JP2009086657A

JP2009086657A - スペクトル調整可能フィルタ

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Publication number: JP2009086657A
Application number: JP2008232641A
Authority: JP
Inventors: Christopher S Koeppen; クリストファー・エス・ケッペン; Steven E Parks; スティーブン・イー・パークス
Original assignee: Aegis Lightwave Inc
Current assignee: Aegis Lightwave Inc
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2009-04-23
Also published as: US20090067054A1; US8284489B2; US20120320376A1

Abstract

【課題】スペクトル調整可能フィルタを提供すること。
【解決手段】少なくとも１つのビームをスペクトルフィルタリングすることは、少なくとも１つのビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させること、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更すること、反射面に入射する複数の分散後のスペクトル成分を、複数のスペクトル成分それぞれの中心光線が反射面上の異なる点に入射する位置で受け取ること、および受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように、反射面を傾動させることを含む。
【選択図】図１Ａ

Description

本記載は、スペクトル調整可能フィルタリングに関する。

光のスペクトルフィルタリングおよび／またはスペクトル検出をする装置は、波長分割多重（ＷＤＭ）システムなどの光通信システムで、ＷＤＭスペクトル内に一緒に多重化されるスペクトル成分（または「波長」または「チャネル」）を調整可能にフィルタリングする、また減衰させるために使用することができる。そのような装置は、ＷＤＭスペクトル内のスペクトル成分の光検出および監視に使用することができる。一般に、各スペクトル成分は、チャネルの中心周波数に対応する公称波長（ｎｏｍｉｎａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ）を有する。一部のシステムでは、各スペクトル成分が、所与のチャネル間隔によってその中心周波数が分離された隣接するスペクトル成分同士が著しくオーバーラップしないように、十分に狭い線幅を有する中心ローブ（ｃｅｎｔｒａｌｌｏｂｅ）を備えたスペクトル形状を有する。一部のシステムでは、スペクトル成分が、隣接するスペクトル成分相互間の分離が必ずしもあるとは限らない連続スペクトルにわたる波長のそれぞれに対応するサブバンドを備える。本明細書では、「スペクトル成分」という語は、広義に解釈すべきであり、これらの様々な例および当技術分野で理解される他の例を包含することが理解されよう。

波長フィルタリング装置は一般に、固定のまたは調整可能なものに分類される。固定装置は、所定のスペクトルバンドをフィルタリングし、調整可能フィルタは、フィルタリングされている波長の再構成を可能にする。調整可能フィルタリング装置は、伝送性能やバンド幅利用率などのパラメータを最適化するように、システム構成を動的に更新する能力を提供する。調整可能フィルタにより、システムオペレータが、新しい波長およびサービスを提供する（強化する）ことも可能になる。

光スペクトル監視装置をＷＤＭシステム内で使用して、とりわけ波長、光パワー、光信号対雑音比（ＯＳＮＲ）、スペクトル形状、ビットレート、および偏光状態を含む、１つまたは複数の光信号属性を測定することにより、システム性能を監視することができる。光スペクトルモニタによってもたらされる情報は、システムの健全性レポート、障害の指摘および解析、フィードバック制御、ならびにシステムの最適化に利用することができ、また他の目的に利用することができる。

一部の光学構成部品設計は、機能性および性能を可能にし、調整するために、結像構成の光学素子を使用する。一部のスペクトルフィルタは、結像構成の素子を利用する。すなわちそれらは、空間内のある点で発するビームまたはスペクトル成分を、スペクトル分散の平面内で、空間内の異なる点のところの交点に結像させる素子を利用する。それらのスペクトルフィルタは、機能性素子を、結像構成の収束点に配置する。さらに、機能性素子は特徴的に、結像素子、例えばレンズから、その結像素子の焦点距離以上の距離のところに配置される。
米国特許出願公開第１１／８３７３８５号明細書

結像構成を利用する欠点は、機能性構成部品の配置が結像素子（レンズ）の焦点距離によって決まるので、そのような構成の光路長が極めて長くなり得ることである。スペクトル性能またはコスト、あるいはその両方を妥協せずに焦点距離を単純に縮めることは、一般に可能ではない。具体的には、レンズ収差の影響（および関連するスペクトル性能の劣化）と、許容できる性能および信頼性を実現することができる非球面レンズのコスト割増とがあいまって、結像構成の適用可能性は一般に制限される。したがって、サイズ、性能、およびコストを大いに重視する現在の多くのＷＤＭシステムでは、結像構成を使用する装置は不利な立場にある場合があり、一部の適用分野および要件に対しては、実現可能でさえない場合がある。

一態様では、全体として、少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための装置が、少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子（ｓｐｅｃｔｒａｌｌｙｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅｅｌｅｍｅｎｔ）と、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更するように構成された１つまたは複数の光学素子と、複数の分散後のスペクトル成分を、複数のスペクトル成分それぞれの中心光線（ｃｅｎｔｒａｌｒａｙ）がその上の異なる点に入射する位置で受け取るように、また受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面とを備える。

諸態様は、以下の特徴のうち１つまたは複数を含むことができる。

１つまたは複数の光学素子が、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が増大するように変更するように構成される。

分散後のスペクトル成分が、第１の最大角度分離で発散し、１つまたは複数の光学素子が、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分が第１の最大角度分離よりも大きな第２の最大角度分離で発散するように変更するように構成される。

分散後のスペクトル成分が、第１の最大角度分離で発散し、１つまたは複数の光学素子が、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分が第１の最大角度分離よりも大きな第２の最大角度分離で収束するように変更するように構成される。

１つまたは複数の光学素子が、少なくとも１つのプリズムを備える。

１つまたは複数の光学素子が、異なる焦点距離を有する２つのレンズを備え、２つのレンズが、ほぼそれらの焦点距離同士の和となる距離だけ分離される。

１つまたは複数の光学素子が、分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がり（ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｓｐａｔｉａｌｅｘｔｅｎｔ）を、スペクトル分散素子に入射する入力ビームの横空間広がりの方が反射面に入射する複数の分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がりよりも大きくなるように変更するように構成される。

