JP2006178207A - Attenuator and optical switching apparatus - Google Patents

Attenuator and optical switching apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2006178207A
JP2006178207A JP2004371722A JP2004371722A JP2006178207A JP 2006178207 A JP2006178207 A JP 2006178207A JP 2004371722 A JP2004371722 A JP 2004371722A JP 2004371722 A JP2004371722 A JP 2004371722A JP 2006178207 A JP2006178207 A JP 2006178207A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
port
light
ports
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004371722A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kozo Takahashi
幸三 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2004371722A priority Critical patent/JP2006178207A/en
Publication of JP2006178207A publication Critical patent/JP2006178207A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an attenuator and an optical switching apparatus that have a simple structure and that jointly have a function for selecting the output of an arbitrary wavelength light from a plurality of output ports. <P>SOLUTION: The attenuator is equipped with: two sets of outputting/discarding means composed of three ports comprising one discarding port and two outputting ports each arranged adjacently to the discarding port; a diffractive means for diffracting incident light in a different direction in accordance with its wavelength; and an output direction adjusting means which outputs to the outputting ports a part of the diffracted light for each wavelength outputted from the diffractive means and which adjusts the output direction of the diffracted light so that the remainder is outputted to the discarding port. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明はアッテネータ装置および光スイッチング装置に関し、特に、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置および光スイッチング装置に関する。   The present invention relates to an attenuator device and an optical switching device, and more particularly to an attenuator device and an optical switching device using an inverse dispersion double spectroscope.

従来から、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置が知られている。逆分散型二重分光器は、逆分散型ダブルモノクロメータまたは零分散分光器と呼ばれることもあり、逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、入力光に対して2回の波長分散作用(互いに逆向き)を順に与えると共に、1回目の波長分散作用を受けた後で2回目の波長分散作用を受ける前の回折光に対して、アッテネーション操作を施している。そして、アッテネーション操作後の光に、2回目の波長分散作用を与え、それから外部に出力する。   Conventionally, an attenuator device using an inverse dispersion type double spectrometer is known. An inverse dispersion type double spectrometer is sometimes called an inverse dispersion type double monochromator or a zero dispersion spectrometer. In an attenuator device using an inverse dispersion type double spectrometer, wavelength dispersion is performed twice with respect to input light. The action (in the opposite direction) is given in order, and the attenuation operation is performed on the diffracted light after receiving the first wavelength dispersion action and before receiving the second wavelength dispersion action. Then, the second wavelength dispersion action is given to the light after the attenuation operation, and then output to the outside.

特許文献1記載の逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、マイクロミラーアーアレイを用いてアッテネーション操作を行っている。具体的には、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光(操作対象光)のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成している。そして、このスポット径の中に位置する複数のマイクロミラーの一部を出力方向とは異なる方向へ傾斜させ、操作対象光の一部を光路外に導くつまり廃棄することで、アッテネーション操作を行っている。また、そのときに廃棄された光をセンサで検知してスペクトル情報のモニタを行い、このスペクトル情報に基づいて、出力方向とは異なる方向へ傾斜させるマイクロミラーの数を制御する。
特開2002-196173号公報
In the attenuator device using the inverse dispersion double spectroscope described in Patent Document 1, the attenuation operation is performed using a micromirror array. Specifically, the diameter of each micromirror is smaller than the spot diameter of light (operation target light) incident on the micromirror array, and a large number of micromirrors are arranged in the spot diameter of the operation target light. In addition, a micromirror array is configured. Then, the attenuation operation is performed by inclining a part of the plurality of micromirrors positioned in the spot diameter in a direction different from the output direction and guiding a part of the operation target light to the outside of the optical path, that is, discarding it. Yes. Further, the light discarded at that time is detected by a sensor to monitor spectrum information, and the number of micromirrors tilted in a direction different from the output direction is controlled based on the spectrum information.
JP 2002-196173 A

上述したように、特許文献1記載の逆分散型二重分光器を利用したアッテネータ装置では、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光(操作対象光)のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成している。このため、マイクロミラーアレイの構成が複雑になるという問題がある。   As described above, in the attenuator device using the inverse dispersion double spectroscope described in Patent Document 1, the diameter of each micromirror is smaller than the spot diameter of light (operation target light) incident on the micromirror array, and The micromirror array is configured such that a large number of micromirrors are arranged within the spot diameter of the operation target light. For this reason, there exists a problem that the structure of a micromirror array becomes complicated.

また、単一の出力ポートしか想定しておらず、複数出力ポートを選択的に用いるような機能には対応していない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、より簡易な構成を持ち、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べる機能も兼ね備えたアッテネータ装置および光スイッチング装置を提供することである。
Further, only a single output port is assumed, and a function that selectively uses a plurality of output ports is not supported.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an attenuator device and an optical switching device that have a simpler configuration and also have a function of selecting an output of light in an arbitrary wavelength band from a plurality of output ports. Is to provide a device.

請求項1に記載の光アッテネータ装置は、1つの廃棄用ポートとこの廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された2つの出力用ポートとの3つのポートからなる2組の出力・廃棄手段と、入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折手段と、前記回折手段から出力される波長域毎の回折光の一部を前記出力ポートへ出力し、残りを前記廃棄用ポートへ出力するように前記回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段とを有するものである。   The optical attenuator device according to claim 1 includes two sets of output / discard means comprising three ports, one discard port and two output ports arranged adjacent to each discard port, Diffracting means for diffracting incident light in different directions according to its wavelength, and outputting a part of the diffracted light for each wavelength range outputted from the diffracting means to the output port, and the rest to the discarding port. Output direction adjusting means for adjusting the output direction of the diffracted light.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のアッテネータ装置において、1つの廃棄用ポートとこれに隣接して配置された1つの出力ポートとの2つのポートからなる1組のみの出力・廃棄手段をさらに備えるものである。   The invention according to claim 2 is the attenuator device according to claim 1, wherein only one set of output and output ports each composed of one discarding port and one output port arranged adjacent thereto is provided. A disposal means is further provided.

請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のアッテネータ装置であって、前記アッテネータ装置が有する出力用ポートの数をn個としたとき、前記nが偶数の場合にはn/2個、nが奇数の場合には(n+1)/2個の前記廃棄用ポートを有するものである。   The invention according to claim 3 is the attenuator device according to claim 1 or 2, wherein the number of output ports of the attenuator device is n, and the n is an even number. If n / 2 and n is an odd number, (n + 1) / 2 discard ports are provided.

請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載のアッテネータ装置であって、前記出力・廃棄ポートを少なくとも3組有し、前記出力ポートのうちの2つに隣接して配置され、少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力用ポートを更に備えるものである。   A fourth aspect of the present invention is the attenuator device according to any one of the first to third aspects, comprising at least three sets of the output / discard ports, and two of the output ports. And an input port for inputting incident light having at least one wavelength component.

請求項5に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載のアッテネータ装置であって、 隣接する廃棄用ポートを有さない出力ポートを更に備えるものである。
請求項6に記載の光スイッチング装置は、1つの廃棄用ポートと該廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された2つの出力用ポートとの3つのポートからなる2組の出力・廃棄手段を含む出力・廃棄手段と、前記出力ポートのうちの2つに隣接して配置され、少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第1の回折手段と、前記第1の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、前記第1の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第2の回折手段とを有し、前記出力方向調整手段は、前記波長域毎の回折光が前記複数組の出力・廃棄手段のうちのいずれかの組に向かうように出力方向を調整する共に、前記各々の回折光の強度とその波長域に応じて、前記回折光が全て前記出力用ポートまたは廃棄用ポートに出力されるように、または、前記回折光の一部が前記出力用ポートへ出力され、残りが前記廃棄用ポートへ出力されるように、前記回折光の出力方向を調節するものである。
The invention according to claim 5 is the attenuator device according to claim 1 or 2, further comprising an output port that does not have an adjacent discard port.
The optical switching device according to claim 6 includes two sets of output / discard means comprising three ports, one discard port and two output ports arranged adjacent to each discard port. An output / discard means, an input port that is arranged adjacent to two of the output ports and receives incident light having at least one wavelength component, and diffracts the incident light in different directions depending on the wavelength First diffracting means, output direction adjusting means for adjusting the output direction of diffracted light for each wavelength range output from the first diffracting means, and diffractive action in the opposite direction to the first diffracting means. A second diffractive means for providing, and the output direction adjusting means adjusts the output direction so that the diffracted light for each wavelength region is directed to any one of the plurality of sets of output / discard means. Both of the above diffracted lights Depending on the intensity and its wavelength range, all of the diffracted light is output to the output port or the discard port, or a part of the diffracted light is output to the output port and the rest is discarded The output direction of the diffracted light is adjusted so as to be output to the production port.

