JP2008002914A - 温度無依存光波長識別装置、及び光波長識別方法 - Google Patents

温度無依存光波長識別装置、及び光波長識別方法 Download PDF

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Abstract

【課題】従来の波長識別装置では、温度変動による基板素材の膨張、及び集光レンズの焦点距離変動に起因する変動については補正しているが、光の波長成分を検出する受光手段であるＰＤアレイを構成する部材の温度変動による影響については考慮されていない。このため、温度変動による光波長の識別誤差を完全に抑えることは困難であった。
【解決手段】受光手段（例えばＰＤアレイ）を構成する部材の温度変動を考慮した波長識別誤差の算定方式に基づき、光回析手段と集光レンズとの間の距離、及び集光レンズの焦点距離変動の係数を調整することにより波長識別誤差の補正を行い、温度変動時においても高精度の光波長識別が行えるようにする。
【選択図】図５

Description

本発明は光波長の識別装置に係り、特に温度変動に伴う光波長の識別誤差を高精度に補正する光波長識別装置、及び光波長識別方法に関する。
近年のＦＴＴＨ(Fiber to The Home)やＡＤＳＬ (Asymmetric Digital Subscriber Line)など数〜100 Mbit/s程度の帯域を持った高速アクセス網の急激な普及により、ブロードバンドインターネットサービスを享受できる環境が整備されつつあり、これらの通信需要増大に対応するため、バックボーンネットワーク（コア網）では、波長多重技術を用いた超大容量光通信システムの敷設が進みつつある。一方、メトロネットワークと、このコア網との接続部分において、電気によるスイッチング能力の限界が依然として残り、この部分での帯域ボトルネックが発生することが危惧されている。そこで、帯域ボトルネックになるメトロ領域に新しい光スイッチングノードを設置し、アクセス網とコア網間で、電気スイッチを介在することなく光領域で直接接続する新しいフォトニックネットワークアーキテクチャを構築することが有効と考えられ、各所で研究開発が精力的に行なわれている。これらの光ネットワークにおいては、コア網、メトロコア網、メトロアクセス網などに配置される光ノードにおいて、光信号に含まれる複数の波長の光成分をモニタしその波長を検出する技術がますます重要となっている。
図１に、光波長検出システムの構成例を示す。
基板４００の上に光回析デバイス１００、集光レンズ２００、受光手段３００が固定された構造になっている。
光回析デバイス１００は入射された光から、その光に含まれている複数波長の光成分を分光する。集光レンズ２００は入射された各光成分を屈折させて受光手段３００の受光面に集光する。受光手段３００は、各光成分の受光面への入射位置を基に、その光成分の波長を検出する。
図１の構成例では、集光レンズ２００により集光された光成分４０（図１では３個の光成分の光路が示されている）は一旦反射ミラー３９０で方向を変え、受光手段３００の受光面に垂直に入射するように構成されている。ここでは、光回析デバイス１００としてはＰＬＣ（Planner Lightwave Circuit)型分光素子を、受光手段３００としてはＰＤ(Photo Diode)アレイを用いた場合の例を示している。
図１のような構成においては、温度変動時には基板の熱膨張に伴い光回析デバイス１００、集光レンズ２００、受光手段３００間の距離、及び、集光レンズ２００の焦点距離が変動し、それに伴い受光手段の受光面で集光された光成分の入射位置が変動するため、それを補正する工夫が必要となる。
このような温度変動による影響を補正ものとしては、例えば、光ピックアップ、レーザコリメータ装置などでは、温度によるレンズの焦点距離変動を、光学部の筐体などの熱膨張でキャンセルする技術が公開されている。特許文献１には温度変化による焦点位置の変動を補償する投影レンズについて、特許文献２にはコリメータレンズの温度変化に伴う焦点距離変動と補償部材の使用により光源とコリメータレンズとの間の相対位置変動を補償する技術が、特許文献３には光学系の焦点位置の温度変動を補償する技術が、特許文献４には温度変化による非点収差の量を抑える技術が、特許文献５には温度変動による焦点距離の変化をキャンセルする技術が示されている。
特開昭６３−２６４７１6 特開平１−２２０２３４ 特開平１０−１３３０８７ 特開２００４−２８１０３３ 特開平１１−６４７５７
上記のように、従来の技術では、温度変動による基板素材の膨張、及び集光レンズの焦点距離変動に起因する変動については補正しているが、光成分を検出するＰＤアレイの部材の温度変動による膨張については考慮されていない。従来の補正方法では、温度によるレンズ焦点距離変動と、回折デバイスと集光レンズ間、及び、集光レンズとＰＤアレイ間を固定する基板の部材の熱膨張による変動量を同じようにすること、ないしは、レンズの焦点距離変動を極力"０"に近づけ、かつ、部材の熱膨張を極力"０"に近づけるような材料を選択していた。しかし、ＰＤアレイ自体の熱膨張を考慮していないので、温度変動による光波長の識別誤差を完全に抑えることは困難であった。
光伝送ネットワークにおける光波長の測定や光波長選択スイッチなどでは高精度の波長識別が要求され、ＰＤアレイを構成する部材自体の膨張も考慮したより高精度の波長識別方法が望まれている。
本発明は、温度変動による光波長の識別誤差を補正し、温度変動時においても高精度の光波長識別を行うことができる温度無依存の光波長識別装置、及び波長識別方法を提供することを目的とする。
本発明は、光を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、前記光回析手段から出射された前記光成分を集光する集光レンズと、集光された前記光成分の入射位置により前記光成分の波長を識別する前記受光手段とが同一の基板に固定されて構成される光波長識別装置において、前記集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記集光レンズとの距離を前記集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
を近似的に満足するように前記集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定して構成する、ように構成した。