スペクトル分散素子に入射する入力ビームの横空間広がりが、反射面に入射するすべての分散後のスペクトル成分の合計横空間広がりよりも大きい。

スペクトル分散素子に入射する入力ビームの横空間広がりが、反射面に入射する複数の分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がりよりも、少なくとも約２倍大きい。

スペクトル分散素子が、複数のスペクトル成分を、それぞれに対応する異なる角度で共通空間モードから分散させるように構成される。

この装置はさらに、スペクトル分散素子に供給される入力ビームを、導波路の導波空間モードからスペクトル分散素子に入射する共通空間モードに拡大するように構成された、１つまたは複数の光学素子を備える。

反射面が、入力ビームを拡大するように構成された１つまたは複数の光学素子を少なくとも２度通過した後の複数の分散後のスペクトル成分を受け取る。

反射面が、多重入力ビームから分散後のスペクトル成分を受け取るように、また所与の入力ビームの受け取ったスペクトル成分のうち、対応する選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成される。

別の態様では、全体として、少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための方法が、少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させること、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更すること、反射面に入射する複数の分散後のスペクトル成分を、複数のスペクトル成分それぞれの中心光線が反射面上の異なる点に入射する位置で受け取ること、および受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように、反射面を傾動させることを含む。

別の態様では、全体として、少なくとも１つのビームの複数のスペクトル成分のスペクトルを監視するためのシステムが、少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更するように構成された、１つまたは複数の光学素子と、複数の分散後のスペクトル成分を、複数のスペクトル成分それぞれの中心光線がその上の異なる点に入射する位置で受け取るように、また受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面と、選択された出力経路に誘導されたスペクトル成分を受け取るように構成された、少なくとも１つの検出器とを含む。

別の態様では、全体として、少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための装置が、少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を変更するように構成された１つまたは複数の光学素子であって、光学素子のうち少なくとも１つが、スペクトル分散素子から少なくとも１つの光学素子の焦点距離未満の距離のところに配置される、１つまたは複数の光学素子と、複数の分散後のスペクトル成分を受け取るように、また受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面とを含む。

反射面が、複数の分散後のスペクトル成分を、複数のスペクトル成分それぞれの中心光線が反射面上の異なる点に入射する位置で受け取るように構成される。

別の態様では、全体として、少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための装置が、少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が増大するように変更するように、また複数のスペクトル成分それぞれの横空間広がりを、スペクトル分散素子に入射する入力ビームの横空間広がりよりも小さくなるように変更するように構成された、１つまたは複数の光学素子と、複数の分散後のスペクトル成分を受け取るように、また受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面とを備える。

１つまたは複数の光学素子が、異なる焦点距離を有し、かつほぼそれらの焦点距離同士の和となる距離だけ分離された、２つのレンズを備える。

反射面が、入力ビームを拡大するように構成された１つまたは複数の光学素子を少なくとも２度通過した後の複数の分散後のスペクトル成分を受け取るように配置される。

諸態様は、以下の利点のうち１つまたは複数を有することができる。以下の利点は例であり、本発明に対する限定と解釈すべきでないことが理解されよう。任意の特定の実装形態に、いくつかの利点がある場合もない場合もある。

スペクトルフィルタおよびモニタのいくつかの特徴には、コスト、サイズ、スペクトル性能（例えば分解能、フィルタ形状、挿入損失など）、および信頼性がある。具体的には、一部のＷＤＭシステムには、スペクトル性能および信頼性について妥協することなく、コストおよびサイズを大幅に低減することが求められている。本明細書で説明するいくつかの技法により、スペクトル性能要件および信頼性要件を維持することができる、小型で低コストのスペクトルフィルタおよびモニタが可能になる。

スペクトルフィルタリング装置の一側面は、光学構成部品の非結像構成を使用することである。以下により詳細に説明するいくつかの例の非結像構成を使用することによって、結像構成の主要な光学性能の利点を維持しながら、光路長を低減させることができる。

本発明の他の特徴および利点は、以下の説明および特許請求の範囲から明らかになるであろう。

１．概要
図１Ａは、スペクトル監視装置の一部として使用することができる、スペクトル調整可能フィルタ用の諸素子からなる構成１００を示す。この構成では、スペクトル分散素子１０１が、入力空間モードから共通の伝搬軸に沿って、全体として一緒に伝搬する複数のスペクトル成分を有する入力ビームを受け取る。例えば、入力ビームは、スペクトル分散素子１０１に入射する共通空間モード内に複数のスペクトル成分があるように、導波路の導波空間モードから伝搬することができる。スペクトル分散素子１０１は、スペクトル成分を、それぞれに対応する異なる角度で分散させる。スペクトル成分の角度は、本明細書において便宜上「スペクトル平面」と呼ぶ平面内で分散される。話を明確にするために、スペクトル平面は、図１Ａおよび１Ｂではｘ−ｚ平面である。「ｘ」、「ｙ」、および「ｚ」などの方向ラベルを使用するのは、便宜を図り話を明確にするためにほかならず、限定として解釈すべきではないことが理解されよう。

図１Ａを参照すると、分散後のスペクトル成分が、（図１Ａに構成部品１０２として概略的に示す）１つまたは複数の光学素子を通過して、傾動可能反射鏡１０３の反射面に入射する。傾動可能反射鏡１０３は、受け取ったスペクトル成分のうち、例えば光学素子１０２およびスペクトル分散素子１０１を通って、例えば出力ファイバ、導波路、および／または検出器に戻る、選択された出力経路に沿って誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動する。スペクトル成分は、表面上で成分のパワーがすべて降下するのでなければ、傾動可能反射鏡１０３に「入射する」、または傾動可能反射鏡１０３上で「受け取る」ことができることが理解されよう。スペクトル成分の有用な部分だけが、傾動可能反射鏡１０３に入射する、または傾動可能反射鏡１０３上で受け取られる必要がある。

異なるスペクトル成分は、傾動可能ミラー１０３によって選択される場合、ミラーから反射されるとすぐに、選択された異なる出力経路を通過できることがさらに理解されよう。これは、様々なスペクトル成分がそこから傾動可能ミラー１０３に入射する異なる入射経路に関係し、スペクトル成分が意図される異なる出力位置にも関係し得る。

