JP2005331880A - 光信号処理装置及び光信号処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 環境変動等の外乱が起きても精度良く光信号の処理を行える光信号処理装置及び光信号処理方法を提供する。
【解決手段】 光信号処理装置１００は、信号光を反射する反射面４ｒを有する反射ミラー４と、反射ミラー４の反射面４ｒを変形及び／又は傾斜させる駆動部５Ａと、反射ミラー４に対向するように配置された半透明ミラー６と、半透明ミラー６を介して反射ミラー４に信号光ｌｓとは異なるモニタ光ｌｍを入射させるモニタ光源８と、反射ミラー４により反射されたモニタ光と反射ミラー４に到達せずに半透明ミラー６により反射されたモニタ光とが干渉した干渉光の強度を取得する光強度取得手段１０と、を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光信号処理装置及び光信号処理方法に関するものである。

光ファイバ伝送路などで信号光を伝搬させる光伝送システムにおいて、アクチュエータ（駆動部）によって反射ミラーの反射面を変形及び／又は傾斜させると共に、このようにして変形及び／又は傾斜した反射ミラーの反射面で信号光を反射させ、信号光の処理、例えば、位相シフトや光路変更等をさせる光信号処理装置が知られている。

例えば、信号光の処理として各周波数成分に累積される分散を補償する光信号処理装置としては、特許文献１に示すように、信号光を分波器で分波し、さらに分波された信号光の各成分を所望の形に湾曲させた反射ミラーの反射面に反射させることにより、信号光の各周波数成分に適当な位相シフトを与えるものが知られている。
特開２００２−３０３８０５号公報

近年、光伝送システムの発展により、光伝送路上に設置される光信号処理装置に対し、さらに高い精度での光信号処理が要求されている。これに対して、上述の如き光信号処理装置では、外乱があった場合に光信号の処理の精度が十分に保てない場合がある。

具体的には、たとえば、アクチュエータを構成する材料のヤング率等の機械的特性や、誘電率等は、環境、例えば、温度や湿度等に応じて変化する。従って、アクチュエータによってなされる反射ミラーの反射面の変形や傾斜の状態が環境変化に応じて変化してしまうため、光信号の処理に環境変化に応じた誤差を生じてしまう。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、環境変動等の外乱が起きても精度良く光信号の処理を行える光信号処理装置及び光信号処理方法を提供することを目的とする。

本発明に係る光信号処理装置は、信号光を反射する反射面を有する反射ミラーと、反射ミラーの反射面を変形及び／又は傾斜させる駆動部と、反射ミラーに対向するように配置された半透明ミラーと、半透明ミラーを介して反射ミラーに信号光とは異なるモニタ光を入射させるモニタ光源と、反射ミラーにより反射されたモニタ光と、反射ミラーに到達せずに半透明ミラーにより反射されたモニタ光とが干渉した干渉光の強度を取得する光強度取得手段と、を備える。

本発明の光信号処理装置によれば、信号光が反射ミラーの反射面によって反射されると共に、駆動部によってこの反射面の変形及び／又は傾斜が行われる。したがって信号光に対して反射面の変形状態や傾斜状態に応じた信号光の処理、例えば、位相シフト等がおこなわれる。

また、モニタ光源から出射されるモニタ光の一部は半透明ミラーで反射される。また、このモニタ光の他の一部は半透明ミラーを透過して反射ミラーに到達し、この反射ミラーで反射され、再び半透明ミラーを逆向きに透過する。そして、光強度取得手段は、反射ミラーにより反射されて半透明ミラーを再び透過したモニタ光と、反透過ミラーで反射したモニタ光とが干渉した干渉光の強度を検出する。ここで、光強度取得手段が検出する干渉光の強度は、二つのモニタ光の光路差、すなわち、反射ミラーと半透明ミラーとの距離に応じて変化する。したがって、光強度検出手段による検出結果に応じて、反射ミラーの変形状態や傾斜状態を取得することができる。そうすると、外乱が起きて反射ミラーの変形状態や傾斜状態が変わってもこれを認識して変形状態や傾斜状態を容易に修正することが可能となる。

