JP2014074900A - 波長選択スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】 一次反射光を出力ポートに結合させるときに、二次反射光が出力ポートに結合することを抑制可能な波長選択スイッチを提供する。
【解決手段】 波長選択スイッチにおいては、各値が式（θ_２＞２×θ_１＋α）を満たすように設定されているので、動作時にミラーの傾斜角を変更して一次反射光を出力ポートに近づけるように移動させたときに、二次反射光が出力ポートから遠ざかるように移動する。よって、ミラーの傾斜角を変更して一次反射光を出力ポートに結合させるときに、二次反射光が出力ポートに結合することが抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、入力ポートからの波長多重光を分光して出力ポートから出力する波長選択スイッチに関する。

上記技術分野の従来の技術として、例えば、特許文献１に記載の波長選択スイッチが知られている。特許文献１に記載の波長選択スイッチは、第１の方向に配列された入力ポート及び出力ポートと、入力ポートから出力された光を波長に応じて分離して、第１の方向に直交する第２の方向に角度分散する分光素子としての回折格子と、分光素子によって角度分散された各波長の光を集光する集光レンズと、集光レンズによって集光された各波長の光の集光位置に配置された複数のミラーを有するミラーアレイとを備えている。特許文献２及び特許文献３にも、上記技術分野の従来の技術が記載されている。

特許第４６５１６３５号 特開２０１１−２７７９号公報 特開２００７−１６３７８０号公報

ところで、波長選択スイッチにあっては、ミラーアレイの非動作時に、ミラーからの反射光（一次反射光）が出力ポートに結合していない状態とすることが望ましい。特許文献１に記載の波長選択スイッチにおいては、集光レンズを第２の方向にシフトさせておくことによって、ミラーアレイの非動作時に一次反射光を第２の方向に逸らせ、出力ポートに結合することを抑制している。しかしながら、このように集光レンズをシフトさせると、そのシフト量に応じてミラーアレイ等の部品を実装することとなるので作業が煩雑となり、調芯が困難になる。

これに対して、特許文献２に記載の波長選択スイッチのように、ミラーアレイの非動作時において、分光素子の分光方向に対してミラーを傾斜させれば、集光レンズをシフトさせることなく、一次反射光を出力ポートから逸らせて出力ポートに結合することを抑制できる。しかしながら、分光素子の分光方向に対してミラーを傾斜させると、集光レンズからミラーまでの距離が波長ごとに異なることとなる。

そこで、ミラーアレイの非動作時に一次反射光が出力ポートに結合することを避けるために、分光素子の分光方向に直交する方向にミラーアレイを傾斜させておくことによって、一次反射光を出力ポートから逸らせておくことが考えられる。この場合には、集光レンズからミラーまでの距離が波長ごとに異なることを避けることができる。しかしながら、この場合にも、特許文献３に記載されているようにミラーに対してカバーを設けると、次に述べるような問題が生じる。その問題について、具体的に説明する。

図６は、波長選択スイッチの一例を示す図である。図６（ａ）に示されるように、ミラーアレイの非動作時において、入力ポート５ａ及び出力ポート５ｂの配列方向（分光素子３の分光方向に直交する方向）に平行な基準線ＢＬに対してミラー６を傾斜させておくことによって、ミラー６からの反射光（一次反射光）Ｌ６を出力ポート５ｂから逸らせておくと、カバー７からの反射光（カバー反射光）Ｌ７に加え、カバー７で反射した後に再びミラー６で反射されて出射される二次反射光Ｌ８も、一次反射光Ｌ６と同じ方向に逸らされることとなる。

その状態において、ミラーアレイの動作時に、図６（ｂ）に示されるように、一次反射光Ｌ６を出力ポート５ｂに結合させるべく、ミラー６の傾斜角を変更して一次反射光Ｌ６を出力ポート５ｂに近づけるように移動させると、カバー反射光Ｌ７は移動しないものの、二次反射光Ｌ８も出力ポート５ｂに近づくように移動することとなる。その結果、二次反射光Ｌ８も出力ポート５ｂに結合してしまうおそれがある。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、一次反射光を出力ポートに結合させるときに、二次反射光が出力ポートに結合することを抑制可能な波長選択スイッチを提供することを課題とする。

本発明の一側面は、波長選択スイッチに関する。この波長選択スイッチは、入力ポート及び出力ポートを第１の方向に配列してなる入出力ポートアレイと、入力ポートからの波長多重光を入射すると共に、波長多重光を所定の波長成分ごとに第１の方向に直交する第２の方向に分光し分光光として出射する分光素子と、分光素子から出射された分光光を集光する集光光学系と、集光光学系により集光された分光光を入射して出力ポートに向けて偏向する反射型偏向素子と、を備え、反射型偏向素子は、集光光学系により集光された分光光を入射して出力ポートに向けて偏向する偏向面と、偏向面を覆うカバーとを有し、偏向面は、反射型偏向素子の非動作時において、第１の方向に対して傾斜しており、反射型偏向素子の非動作時における、第１の方向に対する偏向面の傾斜角θ_１、第１の方向に対するカバーの傾斜角θ_２、及び、偏向面に入射する分光光の第１の方向への傾斜角αが、下記式（１）
θ_２＞２×θ_１＋α・・・（１）
を満たす。

本発明によれば、一次反射光を出力ポートに結合させるときに、二次反射光が出力ポートに結合することを抑制可能な波長選択スイッチを提供することができる。

第１実施形態に係る波長選択スイッチの非動作時（反射型偏向素子）における概略構成を示す側面図である。 図１に示された波長選択スイッチの概略構成を示す平面図である。 図１に示されたミラー及びカバーの要部拡大側面図である。 第１実施形態に係る波長選択スイッチ（反射型偏向素子）の動作時における概略構成を示す側面図である。 図１，４に示された波長選択スイッチの変形例の概略構成を示す側面図である。 波長選択スイッチの一例の概略構成を示す側面図である。 第２実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す側面図である。 図７に示された波長選択スイッチの概略構成を示す平面図である。 図７に示された波長選択スイッチの要部拡大平面図である。 出力ポートに結合する光の強度の変化を説明するためのグラフである。 ポート切替時における制御部の動作の一例を説明するための模式図である。 ポート切替時における制御部の動作の他の例を説明するための模式図である。 図７に示された波長選択スイッチの変形例の概略構成を示す側面図である。 位相変調素子の一例としてのＬＣＯＳを示す断面図である。

［本発明の実施形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。

本発明は、その一側面として、波長選択スイッチに関する。この波長選択スイッチは、入力ポート及び出力ポートを第１の方向に配列してなる入出力ポートアレイと、入力ポートからの波長多重光を入射すると共に、波長多重光を所定の波長成分ごとに第１の方向に直交する第２の方向に分光し分光光として出射する分光素子と、分光素子から出射された分光光を集光する集光光学系と、集光光学系により集光された分光光を入射して出力ポートに向けて偏向する反射型偏向素子と、を備え、反射型偏向素子は、集光光学系により集光された分光光を入射して出力ポートに向けて偏向する偏向面と、偏向面を覆うカバーとを有し、偏向面は、反射型偏向素子の非動作時において、第１の方向に対して傾斜しており、反射型偏向素子の非動作時における、第１の方向に対する偏向面の傾斜角θ_１、第１の方向に対するカバーの傾斜角θ_２、及び、偏向面に入射する分光光の第１の方向への傾斜角αが、下記式（１）
θ_２＞２×θ_１＋α・・・（１）
を満たす。

