JP2004325928A - 逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法 - Google Patents
逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】逆分散型二重分光器から出力用光ファイバに入射した光を損なうことなく、出力用光ファイバへの光の入射状況をモニタする。
【解決手段】出力用光ファイバ１〜８のいずれかには、ビームステアリング機構１５からの光λ２でグレーティング１２を通過した光のうちの１次回折光λ１２が拡大光学系１１を介して入射する。一方、出力先モニタ装置２００には、グレーティング１２を通過した光のうち、１次回折光λ１２とは異なる０次回折光λ０２が入射する。出力先モニタ装置２００は、ビームステアリング機構１５のマイクロミラーの反射面と共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用受光センサ２４を備えている。この出力先検知用受光センサ２４のどの位置に０次回折光λ０２が受光したかにより、１次回折光λ１２の出力先を認識する。
【選択図】 図１
【解決手段】出力用光ファイバ１〜８のいずれかには、ビームステアリング機構１５からの光λ２でグレーティング１２を通過した光のうちの１次回折光λ１２が拡大光学系１１を介して入射する。一方、出力先モニタ装置２００には、グレーティング１２を通過した光のうち、１次回折光λ１２とは異なる０次回折光λ０２が入射する。出力先モニタ装置２００は、ビームステアリング機構１５のマイクロミラーの反射面と共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用受光センサ２４を備えている。この出力先検知用受光センサ２４のどの位置に０次回折光λ０２が受光したかにより、１次回折光λ１２の出力先を認識する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーティングやグリズム（グレーティングとプリズムとを合体させたもの）などの波長分散素子を用いた逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の出力先制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の逆分散型二重分光器としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
この逆分散型二重分光器は、入力用光ファイバからの光を反射型グレーティングで分散させ、この反射型グレーティングからの回折光の一部をビームステアリング機構としてのＭＥＭＳ（Ｍｙｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）のマイクロミラーで特定の方向に向うように反射させ、この反射光を前述の反射型グレーティングに当てて合波させた後、出力用光ファイバに導くというものである。
【０００４】
この逆分散型二重分光器では、ビームステアリング機構を制御して、目的の出力用光ファイバに光を確実に入射させるために、光ファイバへの光の入射状況をモニタすることが必要になる。
【０００５】
このようなモニタを行うためには、例えば、以下の非特許文献１に記載されている技術を利用することができる。
【０００６】
この技術は、光カップラを用いて、光の一部をタッピングして、この一部の光をモニタする技術である。この技術を用いて、光ファイバに光カップラを接続し、この光カップラで光ファイバに入射した光の一部をタッピングして、この一部の光をモニタすれば、確実に、光ファイバに光が入射しているかを確認することができる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許出願公開公報 ２００２／０１９６５２００ Ａ１
【非特許文献１】
著 波平宜敬 「ＤＷＤＭ光測定技術」 （株）オプトロニクス社出版
平成１３年３月１０日発行 Ｐ９５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に記載されている技術を利用する場合、光ファイバに入射した光の一部をモニタに利用するために、光ファイバに入射した光のうち利用できる光量が減ってしまうという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目し、出力手段に入射した光を損なうことなく、出力手段への入射状況をモニタできる逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するための請求項１に係る発明の出力先モニタ装置は、
光を入力する入力手段と、前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、を備えた逆分散型二重分光装置の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の前記受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置された出力先検知用の受光面を有し、該出力先検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記波長域毎の光の出力先を検知する出力先検出手段、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の出力先モニタ装置は、
請求項１に記載の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離する光路分離手段と、前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面を有し、該波長検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記出力手段に出力される光の波長を検知する波長検知手段と、を備え、
前記光路分離手段は、分離した一方の光路の光を前記出力検知用の受光面に導き、他方の光路の光を前記波長検知用の受光面に導くことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明の出力先モニタ装置は、
請求項１又は２に記載の出力先モニタ装置において、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段のどの位置に出力されるかが前記波長域毎に予め対応付けられており、該対応付けに基づいて光の出力先を検知する、ことを特徴とする。
【００１３】
前記問題点を解決するための請求項４に係る発明の逆分散型二重分光装置は、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の出力先モニタ装置と、
前記出力先モニタ装置の前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明の逆分散型二重分光器は、
請求項４に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は複数の出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記複数の出力ポートのうちのどの出力ポートに出力するかが前記波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記波長域毎の各々の光が、前記複数の出力ポートのうちの目的の出力ポートに入射するように、又は、複数の出力ポートのいずれにも到達しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明の逆分散型二重分光装置は、
請求項４に記載の逆分散型二重分光装置において、