ここで、光強度取得手段により取得した干渉光の強度に基づいて駆動部を制御する制御手段をさらに備えることが好ましい。

これによれば、温度変化等の外乱があっても、制御手段が駆動部を駆動して反射ミラーの反射面についての変形状態や傾斜状態を所望の状態に維持等することができる。したがって、安定して高い精度で信号光の処理が行える。

また、半透明ミラーは、反射ミラーの反射面とは異なる面に対向することが好ましい。

これによれば、反射面とは異なる面、例えば、反射面の裏面等によりモニタ光が反射するので、モニタ光の照射による信号光への影響を極めて少なくできる。

また、半透明ミラーは、反射ミラーの反射面に対向することも好ましい。

これによれば、モニタ光が反射ミラーの反射面で反射するため、反射ミラーの反射面の変形状態や傾斜状態や位置を高精度に取得できる。

また、光強度取得手段は電荷結合素子が一次元又は二次元に配列されたＣＣＤカメラであることが好ましい。これによれば、反射ミラーにおけるモニタ光の各入射位置からの干渉光の強度を電荷結合素子の配列方向に沿って一次元のライン状又は二次元の面積状に取得できるので、反射面の変形や傾斜に対応する干渉縞を容易に取得することができる。従って、反射ミラーの反射面の変形状態や傾斜状態の把握が容易となる。

また、モニタ光源から半透明ミラーを介して反射ミラーに入射するモニタ光の入射位置を移動させる入射位置移動手段をさらに備えてもよい。

これによれば、入射位置を変化させつつ干渉光の強度の変化を取得することにより、入射位置の変化に沿う方向について、反射ミラーと半透明ミラーとの距離の変化に基づく干渉縞を入射位置の移動方向に沿って好適に取得することができる。

本発明に係る光信号処理方法は、反射ミラーの反射面を変形及び／又は傾斜させると共にこの反射面によって信号光を反射させて信号光の処理を行う光信号処理方法であって、反射ミラーに対向する半透明ミラーを介して、反射ミラーにモニタ光を入射するモニタ光入射工程と、反射ミラーにより反射されたモニタ光と、反射ミラーに到達せずに半透明ミラーにより反射されたモニタ光とが干渉した干渉光の強度を取得する光強度取得工程と、を備える。

本光信号処理方法によれば、上述と同様にして、反射面の変形状態や傾斜状態に応じた信号光の処理がおこなわれると共に、干渉光の強度に応じて反射ミラーの変形状態や傾斜状態を取得することができる。そうすると、外乱が起きて反射ミラーの変形状態や傾斜状態が変わってもこれを認識して容易に変形状態や傾斜状態の修正することが可能となる。

また、本発明に係る光信号処理方法によれば、さらに、光強度取得工程で取得した光の強度に基づいて反射ミラーの反射面の変形状態及び／又は傾斜状態を制御する反射ミラー制御工程と、を備えることが好ましい。

これによれば、温度変化等の外乱があっても、反射ミラーの反射面についての変形状態や傾斜状態を所望の状態に維持等することができる。したがって、安定して高い精度で信号光の処理が行える。

本発明によれば、環境変動等の外乱が起きても精度良く光信号の処理を行える。

以下、図面とともに本発明による光信号処理装置及び方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

（第一実施形態）
まず、第一実施形態に係る可変分散補償器としての光信号処理装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態による光信号処理装置１００の一実施形態を模式的に示す構成図である。本実施形態の光信号処理装置１００は、入力された信号光の各周波数成分に対して所定の位相シフトを与えて信号光の分散を補償するものであり、光合分波器２と、反射ミラー４と、反射ミラー４を変形させるアクチュエータ（駆動部）５Ａと、半透明ミラー６と、モニタ光源８と、光学系２０と、ＣＣＤカメラ（光強度取得手段）１０と、制御部１４と、を備えて構成されている。

所定の周波数帯域（波長帯域）内の周波数成分（波長成分）を有し、分散補償の対象となる信号光は、光信号処理装置１００の入力端１ａから入力され、所定の位相シフトが与えられた後、分散補償された信号光として出力端１ｂから出力される。入力端１ａと出力端１ｂとの間には、信号光が伝搬される光伝送路１１が設けられている。