この波長選択スイッチにおいては、反射型偏向素子の偏向面が、反射型偏向素子の非動作時において、分光素子の分光方向（第２の方向）に直交する入出力ポートの配列方向（第１の方向）に対して傾斜している。このため、偏向面までの距離が波長ごとに異なることを抑制しつつ、反射型偏向素子の非動作時において偏向面からの一次反射光が出力ポートに結合することを避けることが可能となる。特に、反射型偏向素子の非動作時における第１の方向に対する偏向面の傾斜角θ_１、第１の方向に対するカバーの傾斜角θ_２、及び、偏向面に入射する分光光の第１の方向への傾斜角αが上記式（１）を満たす。このため、一次反射光及びカバー反射光と、カバーで反射した後に再び偏向面で反射して反射型偏向素子から出射される二次反射光とが、偏向面に入射する分光光に対して互いに逆側に向かうこととなる。このため、反射型偏向素子の動作時に偏向面の傾斜角度を変更して一次反射光を出力ポートに近づけるように移動させたときに、二次反射光を出力ポートから遠ざかるように移動させること可能となる。よって、偏向面の傾斜を変更して一次反射光を出力ポートに結合させるときに、二次反射光が出力ポートに結合することを抑制することが可能となる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、反射型偏向素子の動作時における第１の方向に対する偏向面の傾斜角は、傾斜角θ_１よりも小さいものとすることができる。このように、第１の方向に対する偏向面の傾斜角度を、反射型偏向素子の非動作時において最も大きくなるようにすれば、反射型偏向素子の動作時にその偏向面の傾斜角度を変更しても、上記式（１）を確実に満たすようになる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、傾斜角θ_１、集光光学系の焦点距離ｆ、入力ポートから、入力ポートと最も離れた出力ポートまでの距離Ｌ、及び、傾斜角αが、下記式（２）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_１＋α））・・・（２）
を満たすことができる。この場合、反射型偏向素子の非動作時において、一次反射光を十分に出力ポートから逸らすことにより、一次反射光の出力ポートへの結合を確実に防止することができる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、傾斜角θ_２、集光光学系の焦点距離ｆ、入力ポートから、入力ポートと最も離れた出力ポートまでの距離Ｌ、及び、傾斜角αが、下記式（３）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２＋α））・・・（３）
を満たすことができる。この場合、カバー反射光を十分に出力ポートから逸らすことにより、カバー反射光の出力ポートへの結合を確実に防止することができる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、集光光学系の焦点距離ｆ、入力ポートから、入力ポートと最も離れた出力ポートまでの距離Ｌ、及び、カバーで反射した後に再び偏向面で反射して反射型偏向素子から出射される二次反射光の出射角φが、下記式（４）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎφ・・・（４）
を満たすことができる。この場合、二次反射光を十分に出力ポートから逸らすことにより、二次反射光の出力ポートへの結合を確実に防止することができる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、第１の方向に直交する主面を有するベースをさらに備え、入出力ポートアレイ、分光素子、及び、集光光学系は、ベースの主面に搭載されており、反射型偏向素子のカバーは、集光光学系により集光されてカバーによって反射されたカバー反射光が、ベースの主面側に向かうように、第１の方向に対して傾斜しているものとすることができる。このように、偏向面の傾斜角の変更に伴って移動する二次反射光よりも、偏向面の傾斜角の変更に影響されないカバー反射光の方をベース側に向かうようにすることが好適である。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、ベースの主面上におけるカバー反射光が当たる位置は、粗面加工又は光吸収加工されているものとすることができる。この場合、カバー反射光が当該位置で反射されて迷光となることを避けることができる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、ベースの主面上におけるカバー反射光が当たる位置には、モニタ光伝送用ファイバが設けられているものとすることができる。この場合、偏向面の傾斜角によらず一定の位置に到達するカバー反射光を用いて精度よく光出力のモニタをすることが可能となる。また、二次反射光がカバー反射光と逆側に逸らされるので、モニタ光伝送用ファイバに二次反射光が結合することを防止できる。

本発明の一側面に係る波長選択スイッチにおいては、入力ポートは、第１の方向について入出力ポートアレイの中央に配置されているものとすることができる。この場合、光学設計が容易となるうえに、相対的にロスを低減することができる。

［本発明の実施形態の詳細］
本発明の実施形態に係る波長選択スイッチの具体例を以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内ですべての変更が含まれることが意図される。
［第１実施形態］

図１は、第１実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す側面図である。図２は、図１に示された波長選択スイッチの概略構成を示す平面図である。図１，２に示されるように、波長選択スイッチ１は、ベース１０と、入出力ポートアレイ１１と、コリメータ１２と、アナモルフィック光学系１３と、回折格子（分光素子）１４と、集光光学系１５と、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）ミラー（反射型偏向素子）１６と、制御部１８とを備えている。

ベース１０は、主面１０ａを有している。入出力ポートアレイ１１、コリメータ１２、アナモルフィック光学系１３、回折格子１４、及び、集光光学系１５は、ベース１０の主面１０ａに搭載されている。入出力ポートアレイ１１は、光を入力するための入力ポート１１ａと光を出力するための出力ポート１１ｂとを有している。ここでは、入出力ポートアレイ１１は、１つの入力ポート１１ａと複数の出力ポート１１ｂとを、ベース１０の主面１０ａに直交する方向（第１の方向）に配列することで構成されている。入力ポート１１ａは、ベース１０の主面１０ａに直交する方向について、入出力ポートアレイ１１の中央に配置されている。

アナモルフィック光学系１３は、入出力ポートアレイ１１からの光のビーム径を拡大する。アナモルフィック光学系１３におけるビーム径の拡大方向は、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向（第２の方向）である。アナモルフィック光学系１３は、例えばプリズム等から構成される。回折格子１４は、アナモルフィック光学系１３からの光を所定の波長成分ごとに分光して分光光として出射する。回折格子１４の分光方向は、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向（第２の方向）である。集光光学系１５は、回折格子１４からの分光光のそれぞれを集光する。

ＭＥＭＳミラー１６は、集光光学系１５によって集光された分光光を入射して、波長成分ごとに異なる出力ポート１１ｂに向けて偏向する。ＭＥＭＳミラー１６は、集光光学系１５の焦点位置に配置され、集光光学系１５により集光された分光光を出力ポート１１ｂに向けて反射（偏向）する複数のミラー（偏向面）１６ａと、ミラー１６ａを覆うカバー１６ｂとを有している。ミラー１６ａは、複数の波長成分の分光光のそれぞれに対応して設けられており、それぞれ独立して光路を切り替えることができる。

