JP2014222313A - 波長選択スイッチ - Google Patents

Abstract

【課題】光接続を確立するための偏向角制御が解除された状態において、意図しないポートへの光信号の混入を防止する。
【解決手段】ポートアレイ１１においては、入力ポートと出力ポートを含む複数のポート１１ａ〜１１ｅが第１方向Ｘに配列されている。偏向素子を駆動しない非動作時においては、偏向素子により偏向された各波長成分光は、ポートアレイ１１より第２方向Ｙにシフトした所定位置１１ｆに導かれる。制御部による制御が解除された場合、偏向光Ｌ１は、第２方向Ｙの速度成分ｖ_ｉｙが第１方向の速度成分ｖ_ｉｘよりも大きい初速度ｖ_ｉで、所定位置１１ｆへ移動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、波長選択スイッチに関する。

波長分割多重方式光通信の分野においては、再構成可能な光アドドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ；Reconfigurable optical add drop multiplexer）が知られている。この装置においては、互いに異なる複数の波長成分を含む信号光を分光する分光素子と、分光された波長成分光をそれぞれ異なる方向へ偏向する光偏向素子を備える波長選択スイッチ（ＷＳＳ；wavelength selective switch）が用いられる。波長選択スイッチは、光ネットワークを構成する各ノードに配置される。

あるノードまたは経路で障害が発生した場合に、波長選択スイッチは、ネットワーク全体の通信が損なわれないように、障害の発生していないノードまたは経路を経由して信号光を伝送する。このとき通信に関与しない、あるいはできないノードに配置された波長選択スイッチにおいては、入力ポートと出力ポートの間の接続を断つことにより、意図しないネットワークの接続状態が発生しないようにする必要がある。

例えば、特許文献１に記載の波長選択スイッチは、入力ポートと出力ポートを含む複数のポートが配列されたポートアレイを備えている。偏向素子を駆動しない非動作時においては、偏向素子により偏向された光は、ポートアレイに入射しない所定位置へ導かれ、入力ポートと出力ポート間の光接続が断たれるように構成されている。

特許第４６５１６３５号公報

入力ポートと出力ポート間の光接続が確立している状態において、停電や故障等の理由によって波長選択スイッチが非動作状態に陥った場合、光学系の構成は、上記の非動作状態に遷移する。したがって、出力ポートに入射していた偏向光は、上記の所定位置へ自動的に移動する。このとき偏向光の移動経路上に別のポートが位置していると、一時的に意図しないポートへの光信号の混入が発生する。

よって本発明は、光接続を確立するための偏向角制御が解除された状態において、意図しないポートへの信号光の混入を防止しうる技術を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明がとりうる一態様は、波長選択スイッチであって、
入力ポートと出力ポートを含む複数のポートが第１方向に配列されたポートアレイと、
前記入力ポートより入力された光を、前記第１方向と異なる第２方向に分光する分光素子と、
前記第２方向に配列された複数の偏向部を有し、当該複数の偏向部の各々が前記分光素子により分光された所定の波長成分光を偏向する偏向素子と、
前記複数の偏向部の各偏向角を、前記第１方向と前記第２方向について独立に制御する制御部とを備え、
前記偏向素子を駆動しない非動作時においては、前記複数の偏向部により偏向された各偏向光は、前記ポートアレイより前記第２方向にシフトした所定位置に導かれ、
前記制御部による制御が解除された場合、前記偏向光は、前記第２方向の速度成分が前記第１方向の速度成分よりも大きい初速度で、前記所定位置へ移動する。

このような構成によれば、光接続を確立するための偏向角制御が解除された状態において、意図しないポートへの信号光の混入を防止しうる。

本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチを模式的に示す図である。 波長選択スイッチが備える制御部の構成を示すブロック図である。 偏向光が結合するポートを切り替える動作を説明する模式図である。 ポート切替時における偏向素子の動作を説明する模式図である。 制御部による制御解除時の、偏向光の動きを説明する模式図である。 制御部の構成の別例を示すブロック図である。 待機位置の別例を示す模式図である。 ポートの配列の別例を示す模式図である。

本発明に係る実施形態を列記して説明する。

（１）：波長選択スイッチであって、
入力ポートと出力ポートを含む複数のポートが第１方向に配列されたポートアレイと、
前記入力ポートより入力された光を、前記第１方向と異なる第２方向に分光する分光素子と、
前記第２方向に配列された複数の偏向部を有し、当該複数の偏向部の各々が前記分光素子により分光された所定の波長帯域の光を偏向する偏向素子と、
前記複数の偏向部の各偏向角を、前記第１方向と前記第２方向について独立に制御する制御部とを備え、
前記偏向素子を駆動しない非動作時においては、前記複数の偏向部により偏向された各偏向光は、前記ポートアレイより前記第２方向にシフトした所定位置に導かれ、
前記制御部による制御が解除された場合、前記偏向光は、前記第２方向の速度成分が前記第１方向の速度成分よりも大きい初速度で、前記所定位置へ移動する。

