JP4368286B2 - 光スイッチ装置 - Google Patents
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Description
具体的には、4つのポート119−1〜119−4をそなえ、各ポート119−1〜119−4に入射した光については、1×4波長選択光スイッチ111〜114で自身のポートを含めた4つのポート119−1〜119−4のいずれかが接続された方路に選択的に出力するようになっている。又、各ポート119−1〜119−4では、4×1波長選択光スイッチ115〜118で、自身のポート119−1〜119−4を含めた4つのポート119−1〜119−4における1×4波長選択スイッチ111〜114からの信号のうちから1つを選んで出力する。
また、図21と図22の波長選択光スイッチは一つのスイッチとして描かれているが、実際にはWDM(Wavelength Division Multiplexing)光、つまり波長多重された光の波長チャンネル毎に独立に切換可能である。
この特許文献1に記載された、単ポート対複数ポート間の光経路を光波長別に切り換える装置としての1×N(N×1)波長選択光スイッチ120は、例えば図23に示すように、N本の光ファイバで構成されたポート121(121−1,121−2,...),各ポート121に対応して配置された第1のレンズ122(122−1,122−2,...),回折格子123,第2のレンズ124および可動微小ミラー125をそなえて構成されている。
さらに、本発明の光スイッチ装置は、第1ポートと、該第1ポートに並列配置されて該第1ポートと光接続可能なN(Nは複数)個の第2ポートと、波長毎に異なる方向であって前記の第1ポートと第2ポートとが配列された方向に、前記の第1ポート又は第2ポートから出力された光ビームを屈折させる分光部と、該分光部にて波長毎に異なる方向に屈折した光ビームについて波長毎に設定された反射方向で反射する反射部と、をそなえ、該反射部で反射された前記波長毎の反射光ビームが、当該反射方向に対応付けられた位置に配置された第1又は第2ポートに入力されるように構成された光スイッチが、複数段積み重なるように集積配置されるとともに、前記複数段集積配置された各光スイッチが該分光部を共有するように一体として構成され、かつ、前記複数段集積配置された各光スイッチにおける各第1ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第1ポートから出力された複数の光ビームを、それぞれ、コリメート化された光ビームに変換して該分光部のほぼ同位置に出力する第1光制御部と、前記集積された光スイッチのうち、特定の一つの光スイッチを構成する第1ポート及び第2ポートから出力され分光された光のうち、同じ波長の光を一点に集光するように構成され、且つ、前記複数段集積配置された各光スイッチに共用に構成された第2光制御部と、iをN以下の正の整数として、前記複数積み重なるように集積配置された光スイッチのN個の第2ポートのi番目の積み重ねをi組目の第2ポートとするとき、i組目の第2ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第2ポートから出力された光ビームを、それぞれ、コリメート化された複数の光ビームに変換して該分光部のほぼ同一位置に出力する第3光制御部と、をそなえ、前記集積配置される単位となる各光スイッチは、前記第1ポートを入力ポートとし、前記複数の第2ポートを出力ポートとして構成することにより、第1ポートから入力された光ビームを波長毎に出力先として設定された第2ポートを通じて出力する1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成され、前記第1ポートを出力ポートとし、前記N個の第2ポートを入力ポートとして構成することにより、該N個の第2ポートから入力された光ビームについて波長毎に選択的に第1ポートを通じて出力するN入力1出力の波長選択光スイッチとして構成されたことを特徴としている。
なお、本発明は、複数の1×N波長選択スイッチおよびN×1波長選択光スイッチを組み合わせた場合の部材の数量と組立工数を従来に比べて低減し、装置全体のコストとサイズとを従来例に比べて小さくすることができるようにした、光スイッチ装置を提供することを目的とするものであるが、本明細書の記述によって開示される技術によって解決可能な技術的課題を、発明が解決しようとする課題とし、この課題について解決する技術にかかる物または方法を提供することを本発明の目的とすることを妨げるものではない。