請求項7に記載の光スイッチング装置は、少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、複数の出力ポートと、前記複数の出力ポートのうち2つの出力ポートに隣接する廃棄ポートと、前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第1の回折手段と、前記回折手段で回折された波長の各々に対応する、チルト可能な複数のミラーを有し、前記第1の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、前記第1の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第2の回折手段とを有し、前記出力方向調整手段は、前記廃棄ポートに隣接する2つの入力ポートのそれぞれに向かう波長に対応するミラーが、該波長光のアッテネーションに際して、前記ミラーの並び方向に垂直な軸に関して互いに軸対称な方向に傾くものである。   The optical switching device according to claim 7, wherein an input port for inputting incident light having at least one wavelength component, a plurality of output ports, and a discarding port adjacent to two output ports among the plurality of output ports, The first diffracting means for diffracting the incident light in different directions according to the wavelength, and a plurality of tiltable mirrors corresponding to each of the wavelengths diffracted by the diffracting means, Output direction adjusting means for adjusting the output direction of the diffracted light for each wavelength range output from the diffracting means, and second diffracting means for giving a diffractive action in the opposite direction to the first diffracting means, The output direction adjusting means relates to an axis perpendicular to the arrangement direction of the mirrors when the mirror corresponding to the wavelength toward each of the two input ports adjacent to the discarding port attenuates the wavelength light. Those inclined in axisymmetric directions Te.

本発明によれば、簡易な構成を持ち、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べる機能も兼ね備えたアッテネータ装置および光スイッチング装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an attenuator device and an optical switching device that have a simple configuration and also have a function of selecting an output of light in an arbitrary wavelength band from a plurality of output ports.

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
本発明の一実施形態に係る逆分散型二重分光器を用いたアッテネータ装置の概略図を図1に示す。図示するように、本実施形態のアッテネータ装置は、複数の光ファイバ1-1〜1-7と、マイクロレンズアレイ2と、レンズ3と、レンズ4-1、4-2と、回折格子5と、マイクロミラーアレイ7と、センサ8-1、8-2と、マイクロミラーアレイ7を駆動するためのドライバ23と、センサ8-1、8-2の出力に応じてドライバ23に指令を与えるプロセッサ22と、プロセッサ22が使用する各種プログラム、データを記憶するためのメモリ21と、を備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic diagram of an attenuator device using an inverse dispersion double spectrometer according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the attenuator device of this embodiment includes a plurality of optical fibers 1-1 to 1-7, a microlens array 2, a lens 3, lenses 4-1, 4-2, and a diffraction grating 5. , The micromirror array 7, the sensors 8-1, 8-1, the driver 23 for driving the micromirror array 7, and the processor for giving a command to the driver 23 according to the outputs of the sensors 8-1, 8-1 22 and various programs used by the processor 22 and a memory 21 for storing data.

なお、図1において、被分光光L2のチャネルアッテネータ装置への入射方向を「Z方向」とし、Z方向に直交し、紙面に平行な方向を「X方向」としている。そして、X方向、Z方向に直交する方向を「Y方向」としている。したがって、図1に示す座標系は右手座標系となる。   In FIG. 1, the incident direction of the spectral light L2 to the channel attenuator device is “Z direction”, and the direction orthogonal to the Z direction and parallel to the paper surface is “X direction”. A direction orthogonal to the X direction and the Z direction is defined as a “Y direction”. Therefore, the coordinate system shown in FIG. 1 is a right-handed coordinate system.

光ファイバ1-1〜1-7は、光源(不図示)からの被分光光をチャネルアッテネータ装置に入射させたり(入力用ポート)、チャネルアッテネータ装置の出力光を外部に導いたり(出力用ポート)、あるいは、チャネルアッテネータ装置の出力光をセンサ8-1、8-2に導いたり(トラップ用ポート)するための部材(例えばシングルモードファイバ)である。光ファイバ1-1〜1-7の光射出部の直径は、例えば10μmである。   The optical fibers 1-1 to 1-7 allow the light to be split from a light source (not shown) to enter the channel attenuator device (input port), and guide the output light of the channel attenuator device to the outside (output port). Or a member (for example, a single mode fiber) for guiding the output light of the channel attenuator device to the sensors 8-1 and 8-2 (trap port). The diameter of the light emission part of the optical fibers 1-1 to 1-7 is, for example, 10 μm.

本実施形態では、光ファイバ1-4を入力用ポート、光ファイバ1-1、1-3、1-5、1-7を出力用ポート、そして、光ファイバ1-2、1-6をトラップ用ポートとして用いるようにしている。そして、入力用ポートとして用いられる光ファイバ1-4の前段に、不図示の光源を配置している。   In this embodiment, the optical fiber 1-4 is an input port, the optical fibers 1-1, 1-3, 1-5, 1-7 are output ports, and the optical fibers 1-2, 1-6 are trapped. It is used as a port for use. A light source (not shown) is arranged in front of the optical fiber 1-4 used as an input port.

入力用ポートである光ファイバ1-4から出射された波長多重光(波長域をλ1、λ2、…、λ6とする)L1は、対応するマイクロレンズ2-4でコリメートされ、コリメート光L2となる。   Wavelength multiplexed light (wavelength ranges of λ1, λ2,..., Λ6) L1 emitted from the optical fiber 1-4 serving as an input port is collimated by the corresponding microlens 2-4 to become collimated light L2. .

出力用ポートである光ファイバ1-1、1-3、1-5、1-7は、それぞれトラップ用ポート1-2、1-6と隣接するように配置されている。つまり、トラップ用ポート1-2およびこれに隣接する出力用ポート1-1、1-3により2組の出力・廃棄ポートが構成されている。また、トラップ用ポート1-6およびこれに隣接する出力用ポート1-5、1-7により、2組の出力・廃棄ポートが構成されている。すなわち、1つのトラップ用ポートを挟み込むように2つの出力用ポートを配置することによって3つのポートで2組の出力・廃棄ポートを構成する。従って、本実施例では4個の出力ポートに対して2個のトラップ用ポートが配置されている。これにより、同じポート数の場合に、トラップ用ポート1つに対して1つの出力用ポートのみが対応する配置よりも、多くの出力用ポートを得ることが可能となる。また、入力ポート1−4は、4つの出力ポートのうち、出力ポート1−3と1−5とに隣接して配置されている。このように配置することにより、後述するマイクロミラーアレイ7のそれぞれのミラーのストロークを小さくすることができる。   The optical fibers 1-1, 1-3, 1-5, and 1-7, which are output ports, are disposed adjacent to the trap ports 1-2 and 1-6, respectively. That is, two sets of output / discard ports are configured by the trap port 1-2 and the output ports 1-1, 1-3 adjacent to the trap port 1-2. The trap port 1-6 and the output ports 1-5 and 1-7 adjacent to the trap port 1-6 constitute two sets of output / discard ports. That is, by arranging two output ports so as to sandwich one trap port, two sets of output / discard ports are constituted by three ports. Therefore, in this embodiment, two trap ports are arranged for four output ports. As a result, in the case of the same number of ports, it is possible to obtain more output ports than an arrangement in which only one output port corresponds to one trap port. Further, the input port 1-4 is disposed adjacent to the output ports 1-3 and 1-5 among the four output ports. By arranging in this way, the stroke of each mirror of the micromirror array 7 to be described later can be reduced.