前記出力手段は１つの出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は前記出力先検出用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段に入力する光が前記出力ポートに入力するかが、波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて前記波長域毎の光が前記出力ポートに入射するように、又は、該出力ポートに入射しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする逆分散型二重分光装置。
【００１６】
前記問題点を解決するための請求項７に係る発明の逆分散型二重分光装置の制御方法は、
光を入力する入力手段と、
前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、
前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、
を備えた逆分散型二重分光装置の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用の受光面での前記波長領域毎の光の入射位置を検出し、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明の逆分散型二重分光器の制御方法は、
請求項７に記載の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離し、分離された一方の光路の光を前記出力先検知用の受光面に導き、分離された他方の光路の光を前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面に導き、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置及び前記波長検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る逆分光型二重分光装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
本実施形態の逆分散型二重分光装置は、図１に示すように、逆分散型二重分光器１００と、この逆分散型二重分光器１００の出力先をモニタする出力先モニタ装置２００と、この出力先モニタ装置２００からの信号に応じて逆分散型二重分光器１００の出力先を制御する制御部３０と、を備えている。
【００２０】
逆分散型二重分光器１００は、１つの入力用光ファイバ９及び複数の出力用光ファイバ１，２，…，８を有する光ファイバ束１０と、入力用光ファイバ９からのビーム径を拡大するための拡大光学系１１と、この拡大光学系１１からの光を分散する透過型グレーティング１２と、この透過型グレーティング１２からの回折光を結像させる結像光学系１３と、この結像光学系１３の焦点に受光面が存在するビームステアリング機構１５と、を備えている。
【００２１】
拡大光学系１１は、各光ファイバ１，２，…，９の入出力端の近傍に設けられているマイクロレンズ１１ａと、正の焦点距離を有する２つのレンズ１１ｂ，１１ｃとを備えている。この拡大光学系１１は、その焦点位置が各光ファイバ１，２，…，９の入出力端の位置と一致している。従って、入力用光ファイバ９からの光が拡大光学系１１を通ると、その光は平行光になる。なお、特許請求の範囲に記載の入力手段は、この拡大光学系１１及び入力用光ファイバ９を有して構成され、出力手段は、拡大光学系１１及び複数の出力用光ファイバ１，２，…，８を有して構成される。
【００２２】
透過型グレーティング１２は、多数の直線溝が等間隔で１次元配列されたもので、ここを光が一方の方向から通過することで、光に波長分散作用を与え、光が逆の方向から通過することで、波長分散作用とは逆の合波作用を光に与える。したがって、この透過型グレーティング１２が、特許請求の範囲に記載の分散手段及び合波手段を構成する。この透過型グレーティング１２は、本実施形態において、ブレーズの最も強い回折次数の回折光が１次回折光で、後述の０次回折光は、１次回折光に対して極めて弱いブレーズである。
【００２３】
本実施形態のビームステアリング機構１５は、ＭＥＭＳ（Ｍｙｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるもので、複数のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（図３）を１次元的に並べたマイクロミラーアレイ１６と、このマイクロミラーアレイ１６を構成する各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃを個別に駆動させるミラードライバ１７と、を有している。各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃの大きさは、およそ数１０μｍ〜数１００μｍ角である。この複数のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃが１次元的に並べられている方向は、透過型グレーティング１２の通過による波長分散の方向と同じである。なお、前述したビームステアリング機構１５の受光面とは、各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃの反射面のことである。
【００２４】
マイクロミラーアレイ１６で反射した光は、再び、結像光学系１３を通って、透過型グレーティング１２に至る。透過型グレーティング１２に至った光は、ここで合波作用を受け、合波作用を受けた光のうちの１次回折光が拡大光学系１１を介して、いずれかの出力用光ファイバに入射する。
【００２５】
出力先モニタ装置２００は、マイクロミラーアレイ１６で反射して透過型グレーティング１２で合波作用を受けた光のうちの０次回折光を結像されせる結像光学系２１と、結像光学系２１からの光を二つの光路に分割するハーフミラー２２と、ハーフミラー２２で分割された光のうちの一方の光を受ける波長検知用受光センサ２３と、ハーフミラー２２で分割された光のうちの他方の光を受ける出力先検知用受光センサ２４と、を備えている。
【００２６】
各受光センサ２３，２４は、複数の受光素子が１次元的に並べられたもので、複数の受光素子のうち、光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部３０へ出力する。すなわち、各受光センサ２３，２４は、どの位置にどの程度の光を受光したかを示す信号を制御部３０へ出力する。受光センサ２３，２４のうち、波長検知用受光センサ２３は、その受光面がマイクロミラーアレイ１６の反射面（受光面）と共役な位置、つまり結像光学系２１の焦点位置に配置され、出力先検知用受光センサ２４は、その受光面がマイクロミラーアレイ１６と共役な位置から僅かにズレた位置、つまり結像光学系２１の焦点位置よりも結像光学系２１から僅かに離れた位置に配置されている。
【００２７】
次に、以上で説明した逆分散型二重分光装置の作用及び動作について、図２〜４を用いて説明する。なお、図２では、各種光の光路が明瞭になるように、出力先モニタ装置２００のハーフミラー２２を省略している。
【００２８】
図２に示すように、入力用光ファイバ９から、仮に、白色光（同図中、実線）Ｌが出力されたとする。この光Ｌは、拡大光学系１１でビーム径が拡大された後、透過型グレーティング１２を通過し、ここを通過した光のうちの１次回折光が結像光学系１３及びマイクロミラーアレイ１６に向う。出力用光ファイバ９からの光Ｌは、透過型グレーティング１２での波長分散作用により、各波長λ１，λ２，λ３，…の光に分散する。その後、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、前述したように、結像光学系１３を経てマイクロミラーアレイ１６に向う。
【００２９】
図３に示すように、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、マイクロミラーアレイ１６を構成する個々のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃで、個別の方向に反射される。
【００３０】