〔A−1〕第1実施形態にかかる光スイッチ装置10の構成について
図1は本発明の第1実施形態にかかる光スイッチ装置10を示す模式的斜視図である。この図1に示す光スイッチ装置10は、例えば図2に示すような単ポート対複数ポート間の光経路を光波長別に切り換える波長選択光スイッチ8を複数個(この場合においては3個の波長選択光スイッチ8−1〜8−3)積み重ねられて構成されたものである。この図2に示す波長選択光スイッチ8は、例えば1×2波長選択光スイッチ又は2×1波長選択光スイッチとして機能しうるものである。なお、本発明の構成は、1×N波長選択スイッチ又はN×1波長選択スイッチ(Nは3以上)に対しても適用可能であるが、以下においては、説明の便宜のため、特段の限定がない限り1×2波長選択光スイッチ8としての機能に着目して説明を進めることとする。
さらに、分光部3は、波長毎に異なる方向であって前記の第1,第2ポートの配列方向に対応する方向(即ち略同一の方向)に、第1又は第2ポート1,7−1,7−2から出力された光ビームを屈折させうるもの(異なる波長の光が異なる方向に進むように空間的に分離させうる手段で、例えばプリズムや回折格子を用いることができ、プリズム等を用いた場合は屈折、回折格子を用いた場足は回折により波長に対応した角度に光路が曲げられ分光されるが、以下回折による場合を含め「屈折」と記載する)であって、例えば平行平板状の透過型回折格子で構成することができる。
さらに、反射部5は、分光部3にて波長毎に異なる方向に屈折した光ビームについて波長毎に設定された反射方向で反射しうるものであって、例えば上述の第2凸レンズ4から出力された波長毎の光ビームの光路上にそれぞれ配置されて、波長毎に設定された方向に傾斜可能な複数のミラーをそなえてなるMEMS(Micro Electro Mechanical System)ミラーにより構成することができる。
また、この図1に示す光スイッチ装置10においては、各波長選択光スイッチ8−1〜8−3をなす分光部3Aが一体化して共用に構成されている。この分光部3Aについても回折格子により構成することができるが、特に、文献 APPLIED OPTICS VOL. 18, No. 14, pp.2407-2417に記載されているような平行平板状透過型回折格子により構成することができる。
すなわち、第1光制御部2Aは、複数段集積配置された各波長選択光スイッチ8−1〜8−3における各第1ポート1−1〜1−3から出力され空間伝搬する光ビームの経路上に一体として構成されて、各波長選択光スイッチ8−1〜8−3の第1ポート1−1〜1−3から出力された光ビームをコリメート化された光ビームに変換してそれぞれ分光部3Aに出力することができるようになっており、例えば一体の凸レンズにより構成することができる。
また、上述の分光部3Aとしての平行平板状透過型回折格子には、周期的な屈折率分布が形成されており、屈折率分布の周期を、回折角をθ、回折次数をm、光の波長をλとすると波長毎の回折角の差の大きさ(分散,θのλに関する偏微分)は次式(1)で表される。
よって、例えば第1光制御部2A及び第3光制御部6A−1,6A−2に焦点距離48mmの凸レンズを、第2光制御部4Aに焦点距離150mmの凸レンズをそれぞれ用いると、WDM光の周波数間隔が100GHzのとき、反射部5−1〜5−3上の焦点でのチャネル間隔が100μm、集光ビームスポット径(半径)が16μmになり、波長選択光スイッチ8−1〜8−3としては、フラットトップの透過特性を持つものを実現することができる。
上述のごとく構成された光スイッチ装置10では、積み重ねられた個々の波長選択光スイッチ8−1〜8−3は、反射部5−1〜5−3をなすミラー5a(図4参照)の傾斜角度を適宜設定することによって、それぞれ独立して光スイッチ動作することができる。
具体的には、波長選択光スイッチ8−1〜8−3を1×2波長選択光スイッチとして構成する場合には、第1ポート1−1〜1−3から入力される例えばWDM光を第2ポート7−11〜7−13,7−21〜7−23に選択的に出力することができるが、このとき、波長毎に個別に出力先としての第2ポート7−11〜7−13,7−21〜7−23を設定することができる。