光伝送路１１上の所定位置には、光サーキュレータ１２が設置されている。また、この光サーキュレータ１２には、分散補償用の光伝送路１３が接続されている。これにより、入力端１ａ側の光伝送路１１からの分散補償前の信号光は、光サーキュレータ１２を通過して光伝送路１３へと出力される。また、光伝送路１３からの分散補償後の信号光は、光サーキュレータ１２を通過して出力端１ｂ側の光伝送路１１へと出力される。

分散補償用の光伝送路１３の光サーキュレータ１２とは反対側の端部には、上記した光合分波器２と、変形可能な反射ミラー４とがこの順で設置されている。これらの光合分波器２及び反射ミラー４によって、信号光に対して各周波数成毎に異なる位相シフトが与えられて、その分散が補償される。

光合分波器２は、分散補償前の信号光を入力し、所定の周波数帯域内の信号光を周波数成分毎に分波する光分波手段としての機能と、信号光の各周波数成分を合波して、分散補償後の信号光とする光合波手段としての機能とを有する単一の光合分波手段である。分散補償の対象となる信号光は、この光合分波器２において、所定の分波方向（図１中に示すν軸方向）に沿って、周波数ν（波長λ）により分波または合波される。光合分波器２としては、ＡＷＧ（Arrayed Waveguide grating）、回折格子等を好適に利用できる。

また、反射ミラー４は反射面４ｒを有し、光合分波器２で分波された信号光の周波数成分それぞれをこの反射面４ｒで反射して、各周波数成分に所定の位相シフトを与える。位相シフトは、光合分波器２から反射ミラー４の反射面４ｒを介して再び光合分波器２に到達するまでの光路長及び光路長差を利用して、信号光の各周波数成分に与えられる。また、この反射ミラー４は、周波数成分それぞれに対する反射位置が信号光伝搬方向（図１中に示すｄ軸方向）について可変に構成されている。

具体的には、この反射ミラー４は、その反射面４ｒの曲面形状をアクチュエータ５Ａにより変形（例えば放物面状の形状に湾曲させる変形）することにより、信号光の各周波数成分に対応する反射面４ｒの各部分を信号光伝搬方向について移動することが可能な可変形ミラーである。これにより、可変に精度良く分散補償を行うことができる。

このような反射ミラー４の変形を駆動するアクチュエータ５Ａは、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）技術を用いて作製することが可能である。アクチュエータ５Ａの具体的な構成としては、例えば図２に示す構成例がある。この構成例では、反射ミラー４は、基板としてのポリシリコン層４１と、このポリシリコン層４１上に設けられた金属層４０とを有しており、金属層４０の表面が反射面４ｒとされている。この金属層４０は電気伝導性を有し第一電極として機能する。反射ミラー４は矩形板状をなしており、そのポリシリコン層４１の両縁部はスペーサ５５，５５に固定されている。

また、スペーサ５５，５５を挟んで反射ミラー４と反対側には、支持板５３が取り付けられており、支持板５３には第二電極としての金属層５２が反射ミラー４の中央部と対向するように設けられている。支持板５３は、金属層５２の周辺部が開口しており、反射ミラー４の裏面（ポリシリコン層４１の表面）４ｓに外部からモニタ光ｌｍを入射可能となっている。

さらに、金属層４０及び金属層５２には、こららの間に電圧を可変に印加する可変電源５４が接続されている。ここでは、スペーサ５５、金属層５２、支持板５３、可変電源５４及び反射ミラー４が、反射ミラー４の反射面４ｒを変形させるアクチュエータ５Ａとして機能する。

この実施例におけるアクチュエータ５Ａは、金属層４０と金属層５２との間に電圧を印加しない状態において、反射ミラー４が外側に向かって断面凸状に張り出すように撓んでいる。より具体的には、例えば、反射ミラー４は、筒の一部をなすような断面凸状の曲面とすることができる。そして、金属層４０と金属層５２との間に可変電源５４によって電圧を印加すると、発生する静電気力またはその変化によって反射ミラー４の中央部分が金属層５２側に近づいて反射ミラー４の撓みが変化する。これにより、例えば、図２の仮想線に示すように、反射面４ｒの断面形状が略平面状になったり、断面凹状になったりする等、反射ミラー４の変形が可能となり、したがって、反射面４ｒの各部分を信号光の入射方向に移動可能となる。