制御部による偏向素子の制御が解除される状況としては、停電などにより波長選択スイッチへの電力供給が予期せず絶たれる場合や、各偏向部の偏向角制御を積極的に解除し、各偏向光を上記所定位置へ導こうとする場合が例示されうる。このような場合において、上記の構成によれば、偏向光は先ずポートアレイから離れるように第２方向へ大きく変位し、他のポートを迂回するように所定位置へ移動する。したがって、偏向光と他のポートとの結合を確実に回避することができ、他のポートへの偏向光の混入に伴う不具合を防止することができる。また所定位置の配置自由度も向上する。

（２）：（１）に記載の波長選択スイッチであって、
前記複数の偏向部の各々は、前記第２方向への応答速度が前記第１方向への応答速度よりも高い。

（１）に記載の偏向光の動きは、このような構成により実現されうる。具体的には、以下の（３）または（４）に示す構成により実現されうる。

（３）：（２）に記載の波長選択スイッチであって、
前記複数の偏向部の各々は可動ミラーであり、
前記可動ミラーは、所定の駆動電圧の印加により前記第１方向への変位を許容する第１ねじりばね、および所定の駆動電圧の印加により前記第２方向への変位を許容する第２ねじりばねと接続されており、
前記第２ねじりばねのばね定数は、前記第１方向ねじりばねのばね定数よりも大きい。

（４）：（２）に記載の波長選択スイッチであって、
前記複数の偏向部の各々は、前記第１方向への偏向を制御する第１制御回路、および前記第２方向への偏向を制御する第２制御回路と接続されており、
前記第１制御回路が含む回路要素は、前記第２制御回路が含む回路要素よりも静電容量が大きい。

（５）：（２）から（４）のいずれかに記載の波長選択スイッチであって、
前記入力ポートより入力された光を、前記第１方向と前記第２方向とで異なる倍率となるように変換するアナモルフィック光学系を備え、
前記第２方向への応答速度と前記アナモルフィック光学系の前記第１方向に係る倍率の積は、前記第１方向への応答速度と前記アナモルフィック光学系の前記第２方向に係る倍率の積より大きい。

このような構成によれば、アナモルフィック光学系を備える波長選択スイッチにおいても、（１）に記載の偏向光の動きを実現することができる。

（６）：（１）から（５）のいずれかに記載の波長選択スイッチであって、
前記所定位置は、前記ポートアレイの前記第１方向における中央部に対向する位置である。

（７）：（１）から（６）のいずれかに記載の波長選択スイッチであって、
前記複数のポートは、隣接する第１ポート対、および隣接する第２ポート対を含み、
前記第２ポート対は、前記第１ポート対よりも前記ポートアレイの前記第１方向における中央部から離れており、
前記第２ポート対の前記第１方向における間隔は、前記第１ポート対の前記第１方向における間隔よりも広い。

（６）または（７）に記載構成によれば、ポートアレイの端部に位置するポートの中心から所定位置に至る偏向光の最短移動経路を、他のポートから遠ざけることができる。すなわち偏向光の最短移動経路からの迂回度を大きくすることなく、偏向光と他のポートとの結合を避けることが可能となる。

（８）：（１）から（７）のいずれかに記載の波長選択スイッチであって、
前記複数のポートは、第１ポートと第２ポートを含み、
前記第２ポートは、前記第１ポートよりも前記第１方向について前記所定位置から離れており、
前記第１ポートは、前記第２ポートよりも前記第２方向について前記所定位置から離れている。

このような構成によれば、任意のポートの中心から所定位置に至る偏向光の最短移動経路を、他のポートから遠ざけることができる。すなわち偏向光の最短移動経路からの迂回度を大きくすることなく、偏向光と他のポートとの結合を避けることが可能となる。

（９）：（１）から（８）のいずれかに記載の波長選択スイッチであって、
前記複数のポートは、第１ポートと第２ポートを含み、
前記制御部は、前記偏向光が前記第１ポートに入射している状態から前記第２ポートに入射する状態とする場合において、前記偏向光が前記第２方向について前記所定位置に接近するように前記偏向素子を制御する。

