JP2014056004A - 波長選択光スイッチ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光入出力部13より光ビーム整形部14を介して偏波面の依存型の波長分散素子15によって波長を分散させる。そして集光素子16を通過させ、偏波分離器17によって偏波方向で光を分離して同一の方向にそろえて空間位相変調素子18に与える。こうすれば集光素子16には偏波面によって分離されていない光が通過するため、集光素子16を通過する光の径を大きくすることができる。このため空間位相変調素子18に加わる光の径を狭くして、ξパラメータを大きくし、波長選択特性を改善することができる。
【選択図】図2
Description
IL=10・log[exp(-ln2・(2・Δν/BW3)2n)] ・・・(1)
ここで、
IL:相対挿入損失(dB)
Δν:フィルタ中心周波数からのズレ量、
BW3:3dBバンド幅
n:スーパーガウシアン係数
である。ここで図1はスーパーガウシアン係数nを1〜6まで変化させたときの中心周波数からのずれ量に対する相対挿入損失を示すグラフである。通常の波長選択スイッチではnは3程度であった。
sinθin+sinθdiff=k・λ/Λ ・・・(2)
ここで
q:マルチレベル数
k:回折次数
λ:波長
Λ:フェーズドアレイピッチ
θin:入射角度
θdiff:回折角度
とする。
η=(sin(π/q)/(π/q))2 ・・・(3)
Λ=q・p ・・・(4)
ξ=(νch・dx/dν)/(2wl) ・・・(5)
ここで
νch:WDM信号のチャネル周波数の間隔
dx/dν:LCOS面上での単位周波数あたりの分散量、
wl:LCOS面上での波長分散方向のガウシアンビーム半径(1/e2強度)
である。ここでは図9は周波数の変化に応じた相対的な挿入損失を示すグラフであり、ξパラメータを変化させた場合を示している。ここでξパラメータを1〜6まで変化させたときには、波長選択特性は図示のようになり、これは式(1)に示すスーパーガウシアン係数nとほぼ同等と考えることができる。従って式(5)のξの値を大きく設計することで、より急峻なフィルタ形状を得ることができる。
f:集光レンズ21の焦点距離
wf:集光レンズ21へ入射する波長分散方向のビーム半径
λ:波長
とすると、wlは(6)式で近似できる。
wl=(λ・f)/(π・ωf) ・・・(6)
(5)式から、ξの値を大きくするためにはwlを小さく設計すればよく、これを実現するために(6)式からwfを大きく設計するのが有効であることがわかる。
dx/dν=f・dθ/dν ・・・(7)
ここで式(6)及び(7)を式(5)に代入して次式が得られる。
ξ=(π・νch・dθ/dν・ωf)/2・λ ・・・(8)
ξ=d/2・wl
であり、ξ>3とするため、d/wl>6に設定することが好ましい。
12−1〜12−N 出力ポート
13 光入出力部
14 光ビーム整形部
15,20 波長分散素子
16 集光素子
17 偏波分離器
18 空間位相変調素子
19 コントローラ
21 集光レンズ
22 偏波分離器
23 LCOS素子
31 偏光ビームスプリッタ
32 プリズム
33 λ/2波長板
34 ウォラストンプリズム
Claims (7)
- 複数の入出力ポートを有する光入出力部と、
前記光入出力部より入力される入射光を波長毎に空間的に異なる角度に分離すると共に、異なる方向からの出射光を合成して前記光入出力部に出力する偏波面無依存型の波長分散素子と、
前記波長分離素子によって分離された光を集光する集光素子と、
前記集光素子を介して入射された入射光をその偏光成分に応じて分離して第1,第2の光ビームとし、その一方の偏光方向を回転させることによって偏光方向をそろえると共に、前記第1,第2の反射光のうち同一波長の出射光の一方の偏光方向を回転させて合成する偏波分離器と、
波長に応じて展開されたx軸方向と、これに垂直なy軸方向から成るxy平面に展開された入射光を受光する位置に配置され、xy平面に格子状に配列された多数の画素を有し、y軸方向に連続する複数の画素の位相を変化させることによってその画素の屈折率特性を変化させ、波長毎に反射方向を変化させる空間位相変調素子と、
前記空間位相変調素子のxy方向に配列された各画素の電極を駆動することによって各波長毎に位相シフト特性を変化させ、各波長毎に異なった方向に光を反射する空間位相変調素子駆動部と、を具備し、
前記集光素子は空間位相変調素子の面に達する光がどの位置でも互いに平行となるように結像するテレセントリック光学系の集光素子である波長選択光スイッチ装置。 - 前記光入出力部に加えられる入射光はWDM信号光であり、
前記空間位相変調素子の面上でのWDM信号光の1チャンネル当りの波長分散方向の物理長をdとし、1チャンネル当りの波長分散方向のビーム半径をwlとすると、d/wlを>6としたことを特徴とする請求項1記載の波長選択光スイッチ装置。 - 前記波長分散素子の角度分散をdθ/dν、前記集光素子に入射する波長分散方向のビーム半径をwfとすると、
dθ/dνとwfとの積を、0.06(rad./GHz・μm)以上としたことを特徴とする請求項2記載の波長選択光スイッチ装置。 - 前記集光素子は、集光レンズ又は凹面鏡のいずれか一方である請求項1〜3のいずれか1項記載の波長選択光スイッチ装置。
- 前記空間位相変調素子は、
2次元に配列された多数の画素を有するLCOS素子であり、
前空間位相変調素子駆動部は、波長選択特性に応じて各画素に印加する電圧を制御するものである請求項1〜4のいずれか1項記載の波長選択光スイッチ装置。 - 前記偏波分離器は、
入射光を偏光方向に応じて第1,第2の光ビームに分離して偏光ビームスプリッタと、
分離した一方の光の偏光方向と他方の光の偏光方向にそろえる波長板と、を具備する請求項1〜5のいずれか1項記載の波長選択光スイッチ装置。 - 前記波長分散素子は、グリズムである請求項1〜6のいずれか1項記載の波長選択光スイッチ装置。
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