ＭＥＭＳミラー１６は、制御部１８と電気的に接続されて駆動される。したがって、波長選択スイッチ１においては、制御部１８によって、ＭＥＭＳミラー１６のミラー１６ａの傾斜角度を所望の角度に制御することができる。なお、ＭＥＭＳミラー１６は、ベース１０の主面１０ａに搭載されてもよいし、他の部材に搭載されてもよい。

このような波長選択スイッチ１においては、まず、入力ポート１１ａから波長多重光が入力される。入力ポート１１ａから入力された波長多重光は、アナモルフィック光学系１３においてビーム径が拡大される。アナモルフィック光学系１３によってビーム径が拡大された波長多重光Ｌ１は、回折格子１４によって所定の波長成分ごとに分光される。回折格子１４によって分光された分光光Ｌ２は、図示しない折り返しミラー等によって光路が調整される。さらに、集光光学系１５によってＭＥＭＳミラー１６の所定のミラー１６ａに導かれた後に、ミラー１６ａによって反射される。そして上述した経路を逆にたどりつつ出力ポート１１ｂから出力される。

ここで、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時においては、図１に示されるように、ＭＥＭＳミラー１６のミラー１６ａが、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に平行な基準線ＢＬ１に対して傾斜角θ_１で傾斜している。また、カバー（カバー１６ｂのミラー１６ａに対向する面）１６ｂが、基準線ＢＬ１に対して傾斜角度θ_２で傾斜している。

これは、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時に、ミラー１６ａからの反射光（ミラー１６ａで最初に反射された一次反射光）Ｌ３を出力ポート１１ｂから逸らせておくため、及び、カバー１６ｂからの反射光（カバー反射光）Ｌ４を出力ポート１１ｂから逸らせるためである。したがって、ＭＥＭＳミラー１６の動作時には、基準線ＢＬ１に対するミラー１６ａの傾斜角を変更して（小さくして）、一次反射光Ｌ３を出力ポート１１ｂに結合させることとなる。

その際に、ミラー１６ａとカバー１６ｂの内表面との間で多重反射した後にＭＥＭＳミラー１６から（カバー１６ｂから）出射される光（ここでは、多重反射光のうち、最初にミラー１６ａで反射された後にカバー１６ｂで反射され再びミラー１６ａで反射されてＭＥＭＳミラー１６から出射される二次反射光）Ｌ５が、出力ポート１１ｂに結合しないようにする。そのために、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時におけるミラー１６ａの傾斜角θ_１、及びカバー１６ｂの傾斜角θ_２が、所定の条件を満たすように設定されている。その所定の条件について具体的に説明する。なお、カバー１６ｂのベース（ミラー１６ａの反対側の面）は、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時においては、ミラー１６ａと略平行となっている。

ＭＥＭＳミラー１６の動作時に、一次反射光Ｌ３を出力ポート１１ｂに結合させるために、ミラー１６ａの傾斜角を小さくすると、一次反射光Ｌ３が基準線ＢＬ１に沿って出力ポート１１ｂに近づいていく。そのとき、二次反射光Ｌ５が基準線ＢＬ１に沿って出力ポート１１ｂから遠ざかるように移動すれば、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することが避けられる。そのためには、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時において、一次反射光Ｌ３及びカバー反射光Ｌ４と、二次反射光Ｌ５とを、ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２に対して互いに逆方向に（互いに遠ざかるように）向かわせる必要がある。

図１及び図３に示されるように、ここでは、一次反射光Ｌ３及びカバー反射光Ｌ４は、ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２に対して、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向（基準線ＢＬ１に沿った方向）の下側（ベース１０の主面１０ａ側）に向かっている。したがって、この場合には、二次反射光Ｌ５を、分光光Ｌ２に対して、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向の上側（ベース１０の主面１０ａから離れる側）に向かわせればよい。そのためには、一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角βを９０度未満とし、二次反射光Ｌ５となる一次反射光Ｌ３の一部を、カバー１６ｂによって上側に反射させればよい。つまり、一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角βが、下記式（Ａ）
β＜９０°・・・（Ａ）
を満たせばよい。

一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角βは、図３に示される三角形Ｔに着目すれば、β＝１８０°−（θ_２−θ_１）−（９０°−θ_１）であるから、上記式（Ａ）を傾斜角θ_１，θ_２について変形すると、下記式（Ｂ）
θ_２＞２×θ_１・・・（Ｂ）
が得られる。

ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２の基準線ＢＬ１への傾斜角αが０°よりも大きい一般の場合（すなわち、分光光Ｌ２が基準線ＢＬ１に垂直でない場合）には、上記式（Ｂ）は、下記式（１）
θ_２＞２×θ_１＋α・・・（１）
となる。

つまり、傾斜角θ_１，θ_２が、上記式（１）を満たせば、一次反射光Ｌ３及びカバー反射光Ｌ４と、二次反射光Ｌ５とを、ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２に対して互いに逆方向に向かわせることができる。その結果、ＭＥＭＳミラー１６の動作時に二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することを抑制可能となる。なお、図３において、基準線ＢＬ２は、ミラー１６ａの法線を示しており、基準線ＢＬ３は、カバー１６ｂの法線を示しており、基準線ＢＬ４は、ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２の光軸の平行線（ここでは、回折格子１４の分光方向及び基準線ＢＬ１に垂直な線）を示している。

なお、ＭＥＭＳミラー１６の動作時における基準線ＢＬ１に対するミラー１６ａの傾斜角を、傾斜角θ_１よりも小さくする、すなわち、基準線ＢＬ１に対するミラー１６ａの傾斜角を非動作時において最も大きくすることにより、ＭＥＭＳミラー１６の動作時にミラー１６ａの傾斜角を変更しても、確実に上記（１）式を満たすことが可能となる。

このように、本実施形態に係る波長選択スイッチ１においては、各値が上記式（１）を満たすように設定されているので、ＭＥＭＳミラー１６の動作時にミラー１６ａの傾斜角を変更して一次反射光Ｌ３を基準線ＢＬ１に沿って出力ポート１１ｂに近づけるように移動させたときに、二次反射光Ｌ５が基準線ＢＬ１に沿って出力ポート１１ｂから遠ざかるように移動する。よって、図４に示されるように、ミラー１６ａの傾斜角を変更して一次反射光Ｌ３を出力ポート１１ｂに結合させるときに、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することが抑制される。なお、このような効果は、二次反射光の場合に限らず、ミラー１６ａとカバー１６ｂとの間で多重反射された後にＭＥＭＳミラー１６から出射される多重反射光についても同様に奏される。また、本実施形態においては、ミラー１６ａとカバー１６ｂとの距離は、焦点距離ｆに対して微小であるため無視されている。

ここで、本実施形態に係る波長選択スイッチ１は、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時における一次反射光Ｌ３、カバー反射光Ｌ４、及び二次反射光Ｌ５の出力ポート１１ｂへの結合を確実に防止するために、さらに以下の条件を満たしている。

すなわち、図１に示されるように、一次反射光Ｌ３を、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時に出力ポート１１ｂから外すために、傾斜角θ_１、集光光学系１５の焦点距離ｆ、入力ポート１１ａから、入力ポート１１ａと最も離れた出力ポート１１ｂまでの距離Ｌ、及び、傾斜角α（図１中では０°）が、下記式（２）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_１＋α））・・・（２）
を満たしている。