このような構成によれば、偏向光の結合するポートを切り替える動作中において、停電などの理由により制御部による偏向素子の制御が解除された場合においても、偏向光はポートアレイを横切ることなく所定位置へ移動する。したがって、意図しないポートへの偏向光の混入に起因する不具合を、より確実に回避することができる。

添付の図面を参照しつつ、本発明に係る実施形態のより具体的な例について以下詳細に説明する。なお以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために縮尺を適宜変更している。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチ１０は、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、分光素子１４、集光レンズ１５、偏向素子１６、および制御部１７を備えている図１の（ａ）は、Ｘ方向から見た波長選択スイッチ１０の構成を示している。図１の（ｂ）は、Ｙ方向から見た波長選択スイッチ１０の構成を示している。

ポートアレイ１１は、Ｘ方向（第１方向の一例）に配列された複数のポート１１ａ〜１１ｅを備えている。各ポート１１ａ〜１１ｅは、信号光を伝送するための光ファイバを備えており、入力ポートまたは出力ポートとして使用される。入力ポートとして使用されるポートは、外部のノードより波長選択スイッチ１０に入力される信号光が通過する。出力ポートとして使用されるポートは、外部のノードへ波長選択スイッチ１０から出力される信号光が通過する。

いずれのポートを入力ポートまたは出力ポートに割り当てるかは任意である。図１に示す例においては、ポート１１ａが入力ポートに、ポート１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅが出力ポートに割り当てられている。

コリメータ１２は、ポートアレイ１１より入力された光を平行光にする光学素子であり、例えば回転対称レンズや、回転対称レンズが各ポート１１ａ〜１１ｅに対応してアレイ状に配置されたレンズアレイである。ポートアレイ１１とコリメータ１２により、アレイ光学系が構成されている。

アナモルフィック光学系１３は、コリメータ１２より入力された光を、Ｘ方向とＹ方向（第２方向の一例）とで異なる倍率となるように変換する光学系であり、例えば、一対のプリズム１３ａ、１３ｂからなり、光をＹ方向に拡大する拡大光学系である。図１に示す例においては、Ｙ方向の倍率がＸ方向の倍率よりも大きくなるように構成されており、拡大光学系１３より出力される光を進行方向から見た断面は、Ｙ方向に扁平な楕円形状となる。

分光素子１４は、入力された光をＹ方向に分光する光学素子であり、例えば透過型の回折格子である。図１に示す例においては、波長λ１、λ２、λ３を含む波長多重光Ｌ０が分光素子１４を通過することにより、各波長成分の光である、波長λ１を含む光Ｌ１、波長λ２を含む光Ｌ２、および波長λ３を含む光Ｌ３に分光され、それらがＹ方向について異なる角度で出力されている。

集光レンズ１５は、分光素子１４と偏向素子１６の間に配置されており、分光素子１４から出力された各波長成分光を、偏向素子１６へ向けて集光するように構成されている。

偏向素子１６は、Ｙ方向に配列された複数の偏向部１６ａ〜１６ｅを有し、当該複数の偏向部１６ａ〜１６ｅの各々は、各波長成分の光を独立に偏向可能に構成されている。図１に示す例においては、偏向部１６ａ、１６ｂ、１６ｃが、それぞれ波長λ１、λ２、λ３を含む各波長成分の光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が集光される位置に配置されている。各偏向部１６ａ〜１６ｅは反射面を有しており、当該反射面は、Ｘ方向とＹ方向にその向きを変えることにより、反射光の進行方向を独立に偏向させることが可能とされている。

制御部１７は、偏向素子１６と通信可能に接続されている。制御部１７は、反射光の進行方向を独立に偏向させることができるように、各偏向部１６ａ〜１６ｅの反射面の向きを制御可能に構成されている。

偏向部１６ａ、１６ｂ、１６ｃにより反射された各波長成分の光Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ集光レンズ１５、分光素子１４、アナモルフィック光学系１３、およびコリメータ１２を通過して、ポートアレイ１１に入力される。図１に示す例においては、光Ｌ１はポート１１ｃに、光Ｌ２はポート１１ｄに、光Ｌ３はポート１１ｅに入射する。

すなわち上記の例においては、少なくとも波長λ１、λ２、λ３を含む波長多重光Ｌ０（多重化された信号光）が波長選択スイッチ１０のポート１１ａに入力され、波長λ１を含む光Ｌ１、波長λ２を含む光Ｌ２、および波長λ３を含む光Ｌ３（分離された信号光）が、それぞれ波長選択スイッチ１０のポート１１ｃ、１１ｄ、１１ｅより出力される。

