JP2012203112A - Wavelength selecting switch - Google Patents

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浩司 松本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength selecting switch which allows an enclosure to be made thin while securing a thickness of an optical bench.SOLUTION: The wavelength selecting switch includes: at least one input port 10a; a dispersion part 30 for chromatic dispersion of input light made incident from the input port 10a; a light condensing element 40 which condenses light subjected to chromatic dispersion in the dispersion part 30; a deflecting part 50 which deflects light condensed by the light condensing element 40; at least one output port 10c from which the light deflected by the deflecting part 50 is emitted as output light; an optical bench 70 which supports at least the dispersion part 30 and the light condensing element 40; and an enclosure 60 housing and holding the optical bench 70. The optical bench 70 is attached so that its supporting surface 70b supporting the dispersion part 30 and the light condensing element 40 crosses a surface having the largest projection area of the enclosure 60.

Description

本発明は、光通信用の波長選択スイッチに関するものである。   The present invention relates to a wavelength selective switch for optical communication.

光通信に用いられる従来の波長選択スイッチとして、例えば特許文献1に開示のものが知られている。図6は、特許文献1に開示された波長選択スイッチの概略構成を示す分解斜視図である。この波長選択スイッチでは、平板状の光学台100に波長選択スイッチの光学系を構成する各種の光学部品を搭載している。そして、光学系が搭載された光学台100を、筐体101内の底部に固定して、筐体101の上部開口部を蓋102で覆うことにより、筐体101を気密封止するようにしている。   As a conventional wavelength selective switch used for optical communication, for example, one disclosed in Patent Document 1 is known. FIG. 6 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the wavelength selective switch disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. In this wavelength selective switch, various optical components constituting the optical system of the wavelength selective switch are mounted on a plate-shaped optical bench 100. Then, the optical base 100 on which the optical system is mounted is fixed to the bottom of the casing 101, and the upper opening of the casing 101 is covered with the lid 102 so that the casing 101 is hermetically sealed. Yes.

特開2009−145887号公報JP 2009-145887

ところで、波長選択スイッチは、仕様の温度および湿度範囲において安定した動作を補償する必要がある。そのためには、光学系を構成する各種の光学部品を光学台100に精度良く配置することが重要である。しかし、その際、光学台100が薄いと、光学部品の取り付けによって光学台100に歪みや変形が生じて、所望の精度で光学部品を配置することが困難になる。また、所望の精度で光学部品を配置できたとしても、光学台100が薄いと、光学台100を筐体101の底部に、例えば一般的なビス締めによって固定する場合、同様に光学台100に歪みや変形が生じて、光学部品の配置精度を維持することが困難になる。そのため、光学台100は、ある程度の厚さを要することになる。   By the way, the wavelength selective switch needs to compensate for a stable operation in a specified temperature and humidity range. For this purpose, it is important to accurately arrange various optical components constituting the optical system on the optical bench 100. However, if the optical bench 100 is thin at that time, the optical bench 100 is distorted or deformed by the mounting of the optical components, and it becomes difficult to place the optical components with a desired accuracy. Even if the optical components can be arranged with a desired accuracy, if the optical bench 100 is thin, when the optical bench 100 is fixed to the bottom of the housing 101 by, for example, general screw tightening, the optical bench 100 is similarly attached. Distortion and deformation occur, making it difficult to maintain the placement accuracy of the optical components. Therefore, the optical bench 100 needs a certain thickness.

一方、波長選択スイッチは、筐体101の薄型化が要求される。ここで、図6の構成において、筐体101の厚さは、少なくとも、光学台100の厚さ、光学台100と筐体101との干渉を避けるためのクリアランス、光学部品の高さ、および、光学部品と蓋102との干渉を避けるためのクリアランス、の総和をカバーする必要がある。そのため、光学台100が厚いと、筐体101の薄型化が困難になる。   On the other hand, the wavelength selective switch is required to be thin. Here, in the configuration of FIG. 6, the thickness of the casing 101 is at least the thickness of the optical bench 100, the clearance for avoiding interference between the optical bench 100 and the casing 101, the height of the optical components, and It is necessary to cover the sum of clearances for avoiding interference between the optical component and the lid 102. Therefore, if the optical bench 100 is thick, it is difficult to reduce the thickness of the housing 101.

このように、従来の波長選択スイッチは、光学台100の厚さと、筐体101の薄型化とがトレードオフの関係にあり、両者を満足することが困難である。   Thus, in the conventional wavelength selective switch, there is a trade-off relationship between the thickness of the optical bench 100 and the thinning of the housing 101, and it is difficult to satisfy both.

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、光学台の厚さを確保しながら、筐体の薄型化が可能な波長選択スイッチを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a wavelength selective switch capable of reducing the thickness of the housing while ensuring the thickness of the optical bench.

上記目的を達成する本発明に係る波長選択スイッチの発明は、
少なくとも一つの入力ポートと、
該入力ポートから入射される入力光を波長分散する分散部と、
該分散部により波長分散される光を集光する集光素子と、
該集光素子により集光される光を偏向する偏向部と、
該偏向部で偏向された光を出力光として出射する少なくとも一つの出力ポートと、
少なくとも前記分散部および前記集光素子を支持する光学台と、
該光学台を収容保持する筐体と、を備え、
前記光学台は、前記分散部および前記集光素子を支持する支持面が、前記筐体の投影面積が最も大きい面に対して交差するように取り付けられている、
ことを特徴とするものである。
The invention of the wavelength selective switch according to the present invention that achieves the above object is as follows:
At least one input port;
A dispersion unit that wavelength-disperses input light incident from the input port;
A condensing element that condenses the light wavelength-dispersed by the dispersion unit;
A deflecting unit for deflecting light collected by the light collecting element;
At least one output port for emitting the light deflected by the deflecting unit as output light;
An optical bench that supports at least the dispersion section and the light collecting element;
A housing for accommodating and holding the optical bench,
The optical bench is attached so that a support surface that supports the dispersion unit and the light condensing element intersects a surface having the largest projected area of the housing.
It is characterized by this.