トラップ用ポート1-2、1-6には、センサ8-1、8-2が接続されている。センサ8-1、8-2は、トラップ用ポート1-2、1-6に入射した光の光量を検知し、検知信号をプロセッサ22へ送信する。   Sensors 8-1 and 8-2 are connected to the trap ports 1-2 and 1-6. The sensors 8-1 and 8-2 detect the amount of light incident on the trap ports 1-2 and 1-6 and transmit a detection signal to the processor 22.

マイクロレンズアレイ2は、光ファイバ1-1〜1-7各々に対応して配置された複数のマイクロレンズ2-1〜2-7を有する。マイクロレンズ2-1〜2-7は、光ファイバ1-1〜1-7のNA(開口数)に対して最適化された正の焦点距離を有する。また、マイクロレンズ2-1〜2-7は、自身の焦点位置と自身に対応する光ファイバ1-1〜1-7の入出力部とが一致するように配置されている。このため、入力用ポート1-4から出射された光は対応するマイクロレンズ2-4でコリメートされ、マイクロレンズ2-1〜2-3、2-5〜2-7に入射したコリメート光は対応する光ファイバ(出力用ポート、トラップ用ポート)1-1〜1-3、1-5〜1-7に入射する。   The microlens array 2 includes a plurality of microlenses 2-1 to 2-7 arranged corresponding to the optical fibers 1-1 to 1-7, respectively. The microlenses 2-1 to 2-7 have a positive focal length optimized with respect to the NA (numerical aperture) of the optical fibers 1-1 to 1-7. In addition, the microlenses 2-1 to 2-7 are arranged so that their focal positions coincide with the input / output units of the optical fibers 1-1 to 1-7 corresponding to the microlenses 2-1 to 2-7. Therefore, the light emitted from the input port 1-4 is collimated by the corresponding microlens 2-4, and the collimated light incident on the microlenses 2-1 to 2-3 and 2-5 to 2-7 is supported. Incident on the optical fibers (output port, trap port) 1-1 to 1-3, 1-5 to 1-7.

さて、マイクロレンズ2-4から出射されたコリメート光L2は、レンズ3に入射し収束光L3aとなって、レンズ3の焦点位置で中間像I1を結ぶ。焦点位置を通過後、拡散光L3bとなってビーム径を拡大してレンズ4-1に入射する。   The collimated light L2 emitted from the microlens 2-4 is incident on the lens 3 to become convergent light L3a, and forms the intermediate image I1 at the focal position of the lens 3. After passing through the focal position, the light beam becomes diffused light L3b and is incident on the lens 4-1 after expanding the beam diameter.

レンズ4-1は、中間像I1の結像位置を焦点位置に持つように配置されている。このため、拡散光L3は、レンズ4-1によりコリメートされた光L4となる。そして、コリメート光L4は、回折格子5へと入射する。ここで、コリメート光L4の波長域は、波長多重光L1と同じλ1、λ2、…λ6である。   The lens 4-1 is disposed so as to have the image formation position of the intermediate image I 1 at the focal position. For this reason, the diffused light L3 becomes the light L4 collimated by the lens 4-1. The collimated light L4 is incident on the diffraction grating 5. Here, the wavelength range of the collimated light L4 is λ1, λ2,.

回折格子5は、その入射光の波長域λ1、λ2、…λ6各々に対し、波長域の回折角度に応じた方向に向かわせるような、回折作用を与える。ここで、回折格子5は透過型平面回折格子であり、Y方向に細長い多数の溝がX方向に対し平行な方向に沿って1次元配列されたものである。なお、多数の溝の配列方向は、回折格子5の波長分散方向に相当する。なお、図1では、光線の分散経路の把握を容易にするために、波長多重光L1に含まれる波長域のうち波長域λ2の光の経路、及び波長域λ5の経路の2つの経路のみを表示している。   The diffraction grating 5 imparts a diffractive action to each of the wavelength ranges λ1, λ2,. Here, the diffraction grating 5 is a transmissive planar diffraction grating, in which a large number of grooves elongated in the Y direction are arranged one-dimensionally along a direction parallel to the X direction. The arrangement direction of the numerous grooves corresponds to the wavelength dispersion direction of the diffraction grating 5. In FIG. 1, in order to easily understand the dispersion path of the light beam, only two paths of the light path in the wavelength band λ2 and the path in the wavelength band λ5 among the wavelength bands included in the wavelength multiplexed light L1 are shown. it's shown.

さて、回折格子5に入射したコリメート光L4は、上述した回折格子5の波長分散作用により、波長域に応じて回折格子5から特定の角度で分散する。これにより、コリメート光L4は、回折格子5によって波長域毎に異なる角度へ回折され、波長域毎に異なる回折角度を持った回折光L5に変換されて、レンズ4-2に入射される。   Now, the collimated light L4 incident on the diffraction grating 5 is dispersed at a specific angle from the diffraction grating 5 according to the wavelength range by the wavelength dispersion action of the diffraction grating 5 described above. Thereby, the collimated light L4 is diffracted by the diffraction grating 5 to different angles for each wavelength region, converted into diffracted light L5 having different diffraction angles for each wavelength region, and incident on the lens 4-2.

次に、回折格子5で波長域(λ1、λ2、…λ6)毎に異なる角度へ回折された回折光L5は、レンズ4-2により、収束光L6としてマイクロミラーアレイ7に集光される。そして、マイクロミラーアレイ7上で中間像I2を結ぶ。ここで、中間像I2の結像位置および中間像I1の結像位置は、レンズ4-1、回折格子5およびレンズ4-2で構成される光学系の共役な位置である。   Next, the diffracted light L5 diffracted to different angles for each wavelength region (λ1, λ2,... Λ6) by the diffraction grating 5 is condensed on the micromirror array 7 as convergent light L6 by the lens 4-2. Then, the intermediate image I2 is formed on the micromirror array 7. Here, the imaging position of the intermediate image I2 and the imaging position of the intermediate image I1 are conjugate positions of the optical system constituted by the lens 4-1, the diffraction grating 5, and the lens 4-2.

なお、マイクロミラーアレイ7は、レンズ4−2から出射される収束光L6が波長域毎に異なるマイクロミラー7-1〜7-6のミラー面に集光するように、つまり、波長域λ1の収束光L6がマイクロミラー7-1のミラー面に集光され、波長域λ2の収束光L6がマイクロミラー7-2のミラー面に集光され、...、そして、波長域λ6の収束光L6がマイクロミラー7-6のミラー面に集光されように、配置されている。   The micromirror array 7 is configured so that the convergent light L6 emitted from the lens 4-2 is condensed on the mirror surfaces of the micromirrors 7-1 to 7-6 that are different for each wavelength region, that is, in the wavelength region λ1. The convergent light L6 is condensed on the mirror surface of the micromirror 7-1, the convergent light L6 in the wavelength region λ2 is condensed on the mirror surface of the micromirror 7-2, and so on, and the convergent light in the wavelength region λ6 It arrange | positions so that L6 may be condensed on the mirror surface of the micromirror 7-6.

マイクロミラーアレイ7は、複数のマイクロミラー7-1〜7-6がX軸方向に沿って配列された装置である。このような装置として、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)方式がある。複数のマイクロミラー7-1〜7-6は、収束光L6の中間像I2のスポット径(入力ポート1-4の出力部における被分光光L1の径)より大きなサイズとなっている。マイクロミラー7-1〜7-6の大きさは、およそ数10μm角〜数100μm角程度である。また、個々のマイクロミラー7-1〜7-6は、ドライバ23からの駆動信号により、ミラー面の傾斜角度を独立に制御することができる。   The micromirror array 7 is a device in which a plurality of micromirrors 7-1 to 7-6 are arranged along the X-axis direction. As such an apparatus, for example, there is a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) system. The plurality of micromirrors 7-1 to 7-6 have a size larger than the spot diameter of the intermediate image I2 of the convergent light L6 (the diameter of the spectral light L1 at the output portion of the input port 1-4). The size of the micromirrors 7-1 to 7-6 is approximately several tens of μm square to several hundreds of μm square. In addition, the individual micromirrors 7-1 to 7-6 can independently control the tilt angle of the mirror surface by a drive signal from the driver 23.