図１に戻って、モニタ光源８は、光学系２０及び半透明ミラー６を介してモニタ用のモニタ光ｌｍを反射ミラー４の裏面４ｓに対して入射させる光源である。このようなモニタ光源８としては、例えば、半導体レーザ光源や、固体レーザ光源等が好適に用いられる。

半透明ミラー６は、反射ミラー４の反射面とは反対側の面である裏面４ｓと対向するように配置されている。半透明ミラー６は、半透明ミラー面６ｒから入射する光の一部を反射すると共に、半透明ミラー面６ｒから入射する光の他の一部を透過するミラーであり、その半透明ミラー面６ｒはモニタ光源から入射するモニタ光ｌｍに対して垂直となると共に、信号光ｌｓの伝播方向に対して垂直に配置されている。

光学系２０は、発散レンズ２１、ビームスプリッタ２２、コリメータレンズ２３を有している。そして、モニタ光源８から出射されたモニタ光ｌｍは発散レンズ２１で発散され、ビームスプリッタ２２を透過し、コリメータレンズ２３を透過して所定の断面積の平行光となり、半透明ミラー６の半透明ミラー面６ｒに対して垂直に到達する。そして、半透明ミラー面６ｒに到達したモニタ光ｌｍの一部は、半透明ミラー６を透過して反射ミラー４の裏面４ｓに到達して反射され、再び半透明ミラー６に入射してこれを透過する。また、光学系２０から半透明ミラー面６ｒに到達したモニタ光ｌｍの他の一部は、半透明ミラー面６ｒで反射される。そして、半透明ミラー面６ｒで反射されたモニタ光ｌｍと、反射ミラーの裏面４ｓで反射されて半透明ミラー６に再び入射したモニタ光とは半透明ミラー面６ｒで互いに重畳して干渉光となり、光路を逆戻りしビームスプリッタ２２によりＣＣＤカメラ１０へと導かれる。ここでは、半透明ミラー６が、モニタ光ｌｍを分割すると共に、分割されたモニタ光ｌｍ同士を再び重ね合わせて干渉させる手段として機能している。また、光学系２０は、半透明ミラー６に入射するモニタ光ｌｍが信号光ｌｓの分波方向と平行な方向（図示ν方向）に広がるように構成されている。

ＣＣＤカメラ１０は、電荷結合素子１０ａが２次元状に配置されたものである。各電荷結合素子１０ａは、反射ミラー４の裏面４ｓの各位置からのモニタ光ｌｍの反射光及び半透明ミラー６からのモニタ光ｌｍの反射光とが干渉した干渉光の強度を取得する。これにより、ＣＣＤカメラ１０は、半透明ミラー面６ｒと反射ミラー４の裏面４ｓとの距離の二次元的分布に対応する図３に示すような干渉縞を得ることができる。反射ミラー４の厚みは殆ど変化しないので、この干渉縞は、反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態、例えば曲率に対応することとなる。

制御部１４は、ＣＣＤカメラ１０で得られた干渉光の強度に基づいて反射ミラー４の変形状態を取得し、反射ミラー４の変形状態が所望の状態になるようにアクチュエータ５Ａを制御するコンピュータ装置である。

具体的には、例えば、制御部１４は、干渉縞の各点の強度に基づいて、フリンジスキャン法やフーリエ変換法等によって反射ミラー４の変形形状、例えば、曲率等を数値計算により求めることができる。そして、求められた曲率等の変形形状と、予め設定された変形状態と比較して、その偏差を修正するように制御部１４がアクチュエータ５Ａを制御すればよい。また、反射ミラー４の変形度合い、例えば曲率が大きくなればなるほど、干渉縞の本数が増加すると共に干渉縞の幅が狭くなるので、干渉縞の本数や幅を画像処理により取得し、これらが予め定められた条件となるようにアクチュエータ５Ａを制御してもよい。