前記入力ポートおよび前記出力ポートは直線状に配列され、
前記偏向部は、前記入力ポートおよび前記出力ポートと前記集光素子との間において、前記光学台の前記支持面から突出した支持部に支持され、
前記支持部には、前記入力光および前記出力光を透過する光透過部が形成されている、のが好ましい。
The input port and the output port are arranged in a straight line,
The deflection unit is supported by a support unit protruding from the support surface of the optical bench between the input port and the output port and the light collecting element,
It is preferable that a light transmission part that transmits the input light and the output light is formed in the support part.

前記入力ポートおよび前記出力ポートと前記集光素子との間に一次集光点を形成する一次集光レンズをさらに備え、
前記支持部は、前記光透過部が前記一次集光点またはその近傍に位置するように配置され、
前記分散部、前記集光素子および前記偏向部は、
前記入力ポートからの前記入力光が、前記一次集光レンズおよび前記集光素子を経て前記分散部で分散され、該分散された光が前記集光素子を経て前記偏向部で偏向されて、前記分散部および前記集光素子を経て前記出力ポートから前記出力光として出射されるように配置されている、のが好ましい。
A primary condensing lens that forms a primary condensing point between the input port and the output port and the condensing element;
The support part is disposed so that the light transmission part is located at or near the primary condensing point,
The dispersion unit, the condensing element, and the deflecting unit are:
The input light from the input port is dispersed by the dispersion unit through the primary condenser lens and the condenser element, and the dispersed light is deflected by the deflection unit through the condenser element, It is preferable that the light is emitted as the output light from the output port via the dispersion unit and the light condensing element.

本発明によれば、光学台の厚さを確保しながら、筐体の薄型化が可能な波長選択スイッチを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the wavelength selective switch which can make a housing | casing thin can be provided, ensuring the thickness of an optical stand.

本発明の第1実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 1st Embodiment of this invention seeing from the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 本発明の第1実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向と直交する方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 1st Embodiment of this invention seeing from the direction orthogonal to the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 第1実施の形態に係る波長選択スイッチの光学ベースプレートの一変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the optical baseplate of the wavelength selective switch which concerns on 1st Embodiment. 第1実施の形態に係る波長選択スイッチの光学ベースプレートの他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the other modification of the optical baseplate of the wavelength selective switch which concerns on 1st Embodiment. 本発明の第2実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 2nd Embodiment of this invention seeing from the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 本発明の第2実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向と直交する方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 2nd Embodiment of this invention seeing from the direction orthogonal to the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 本発明の第3実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 3rd Embodiment of this invention seeing from the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 本発明の第3実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を分散部による波長分散方向と直交する方向から見て示す図である。It is a figure which shows the structure of the principal part of the wavelength selective switch which concerns on 3rd Embodiment of this invention seeing from the direction orthogonal to the wavelength dispersion direction by a dispersion | distribution part. 第3実施の形態の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of 3rd Embodiment. 従来の波長選択スイッチの概略構成を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the conventional wavelength selective switch.

以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施の形態)
図1Aおよび図1Bは、本発明の第1実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を模式的に示す図である。図1Aは波長選択スイッチを分散部による波長分散方向から見た図であり、図1Bは波長選択スイッチを分散部による波長分散方向と直交する方向から見た図である。なお、以下の説明では、便宜上、図1Aを正面側とし、図1Bを平面側とする。
(First embodiment)
1A and 1B are diagrams schematically showing a configuration of a main part of the wavelength selective switch according to the first embodiment of the present invention. 1A is a diagram of the wavelength selective switch as viewed from the wavelength dispersion direction by the dispersion unit, and FIG. 1B is a diagram of the wavelength selective switch as viewed from the direction orthogonal to the wavelength dispersion direction by the dispersion unit. In the following description, for convenience, FIG. 1A is the front side, and FIG. 1B is the plane side.

この波長選択スイッチは、1つの入力ポート10a、4つの出力ポート10b−10e、マイクロレンズアレイ20、分散部30、集光素子である集光レンズ40、偏向部50および筐体60を備える。図1A及び図1Bは、筐体60の内部の構成を示すため、図1Aでは筐体60の正面板60aを除去しており、図1Bでは筐体60の上面板60bを除去している。また、図1A及び図1Bにおいて、分散部30による波長分散方向をX方向、分散部30の波長分散により分散光が空間的に広がる面に対して垂直な方向をY方向、X方向およびY方向と直交する方向をZ方向とする。なお、現実の波長選択スイッチの光路中に、図示しないミラー、プリズム等の偏向部材が光路を折り曲げるために配置されている場合には、X方向、Y方向およびZ方向との説明は、このような偏向部材が無いものとした仮想的な光学系を前提として用いられることとする。   This wavelength selective switch includes one input port 10a, four output ports 10b-10e, a microlens array 20, a dispersion unit 30, a condensing lens 40 that is a condensing element, a deflecting unit 50, and a housing 60. 1A and 1B show the internal configuration of the housing 60, the front plate 60a of the housing 60 is removed in FIG. 1A, and the upper surface plate 60b of the housing 60 is removed in FIG. 1B. Further, in FIGS. 1A and 1B, the chromatic dispersion direction by the dispersion unit 30 is the X direction, and the directions perpendicular to the surface where the dispersed light is spatially spread by the chromatic dispersion of the dispersion unit 30 are the Y direction, the X direction, and the Y direction. The direction orthogonal to the Z direction is taken as the Z direction. In the actual optical path of the wavelength selective switch, when a deflecting member (not shown) such as a mirror or a prism is arranged to bend the optical path, the explanation of the X direction, the Y direction, and the Z direction is as described above. It is assumed that a virtual optical system without any deflecting member is used.