その後、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、図２に示すように、再び、結像光学系１３を経て、透過型グレーティング１２で合波作用を受ける。仮に、波長λ１の光と波長λ２の光とは、透過型グレーティング１２中の同じ位置を通過した場合には、両波長の光は合波される。しかしながら、ここでは、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、透過型グレーティング１２中の同じ位置を通過しないので、先に通過したときの分散作用とは逆の作用を受けるものの、合波されることなく通過してしまう。透過型グレーティング１２を通過した光のうちの１次回折光λ１１，λ１２，λ１３，…は、前述したように、拡大光学系１１を介して、いずれかの出力用光ファイバ１，２，…，８に入射する。一方、透過型グレーティング１２を通過した光のうちの０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…は、出力先モニタ装置２００の結像光学系２１に向かう。
【００３１】
出力先モニタ装置２００の結像光学系２１を通った０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…は、図４（ｂ）に示すように、ハーフミラー２２で２つの光路に分割され、一方が波長検知用受光センサ２３で受光され、他方が出力先検知用受光センサ２４で受光される。なお、以上において、「λ」の後の小さな添え字は、回折次数を示している。
【００３２】
マイクロミラーアレイ１６と光学的に共役な位置に配置されている波長検知用受光センサ２３は、受光面のうちのどの位置で受光すると、受光した光がどのような波長λ０１，λ０２，λ０３，…であるかが対応付けられている。また、マイクロミラーアレイ１６と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用受光センサ２４は、受光面のうちのどの位置で受光すると、１次回折光の各波長λ１１，λ１２，λ１３，…の光が複数の出力用光ファイバ１，２，…，８のうちのどの出力用光ファイバに入射するかが対応付けられている。
【００３３】
具体的には、図４（ａ）及び図６に示すように、各受光センサ２３，２４は、その受光面が複数の領域に分割され、領域毎に領域ナンバーが付されている。その上で、波長検知用受光センサ２３に関しては、どの領域ナンバー１，２，…が光を受光すると、その光の波長が何であるかが関係付けられている。例えば、領域ナンバー８で受光される光は波長λ０１であり、領域ナンバー１９で受光される光は波長λ０２であり、領域ナンバー３０で受光される光は波長λ０３である、というように関係付けられている。また、出力先検知用受光センサ２４に関しては、各波長λ０１，λ０２，λ０３，…毎に、どの領域ナンバー１，２，…が対応波長の光を受光すると、対応波長についての０次回折光がどの出力用光ファイバ１，２，…，８のポートに入射するかが関係付けられている。例えば、波長λ０１の光に関しては、領域ナンバー５で受光されると、この波長λ０１についての１次回折光λ１１が第８出力用光ファイバ８、つまり第８出力ポートに入射する、というように関係付けられている。また、波長λ０２の光に関しては、領域ナンバー１８で受光されると、この波長λ０２についての１次回折光λ１２が第６出力用光ファイバ６、つまり第６出力ポートに入射し、波長λ０３の光に関しては、領域ナンバー３２で受光されると、このλ０３についての１次回折光λ１３が第３出力用光ファイバ３、つまり第３出力ポートに入射する、というように関係付けられている。
【００３４】
以上のような、受光面の位置と波長の関係、及び受光面の位置と出力先の関係は、予め調べておき、これが制御部３０にテーブルとして記憶されている。
【００３５】
制御部３０は、図４及び図６に示すように、波長検知用センサ２３から、例えば、領域ナンバー１９で受光した旨の信号を受けると、前述したテーブルを参照して、波長λ０２の光を受光したと認識する。さらに、出力先検知用センサ２４から、領域ナンバー１８で受光した旨の信号を受け取ると、図２に示すように、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第６出力用光ファイバ６、つまり第６出力ポートに入射したと認識する。
【００３６】
図５に示すように、制御部３０は、仮に、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２は第８出力ポートに入射すべきである旨の指示を外部から受けている場合、以上のように、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第６出力ポートに入射したと認識すると、出力先ポートがズレていると判断して、ビームステアリング機構１６のミラードライバ１７に対して、マイクロミラーアレイ１６を構成している複数のマイクロミラーのうち、波長λ２を受光しているマイクロミラー１６ｂ（図３）に関する駆動量を出力する。ミラードライバ１７は、この駆動量に応じて、波長λ２を受光しているマイクロミラー１６ｂを駆動する。この結果、例えば、制御部３０が、出力先検知用センサ２４から領域ナンバー１７で受光した旨の信号を受け取ると、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第７出力ポートに入射したと認識し、未だ出力先ポートがズレていると判断して、ミラードライバ１７へ駆動量を出力する。制御部３０は、最終的に、出力先検知用センサ２４から領域ナンバー１６で受光した旨の信号を受け取り、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第８出力ポートに入射したと認識するまで、ミラードライバ１７へ駆動量を出力する。なお、本実施形態において、請求項に記載の出力先検知手段は、出力先検知用センサ２４と、制御部３０の一部であって、このセンサ２４からの出力に基づいて出力先を認識する制御部３０の部分とを有して構成される。また、請求項に記載の波長検知手段は、波長検知用センサ２３と、制御部３０の一部であって、このセンサ２４からの出力に基づいて波長を認識する制御部３０の部分とを有して構成される。
【００３７】
以上のように、本実施形態では、透過型グレーティング１２を通った光のうち、出力用光ファイバ１，２，…，８へ送られる１次回折光λ１１，λ１２，λ１３，…ではなく、本質的に利用されない０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…をモニタすることで、逆分散型二重分光器１００の出力先を確認しているので、出力用光ファイバ１，２，…，８に入射した光を損なうことはない。また、本実施形態では、本来の出力光λ１１，λ１２，λ１３，…ではない光λ０１，λ０２，λ０３，…を利用して、間接的に、本来の出力光λ１１，λ１２，λ１３，…の出力先をフィードバック制御しているので、極めて正確に、出力光λ１１，λ１２，λ１３，…を目的の出力ポートに導くことができる。
【００３８】
また、一般的に、アッテネーション操作は、ビームステアリング機構１５とグレーティング１２との間で行われるが、本実施形態では、例えば、出力用光ファイバのうちのいずれか１つを捨て光用光ファイバとし、この捨て光用光ファイバに特定の波長の光が入射するように制御するか、又は、特定の波長の光がいずれの出力用光ファイバにも入射しないように制御すれば、特別な機器を別途設けなくても簡単にアッテネーション操作を行うことができる。
【００３９】
具体的には、λ１を第８ポートへ−３ｄＢ（約５０％）出力させるように制御する場合、第７ポートを余分な光を捨てる光ファイバとする。図６に示す、出力検知用の受光面の領域Ｎｏ．５からの出力が最も高くなるＭＥＭＳミラー位置が、最も透過効率の良い状態である。そして、ここから、ＭＥＭＳミラーを第７ポート側にズラし、領域Ｎｏ．５と領域Ｎｏ．６からの出力が等しくなったＭＥＭＳミラー位置が、−３ｄＢの状態である。また、領域Ｎｏ．５と領域Ｎｏ．６からの出力の比と、予め第８ポートからの出力値を測定し、これらの対応関係を記憶させておき、ＭＥＭＳミラーを制御することもできる。このとき、第７ポートの光ファイバは捨てた光の反射光が戻ってこないように終端処理されている必要がある。
【００４０】