これによれば、光波長識別装置の基板を構成する部材と光波長の識別部となる受光手段を構成する部材の温度変動が分かれば、集光レンズの焦点距離の温度変動、及び光回析手段と前記集光レンズとの距離を調整することによって、温度変動に伴う波長識別誤差の補正が可能となり、より高精度の光波長の識別が行えるようになる。
ここで、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βをゼロとし、前記基板の部材の温度変動係数α、及び前記受光手段の部材の温度変動係数αsの値が
ｋ＝１−αs／α
を満足するように係数ｋを設定して構成することもできる。
これによれば、上記の光波長識別装置において、一般的に広く用いられている複合部材により作製された温度変動係数βがゼロであるレンズを選択した場合は、設計パラメータであるｋを、ｋ＝1−αｓ／α （ただし、０＜αｓ＜α）とすることができる。つまり、汎用のβ＝０レンズを適用できるので、コスト削減が期待できる。
また、本発明では、上記の光波長識別装置において、前記受光手段は受光面に光を検出するＰＤセルを所定の間隔で一列に配置したＰＤアレイで、入射された前記光成分を検出した前記ＰＤセルの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別する、ように構成するこができる。
これによれば、ＰＤセル、つまり、フォトダイオードを一列に配置し、入射された光を検出したフォトダイオードの配置位置により入射された光の波長を識別することができ、ＰＤアレイを用いた光波長測定システムに適用することにより、温度変動時においても高精度で光波長を測定することが可能となる。
本発明ではさらに、上記の光波長識別装置において、前記受光手段は受光面に光を反射する微小ミラーを所定の間隔で一列に配置したＭＥＭＳで、前記光成分が入射された前記微小ミラーの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別するように構成することもできる。
これによれば、温度変動時においても、光を入射された微小ミラーの配置位置により入射された光の波長を正確に識別することができ、ＭＥＭＳはその識別された波長に対応した方向へ入射された光を反射することができる。つまり、本発明の波長識別装置を適用したＭＥＭＳを用いた波長選択装置では、温度変動時でも高精度の波長選択が可能となる。
さらに、本発明の波長識別装置は、ファイバアレイを介して入射される複数の光を集光する第一の集光レンズと、前記第一の集光レンズにより集光された複数の光の各々を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、分光された前記光成分を集光する第二の集光レンズと、前記第二の集光レンズにより集光された前記光成分の波長を識別する受光手段とを備える、ように構成することもできる。
これにより、受光手段として例えば複数のＰＤセル列を備えたＰＤアレイや、複数の微小ミラー列を備えてＭＥＭＳを用いることにより、ファイバアレイを介して入力される複数の光を同時に分光して波長識別することが可能となる。
光回析手段、集光レンズ、受光手段が同一基板に固定されて構成される光波長識別装置において、調整可能な設計パラメータである、光回析手段と集光レンズとの間の距離と、集光レンズの焦点距離変動の係数を調整することにより、予め定まっていて調整が困難な物理パラメータである温度変動に伴う基板膨張、受光手段自体の熱膨張の二つの要素に対する補正を行うことが可能になり、温度変動による影響を最小化した高精度の光波長識別が可能となる。また、この光波長識別装置をＰＤアレイを用いた光波長測定システム、及びＭＥＭＳを用いた光波長選択スイッチに適用することにより、温度変動時においても高精度の光波長測定、及び高精度の光波長選択切り替えが可能となる。
(実施例)
図２は本発明の波長識別装置の第一の実施形態で、その常温時の光の伝搬状況を示している。
光回析手段である光回析デバイス１００、集光レンズ２００、受光手段３００は、基板４００上に固定されている。光回析デバイス１００と集光レンズ２００との間の距離を”Ｌ１”、集光レンズ２００と受光手段３００間の距離を”Ｌ２”、集光レンズ２００の焦点距離を”ｆ”とすると、Ｌ１は、ｆ・ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）に、Ｌ２は集光レンズ２００の焦点距離ｆに一致するように配置される。ここで、ｋは光回析デバイス１００と集光レンズ２００との間の距離を調整するための距離係数である。
光回析デバイス１００は入力された複数の波長成分を含む光信号２０を波長成分別に分光して、集光レンズ２００の光軸８０上に配置される起点８１から集光レンズ２００に射出する。
図２では、図表現を簡素化するために入射光２０が三つの波長の光成分３１、３２、３３に分光された場合を代表例として模式的に示しているが、任意の波長の光成分についても同様である（以降の記述においても同様に表記する）。集光レンズ２００は分光された光成分３１、３２、３３を屈折させ、それぞれ光成分４１、４２、４３として受光手段３００の受光面３０１へ集光する。ここでは、光回析デバイス１００により分光される光成分は、集光レンズ２００の上側には短波長の光成分が射出され、下側には長波長の光成分が射出されるものとする。
ここで、ｋ＝１の場合は、集光レンズ２００の焦点距離”ｆ”は回折デバイス１００と集光レンズ２００の間の距離”Ｌ１”、及び集光レンズ２００と受光手段３００の間の距離”Ｌ２”と一致しているため、起点８１から射出され集光レンズ２００により集光された光成分４１、４２、４３の光路は集光レンズ２００の光軸８０に平行となり、光軸８０に垂直に配置されている受光手段３００の受光面３０１に垂直に照射され、受光面３０１上でビームウエストを持つ。図２では、このｋ＝１の場合を想定して表記しているが、０＜ｋ＜１の場合は、光成分４１、４３は平行ではなく広がる方向になり、照射される受光面３０１上の位置は図２と同じになるとともに、受光面３０１ではビームウエストにはならないが、ビーム径は図2と同等になる。以下に示す図３、４、５では、図の表現を簡素化するためにｋ＝１の場合を代表例として図示しているが、０＜ｋ＜１の場合も同様である。
受光手段３００がＰＤアレイの場合は、光を検出するためのＰＤセル（フォトダイオード）が等間隔で配列されてＰＤセル列を構成しており、受光面３０１に入射された光成分を検出したＰＤセルの受光面３０１上の位置により入射された光成分の波長を識別する。