図２に示すように、制御部１７は、インターフェース７１、演算回路７２、メモリ７３、第１電圧生成部７４ａ、第２電圧生成部７４ｂ、第１電圧増幅部７５ａ、第２電圧増幅部７５ｂ、第１駆動部７６ａ、および第２駆動部７６ｂを備えている。図２には、偏向部１６ａを制御するための構成のみを代表して示している。

第１電圧生成部７４ａ、第１電圧増幅部７５ａ、および第１駆動部７６ａは、第１制御回路７７ａを構成している。第２電圧生成部７４ｂ、第２電圧増幅部７５ｂ、および第２駆動部７６ｂは、第２制御回路７７ｂを構成している。図示を省略するが、制御部１７は、他の偏向部１６ｂ〜１６ｅについても同様の構成を有する制御回路群を備えており、各制御回路は、演算回路７２に接続されている。

偏向素子１６は、例えばミラーアレイであり、各偏向部１６ａ〜１６ｅは可動ミラーである。この場合、図２に示すように、偏向部１６ａは、Ｙ方向に延びる第１の軸６１と、Ｘ方向に延びる第２の軸６２を備えている。第１の軸６１は、第１駆動部７６ａと機械的に接続されている。偏向部１６ａは、第１駆動部７６ａの動作に応じて、第１の軸６１周りにＸ方向へ回動可能とされている。第２の軸６２は、第２駆動部７６ｂと機械的に接続されている。偏向部１６ａは、第２駆動部７６ｂの動作に応じて、第２の軸６２周りにＹ方向へ回動可能とされている。各可動ミラーは、例えばＭＥＭＳ（micro-electro-mechanical systems）ミラーである。

演算回路７２は、インターフェース７１を通じて外部より入力される制御信号に応じ、メモリ７３に格納された制御プログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置を備えている。制御信号は、例えば偏向部１６ａの反射面の向きをＸ方向に角度θだけ、Ｙ方向に角度φだけ変化させる旨の指示を含むものである。

演算回路７２は、偏向部１６ａをＸ方向に角度θだけ変化させる場合において、角度θに対応する第１の軸６１の回転量を演算により求め、第１駆動部７６ａが第１の軸６１を当該回転量だけ回転させるために必要な駆動電圧を示す制御信号を生成する。第１電圧生成部７４ａは、Ｄ／Ａコンバータを含んでおり、当該制御信号に対応する電圧のアナログ信号を生成する。第１電圧増幅部７５ａは、増幅回路を含んでおり、第１電圧生成部７４ａが生成した信号を増幅して、上記必要な駆動電圧を第１駆動部７６ａに入力する。

演算回路７２は、偏向部１６ａをＹ方向に角度φだけ変化させる場合において、角度φに対応する第２の軸６２の回転量を演算により求め、第２駆動部７６ｂが第２の軸６２を当該回転量だけ回転させるために必要な駆動電圧を示す制御信号を生成する。第２電圧生成部７４ｂは、Ｄ／Ａコンバータを含んでおり、当該制御信号に対応する電圧のアナログ信号を生成する。第２電圧増幅部７５ｂは、増幅回路を含んでおり、第２電圧生成部７４ｂが生成した信号を増幅して、上記必要な駆動電圧を第２駆動部７６ｂに入力する。

図３の（ａ）は、Ｚ方向からポートアレイ１１を見て、偏向部１６ａにより偏向された光Ｌ１が、ポート１１ｂに入射（結合）している状態を示している。この状態から光Ｌ１がポート１１ｅに入射する状態へ遷移させる必要が生じたとする。

制御部１７は、先ず図４の（ａ）に示すように、偏向部１６ａを第２の軸６２周りに角度φだけ回転させ、光Ｌ１をＹ方向に偏向する。これにより、図３の（ａ）に示すように、光Ｌ１はポートアレイ１１からＹ方向に変位し、ポート１１ｂとの結合が解除される。したがって、ポート１１ａとポート１１ｂ間の光接続が絶たれる。

次いで制御部１７は、図４の（ｂ）に示すように、偏向部１６ａを第１の軸６２周りに角度θだけ回転させ、光Ｌ１をＸ方向に偏向する。これにより、図３の（ａ）に示すように、光Ｌ１はポート１１ｅの側方へ変位する。

次いで制御部１７は、図４の（ａ）に示した動作とは逆に、偏向部１６ａを第２の軸６１周りに角度−φだけ回転させ、光Ｌ１のＹ方向に係る偏向を元に戻す。これにより、図３の（ａ）に示すように、光Ｌ１はポートアレイ１１に向かって変位し、ポート１１ｅと結合される。したがって、ポート１１ａとポート１１ｅ間の光接続が確立する。