入力ポート10aおよび出力ポート10b−10eは、Y方向に直線状に配列されている。以下、説明の便宜上、入力ポート10aおよび出力ポート10b−10eを、適宜、入出力ポート10とまとめて表記する。入出力ポート10には、それぞれ光ファイバの端部が保持されている。なお、光ファイバは、図面を明瞭とするため、図示を省略してある。マイクロレンズアレイ20は、入出力ポート10と対応する球面または非球面のマイクロレンズ21a−21eとを備える。   The input port 10a and the output ports 10b-10e are arranged linearly in the Y direction. Hereinafter, for convenience of description, the input port 10a and the output ports 10b-10e are collectively referred to as the input / output port 10 as appropriate. Each input / output port 10 holds an end portion of an optical fiber. The optical fiber is not shown for the sake of clarity. The microlens array 20 includes spherical or aspherical microlenses 21a-21e corresponding to the input / output ports 10.

入力ポート10aから出射される波長分割多重された光信号(入力光)は、マイクロレンズアレイ20の対応するマイクロレンズ21aにより平行光に変換されて分散部30に入射される。   The wavelength division multiplexed optical signal (input light) emitted from the input port 10 a is converted into parallel light by the corresponding microlens 21 a of the microlens array 20 and is incident on the dispersion unit 30.

分散部30は、例えば透過型グレーティングからなる分散素子31を有し、入力ポート10aからの入力光を波長毎の光信号に分散する。図1Bは、分散部30が、入力光を5波長の波長毎の光信号に分散可能な場合を例示している。本実施の形態では、分散される波長を5波長のみ例示しているが、この数に限定されるものではない。   The dispersion unit 30 includes a dispersion element 31 made of, for example, a transmissive grating, and disperses input light from the input port 10a into optical signals for each wavelength. FIG. 1B illustrates a case where the dispersion unit 30 can disperse input light into optical signals for each of five wavelengths. In the present embodiment, only five wavelengths to be dispersed are illustrated, but the number is not limited to this number.

集光レンズ40は、その前側焦点位置が分散素子31の分散基点にほぼ一致するように配置されて、分散部30で波長分散された光信号を偏向部50に集光する。ここで、入力光が複数の離散的な波長で波長分割多重されている場合は、波長分散された光信号は、偏向部50に波長毎に分離して集光する。また、集光レンズ40により集光される複数の光信号は、波長分散方向に対して垂直な方向から見たときに、偏向部50に対してほぼ垂直に入射することが好ましい。   The condensing lens 40 is arranged so that the front focal position thereof substantially coincides with the dispersion base point of the dispersion element 31, and condenses the optical signal wavelength-dispersed by the dispersion unit 30 on the deflection unit 50. Here, when the input light is wavelength division multiplexed with a plurality of discrete wavelengths, the wavelength-dispersed optical signal is condensed on the deflecting unit 50 for each wavelength and condensed. In addition, it is preferable that the plurality of optical signals collected by the condenser lens 40 enter the deflection unit 50 substantially perpendicularly when viewed from a direction perpendicular to the wavelength dispersion direction.

偏向部50は、分散部30の波長分散方向に直線状に配列された複数の偏向素子を備える。本実施の形態では、偏向部50は、5つの偏向素子51a−51eを備える場合を例示しているが、この数に限定されない。偏向素子51a−51eは、分散部30により分散される5波長に対応しており、各々独立して駆動可能に構成されている。これにより、偏向部50に入射する波長毎の光信号がそれぞれ偏向される。このようなアレイ状の偏向素子51a−51eを備える偏向部50は、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、液晶素子、光学結晶などを用いて構成される。   The deflecting unit 50 includes a plurality of deflecting elements arranged linearly in the wavelength dispersion direction of the dispersing unit 30. In the present embodiment, the deflecting unit 50 is illustrated as including five deflecting elements 51a to 51e, but is not limited to this number. The deflection elements 51a to 51e correspond to the five wavelengths dispersed by the dispersion unit 30, and are configured to be independently driven. Thereby, the optical signal for each wavelength incident on the deflecting unit 50 is deflected. The deflection unit 50 including such array-shaped deflection elements 51a to 51e is configured using, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror, a liquid crystal element, an optical crystal, or the like.

偏向部50により偏向された波長毎の光信号は、集光レンズ40および分散部30を経て、所望の出力ポート10b−10eへそれぞれ出力光として入射される。図1Aは、出力ポート10cへ出力光が入射される場合を例示している。   The optical signals for each wavelength deflected by the deflecting unit 50 enter the desired output ports 10b-10e as output light through the condenser lens 40 and the dispersing unit 30, respectively. FIG. 1A illustrates a case where output light is incident on the output port 10c.

筐体60は、正面板60a、上面板60b、左右の側面板60c,60d、背面板60eおよび底面板60fを有し、正面板60a、左右の側面板60c,60dおよび背面板60eの面積(投影面積)に対して、上面板60bおよび底面板60fの面積(投影面積)が大きくなっている。なお、筐体60の各面の名称は、図1Aを正面側とした場合の便宜上のものである。また、図1Aは、正面板60aを除去して示した図であり、図1Bは、上面板60bを除去して示した図である。本実施の形態に係る波長選択スイッチにおいては、筐体60の背面板60eに、上述した入出力ポート10、分散部30、集光レンズ40および偏向部50が支持された、光学台である光学ベースプレート70が取り付けられる。   The housing 60 includes a front plate 60a, a top plate 60b, left and right side plates 60c and 60d, a back plate 60e, and a bottom plate 60f. The area of the front plate 60a, the left and right side plates 60c and 60d, and the back plate 60e ( The area (projected area) of the top plate 60b and the bottom plate 60f is larger than the projected area). In addition, the name of each surface of the housing | casing 60 is a thing for convenience when FIG. 1A is made into the front side. 1A is a view showing the front plate 60a removed, and FIG. 1B is a view showing the top plate 60b removed. In the wavelength selective switch according to the present embodiment, an optical stage which is an optical stage in which the input / output port 10, the dispersion unit 30, the condenser lens 40, and the deflection unit 50 are supported on the back plate 60 e of the housing 60. A base plate 70 is attached.