図３は、本発明の第一の実施形態における温度変動時の光の伝搬状況を示している。
温度上昇とともに分光された光成分の光路、基板４００に固定された各デバイス間の距離、及び、集光レンズの焦点距離が変動した場合の状況を、集光レンズ２００を中心にして（集光レンズ２００は位置が変動しないものとして）表示している。
温度上昇とともに、集光レンズ２００の焦点距離”ｆ”は屈折率の温度変動、ガラス材料の熱線膨張のかねあいで一般的には増大する。一方、光回析デバイス１００と集光レンズ２００の間の距離”Ｌ１”、集光レンズ２００と受光手段３００間の距離”Ｌ２”も増大するが、図３では焦点距離の増大の方が”Ｌ１”、”Ｌ２”の増大よりも大きい場合を示している。焦点距離の増大が”Ｌ１”、”Ｌ２”の増大よりも小さい場合については、４１a、４３aの光線が４１、４３よりも狭まる方向になるが、ここでは、図３の状態を代表例として解析を進める。
また、上記図２で示した常温時に光回析デバイス１００で分光された光成分３１、３２、３３の光路の内、短波長側の光成分３１、及び、長波長側の光成分３３の光路を点線矢印で示している。光軸８０に沿って出力される光成分３２の光路については温度変動による受光手段３００の受光面３０１への照射位置ずれは発生しないため、図を簡素化するためにここでは図示してない。
温度上昇により、集光レンズ２００の前側（図３に向かって左側）に配置される光回析デバイス１００と集光レンズ２００とを固定している基板４００の部材が熱膨張して光回析デバイス１００と集光レンズ２００の距離が増大し、常温時の分光された光の起点８１は温度変動後の分光される光の起点８１ａへ移動する。
同様に、集光レンズ２００の後側（図３に向かって右側）に配置される受光手段３００と集光レンズ２００とを固定している基板４００の部材も熱膨張して集光レンズ２００と受光手段３００との間の距離が増大し、受光手段３００の受光面３０１の位置が光軸８０上の点８２から８２ａへ移動する。
また、集光レンズ２００の焦点距離”ｆ”も増大して”fa” となり、集光レンズ２００の前側焦点は、光軸８０上の点８１から８１ｂへ移動し、集光レンズ２００の後側焦点は、光軸８０上の点８２から８２ｂへ移動する。
図３では、基板４００の集光レンズ２００の片側分の部材の熱膨張よりも焦点距離の増大の方が大きい場合を示している。従って、温度上昇後の光回析デバイス１００から分光される光成分の起点８１ａは集光レンズ２００の前側焦点８１ｂよりも集光レンズ２００に近い位置にあるため、集光レンズ２００で集光された光成分４１ａ、４３ａの光路は光軸８０と平行にはならずに光軸８０からみて外側に広がり、受光手段３００の受光面３０１への照射位置は受光面３０１の中心８２ａから見て外側へずれることになり、受光手段３００での波長識別に大きな誤差が生じることになる。
図４は、本発明の受光手段として用いるＰＤアレイの概要で、受光手段３００としてＰＤアレイを用いた場合の受光面３０１の構造を模式的に示している。
ＰＤアレイ３００の受光面３０１には、ＰＤセルが複数個等間隔で一列に並べられてＰＤセル列を構成している。図４の例では、３０１−１〜３０１−ｎのｎ個のＰＤセルが間隔”ｐ”で並べられている様子を示している。各フォトダイオードはその配置位置により受光すべき光成分の波長が予め定められており、例えば、３０１−１は最も短い波長の光成分を識別し、３０１−２、３、４の順に識別する波長が長くなり、３０１−ｎが最も長い波長を識別する。図４の例では、ＰＤセル３０１−１、２、３・・・、ｎがそれぞれ、波長”λ1”、”λ2”、”λ3”、・・・、”λn”の光成分を識別するように配置されている。例えば、常温時に光成分４１（点線矢印）がＰＤセル３０１−２に入射した場合は、ＰＤアレイ３００は光成分４１の波長は”λ2”であると認識する。
ところが、温度上昇時は上記図３の説明で示したように、同じ”λ2”の波長の光成分の光路は４１a（実線矢印）のように受光面３０１の中心から外側に移動し、例えばＰＤセル３０１−１の位置に照射されることが起きえる。この場合は、ＰＤアレイ３００は波長”λ1”の光成分を受光したと識別することになり、実際に入射された波長”λ2”の光成分を波長”λ1”と誤認識してしまうことになる。
図５は、温度変動時に受光手段へ入射される光成分の識別誤差を示している。
常温時は、集光レンズ２００の前側の焦点８１の位置から光軸８０に対して角度”θ”の方向へ出射された光路３１の光成分（点線矢印）は、集光レンズ２００で屈折して光路４１（点線矢印）を経由して受光手段３００の受光面３０１に到達する。このとき、光路４１は光軸８０に対して平行、つまり、受光面３０１に対しては垂直になっており、受光面３０１の中心８２から”Ｒ”の距離の受光面上の点３０９に光が入射される。ここでは、図を簡素化するために受光面３０１の光軸８０の上半分だけを図示している。また、集光レンズ２００は凸レンズ２１０と凹レンズ２２０を組み合わせて色収差の補正を行う複合レンズの構成を例示している。
次に温度上昇時は、集光レンズの焦点距離"ｆ"は屈折率の温度変動、およびガラス材料の熱線膨張のかねあいで変動し、"ｆa"へ増大する。一方、光回析デバイス１００と集光レンズ２００の間の距離”Ｌ１”、及び、集光レンズ２００と受光手段３００間の距離”Ｌ２”も増大するが、ここでは、焦点距離の増大の方が”Ｌ１”、”Ｌ２”の増大よりも大きい場合を示している。
従って、温度上昇後の光回析デバイス１００で分光された光成分の起点は８１から８１ａに移動するが、温度上昇後の集光レンズの前側の焦点８１ｂに対して集光レンズ２００寄りの起点となるため、分光された光成分３１ａ（実線矢印）は集光レンズ２００による屈折後は４１より外側の４１ａの光路（実線矢印）を辿る。そして、温度上昇により移動した後の受光手段３００の受光面３０１ａ上の点３０９ｂに入射される。つまり、受光手段３００の受光面３０１上でみてみると、常温時の入射位置は受光面３０１の中心から"Ｒ"の距離であったものが、温度上昇後は受光面３０１の中心から"Ｒb"の距離（”Ｒ＋ΔＲb”）に位置がずれることになる。
一方、受光手段３００自体もその構成部材に起因して熱膨張し、常温時の光成分４１の入射位置３０９は、温度上昇後は３０９ａに移動する。つまり、受光面中心からの距離が
"Ｒ"から"Ｒ+ ΔＲa"へ増大する。これは、光成分を受光したＰＤセルを基準として見た場合、光成分の入射位置が光軸８０の方向へ"ΔＲa"だけずれているように見える。