なお、以上の実施形態では、１つの入力用光ファイバ９に対して複数の出力用光ファイバ１，２，…，８が設けられており、入力ポート数：出力ポート数＝１：複数のものであるが、逆に、入力ポート数：出力ポート数＝複数：１のものでも適用できる。この場合、図２に示す複数の出力用光ファイバ１，２，…，８が入力用光ファイバとなり、１つの入力用光ファイバ９が出力用光ファイバになり、以上の実施形態と光路中の光の進行方向が逆向きになるだけであるから、複数の入力用光ファイバ毎に、図６に示すような関係を把握しておけば、複数の入力用光ファイバからの光を的確に１つの出力用光ファイバへ入射させることができる。
【００４１】
また、実際は送られてくる光の波長がわずかにズレて、例えば、λ１＋Δλとなってしまうこともあり得る。ズレていない場合は、第８ポートに出力させるためには、出力先検知用センサの領域Ｎｏ．５の出力が最も高くなるように、ＭＥＭＳミラーを制御すればよい。しかし、波長がΔλズレていると、ズレ量に比例して、センサ上の光が当たる領域もズレるため、第８ポートへは正しく出力されているにもかかわらず、例えば、領域Ｎｏ．５のほかにＮｏ．４からも若干の出力されるような状態になる。これを通常の手順のとおり、領域Ｎｏ．５の出力値が最も高くなるように制御すると、第７ポートに若干出力が漏れてしまう。これはクロストークとなり、光通信のシステム上良くない。
【００４２】
このとき、波長位置検知用センサからの出力も、領域Ｎｏ．８から出力されるとともに、領域Ｎｏ．７からも若干の出力が得られる。これにより波長のズレ量を検知し、出力検知用センサからの出力に補正をかけることによって、正しい位置にＭＥＭＳミラーを調整することができる。
【００４３】
また、以上の実施形態では、逆分散型二重分光器１００の構成要素としての第１の分光手段（分散手段）及び第二の分光手段（合波手段）として、透過型グレーティング１２を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、反射型グレーティングを用いても、また、グレーティングとプリズムとを合体させたグリズム等を用いてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、各受光センサ２３，２４として、受光素子が１次元的に並んでいるものを用いているが、受光素子が二次元的に並んでいる２次元受光センサを用いてもよい。仮に、出力先検知用受光センサ２４として２次元受光センサを用いた場合には、出力光に関して、各光ファイバが並んでいる方向における位置ズレ以外に、この方向とは直角な方向の位置のズレも認識できるようになる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、モニタ用の光として、透過型グレーティング１２からの０次回折光を用いているが、出力光として利用される回折次数の光以外の回折次数の光であれば、基本的に如何なる次数の光をモニタ用の光として利用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の分光手段（合波手段）で作用を受けた光のうち、予め定められた回折次数の光を出力手段へ送り、この予め定められた回折次数とは異なる回折次数の光で、本来利用されない光を用いて、逆分散型二重分光器の出力先をモニタしているので、出力手段に入射した光を損なうことはなく、出力手段に入射した光を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態における逆分散型二重分光装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における逆分散型二重分光装置における各種光の光路を示す説明図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるマイクロミラーアレイでの各種光の光路変化を示す説明図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサ及び出力先検知用受光センサでの各種光の受光状況を示す説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサ及び出力先検知用受光センサでの０次回折光λ０２の受光状況を示す説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサにおける受光領域と波長との関係、及び出力先検知用受光センサにおける受光領域と出力先ポート番号との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２，〜，８…出力用光ファイバ ９…入力用光ファイバ
１１…拡大光学系 １２…透過型グレーティング
１３…結像光学系 １５…ビームステアリング機構
１６…マルチミラーアレイ １７…ミラードライバ
２１…結像光学系 ２２…ハーフミラー
２３…波長検知用受光センサ ２４…出力先検知用受光センサ
３０…制御部 １００…逆分散型二重分光器
２００…出力先モニタ装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、グレーティングやグリズム（グレーティングとプリズムとを合体させたもの）などの波長分散素子を用いた逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の出力先制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の逆分散型二重分光器としては、例えば、以下の特許文献１に記載されているものがある。
【０００３】
この逆分散型二重分光器は、入力用光ファイバからの光を反射型グレーティングで分散させ、この反射型グレーティングからの回折光の一部をビームステアリング機構としてのＭＥＭＳ（Ｍｙｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）のマイクロミラーで特定の方向に向うように反射させ、この反射光を前述の反射型グレーティングに当てて合波させた後、出力用光ファイバに導くというものである。
【０００４】
この逆分散型二重分光器では、ビームステアリング機構を制御して、目的の出力用光ファイバに光を確実に入射させるために、光ファイバへの光の入射状況をモニタすることが必要になる。
【０００５】
このようなモニタを行うためには、例えば、以下の非特許文献１に記載されている技術を利用することができる。
【０００６】
この技術は、光カップラを用いて、光の一部をタッピングして、この一部の光をモニタする技術である。この技術を用いて、光ファイバに光カップラを接続し、この光カップラで光ファイバに入射した光の一部をタッピングして、この一部の光をモニタすれば、確実に、光ファイバに光が入射しているかを確認することができる。
【０００７】
【特許文献１】
米国特許出願公開公報 ２００２／０１９６５２００ Ａ１
【非特許文献１】
著 波平宜敬 「ＤＷＤＭ光測定技術」 （株）オプトロニクス社出版
平成１３年３月１０日発行 Ｐ９５
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、非特許文献１に記載されている技術を利用する場合、光ファイバに入射した光の一部をモニタに利用するために、光ファイバに入射した光のうち利用できる光量が減ってしまうという問題点がある。
【０００９】
本発明は、このような問題点に着目し、出力手段に入射した光を損なうことなく、出力手段への入射状況をモニタできる逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するための請求項１に係る発明の出力先モニタ装置は、
光を入力する入力手段と、前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、を備えた逆分散型二重分光装置の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の前記受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置された出力先検知用の受光面を有し、該出力先検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記波長域毎の光の出力先を検知する出力先検出手段、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明の出力先モニタ装置は、