光学ベースプレート70は、線膨張率が比較的小さい、例えば金属やガラス等により形成され、背面板60eに設けられた複数(図では2個)の支持台61に、ビス62により取り付けられる。つまり、光学ベースプレート70は、投影面積の最も大きい上面板60bや底面板60fに対して、後述する支持面70a,70b,70cが交差するように、好ましくは直交するように、背面板60eに取り付けられている。本実施の形態では、容易に光学ベースプレート70と筺体60の背面板60eを締結するためにビス62を用いているがこれに限定されるものではなく、接着剤を用いて締結しても良い。また、ビス62の数量に関しても限定されるものではない。   The optical base plate 70 is formed of, for example, metal or glass having a relatively low linear expansion coefficient, and is attached to a plurality of (two in the drawing) support bases 61 provided on the back plate 60e by screws 62. In other words, the optical base plate 70 is attached to the back plate 60e so that support surfaces 70a, 70b, and 70c, which will be described later, intersect with the top plate 60b and the bottom plate 60f having the largest projected area, and preferably orthogonal to each other. It has been. In the present embodiment, the screws 62 are used to easily fasten the optical base plate 70 and the back plate 60e of the housing 60, but the present invention is not limited to this, and it may be fastened using an adhesive. Further, the number of screws 62 is not limited.

ここで、入出力ポート10は、ポート支持基板11を介して入出力ユニット基板12に接着等により固定される。また、マイクロレンズアレイ20は、マイクロレンズ21a−21eが入出力ポート10の各ポート10a−10eと対応するように、入出力ユニット基板12に接着等により固定される。そして、入出力ポート10およびマイクロレンズアレイ20が固定された入出力ユニット基板12が、接着等により光学ベースプレート70の支持面70aに固定される。つまり、入出力ポート10およびマイクロレンズアレイ20は、ユニット化されて光学ベースプレート70に支持される。本実施形態では、組み立て易さを考慮して、入出力ポート10とマイクロレンズアレイ20をポート支持基盤11およびユニット基盤12を用いてユニット化されて、光学ベースプレートに支持されているが、ユニット化せず、ポート支持基盤11およびユニット基盤12を用いることなく、直接、光学ベースプレートに支持される構成でも良い。   Here, the input / output port 10 is fixed to the input / output unit substrate 12 by bonding or the like via the port support substrate 11. The microlens array 20 is fixed to the input / output unit substrate 12 by bonding or the like so that the microlenses 21 a to 21 e correspond to the ports 10 a to 10 e of the input / output port 10. The input / output unit substrate 12 to which the input / output port 10 and the microlens array 20 are fixed is fixed to the support surface 70a of the optical base plate 70 by adhesion or the like. That is, the input / output port 10 and the microlens array 20 are unitized and supported by the optical base plate 70. In the present embodiment, in consideration of ease of assembly, the input / output port 10 and the microlens array 20 are unitized using the port support base 11 and the unit base 12 and supported by the optical base plate. Without using the port support base 11 and the unit base 12, the optical base plate may be directly supported.

また、分散部30を構成する分散素子31は、光学ベースプレート70の支持面70bに支持される。分散素子31は、光学ベースプレート70の支持面70bに接着等により固定される。集光レンズ40および偏向部50は、それぞれ光学ベースプレート70の支持面70cに接着等により固定される。偏向部50に接続されたフレキシブル基板52は、底面板60fに形成された取り出し口60gを通して外部に導出される。筺体60の内部の封止性能を保つために取り出し口60gとフレキシブル基板52の隙間は封止剤63で埋められている。   Further, the dispersion element 31 constituting the dispersion unit 30 is supported by the support surface 70 b of the optical base plate 70. The dispersive element 31 is fixed to the support surface 70b of the optical base plate 70 by adhesion or the like. The condenser lens 40 and the deflecting unit 50 are respectively fixed to the support surface 70c of the optical base plate 70 by adhesion or the like. The flexible substrate 52 connected to the deflection unit 50 is led out to the outside through a takeout port 60g formed in the bottom plate 60f. In order to maintain the sealing performance inside the housing 60, the gap between the outlet 60 g and the flexible substrate 52 is filled with a sealing agent 63.

なお、光学ベースプレート70は、図2Aおよび図2Bに示すように複数の部材に分けて構成することが可能である。その際、複数の部材は、図2Aに示すように接着剤で連結したり、図2Bに示すように、ビス65で連結したり、様々な連結方法により連結することが可能である。   The optical base plate 70 can be divided into a plurality of members as shown in FIGS. 2A and 2B. At that time, the plurality of members can be connected with an adhesive as shown in FIG. 2A, connected with a screw 65 as shown in FIG. 2B, or connected by various connecting methods.

図1Bに示すように、光学ベースプレート70は、集光レンズ40の光軸と支持面70cとがほぼ平行となるように、分散部30、集光レンズ40および偏向部50の支持面70cに対して、入出力ユニット基板12の支持面70aが傾斜した屈曲形状に形成されている。そのため、筐体60の背面板60eも、光学ベースプレート70の屈曲形状に合わせて屈曲させている。しかし、背面板60eは、支持台61を長くして、正面板60aと平行な平坦形状とすることにより、筐体60の全体を矩形の箱状とすることも可能である。なお、図1Aは、図面を明瞭とするために、分散部30に対して入力ポート10aからの入力光が垂直に入射し、かつ分散部30から出力光が垂直に射出して、入出力ポート10、マイクロレンズアレイ20、分散部30、集光レンズ40および偏向部50がZ方向に直線状に並ぶように図示している。   As shown in FIG. 1B, the optical base plate 70 is located with respect to the support surface 70c of the dispersion unit 30, the condensing lens 40, and the deflection unit 50 so that the optical axis of the condensing lens 40 and the support surface 70c are substantially parallel. Thus, the support surface 70a of the input / output unit substrate 12 is formed in an inclined bent shape. Therefore, the back plate 60 e of the housing 60 is also bent according to the bent shape of the optical base plate 70. However, the back plate 60e can be formed in a rectangular box shape as a whole by making the support base 61 longer and having a flat shape parallel to the front plate 60a. In FIG. 1A, in order to clarify the drawing, input light from the input port 10a is vertically incident on the dispersion unit 30, and output light is emitted from the dispersion unit 30 vertically, so that the input / output port 10, the microlens array 20, the dispersion | distribution part 30, the condensing lens 40, and the deflection | deviation part 50 are illustrated so that it may rank with a linear form in a Z direction.