上記より、温度上昇に伴う受光手段３００の受光面３０１の中心８２ａを基準にした光成分４１ａの入射位置の識別誤差を"Δｘ"とすると、
の関係が成り立つことが分かる。
上記の関係式は、受光面３０１の中心から外側方向へのずれの値を正の符号とし、中心方向へのずれの値を負の符号で表すとすれば、温度下降の場合でも同様に成り立つ。
図６は、本発明の波長識別誤差の算出方法であり、上記図５を参照しながら算出ステップ順に説明する。
Ｓ０１．温度変動時の集光レンズ２００の焦点ずれ”Δｆ”を算出する。
常温からの温度変動を”ΔＴ”とし、集光レンズ２００の焦点距離変動係数を”β”とすると、集光レンズ２００の焦点ずれの値”Δｆ”は、
となる。プラスは、温度上昇とともに焦点距離が増大することを意味し、マイナスは、その逆である。物理定数ではないので、±の両方の値を持つ可能性がある。
Ｓ０２．温度変動時の集光レンズ２００の前側基板の熱膨張”ΔＬ1”、及び、後側基板の熱膨張”ΔＬ2”を算出する。
基板の部材の温度変動係数を”α”とすると、温度変動時の集光レンズ２００の前側基板の熱膨張”ΔＬ1”は、”Ｌ1＝ｋ・ｆ”であることから、
となる。
集光レンズ２００の後側基板の熱膨張”ΔＬ2”については、前側と同じ基板の部材から成り、かつ、”Ｌ２＝ｆ”であることから、
となる。
Ｓ０３．常温時の光成分の受光手段の受光面への入射位置”Ｒ”を算出する。
まず、既知の光線マトリックス解析手法を用いることにより下記の（数式−５）が得られる。光線マトリックス解析手法については、例えば、文献”ＯＰＴＩＣＳ ”（Eugene Hecht著、fourth edition のChaper6）に記載されている。

上記（数式−５）において、”ｒ1”は光成分３１の起点８１の光軸８０に対する高さであり、”ｒ2”は光成分３１の集光レンズ２００の位置における光軸８０に対する高さである。上記図５のケースでは”ｒ1=0”であり、これらを（数式−５）に代入すると、
が得られる。
Ｓ０４．温度変動時の光成分の入射位置ずれ”ΔＲb”を算出する。
温度変動により、平常時の温度”Ｔ0”から”ΔＴ”だけ温度が変動して”Ｔ0+ΔＴ”になった時、集光レンズ２００の焦点距離ｆの変動値を”Δf”とすると、温度変動後の焦点距離
ｆaは”ｆ + Δf”となり、温度変動後のＬ１は、Ｌ1a＝（f＋ΔL)・ｋとなり、温度変動後のＬ２は、Ｌ2a＝ｆ + ΔLとなるので、温度変動後の受光手段３００の受光面３０１の光軸８０からの距離Ｒｂは、
となる。
上記（数式−6）、（数式−7）より、
が得られ、これに、上記の（数式―２）、（数式−３）、（数式−４）を代入すると、
となる。
Ｓ０５．温度変動時の受光手段３００の受光面３０１の熱膨張”ΔＲa”を算出する。
受光手段３００の受光面３０１は熱膨張で長くなり、光成分が照射されているＰＤセルが光軸８０の外側方向へ移動する。つまり、常温時に光成分が入射する受光面３０１上の位置３０９のＰＤセルが温度変動により入射位置３０９ａに移動する。この際の該ＰＤセルの受光面３０１上での光軸８０から外側への変動値”ΔＲａ”は、受光手段３００の熱線膨張係数を”αs”とすると、
となる。
Ｓ０６．温度変動時の光成分の入射位置の識別誤差”Δｘ”を算出する。
温度変動時に光成分が受光手段３００の受光面３０１へ入射した際の入射位置識別誤差”Δｘ”は、（数式−１）示すように光成分の入射位置ずれの値”ΔＲb”から、受光面３０１の熱膨張による変動値”ΔＲa”を差し引いた値であり、上記（数式−９）、（数式−１０）から、
が得られる。
上記の（数式−１１）より、温度変動に関しては、受光手段自体の熱膨張も考慮する必要があることがわかり、集光レンズの焦点距離変動係数”β”、基板の部材の熱膨張による集光レンズ／回折デバイス間、及び、集光レンズ／受光手段間の距離の温度変動係数”α”、受光手段の膨張によるＰＤセルの位置変動係数”αs”、および集光レンズ／回折デバイス間における焦点距離fに対する距離係数kの合計４つのファクタで決まることが分かる。
従って、アサーマル（温度無依存）にするには、Δｘ＝０とする必要があり、
を満足するようにα、αｓ、β、k の値を調整すればよいことが分かる。
集光レンズとして複合レンズ（ダブルとか、トリプレートなど）を用いることにより、球面収差や、色収差などを改善するとともに、焦点距離の温度係数βを０にしたり、プラス（温度上昇とともに増大する）、または、マイナスにすることができる。
また、焦点距離変動係数β＝０で設計された一般的なレンズを用いる時は、
ｋ＝１−αｓ／α （ただし、０＜αｓ＜α）
となるように光学系を設計すればよい。
例えば、焦点距離40mm, tanθ＝0.06rad, ΔT=30℃、において、波長識別誤差を補正することなく、β＝8×10-6、α=5.3×10-6、αｓ＝4.8×10-6,k=0.5とすると、（数式―１１）より、
Δｘ＝40×10-3×30×(8×10-6×0.5＋5.3×10-6×0.5−4.8×10-6)×0.06
＝130nm
となり、大きな波長識別誤差となる。
これに対して、上記と同じパラメータで、波長識別誤差Δｘを10pmにするには、（数式―１１）の結果を用いることにより、β＝4.3×10-6とすればよいことがわかり、波長識別の精度を適切に制御することが可能となる。
図７は、本発明の波長識別装置の第二の実施形態で、入射された複数の光について同時に波長識別ができる構成を示している。
ここでは、図７に示す構成を分かり易く説明するために、図８及び図９の二つの側面図を併用して説明する。
図７に示す第二の実施形態では、受光手段として複数のＰＤセル列から構成されるＰＤアレイを用いる。ここではＰＤアレイ３３０が４個のＰＤセル列３３１、３３２、３３３、３３４を有する場合の実施例を示している。
受光手段となるＰＤアレイにＰＤセル列が一個しかない場合は、光回析手段となる回析格子１１０に入射する光は一つに限定されるが、ＰＤセル列が複数個ある場合は、最大そのＰＤセル列の個数に相当する数の光を回析格子１１０に同時に入射して各光の波長を同時に識別し測定することができる。このために、前記図２に示した本発明の第一の実施形態で使用する集光レンズ２００に加えて、ファイバアレイ５１０を介して入射された複数の入射光を回析格子１１０に集光するための集光レンズ２１０をファイバアレイ５１０と回析格子１１０の間に配置する。前記図２に示した本発明の第一の実施形態で使用する集光レンズ２００と区別するために、ここでは、集光レンズ２１０を第一の集光レンズと表記し、前記図２に示した本発明の第一の実施形態で使用する集光レンズ２００を第二の集光レンズと表記する。