請求項１に記載の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離する光路分離手段と、前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面を有し、該波長検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記出力手段に出力される光の波長を検知する波長検知手段と、を備え、
前記光路分離手段は、分離した一方の光路の光を前記出力検知用の受光面に導き、他方の光路の光を前記波長検知用の受光面に導くことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明の出力先モニタ装置は、
請求項１又は２に記載の出力先モニタ装置において、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段のどの位置に出力されるかが前記波長域毎に予め対応付けられており、該対応付けに基づいて光の出力先を検知する、ことを特徴とする。
【００１３】
前記問題点を解決するための請求項４に係る発明の逆分散型二重分光装置は、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の出力先モニタ装置と、
前記出力先モニタ装置の前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明の逆分散型二重分光器は、
請求項４に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は複数の出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記複数の出力ポートのうちのどの出力ポートに出力するかが前記波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記波長域毎の各々の光が、前記複数の出力ポートのうちの目的の出力ポートに入射するように、又は、複数の出力ポートのいずれにも到達しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明の逆分散型二重分光装置は、
請求項４に記載の逆分散型二重分光装置において、
前記出力手段は１つの出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は前記出力先検出用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段に入力する光が前記出力ポートに入力するかが、波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて前記波長域毎の光が前記出力ポートに入射するように、又は、該出力ポートに入射しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする逆分散型二重分光装置。
【００１６】
前記問題点を解決するための請求項７に係る発明の逆分散型二重分光装置の制御方法は、
光を入力する入力手段と、
前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、
前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、
を備えた逆分散型二重分光装置の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用の受光面での前記波長領域毎の光の入射位置を検出し、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段を制御する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明の逆分散型二重分光器の制御方法は、
請求項７に記載の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離し、分離された一方の光路の光を前記出力先検知用の受光面に導き、分離された他方の光路の光を前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面に導き、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置及び前記波長検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る逆分光型二重分光装置の一実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
本実施形態の逆分散型二重分光装置は、図１に示すように、逆分散型二重分光器１００と、この逆分散型二重分光器１００の出力先をモニタする出力先モニタ装置２００と、この出力先モニタ装置２００からの信号に応じて逆分散型二重分光器１００の出力先を制御する制御部３０と、を備えている。
【００２０】
逆分散型二重分光器１００は、１つの入力用光ファイバ９及び複数の出力用光ファイバ１，２，…，８を有する光ファイバ束１０と、入力用光ファイバ９からのビーム径を拡大するための拡大光学系１１と、この拡大光学系１１からの光を分散する透過型グレーティング１２と、この透過型グレーティング１２からの回折光を結像させる結像光学系１３と、この結像光学系１３の焦点に受光面が存在するビームステアリング機構１５と、を備えている。
【００２１】
拡大光学系１１は、各光ファイバ１，２，…，９の入出力端の近傍に設けられているマイクロレンズ１１ａと、正の焦点距離を有する２つのレンズ１１ｂ，１１ｃとを備えている。この拡大光学系１１は、その焦点位置が各光ファイバ１，２，…，９の入出力端の位置と一致している。従って、入力用光ファイバ９からの光が拡大光学系１１を通ると、その光は平行光になる。なお、特許請求の範囲に記載の入力手段は、この拡大光学系１１及び入力用光ファイバ９を有して構成され、出力手段は、拡大光学系１１及び複数の出力用光ファイバ１，２，…，８を有して構成される。
【００２２】
透過型グレーティング１２は、多数の直線溝が等間隔で１次元配列されたもので、ここを光が一方の方向から通過することで、光に波長分散作用を与え、光が逆の方向から通過することで、波長分散作用とは逆の合波作用を光に与える。したがって、この透過型グレーティング１２が、特許請求の範囲に記載の分散手段及び合波手段を構成する。この透過型グレーティング１２は、本実施形態において、ブレーズの最も強い回折次数の回折光が１次回折光で、後述の０次回折光は、１次回折光に対して極めて弱いブレーズである。
【００２３】
本実施形態のビームステアリング機構１５は、ＭＥＭＳ（Ｍｙｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれるもので、複数のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（図３）を１次元的に並べたマイクロミラーアレイ１６と、このマイクロミラーアレイ１６を構成する各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃを個別に駆動させるミラードライバ１７と、を有している。各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃの大きさは、およそ数１０μｍ〜数１００μｍ角である。この複数のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃが１次元的に並べられている方向は、透過型グレーティング１２の通過による波長分散の方向と同じである。なお、前述したビームステアリング機構１５の受光面とは、各マイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃの反射面のことである。