ここで、第1実施形態にかかる光スイッチ装置10においては、各波長選択光スイッチ8−1についての分光部3Aが共用に構成され、更に、各波長選択光スイッチ8−1〜8−3をなす第1凸レンズ2,第2凸レンズ4および第3凸レンズ6−1,6−2が、それぞれ一体化して共用に構成された第1光制御部2A,第2光制御部4Aおよび第3光制御部6A−1,6A−2として構成されているので、各々の構成要素が独立した3つの波長選択光スイッチを用いる場合に比べ、分光部3A,第1光制御部2A,第2光制御部4Aおよび第3光制御部6A−1,6A−2のとしての部品点数が全体として少なくなり、部材コストが低減される効果が得られる。
さらにまた、複数の波長選択光スイッチ分に相当する第1光制御部2A、分光部3A、第2光制御部4A、第3光制御部6A−1,6A−2および反射部5−1〜5−3を一括して位置合わせし装置を製造することができるので、複数の独立した波長選択光スイッチを用いる場合に比べ組立工数と組立コストを大幅に低減させることができる効果を得ることができる。
また、図8は上述の図7に示す光スイッチ装置10´についての模式的正視図である。この図8に示す光スイッチ装置10´と、図6に示す第1実施形態にかかる光スイッチ装置10とを対比すると、図8に示す光スイッチ装置10´の構成では、個々の第1光制御部2−1〜2−3又は第2光制御部4−1〜4−3のサイズを比較的大きくしなければならないために、第1ポート1−1〜1−3間(又は第2ポート7−11〜7−13間、第2ポート7−21〜7−23間)のピッチや、MEMSミラー5´をなす反射部5−1〜5−3間のピッチを小さくすることが困難である。
さらに、上述の図7,図8に示す光スイッチ装置10´においては、3個の波長選択光スイッチ8の一つ一つについて、第1ポート1−1〜1−3、第1光制御部2−1〜2−3,分光部3´,第2光制御部4−1〜4−3,反射部5−1〜5−3,第3光制御部6−11〜6−13,6−21〜6−23及び第2ポート7−11〜7−13,7−21〜7−23を個別に位置調節し組立・製造する必要がある。
〔B〕第2実施形態の説明
図9は本発明の第2実施形態にかかる光スイッチ装置20を示す模式的上視図である。この図9に示す光スイッチ装置20は、前述の第1実施形態におけるもの(符号10参照)に比して、分光部3Bとして平行平板状反射型回折格子を用いている点、ならびにそれに伴って第1,第2ポート1−1〜1−3,7−11〜7−13,7−21〜7−23および第1,第3光制御部2A,6A−1,6A−2の光路上での配置が、前述の第1実施形態にかかる光スイッチ装置10と異なっている。尚、上述の相違点以外については、第1実施形態にかかる光スイッチ装置10と基本的に同様の構成を有しており、図9中、図1と同一の符号はほぼ同様の部分を示すものである。
〔C−1〕第3実施形態にかかる光スイッチ装置30の構成について
図10は本発明の第3実施形態にかかる光スイッチ装置30を示す模式的斜視図である。この図10に示す光スイッチ装置30は、前述の第1実施形態における光スイッチ装置10に比して、光スイッチ装置10におけるものと対応した第1凸レンズ2C,分光部3C,第2凸レンズ4C,反射部5Cおよび第3凸レンズ6C−1,6C−2をそなえて構成されて、3つではなく2つの1×2(2×1)波長選択光スイッチ8−1,8−2が積み重ねられて構成されている。
具体的には、ポート31aを通じて波長λ1,λ3,λ5,・・・の光信号を出力するとともに、ポート31bを通じて波長λ2,λ4,λ6,・・・の光信号を出力することができる。又、ポート31aを通じて入力された波長λ1,λ3,λ5,・・・の光信号と、ポート31bを通じて入力された波長λ2,λ4,λ6,・・・の光信号と、を合成して、波長λk(k=1,2,・・・)のWDM光を、ポート31cを通じて出力することができる。
上述の構成により、第3実施形態にかかる光スイッチ装置30では、波長選択光スイッチ8−1,8−2を1×2波長選択光スイッチとして動作させる場合は、これらのスイッチ8−1,8−2に対し、入力されたWDM光について隣接する波長チャンネルごとに交互に上下に振り分けられてスイッチングを行なうことができる。この場合には、第1物理状態依存光分離/合成部31において、入力されたWDM光について隣接する波長チャンネルごとに2つの第1ポート1−1,1−2に振り分けて出力する。