上述したように、本実施の形態では、光学ベースプレート70を、投影面積の最も大きい上面板60bや底面板60fに対して、支持面70a,70b,70cが交差するように、背面板60eに取り付けている。したがって、筐体60の高さ(厚さ)を大きくすることなく、光学ベースプレート70の必要な厚さを容易に確保することができるので、筐体60を容易に薄型化することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the optical base plate 70 is attached to the back plate 60e so that the support surfaces 70a, 70b, and 70c intersect the top plate 60b and the bottom plate 60f having the largest projected area. ing. Therefore, since the required thickness of the optical base plate 70 can be easily ensured without increasing the height (thickness) of the housing 60, the housing 60 can be easily reduced in thickness. .

なお、図1Aには、1つの入力ポート10aと4つの出力ポート10b−10eとが例示されているが、入力ポート10aが出力ポートとなり、出力ポート10b−10eが入力ポートとなる場合もある。また、入力ポートおよび出力ポートの数は、例示に限らず適宜設定される。つまり、本発明に係る波長選択スイッチは、上述したように、波長分割多重された入力光を波長毎に分散して出力する場合に限らず、波長毎の複数の入力光を多重して出力するように使用される場合もある。また、入力ポートおよび出力ポートは、一箇所にアレイ状に配列される場合に限らず、入力ポートと出力ポートとが空間的に分離して異なる箇所に配置される場合もある。   Although FIG. 1A illustrates one input port 10a and four output ports 10b-10e, the input port 10a may be an output port and the output port 10b-10e may be an input port. Also, the numbers of input ports and output ports are set as appropriate without being limited to the examples. In other words, as described above, the wavelength selective switch according to the present invention is not limited to the case where the wavelength division multiplexed input light is dispersed and outputted for each wavelength, and a plurality of input lights for each wavelength are multiplexed and outputted. May be used as well. In addition, the input port and the output port are not limited to being arranged in an array at one place, and the input port and the output port may be arranged at different places by being spatially separated.

(第2実施の形態)
図3Aおよび図3Bは、本発明の第2実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を模式的に示す図である。なお、図3Aおよび図3Bは、図1Aおよび図1Bに対応しており、図1Aおよび図1Bに示した構成要素と同一作用をなす構成要素には、同一参照符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams schematically showing a configuration of a main part of the wavelength selective switch according to the second embodiment of the present invention. 3A and FIG. 3B correspond to FIG. 1A and FIG. 1B, and the same reference numerals are given to the same components as those shown in FIG. 1A and FIG. To do.

本実施の形態に係る波長選択スイッチは、図1Aおよび図1Bに示した構成において、集光レンズ40と偏向部50との間の光路中に折り曲げミラー80を配置して、光路を底面板60f側にほぼ90度折り曲げるようにしたものである。折り曲げミラー80は、接着等により光学ベースプレート70の支持面70cに固着される。また、偏向部50は、折り曲げミラー80で反射された分散光が偏向素子51a−51eに入射するように、第1実施の形態の場合の姿勢に対してほぼ90度回転させた姿勢で、光学ベースプレート70の支持面70cに接着等により固着される。つまり、偏向部50は、偏向素子51a−51eの配列方向が底面板60fとほぼ平行となるように、光学ベースプレート70に支持される。また、偏向部50のフレキシブル基板52は、側面板60dに形成された取り出し口60hを通して外部に導出される。筺体60の内部の封止性能を保つために取り出し口60hとフレキシブル基板52の隙間は封止剤63で埋められている。   In the wavelength selective switch according to the present embodiment, in the configuration shown in FIGS. 1A and 1B, a bending mirror 80 is disposed in the optical path between the condenser lens 40 and the deflecting unit 50, and the optical path is changed to the bottom plate 60f. It is bent approximately 90 degrees to the side. The bending mirror 80 is fixed to the support surface 70c of the optical base plate 70 by adhesion or the like. In addition, the deflecting unit 50 is optically rotated in a posture rotated by approximately 90 degrees with respect to the posture in the first embodiment so that the dispersed light reflected by the bending mirror 80 is incident on the deflecting elements 51a-51e. It is fixed to the support surface 70c of the base plate 70 by adhesion or the like. That is, the deflection unit 50 is supported by the optical base plate 70 so that the arrangement direction of the deflection elements 51a to 51e is substantially parallel to the bottom plate 60f. Further, the flexible substrate 52 of the deflection unit 50 is led out to the outside through the takeout port 60h formed in the side plate 60d. In order to maintain the sealing performance inside the housing 60, the gap between the outlet 60 h and the flexible substrate 52 is filled with a sealing agent 63.

このように、本実施の形態では、第1実施の形態の構成において、偏向部50の偏向素子51a−51eの配列方向が底面板60fとほぼ平行となるように、偏向部50を光学ベースプレート70に支持している。したがって、偏向素子51a−51eの配列方向(X方向)およびそれと直交するZ方向における偏向部50の大きさに制限がなくなるので、第1実施の形態の効果に加えて、波長分割数すなわちポート数の増加にも容易に対処することができる。   As described above, in this embodiment, in the configuration of the first embodiment, the deflecting unit 50 is disposed on the optical base plate 70 so that the arrangement direction of the deflecting elements 51a to 51e of the deflecting unit 50 is substantially parallel to the bottom plate 60f. I support it. Accordingly, the size of the deflecting unit 50 in the arrangement direction (X direction) of the deflecting elements 51a-51e and the Z direction orthogonal thereto is not limited, and in addition to the effect of the first embodiment, the number of wavelength divisions, that is, the number of ports Can be easily dealt with.