【００２４】
マイクロミラーアレイ１６で反射した光は、再び、結像光学系１３を通って、透過型グレーティング１２に至る。透過型グレーティング１２に至った光は、ここで合波作用を受け、合波作用を受けた光のうちの１次回折光が拡大光学系１１を介して、いずれかの出力用光ファイバに入射する。
【００２５】
出力先モニタ装置２００は、マイクロミラーアレイ１６で反射して透過型グレーティング１２で合波作用を受けた光のうちの０次回折光を結像されせる結像光学系２１と、結像光学系２１からの光を二つの光路に分割するハーフミラー２２と、ハーフミラー２２で分割された光のうちの一方の光を受ける波長検知用受光センサ２３と、ハーフミラー２２で分割された光のうちの他方の光を受ける出力先検知用受光センサ２４と、を備えている。
【００２６】
各受光センサ２３，２４は、複数の受光素子が１次元的に並べられたもので、複数の受光素子のうち、光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部３０へ出力する。すなわち、各受光センサ２３，２４は、どの位置にどの程度の光を受光したかを示す信号を制御部３０へ出力する。受光センサ２３，２４のうち、波長検知用受光センサ２３は、その受光面がマイクロミラーアレイ１６の反射面（受光面）と共役な位置、つまり結像光学系２１の焦点位置に配置され、出力先検知用受光センサ２４は、その受光面がマイクロミラーアレイ１６と共役な位置から僅かにズレた位置、つまり結像光学系２１の焦点位置よりも結像光学系２１から僅かに離れた位置に配置されている。
【００２７】
次に、以上で説明した逆分散型二重分光装置の作用及び動作について、図２〜４を用いて説明する。なお、図２では、各種光の光路が明瞭になるように、出力先モニタ装置２００のハーフミラー２２を省略している。
【００２８】
図２に示すように、入力用光ファイバ９から、仮に、白色光（同図中、実線）Ｌが出力されたとする。この光Ｌは、拡大光学系１１でビーム径が拡大された後、透過型グレーティング１２を通過し、ここを通過した光のうちの１次回折光が結像光学系１３及びマイクロミラーアレイ１６に向う。出力用光ファイバ９からの光Ｌは、透過型グレーティング１２での波長分散作用により、各波長λ１，λ２，λ３，…の光に分散する。その後、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、前述したように、結像光学系１３を経てマイクロミラーアレイ１６に向う。
【００２９】
図３に示すように、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、マイクロミラーアレイ１６を構成する個々のマイクロミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃで、個別の方向に反射される。
【００３０】
その後、各波長λ１，λ２，λ３，…毎の光は、図２に示すように、再び、結像光学系１３を経て、透過型グレーティング１２で合波作用を受ける。仮に、波長λ１の光と波長λ２の光とは、透過型グレーティング１２中の同じ位置を通過した場合には、両波長の光は合波される。しかしながら、ここでは、各波長λ１，λ２，λ３，…の光は、透過型グレーティング１２中の同じ位置を通過しないので、先に通過したときの分散作用とは逆の作用を受けるものの、合波されることなく通過してしまう。透過型グレーティング１２を通過した光のうちの１次回折光λ１１，λ１２，λ１３，…は、前述したように、拡大光学系１１を介して、いずれかの出力用光ファイバ１，２，…，８に入射する。一方、透過型グレーティング１２を通過した光のうちの０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…は、出力先モニタ装置２００の結像光学系２１に向かう。
【００３１】
出力先モニタ装置２００の結像光学系２１を通った０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…は、図４（ｂ）に示すように、ハーフミラー２２で２つの光路に分割され、一方が波長検知用受光センサ２３で受光され、他方が出力先検知用受光センサ２４で受光される。なお、以上において、「λ」の後の小さな添え字は、回折次数を示している。
【００３２】
マイクロミラーアレイ１６と光学的に共役な位置に配置されている波長検知用受光センサ２３は、受光面のうちのどの位置で受光すると、受光した光がどのような波長λ０１，λ０２，λ０３，…であるかが対応付けられている。また、マイクロミラーアレイ１６と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用受光センサ２４は、受光面のうちのどの位置で受光すると、１次回折光の各波長λ１１，λ１２，λ１３，…の光が複数の出力用光ファイバ１，２，…，８のうちのどの出力用光ファイバに入射するかが対応付けられている。
【００３３】
具体的には、図４（ａ）及び図６に示すように、各受光センサ２３，２４は、その受光面が複数の領域に分割され、領域毎に領域ナンバーが付されている。その上で、波長検知用受光センサ２３に関しては、どの領域ナンバー１，２，…が光を受光すると、その光の波長が何であるかが関係付けられている。例えば、領域ナンバー８で受光される光は波長λ０１であり、領域ナンバー１９で受光される光は波長λ０２であり、領域ナンバー３０で受光される光は波長λ０３である、というように関係付けられている。また、出力先検知用受光センサ２４に関しては、各波長λ０１，λ０２，λ０３，…毎に、どの領域ナンバー１，２，…が対応波長の光を受光すると、対応波長についての０次回折光がどの出力用光ファイバ１，２，…，８のポートに入射するかが関係付けられている。例えば、波長λ０１の光に関しては、領域ナンバー５で受光されると、この波長λ０１についての１次回折光λ１１が第８出力用光ファイバ８、つまり第８出力ポートに入射する、というように関係付けられている。また、波長λ０２の光に関しては、領域ナンバー１８で受光されると、この波長λ０２についての１次回折光λ１２が第６出力用光ファイバ６、つまり第６出力ポートに入射し、波長λ０３の光に関しては、領域ナンバー３２で受光されると、このλ０３についての１次回折光λ１３が第３出力用光ファイバ３、つまり第３出力ポートに入射する、というように関係付けられている。
【００３４】
以上のような、受光面の位置と波長の関係、及び受光面の位置と出力先の関係は、予め調べておき、これが制御部３０にテーブルとして記憶されている。
【００３５】
制御部３０は、図４及び図６に示すように、波長検知用センサ２３から、例えば、領域ナンバー１９で受光した旨の信号を受けると、前述したテーブルを参照して、波長λ０２の光を受光したと認識する。さらに、出力先検知用センサ２４から、領域ナンバー１８で受光した旨の信号を受け取ると、図２に示すように、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第６出力用光ファイバ６、つまり第６出力ポートに入射したと認識する。
【００３６】
図５に示すように、制御部３０は、仮に、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２は第８出力ポートに入射すべきである旨の指示を外部から受けている場合、以上のように、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第６出力ポートに入射したと認識すると、出力先ポートがズレていると判断して、ビームステアリング機構１６のミラードライバ１７に対して、マイクロミラーアレイ１６を構成している複数のマイクロミラーのうち、波長λ２を受光しているマイクロミラー１６ｂ（図３）に関する駆動量を出力する。ミラードライバ１７は、この駆動量に応じて、波長λ２を受光しているマイクロミラー１６ｂを駆動する。この結果、例えば、制御部３０が、出力先検知用センサ２４から領域ナンバー１７で受光した旨の信号を受け取ると、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第７出力ポートに入射したと認識し、未だ出力先ポートがズレていると判断して、ミラードライバ１７へ駆動量を出力する。制御部３０は、最終的に、出力先検知用センサ２４から領域ナンバー１６で受光した旨の信号を受け取り、波長λ０２の光についての１次回折光波長λ１２が第８出力ポートに入射したと認識するまで、ミラードライバ１７へ駆動量を出力する。なお、本実施形態において、請求項に記載の出力先検知手段は、出力先検知用センサ２４と、制御部３０の一部であって、このセンサ２４からの出力に基づいて出力先を認識する制御部３０の部分とを有して構成される。また、請求項に記載の波長検知手段は、波長検知用センサ２３と、制御部３０の一部であって、このセンサ２４からの出力に基づいて波長を認識する制御部３０の部分とを有して構成される。