１つまたは複数の光学素子１０２は、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を変更するように構成される。この変更は、例えば、プリズムならびに／あるいは１つまたは複数のレンズを使用して達成することができる。伝搬の角度の少なくとも一部を変更することにより、スペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離（すなわち、最小波長を有するスペクトル成分の伝搬軸と最大波長を有するスペクトル成分の伝搬軸との間の角度）が、フィルタの実装形態に適切なように変わることが可能になる。

例えば、一部のフィルタ実装形態では、スペクトル分散素子の後の最大角度分離θ_Ａが、傾動可能反射鏡１０３の傾動範囲に対してあまりにも大きすぎる場合がある。そのような実装形態では、光学素子１０２の後の最大角度分離θ_Ｂを、傾動範囲に合うように低減させることができる。あるいは、一部のフィルタ実装形態では、以下により詳細に説明するように、フィルタのスペクトル分解能を向上させるために、光学素子１０２の後の最大角度分離θ_Ｂを（利用可能な傾動範囲まで）増大させることもできる。一部の実装形態は、傾動可能反射鏡１０３のところで発散しているスペクトル成分をもたらすことができ、一部の実装形態は、傾動可能反射鏡１０３のところで収束しているスペクトル成分をもたらすことができる。どちらのタイプの実装形態でも、最大角度分離を上記で定義したように測定できることが理解されよう。

１つまたは複数の光学素子１０２は、各スペクトル成分の横空間広がり（本明細書では、１／ｅ^２ビーム直径の２倍をいう）、および／または２つ以上のスペクトル成分の合計横空間広がりを変更する能力も提供する。一部の実装形態では、回折格子（例えば透過型または反射型回折格子）などのスペクトル分散素子１０１の大部分を照射することができる大きな入力ビームを使用できることが有用である。光学素子１０２は、分散後のスペクトル成分がそれぞれ、スペクトル分散素子１０１のところでの入力ビームの横空間広がりよりも小さな横空間広がりを、傾動可能反射鏡１０３のところで有するのを可能にすることができる。

図１Ａでは、例えば、スペクトル分散素子１０１に入射する入力ビームの横空間広がりが、Ｓ_Ａにより与えられる。傾動可能反射鏡１０３のところでのスペクトル成分の１つの横空間広がりが、Ｓ_Ｂ１により与えられる。さらに、Ｓ_{Ｂｔｏｔａｌ}により与えられる傾動可能反射鏡１０３に入射するすべての分散後のスペクトル成分の合計横空間広がりが、Ｓ_Ａよりも小さくなることが可能である。図示の例では、スペクトル成分がオーバーラップしているが、他の例では、スペクトル成分がオーバーラップしてはならず（または、強度がピーク強度の１／ｅ^２未満である、ビームプロファイルの「テール」においてのみオーバーラップすることができ）、Ｓ_Ａよりも小さな合計空間広がりＳ_{Ｂｔｏｔａｌ}を依然として有することができる。

スペクトル成分の中心光線のみが描かれた図１Ｂに示すように、傾動可能反射鏡１０３は、分散後のスペクトル成分を、各スペクトル成分の中心光線が反射鏡１０３上の異なる点に入射する位置で受け取ることができる。本明細書では、「異なる点に入射する」という語句は、スペクトル成分が他の任意のスペクトル成分と実質的に同じ点に入射しない状況だけではなく、分散後のスペクトル成分のうち１つまたは複数が、実質的にある点に入射し、１つまたは複数の他の分散後のスペクトル成分が、別の点に入射する、あるいは実質的に他の点に入射する状況も包含するものと、広義に解釈されることが理解されよう。分散後のスペクトル成分の中心光線が、本明細書で記載するように異なる点に入射するとき、スペクトル成分間に、その横空間広がりを通じてオーバーラップがあってよいことがさらに理解されよう。

図２Ａおよび２Ｂを参照すると、例示的なスペクトル調整可能フィルタ装置２００および２０１が、入力空間モードから共通の伝搬軸に沿って一緒に伝搬する、複数のスペクトル成分を有する入力ビームを受け取るスペクトル分散素子２０２を含む。この例では、入力空間モードは、導波路２０４（例えば光ファイバ）によって定義される。スペクトル分散素子２０２は、異なる波長を角度分散させる。したがって、異なるピーク波長を有するスペクトル成分は、そのそれぞれに対応する伝搬軸の角度が異なるように分散される。スペクトル成分の角度は、スペクトル平面内で分散され、この平面は、図２Ａおよび２Ｂではｘ−ｚ平面である。この角度分散により、スペクトル成分が素子２０２から離れて伝搬するときに、空間的な分散が発生する。図２Ａおよび２Ｂは、スペクトル成分がスペクトル平面内で分散されている図を示す。図を見やすくするために、各スペクトル成分の中心光線の伝搬の順方向だけが示してある。

図示の例では、装置２００および２０１は、複数の分散後のスペクトル成分が傾動可能反射鏡２０８の単一の反射面から反射するのに十分なほど依然として近くにあるようにしながら、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の一部または全部を変更するように構成された、２０６（図２Ａ）および２０７（図２Ｂ）として概略的に示す１つまたは複数の光学素子を含む。（「光学素子」という語は、本明細書では、単一素子または複数の素子を指すのに使用できることが理解されよう。）

これらの例にとって重要なことには、スペクトル成分が、反射鏡２０８上のある点、または実質的にある点に収束しないことである。図２Ａを参照すると、そのような収束は行われず、したがって、図２Ａのその典型的な構成は除外される。図２Ｂを参照すると、スペクトル成分をある点または実質的にある点に収束させるには、反射鏡２０８を光学素子２０７からさらに遠ざける必要があり、したがって、光路長が増大することになる。そのような長さの増大は、特に小型装置にとって好ましいか、または求められる実装形態において、不利になり得る。

類似の結像構成では、素子２０２から拡大する像内の点が、像平面２１１のところの点に結像される。この例におけるスペクトルフィルタの構成では、ソース波面内の各点を像平面内のそれぞれに対応する点に結像させるのではなく、光学素子２０７が、分散後のスペクトル成分の伝搬軸およびビームプロファイルを変更するように機能する。反射鏡２０８は、分散後のスペクトル成分を、スペクトル成分の中心光線が（類似の結像システムと同様に、反射鏡２０８上の実質的に同じ点に収束する位置ではなく）反射鏡２０８上の異なる点に入射する位置で受け取ることができる。したがって、反射鏡２０８を光学素子２０７の近くに配置して、フィルタリングすべきスペクトル成分を選択するように傾動させることができる。スペクトル成分がある点または実質的にある点に収束する必要はなく、装置は、短い経路を有することができる。