各値の一例としては、例えば、距離Ｌ＝６ｍｍ、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、傾斜角α＝０°としたとき、傾斜角θ_１＝２．２°とすれば、
６＜１００×ｔａｎ（２×（２．２°＋０°））≒７．６９
といったように、上記式（２）を満たす。

また、カバー反射光Ｌ４を出力ポート１１ｂから外すために、傾斜角θ_２、焦点距離ｆ、距離Ｌ、及び、傾斜角αが、下記式（３）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２＋α））・・・（３）
を満たしている。

各値の一例としては、例えば、距離Ｌ＝６ｍｍ、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、傾斜角α＝０°としたとき、傾斜角θ_２＝４．５°とすれば、
６＜１００×ｔａｎ（２×（４．５°＋０°））≒１５．８４
といったように、上記式（３）を満たす。

また、二次反射光Ｌ５を出力ポート１１ｂから外すために、焦点距離ｆ、距離Ｌ、及び、二次反射光Ｌ５の出射角φが、下記式（４）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎφ・・・（４）
を満たしている。ここで、図３に示されるように、傾斜角α＝０°のとき、二次反射光Ｌ５の出射角φ＝γ−θ_１＝２×（θ_２−θ_１）であるから（γ＝９０°−（β−（θ_２−θ_１））である）、上記式（４）は、下記式（Ｃ）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２−θ_１））・・・（Ｃ）
と表される。傾斜角αが０°でない場合には、上記式（Ｃ）は、下記式（Ｄ）
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２−θ_１）−α）・・・（Ｄ）
と表される。なお、基準線ＢＬ５は、カバー１６ｂの平行線を示す。

各値の一例としては、距離Ｌ＝６ｍｍ、焦点距離１００ｍｍ、傾斜角α＝０°としたとき、傾斜角θ_１＝２．２°とし、傾斜角θ_２＝４．５°とすれば、
６＜１００×ｔａｎ（２×（４．５°−２．２°）−０°）≒８．０５
といったように、上記式（Ｄ）（すなわち上記式（４））を満たす。

ここで、ベース１０の主面１０ａ側に向かうカバー反射光Ｌ４を除去する除去部がベース１０の主面１０ａ上に設けられていてもよい。この除去部は、例えば、図４に示されるように、カバー反射光Ｌ４が当たる位置Ｐ１，Ｐ２においてベース１０の主面１０ａ等に粗面加工又は光吸収加工等を施すことによって構成することができる。このように除去部を設ければ、カバー反射光Ｌ４が当該位置Ｐ１，Ｐ２で反射されて意図しない出力ポートに結合することを避けることができる。

また、入出力ポートアレイ１１及びコリメータ１２における所定の位置Ｐ１にモニタ光伝送用ファイバを設けてもよい。この場合には、偏向面の傾斜角によらず一定の位置に到達するカバー反射光Ｌ４を用いて精度よく光出力のモニタをすることが可能となる。また、二次反射光Ｌ５がカバー反射光Ｌ４と逆側に逸らされるので、モニタ光伝送用ファイバに二次反射光Ｌ５が結合することを防止できる。

なお、カバー１６ｂからのカバー反射光Ｌ４の反射角が大きい場合には、位置Ｐ２に光路変更ミラー２０を配置することによって、上述したように位置Ｐ１に設けられたモニタ光伝送用ファイバにそのカバー反射光Ｌ４を導くようにしてもよい。

このように、本実施形態に係る波長選択スイッチ１においては、各値が上記式（２）〜（４）をさらに満たしているので、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時における一次反射光Ｌ３、カバー反射光Ｌ４、及び二次反射光Ｌ５を、出力ポート１１ｂから十分に逸らすことにより、出力ポートへの結合を確実に防止することができる。さらに、ベース１０の主面１０ａ等に向かうカバー反射光Ｌ４が主面１０ａに当たって意図しない出力ポートに結合することを抑制することができる。

以上の実施形態は、本発明に係る波長選択スイッチの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明に係る波長選択スイッチは、上述した波長選択スイッチ１に限定されるものではない。本発明に係る波長選択スイッチは、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述した波長選択スイッチ１を任意に変形したものとすることができる。

上記実施形態においては、一次反射光Ｌ３及びカバー反射光Ｌ４がベース１０の主面１０ａ側に向かい、二次反射光Ｌ５が主面１０ａと逆側に向かう場合について説明したが、各光の進行方向はこの逆であってもよい。その場合には、二次反射光Ｌ５がベース１０の主面１０ａに当たらないために、各値が、下記（５）式
Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２−θ_１）−α）＜Ｄ・・・（５）
を満たすようにすることができる。

各値の一例としては、距離Ｌ＝６ｍｍ、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、傾斜角α＝０°、距離Ｄ＝７．５ｍｍとしたとき、傾斜角θ_１＝２．２°とし、傾斜角θ_２＝４．３°とすれば、
６＜１００×ｔａｎ（２×（４．３°−２．２°）−０°）≒７．３４＜７．５
といったように、上記（６）式を満たす。

また、本発明は、例えば図５に示されるように、集光光学系１５によって集光された分光光Ｌ２が、折り返しミラー１９等によって、９０°向きを変えてＭＥＭＳミラー１６に入射するような波長選択スイッチ１Ｂに対しても適用することができる。
［第２実施形態］

図７は、第２実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成を示す側面図である。図８は、図７に示された波長選択スイッチの概略構成を示す平面図である。図７，図８に示されるように、本実施形態に係る波長選択スイッチ１Ａは、上述した波長選択スイッチ１と同様の構成を有する。ここで、ＭＥＭＳミラー１６のカバー１６ｂは、図８に示されるように、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向（すなわち回折格子１４の分光方向）に平行な基準線ＢＬ１Ａに対して傾斜している。基準線ＢＬ１Ａに対するカバー１６ｂの傾斜は、集光光学系１５によって集光されてカバー１６ｂによって反射されたカバー反射光Ｌ４と、集光光学系１５によって集光されてミラー１６ａとカバー１６ｂの内表面との間で多重反射した後にＭＥＭＳミラー１６から（カバー１６ｂから）出射される光（ここでは、多重反射光のうち、最初にミラー１６ａで反射された後にカバー１６ｂで反射され再びミラー１６ａで反射されてＭＥＭＳミラー１６から出射される二次反射光）Ｌ５とが、回折格子１４の分光方向について出力ポート１１ｂから逸らされるように設定される。

より具体的には、カバー反射光Ｌ４を出力ポート１１ｂから逸らすために、回折格子１４の分光方向についての基準線ＢＬ１Ａに対するカバー１６ｂの傾斜角θ_２Ａが、集光光学系１５の焦点距離をｆ、ＭＥＭＳミラー１６に入射する分光光Ｌ２の基準線ＢＬ１Ａへの傾斜角をα_２Ａ（図８中では０°）、出力ポート１１ｂに結合する光の強度を４０ｄＢ程度低下させるための出力ポート１１ｂからの距離をＬＡ、アナモルフィック光学系１３の拡大倍率をｒとしたとき、下記式（２Ａ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ＋α_２Ａ））・・・（２Ａ）
を満たしている。これにより、カバー反射光Ｌ４が出力ポート１１ｂから十分に逸らされ、出力ポート１１ｂに結合することが抑制される。