偏向部１６ａの第１の軸６１周りの回転と第２の軸６２周りの回転は、同時に行なってもよい。すなわち反射光Ｌ１のＸ方向への偏向とＹ方向への偏向は同時に行なってもよい。この場合における光Ｌ１の軌跡を、図３の（ａ）に一点鎖線で示す。いずれにしても光が結合するポートを切り替える場合においては、切替中にポートアレイ１１における他のポートとの結合（他ポートへの光の混入）が生じないように、他のポートを迂回する経路を選択する必要がある。

図３の（ｂ）に示すように、光Ｌ１は、ビーム中心からの距離により強度が変化する広がりを持っている。上記の「光の混入」とは、閾値強度（例えば２５ｄＢ）以上の光が、所望のポート以外のポートに入射する状態を指す。閾値強度と光強度分布曲線の交点より得られる距離ＢＳをビームサイズと定義する。そしてポートの端縁とビーム中心との距離がビームサイズ以下である状態を「結合」と定義する。

本実施形態に係る波長選択スイッチ１０は、偏向素子１６を駆動しない非動作時（例えば電源オフ時など）においては、各偏向部１６ａ〜１６ｅにより偏向された光が、ポートアレイ１１よりＹ方向にシフトした待機位置１１ｆ（所定位置の一例）に導かれるように構成されている。

より具体的には、第１駆動部７６ａと第２駆動部７６ｂへの電力供給が絶たれることにより、各偏向部１６ａ〜１６ｅの第１の軸６１と第２の軸６２を所望の回転角に保持する力が解除され、各偏向部１６ａ〜１６ｅの反射面の向きは初期状態となる。この初期状態が待機位置１１ｆに対応するものであり、待機位置１１ｆとは、偏向素子１６により反射されて偏向された光（以下、偏向光と称する）がいずれのポートとも結合しないことを保証する位置である。

本実施形態に係る波長選択スイッチ１０は、制御部１７による偏向素子１６の制御が解除された場合、各偏向部１６ａ〜１６ｅにより偏向された光は、Ｙ方向の速度成分がＸ方向の速度成分よりも大きい初速度で、上記の待機位置１１ｆへ移動するように構成されている。制御部１７による偏向素子１６の制御が解除される状況としては、停電などにより波長選択スイッチ１０への電力供給が予期せず絶たれる場合や、各偏向部１６ａ〜１６ｅの偏向角制御を積極的に解除して、各偏向光を待機位置１１ｆへ導こうとする場合が例示されうる。

例えば、図５に示すように、偏向部１６ａにより反射された光Ｌ１がポート１１ａと結合している状態において、制御部１７による偏向素子１６の制御が解除された場合を考える。ポート１１ａから待機位置１１ｆまで光Ｌ１を最短距離で移動させようとすると、図５に破線で示すように、移動の途中で光Ｌ１の一部がポート１１ｂ上を通過し、ポート１１ｂとの結合すなわちポート１１ｂへの光の混入が生じてしまう。

本実施形態の構成によれば、光Ｌ１の待機位置１１ｆへの移動は、Ｙ方向の速度成分ｖ_ｉｙがＸ方向の速度成分ｖ_ｉｘよりも大きい初速度ｖ_ｉで開始される。したがって、図５に実線で軌跡を示すように、光Ｌ１は先ずポートアレイ１１から離れるようにＹ方向へ大きく変位し、弧を描きながら徐々に待機位置１１ｆに近づいていく。光Ｌ１の初期位置と待機位置１１ｆの間に位置する他のポートを迂回するように光Ｌ１が移動するため、他のポートとの結合を確実に回避することができる。したがって、他のポートへの偏向光の混入に伴う不具合を防止することができる。

また図３に示すように、待機位置１１ｆの位置は、偏向光が結合するポートをあるポート（第１ポートの一例）から別のポート（第２ポートの一例）に変更する場合において、偏向光がポートアレイ１１を迂回して移動する側に配置されている。換言すると、偏向光が第１ポートに入射している状態から第２ポートに入射する状態とする場合において、偏向光がＹ方向について待機位置１１ｆに接近するように、偏向素子１６が制御される。

このような構成によれば、偏向光の結合するポートを切り替える動作中において、停電などの理由により制御部１７による偏向素子１６の制御が解除された場合においても、偏向光はポートアレイ１１を横切ることなく待機位置１１ｆへ移動する。したがって、意図しないポートへの偏向光の混入に起因する不具合を回避することができる。