ドライバ23は、プロセッサ22からの指令に従い、マイクロミラー7-1〜7-6に集光された収束光L6の反射光L7が、レンズ4-2を介して、コリメート光L8に変換された後、回折格子5の所望の領域S1に到達するように、マイクロミラー7-1〜7-6各々の傾斜角度を調節する。   The driver 23 converts the reflected light L7 of the convergent light L6 collected on the micromirrors 7-1 to 7-6 into the collimated light L8 via the lens 4-2 in accordance with a command from the processor 22. The inclination angles of the micromirrors 7-1 to 7-6 are adjusted so as to reach the desired region S1 of the diffraction grating 5.

なお、所望の領域S1の回折格子5上における位置は、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ(1-1,1-2)(1-2,1-3)(1-5,1-6)(1-6,1-7)の組の位置に応じて予め決定されている。プロセッサ22は、マイクロミラー7-1〜7-6からの波長域(λ1、λ2、…λ6)毎の反射光L6が、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ(1-1,1-2)(1-2,1-3)(1-5,1-6)(1-6,1-7)の組の位置に応じて予め決定された領域S1に到達するように、マイクロミラー7-1〜7-6の個々の傾斜角度を制御するための指令を出す。   The position of the desired region S1 on the diffraction grating 5 is determined based on the optical fibers (1-1, 1-2) (1-2, 1-3) (1-5, used as the output port and the trap port). 1-6) It is determined in advance according to the position of the group (1-6, 1-7). The processor 22 uses an optical fiber (1-1, 1) in which reflected light L6 for each wavelength region (λ1, λ2,... Λ6) from the micromirrors 7-1 to 7-6 is used as an output port and a trap port. -2) (1-2, 1-3) (1-5, 1-6) (1-6, 1-7) so as to reach the region S1 determined in advance according to the position of the set. Commands are issued to control the individual tilt angles of the mirrors 7-1 to 7-6.

さて、回折格子5の所望の領域S1に到達したコリメート光L8は、領域S1で逆回折し、波長多重されたコリメート光L9となって、レンズ4-1へ向う。ここで、コリメート光L9は、回折格子5へ入射するコリメート光L4と平行となる。   Now, the collimated light L8 that has reached the desired region S1 of the diffraction grating 5 is inversely diffracted in the region S1 and becomes wavelength-multiplexed collimated light L9 and travels toward the lens 4-1. Here, the collimated light L9 is parallel to the collimated light L4 incident on the diffraction grating 5.

次に、コリメート光L9は、レンズ4-1に入射し、収束光L10bとなってレンズ4-1の焦点位置で中間像I1を結ぶ。焦点位置を通過後、拡散光L10bとなってレンズ3に入射し、コリメートされて、コリメート光L11となる。   Next, the collimated light L9 enters the lens 4-1, and becomes the convergent light L10b to form the intermediate image I1 at the focal position of the lens 4-1. After passing through the focal position, it becomes diffused light L10b, enters the lens 3, is collimated, and becomes collimated light L11.

次に、コリメート光L11は、出力用ポートおよびトラップ用ポートとして使用する光ファイバ1-1〜1-3、1-5〜1-7に対応して配置されたマイクロレンズ2-1〜2-3、2-5〜2-7で収束され、そのマイクロレンズ2-1〜2-3、2-5〜2-7の焦点位置にある出力用ポート1-1、1-3、1-5、1-7およびトラップ用ポート1-2、1-6の受光部に入射する。   Next, the collimated light L11 is microlenses 2-1 to 2-2, which are arranged corresponding to the optical fibers 1-1 to 1-3, 1-5 to 1-7 used as output ports and trap ports. 3, 2-5 to 2-7, and the output ports 1-1, 1-3, 1-5 at the focal positions of the microlenses 2-1 to 2-3, 2-5 to 2-7 1-7 and the light receiving portions of the trap ports 1-2 and 1-6.

図1では、λ2の光の出力用ポートおよびトラップ用ポートとして、出力用ポート1-7およびトラップ用ポート1-6のペアが用いられている。また、λ6の光の出力ポートおよびトラップ用ポートとして、出力用ポート1-5およびトラップ用ポートとして1-6のペアが用いられている。そして、波長域λ2のコリメート光L11の一部がマイクロレンズ2-7で収束され、収束光L12として出力用ポート1-7の受光部に入射し、波長域λ6のコリメート光L11の一部がマイクロレンズ2-5で収束され、収束光L12として出力用ポート1-5の受光部に入射する。一方、波長域λ2およびλ6のコリメート光L11の残りの部分がマイクロレンズ2-6で収束され、収束光L13としてトラップ用ポート1-6の受光部に入射する。すなわち、トラップ用ポート1-6は出力用ポート1-5、1-7の2つのポートに共通する廃棄ポートとなっている。   In FIG. 1, a pair of an output port 1-7 and a trap port 1-6 is used as an output port and a trap port for light of λ2. Further, a pair of output port 1-5 and 1-6 as a trap port are used as an output port and a trap port for λ6 light. Then, a part of the collimated light L11 in the wavelength region λ2 is converged by the microlens 2-7 and is incident on the light receiving portion of the output port 1-7 as the converged light L12, and a part of the collimated light L11 in the wavelength region λ6 is The light is converged by the microlens 2-5 and enters the light receiving portion of the output port 1-5 as convergent light L12. On the other hand, the remaining part of the collimated light L11 in the wavelength regions λ2 and λ6 is converged by the microlens 2-6 and is incident on the light receiving unit of the trap port 1-6 as converged light L13. That is, the trap port 1-6 is a discard port common to the two ports of the output ports 1-5 and 1-7.

トラップ用ポート1-6に取り込まれた光L13は、センサ8-2によりその光量が検知され、検知信号がプロセッサ22に送られる。プロセッサ22は、センサ8-2からの検知信号が示す光量がメモリ21に格納されている設定値(廃棄する光量に関する情報)に近づく方向へ、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を制御するための指令を生成し、ドライバ23へ出力する。これを受けて、ドライバ23は、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を調整する。つまり、本実施形態では、所定のアッテネーションがかかるようにフィードバック制御している。   The light amount of the light L13 taken into the trap port 1-6 is detected by the sensor 8-2, and a detection signal is sent to the processor 22. The processor 22 sets the inclination angles of the micromirrors 7-1 to 7-6 in a direction in which the light amount indicated by the detection signal from the sensor 8-1 approaches the set value (information regarding the light amount to be discarded) stored in the memory 21. A command for control is generated and output to the driver 23. In response to this, the driver 23 adjusts the inclination angle of the micromirrors 7-1 to 7-6. That is, in this embodiment, feedback control is performed so that predetermined attenuation is applied.

1つのトラップ用ポートが複数の出力ポートで共用されており、1つのトラップ用ポートに複数の波長の光が入射する場合には、各波長に対応する個々のミラーの角度をチルトさせながら、光強度の変化量をモニタし、変化分のみを考慮することにより、対応する波長に関するフィードバック制御を行うことができる。また、トラップポートの後段に分光器を配置して、波長ごとに強度をモニタしてフィードバック制御を行うこともできる。   When one trap port is shared by multiple output ports, and light of multiple wavelengths is incident on one trap port, the angle of each mirror corresponding to each wavelength is tilted while the light is By monitoring the amount of change in intensity and considering only the amount of change, feedback control for the corresponding wavelength can be performed. It is also possible to arrange a spectroscope behind the trap port and monitor the intensity for each wavelength to perform feedback control.

次に、本実施形態に係るアッテネータ装置のアッテネーション動作を詳細に説明する。
図2は、本実施形態に係るアッテネータ装置のセンサ8-1、8-2、光ファイバ1-1〜1-7およびマイクロレンズアレイ2を含む部分の拡大図を、出力ポート1-7に向かう光を例にとって示す。図2(A)はアッテネーションをかけていない場合の光路を示しており、図2(B)および図2(C)はアッテネーションをかけている場合の光路を示している。
Next, the attenuation operation of the attenuator device according to this embodiment will be described in detail.
FIG. 2 shows an enlarged view of a part including the sensors 8-1 and 8-1, the optical fibers 1-1 to 1-7, and the microlens array 2 of the attenuator device according to this embodiment, toward the output port 1-7. Take light as an example. FIG. 2A shows an optical path when no attenuation is applied, and FIGS. 2B and 2C show an optical path when attenuation is applied.