各値の一例としては、距離ＬＡ＝１ｍｍ、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、傾斜角α_２Ａ＝０°、拡大倍率ｒ＝１０倍、傾斜角θ_２Ａ＝３．５°とすれば、
１＜（１／１０）×１００×ｔａｎ（２×（３．５°＋０°））≒１．２３
といったように、上記式（２Ａ）を満たす。

また、波長選択スイッチ１Ａにおいては、二次反射光Ｌ５を出力ポート１１ｂから逸らすために、二次反射光Ｌ５の出射角φ_Ａ、距離ＬＡ、焦点距離ｆ、及び、拡大倍率ｒが、下記式（４Ａ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎφ_Ａ・・・（４Ａ）
を満たす。

ここで、回折格子１４の分光方向についての基準線ＢＬ１Ａに対するミラー１６ａの傾斜角をθ_１Ａ（図８中では０°）とすると、傾斜角α_２Ａ＝０°の場合、図９に示されるように、二次反射光Ｌ５の出射角φ_Ａ＝γ_Ａ−θ_１Ａ＝２×（θ_２Ａ−θ_１Ａ）であるから（γ_Ａ＝９０°−（β_Ａ−（θ_２Ａ−θ_１Ａ））、β_Ａ＝９０°−θ_２Ａ＋２×θ_１Ａである）、上記式（４Ａ）は、下記式（ＡＡ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ−θ_１Ａ））・・・（ＡＡ）
と表される。図９に示されるように傾斜角α_２Ａが０°でない場合には、上記式（ＡＡ）は、下記式（ＢＡ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ−θ_１Ａ）−α_２Ａ）・・・（ＢＡ）
となる。このように、上記式（ＢＡ）を満たすことにより（換言すれば上記式（４Ａ）を満たすことにより）、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂから十分に逸らされ、出力ポート１１ｂに結合することが抑制される。

各値の一例としては、距離ＬＡ＝１ｍｍ、焦点距離ｆ＝１００ｍｍ、傾斜角θ_１Ａ＝０°、傾斜角θ_２Ａ＝３．５°、傾斜角α_２Ａ＝０°、拡大倍率ｒ＝１０倍とすれば、
１＜（１／１０）×１００×ｔａｎ（２×（３．５°−０°）−０°）≒１．２３
といったように、上記式（ＢＡ）を満たす。

なお、図９において、基準線ＢＬ２Ａは、ミラー１６ａの法線を示しており、基準線ＢＬ３Ａは、カバー１６ｂの法線を示しており、基準線ＢＬ４Ａは、ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２の光軸の平行線（ここでは、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向と、基準線ＢＬ１Ａとに垂直な線）を示している。また、基準線ＢＬ５Ａは、カバー１６ｂの平行線を示している。また、本実施形態においては、ミラー１６ａとカバー１６ｂとの距離は、焦点距離ｆに対して微小であるため無視されている。

また、本実施形態における出力ポート１１ｂに結合する光の強度を４０ｄＢ程度低下させるための出力ポート１１ｂからの距離ＬＡは、例えば、所定の光（例えばミラー１６ａから反射光（一次反射光）Ｌ３等）が図１０（ａ）に示されるようなビームプロファイルを有している場合には、そのビーム中心が出力ポート１１ｂから離れるほど検出される光強度が低下するため、図１０（ｂ）に示されるように、概ね１ｍｍ程度とすることができる。

このように、本実施形態に係る波長選択スイッチ１Ａにおいては、カバー１６ｂが、カバー反射光Ｌ４及び二次反射光Ｌ５を回折格子１４の分光方向について出力ポート１１ｂから逸らすように、基準線ＢＬ１Ａに対して傾斜している。特に、波長選択スイッチ１においては、各値が、上記式（２Ａ）及び（４Ａ）を満たすので、カバー反射光Ｌ４及び二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂから十分に逸らされて、出力ポート１１ｂに結合することが確実に抑制される。なお、このような効果は、二次反射光の場合に限らず、ミラー１６ａとカバー１６ｂとの間で多重反射された後にＭＥＭＳミラー１６から出射される多重反射光についても同様に奏される。

ここで、本実施形態に係る波長選択スイッチ１Ａは、さらに以下の条件を満たしている。すなわち、波長選択スイッチ１においては、図７に示されるように、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時に、ミラー１６ａが、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向（すなわち、回折格子１４の分光方向に直交する方向）に平行な基準線ＢＬ６Ａに対して傾斜している。

特に、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向についての基準線ＢＬ６Ａに対するミラー１６ａの傾斜角θ_３Ａ、ＭＥＭＳミラー１６に入射する分光光Ｌ２の基準線ＢＬ６Ａへの傾斜角α_３、入力ポート１１ａから、入力ポート１１ａと最も離れた出力ポート１１ｂまでの距離ＤＡ、及び、焦点距離ｆが、下記式（５Ａ）
ＤＡ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_３Ａ＋α_３Ａ））・・・（５Ａ）
を満たしている。このため、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時に、一次反射光Ｌ３が、入出力ポートアレイ１１及び出力ポート１１ｂの配列方向について出力ポート１１ｂから逸らされ、出力ポート１１ｂに結合することが抑制される。なお、カバー１６ｂのベース（ミラー１６ａの反対側の面）は、ＭＥＭＳミラー１６の非動作時においては、ミラー１６ａと略平行となっている。

また、本実施形態に係る波長選択スイッチ１Ａは、図８に示されるように、回折格子１４の分光方向について、カバー反射光Ｌ４と二次反射光Ｌ５とが、ＭＥＭＳミラー１６に入射する分光光Ｌ２（すなわち入出力ポートアレイ１１）を挟んで互いに逆側に向かうように、次の条件を満たしている。

カバー反射光Ｌ４と二次反射光Ｌ５とを、ＭＥＭＳミラー１６に入射する分光光Ｌ２に対して互いに逆側に向かうようにするためには、図９に示されるようにカバー反射光Ｌ４が回折格子１４の分光方向の下側に向かう場合、一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角β_Ａを９０度未満とし、二次反射光Ｌ５となる一次反射光Ｌ３の一部を、カバー１６ｂによって上側に反射させればよい。つまり、一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角β_Ａが、下記式（ＣＡ）
β_Ａ＜９０°・・・（ＣＡ）
を満たせばよい。

一次反射光Ｌ３とカバー１６ｂとのなす角β_Ａは、図９に示される三角形ＴＡに着目すれば、上述したように、β_Ａ＝１８０°−（θ_２Ａ−θ_１Ａ）−（９０°−θ_１Ａ）＝９０°−θ_２Ａ＋２×θ_１Ａであるから、上記式（ＣＡ）を傾斜角θ_１Ａ，θ_２Ａについて変形すると、下記式（ＤＡ）
θ_２Ａ＞２×θ_１Ａ・・・（ＤＡ）
が得られる。