(第3実施の形態)
図4Aおよび図4Bは、本発明の第3実施の形態に係る波長選択スイッチの要部の構成を模式的に示す図である。なお、図4Aおよび図4Bは、図1Aおよび図1Bに対応しているが、図4Aは図4Bの光学系を展開して示している。以下の説明では、図1Aおよび図1Bに示した構成要素と同一作用をなす構成要素には、同一参照符号を付して詳細な説明を省略する。
(Third embodiment)
FIG. 4A and FIG. 4B are diagrams schematically illustrating a configuration of a main part of the wavelength selective switch according to the third embodiment of the present invention. 4A and 4B correspond to FIGS. 1A and 1B, but FIG. 4A shows the optical system of FIG. 4B in an expanded state. In the following description, the same reference numerals are assigned to components having the same functions as those shown in FIGS. 1A and 1B, and detailed description thereof is omitted.

本実施の形態に係る波長選択スイッチにおいては、入力ポート10aから出射される波長分割多重された光信号(入力光)を、対応するマイクロレンズ21aにより平行光に変換した後、一次集光レンズ41により集光点Fを経て集光レンズ40に入射させる。   In the wavelength selective switch according to the present embodiment, a wavelength division multiplexed optical signal (input light) emitted from the input port 10a is converted into parallel light by the corresponding microlens 21a, and then the primary condenser lens 41. Thus, the light enters the condenser lens 40 through the condensing point F.

集光レンズ40は、その前側焦点位置が一次集光レンズ41による入力光の集光点Fの前後近傍に位置するように配置され、集光点Fを経て入射する入力ポート10aからの入力光を分散部30に入射させる。   The condensing lens 40 is disposed so that its front focal position is located in the vicinity of the front and rear of the condensing point F of the input light by the primary condensing lens 41, and the input light from the input port 10a that enters through the condensing point F. Is incident on the dispersion unit 30.

分散部30は、透過型グレーティングからなる分散素子31と反射素子である折返しミラー33とを備え、分散素子31による分散光を折返しミラー33により反射させて再び分散素子31に入射させるリットマン・メトカルフ構造を有している。分散素子31は、その分散基点が集光レンズ40の後側焦点位置近傍に位置するように配置される。   The dispersion unit 30 includes a dispersion element 31 made of a transmissive grating and a folding mirror 33 that is a reflection element, and reflects light dispersed by the dispersion element 31 by the folding mirror 33 so as to be incident on the dispersion element 31 again. have. The dispersive element 31 is disposed so that the dispersive base point is located in the vicinity of the rear focal position of the condenser lens 40.

分散部30により波長分散されて射出される光は、集光レンズ40により集光され、反射プリズム81によりほぼ90度偏向されて、偏向部50の波長に対応する偏向素子51a−51eに入射される。そして、偏向素子51a−51eにより各々独立して偏向されて、反射プリズム81、集光レンズ40、分散部30、集光レンズ40および一次集光レンズ41を経て、所望の出力ポート10b−10eへ出力光として入射される。なお、図4Aは、分散部30による分散光の1つが出力ポート10cに入射される場合を例示しており、図4Bは、分散部30により3つの波長に分散された場合を例示している。   The light emitted after being wavelength-dispersed by the dispersion unit 30 is collected by the condenser lens 40, is deflected by approximately 90 degrees by the reflecting prism 81, and is incident on the deflection elements 51a-51e corresponding to the wavelength of the deflection unit 50. The Then, the light is deflected independently by each of the deflecting elements 51a to 51e, and passes through the reflecting prism 81, the condensing lens 40, the dispersion unit 30, the condensing lens 40, and the primary condensing lens 41 to the desired output port 10b-10e. Incident as output light. 4A illustrates the case where one of the dispersed lights from the dispersion unit 30 is incident on the output port 10c, and FIG. 4B illustrates the case where the dispersion unit 30 disperses the light into three wavelengths. .

上記構成において、入出力ポート10およびマイクロレンズアレイ20は、第1実施の形態と同様に入出力ユニット基板12にユニット化されて、光学ベースプレート70の支持面70dの一端部に支持される。一次集光レンズ41および集光レンズ40は、各々の光軸が支持面70dとほぼ平行となるように、光学ベースプレート70の支持面70dに接着等により固定される。   In the above configuration, the input / output port 10 and the microlens array 20 are unitized on the input / output unit substrate 12 as in the first embodiment, and supported by one end of the support surface 70d of the optical base plate 70. The primary condensing lens 41 and the condensing lens 40 are fixed to the support surface 70d of the optical base plate 70 by adhesion or the like so that each optical axis is substantially parallel to the support surface 70d.

分散部30を構成する分散素子31は、光学ベースプレート70の支持面70dの他端部に、支持面70cからほぼ垂直に延在する先端部の支持面70eに支持される。また、折返しミラー33は、光学ベースプレート70の支持面70dに支持される。分散素子31は、光学ベースプレート70の支持面70dに接着等により固定される。同様に、折返しミラー33は、接着等により支持面70dに固定される。   The dispersion element 31 constituting the dispersion part 30 is supported by the other end part of the support surface 70d of the optical base plate 70 on the support surface 70e at the tip part extending substantially perpendicularly from the support surface 70c. Further, the folding mirror 33 is supported by the support surface 70 d of the optical base plate 70. The dispersion element 31 is fixed to the support surface 70d of the optical base plate 70 by adhesion or the like. Similarly, the folding mirror 33 is fixed to the support surface 70d by adhesion or the like.