上記のような偏向光の移動を実現するために、各偏向部１６ａ〜１６ｅは、Ｙ方向への応答速度が、Ｘ方向への応答速度よりも高くなるように構成されている。

具体的には、各偏向部１６ａ〜１６ｅの第１の軸６１は、所定の駆動電圧の印加によりＸ方向への変位を許容する第１ねじりばね６３と接続されている。また各偏向部１６ａ〜１６ｅの第２の軸６２は、所定の駆動電圧の印加によりＹ方向への変位を許容する第２ねじりばね６４と接続されている。ここで第２ねじりばね６４のばね定数ｋ_２は、第１ねじりばね６３のばね定数ｋ_１よりも大きく設定されている。

このような構成によれば、制御部１７による制御が解除されて偏向素子１６への通電が絶たれると、Ｙ方向への変位に関与する第２ねじりばね６４の側において、より大きな初期状態への復帰力が発生する。したがって、偏向光の移動開始時における初速度のＹ方向成分を、Ｘ方向成分よりも大きくすることができる。

図６に示す構成を有する制御部１７Ａによっても、各偏向部１６ａ〜１６ｅのＹ方向への応答速度を、Ｘ方向への応答速度よりも高くすることができる。制御部１７Ａは、第１制御回路７７ａにおける第１電圧生成部７４ａと第１電圧増幅部７５ａの間にフィルタ回路７８が介挿されている点において、図２に示した制御部１７と相違する。

フィルタ回路７８は、例えばコンデンサを含むローパスフィルタ回路である。すなわち第１制御回路７７ａが含む回路要素は、第２制御回路７７ｂが含む回路要素よりも静電容量が大きい。

このような構成によれば、第１電圧生成部７４ａと第２電圧生成部７４ｂを通じた電力供給を演算回路７２が中止しても、フィルタ回路７８に蓄えられた電圧によって、第１駆動部７６ａへの電力供給遮断が、第２駆動部７６ｂへの電力供給遮断よりも遅れる。したがって、各偏向部１６ａ〜１６ｅの初期状態への復帰は、Ｙ方向の変位（第２の軸６２周りの回転）の方が、Ｘ方向の変位（第１の軸６１周りの回転）よりも速くなる。

これにより、上記の制御部１７と同様に、図５に示す光Ｌ１の待機位置１１ｆへの移動は、Ｙ方向の速度成分ｖ_ｉｙがＸ方向の速度成分ｖ_ｉｘよりも大きい初速度ｖ_ｉで開始されることとなる。この場合、第１ねじりばね６３のばね定数ｋ_１と第２ねじりばね６４のばね定数ｋ_２は等しくてもよい。

なおポートアレイ１１における偏向光の移動に関し、Ｙ方向の速度成分ｖ_ｉｙをＸ方向の速度成分ｖ_ｉｘよりも大きくするためには、アナモルフィック光学系１３のＸ方向およびＹ方向におけるビーム形状変換倍率を考慮する必要がある。具体的には、アナモルフィック光学系のＸ方向に係る倍率をＭ_ｘ、Ｙ方向に係る倍率をＭ_ｙとし、制御部１７（１７Ａ）による制御解除時における各偏向部１６ａ〜１６ｅのＸ方向に係る応答速度をｖ_ｒｘ、Ｙ方向に係る応答速度をｖ_ｒｙとしたとき、次式が成り立つように、第１ねじりばね６３のばね定数ｋ_１および第２ねじりばね６４のばね定数ｋ_２、あるいはフィルタ回路７８の静電容量が定められる。

Ｍ_ｘｖ_ｒｙ ＞ Ｍ_ｙｖ_ｒｘ

上記の実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであって、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは明らかである。

ポートアレイ１１が備える複数のポートのうち、入力ポートとして用いるポートの数、および出力ポートとして用いるポートの数は、上記の実施形態について示した数に限られるものではない。入力ポートと出力ポートとして用いられるポートをそれぞれ少なくとも１つ含む限りにおいて、ポートアレイ１１が備えるポートの数は任意である。

アナモルフィック光学系１３は、一対のプリズムに限られるものではなく、Ｘ方向またはＹ方向にのみ屈折力を有する光学部品（例えば、シリンドリカルレンズやシリンドリカルミラー）を単独もしくは複数個組み合わせることによって構成してもよい。また、Ｘ方向に屈折力を有する光学部品を用いて光をＸ方向に縮小する縮小光学系を用いてもよい。

アナモルフィック光学系１３のＸ方向に係る倍率Ｍ_ｘとＹ方向に係る倍率Ｍ_ｙの組合せは、Ｍ_ｙがＭ_ｘよりも大きい限りにおいて任意である。例えば、Ｘ方向については光ビーム幅を狭める（Ｍ_ｘが１未満）ように構成してもよい。