ここで、反射ミラー４の反射面４ｒの予め定められた変形状態等の条件は、信号光の各周波数成分に対して与えるべき位相シフト量に基づいて予め定められ、制御部１４内に記憶されている。

以上の構成の光信号処理装置における動作及び光信号処理方法について説明する。入力端１ａから光信号処理装置１００に入力された分散補償の対象である信号光は、光伝送路１１、光サーキュレータ１２、及び光伝送路１３を介して光合分波器２に入力されて、その周波数νによって各周波数成分に分波される。分波された信号光の各周波数成分は反射ミラー４に向けて伝搬される。反射ミラー４は、アクチュエータ５Ａにより変形されて湾曲しており、反射ミラー４に向けて伝播された信号光の各周波数成分は、反射ミラー４の反射面４ｒの所定の反射位置で反射される。そして、反射された各周波数成分は、再び光合分波器２で合波されて分散補償後の信号光となり、光伝送路１３、光サーキュレータ１２、及び光伝送路１１を介して出力端１ｂから外部へと出力される。

一方、モニタ光源８から出射されたモニタ光ｌｍは、光学系２０を介して所定の断面積の平行光線とされて、半透明ミラー６に対して垂直に入射する。一部のモニタ光ｌｍは、半透明ミラー面６ｒで反射される一方、残りのモニタ光ｌｍは、半透明ミラー６を透過して反射ミラー４の裏面４ｓで反射される。反射ミラーの裏面４ｓで反射されたモニタ光は、半透明ミラー６を再び透過して、半透明ミラー面６ｒで反射されたモニタ光と重畳することにより干渉光となり、光学系２０を介してＣＣＤカメラ１０に入射される。

そして、ＣＣＤカメラ１０では、半透明ミラー面６ｒと、反射ミラーの裏面４ｓとの距離に応じた干渉縞が取得される。そして、制御部１４では、この干渉縞の各点の干渉光の強度に応じて、反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態が所望の状態となるように、アクチュエータ５Ａを制御する。

したがって、環境変化、例えば、温度、湿度等の外乱によって、アクチュエータ５Ａを構成する反射ミラー４やスペーサ５５等の部材のヤング率等の機械的特性や、電極間の誘電率等が変化し、アクチュエータ５Ａによって変形された反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態が所望の値から変化した場合でも、この変形状態の変化を制御部１４が検知して、これに基づいて反射面４ｒの変形状態の変化を解消する方向にアクチュエータ５Ａに指示が出され、反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態が修正される。したがって、環境の変化等の外乱によらず、安定して所望の反射面４ｒの変形状態を維持できるので、信号光に対して所望の位相シフトによる分散補償を高い信頼性で行うことができる。

また、半透明ミラー６が反射ミラー４の裏面４ｓと対向しているので、モニタ光ｌｍが信号光に対して殆ど影響を与えないので好ましい。

また、ＣＣＤカメラを採用しているので、干渉縞が容易に取得できて反射面４ｒの変形状態の取得が容易である。ここで、電荷結合素子１０ａが一次元に配列されたＣＣＤカメラを用いても干渉縞を取得でき動作可能である。

ここで、信号光のビットレート（変調速度）については、ビットレートが１０Ｇｂｐｓ以上であることが好ましく、あるいは、さらに、４０Ｇｂｐｓ以上であることが好ましい。このような高速のビットレートでは、特に光伝送路での分散の発生が問題となるが、このような場合にも、上記した構成の可変分散補償機能を有する光信号処理装置を適用することにより、信号光に対して充分な精度で良好に分散補償を行うことができる。ただし、本実施形態に係る光信号処理装置１００は、上記より小さいビットレートの信号光に対しても有効に適用することができることは言うまでもない。

（第二実施形態）
続いて、図４を参照して、第二実施形態に係る光信号処理装置２００及び光信号処理方法について説明する。本実施形態に係る光信号処理装置２００及び方法が第一実施形態に係る光信号処理装置１００及び方法と異なる点は、モニタ光源８からのモニタ光ｌｍを広げて幅広の平行光束とする光学系２０に代えて、モニタ光源８からの集束されたビームをスキャンさせる光学系（入射位置移動手段）３０を備え、ＣＣＤカメラ１０に代えて受光素子（光強度取得手段）１７を備えている点である。