〔D−1〕第4実施形態にかかる光スイッチ装置40の構成について
図14は本発明の第4実施形態にかかる光スイッチ装置40を示す模式的斜視図である。この図14に示す光スイッチ装置40は、前述の第3実施形態における光スイッチ装置30に比して、第1,第2物理状態依存光分離/合成部41,42−1,42−2が、波長ではなく偏波状態に応じて分離/合成するようになっている。尚、図14中、図10と同一の符号は、同様の部分を示している。
〔D−2〕第4実施形態にかかる光スイッチ装置40の作用効果について
上述の構成により、第4実施形態にかかる光スイッチ装置40では、波長選択光スイッチ8−1,8−2を1×2波長選択光スイッチとして動作させる場合は、入力されたWDM光について偏波分離されたTM光およびTE光を波長選択光スイッチ8−1,8−2に振り分けてスイッチングを行なうことができる。この場合には、第1物理状態依存光分離/合成部41において、入力されたWDM光について、TE光を波長選択光スイッチ8−1へ、TM光を波長選択光スイッチ8−2へ、それぞれ振り分けて出力する。そして、各波長選択光スイッチ8−1,8−2においては、波長チャンネルごとに通常の1×2光スイッチングを行なう。
〔E−1〕第5実施形態にかかる光スイッチ装置60の構成について
図17は本発明の第5実施形態にかかる光スイッチ装置50の要部を示す模式的斜視図である。この図17に示す光スイッチ装置50は、前述の第1実施形態の場合と同様に3つの1×2(2×1)波長選択光スイッチ8−1〜8−3が積み重なるように集積配置されるとともに、合波器としての3つの3dBカプラ51〜53と、反射部5−1〜5−3をなすミラー5a(図4参照)の傾斜角度を個別に制御可能な制御装置54と、をそなえて、図18に示すような3×3波長選択光スイッチとして動作させることができるようにしたものである。尚、図17,図18中、図1と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
また、1個の1入力2出力の波長選択光スイッチ8−1〜8−3と1個の3dBカプラ51〜53とを、方路ごとに定められた1組のスイッチ・合波器組として構成し、各組のスイッチ・合波器組における1入力N出力の波長選択光スイッチ8−1〜8−3をなす2個の出力ポートとしての第2ポート7−11,7−21,7−12,7−22,7−13,7−23を、当該組以外の他の組における各2個の3dBカプラ51〜53の入力に接続する光接続手段33をそなえている。
上述の構成により、第5実施形態にかかる光スイッチ装置50では、制御装置54によってMEMSミラーアレイ5をなすミラー5aの傾斜角度を個別に制御することによって、3つの入力ポート♯1〜3とともに、3つの出力ポート♯1〜3をそなえた3×3波長選択光スイッチとして動作させることができる。即ち、波長選択光スイッチ8−1〜8−3の第1ポート1−1〜1−3に入力された光については、波長毎に個別にスイッチングされて、3dBカプラ51〜53の出力ポート53bを通じて出力することができる。
なお、上述の第5実施形態にかかる光スイッチ装置50においては、3個の1×2波長選択光スイッチ8−1〜8−3と3個の3dBカプラ(2入力、1出力合波器と同様)51〜53を用いて3×3波長選択光スイッチ50を構成しているが、本発明によればこれに限らず、例えば図24に例示するように、M個の1×N波長選択光スイッチ8A−1〜8A−M、ここにN=M-1、Nは2以上、と、M個のN入力1出力の合波器(以下これをN×1カプラという)8B−1〜8B−Mを組み合わせて、M×M波長選択光スイッチとしての光スイッチ装置50Aを構成することができる(図24はN=4、M=5の例)。
〔F−1〕第6実施形態にかかる光スイッチ装置60の構成について
図19は本発明の第6実施形態にかかる光スイッチ装置60の要部を示す模式的斜視図である。この図19に示す光スイッチ装置60は、前述の第5実施形態の場合と同様に、3×3波長選択光スイッチを構成するものであるが、6個の1×2(2×1)波長選択光スイッチ8−1〜8−6が積み重なるように集積配置されている点が、前述の第5実施形態の場合と異なっている。
ここで、図19に示す波長選択光スイッチ8−1,8−3,8−5を、1×2波長選択光スイッチとして動作するとともに、波長選択光スイッチ8−2,8−4,8−6を2×1波長選択光スイッチとして動作するように、各第2ポート7−11〜7−16,7−21〜7−26が相互に接続されるようになっている。