上述したように、本実施形態に係るチャネルアッテネータ装置では、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を調整することで、レンズ3から出射されるコリメート光L11の一部(収束光L13)を、トラップ用ポート1-6に入射させ、出力ポート1-7に入射させて外部へ出力する収束光L12の光量を減衰させる。   As described above, in the channel attenuator device according to the present embodiment, a part of the collimated light L11 emitted from the lens 3 (converged light L13) is adjusted by adjusting the inclination angle of the micromirrors 7-1 to 7-6. Is incident on the trap port 1-6 and incident on the output port 1-7 to attenuate the amount of the convergent light L12 output to the outside.

アッテネーションをかけていない場合、図2(a)に示すように、光ファイバ1-4から入射された被分光光L1は、対応するマイクロレンズ2-4でコリメートされ、コリメート光L2となる。コリメート光L2は、後段にある不図示の光学系(図1と同様)のうち、回折格子5により分光作用作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー7-1〜7-6により方向付けがなされる。マイクロミラー7-1〜7-6のうち、例えば、出力ポート1-7に向かうべき波長光に対応するミラーは、ドライバ23によるこのミラーの反射角度の制御により、この波長光がマイクロレンズ2-7のみに向かうような回折格子5の領域S2に入射するよう、つまりマイクロレンズ2-7のみに入射する角度に傾けられる。この波長光はレンズ4-1、3によってコリメートされてコリメート光L11となる。コリメート光L11はアッテネーションを受けずに収束光L12となって、出力ポート1-7に入射され、外部へ出力される。   When no attenuation is applied, as shown in FIG. 2A, the spectral light L1 incident from the optical fiber 1-4 is collimated by the corresponding microlens 2-4 to become collimated light L2. The collimated light L2 is subjected to spectral action by the diffraction grating 5 in the optical system (not shown) in the subsequent stage (same as in FIG. 1), and is directed by the micromirrors 7-1 to 7-6 for each spectral wavelength range. Affixed. Among the micromirrors 7-1 to 7-6, for example, the mirror corresponding to the wavelength light to be directed to the output port 1-7 is controlled by the reflection angle of the mirror by the driver 23. 7 is inclined so as to be incident on the region S2 of the diffraction grating 5 toward only 7, that is, only on the microlens 2-7. This wavelength light is collimated by the lenses 4-1 and 3 to become collimated light L11. The collimated light L11 is not attenuated but becomes convergent light L12, enters the output port 1-7, and is output to the outside.

アッテネーションをかけている場合を図2(B)に示す。光ファイバ1-4から入射された被分光光L1は、対応するマイクロレンズ2-4でコリメートされ、コリメート光L2となる。コリメート光L2は、後段にある不図示の光学系(図1と同様)のうち、回折格子5により分光作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー7-1〜7-6により方向付けがなされる。マイクロミラー7-1〜7-6のうち、出力ポート1-7に向かうべき波長光に対応するミラーは、ドライバ23によるこのミラーの反射角度の制御により、波長光のうちの所望量がマイクロレンズ2-7に向かい、その他がマイクロレンズ2-6に向かうような領域S2に比べて+のX方向に位置する領域S3に入射するよう、つまり、波長光の所望量がマイクロレンズ2-6に入射し、残りの部分がマイクロレンズ2-7に入射する角度に傾けられる。この波長光はレンズ4-1、3によってコリメートされてコリメート光L11となる。したがって、コリメート光L11のうちの所望量は、アッテーションされた収束光L12となって出力ポート1-7に入射され、外部へ出力される。また、コリメート光L11のうち破棄される部分は、収束光L13となってトラップ用ポート1-6に入射され、センサ8-2により光量が検知される。   FIG. 2B shows a case where attenuation is applied. The spectral light L1 incident from the optical fiber 1-4 is collimated by the corresponding microlens 2-4 to become collimated light L2. The collimated light L2 is subjected to spectral action by the diffraction grating 5 in an optical system (not shown) in the subsequent stage (similar to FIG. 1) and directed by the micromirrors 7-1 to 7-6 for each spectral wavelength range. Is made. Among the micromirrors 7-1 to 7-6, the mirror corresponding to the wavelength light to be directed to the output port 1-7 has a desired amount of wavelength light of the microlens by controlling the reflection angle of the mirror by the driver 23. The desired amount of wavelength light is applied to the microlens 2-6 so as to be incident on the region S3 positioned in the + X direction as compared to the region S2 toward the 2-7 and the other toward the microlens 2-6. Incident light is tilted to an angle at which the remaining portion is incident on the microlens 2-7. This wavelength light is collimated by the lenses 4-1 and 3 to become collimated light L11. Therefore, a desired amount of the collimated light L11 is incident on the output port 1-7 as the converged light L12 that is attenuated, and is output to the outside. Further, the discarded portion of the collimated light L11 becomes convergent light L13 and enters the trap port 1-6, and the light amount is detected by the sensor 8-2.

また、所望の波長光を全て廃棄する場合を図2(C)に示す。光ファイバ1-4から入射された被分光光L1は、対応するマイクロレンズ2-4でコリメートされ、コリメート光L2となる。コリメート光L2は、後段にある不図示の光学系(図1と同様)のうち、回折格子5により分光作用を受け、分光された波長域毎にマイクロミラー7-1〜7-6により方向付けがなされる。マイクロミラー7-1〜7-6のうち、この波長光に対応するミラーは、ドライバ23による反射角度の制御により、この波長光がマイクロレンズ2-6とマイクロレンズ2-7とに向かうような領域S3に比べて+のX方向に位置する領域S4、つまり、マイクロレンズ2-6にのみ入射する角度に傾けられる。この場合、コリメート光L11の全てがマイクロレンズ2-6による収束光L13となってトラップ用ポート1-6に入射され、センサ8-2により光量が検知される。   FIG. 2C shows a case where all the desired wavelength light is discarded. The spectral light L1 incident from the optical fiber 1-4 is collimated by the corresponding microlens 2-4 to become collimated light L2. The collimated light L2 is subjected to spectral action by the diffraction grating 5 in an optical system (not shown) in the subsequent stage (similar to FIG. 1) and directed by the micromirrors 7-1 to 7-6 for each spectral wavelength range. Is made. Among the micromirrors 7-1 to 7-6, the mirror corresponding to this wavelength light is such that this wavelength light is directed to the microlens 2-6 and the microlens 2-7 by controlling the reflection angle by the driver 23. Compared to the region S3, it is tilted so as to be incident only on the region S4 located in the + X direction, that is, on the microlens 2-6. In this case, all of the collimated light L11 becomes convergent light L13 by the microlens 2-6 and enters the trap port 1-6, and the amount of light is detected by the sensor 8-2.

出力ポート1-5に出力される光も前記と同様に、トラップ用ポート1-6との組み合わせによる動作により、アッテネーションをかけることができる。
ここで、アッテネーションをかけるためにミラーをチルトさせる方向は、トラップ用ポート1-6に隣接する2つの出力ポート1-5、1-7とで異なる。すなわち、図1において、出力用ポート1−7に向かうλ2の光に関してアッテネートをかけるためには、λ2に対応するミラーを時計周りの方向にチルトさせる。これに対して、出力用ポート1-5に向かうλ6の光に関してアッテネートをかけるためには、λ6に対応するミラーを反時計周りの方向にチルトさせる。したがって、トラップ用ポートを2つの出力用ポートで共用して、3つのポートで2組の出力・トラップ用ポートが構成される場合、2つの出力ポートにそれぞれ向かう光は、アッテネートに際してミラーの並び方向に垂直な軸に関して軸対称にチルトされることになる。
Similarly to the above, the light output to the output port 1-5 can be attenuated by the operation in combination with the trap port 1-6.
Here, the direction in which the mirror is tilted to apply attenuation differs between the two output ports 1-5 and 1-7 adjacent to the trap port 1-6. That is, in FIG. 1, in order to attenuate the light of [lambda] 2 toward the output port 1-7, the mirror corresponding to [lambda] 2 is tilted in the clockwise direction. On the other hand, in order to attenuate the light of λ6 toward the output port 1-5, the mirror corresponding to λ6 is tilted counterclockwise. Therefore, when the trap port is shared by the two output ports, and two sets of output / trap ports are configured by the three ports, the light directed to the two output ports is arranged in the mirror alignment direction during attenuation. It is tilted with respect to an axis perpendicular to the axis.