図示の例では、スペクトル成分のすべてまたは実質的にすべてが、反射面で受け取られる（すなわち反射面に入射する）。他の例では、所与の入力ビームからの分散後のスペクトル成分のより小さなサブセットを、反射面で受け取ることができる。反射鏡２０８は、好ましくは、（例えば回転ステージ上で）スペクトル平面に垂直な軸の周りを傾動するように構成されるが、別の軸または軸の組合せが有用であればそれを選択することができる。好ましい傾動軸は、本明細書ではｙ軸と呼ぶことができるが、この場合もやはり、そのような軸または他の軸に対するどんな命名も、便宜を図り話を明確にするためにほかならず、限定として解釈すべきではないことが理解されよう。

スペクトル成分は全体として、反射鏡２０８の表面に（図２Ａでは発散し、図２Ｂでは収束する）異なる入射角度で到達するので、反射鏡２０８を傾動させると、分散後のスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき１つが選択される。所与の角度が、その選択された出力経路に誘導すべき特定のスペクトル成分に対応する。装置２００では、選択された出力経路により、スペクトル成分が、導波路２０４により定義される入力空間モード（この場合、「空間モード」とは、ビームの伝搬の方向ではなく、その横空間プロファイルを指す）に戻る。この構成では、選択されたスペクトル成分が分散された、スペクトル平面においても直交するｙ−ｚ平面においても実質的に同じ角度に沿って、選択されたスペクトル成分が後方にスペクトル分散素子に向けて再帰反射される。入力ビームを導波路２０４内に結合し、選択された出力スペクトル成分を導波路２０４から結合するために、カプラ２１０を使用することができる。スペクトル調整可能フィルタの多くの適用分野では、低挿入損失が重要な光学性能パラメータである。したがって、カプラ２１０は、より低い挿入損失を実現するために、例えばサーキュレータと置き換えることができる。

上述のように角度および横空間広がりを変更するために、様々なタイプの光学素子を使用することができる。以下に示す一例は、プリズムを使用する。以下に示す別の例は、非結像構成の１つまたは複数のレンズを使用する。他の例は、プリズムと１つまたは複数のレンズのどちらも利用することができる。

２．その他の例示的フィルタ構成
図３Ａ、３Ｂおよび３Ｃに示す別の例示的構成では、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の一部または全部を変更するように構成された光学素子として、アナモフィックプリズムが使用される。図を見やすくするために、伝搬の順方向だけが描かれている。図を見やすくするために、図３Ａは、スペクトル成分の中心光線を示し、図３Ｂおよび３Ｃは、スペクトル成分の外側光線を示す。

図３Ａを参照すると、例示的な装置３００が、装置入力ファイバ３０１、ファイバカプラ３０２、入／出力ファイバ３０３、入／出力レンズ３０４、および透過型回折格子３０５を含む。この構成では、プリズム３０６が、角度分散されたスペクトル成分を傾動ミラー３０７上に誘導する。傾動ミラー３０７は、スペクトル成分を、選択された出力経路に沿って、例えばその入射経路に沿って後方に選択的に方向変更するように、ｙ軸の周りで作動される。その入射経路に沿って後方に誘導されるスペクトル成分は、入／出力ファイバ３０３内に結合し、次いで、カプラ３０２によって装置出力ファイバ３０９に誘導することができる。したがって、ミラー３０７により、その入射経路に沿って後方に誘導されないスペクトル成分は、入／出力ファイバ３０３内に結合し戻すことができず、結合されなければ、装置のフィルタリング後の出力信号内に存在しない。任意選択で、フィルタリング後の出力を検出するために、検出素子３１０を有用な位置、例えば装置出力ファイバ３０９の出口に配置することができる。したがって、ミラー３０７の作動および検出器３１０信号（例えば電流または電圧）の測定により、入力ＷＤＭ信号のスペクトル成分を識別することができる。

例示のために、図３Ｂおよび３Ｃは、スペクトル成分の外側光線を示し、図を見やすくするために、各スペクトル成分の伝搬の順方向だけが示してある。この例にとって重要なことには、スペクトル成分がミラー３０７のところである点に収束しない非結像構成で例示的な装置３００の各素子が配置されていることである。この例示のための例では、スペクトル成分の伝搬の相対角度の発散が、プリズム３０６によって増大される（すなわちθ_Ｂ＞θ_Ａ）。さらに、プリズム３０６は、スペクトル成分のビーム直径を、それがミラー３０７に衝突する前に低減させるように働く。場合によっては、ミラー３０７のところでのスペクトル成分の空間広がりを、回折格子３０５のところでのスペクトル成分の空間広がり未満とすることができる（すなわちＳ_Ｂ＜Ｓ_Ａ）。

装置３００の構成の利点には、短い光路長、（例えば、回折格子３０５によって分散されたスペクトル成分の相対伝搬角度を、傾動ミラー３０７の利用可能な傾動範囲に合わせるために）分散後のスペクトル成分の角度の拡大／縮小を制御する能力、（例えば、回折格子３０５上に大きなビーム、ミラー３０７上により小さなビームを可能にするために）スペクトル成分ビームの空間広がりを、ビームの拡大／縮小によって制御する能力、ならびに構成部品の数およびコストの低減があり得る。換言すれば、装置３００は、結像構成の潜在的なスペクトル性能の利点を、コストおよびサイズを低減しても維持することができる。