ミラー１６ａに入射する分光光Ｌ２の基準線ＢＬ１Ａへの傾斜角α_２Ａが０°よりも大きい一般の場合（すなわち、分光光Ｌ２が基準線ＢＬ１Ａに垂直でない場合）には、上記式（ＤＡ）は、下記式（６Ａ）
θ_２Ａ＞２×θ_１Ａ＋α_２Ａ・・・（６Ａ）
となる。

つまり、傾斜角θ_１Ａ，θ_２Ａが、上記式（６Ａ）を満たせば、カバー反射光Ｌ４と、二次反射光Ｌ５とを、入出力ポートアレイ１１に対して互いに逆方向に向かわせることができる。このため、例えば、カバー反射光Ｌ４を利用して光出力のモニタを行う場合に、二次反射光Ｌ５がモニタ光伝送用ファイバに結合することが避けられるので、精度よくモニタを行うことが可能となる。

引き続いて、以上のように構成される波長選択スイッチ１Ａにおける制御部１８の動作の一例について説明する。図１１は、ポート切替時における制御部の動作の一例を説明するための模式図であり、入出力ポートを正面から見た状態を示している。制御部１８は、ポート切替時に、まず、図１１（ａ），図１１（ｂ）に示されるように、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向について、ミラー１６ａの傾斜角を変更する。

これにより、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向について一次反射光Ｌ３が移動し、一次反射光Ｌ３が出力ポート１１ｂから外される。その際に、制御部１８は、一次反射光Ｌ３が二次反射光Ｌ５の側に移動するようにミラー１６ａの傾斜角を変更する。これにより、一次反射光Ｌ３を移動させたときに、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂからより遠ざかるように移動するので、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することを抑制することができる。

続いて、制御部１８は、図１１（ｂ），図１１（ｃ）に示されるように、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向についてミラー１６ａの傾斜角を変更する。これにより、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向について一次反射光Ｌ３が移動する。このとき、制御部１８は、一次反射光Ｌ３が、所望の出力ポート１１ｂに対応する位置まで移動するように、ミラー１６ａの傾斜角を制御する。

そして、制御部１８は、図１１（ｃ），図１１（ｄ）に示されるように、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向についてミラー１６ａの傾斜角を変更する。ここでは、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向について、ミラー１６ａの傾斜角が元に戻ることとなる。これにより、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂに直交する方向について一次反射光Ｌ３が移動して、所望の出力ポート１１ｂに結合する。

このように、一次反射光Ｌ３を出力ポート１１ｂから逸らせる際に、制御部１８が、入力ポート１１ａ及び出力ポート１１ｂの配列方向に直交する方向について一次反射光Ｌ３を二次反射光Ｌ５の側に向かわせるように、ミラー１６ａの傾斜角を変更する。このため、ポート切替時において、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することを抑制できる。

以上の実施形態は、波長選択スイッチの一実施形態を説明したものである。上述した波長選択スイッチ１Ａは、任意に変形することができる。

例えば、上記第２実施形態においては、波長選択スイッチ１Ａの各値が満たす条件として、上記式（２Ａ）及び上記式（４Ａ）を示したが、波長選択スイッチ１Ａがアナモルフィック光学系１３を備えない場合には、各値は、上記式（２Ａ）に代えて、下記式（１Ａ）
ＬＡ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ＋α_２Ａ））・・・（１Ａ）
を満たせばよいし、上記式（４Ａ）に代えて、下記式（３Ａ）
ＬＡ＜ｆ×ｔａｎφ_Ａ・・・（３Ａ）
を満たせばよい。

また、図７に示されるように、ベース１０の主面１０ａ側に向かうカバー反射光Ｌ４を除去する除去部がベース１０の主面１０ａ上に設けられていてもよい。この除去部は、例えば、カバー反射光Ｌ４が当たる位置Ｐ１，Ｐ２においてベース１０の主面１０ａ等に粗面加工又は光吸収加工等を施すことによって構成することができる。このように除去部を設ければ、カバー反射光Ｌ４が当該位置Ｐ１，Ｐ２で反射されて迷光となることを避けることができる。

また、図７，８に示されるように、カバー反射光Ｌ４が当たる位置Ｐ１に、モニタ光伝送用ファイバを設けることができる。この場合には、偏向面の傾斜角によらずに一定の位置に到達するカバー反射光を用いて精度よく光出力のモニタをすることが可能となる。また、二次反射光Ｌ５がカバー反射光Ｌ４と逆側に逸らされるので、モニタ光伝送用ファイバに二次反射光Ｌ５が結合することを防止できる。

なお、カバー１６ｂからのカバー反射光Ｌ４の反射角が大きい場合には、位置Ｐ２に光路変更ミラー２０を配置することによって、上述したように位置Ｐ１に設けられたモニタ光伝送用ファイバにそのカバー反射光Ｌ４を導くようにしてもよい。

また、波長選択スイッチ１Ａにおいては、ミラー１６ａ及びカバー１６ｂを、カバー反射光Ｌ４及び二次反射光Ｌ５がベース１０の主面１０ａに当たらないように傾斜させることにより、カバー反射光Ｌ４及び二次反射光Ｌ５がベース１０の主面１０ａに反射した後に出力ポート１１ｂに結合することを避けることができる。

また、上記実施形態においては、ポート切替時の制御部１８の動作として、図１１に示されるように、カバー反射光Ｌ４と二次反射光Ｌ５とが入出力ポートアレイ１１を挟んで互いに逆側にある場合について説明したが、図１２に示されるように、カバー反射光Ｌ４と二次反射光Ｌ５とが入出力ポートアレイ１１に対して互いに同じ側にある場合にも、一次反射光Ｌ３を出力ポート１１ｂから外す際に、二次反射光Ｌ５のある側に一次反射光Ｌ３が移動するようにミラー１６ａの傾斜角を制御すれば、二次反射光Ｌ５が出力ポート１１ｂに結合することを避けることができる。

また、波長選択スイッチ１Ａは、例えば図１３に示されるように、集光光学系１５によって集光された分光光Ｌ２が、折り返しミラー１９等によって、９０°向きを変えてＭＥＭＳミラー１６に入射するような波長選択スイッチ１ＡＡとすることができる。

さらに、反射型偏向素子は、ＭＥＭＳミラー４０に限定されず、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）や、ＤＬＰ（Digital Light Processing）等の任意の光路切替素子とすることができる。

例えば、図１４に示される位相変調素子１７を採用することができる。図１４は、位相変調素子の一例としてのＬＣＯＳを示す断面図である。図１４に示されるように、位相変調素子１７は、シリコン基板１７１と、シリコン基板１７１の主面上に設けられた複数の画素電極１７２とを有する。複数の画素電極１７２は、シリコン基板１７１の主面に沿って二次元状に配列されている。また、シリコン基板１７１の主面上には、液晶層１７３、透明電極１７４、及びカバー１７５が順に配置されている。

そして、透明電極１７４と複数の画素電極１７２との間に形成される電界の大きさに応じて、液晶層１７３に入射した各分光光の位相が変調される。この位相変調量は、画素電極１７２ごとに異なる大きさの電界が形成されることにより、画素ごとに異なる大きさとなる。即ち、複数の画素電極１７２、液晶層１７３、及び透明電極１７４によって、反射型偏向素子の偏向面１７ａが主に構成される。