なお、本実施形態では、トラップ用ポート1-6に取り込まれた光L13は、センサ8-2によりその光量が検知され、検知信号がプロセッサ22に送られる。プロセッサ22は、センサ8-2からの検知信号が示す光量がメモリ21に格納されている設定値(廃棄する光量に関する情報)に近づく方向へ、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を制御するための指令を生成し、ドライバ23へ出力する。これを受けて、ドライバ23は、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を調整する。   In this embodiment, the light amount of the light L13 taken into the trap port 1-6 is detected by the sensor 8-2, and a detection signal is sent to the processor 22. The processor 22 sets the inclination angles of the micromirrors 7-1 to 7-6 in a direction in which the light amount indicated by the detection signal from the sensor 8-1 approaches the set value (information regarding the light amount to be discarded) stored in the memory 21. A command for control is generated and output to the driver 23. In response to this, the driver 23 adjusts the inclination angle of the micromirrors 7-1 to 7-6.

上述のように、本実施形態では、1つのトラップ用ポートに対して2つの出力用ポートを隣接させ、2つの出力ポートで1つのトラップ用ポートを共用するようにしたので、アッテネーション機能を有する光スイッチ装置においてポートを有効に使用することができる。従って、出力ポート数を所定数有する光スイッチング装置においては、全体のポート数を減らすことが可能となり、全体のポート数が所定数の光スイッチング装置においては、出力ポート数を増やすことが可能となる。   As described above, in this embodiment, two output ports are adjacent to one trap port, and the two output ports share one trap port. The port can be used effectively in the switch device. Therefore, in an optical switching device having a predetermined number of output ports, the total number of ports can be reduced, and in an optical switching device having a total number of ports, the number of output ports can be increased. .

以上、図1のような光スイッチを例にとり、総ポート数が7個、うち、入力ポート数が1個、出力ポート数が4個の場合について説明したが、以下に任意のポート数での、効率的なポートの配置に関して説明する。   As described above, taking the optical switch as shown in FIG. 1 as an example, the case where the total number of ports is 7, of which the number of input ports is 1 and the number of output ports is 4, has been described below. An efficient port arrangement will be described.

使用できる光ファイバの数(N)は、光学系の開口数(NA)や、マイクロミラーの回転可能な角度により制限を受ける。これとは逆に、この種の装置を組込んで運用する側からすると、1つの装置により多くの出力ポートがあった方が、運用効率や拡張性を高くできる。したがって、コンパクトな光ファイバ部材を用いて、出力ポート数をより多く配置できるアッテネーション付き光スイッチング装置を構成することが望まれる。   The number of optical fibers that can be used (N) is limited by the numerical aperture (NA) of the optical system and the angle at which the micromirror can be rotated. On the other hand, from the side of incorporating and operating this type of device, operating efficiency and expandability can be improved if there are more output ports in one device. Therefore, it is desired to configure an optical switching device with attenuation that can arrange a larger number of output ports by using a compact optical fiber member.

光スイッチング装置において、所定の光ファイバをトラップ用ポートとして使用してアッテネーションを行うには、トラップ用ポートと出力ポートとが必ず隣接している必要がある。本発明においては、光ファイバを効率的に利用するためにトラップポートの両隣に出力ポートを配置した。つまり、出力ポート、トラップ用ポート、出力ポートという3つのポートからなる1つの光ファイバ組を、複数並べ、1つの廃棄ポートを2つの出力ポートで共用した。このように構成することによりより少ない光ファイバ数で、効率よくポートを使用することができる。   In an optical switching device, in order to perform attenuation using a predetermined optical fiber as a trap port, the trap port and the output port must be adjacent to each other. In the present invention, output ports are arranged on both sides of the trap port in order to efficiently use the optical fiber. That is, a plurality of one optical fiber set consisting of three ports, that is, an output port, a trap port, and an output port are arranged, and one discard port is shared by two output ports. With this configuration, the port can be used efficiently with a smaller number of optical fibers.

また入力ポートは、光ファイバの並びの、できるだけ中央に配置することが好ましい。以下にその理由を説明する。MEMSのようなものでマイクロミラーアレイを構成する場合、何も制御していない状態では各マイクロミラーは、マイクロミラーアレイの並び方向に対しておおむね平行な状態(基準位置)になる。   The input port is preferably arranged in the center of the optical fiber array as much as possible. The reason will be described below. When a micromirror array is configured with a MEMS or the like, each micromirror is in a state (reference position) generally parallel to the arrangement direction of the micromirror array when nothing is controlled.

図3(a)、(b)は、隣接して配置された光ファイバのうち中央の光ファイバが入力ポートとなった場合のミラーのチルト範囲を示す図である。(a)は、光ファイバのうち一方の端に出力する場合のマイクロミラーの傾き状態、(b)は、光ファイバのうち他端に出力する場合のマイクロミラーの傾き状態を示す。入力ポートから入力された光はミラーの並び方向に対して垂直な方向からミラーに入射するので、ミラーはチルト範囲(a)〜(b)で任意の回転角に回転し、何も制御されていない状態のミラーの位置(図中の点線)、すなわち基準位置を中心にして両側に振り分けられる。   FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating the tilt range of the mirror when the central optical fiber among the adjacent optical fibers serves as an input port. (A) shows the tilt state of the micromirror when output to one end of the optical fiber, and (b) shows the tilt state of the micromirror when output to the other end of the optical fiber. Since light input from the input port enters the mirror from a direction perpendicular to the mirror arrangement direction, the mirror rotates to an arbitrary rotation angle within the tilt range (a) to (b), and nothing is controlled. The position of the mirror in the absence (dotted line in the figure), that is, it is distributed to both sides around the reference position.

これに対して(c)、(d)は、光ファイバのうち最も端の光ファイバを入力ポートとした場合のミラーのチルト範囲を示す図である。この入力ポートに隣接する出力ファイバに出力する場合は(c)に示すようにマイクロミラーをほとんど傾けることないが、光ファイバのうちの他端に配置された出力ポートに光を出力する場合は、(d)に示すようにミラーを大きく傾ける必要がある。すなわち、ミラーの並び方向に平行な状態である何も制御しない状態である基準位置から、非常に大きな回転角をもたせる必要がある。   On the other hand, (c) and (d) are diagrams showing the tilt range of the mirror when the end optical fiber of the optical fibers is used as an input port. When outputting to an output fiber adjacent to this input port, the micromirror is hardly tilted as shown in (c), but when outputting light to the output port arranged at the other end of the optical fiber, As shown in (d), it is necessary to greatly tilt the mirror. That is, it is necessary to give a very large rotation angle from the reference position where nothing is controlled, which is parallel to the mirror arrangement direction.

MEMSミラーアレイで、反射光の進む方向を制御する場合、一方にのみ大きく回転させるよりも、何も制御しない状態から振り分けるようにミラーの傾きを制御したほうが、ミラーの回転角のストロークを小さく構成でき、ミラー背面に設けられた電極等により無理のない制御を行うことができる。   When controlling the direction in which reflected light travels in a MEMS mirror array, the mirror rotation angle stroke is configured to be smaller by controlling the mirror tilt so that it is distributed from a state in which nothing is controlled, rather than rotating it largely to only one side. It is possible to control without difficulty by using an electrode or the like provided on the back surface of the mirror.