光学系３０は、ポリゴンミラー３５、ビームスプリッタ３２、平面反射ミラー３１及びコリメータレンズ３３を備えている。

ポリゴンミラー３５は、軸回りに回転されると共にモニタ光源８からの集束されたモニタ光としてのビームを反射させ、ビームをスキャンする。このスキャンされたビームは、ビームスプリッタ３２及び平面反射ミラー３１を介してコリメータレンズ３３に入射する。

コリメータレンズ３３は、入射されたビームを屈折させ、半透明ミラー６の半透明ミラー面６ｒに対して垂直となるように半透明ミラー面６ｒに入射させる。ここで、光学系３０は、半透明ミラー６に入射するビームのスキャン方向が、信号光ｌｓの分波方向と平行な方向（図示ν方向）となるように構成されている。

半透明ミラー６に入射したビームの一部は半透明ミラー６を通過して反射ミラー４の裏面４ｓで反射されさらに再び半透明ミラー６に入射する一方、他の一部は半透明ミラー６の半透明ミラー面６ｒで反射され、これらの反射光が互いに重畳した干渉光は、平面反射ミラー３１で反射され、ビームスプリッタ３２で反射されて受光素子１７に入射する。

このような本実施形態では、半透明ミラー６を介して反射ミラー４に入射するビームの入射位置が信号光ｌｓの分波方向に移動し、このようにして反射ミラー４への入射位置が移動する際の干渉光の強さの変化が受光素子１７によって、例えば、図５の様に取得される。この入射位置の移動距離と干渉光強度のプロファイルは、第一実施形態で取得した図３の干渉縞に対応するものである。したがって、この干渉光強度の距離についてのプロファイルに基づいて、変形量制御装置は、第一実施形態と同様に反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態をモニターすることができ、したがって、外乱に左右されずに反射面４ｒによる位相シフトによる分散補償量の維持が可能となる。

（第三実施形態）
続いて、本発明に係る第三実施形態の光信号処理装置３００及び光信号処理方法について説明する。本実施形態に係る光信号処理装置３００及び方法が、第一実施形態の光信号処理装置１００及び方法と異なる点は、半透明ミラー６が反射ミラー４の反射面４ｒと対向している点である。図６に本実施形態に係る光信号処理装置３００の概略構成を示す平面図を、図７に図６における反射ミラー４や光合分波器２や半透明ミラー６等についての概略側面図を示す。

具体的には、半透明ミラー６は、反射ミラー４の反射面４ｒの一部と対向するように配置されており、モニタ光源８から出射したモニタ光ｌｍが光学系２０を介して半透明ミラー６に入射する。特に、反射面４ｒは、図６に示すように筒の一部を構成するような曲面に変形され、半透明ミラーは図７に示すように反射面４ｒにおいてその筒の軸方向の一方側の部分と対向する。

そして、モニタ光ｌｍの一部は半透明ミラーの半透明ミラー面６ｒによって反射される一方、他の一部のモニタ光ｌｍは半透明ミラー６を透過して反射ミラー４の反射面４ｒで反射されて再び光路を逆戻りして半透明ミラー６を透過する。そして、半透明ミラー６による反射光と反射ミラー４による反射光とが半透明ミラー６の半透明ミラー面６ｒで合波されて干渉光となり、光学系２０を介してカメラ１０に入射する。

一方、光合分波器２で分波された信号光は、第一実施形態と同様に半透明ミラー６等を介することなく、反射ミラー４の他の反射面４ｒで反射されて所望の位相シフト等が行われて、光合分波器２で合波された後分散補償された信号光として出力端１ｂから出力される。

これによれば、第一実施形態と同様にして、反射ミラーの反射面４ｒの変形状態が取得されるので、外乱に左右されずに反射面４ｒによる位相シフトによる分散補償量の維持が可能となる。また、半透明ミラー６が反射面４ｒに対向しているので、反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態が直接高い精度で取得できる。