第一の集光レンズ２１０により集光され回析格子１１０に入射された複数の光は、回析格子１１０により波長別の光成分に分光される。そして、分光された各光成分は第二の集光レンズ２００によりＰＤアレイ３３０上の対応するＰＤセル列に入射される。
図７の実施例では、ファイバアレイ５１０のＹ軸方向に配列された８個のファイバ５１１−５１８の中で、ファイバ５１１及び５１５を介してそれぞれ入射された光７１ａ、７５ａがＰＤアレイ３３０に到達する様子を示している。ここでは、ファイバアレイ５１０のファイバ５１１から入射される光７１ａはＰＤアレイ３３０のＰＤセル列３３４に対応し、ファイバ５１５から入射される光７５ａはＰＤアレイ３３０のＰＤセル列３３２に対応するように構成した場合の例を示している。
ファイバ５１１を介して入射された光７１ａは、第一の集光レンズ２１０により集光されて７１ｂとして回析格子１１０に入射する。光７１ｂは回析格子１１０を通過した後は、各波長成分に分光され７１ｃとして第二の集光レンズ２００に入射する。そして、７１ｄとしてＰＤアレイ３３０の対応するＰＤセル列３３４に集光され、各光成分の波長が測定される。
ファイバ５１５を介して入射された光７５ａについても同様で、第一の集光レンズ２１０を介して７５ｂとして回析格子１１０に入射する。光７５ｂは回析格子１１０を介して各波長成分に分光されて７５ｃとして第二の集光レンズ２００に入射し、さらに７５ｄとしてＰＤアレイ３３０の対応するＰＤセル列３３２に集光され、各光成分の波長が測定される。このようにして、ファイバアレイ５１０から入射された光７１ａ、７５ａは、ＰＤアレイ３３０により同時にそれらの波長成分を測定することができるようになる。
図８は、この様子は、図７の構成例を９００で示す座標軸のＸ方向から見た側面図で示している。ファイバ５１１、５１５を介して入射された光７１ａ、７５ａは第一の集光レンズ２１０により７１ｂ、７５ｂとして回析格子１１０に集光されてそれぞれ７１ｃ、７５ｃに分光される。そして、さらに第二の集光レンズ２００により集光されて７１ｄ、７５ｄとして、ＰＤアレイ３３０の対応するＰＤセル列３３４、３３２に入射してＰＤセルにより受光されることにより各波長が測定される。ここで、分光された光成分７１c、７５c、及び、７１ｄ、７５ｄは実際はｘｚ平面上に広がってＰＤセル３３０に入射するが、本図面では重なって一つの直線で表記されている。
このように、ファイバセル５１０にてＹ軸方向に配列されたファイバの中の所定のファイバをＰＤアレイ３３０に配列されたＰＤセル列に予め対応付け、所定のファイバから入射された光の各波長成分はＰＤアレイ３３０内の所定のＰＤセル列で受光されるように構成することにより、ファイバアレイ５１０の複数のファイバから入射された光を同時に波長識別できるようになる。
図９は、上記図７に示した第二の実施形態の構成を、図７の９００に示す座標軸のＹ方向から見た側面図である。Ｙ軸方向に一列に配列された各ファイバから入射された光が、波長成分に分光されてＰＤアレイ３３０に到達する様子を示している。
ファイバアレイ５１０のファイバ５１１、５１５を介して入射された光７１ａ、７５ａは、第一の集光レンズ２１０を介して７１ｂ、７５ｂとして回析格子１１０に入射する。そして、光７１ｂ、７５ｂは回析格子１１０により、例えば３１、３２、３３のように分光されて第二の集光レンズ２００に入射した後、ＰＤアレイ３３０の各ＰＤセル列内の対応するＰＤセル列に４１、４２、４３として入射し、それぞれの波長が測定される。ここで、図９は図７をＹ軸方向から見た断面図であるため、二つの光７１ａ、７５ａは合わせて一つの矢印で表示され、また、ＰＤセル列についても一個分のみ表示されている。二つの光７１ａ、７５ａが分光された後の光成分３１、３２、３３、４１、４２、４３についてもそれぞれ一つの矢印で表現しているが、実際は７１ａ、７５ａに対応する光成分はそれぞれＰＤアレイ３３０上の異なるＰＤセル列で受光される。本図では、異なるＰＤセル列が重なって見えるため一つ分のＰＤセル列しか表記していない。
従来の技術を用いるとすると、温度変動による基板素材の膨張、及び集光レンズの焦点距離変動に起因する変動については補正できるが、光成分を検出するＰＤアレイの部材の温度変動による膨張、およびファイバアレイを構成するガラス材料の熱膨張については考慮されることはない。つまり、従来の補正方法では、温度による第一のレンズの焦点距離変動と、回折デバイスと第一の集光レンズ間、及び、第一の集光レンズとファイバアレイ間を固定する基板の部材の熱膨張による変動量を同じようにすること、および、温度による第二のレンズの焦点距離変動と、回折デバイスと第二の集光レンズ間、及び、第二の集光レンズとＰＤアレイ間を固定する基板の部材の熱膨張による変動量を同じようにすること、ないしは、第一のレンズと第二のレンズの焦点距離変動を極力"０"に近づけ、かつ、部材の熱膨張を極力"０"に近づけるような材料を選択することになる。しかし、ＰＤアレイ自体の熱膨張、およびファイバアレイ自体の熱膨張を考慮していないので、温度変動による光波長の識別誤差を完全に抑えることは困難になる。
上記の回析格子１１０、第二の集光レンズ２００、及び、ＰＤアレイ３３０の間の配置関係は、前記図２の第一の実施形態で示した回析手段１００、集光レンズ２００、及び、受光手段３００の間の配置関係と同様である。つまり、第二の集光レンズ２００の焦点距離を“ｆａ”とし、回析格子１１０と第二の集光レンズ２００の間の距離を“ｋ・ｆａ”、第二の集光レンズ２００とＰＤアレイ３３０の間の距離を“ｆａ”とすると、温度変動時の配置関係、及び波長識別誤差については図３、５、６で説明した内容と同様のことが言える。従って、アサーマル化するためには、
β＝（αｓ／ｋ）−α（１／ｋ−１） （０＜ｋ≦１）
を満足するようにα、αｓ、β、ｋを調整して設計すればよい。
また、上記の本発明の第二の実施形態では、図８の断面図からも分かるように、ファイバアレイ５１０から入射される複数の光をＰＤアレイ３３０の複数のＰＤセル列に対応付けるため、ファイバアレイ５１０から水平に入射された複数の光は回析格子１１０の面上でビームウェストにする必要があり、ファイバアレイ５１０と第一の集光レンズ２１０の間の距離、及び、第一の集光レンズ２１０と回析格子１１０の間の距離を共に第一の集光レンズ２１０の焦点距離“ｆb”として構成する。ここで、ファイバアレイ５１０、第一の集光レンズ２１０、及び、回析格子１１０の間の関係を、それぞれ、前記本発明の第一の実施形態でいう受光手段３００、集光レンズ２００、及び、回析手段１００の間の関係に相当すると考えれば、前記（数式―１２）において、βは第一の集光レンズの焦点距離の温度係数で、αｓはファイバアレイ５１０を構成するガラス材料の熱線膨張係数と考えればよい。そして、ファイバアレイ５１０と第一の集光レンズ２１０の間の距離、及び、第一の集光レンズ２１０と回析格子１１０の間の距離が共に第一の集光レンズ２１０の焦点距離“ｆb”に等しいことから、上記（数式―１２）においてｋ＝１考えることができ、アサーマル化するためには、