【００３７】
以上のように、本実施形態では、透過型グレーティング１２を通った光のうち、出力用光ファイバ１，２，…，８へ送られる１次回折光λ１１，λ１２，λ１３，…ではなく、本質的に利用されない０次回折光λ０１，λ０２，λ０３，…をモニタすることで、逆分散型二重分光器１００の出力先を確認しているので、出力用光ファイバ１，２，…，８に入射した光を損なうことはない。また、本実施形態では、本来の出力光λ１１，λ１２，λ１３，…ではない光λ０１，λ０２，λ０３，…を利用して、間接的に、本来の出力光λ１１，λ１２，λ１３，…の出力先をフィードバック制御しているので、極めて正確に、出力光λ１１，λ１２，λ１３，…を目的の出力ポートに導くことができる。
【００３８】
また、一般的に、アッテネーション操作は、ビームステアリング機構１５とグレーティング１２との間で行われるが、本実施形態では、例えば、出力用光ファイバのうちのいずれか１つを捨て光用光ファイバとし、この捨て光用光ファイバに特定の波長の光が入射するように制御するか、又は、特定の波長の光がいずれの出力用光ファイバにも入射しないように制御すれば、特別な機器を別途設けなくても簡単にアッテネーション操作を行うことができる。
【００３９】
具体的には、λ１を第８ポートへ−３ｄＢ（約５０％）出力させるように制御する場合、第７ポートを余分な光を捨てる光ファイバとする。図６に示す、出力検知用の受光面の領域Ｎｏ．５からの出力が最も高くなるＭＥＭＳミラー位置が、最も透過効率の良い状態である。そして、ここから、ＭＥＭＳミラーを第７ポート側にズラし、領域Ｎｏ．５と領域Ｎｏ．６からの出力が等しくなったＭＥＭＳミラー位置が、−３ｄＢの状態である。また、領域Ｎｏ．５と領域Ｎｏ．６からの出力の比と、予め第８ポートからの出力値を測定し、これらの対応関係を記憶させておき、ＭＥＭＳミラーを制御することもできる。このとき、第７ポートの光ファイバは捨てた光の反射光が戻ってこないように終端処理されている必要がある。
【００４０】
なお、以上の実施形態では、１つの入力用光ファイバ９に対して複数の出力用光ファイバ１，２，…，８が設けられており、入力ポート数：出力ポート数＝１：複数のものであるが、逆に、入力ポート数：出力ポート数＝複数：１のものでも適用できる。この場合、図２に示す複数の出力用光ファイバ１，２，…，８が入力用光ファイバとなり、１つの入力用光ファイバ９が出力用光ファイバになり、以上の実施形態と光路中の光の進行方向が逆向きになるだけであるから、複数の入力用光ファイバ毎に、図６に示すような関係を把握しておけば、複数の入力用光ファイバからの光を的確に１つの出力用光ファイバへ入射させることができる。
【００４１】
また、実際は送られてくる光の波長がわずかにズレて、例えば、λ１＋Δλとなってしまうこともあり得る。ズレていない場合は、第８ポートに出力させるためには、出力先検知用センサの領域Ｎｏ．５の出力が最も高くなるように、ＭＥＭＳミラーを制御すればよい。しかし、波長がΔλズレていると、ズレ量に比例して、センサ上の光が当たる領域もズレるため、第８ポートへは正しく出力されているにもかかわらず、例えば、領域Ｎｏ．５のほかにＮｏ．４からも若干の出力されるような状態になる。これを通常の手順のとおり、領域Ｎｏ．５の出力値が最も高くなるように制御すると、第７ポートに若干出力が漏れてしまう。これはクロストークとなり、光通信のシステム上良くない。
【００４２】
このとき、波長位置検知用センサからの出力も、領域Ｎｏ．８から出力されるとともに、領域Ｎｏ．７からも若干の出力が得られる。これにより波長のズレ量を検知し、出力検知用センサからの出力に補正をかけることによって、正しい位置にＭＥＭＳミラーを調整することができる。
【００４３】
また、以上の実施形態では、逆分散型二重分光器１００の構成要素としての第１の分光手段（分散手段）及び第二の分光手段（合波手段）として、透過型グレーティング１２を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、反射型グレーティングを用いても、また、グレーティングとプリズムとを合体させたグリズム等を用いてもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、各受光センサ２３，２４として、受光素子が１次元的に並んでいるものを用いているが、受光素子が二次元的に並んでいる２次元受光センサを用いてもよい。仮に、出力先検知用受光センサ２４として２次元受光センサを用いた場合には、出力光に関して、各光ファイバが並んでいる方向における位置ズレ以外に、この方向とは直角な方向の位置のズレも認識できるようになる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、モニタ用の光として、透過型グレーティング１２からの０次回折光を用いているが、出力光として利用される回折次数の光以外の回折次数の光であれば、基本的に如何なる次数の光をモニタ用の光として利用してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によれば、第２の分光手段（合波手段）で作用を受けた光のうち、予め定められた回折次数の光を出力手段へ送り、この予め定められた回折次数とは異なる回折次数の光で、本来利用されない光を用いて、逆分散型二重分光器の出力先をモニタしているので、出力手段に入射した光を損なうことはなく、出力手段に入射した光を有効利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態における逆分散型二重分光装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における逆分散型二重分光装置における各種光の光路を示す説明図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるマイクロミラーアレイでの各種光の光路変化を示す説明図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサ及び出力先検知用受光センサでの各種光の受光状況を示す説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサ及び出力先検知用受光センサでの０次回折光λ０２の受光状況を示す説明図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における波長検知用受光センサにおける受光領域と波長との関係、及び出力先検知用受光センサにおける受光領域と出力先ポート番号との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１，２，〜，８…出力用光ファイバ ９…入力用光ファイバ
１１…拡大光学系 １２…透過型グレーティング
１３…結像光学系 １５…ビームステアリング機構
１６…マルチミラーアレイ １７…ミラードライバ
２１…結像光学系 ２２…ハーフミラー
２３…波長検知用受光センサ ２４…出力先検知用受光センサ
３０…制御部 １００…逆分散型二重分光器
２００…出力先モニタ装置
Claims (8)
- 光を入力する入力手段と、
前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、
前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、