図４Ａおよび４Ｂは、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の一部または全部を変更するように構成された光学素子として２つのレンズ４０６および４０７を使用する、例示的な非結像構成を示す。図４Ａを参照すると、例示的な装置４００が、装置入力ファイバ４０１、ファイバカプラ４０２、入／出力ファイバ４０３、入／出力レンズ４０４、および透過型回折格子４０５を含む。この構成では、レンズ４０６および４０７が、角度分散されたスペクトル成分を、傾動可能反射鏡４０８上に誘導するように働く。傾動可能反射鏡４０８は、スペクトル成分を、選択された出力経路に沿って、例えばその入射経路に沿って後方に選択的に方向変更するように、ｙ軸の周りで作動される。その入射経路に沿って後方に誘導されるスペクトル成分は、入／出力ファイバ４０３内に結合し、次いでカプラ４０２によって装置出力ファイバ４０９に誘導することができる。したがって、傾動可能反射鏡４０８により、その入射経路に沿って後方に誘導されないスペクトル成分は、入／出力ファイバ４０３内に結合し戻すことができず、結合されなければ、装置のフィルタリング後の出力信号内に存在しない。任意選択で、フィルタリング後の出力を検出するために、検出素子４１０を有用な位置、例えば装置出力ファイバ４０９の出口に配置することができる。したがって、ミラー４０８の作動および検出器４１０信号（例えば電流または電圧）の測定により、入力ＷＤＭ信号のスペクトル成分を識別することができる。

図４Ａおよび４Ｂの例示的構成では、レンズ４０６に入射する平行化されたビームが、レンズ４０７から出た後も平行化されているように、焦点距離ｆ_１を有するレンズ４０６と焦点距離ｆ_２を有するレンズ４０７の間の分離が、実質的にそれらの焦点距離同士の和（すなわちｆ_１＋ｆ_２）である。本明細書の図面および付随する記載から理解できるように、２つのレンズは、ａ）傾動可能反射鏡４０８のところでのビームの空間広がりに対する、回折格子４０５上での入力ビームのサイズ、ｂ）レンズ４０６および４０７上でのビームのサイズおよび位置、ｃ）スペクトル成分間の伝搬の相対角度の拡大／縮小、ならびにｄ）経路長の組合せを最適化する際の柔軟な対応を可能にすることができる。

回折格子４０５上での入力ビームのサイズは、スペクトル性能に影響を及ぼす場合がある。例えば、より多数の回折格子罫線（ｇｒａｔｉｎｇｒｕｌｉｎｇ）が照射されるときの方が、隣接するスペクトル成分を分解する能力の改善を含む、より良好なスペクトル分解能およびフィルタ形状が達成される場合が多い。したがって、回折格子４０５上での入力ビームのサイズを最大にすることが有利となり得る。別の例として、傾動可能反射鏡４０８のところでのスペクトル成分ビームの空間広がりが、使用することができる傾動可能反射鏡４０８のタイプに影響を及ぼす場合がある。ＭＥＭＳミラーなど、電気通信システムのコスト要件および信頼性要件を満たすミラーはしばしば、比較的小さな光学表面寸法を有する。したがって、一部の適用分野では、回折格子４０５のところでのスペクトル成分の空間広がりに比べて、スペクトル成分のより小さな空間広がりを傾動可能反射鏡４０８のところで有することが、有利となり得る。

レンズ４０６および４０７上でのビームのサイズおよび位置は、例えば、高価でない、かつ／またはより小さな構成部品を使用できるようにする助けになるように選択することができる。例えば、球面レンズの収差は、レンズの焦点距離に対する、レンズ上でのビームのサイズおよび位置によって決まり得る。したがって、適切に設計することにより、収差を低減させることができ、多くの場合非球面レンズよりも高価でない球面レンズの使用を可能にすることができる。

例示のために、図４Ｂは、分散素子４０５と傾動可能反射鏡４０８の間の光路だけを示し、図を見やすくするために、各スペクトル成分の中心光線の伝搬の順方向だけが示してある。この例にとって重要なことには、例示的な装置４００の各素子が、スペクトル成分がミラー４０８のところである点に収束しない非結像構成で配置されていることである。具体的には、傾動可能反射鏡４０８が、レンズ４０７から、レンズ４０７とスペクトル成分の収束点との間の距離未満離れた距離のところに配置される。一例では、傾動可能反射鏡４０８が、レンズ４０７から、レンズ４０７の焦点距離（ｆ_２）にほぼ等しいまたはそれ未満の距離のところに配置される。別の例では、傾動可能反射鏡４０８が、レンズ４０７から、レンズ４０７とスペクトル成分の収束点との間の距離の１／２未満離れた距離のところに配置される。

また、この例示的構成では、レンズ４０６が、回折格子４０５の近く、例えば回折格子４０５からレンズ４０６の焦点距離（ｆ_１）未満離れた距離のところに配置される。場合によっては、レンズ４０６を、回折格子４０５から実質的にレンズ４０６の焦点距離未満離れた距離のところに（例えば、回折格子４０５のできるだけ近くに）配置することができる。一例示的構成では、レンズ４０６を、回折格子からレンズ４０６の焦点距離の１／４未満離れた距離のところに配置することができる。

装置４００の構成のいくつかの利点には、短い光路長、（例えば、回折格子４０５によって分散されたスペクトル成分の相対伝搬角度を、傾動可能反射鏡４０８の利用可能な傾動範囲に合わせるために）分散後のスペクトル成分の角度の拡大／縮小を制御する能力、（例えば、回折格子４０５上に大きなビーム、傾動可能反射鏡４０８上により小さなビームを可能にするために）スペクトル成分ビームの空間広がりを、ビームの拡大／縮小によって制御する能力、および（例えば、ビームがレンズ４０６の中心軸に近づくのを可能にするために）レンズ上でのスペクトル成分ビームの位置を制御することがあり得る。

傾動可能反射鏡４０８が像平面のところにあり、レンズ４０６が回折格子４０５からその焦点距離に実質的に等しい距離離れたところにある類似の２レンズ結像構成に対して、この非結像構成が有する別の利点は、ずっと短い経路長である。具体的には、同等の焦点距離の場合、かつレンズ４０６が回折格子４０５の近く（すなわち、レンズ４０６の焦点距離よりも短い距離のところ）に配置され、傾動可能反射鏡４０８が、レンズ４０７の近くに配置される場合、装置４００の図４Ｂの光路長は、類似の結像装置のほぼ半分になることができる。両システムの（スペクトル分解能に影響を及ぼし得る）角度およびビームの拡大／縮小は同じになることが可能であり、したがって、類似の結像装置に対する装置４００に固有のスペクトル性能の妥協はないことが理解できよう。