以上を考慮して各光ファイバの役割を配分した例を図4、図5、図6に示す。光ファイバの数をNとし、図4はN=5〜8、図5はN=9〜12、図6はN=13〜16の場合についてそれぞれ示している。図中黒丸はトラップ用ポート、二重丸は入力ポート、白丸はアッテネーション付の出力ポート、三角はアッテネーションなしの出力ポートである。   An example in which the role of each optical fiber is allocated in consideration of the above is shown in FIG. 4, FIG. 5, and FIG. FIG. 4 shows the case where N = 5 to 8, FIG. 5 shows N = 9 to 12, and FIG. 6 shows the case where N = 13 to 16, respectively. In the figure, black circles are trap ports, double circles are input ports, white circles are output ports with attenuation, and triangles are output ports without attenuation.

アッテネーション付の出力ポートを最も効率的に配置するための光ファイバの数Nの条件は、N−1を3で割った余りが0の場合である。
Mod((N−1)/3) = 0
すなわち、N=7、10、13、16の場合である。このとき、アッテネーション付出力ポートの数nは、以下の値になる。
The condition of the number N of optical fibers for arranging the output ports with attenuation most efficiently is when the remainder obtained by dividing N−1 by 3 is zero.
Mod ((N-1) / 3) = 0
That is, N = 7, 10, 13, and 16. At this time, the number n of output ports with attenuation is as follows.

n = 2((N−1)/3)
また、N−1を3で割ったあまりが1の場合で、アッテネーション付出力ポート数を最大にとると、アッテネーションなしの出力ポートが1つできる。
n = 2 ((N-1) / 3)
Further, when N-1 is divided by 3 and is 1, and the number of output ports with attenuation is maximized, one output port without attenuation can be obtained.

さらに、N−1を3で割ったあまりが2の場合で、アッテネーション付出力ポート数を最大にとると、アッテネーションなしのポートは無くなるが、トラップ用ポート1本と出力ポート1本の組が一つできる。これらのようにN−1を3で割った余りが出る場合、アッテネーション付出力ポートの数nは、2((N−1)/3)の整数部分となる。   Furthermore, when N-1 divided by 3 is 2, and the number of output ports with attenuation is maximized, there will be no ports without attenuation, but there will be one trap port and one output port. I can do it. When the remainder obtained by dividing N-1 by 3 is obtained as described above, the number n of the output ports with attenuation is an integer part of 2 ((N-1) / 3).

逆にいえば、配置すべき必要な出力ポート数をnとした場合、最も少ない光ファイバ数でアッテネーション機能を有する光スイッチを構成するには、nが偶数のとき、n/2個のトラップ用ポートを配置すればよいので、(n×3/2)+1本の光ファイバがあれば、全ての出力ポートでアッテネーションをかけることが可能な光スイッチを構成できる。また、nが奇数の場合には、(n+1)×3/2+1本の光ファイバがあれば同様に全ての出力ポートでアッテネーションをかけることが可能な光スイッチを構成できる。   In other words, when n is the number of necessary output ports to be arranged, in order to construct an optical switch having an attenuation function with the smallest number of optical fibers, when n is an even number, n / 2 traps are used. Since the ports need only be arranged, if there are (n × 3/2) +1 optical fibers, it is possible to configure an optical switch capable of applying attenuation to all output ports. When n is an odd number, if there are (n + 1) × 3/2 + 1 optical fibers, it is possible to configure an optical switch capable of applying attenuation at all output ports.

以上、本発明の一実施形態について説明した。
本実施形態では、出力用ポートとトラップ用ポートとを隣接配置し、マイクロミラー7-1〜7-6の傾斜角度を制御することにより、レンズ3から出力されたコリメート光L11のうち、出力用ポートへ出射される収束光L12とトラップ用ポートへ出力される収束光L13との比率を調節できるようにしている。このため、上記の特許文献1に記載のチャネルアッテネータ装置のように、個々のマイクロミラーの径がマイクロミラーアレイに入射する光(操作対象光)のスポット径より小さく、且つ、多数のマイクロミラーが操作対象光のスポット径の中に配置されるように、マイクロミラーアレイを構成する必要がない。したがって、より簡易な構成を持つアッテネータ装置を提供できる。また、出力用ポートの隣にトラップ用ポートを配置するという簡単な構成で、廃棄した光量をモニタすることができる。
The embodiment of the present invention has been described above.
In the present embodiment, the output port and the trap port are arranged adjacent to each other, and the tilt angle of the micromirrors 7-1 to 7-6 is controlled to output the collimated light L11 output from the lens 3 for output. The ratio of the convergent light L12 emitted to the port and the convergent light L13 output to the trap port can be adjusted. For this reason, as in the channel attenuator device described in Patent Document 1, the diameter of each micromirror is smaller than the spot diameter of light (operation target light) incident on the micromirror array, and a large number of micromirrors are provided. It is not necessary to configure the micromirror array so as to be arranged within the spot diameter of the operation target light. Therefore, an attenuator device having a simpler configuration can be provided. Further, the amount of discarded light can be monitored with a simple configuration in which a trap port is arranged next to the output port.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で数々の変形が可能である。例えば、上記の実施形態では、回折格子5として透過型平面回折格子を用いているが、回折格子5は、例えば反射型平面回折格子であっても構わない。この場合、レンズ4-1、4-2は1つのレンズで構成することも可能である。   In addition, this invention is not limited to said embodiment, Many deformation | transformation are possible within the range of the summary. For example, in the above embodiment, a transmissive planar diffraction grating is used as the diffraction grating 5, but the diffraction grating 5 may be, for example, a reflective planar diffraction grating. In this case, the lenses 4-1 and 4-2 can be configured by a single lens.

また、本実施例において、逆分散型二重分光器に用いた例について述べたが、オプティカルクロスコネクトや、スイッチング素子等にも適用することができる。また、他の広く用いられている分光器にも適用することもできる。また、センサ8−1,8−2のかわりに、光の反射を防ぐ終端器をとりつけ、センサはスプリッタを取り付けた各出力ポートに配置してもかまわない。   In this embodiment, the example used for the inverse dispersion type double spectrometer has been described. However, the present invention can also be applied to an optical cross connect, a switching element, and the like. It can also be applied to other widely used spectrometers. Further, instead of the sensors 8-1 and 8-2, a terminator for preventing reflection of light may be attached, and the sensors may be arranged at each output port to which a splitter is attached.

本発明の一実施形態に係るアッテネータ装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the attenuator apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るアッテネータ装置のセンサ8-1、8-2、光ファイバ1-1〜1-7およびマイクロレンズアレイ2を含む部分の拡大図である。It is an enlarged view of a portion including sensors 8-1 and 8-1, optical fibers 1-1 to 1-7, and a microlens array 2 of an attenuator device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る入力ポートとマイクロミラーの傾向回転角の関係を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the relationship between the input port which concerns on one Embodiment of this invention, and the tendency rotation angle of a micromirror. 本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。It is an example of arrangement | positioning of the role of the optical fiber which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。It is an example of arrangement | positioning of the role of the optical fiber which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る光ファイバの役割の配置例である。It is an example of arrangement | positioning of the role of the optical fiber which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1-1〜1-7…光ファイバ、2…マイクロレンズアレイ、2-1〜2-7…マイ
クロレンズ、3…レンズ、4-1、4-2…レンズ、5…回折格子、7…マイクロ
ミラーアレイ、7-1〜7-7…マイクロミラー、8-1〜8-2…センサ。
1-1 to 1-7 optical fiber, 2 to micro lens array, 2-1 to 2-7 micro lens, 3 lens, 4-1, 4-2 lens, 5 diffraction grating, 7 micro Mirror array, 7-1 to 7-7, micromirror, 8-1 to 2-2, sensor.