反射プリズム81および偏向部50は、一次集光レンズ41と集光レンズ40との間において、光学ベースプレート70の支持面70dからほぼ垂直に突出して形成された支持部71の支持面71aにそれぞれ接着等により固定されて、光学ベースプレート70に支持される。なお、支持部71は、一次集光レンズ41による一次集光点またはその近傍の光路を横切るように光学ベースプレート70に形成されており、入出力ポート10に対する入力光および出力光が透過する部分には、光透過部としての開口部71bが形成されている。   The reflecting prism 81 and the deflecting unit 50 are respectively bonded to the support surface 71a of the support unit 71 formed so as to protrude substantially perpendicularly from the support surface 70d of the optical base plate 70 between the primary condensing lens 41 and the condensing lens 40. Etc., and is supported by the optical base plate 70. The support portion 71 is formed on the optical base plate 70 so as to cross the primary condensing point by the primary condensing lens 41 or an optical path near the primary condensing point 41, and in a portion through which input light and output light to the input / output port 10 are transmitted. Has an opening 71b as a light transmitting portion.

そして、光学ベースプレート70は、第1実施の形態と同様に、投影面積の最も大きい上面板60bや底面板60fに対して、支持面70d、70e、71aが交差するように、好ましくは直交するように、背面板60eに設けられた支持台61に、ビス62により取り付けられる。なお、図4Aは、入出力ポート10と反射プリズム81との間で、入力光および出力光が作用する光学要素をZ方向に直線状に展開して図示している。   As in the first embodiment, the optical base plate 70 is preferably orthogonal to the upper surface plate 60b and the bottom surface plate 60f having the largest projected area so that the support surfaces 70d, 70e, 71a intersect. In addition, the screw 62 is attached to a support base 61 provided on the back plate 60e. 4A shows an optical element on which input light and output light act between the input / output port 10 and the reflecting prism 81 in a linear form in the Z direction.

本実施の形態によると、光学ベースプレート70を背面板60eに取り付けるので、上記実施の形態と同様に、筐体60の高さ(厚さ)を大きくすることなく、光学ベースプレート70の必要な厚さを容易に確保することができるので、筐体60を容易に薄型化することが可能となる。   According to this embodiment, since the optical base plate 70 is attached to the back plate 60e, the required thickness of the optical base plate 70 is increased without increasing the height (thickness) of the housing 60, as in the above-described embodiment. Therefore, it is possible to easily reduce the thickness of the housing 60.

また、本実施の形態において、入力ポート10aからの入力光は、一次集光レンズ41および集光レンズ40を経てリットマン・メトカルフ構造を有する分散部30で波長分散された後、反射プリズム81を経て偏向部50で偏向される。そして、偏向された光は、反射プリズム81、分散部30、集光レンズ40および一次集光レンズ41を経て出力ポート10cから出力される。しかも、反射プリズム81および偏向部50を支持する支持部71は、一次集光レンズ41による一次集光点またはその近傍の光路を横切る位置に配置されているので、入力光および出力光を透過させる開口部71bを小さくでき、その結果、支持部71自体を小さくできる。したがって、全体としてコンパクトな構成でありながら、分散光路中での分散光の空間的な広がり幅を大きくできて、出力光のS/Nの向上、クロストークの低減が図れる。   Further, in the present embodiment, the input light from the input port 10a is wavelength-dispersed by the dispersion unit 30 having the Littman-Metcalf structure through the primary condenser lens 41 and the condenser lens 40, and then through the reflecting prism 81. It is deflected by the deflecting unit 50. The deflected light is output from the output port 10 c via the reflecting prism 81, the dispersion unit 30, the condenser lens 40, and the primary condenser lens 41. In addition, since the support portion 71 that supports the reflecting prism 81 and the deflecting portion 50 is disposed at a position crossing the primary condensing point by the primary condensing lens 41 or the optical path in the vicinity thereof, it transmits the input light and the output light. The opening 71b can be reduced, and as a result, the support 71 itself can be reduced. Therefore, while having a compact configuration as a whole, the spatial spread width of the dispersed light in the dispersed optical path can be increased, and the S / N of the output light can be improved and the crosstalk can be reduced.

また、偏向部50は、その偏向素子51a−51eの配列方向が底面板60fとほぼ平行となるように支持部71に支持されるので、第2実施の形態と同様に、波長分割数すなわちポート数の増加にも容易に対処することができる。   Further, since the deflection unit 50 is supported by the support unit 71 so that the arrangement direction of the deflection elements 51a-51e is substantially parallel to the bottom plate 60f, the number of wavelength divisions, that is, the port, is the same as in the second embodiment. The increase in the number can be easily dealt with.

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、第3実施の形態において、反射プリズム81を省略して、分散部30で波長分散された光を直接、偏向部50で偏向するように、偏向部50を支持部71に支持することもできる。また、支持部71に形成する開口部71bは、各種の孔形状であってもよいし、筐体60の上面板60b側あるいは底面板60f側が開放された切り欠き形状であってもよい。   In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Many deformation | transformation or a change is possible. For example, in the third embodiment, the reflecting prism 81 may be omitted, and the deflecting unit 50 may be supported by the supporting unit 71 so that the light wavelength-dispersed by the dispersing unit 30 is directly deflected by the deflecting unit 50. it can. Further, the opening 71b formed in the support portion 71 may have various hole shapes, or may have a notch shape in which the upper surface plate 60b side or the bottom surface plate 60f side of the housing 60 is opened.

また、開口部71bは、入力光および出力光を透過させればよいので、支持部71の全体をガラス等の透明部材で形成することもできる。あるいは、図4に示すように、光学ベースプレート70の一端部にブロック状の支柱72を形成し、その正面側支持面72aに、入出力ポート10およびマイクロレンズアレイ20をユニット化した入出力ユニット基板12を取り付け、側面側支持面72bに反射プリズム81および偏向部50(図示せず)、あるいは偏向部50のみを取り付けて、入力光および出力光の光路を支柱72から離れて設定することもできる。   Moreover, since the opening part 71b should just permeate | transmit input light and output light, the whole support part 71 can also be formed with transparent members, such as glass. Alternatively, as shown in FIG. 4, an input / output unit substrate in which a block-like column 72 is formed at one end of the optical base plate 70 and the input / output port 10 and the microlens array 20 are unitized on the front support surface 72a. 12 and the reflecting prism 81 and the deflecting unit 50 (not shown) or only the deflecting unit 50 are attached to the side support surface 72b, and the optical paths of the input light and the output light can be set away from the support column 72. .