β＝αｓ
が成り立つようにαｓ及びβを調整して装置を構成すればよい。
図１０は、本発明の適用対象となる波長選択スイッチの実施例（１）で、受光手段３００としてのＭＥＭＳ(Micro-Electro Mechanical Systems)３１０が一個の微小ミラー列で構成される場合を示している。
ファイバアレイ５１０の先頭のファイバに入力された光１０は、ファイバアレイ５１０の各ファイバと対で設置されているレンズアレイ５２０を経由し、回析格子１１０へ光２０として入力される。光２０は光回析デバイスの一種である回析格子１１０により光成分３１、３２に分光され、集光レンズ２１０を介してそれぞれ光成分４１、４２としてＭＥＭＳ３１０内の微小ミラー３１１、３１２に照射される。微小ミラー３１１、３１２は入射された光成分を予め設定された角度の方向へ反射してそれぞれ反射光５１、５２（点線矢印）として集光レンズ２００へ出力する。集光レンズ２００を介して集光された光成分６１、６２はさらに回析格子１１０を経由して光成分７１、７２としてファイバアレイ５１０内の所定のファイバに光成分８１、８２として出力される。
また、図１１は、本発明を上記図１０に示す波長選択スイッチの実施例（１）へ適用した際の説明図である。
本発明の第一の実施形態である前記図２、３，４に示した構成と比較すると、受光手段３００をＭＥＭＳ３１０とし、光回析デバイス１００を透過型の回析格子１１０とし、また分光された光成分を検出するのはＰＤセルではなく微小ミラーに代わる点が異なるが、回析格子１１０、集光レンズ２００、ＭＥＭＳ３１０の各デバイスの配置関係、及び、回析格子１１０から分光された光成分がＭＥＭＳ３１０の微小ミラーに入射されるまでの過程は図２、３、５、６と同様であり、その詳細な説明はここでは割愛する。
上記のＭＥＭＳ３１０においては、各微小ミラーはその配置される位置によって受光すべき光成分の波長が予め定められており、温度変動により光成分の入射位置がずれると波長を誤認識することになるが、この温度変動に伴う分光された光成分の識別誤差の算出過程は、前記本発明の第一の実施形態で示した原理と同様である。
図示は省略しているが、前記図７、８、９に示した本発明の第二の実施形態を、受光手段がＭＥＭＳの場合に適用することもできる。この場合は、上記図１０に示したＭＥＭＳ３１０を複数の微小ミラー列を備えたＭＥＭＳとして構成することにより、ファイバアレイ５１０から複数の光を入力して波長選択スイッチを動作させることができる。また、温度変動による影響を抑制するアサーマル（温度無依存）化についても、本発明の第二の実施形態で説明した原理を同様に適用できる。
図１２は、本発明の適用対象となる波長選択スイッチの実施例（２）である。
コリメータ５１０から射出された光２０は回析格子１２０で波長別の光成分３０に分光され（図では３つの光成分に分光されている）、集光レンズ２００により光成分４０に分光されてＭＥＭＳ３２０内の対応する微小ミラーへ照射される。そして、微小ミラーで反射された各光成分５０は再び集光レンズ２００を介して回析格子１２０に光成分６０として照射され、対応する光ケーブルへ出力される。
前記本発明の第一の実施形態を示す図２、３、５，６の構成との相違点は、光回析デバイスである回析格子１２０が透過型でない点で、光回析デバイス１２０、集光レンズ２２０、ＭＥＭＳ３２０が基板（図示していない）上に固定して配置された場合の温度変動に伴うＭＥＭＳ３２０の波長識別誤差については、前記本発明の第一の実施形態の原理が同様に適用できる。
図示は省略しているが、前記図７に示した本発明の第二の実施形態を、受光手段がＭＥＭＳの場合に適用して複数の微小ミラー列を備えたＭＥＭＳとして上記図１２のＭＥＭＳ３２０を構成することにより、コリメータから複数の光を入力して波長選択スイッチを動作させることもできる。この場合、温度変動による影響を抑制するアサーマル（温度無依存）化についても、前記本発明の第二の実施形態を同様に適用できる。
以上述べた本発明の実施の態様は、以下の付記の通りである。
（付記１）光を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、前記光回析手段から出射された前記光成分を集光する集光レンズと、集光された前記光成分の入射位置により前記光成分の波長を識別する前記受光手段とが同一の基板に固定されて構成される光波長識別装置において
前記集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記集光レンズとの距離を前記集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
を近似的に満足するように前記集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定して構成する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記２）付記１に記載の光波長識別装置において、
前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βをゼロとし、
前記基板の部材の温度変動係数α、及び前記受光手段の部材の温度変動係数αsに対して
ｋ＝１−αs／α
を近似的に満足するように距離係数ｋを設定して構成する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記３）付記１に記載の光波長識別装置において、
前記受光手段は受光面に光を検出するＰＤセルを所定の間隔で一列に配置したＰＤアレイで構成され、前記ＰＤアレイの受光面に入射される光成分を検出した前記ＰＤセルの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記４）付記１に記載の光波長識別装置において、