また、1×2波長選択光スイッチ8−3の第2ポート7−13は、2×1波長選択光スイッチ8−2の第2ポート7−12に光接続手段33を介して接続され、第2ポート7−23は、2×1波長選択光スイッチ8−6の第2ポート7−16に光接続手段33を介して接続されている。
これにより、図20に示すように、波長選択光スイッチ8−1の第1ポート1−1を3×3波長選択光スイッチの入力ポート(入力♯1)とし、波長選択光スイッチ8−2の第1ポート1−2を3×3波長選択光スイッチの出力ポート(出力♯1)として動作させることができるようになっている。
上述の構成により、第6実施形態にかかる光スイッチ装置60は、図示しない制御装置によってMEMSミラーアレイをなすミラーの傾斜角度を個別に制御することによって、3つの入力ポート♯1〜3とともに、3つの出力ポート♯1〜3をそなえた3×3波長選択光スイッチとして動作させることができる。即ち、波長選択光スイッチ8−1,8−3,8−5の第1ポート1−1,1−3,1−5に入力された光については、波長毎に個別にスイッチングされて、波長選択光スイッチ8−2,8−4,8−6の第1ポート1−2,1−4,1−6を通じて出力することができる。
なお、上述の第6実施形態にかかる光スイッチ装置60においては、3個の1×2波長選択スイッチと3個のN×波長選択スイッチを用いて3×3波長選択スイッチを構成しているが、本発明によればこれに限らず、例えば図25に例示するように、M個の1×N波長選択スイッチ8A−1〜8A−M(ここにN=M-1、Nは2以上)と、M個のN×1波長選択スイッチ8C−1〜8C−Mを組み合わせて、M×M波長選択光スイッチとしての光スイッチ装置60Aを構成することができる(図25はN=4、M=5の例)。
本発明によれば、上述した各実施形態にかかわらず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能である。
たとえば、上述の各実施形態においては、複数段積み重ねられて集積配置される単位となる波長選択光スイッチとしては、ポートとして、1つの第1ポートと2つの第2ポートを有する1×2(2×1)波長選択光スイッチとしているが、本発明によれば、3つ以上のN個の第2ポートを有する1×N(N×1)波長選択光スイッチについて複数段集積配置することとしてもよい。
〔H〕付記
(付記1) 第1ポートと、該第1ポートに並列配置されて該第1ポートと光接続可能なN(Nは複数)個の第2ポートと、波長毎に異なる方向であって前記の第1ポートと第2ポートとが配列された方向に、前記の第1ポート又は第2ポートから出力された光ビームを屈折させうる分光部と、該分光部にて波長毎に異なる方向に屈折した光ビームについて波長毎に設定された反射方向で反射しうる反射部と、をそなえ、該反射部で反射された前記波長毎の反射光ビームが、当該反射方向に対応付けられた位置に配置された第1又は第2ポートに入力されるように構成された光スイッチが、複数段積み重なるように集積配置されるとともに、
前記複数段集積配置された各光スイッチが該分光部を共有するように一体として構成され、
かつ、前記複数段集積配置された各光スイッチにおける各第1ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第1ポートから出力された複数の光ビームを、それぞれ、コリメート化された光ビームに変換して該分光部のほぼ同位置に出力しうる第1光制御部と、
前記集積された光スイッチのうち、特定の一つの光スイッチを構成する第1ポート及び第二ポートから出力され分光された光のうち、同じ波長の光を一点に集光しうる第2光制御部と、
iをN以下の正の整数として、前記複数積み重なるように集積配置された光スイッチのN個の第2ポートのi番目の積み重ねをi組目の第2ポートとするとき、i組目の第2ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第2ポートから出力された光ビームを、それぞれ、コリメート化された複数の光ビームに変換して該分光部のほぼ同一位置に出力しうる第3光制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、光スイッチ装置。