Claims (7)

1つの廃棄用ポートとこの廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された2つの出力用ポートとの3つのポートからなる2組の出力・廃棄手段と、
入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折手段と、
前記回折手段から出力される波長域毎の回折光の一部を前記出力ポートへ出力し、残りを前記廃棄用ポートへ出力するように前記回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段とを有することを特徴とするアッテネータ装置。
Two sets of output / discard means comprising three ports, one discard port and two output ports arranged adjacent to each discard port;
Diffracting means for diffracting incident light in different directions according to its wavelength;
Output direction adjusting means for adjusting the output direction of the diffracted light so as to output a part of the diffracted light for each wavelength range output from the diffracting means to the output port and the rest to the discarding port; An attenuator device comprising:
1つの廃棄用ポートとこれに隣接して配置された1つの出力ポートとの2つのポートからなる1組のみの出力・廃棄手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のアッテネータ装置。   2. The attenuator device according to claim 1, further comprising only one set of output / discard means comprising two ports, one discarding port and one output port arranged adjacent thereto. 前記アッテネータ装置が有する出力用ポートの数をn個としたとき、
前記nが偶数の場合にはn/2個、nが奇数の場合には(n+1)/2個の前記廃棄用ポートを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアッテネータ装置。
When the number of output ports of the attenuator device is n,
3. The attenuator device according to claim 1, wherein the attenuator device has n / 2 ports when n is an even number and (n + 1) / 2 ports when n is an odd number. .
前記出力・廃棄ポートを少なくとも3組有し、
前記出力ポートのうちの2つに隣接して配置され、少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力用ポートを更に備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアッテネータ装置。
Having at least three output / discard ports;
4. The input port according to claim 1, further comprising an input port disposed adjacent to two of the output ports and configured to input incident light having at least one wavelength component. 5. An attenuator device according to claim 1.
隣接する廃棄用ポートを有さない出力ポートを更に備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のアッテネータ装置。   The attenuator device according to claim 1, further comprising an output port having no adjacent discard port. 1つの廃棄用ポートと該廃棄用ポートにそれぞれ隣接して配置された2つの出力用ポートとの3つのポートからなる2組の出力・廃棄手段を含む出力・廃棄手段と、
前記出力ポートのうちの2つに隣接して配置され、少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、
前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第1の回折手段と、
前記第1の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、
前記第1の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第2の回折手段とを有し、
前記出力方向調整手段は、前記波長域毎の回折光が前記複数組の出力・廃棄手段のうちのいずれかの組に向かうように出力方向を調整する共に、
前記各々の回折光の強度とその波長域に応じて、前記回折光が全て前記出力用ポートまたは廃棄用ポートに出力されるように、または、前記回折光の一部が前記出力用ポートへ出力され、残りが前記廃棄用ポートへ出力されるように、前記回折光の出力方向を調節することを特徴とする光スイッチング装置。
An output / discard means including two sets of output / discard means comprising three ports, one discard port and two output ports arranged adjacent to each discard port;
An input port disposed adjacent to two of the output ports for receiving incident light having at least one wavelength component;
First diffracting means for diffracting the incident light in different directions according to its wavelength;
Output direction adjusting means for adjusting the output direction of the diffracted light for each wavelength region output from the first diffracting means;
A second diffractive means for providing a diffractive action opposite to that of the first diffractive means,
The output direction adjusting means adjusts the output direction so that the diffracted light for each wavelength region is directed to any one of the plurality of sets of output / discard means,
Depending on the intensity and wavelength range of each diffracted light, all of the diffracted light is output to the output port or the discarding port, or a part of the diffracted light is output to the output port. The output direction of the diffracted light is adjusted so that the remainder is output to the discarding port.
少なくとも1つの波長成分を有する入射光を入力させる入力ポートと、
複数の出力ポートと、
前記複数の出力ポートのうち2つの出力ポートに隣接する廃棄ポートと、
前記入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する第1の回折手段と、
前記回折手段で回折された波長の各々に対応する、チルト可能な複数のミラーを有し、前記第1の回折手段から出力される波長域毎の回折光の出力方向を調整する出力方向調整手段と、
前記第1の回折手段とは逆向きの回折作用を与える第2の回折手段とを有し、
前記出力方向調整手段は、前記廃棄ポートに隣接する2つの入力ポートのそれぞれに向かう波長に対応するミラーが、該波長光のアッテネーションに際して、前記ミラーの並び方向に垂直な軸に関して互いに軸対称な方向に傾くことを特徴とする光スイッチング装置。
An input port for inputting incident light having at least one wavelength component;
Multiple output ports,
A discard port adjacent to two of the plurality of output ports;
First diffracting means for diffracting the incident light in different directions according to its wavelength;
An output direction adjusting means that has a plurality of tiltable mirrors corresponding to each of the wavelengths diffracted by the diffracting means, and adjusts the output direction of the diffracted light for each wavelength range output from the first diffracting means. When,
Second diffractive means for providing a diffractive action in a direction opposite to that of the first diffractive means,
The output direction adjusting means is configured such that the mirrors corresponding to the wavelengths directed to the two input ports adjacent to the discard port are axisymmetric with respect to an axis perpendicular to the arrangement direction of the mirrors when the wavelength light is attenuated. An optical switching device which is inclined to
JP2004371722A 2004-12-22 2004-12-22 Attenuator and optical switching apparatus Pending JP2006178207A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004371722A JP2006178207A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Attenuator and optical switching apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004371722A JP2006178207A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Attenuator and optical switching apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006178207A true JP2006178207A (en) 2006-07-06

Family

ID=36732377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004371722A Pending JP2006178207A (en) 2004-12-22 2004-12-22 Attenuator and optical switching apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006178207A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008111444A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Ntt Electronics Corporation Wavelength selection switch
JP2008233474A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Ntt Electornics Corp Liquid crystal optical component and wavelength selection switch using the same
WO2008155985A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-24 Ntt Electronics Corporation Wavelength selection switch
WO2010001734A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Nttエレクトロニクス株式会社 Wavelength selection switch

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008111444A1 (en) * 2007-03-09 2008-09-18 Ntt Electronics Corporation Wavelength selection switch
JP2008233474A (en) * 2007-03-20 2008-10-02 Ntt Electornics Corp Liquid crystal optical component and wavelength selection switch using the same
WO2008155985A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-24 Ntt Electronics Corporation Wavelength selection switch
JP2008310244A (en) * 2007-06-18 2008-12-25 Ntt Electornics Corp Wavelength selection switch
US7808705B2 (en) 2007-06-18 2010-10-05 Ntt Electronics Corporation Wavelength-selective switch
WO2010001734A1 (en) * 2008-07-04 2010-01-07 Nttエレクトロニクス株式会社 Wavelength selection switch
US8391654B2 (en) 2008-07-04 2013-03-05 Ntt Electronics Corporation Wavelength selection switch
JP5184637B2 (en) * 2008-07-04 2013-04-17 Nttエレクトロニクス株式会社 Wavelength selective switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5953230B2 (en) Spectral detector or laser scanning microscope using variable filtering with spatial color separation
JP4500720B2 (en) Light switch
US6956687B2 (en) Optical blocking filter having an array of micro-mirrors
US7676126B2 (en) Optical device with non-equally spaced output ports
US8873905B2 (en) Reconfigurable optical add-drop multiplexer
JP2006276216A (en) Optical switch
JP2010156680A (en) Temperature-compensated spectrometer and optical apparatus
US7103258B2 (en) Attenuator device, and optical switching device
JP2013125278A (en) Optical processing device employing digital micromirror device (dmd) and having reduced wavelength dependent loss
JP2007500368A (en) Scanning microscope
US6728488B1 (en) Optical systems employing anamorphic beams and diffraction gratings
JP2006178207A (en) Attenuator and optical switching apparatus
US6882775B1 (en) Apparatus and method for multiplexing and de-multiplexing optical signals employing a anamorphic beams and diffraction gratings
JP2004233341A (en) Optical device and reverse dispersion type double spectrometer
JP2010128473A5 (en)
CN110657889B (en) High resolution single photodiode spectrometer using narrow band optical filters
JP4407382B2 (en) Optical filter device
JP2010134027A5 (en)
JP2010134027A (en) Wavelength selection switch
JP2005300197A (en) Spectroscope, variable wavelength selector, and variable value equalizer
JP6258901B2 (en) Light processing device
JP2001290079A (en) Light quantity adjusting device
WO2014012570A1 (en) Spectrometer comprising a spatial light modulator
JP4488306B2 (en) Light switch
JP2004325928A (en) Output monitoring device of inverse dispersion double spectroscope, inverse dispersion double spectral device equipped with the same, and control method of inverse dispersion type double spectroscope