前記受光手段は受光面に光を反射する微小ミラーを所定の間隔で一列に配置したＭＥＭＳで、前記光成分が入射された前記微小ミラーの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記５）光を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、前記光回析手段から出射された前記光成分を集光する集光レンズと、集光された前記光成分の入射位置により前記光成分の波長を識別する前記受光手段とを同一の基板に固定して光波長を検出する光波長識別方法において、
前記集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記集光レンズとの距離を前記集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
を近似的に満足するように前記集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記６）付記５に記載の光波長識別方法において、
前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βをゼロとし、
前記基板の部材の温度変動係数α、及び前記受光手段の部材の温度変動係数αsに対して
ｋ＝１−αs／α
を近似的に満足するように距離係数ｋを設定する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記７）ファイバアレイを介して入射される複数の光を集光する第一の集光レンズと、
前記第一の集光レンズにより集光された複数の光の各々を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、
分光された前記光成分を集光する第二の集光レンズと、
前記第二の集光レンズにより集光された前記光成分の波長を識別する受光手段とを備える、
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記８）付記７に記載の光波長識別装置において、
前記受光手段は受光面に光を検出するＰＤセルを所定の間隔で一列に配置したＰＤセル列を複数備え、前記ＰＤセル列に入射される光成分を検出した前記ＰＤセルの配置位置に基づいて前記複数の光の各光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記９）付記７に記載の光波長識別装置において、
前記受光手段は受光面に光を反射する微小ミラーを所定の間隔で一列に配置した微小ミラー列を複数備え、入射された前記光成分を検出した前記微小ミラーの配置位置に基づいて前記複数の光の各光成分の波長を同時に識別する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記１０）付記７に記載の光波長識別装置において、
前記ファイバアレイ、前記第一の集光レンズ、前記光回析手段、前記第二の集光レンズ、及び前記受光手段は同一の基板に固定して構成され、
前記第一の集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記ファイバアレイと前記第一の集光レンズとの距離をｆとし、
前記ファイバアレイを構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記第一の集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝αs
を近似的に満足するように前記第一の集光レンズの温度変動係数βを設定する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記１１）付記７に記載の光波長識別装置において、
前記ファイバアレイ、前記第一の集光レンズ、前記光回析手段、前記第二の集光レンズ、及び前記受光手段は同一の基板に固定して構成され、
前記第二の集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記第二の集光レンズとの距離を前記第二の集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記第二の集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記第二の集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
を近似的に満足するように前記第二の集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定して構成する
ことを特徴とする光波長識別装置。
（付記１２）ファイバアレイを介して入射される複数の光を第一の集光レンズを介して集光し、
前記第一の集光レンズにより集光された複数の光の各々を波長別の光成分に分光し、
分光された前記光成分を第二の集光レンズにより集光し、
前記集光された光成分の受光手段に対する入射位置により各光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記１３）付記１２に記載の光波長識別方法において、
前記受光手段は受光面に光を検出するＰＤセルを所定の間隔で一列に配置したＰＤセル列を複数備え、前記ＰＤセル列に入射される光成分を検出した前記ＰＤセルの配置位置に基づいて前記複数の光の各光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記１４）付記１２に記載の光波長識別装置において、
前記受光手段は受光面に光を反射する微小ミラーを所定の間隔で一列に配置した微小ミラー列を複数備え、入射された前記光成分を検出した前記微小ミラーの配置位置に基づいて前記複数の光の各光成分の波長を識別する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記１５）付記１２に記載の光波長識別方法において、
前記ファイバアレイ、前記第一の集光レンズ、前記光回析手段、前記第二の集光レンズ、及び、前記受光手段は同一の基板に固定して構成され、
前記第一の集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記ファイバアレイと前記第一の集光レンズとの距離をｆとし、
前記ファイバアレイを構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記第一の集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝αs
を近似的に満足するように前記第一の集光レンズの温度変動係数βを設定する
ことを特徴とする光波長識別方法。
（付記１６）付記１２に記載の光波長識別方法において、
前記ファイバアレイ、前記第一の集光レンズ、前記光回析手段、前記第二の集光レンズ、及び、前記受光手段は同一の基板に固定して構成され、
前記第二の集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記第二の集光レンズとの距離を前記第二の集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、かつ、前記第二の集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記第二の集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
を近似的に満足するように前記第二の集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定する
ことを特徴とする光波長識別方法。
光波長検出システムの構成例である。 本発明の波長識別装置の第一の実施形態を示している。 本発明の第一の実施形態における温度変動時の光の伝搬状況を示している。 本発明の受光手段として用いるＰＤアレイの概要である。 温度変動時に受光手段へ入射される光成分の識別誤差を示している。 本発明の波長識別誤差の算出方法を示している。 本発明の波長識別装置の第二の実施形態を示している。 本発明の波長識別装置の第二の実施形態を説明するための側面図（１）である。 本発明の波長識別装置の第二の実施形態を説明するための側面図（２）である。 本発明の適用対象となる波長選択スイッチの実施例（１）である。 本発明を図１０の波長選択スイッチの実施例（１）へ適用した際の説明図である。 本発明の適用対象となる波長選択スイッチの実施例（２）である。
符号の説明
２０、３１、３２、３３、４０、４１、４２ 通常時の光
３１ａ、３３ａ、４１ａ、４３ａ 温度変動時の光
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ ファイバ５１１から入射された光
７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ ファイバ５１５から入射された光
８０ 光軸
８１ 通常時の光の起点
８１ａ 温度変動時の光の起点
８２ 通常時の受光面の中心
８２ａ 温度変動時の受光面の中心
１００ 光回析デバイス
１１０ 回析格子
２００、２１０ 集光レンズ
３００ 受光手段
３０１ 受光面
３０１−１〜ｎ ＰＤセル
３１０、３２０ ＭＥＭＳ
３１１、３１２ 微小ミラー
３３０ ＰＤアレイ
３３１、３３２、３３３、３３４ ＰＤセル列
４００ 基板
５１０ ファイバアレイ
５２０ レンズアレイ
５１１−５１８ ファイバ

Claims (5)

  1. 光を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、前記光回析手段から出射された前記光成分を集光する集光レンズと、集光された前記光成分の入射位置により前記光成分の波長を識別する前記受光手段とが同一の基板に固定されて構成される光波長識別装置において
    前記集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記集光レンズとの距離を前記集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
    前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
    β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
    を近似的に満足するように前記集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定して構成する
    ことを特徴とする光波長識別装置。
  2. 請求項１に記載の光波長識別装置において、
    前記受光手段は受光面に光を検出するＰＤセルを所定の間隔で一列に配置したＰＤアレイで構成され、前記ＰＤアレイの受光面に入射される光成分を検出した前記ＰＤセルの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別する
    ことを特徴とする光波長識別装置。
  3. 請求項１に記載の光波長識別装置において、
    前記受光手段は受光面に光を反射する微小ミラーを所定の間隔で一列に配置したＭＥＭＳで、前記光成分が入射された前記微小ミラーの配置位置に基づいて前記光成分の波長を識別する
    ことを特徴とする光波長識別装置。
  4. 光を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、前記光回析手段から出射された前記光成分を集光する集光レンズと、集光された前記光成分の入射位置により前記光成分の波長を識別する前記受光手段とを同一の基板に固定して光波長を検出する光波長識別方法において、
    前記集光レンズの所定の焦点距離ｆに対して、前記光回析手段と前記集光レンズとの距離を前記集光レンズの焦点距離ｆと距離係数ｋ（ただし、０＜ｋ≦１）の積ｆ・ｋとし、また、前記集光レンズと前記受光手段との距離をｆとし、
    前記基板を構成する部材の所定の温度変動係数α、及び前記受光手段を構成する部材の所定の温度変動係数αsに対して、前記集光レンズの焦点距離の温度変動係数βが関係式
    β＝（αs／ｋ）−α・（１／ｋ−１）
    を近似的に満足するように前記集光レンズの温度変動係数βおよび距離係数ｋを設定する
    ことを特徴とする光波長識別方法。
  5. ファイバアレイを介して入射される複数の光を集光する第一の集光レンズと、
    前記第一の集光レンズにより集光された複数の光の各々を波長別の光成分に分光して出射する光回析手段と、
    分光された前記光成分を集光する第二の集光レンズと、
    前記第二の集光レンズにより集光された前記光成分の波長を識別する受光手段とを備える、
    ことを特徴とする光波長識別装置。
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