(付記3) 該分光部をなす平行平板状回折格子が、透過型の平行平板状回折格子であることを特徴とする、付記2記載の光スイッチ装置。
(付記5) 前記集積配置される単位となる各光スイッチは、前記第1ポートを入力ポートとし、前記複数の第2ポートを出力ポートとして構成することにより、第1ポートから入力された光ビームを波長毎に出力先として設定された第2ポートを通じて出力しうる1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成され、前記第1ポートを出力ポートとし、前記N個の第2ポートを入力ポートとして構成することにより、該N個の第2ポートから入力された光ビームについて波長毎に選択的に第1ポートを通じて出力しうるN入力1出力の波長選択光スイッチとして構成されたことを特徴とする、付記1記載の光スイッチ装置。
前記の複数段集積された各光スイッチをなす第2ポートのうち、該反射部での反射方向に対応付けられた位置ごとの第2ポートと光学的に接続され、光の物理状態に応じて光を分離又は合成する複数の第2物理状態依存光分離/合成部と、をそなえ、
該第1物理状態依存光分離/合成部で分離される光は互いに異なる第1ポートを通じて該第1光制御部に出力されるとともに、該第2ポートから該第2物理状態依存光分離/合成部へ出力される光は、当該第2物理状態依存光分離/合成部で合成されるように構成される一方、
該第2物理状態依存光分離/合成部で分離される光は互いに異なる第2ポートを通じて該第3光制御部に出力されるとともに、該第1ポートから該第1物理状態依存光分離/合成部へ出力される光は当該第1物理状態依存光分離/合成部で合成されるように構成されたことを特徴とする、付記1記載の光スイッチ装置。
(付記9) 上記の第1,第2物理状態依存光分離/合成部が、波長に応じて光を分離/合成しうるように構成されたことを特徴とする、付記7又は8記載の光スイッチ装置。
上記の第2物理状態依存光分離/合成部にて分離された光が、前記光学的に接続されている該第2ポートに一定の光波長間隔で順番に振り分けられるように構成されたことを特徴とする、付記9記載の光スイッチ装置。
(付記12) 前記光スイッチがM(M=N+1)個積み重なるように集積配置されるとともに、M個のN入力合波器がそなえられ、
該M個の光スイッチを、1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成し、かつ、1個の前記1入力N出力の波長選択光スイッチと1個の該N入力合波器とを1組とするM組のスイッチ・合波器組をそなえ、
特定のスイッチ・合波器組に含まれる前記N入力合波器のN個の入力と、特定のスイッチ・合波器組以外のN組のスイッチ・合波器組に含まれるN個の光スイッチのうちの1個の光スイッチから1個ずつの第2ポートを選択して得られるN個の第2ポートとを、各々1対1に接続する光接続手段をそなえて構成されたことを特徴とする、付記2記載の光スイッチ装置。
該2×M個の光スイッチを、1個の前記1入力N出力の波長選択光スイッチと1個の前記N入力1出力の波長選択光スイッチを1組とする、M組のスイッチ組とし、
特定のスイッチ組に含まれる前記N入力1出力波長選択光スイッチのN個の入力と、特定のスイッチ組以外のN組のスイッチ組に含まれるN個の1入力N出力波長選択光スイッチのうちの1個の波長選択光スイッチから1個ずつの第2ポートを選択して得られるN個の第2ポートとを、各々1対1に接続する光接続手段をそなえて構成されたことを特徴とする、付記2記載の光スイッチ装置。
2,2−1〜2−3,3´4,4−1〜4−3,6−1,6−2,6−11〜6−13,6−21〜6−23 凸レンズ
2A,2C,2E 第1凸レンズ(第1光制御部)
3,3´,3A〜3C,3E 分光部
4,4A,4C,4−1,4−2 第2凸レンズ(第2光制御部)
5A,5C,5D MEMSミラーアレイ
5,5´,5−1〜5−3,5C−1,5C−2 反射部
5a ミラー
5b 制御電極
5c 支持突起
5d ガラス基板
5e ヒンジ部
5f回転部
5g シリコン基板
5h 金メッキ部
5i 部材が除去された部分
6A−1,6A−2,6C−1,6C−2,6E−1,6E−2 第3凸レンズ(第3光制御部)
7−11〜7−16,7−21〜7−26 第2ポート
8,8−1〜8−6,120´ 1×2(2×1)波長選択光スイッチ
8A−1〜8A−M,8C−1〜8C−M 1×N波長選択光スイッチ