（第四実施形態）
続いて、本発明に係る第四実施形態について説明する。本実施形態に係る光信号処理装置４００が第一実施形態の光信号処理装置１００と異なる点は、反射ミラー４の反射面４ｒを変形させるアクチュエータ５Ａに加えて反射面４ｒの全体を信号光ｌｓの伝播方向に対して傾斜させるアクチュエータ（駆動部）５Ｂを備える点である。

アクチュエータ５Ｂは、制御部１４からの指令により、反射ミラー４が傾斜しない状態と、反射ミラー４が所定の傾斜角傾斜する状態とを相互に切り替える。アクチュエータ５Ｂとしては、ＭＥＭＳ技術等を適用した公知の傾斜機構を任意好適に使用できる。
反射ミラー４が傾斜されない場合には、反射面４ｒで反射された分散補償後の信号光は光合分波器２に入射して合波し、その後光伝送路１３、光サーキュレータ１２及び光伝送路１１を介して出力端１ｂから出射される。一方、反射ミラー４が所定の傾斜角に傾斜された場合には、反射面４ｒで反射された分散補償後の信号光は上述とは異なる角度で光合分波器２に入射して合波され、光伝送路１３とは異なる光伝送路１５を介して出力端１ｃから出射される。このような光合分波器２としては、例えば、回折格子２Ａ及びレンズ２Ｂを有するものを利用できる。

ここで、反射面４ｒが傾斜された場合でも、反射ミラー４と半透明ミラー６との距離とに分布が生じるためこれに基づく干渉縞がＣＣＤカメラ１０により取得される。そして、これに対応して制御部１４は、この干渉縞の数や幅の分布等によって、反射ミラー４の反射面４ｒの変形状態に加えて反射ミラー４の反射面４ｒの傾斜角をも取得し、これに基づいて、外乱等によって反射面４ｒの変形状態や傾斜角が所望の値からずれた場合に、反射面４ｒの変形状態が所定の範囲に維持されるようにアクチュエータ５Ａを制御すると共に、反射面４ｒの傾斜角が所望の値に維持されるようにアクチュエータ５Ｂを制御する。

このような光信号処理装置によれば、反射ミラー４における変形された反射面４ｒで信号を反射させることにより信号光の位相シフトによる分散補償が行われると共に、反射ミラー４の反射面が傾斜されることにより、分散補償された信号光ｌｓを光合分波器２に切り替えて出射し、出力端１ｂ又は出力端１ｃから切り替えて出力させることができる。したがって、再設定可能光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）や波長選択可能スイッチ（Wavelength selective switch：ＷＳＳ）等の波長切り替え機能を有する光信号処理装置に対して分散補償機能を好適に付加することができる。

そして、第一実施形態と同様に、反射ミラーの反射面４ｒの変形状態が取得されるので、外乱に左右されずに反射面４ｒにより高い精度で分散補償可能となると共に、反射ミラーの反射面４ｒの傾斜状態も取得され、光路の変更も外乱に左右されずに精度よく行われるようになる。

本発明による光信号処理装置及び光信号処理方法は、上述した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。

例えば、上述の各光信号処理装置では、分散補償前の信号光を周波数成分に分波する光分波手段、及び周波数成分を合波して分散補償後の信号光とする光合波手段を、単一の光合分波器２としている。これによって、光信号処理装置の構成を簡単化し、その光回路をさらに小型化することができる。ただし、これらの光分波手段及び光合波手段は、別々に構成されていても良い。

また、信号光の分波及び合波を行う光合分波器としては、ＡＷＧ、回折格子に限らず、様々なものを用いることができる。また、信号光の分波については、アクチュエータによって反射ミラー４の反射面４ｒが変形や傾斜される態様に応じて、複数の周波数成分に分割されるように分波しても良いし、あるいは、周波数によってスペクトル状に連続的に分波しても良い。