さらに、分散部30および集光レンズ40は、他の光学部品と比較して部品の投影面積が比較的大きく、かつ部品のレイアウトが制約されるので、少なくとも分散部30および集光レンズ40を背面板60eに取り付けられる光学ベースプレート70に支持し、他の光学部品は、例えば底面板60fに取り付けられる他の光学ベースプレートに支持するように構成することもできる。   Further, since the dispersion unit 30 and the condensing lens 40 have a relatively large projected area of parts compared to other optical parts and the layout of the parts is restricted, at least the dispersal unit 30 and the condensing lens 40 are arranged in the back. The optical base plate 70 attached to the face plate 60e may be supported, and other optical components may be configured to be supported by another optical base plate attached to the bottom plate 60f, for example.

また、集光レンズ40は、集光作用を奏すればよく、集光ミラーや、回折型集光素子等を用いることができる。また、各実施の形態において、マイクロレンズアレイ20は、必ずしも配置されなくても構わない。また、分散部は、透過型分散素子や、リットマン・メトカルフ構造に限られず、反射型回折格子、Grism、スーパープリズム等を用いることもできる。   Moreover, the condensing lens 40 should just have a condensing effect | action, A condensing mirror, a diffraction type condensing element, etc. can be used. Moreover, in each embodiment, the microlens array 20 does not necessarily need to be arranged. Further, the dispersion section is not limited to a transmission type dispersion element or a Littman-Metcalf structure, and a reflection type diffraction grating, Grism, super prism, or the like can also be used.

10a 入力ポート
10b−10e 出力ポート
30 分散部
31 分散素子
33 折り返しミラー
40 集光レンズ
41 一次集光レンズ
50 偏向部
51a−51e 偏向素子
60 筐体
60b 上面板
60c,60d 側面板
60e 背面板
60f 底面板
61 支持台
62 ビス
63 封止剤
65 ビス
70 光学ベースプレート
70a,70b,70c、70d、70e 支持面
71 支持部
71a 支持面
71b 開口部
80 折り曲げミラー
81 反射プリズム
10a Input port 10b-10e Output port 30 Dispersion part 31 Dispersion element 33 Folding mirror 40 Condensing lens 41 Primary condensing lens 50 Deflection part 51a-51e Deflection element 60 Housing 60b Top plate 60c, 60d Side plate 60e Back plate 60f Bottom Face plate 61 Support base 62 Screw
63 Sealant 65 Screw 70 Optical base plate 70a, 70b, 70c, 70d, 70e Support surface 71 Support portion 71a Support surface 71b Opening portion 80 Bending mirror 81 Reflective prism

Claims (3)

少なくとも一つの入力ポートと、
該入力ポートから入射される入力光を波長分散する分散部と、
該分散部により波長分散される光を集光する集光素子と、
該集光素子により集光される光を偏向する偏向部と、
該偏向部で偏向された光を出力光として出射する少なくとも一つの出力ポートと、
少なくとも前記分散部および前記集光素子を支持する光学台と、
該光学台を収容保持する筐体と、を備え、
前記光学台は、前記分散部および前記集光素子を支持する支持面が、前記筐体の投影面積が最も大きい面に対して交差するように取り付けられている、
ことを特徴とする波長選択スイッチ。
At least one input port;
A dispersion unit that wavelength-disperses input light incident from the input port;
A condensing element that condenses the light wavelength-dispersed by the dispersion unit;
A deflecting unit for deflecting light collected by the light collecting element;
At least one output port for emitting the light deflected by the deflecting unit as output light;
An optical bench that supports at least the dispersion section and the light collecting element;
A housing for accommodating and holding the optical bench,
The optical bench is attached so that a support surface that supports the dispersion unit and the light condensing element intersects a surface having the largest projected area of the housing.
A wavelength selective switch characterized by that.
前記入力ポートおよび前記出力ポートは直線状に配列され、
前記偏向部は、前記入力ポートおよび前記出力ポートと前記集光素子との間において、前記光学台の前記支持面から突出した支持部に支持され、
前記支持部には、前記入力光および前記出力光を透過する光透過部が形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の波長選択スイッチ。
The input port and the output port are arranged in a straight line,
The deflection unit is supported by a support unit protruding from the support surface of the optical bench between the input port and the output port and the light collecting element,
The support portion is formed with a light transmission portion that transmits the input light and the output light.
The wavelength selective switch according to claim 1.
前記入力ポートおよび前記出力ポートと前記集光素子との間に一次集光点を形成する一次集光レンズをさらに備え、
前記支持部は、前記光透過部が前記一次集光点またはその近傍に位置するように配置され、
前記分散部、前記集光素子および前記偏向部は、
前記入力ポートからの前記入力光が、前記一次集光レンズおよび前記集光素子を経て前記分散部で分散され、該分散された光が前記集光素子を経て前記偏向部で偏向されて、前記分散部および前記集光素子を経て前記出力ポートから前記出力光として出射されるように配置されている、
ことを特徴とする請求項2に記載の波長選択スイッチ。
A primary condensing lens that forms a primary condensing point between the input port and the output port and the condensing element;
The support part is disposed so that the light transmission part is located at or near the primary condensing point,
The dispersion unit, the condensing element, and the deflecting unit are:
The input light from the input port is dispersed by the dispersion unit through the primary condenser lens and the condenser element, and the dispersed light is deflected by the deflection unit through the condenser element, Arranged so as to be emitted as the output light from the output port through the dispersion unit and the light collecting element,
The wavelength selective switch according to claim 2.
JP2011066160A 2011-03-02 2011-03-24 Wavelength selecting switch Pending JP2012203112A (en)

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