一部の適用分野では、装置４００の構成が、レンズ４０６によって生じる収差を低減させることができる点で、類似の結像装置に比べてさらに改善されたスペクトル性能を有することができる。というのも、スペクトル成分が、レンズ４０６が回折格子４０５からその焦点距離に実質的に等しい距離離れたところに配置される類似の結像構成において入射するよりも、装置４００のレンズ４０６の光軸の近くに入射するためである。

一部の適用分野では、装置４００の構成が、類似の結像装置に比べてコスト面での優位性を有することができる。具体的には、類似の結像装置を用いると、一部の適用分野では、レンズによって生じる収差を低減させるために、装置が１つまたは複数の非球面レンズを光学系内に利用することが求められる場合がある。そのような適用分野の一部の場合では、例示的な装置４００が、よりコストのかからない球面レンズをレンズ４０６として利用することができる。というのも、レンズ４０６が回折格子４０５の近くに配置されると、レンズ４０６に入射するスペクトル成分ビームが、レンズ４０６の光軸に近いままであるためである。

本明細書の記載によるレンズ４０７と傾動可能反射鏡４０８の間の距離の選択、または本明細書の記載による回折格子４０５とレンズ４０６の間の距離の選択が有利となり得ることが、本明細書の図面および記載から理解できよう。したがって、本明細書に記載の技法を使用する例示的スペクトル調整可能フィルタでは、そのような距離のどちらかを、本明細書の記載に従って選択することができ、またはそのような距離の両方を、本明細書の記載に従って選択することができる。

別の例示的構成が図５に示してあり、図５では、単一のプリズムが、入力ビームを拡大するために、また分散後のスペクトル成分のビームを圧縮するために利用されている。図を見やすくするために、図５の例では、各スペクトル成分の中心光線の伝搬の順方向だけが示してある。

図５を参照すると、ＷＤＭ入力信号が、装置５００に入力ファイバ５０１から入り、カプラ５０２および入／出力ファイバ５０３を通過し、入／出力レンズ５０４によって平行化される。次いで、ビームをプリズム５０５によって拡大し、それにより、回折格子５０６に入射するビームが、プリズム５０５による拡大なしに照射されるよりも多数の回折格子罫線を照射することができる。

この例では、透過型回折格子５０６が、ＷＤＭ信号をその構成要素スペクトル成分に分散させ、次いでそれらが、ミラー５０７、例えば固定ミラーによって反射される。固定ミラーが図５のミラー５０７として利用される場合、スペクトル成分を後方に回折格子５０６の方へ、ただし、スペクトル成分が回折格子５０６に衝突し、かつ角度の面でさらに分散されるように回折格子５０６上の異なる位置に反射するように、ミラー５０７を向けることができる。次いで、スペクトル成分はプリズム５０５を通過し、それにより、個々のスペクトル成分ビームを圧縮することができる、かつ／またはスペクトル成分間の角度を増大させることができる。

図５に示すように、プリズム５０５は、角度分散されたスペクトル成分を、傾動可能反射鏡５０８上に誘導することができる。傾動可能反射鏡５０８は、スペクトル成分を、選択された出力経路に沿って、例えばその入射経路に沿って後方に選択的に方向変更するように、ｙ軸の周りで作動させることができる。その入射経路に沿って後方に誘導されるスペクトル成分は、多くの代替構成に比べて、回折格子５０６をさらに２度通過し、近くのスペクトル成分に対してさらに分散される。したがって、装置５００は、同等の透過型回折格子中の１度の通過を使用する装置よりも４倍のスペクトル分解性能を有することができる。選択的に方向変更されたスペクトル成分は、実質的にその入射経路に沿って後方に伝搬することができ、入／出力ファイバ５０３内に結合することができる。次いで、そのようなスペクトル成分を、カプラ５０２によって装置出力ファイバ５０９に誘導することができる。

図５の例示的実施形態では、傾動可能反射鏡５０８により、その入射経路に沿って後方に誘導されないスペクトル成分は、入／出力ファイバ５０３内に結合し戻すことができず、結合されなければ、装置のフィルタリング後の出力信号内に存在しない。任意選択で、フィルタリング後の出力を検出するために、検出素子５１０を有用な位置、例えば装置出力ファイバ５０９の出口に配置することができる。したがって、傾動可能反射鏡５０８の作動および検出器５１０信号（例えば電流または電圧）の測定により、入力ＷＤＭ信号のスペクトル成分を識別することができる。

他の例示的構成は、カプラまたはサーキュレータを不要にすることができ、挿入損失を低減させることができるものである。図６Ａおよび６Ｂは、ＷＤＭ入力信号およびフィルタリング後の出力光に関する例示的な入力幾何形状および出力幾何形状を示す。入力素子および出力素子、ならびに分散素子だけが、図６Ａおよび６Ｂに示されている。本明細書の図面および記載から、これらの幾何形状を、図２〜５の例示的構成、ならびに他の構成に適用できることが理解できよう。

図６Ａの例を参照すると、ＷＤＭ入力信号が装置に入力ファイバ６０１から入る。入力ファイバ６０１を通過した後、ＷＤＭ入力信号は入力レンズ６０２によって平行化され、入力レンズ６０２が、入力ビームを回折格子６０３の方へ誘導する。ビームエクスパンダなど、他の入力光学系（図示せず）を、入力レンズ６０２と回折格子６０３の間に任意選択で配置することができる。回折格子６０３を通り、その出口経路上にある他の任意の出力光学系（図示せず）を通って後方に進む選択的に方向変更されたスペクトル成分は、出力ファイバ６０５内に結合することができるように、出力レンズ６０４によって出力ファイバ６０５の方へ誘導することができる。

図６Ｂは、単一の入／出力レンズを利用する例示的構成を示す。この例示的構成では、ＷＤＭ入力信号が装置に入力ファイバ６０１から入り、入／出力レンズ６０６によって平行化される。その出口経路に沿って後方に伝搬する、装置の選択的に方向変更されたスペクトル成分は、入／出力レンズ６０６によって出力ファイバ６０５の方へ誘導され、出力ファイバ６０５内に結合することができる。

図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃに示す他の例示的構成は、多重装置入出力を可能にすることができるものである。これらの図面は、スペクトル平面に垂直な平面内のビームの伝搬の方向を概略的に示す。図を見やすくするために、また便宜上、総括的な入出力ビーム構成だけが示してある。本明細書の図面および記載から、これらの多重入出力幾何形状を、図２〜５の例示的構成、ならびに他の構成に適用できることが理解できよう。