分光素子１４は、入射した光をＹ方向に分光しうる限りにおいて、透過型の回折格子を複数個組み合わせて構成してもよいし、リットマン−メトカルフ型の構成を有する回折格子を用いても良い。また、反射型の回折格子やグリズム、スーパープリズム、導波路型回折格子等で構成してもよい。

偏向素子１６は、ＭＥＭＳミラーに限られるものではない。ＬＣＯＳ（Liquid Crystal on Silicon）のような反射型液晶素子や、透過型液晶素子、ＤＭＤ (Digital Mirror Device)といった、印加する電圧によって光路が切り替えられる素子を用いてもよい。この場合、図６に示した制御部１７Ａを用い、第１駆動部７６ａおよび第２駆動部７６ｂが、それぞれＸ方向、Ｙ方向についての偏向量に応じた電圧を印加する。

待機位置１１ｆのポートアレイ１１に対する位置関係は、上記の実施形態について示した配置に限られない。上記の実施形態においては、図７の（ａ）に示すように、待機位置１１ｆは、ポートアレイ１１の配列方向（Ｘ方向）における中央部（ポート１１ｃ）に対向するように配置されている。

上述のように、偏向光の待機位置１１ｆへの移動は、Ｙ方向の速度成分ｖ_ｉｙがＸ方向の速度成分ｖ_ｉｘよりも大きい初速度ｖ_ｉで開始されるため、図７の（ｂ）に示すように待機位置１１ｆをポートアレイ１１の端部（ポート１１ｅ）に対向するように配置しても、偏向光Ｌにポートアレイ１１を確実に迂回させることができる。したがって、待機位置１１ｆの配置に係る自由度を確保しつつ、意図しないポートへの偏向光Ｌの混入を防止することができる。

図７の（ａ）と（ｂ）を比較して明らかなように、待機位置１１ｆをポートアレイ１１の配列方向の中央部に対向する位置に配置すれば、ポートアレイ１１の端部に位置するポートの中心と待機位置１１ｆを結ぶ直線（すなわち偏向光Ｌの最短経路）を他のポートから遠ざけることができる。すなわち図７の（ａ）に示す配置をとることにより、偏向光Ｌの経路の最短経路からの迂回度を小さくしても、偏向光Ｌと他のポートとの結合を避けることが可能となる。

ポートアレイ１１が含むポート１１ａ〜１１ｅの配列は、上記の実施形態について示したものに限られない。上記の実施形態においては、図８の（ａ）に示すように、ポート１１ａ〜１１ｅが一定の間隔でＸ方向に沿って配置されている。

図８の（ｂ）に示すように、隣接するポート同士の間隔が、ポートアレイ１１Ａの中央部から離れるに従って広くなるようにポート１１ａ〜１１ｅを配列してもよい。具体的には、ポート１１ｂとポート１１ｃ（第１ポート対の一例）のＸ方向における間隔をＷ１とし、ポート１１ｂとポート１１ａ（第２ポート対の一例）のＸ方向における間隔をＷ２としたとき、ポートアレイ１１Ａの配列方向中央部からより離れているポート１１ｂとポート１１ａの間隔Ｗ２は、ポート１１ｂとポート１１ｃの間隔Ｗ１よりも広い。

図８の（ａ）と（ｂ）を比較して明らかなように、上記のような配置によれば、ポートアレイ１１Ａの端部に位置するポートの中心と待機位置１１ｆを結ぶ直線（すなわち偏向光Ｌの最短経路）を他のポートから遠ざけることができる。すなわち図８の（ｂ）に示す配置をとることにより、偏向光Ｌの経路の最短経路からの迂回度を大きくすることなく、偏向光Ｌと他のポートとの結合を避けることが可能となる。

偏向光Ｌの最短経路を他のポートから遠ざけるという観点からは、図８の（ｃ）に示すポートアレイ１１Ｂの配置を採用することもできる。すなわち待機位置１１ｆからＸ方向について離れているポートほど、Ｙ方向については待機位置１１ｆに近づくように配置されている。例えば、ポート１１ａ（第２ポートの一例）は、Ｘ方向についてはポート１１ｂ（第１ポートの一例）よりも待機位置１１ｆから離れている。一方、ポート１１ｂは、Ｙ方向についてはポート１１ａよりも待機位置から離れている。

このような配置によれば、任意のポートの中心と待機位置１１ｆを結ぶ直線（すなわち偏向光Ｌの最短経路）を他のポートから遠ざけることができる。すなわち図８の（ｃ）に示す配置をとることにより、偏向光Ｌの経路の最短経路からの迂回度を大きくすることなく、偏向光Ｌと他のポートとの結合を避けることが可能となる。