偏向面１７ａでは、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加し、２π（ｒａｄ）に達すると、再び０（ｒａｄ）に戻り、０（ｒａｄ）から２π（ｒａｄ）にかけて位相変調量が階段的に増加する。このような位相変調パターンにより、階段状に単調増加する回折格子状の位相変調パターンが実質的に実現される。そして、このような位相変調パターンが呈示された偏向面１７ａに各分光光Ｌ２が入射すると、回折格子の周期に応じた出射角θでもって各分光光Ｌ２が反射する。

なお、反射ミラーである複数の画素電極１７２自体の角度は変動しない。この場合には、ＬＣＯＳに対する入射光に対する出射光（一次反射光Ｌ３）の出射角θに基づいて、位相変調を行うことなく当該出射角θを実現するために反射ミラー自体の角度を変動させた場合を想定することで、偏向面１７ａの角度を定義することができる。図１４においては、ＬＣＯＳに対して入射した各分光光Ｌ２を出射角θでもって反射する位相変調パターンが表されており、偏向面１７ａを反射ミラーに置き換えると、θ／２の傾きをもった反射ミラーであると言える。すなわち、偏向面１７ａの角度は、必ずしも反射ミラー自体が傾斜する角度を指すものではなく、偏向面における入射光に対する出射光（一次反射光Ｌ３）の出射角θに基づいて規定することができる。

以上の実施形態に関して、以下を付記する。

（付記１）
入力ポート及び出力ポートを第１の方向に配列してなる入出力ポートアレイと、
前記入力ポートからの波長多重光を入射すると共に、前記波長多重光を所定の波長成分ごとに前記第１の方向に直交する第２の方向に分光し分光光として出射する分光素子と、
前記分光素子から出射された前記分光光を集光する集光光学系と、
前記集光光学系により集光された前記分光光を入射して前記出力ポートに向けて偏向する反射型偏向素子と、を備え、
前記反射型偏向素子は、前記集光光学系により集光された前記分光光を入射して前記出力ポートに向けて偏向する偏向面と、前記偏向面を覆うカバーとを有し、
前記カバーは、前記集光光学系により集光されて前記カバーによって反射されたカバー反射光と、前記カバーで反射した後に再び前記偏向面で反射して前記反射型偏向素子から出射される二次反射光とが、前記第２の方向について前記出力ポートから逸らされように前記第２の方向に対して傾斜している、
ことを特徴とする波長選択スイッチ。

（付記２）
前記第２の方向に対する前記カバーの傾斜角θ_２Ａ、前記集光光学系の焦点距離ｆ、前記反射型偏向素子に入射する前記分光光の前記第２の方向への傾斜角α_２Ａ、及び、出力ポートに結合する光の強度を４０ｄＢ低下させるための前記出力ポートからの距離ＬＡが、下記式（１Ａ）
ＬＡ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ＋α_２Ａ））・・・（１Ａ）
を満たすことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記３）
前記入力ポートからの前記波長多重光を入射すると共にビーム径を拡大して前記分光素子に入射させるビーム拡大光学系を備え、
前記ビーム拡大光学系の拡大倍率をｒとしたとき、前記傾斜角θ_２Ａ、前記焦点距離ｆ、前記傾斜角α_２Ａ、及び、前記距離ＬＡが、下記式（２Ａ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２Ａ＋α_２Ａ））・・・（２Ａ）
を満たすことを特徴とする付記２に記載の波長選択スイッチ。

（付記４）
前記集光光学系の焦点距離ｆ、出力ポートに結合する光の強度を４０ｄＢ低下させるための前記出力ポートからの距離ＬＡ、及び、前記二次反射光の出射角φ_Ａが、下記式（３Ａ）
ＬＡ＜ｆ×ｔａｎφ_Ａ・・・（３Ａ）
を満たすことを特徴とする付記１〜３のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記５）
前記入力ポートからの前記波長多重光を入射すると共にビーム径を拡大して前記分光素子に入射させるビーム拡大光学系を備え、
前記ビーム拡大光学系の拡大倍率をｒとしたとき、前記焦点距離ｆ、前記距離ＬＡ、及び、前記出射角φ_Ａが、下記式（４Ａ）
ＬＡ＜（１／ｒ）×ｆ×ｔａｎφ_Ａ・・・（４Ａ）
を満たすことを特徴とする付記４に記載の波長選択スイッチ。

（付記６）
前記偏向面は、前記反射型偏向素子の非動作時において前記第１の方向に傾斜しており、
前記反射型偏向素子の非動作時における前記第１の方向に対する前記偏向面の傾斜角θ_３Ａ、前記集光光学系の焦点距離ｆ、前記反射型偏向素子に入射する前記分光光の前記第１の方向への傾斜角α_３Ａ、及び、前記入力ポートから、前記入力ポートと最も離れた出力ポートまでの距離ＤＡが、下記式（５Ａ）
ＤＡ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_３Ａ＋α_３Ａ））・・・（５Ａ）
を満たすことを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記７）
前記入力ポートは、前記第１の方向について前記入出力ポートアレイの中央に配置されている、ことを特徴とする付記１〜６のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記８）
前記カバー反射光が当たる位置には、モニタ光伝送用ファイバが設けられている、ことを特徴とする付記１〜７のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記９）
前記第２の方向に対する前記偏向面の傾斜角θ_１Ａ、前記第２の方向に対する前記カバーの傾斜角θ_２Ａ、及び、前記偏向面に入射する前記分光光の前記第２の方向への傾斜角α_２Ａが、下記式（６Ａ）
θ_２Ａ＞２×θ_１Ａ＋α_２Ａ・・・（６Ａ）
を満たすことを特徴とする付記１〜８のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記１０）
前記第１の方向に直交する主面を有するベースを備え、
前記入出力ポートアレイ、前記分光素子、及び、前記集光光学系は、前記主面に搭載されており、
前記偏向面及び前記カバーは、前記カバー反射光及び前記二次反射光が、前記主面に当たらないように傾斜している、ことを特徴とする付記１〜９のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

（付記１１）
前記反射型偏向素子を制御するための制御部を備え、
前記制御部は、ポート切替時において、前記第２の方向に対する前記偏向面の傾斜角を変更することによって前記偏向面からの反射光である一次反射光を所定の前記出力ポートから前記第２に方向について前記二次反射光の側に逸らした後に、前記第１の方向に対する前記偏向面の傾斜角を変更することにより前記一次反射光を前記第１の方向に沿って他の所定の前記出力ポートに対応する位置まで移動させ、その後に、前記第２の方向に対する前記偏向面の傾斜角を変更することにより前記一次反射光を前記第２の方向に移動させて前記他の所定の出力ポートに結合させる、ことを特徴とする付記１〜１０のいずれかに記載の波長選択スイッチ。