図７Ａの例を参照すると、多重入／出力ビームが、分散素子７０１、および分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の一部または全部を変更するように構成された光学素子７０２を通過する。光学素子に続いて、多重入／出力ビームは、傾動可能反射鏡７０３に衝突する。傾動可能反射鏡７０３は、スペクトル成分を出力に選択的に方向変更するように、ｙ軸の周りで作動させることができる。一例示的構成では、分散素子７０１を透過型回折格子とすることができ、光学素子７０２をプリズムとすることができ、傾動可能反射鏡７０３を、傾動ミラー（例えば、電磁的または静電的に作動されるＭＥＭＳミラー）とすることができるが、他の有用な構成を利用することもできる。

図７Ａの例を再度参照すると、入／出力ビームが図では平行であり、これにより、いくつかの例示的構成では、傾動可能反射鏡７０３が作動される際の多重ＷＤＭ入力の同時走査を可能にすることができる。他の例示的構成では、図７Ａの入／出力ビームを、平行にならないように誘導することができる。そのような構成では、ビームを方向変換してそれぞれに対応する装置入／出力ポートに戻すように、傾動可能反射鏡７０３をｘ軸の周りで作動させることができる。すなわち、傾動可能反射鏡７０３は、入／出力ビーム１を入射ｙ軸経路に沿って後方に選択的に誘導することができるような第１の位置まで、ｘ軸の周りで作動させることができる。傾動可能反射鏡７０３はさらに、入／出力ビーム２が入射ｙ軸経路に沿って後方に誘導される第２の位置まで、ｘ軸の周りで作動させることができる。傾動可能反射鏡７０３はさらに、入／出力ビーム３が入射ｙ軸経路に沿って後方に誘導される第３の位置まで、ｘ軸の周りで作動させることができる。そのようにして、所与の入／出力ポートを選択することができ、選択された入／出力のスペクトル成分を、傾動反射鏡７０３をｙ軸の周りで作動させることによって、選択的にフィルタリングすることができる。

図７Ｂは、分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の一部または全部を変更するように構成された光学素子が、実質的にそれらの焦点距離同士の和だけ分離された２つのレンズを備える、例示的な多重装置入出力構成を示す。図７Ｃは、傾動可能反射鏡７０３をｘ軸の周りで作動させることによってある入／出力方向からのスペクトル成分が別の入／出力方向に誘導されるように、多重入／出力ビームを傾動可能反射鏡７０３に誘導することができる例示的構成を示す。この例示的構成では、特定の入／出力ポートからのスペクトル成分を、反射鏡７０３をｘ軸の周りで選択的に作動させることによって、異なる入／出力ポートに誘導することができる。

図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃの例示的構成は、３つの入／出力ポートを示しているが、図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃの構成に異なる数の入／出力ポート、例えば２つ以上の入／出力ポートを設けることができることが理解されよう。入／出力ポートは、様々な可能な構成の中でも、関連する１つまたは複数のカプラまたはサーキュレータ、ならびに／あるいは別々の入力ファイバおよび出力ファイバを有することができることが、さらに理解されよう。さらに、また具体的には、（この場合に限定されるわけではないが）１つまたは複数のカプラまたはサーキュレータが入／出力ポートに配置される場合、各ポートは、構成７Ａ、７Ｂ、および７Ｃのいずれにおいても、入力、出力、または両方として働くことができる。

他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれる。例えば、様々な実装形態に組み込むことができるさらなるいくつかの特徴および構成が、参照により本明細書に組み込まれた特許文献１に記載されている。

例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。図１Ａの例示的なスペクトル調整可能フィルタの別の概略図である。別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。図３Ａの例示的なスペクトル調整可能フィルタの別の概略図である。図３Ａの例示的なスペクトル調整可能フィルタの選択された構成部品の概略図である。別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。図４Ａの例示的なスペクトル調整可能フィルタの選択された構成部品の概略図である。別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。スペクトル調整可能フィルタに関する例示的な入力構成部品および出力構成部品の概略図である。スペクトル調整可能フィルタに関する入力構成部品および出力構成部品の別の例の概略図である。多重入／出力を有する例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。多重入／出力を有する別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。多重入／出力を有する別の例示的なスペクトル調整可能フィルタの概略図である。

符号の説明

１００構成
１０１スペクトル分散素子
１０２光学素子、構成部品
１０３傾動可能反射鏡、傾動可能ミラー
２００スペクトル調整可能フィルタ装置
２０１スペクトル調整可能フィルタ装置
２０２スペクトル分散素子
２０４導波路
２０６光学素子
２０７光学素子
２０８傾動可能反射鏡
２１０カプラ
２１１像平面
３００装置
３０１装置入力ファイバ
３０２ファイバカプラ
３０３入／出力ファイバ
３０４入／出力レンズ
３０５透過型回折格子
３０６プリズム
３０７傾動ミラー
３０９装置出力ファイバ
３１０検出素子、検出器
４００装置
４０１装置入力ファイバ
４０２ファイバカプラ
４０３入／出力ファイバ
４０４入／出力レンズ
４０５透過型回折格子、分散素子
４０６レンズ
４０７レンズ
４０８傾動可能反射鏡、ミラー
４０９装置出力ファイバ
４１０検出素子、検出器
５００装置
５０１入力ファイバ
５０２カプラ
５０３入／出力ファイバ
５０４入／出力レンズ
５０５プリズム
５０６透過型回折格子
５０７ミラー
５０８傾動可能反射鏡
５０９装置出力ファイバ
５１０検出素子、検出器
６０１入力ファイバ
６０２入力レンズ
６０３回折格子
６０４出力レンズ
６０５出力ファイバ
６０６入／出力レンズ
７０１分散素子
７０２光学素子
７０３傾動可能反射鏡、傾動反射鏡
ｆ_１焦点距離
ｆ_２焦点距離
Ｓ_Ａ横空間広がり
Ｓ_Ｂ横空間広がり
Ｓ_Ｂ１横空間広がり
Ｓ_{Ｂｔｏｔａｌ} 合計横空間広がり
θ_Ａ最大角度分離
θ_Ｂ最大角度分離