8B−1〜8B−M N入力1出力合波器
10,10´,20,30,40,50,50A,60,60A,70 光スイッチ装置
11 伝送路ファイバ
31,41 第1物理状態依存光分離/合成部
31a〜31c,32a〜32f,41a〜41c,42a〜42f ポート
32−1,32−2,42−1,42−2 第2物理状態依存光分離/合成部
33,33−1〜33−6,73 光接続手段
34,44 光導波路デバイス
35 3dBカプラ
36−1,36−2 光路
45 交差型導波路
51〜53 3dBカプラ
51a〜53a 入力ポート
51b〜53b 出力ポート
54 制御装置
100 3×3波長選択光スイッチ
101〜103 1×N波長選択光スイッチ
104〜106 N×1波長選択光スイッチ
107−1〜107−3 ポート
110 4×4波長選択光スイッチ
111〜114 1×4波長選択光スイッチ
115〜118 4×1波長選択光スイッチ
119−1〜119−4 ポート
120 1×N(N×1)波長選択光スイッチ
121(121−1,121−2,...,121−N) ポート
122(122−1,122−2,...,122−N) 第1のレンズ
123 回折格子
124 第2のレンズ
125 可動微小ミラー
Claims (5)
- 第1ポートと、該第1ポートに並列配置されて該第1ポートと光接続可能なN(Nは複数)個の第2ポートと、波長毎に異なる方向であって前記の第1ポートと第2ポートとが配列された方向に、前記の第1ポート又は第2ポートから出力された光ビームを屈折させる分光部と、該分光部にて波長毎に異なる方向に屈折した光ビームについて波長毎に設定された反射方向で反射する反射部と、をそなえ、該反射部で反射された前記波長毎の反射光ビームが、当該反射方向に対応付けられた位置に配置された第1又は第2ポートに入力されるように構成された光スイッチが、複数段積み重なるように集積配置されるとともに、
前記複数段集積配置された各光スイッチが該分光部を共有するように一体として構成され、
かつ、前記複数段集積配置された各光スイッチにおける各第1ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第1ポートから出力された複数の光ビームを、それぞれ、コリメート化された光ビームに変換して該分光部のほぼ同位置に出力する第1光制御部と、
前記集積された光スイッチのうち、特定の一つの光スイッチを構成する第1ポート及び第2ポートから出力され分光された光のうち、同じ波長の光を一点に集光するように構成され、且つ、前記複数段集積配置された各光スイッチに共用に構成された第2光制御部と、
iをN以下の正の整数として、前記複数積み重なるように集積配置された光スイッチのN個の第2ポートのi番目の積み重ねをi組目の第2ポートとするとき、1〜N組目の第2ポートからそれぞれ出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に前記1〜N組目の第2ポート毎に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第2ポートから出力された光ビームを、それぞれ、コリメート化された複数の光ビームに変換して該分光部のほぼ同一位置に出力するN個の第3光制御部と、
をそなえ、
前記集積配置される単位となる各光スイッチは、前記第1ポートを入力ポートとし、前記複数の第2ポートを出力ポートとして構成することにより、第1ポートから入力された光ビームを波長毎に出力先として設定された第2ポートを通じて出力する1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成され、前記第1ポートを出力ポートとし、前記N個の第2ポートを入力ポートとして構成することにより、該N個の第2ポートから入力された光ビームについて波長毎に選択的に第1ポートを通じて出力するN入力1出力の波長選択光スイッチとして構成されたことを特徴とする、光スイッチ装置。 - 前記集積配置されている複数の光スイッチをなす複数の第1ポートから出力または当該複数の第1ポートに入力される複数の光ビームが分光部におけるほぼ同一点を通過するように、かつ、前記集積配置されている複数の光スイッチをなす前記N組の第2ポートのうち、i組目の第2ポートに入力される又はi組目の第2ポートから出力される複数の光ビームが該分光部におけるほぼ同一点を通過するように、該第2光制御部が構成されたことを特徴とする、請求項1記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチがM(M=N+1)個積み重なるように集積配置されるとともに、M個のN入力合波器がそなえられ、