１０：波長選択スイッチ
１１、１１Ａ、１１Ｂ：ポートアレイ
１１ａ〜１１ｅ：ポート
１１ｆ：待機位置
１２：コリメータ
１３：アナモルフィック光学系
１３ａ、１３ｂ：プリズム
１４：分光素子
１５：集光レンズ
１６：偏向素子
１６ａ〜１６ｅ：偏向部
１７、１７Ａ：制御部
６１：第１の軸
６２：第２の軸
６３：第１ねじりばね
６４：第２ねじりばね
７１：インターフェース
７２：演算回路
７３：メモリ
７４ａ：第１電圧生成部
７４ｂ：第２電圧生成部
７５ａ：第１電圧増幅部
７５ｂ：第２電圧増幅部
７６ａ：第１駆動部
７６ｂ：第２駆動部
７７ａ：第１駆動回路
７７ｂ：第２駆動回路
７８：フィルタ回路
ＢＳ：ビームサイズ
ｋ_１、ｋ_２：ばね定数
Ｌ０：波長多重光
Ｌ１〜Ｌ３：波長成分光
ｖ_ｉ：初速度
ｖ_ｉｘ：初速度のＸ方向成分
ｖ_ｉｙ：初速度のＹ方向成分
θ、φ：回転角

Claims (9)

1. 入力ポートと出力ポートを含む複数のポートが第１方向に配列されたポートアレイと、
   前記入力ポートより入力された光を、前記第１方向と異なる第２方向に分光する分光素子と、
   前記第２方向に配列された複数の偏向部を有し、当該複数の偏向部の各々が前記分光素子により分光された所定の波長成分光を偏向する偏向素子と、
   前記複数の偏向部の各偏向角を、前記第１方向と前記第２方向について独立に制御する制御部とを備え、
   前記偏向素子を駆動しない非動作時においては、前記複数の偏向部により偏向された各偏向光は、前記ポートアレイより前記第２方向にシフトした所定位置に導かれ、
   前記制御部による制御が解除された場合、前記偏向光は、前記第２方向の速度成分が前記第１方向の速度成分よりも大きい初速度で、前記所定位置へ移動する、波長選択スイッチ。
2. 前記複数の偏向部の各々は、前記第２方向への応答速度が前記第１方向への応答速度よりも高い、請求項１に記載の波長選択スイッチ。
3. 前記複数の偏向部の各々は可動ミラーであり、
   前記可動ミラーは、所定の駆動電圧の印加により前記第１方向への変位を許容する第１ねじりばね、および所定の駆動電圧の印加により前記第２方向への変位を許容する第２ねじりばねと接続されており、
   前記第２ねじりばねのばね定数は、前記第１方向ねじりばねのばね定数よりも大きい、請求項２に記載の波長選択スイッチ。
4. 前記複数の偏向部の各々は、前記第１方向への偏向を制御する第１制御回路、および前記第２方向への偏向を制御する第２制御回路と接続されており、
   前記第１制御回路が含む回路要素は、前記第２制御回路が含む回路要素よりも静電容量が大きい、請求項２に記載の波長選択スイッチ。
5. 前記入力ポートより入力された光を、前記第１方向と前記第２方向とで異なる倍率となるように変換するアナモルフィック光学系を備え、
   前記第２方向への応答速度と前記アナモルフィック光学系の前記第１方向に係る倍率の積は、前記第１方向への応答速度と前記アナモルフィック光学系の前記第２方向に係る倍率の積より大きい、請求項２から４のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
6. 前記所定位置は、前記ポートアレイの前記第１方向における中央部に対向する位置である、請求項１から５のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
7. 前記複数のポートは、隣接する第１ポート対、および隣接する第２ポート対を含み、
   前記第２ポート対は、前記第１ポート対よりも前記ポートアレイの前記第１方向における中央部から離れており、
   前記第２ポート対の前記第１方向における間隔は、前記第１ポート対の前記第１方向における間隔よりも広い、請求項１から６のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
8. 前記複数のポートは、第１ポートと第２ポートを含み、
   前記第２ポートは、前記第１ポートよりも前記第１方向について前記所定位置から離れており、
   前記第１ポートは、前記第２ポートよりも前記第２方向について前記所定位置から離れている、請求項１から７のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。
9. 前記複数のポートは、第１ポートと第２ポートを含み、
   前記制御部は、前記偏向光が前記第１ポートに入射している状態から前記第２ポートに入射する状態とする場合において、前記偏向光が前記第２方向について前記所定位置に接近するように前記偏向素子を制御する、請求項１から８のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ。

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