また、アクチュエータ５Ａは、反射ミラー４の反射面４ｒの断面形状を、反射される周波数成分に関して略放物線状とすることが好ましい。これにより、光伝送路で生じる分散において２次分散Ｄ⁽²⁾が支配的となっている場合に、分散補償の対象となっている周波数帯域の全体にわたって、信号光に対して良好に分散補償を実現することができる。

これらの構成例以外にも、光分波手段、反射手段、及び光合波手段、あるいはそれらの組み合わせについて、それぞれ様々な形態のものを適用することが可能である。

また、上記第四実施形態では、アクチュエータ５Ａ及び５Ｂを有して反射面４ｒの変形及び反射面４ｒの傾斜がいずれも可能となっているが、アクチュエータ５Ｂのみを有しても良い。この場合には、信号光の光路変更を外乱にかかわらず安定的に精度良くおこなうことができる。

第一実施形態に係る光信号処理装置の概略平面図である。 光信号処理装置のアクチュエータ５Ａの構成例を示す断面図である。 図１のＣＣＤカメラで取得される干渉縞の一例を示す模式図である。 第二実施形態に係る光信号処理装置の概略平面図である。 図４の受光素子で取得される干渉光の強度プロファイルを示す概念図である。 図６は第三実施形態に係る光信号処理装置の概略平面図である。 図７は図６の反射ミラー、光学系２０、モニタ光源８、ＣＣＤカメラ１０、半透明ミラー及び光合分波器周辺の概略側面図である。 図８は、第４実施形態に係る光信号処理装置の概略平面図である。

符号の説明

４ｒ…反射面、４…反射ミラー、５Ａ，５Ｂ…アクチュエータ（駆動部）、６…半透明ミラー、８…モニタ光源、１０…ＣＣＤカメラ（光強度取得手段）、１７…受光素子（光強度取得手段）、１４…変形量制御装置（制御手段）、３０…光学系（入射位置移動手段）、１００，２００，３００，４００…光信号処理装置、ｌｓ…信号光、ｌｍ…モニタ光。

Claims (8)

1. 信号光を反射する反射面を有する反射ミラーと、
   前記反射ミラーの反射面を変形及び／又は傾斜させる駆動部と、
   前記反射ミラーに対向するように配置された半透明ミラーと、
   前記半透明ミラーを介して前記反射ミラーに前記信号光とは異なるモニタ光を入射させるモニタ光源と、
   前記反射ミラーにより反射されたモニタ光と、前記反射ミラーに到達せずに前記半透明ミラーにより反射されたモニタ光とが干渉した干渉光の強度を取得する光強度取得手段と、
   を備える光信号処理装置。
2. 前記光強度取得手段により取得した干渉光の強度に基づいて前記駆動部を制御する制御手段をさらに備える請求項１に記載の光信号処理装置。
3. 前記半透明ミラーは、前記反射ミラーの反射面とは異なる面に対向する請求項１又は２に記載の光信号処理装置。
4. 前記半透明ミラーは、前記反射ミラーの反射面に対向する請求項１又は２に記載の光信号処理装置。
5. 前記光強度取得手段は電荷結合素子が一次元又は二次元に配列されたＣＣＤカメラである請求項１〜４の何れかに記載の光信号処理装置。
6. 前記モニタ光源から前記半透明ミラーを介して前記反射ミラーに入射するモニタ光の入射位置を移動させる入射位置移動手段をさらに備える請求項１〜５の何れか一項に記載の光信号処理装置。
7. 反射ミラーの反射面を変形及び／又は傾斜させると共に前記反射面によって信号光を反射させて前記信号光の処理を行う光信号処理方法であって、
   前記反射ミラーに対向する半透明ミラーを介して、前記反射ミラーにモニタ光を入射するモニタ光入射工程と、
   前記反射ミラーにより反射されたモニタ光と、前記反射ミラーに到達せずに前記半透明ミラーにより反射されたモニタ光とが干渉した干渉光の強度を取得する光強度取得工程と、
   を備える光信号処理方法。
8. さらに、前記光強度取得工程で取得した干渉光の強度に基づいて前記反射ミラーの反射面の変形状態及び／又は傾斜状態を制御する反射ミラー制御工程と、を備える請求項７に記載の光信号処理方法。
   
   

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