該M個の光スイッチを、1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成し、かつ、1個の前記1入力N出力の波長選択光スイッチと1個の該N入力合波器とを1組とするM組のスイッチ・合波器組をそなえ、
特定のスイッチ・合波器組に含まれる前記N入力合波器のN個の入力と、特定のスイッチ・合波器組以外のN組のスイッチ・合波器組に含まれるN個の光スイッチのうちの1個の光スイッチから1個ずつの第2ポートを選択して得られるN個の第2ポートとを、各々1対1に接続する光接続手段をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項1記載の光スイッチ装置。 - 該光スイッチが2×M(M=N+1)個積み重なるように集積配置され、
該2×M個の光スイッチを、1個の前記1入力N出力の波長選択光スイッチと1個の前記N入力1出力の波長選択光スイッチとを1組とする、M組のスイッチ組とし、
特定のスイッチ組に含まれる前記N入力1出力波長選択光スイッチのN個の入力と、特定のスイッチ組以外のN組のスイッチ組に含まれるN個の1入力N出力波長選択光スイッチのうちの1個の波長選択光スイッチから1個ずつの第2ポートを選択して得られるN個の第2ポートとを、各々1対1に接続する光接続手段をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項1記載の光スイッチ装置。 - 第1ポートと、該第1ポートに並列配置されて該第1ポートと光接続可能なN(Nは複数)個の第2ポートと、波長毎に異なる方向であって前記の第1ポートと第2ポートとが配列された方向に、前記の第1ポート又は第2ポートから出力された光ビームを屈折させる分光部と、該分光部にて波長毎に異なる方向に屈折した光ビームについて波長毎に設定された反射方向で反射する反射部と、をそなえ、該反射部で反射された前記波長毎の反射光ビームが、当該反射方向に対応付けられた位置に配置された第1又は第2ポートに入力されるように構成された光スイッチが、複数段積み重なるように集積配置されるとともに、
前記複数段集積配置された各光スイッチが該分光部を共有するように一体として構成され、
かつ、前記複数段集積配置された各光スイッチにおける各第1ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第1ポートから出力された複数の光ビームを、それぞれ、コリメート化された光ビームに変換して該分光部のほぼ同位置に出力する第1光制御部と、
前記集積された光スイッチのうち、特定の一つの光スイッチを構成する第1ポート及び第2ポートから出力され分光された光のうち、同じ波長の光を一点に集光するように構成され、且つ、前記複数段集積配置された各光スイッチに共用に構成された第2光制御部と、
iをN以下の正の整数として、前記複数積み重なるように集積配置された光スイッチのN個の第2ポートのi番目の積み重ねをi組目の第2ポートとするとき、i組目の第2ポートから出力され空間伝搬する複数の光ビームの経路上に一体として構成されて、上記複数の光スイッチの第2ポートから出力された光ビームを、それぞれ、コリメート化された複数の光ビームに変換して該分光部のほぼ同一位置に出力する第3光制御部と、
をそなえ、
前記集積配置される単位となる各光スイッチは、前記第1ポートを入力ポートとし、前記複数の第2ポートを出力ポートとして構成することにより、第1ポートから入力された光ビームを波長毎に出力先として設定された第2ポートを通じて出力する1入力N出力の波長選択光スイッチとして構成され、前記第1ポートを出力ポートとし、前記N個の第2ポートを入力ポートとして構成することにより、該N個の第2ポートから入力された光ビームについて波長毎に選択的に第1ポートを通じて出力するN入力1出力の波長選択光スイッチとして構成されたことを特徴とする、光スイッチ装置。
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