Claims

少なくとも１つのビームをスペクトルフィルタリングするための装置であって、
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、
前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更するように構成された１つまたは複数の光学素子と、
複数の前記分散後のスペクトル成分を、前記複数のスペクトル成分それぞれの中心光線がその上の異なる点に入射する位置で受け取るように、また前記受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面と
を備える装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が増大するように変更するように構成される、請求項１に記載の装置。
前記分散後のスペクトル成分が、第１の最大角度分離で発散し、前記１つまたは複数の光学素子が、前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分が前記第１の最大角度分離よりも大きな第２の最大角度分離で発散するように変更するように構成される、請求項２に記載の装置。
前記分散後のスペクトル成分が、第１の最大角度分離で発散し、前記１つまたは複数の光学素子が、前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分が前記第１の最大角度分離よりも大きな第２の最大角度分離で収束するように変更するように構成される、請求項２に記載の装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、少なくとも１つのプリズムを備える、請求項１に記載の装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、異なる焦点距離を有する２つのレンズを備え、前記２つのレンズが、ほぼ前記焦点距離同士の和となる距離だけ分離される、請求項１に記載の装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、前記分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がりを、前記スペクトル分散素子に入射する前記入力ビームの横空間広がりの方が前記反射面に入射する前記複数の分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がりよりも大きくなるように変更するように構成される、請求項１に記載の装置。
前記スペクトル分散素子に入射する前記入力ビームの横空間広がりが、前記反射面に入射するすべての前記分散後のスペクトル成分の合計横空間広がりよりも大きい、請求項７に記載の装置。
前記スペクトル分散素子に入射する前記入力ビームの横空間広がりが、前記反射面に入射する前記複数の分散後のスペクトル成分それぞれの横空間広がりよりも、少なくとも約２倍大きい、請求項７に記載の装置。
前記スペクトル分散素子が、前記複数のスペクトル成分を、前記それぞれに対応する異なる角度で共通空間モードから分散させるように構成される、請求項１に記載の装置。
前記スペクトル分散素子に供給される前記入力ビームを、導波路の導波空間モードから前記スペクトル分散素子に入射する前記共通空間モードに拡大するように構成された、１つまたは複数の光学素子をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
前記反射面が、前記入力ビームを拡大するように構成された前記１つまたは複数の光学素子を少なくとも２度通過した後の前記複数の前記分散後のスペクトル成分を受け取る、請求項１１に記載の装置。
前記反射面が、多重入力ビームから分散後のスペクトル成分を受け取るように、また所与の入力ビームの前記受け取ったスペクトル成分のうち、対応する選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成される、請求項１に記載の装置。
少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための方法であって、
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させる段階と、
前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更する段階と、
反射面に入射する複数の前記分散後のスペクトル成分を、前記複数のスペクトル成分それぞれの中心光線が前記反射面上の異なる点に入射する位置で受け取る段階と、
前記受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように、前記反射面を傾動させる段階と
を含む方法。
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分のスペクトルを監視するためのシステムであって、
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、
前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が変わるように変更するように構成された、１つまたは複数の光学素子と、
複数の前記分散後のスペクトル成分を、前記複数のスペクトル成分それぞれの中心光線がその上の異なる点に入射する位置で受け取るように、また前記受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面と
選択された出力経路に誘導されたスペクトル成分を受け取るように構成された、少なくとも１つの検出器と
を備えるシステム。
少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための装置であって、
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、
前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を変更するように構成された１つまたは複数の光学素子であって、前記光学素子のうち少なくとも１つが、前記スペクトル分散素子から前記少なくとも１つの光学素子の焦点距離未満の距離のところに配置される、１つまたは複数の光学素子と、
複数の前記分散後のスペクトル成分を受け取るように、また前記受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面と
を備える装置。
前記反射面が、複数の前記分散後のスペクトル成分を、前記複数のスペクトル成分それぞれの中心光線が前記反射面上の異なる点に入射する位置で受け取るように構成される、請求項１６に記載の装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、異なる焦点距離を有する２つのレンズを備え、前記２つのレンズが、ほぼ前記焦点距離同士の和となる距離だけ分離される、請求項１６に記載の装置。
前記反射面が、多重入力ビームから分散後のスペクトル成分を受け取るように、また所与の入力ビームの前記受け取ったスペクトル成分のうち、対応する選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成される、請求項１６に記載の装置。
少なくとも１つの入力ビームをスペクトルフィルタリングするための装置であって、
少なくとも１つの入力ビームの複数のスペクトル成分を、スペクトル平面内でそれぞれに対応する異なる角度で分散させるように構成されたスペクトル分散素子と、
前記分散後のスペクトル成分の伝搬軸の角度の少なくとも一部を、前記複数のスペクトル成分の伝搬軸の間の最大角度分離が増大するように変更するように、また前記複数のスペクトル成分それぞれの横空間広がりを、前記スペクトル分散素子に入射する前記入力ビームの横空間広がりよりも小さくなるように変更するように構成された、１つまたは複数の光学素子と、
複数の前記分散後のスペクトル成分を受け取るように、また前記受け取ったスペクトル成分のうち、選択された出力経路に誘導すべき少なくとも１つかつ全部未満を選択するように傾動するように構成された反射面と
を備える装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、少なくとも１つのプリズムを備える、請求項２０に記載の装置。
前記１つまたは複数の光学素子が、異なる焦点距離を有し、かつほぼ前記焦点距離同士の和となる距離だけ分離された２つのレンズを備える、請求項２０に記載の装置。
前記スペクトル分散素子が、前記複数のスペクトル成分を、前記それぞれに対応する異なる角度で共通空間モードから分散させるように構成される、請求項２０に記載の装置。
前記スペクトル分散素子に供給される前記入力ビームを、導波路の導波空間モードから前記スペクトル分散素子に入射する前記共通空間モードに拡大するように構成された、１つまたは複数の光学素子をさらに備える、請求項２３に記載の装置。
前記反射面が、前記入力ビームを拡大するように構成された前記１つまたは複数の光学素子を少なくとも２度通過した後の前記複数の前記分散後のスペクトル成分を受け取るように配置される、請求項２４に記載の装置。