を備えた逆分散型二重分光装置の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の前記受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置された出力先検知用の受光面を有し、該出力先検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記波長域毎の光の出力先を検知する出力先検出手段、
を備えていることを特徴とする出力先モニタ装置。 - 請求項１に記載の出力先モニタ装置において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離する光路分離手段と、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面を有し、該波長検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、前記出力手段に出力される光の波長を検知する波長検知手段と、
を備え、
前記光路分離手段は、分離した一方の光路の光を前記出力検知用の受光面に導き、他方の光路の光を前記波長検知用の受光面に導く、
ことを特徴とする出力先モニタ装置。 - 請求項１又は２に記載の出力先モニタ装置において、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段のどの位置に出力されるかが前記波長域毎に予め対応付けられており、該対応付けに基づいて光の出力先を検知する、
ことを特徴とする出力先モニタ装置。 - 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の出力先モニタ装置と、
前記出力先モニタ装置の前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする逆分散型二重分光装置。 - 請求項４に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は複数の出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記複数の出力ポートのうちのどの出力ポートに出力するかが前記波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記波長域毎の各々の光が、前記複数の出力ポートのうちの目的の出力ポートに入射するように、又は、複数の出力ポートのいずれにも到達しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする逆分散型二重分光装置。 - 請求項４に記載の逆分散型二重分光装置において、
前記出力手段は１つの出力ポートを備え、
前記出力先検知手段は前記出力先検出用の受光面のうちのどの位置で受光すると、前記出力手段に入力する光が前記出力ポートに入力するかが、波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて前記波長域毎の光が前記出力ポートに入射するように、又は、該出力ポートに入射しないように、前記ビームステアリング手段を制御することを特徴とする逆分散型二重分光装置。 - 光を入力する入力手段と、
前記入力手段からの入力光に対して分光作用を与える第１の分光手段と、
前記分光作用を受けた光をその波長域毎に配置された複数の受光面で受け、該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビームステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、前記分光作用とは逆向きの分光作用を与える第２の分光手段と、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうちの所定の回折次数の光を、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出力手段と、
を備えた逆分散型二重分光装置の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の、前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用の受光面での前記波長領域毎の光の入射位置を検出し、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段を制御する、
ことを特徴とする逆分散型二重分光装置の制御方法。 - 請求項７に記載の制御方法において、
前記第２の分光手段で分光作用を受けた光のうち、前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を２つの光路に分離し、分離された一方の光路の光を前記出力先検知用の受光面に導き、分離された他方の光路の光を前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面に導き、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置及び前記波長検知用の受光面での光の入射位置に応じて、前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御する、
ことを特徴とする逆分散型二重分光装置の制御方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003122229A JP2004325928A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法 |
| PCT/JP2003/017042 WO2004063684A1 (ja) | 2003-01-08 | 2003-12-26 | 光学装置、モニタ装置、逆分散型二重分光器、および、逆分散型二重分光器の制御方法 |
| AU2003296166A AU2003296166A1 (en) | 2003-01-08 | 2003-12-26 | Optical device, monitor device, inverse dispersion double spectroscope, and method for controlling inverse dispersion double spectroscope |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003122229A JP2004325928A (ja) | 2003-04-25 | 2003-04-25 | 逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004325928A true JP2004325928A (ja) | 2004-11-18 |
Family
ID=33500536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003122229A Pending JP2004325928A (ja) | 2003-01-08 | 2003-04-25 | 逆分散型二重分光器の出力先モニタ装置、これを備えた逆分散型二重分光装置、及び逆分散型二重分光器の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004325928A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015177974A1 (ja) * | 2014-05-19 | 2015-11-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | スペクトルセンサ |
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2003
- 2003-04-25 JP JP2003122229A patent/JP2004325928A/ja active Pending
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