付記１に係る波長選択スイッチにおいては、反射型偏向素子が、分光素子からの分光光を出力ポートに向けて反射する偏向面に加えて、偏向面を覆うカバーを有している。そして、反射型偏向素子のカバーが、分光素子の分光方向（第２の方向）について、カバーからの反射光であるカバー反射光と、カバーで反射した後に再び偏向面で反射して出射される二次反射光とを出力ポートから逸らすように、第２の方向に対して傾斜している。このため、カバー反射光及び二次反射光が出力ポートに結合することを抑制することができる。

付記２に係る波長選択スイッチによれば、第２の方向について、カバー反射光を出力ポートから十分に逸らせることにより、カバー反射光の出力ポートへの結合を確実に抑制することができる。付記３に係る波長選択スイッチによれば、ビーム拡大光学系によって波長多重光のビーム径を第２の方向に拡大することにより、分光素子における分光を効果的に行うことができる。また、出力ポートに対するカバー反射光のシフト量は、ビーム拡大光学系の拡大倍率の分だけ縮小するが、各値が上記式（２Ａ）を満たすことにより、カバー反射光を出力ポートから十分に逸らせて出力ポートへの結合を確実に抑制することができる。

付記４に係る波長選択スイッチによれば、第２の方向について、二次反射光を出力ポートから十分に逸らせることにより、二次反射光の出力ポートへの結合を確実に抑制することができる。付記５に係る波長選択スイッチによれば、ビーム拡大光学系によって波長多重光のビーム径を第２の方向に拡大することにより、分光素子における分光を効果的に行うことができる。また、出力ポートに対する二次反射光のシフト量は、ビーム拡大光学系の分だけ縮小するが、各値が上記式（４Ａ）を満たすことにより、二次反射光を出力ポートから十分に逸らせて出力ポートへの結合を確実に抑制することができる。

付記６に係る波長選択スイッチによれば、反射型偏向素子の非動作時において、一次反射光が出力ポートに結合しないようにすることができる。付記７に係る波長選択スイッチによれば、光学設計が容易となるうえに、相対的にロスを低減することができる。

付記８に係る波長選択スイッチによれば、偏向面の傾斜角によらずに一定の位置に到達するカバー反射光を用いて精度よく光出力のモニタをすることが可能となる。付記９に係る波長選択スイッチによれば、第２の方向について、カバー反射光と二次反射光とを反射型偏向素子に入射する分光光に対して（入出力ポートに対して）互いに逆側に向かわせることができる。このため、例えば、カバー反射光を利用して光出力のモニタを行う場合に、二次反射光がモニタ光伝送用ファイバに結合することを防止できるので、より一層精度よく当該モニタを行うことが可能となる。

付記１０に係る波長選択スイッチによれば、カバー反射光及び二次反射光がベースの主面に反射した後に入出力ポートに結合することを避けることができる。付記１１に係る波長選択スイッチにおいては、制御部は、ポートの切り替えを行う際に、まず、偏向面の傾斜角を変更して、一次反射光が結合している所定の出力ポートから、一次反射光を逸らせる。その際に、制御部は、第２の方向について一次反射光が二次反射光の側に向かうように、偏向面の傾斜角を変更する。このため、一次反射光を出力ポートから逸らせる際に、二次反射光が、第２の方向について出力ポートからより遠ざかることとなる。よって、付記１１に係る波長選択スイッチによれば、ポート切替時において、二次反射光が出力ポートに結合することを抑制することができる。

１，１Ａ，１ＡＡ…波長選択スイッチ、１０…ベース、１０ａ…主面、１１…入出力ポートアレイ、１１ａ…入力ポート、１１ｂ…出力ポート、１３…アナモルフィック光学系、１４…回折格子（分光素子）、１５…集光光学系、１６…ＭＥＭＳミラー（反射型偏向素子）、１６ａ…ミラー（偏向面）、１６ｂ…カバー、１８…制御部、Ｌ２…分光光、Ｌ３…一次反射光、Ｌ４…カバー反射光、Ｌ５…二次反射光。

Claims (9)

1. 入力ポート及び出力ポートを第１の方向に配列してなる入出力ポートアレイと、
   前記入力ポートからの波長多重光を入射すると共に、前記波長多重光を所定の波長成分ごとに前記第１の方向に直交する第２の方向に分光し分光光として出射する分光素子と、
   前記分光素子から出射された前記分光光を集光する集光光学系と、
   前記集光光学系により集光された前記分光光を入射して前記出力ポートに向けて偏向する反射型偏向素子と、を備え、
   前記反射型偏向素子は、前記集光光学系により集光された前記分光光を入射して前記出力ポートに向けて偏向する偏向面と、前記偏向面を覆うカバーとを有し、
   前記偏向面は、前記反射型偏向素子の非動作時において、前記第１の方向に対して傾斜しており、
   前記反射型偏向素子の非動作時における、前記第１の方向に対する前記偏向面の傾斜角θ_１、
   前記第１の方向に対する前記カバーの傾斜角θ_２、
   及び、前記偏向面に入射する前記分光光の前記第１の方向への傾斜角αが、
   下記式（１）
   θ_２＞２×θ_１＋α・・・（１）
   を満たす波長選択スイッチ。
2. 前記反射型偏向素子の動作時における前記第１の方向に対する前記偏向面の傾斜角は、前記傾斜角θ_１よりも小さい、請求項１に記載の波長選択スイッチ。
3. 前記傾斜角θ_１、
   前記集光光学系の焦点距離ｆ、
   前記入力ポートから、前記入力ポートと最も離れた前記出力ポートまでの距離Ｌ、
   及び、前記傾斜角αが、
   下記式（２）
   Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_１＋α））・・・（２）
   を満たす請求項１又は２に記載の波長選択スイッチ。
4. 前記傾斜角θ_２、
   前記集光光学系の焦点距離ｆ、
   前記入力ポートから、前記入力ポートと最も離れた前記出力ポートまでの距離Ｌ、
   及び、前記傾斜角αが、
   下記式（３）
   Ｌ＜ｆ×ｔａｎ（２×（θ_２＋α））・・・（３）
   を満たす請求項１〜３のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
5. 前記集光光学系の焦点距離ｆ、
   前記入力ポートから、前記入力ポートと最も離れた前記出力ポートまでの距離Ｌ、
   及び、前記カバーで反射した後に再び前記偏向面で反射して前記反射型偏向素子から出射される二次反射光の出射角φが、
   下記式（４）
   Ｌ＜ｆ×ｔａｎφ・・・（４）
   を満たす請求項１〜４のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
6. 前記第１の方向に直交する主面を有するベースをさらに備え、
   前記入出力ポートアレイ、前記分光素子、及び、前記集光光学系は、前記主面に搭載されており、
   前記カバーは、前記集光光学系により集光されて前記カバーによって反射されたカバー反射光が、前記主面側に向かうように、前記第１の方向に対して傾斜している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
7. 前記主面上における前記カバー反射光が当たる位置は、粗面加工されている、又は、光吸収加工されている、請求項６に記載の波長選択スイッチ。
8. 前記主面上における前記カバー反射光が当たる位置には、モニタ光伝送用ファイバが設けられている、請求項６に記載の波長選択スイッチ。
9. 前記入力ポートは、前記第１の方向について前記入出力ポートアレイの中央に配置されている、請求項１〜８のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。

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