JP4451337B2 - 波長選択光スイッチ - Google Patents
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Description
本発明は、複数の波長多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）ネットワークがつながる大規模フォトニックネットワークにおけるノードにおいて、任意の波長の信号光を波長毎に分岐する波長選択光スイッチに関するものである。
近年のＦＴＴＨ（Fiber to The Home）やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）など数〜１００Ｍｂｉｔ／ｓ程度の帯域を持った高速アクセス網の急激な普及により、ブロードバンドインターネットサービスを享受できる環境が整備されつつあり、これらの通信需要増大に対応するため、バックボーンネットワーク（コア網）では、波長多重技術を用いた超大容量光通信システムの敷設が進みつつある。
一方、メトロネットワークと、このコア網との接続部分において、電気によるスイッチング能力の限界が依然として残り、この部分での帯域ボトルネックが発生することが危惧されている。そこで、帯域ボトルネックになるメトロ領域に新しい光スイッチングノードを設置し、アクセス網とコア網の間で、電気スイッチを介在することなく光領域で直接接続する新しいフォトニックネットワークアーキテクチャを構築することが有効と考えられてきている。
この光スイッチングの機能として昨今重要視されてきているのが、１本のファイバから特定の波長を選択してスイッチングする機能であり、こうした機能を実現するスイッチングデバイスは波長選択光スイッチと呼ばれている。この波長選択光スイッチの具体的なアプリケーションとしては、例えば、入力ファイバから個々の波長の信号光を出力ファイバに制御およびルーティングする波長選択光ルータ、１本のファイバから代替えのファイバへ特定波長を制御バイパスする波長選択光ノードバイパス、１本のファイバから特定の波長の挿抜をコントロールする波長選択アドドロップ（add/drop）などがある。
従来の波長選択光スイッチとしては、例えば図２３〜図２５に示すように、コリメートレンズ３と光ファイバ４とからなる信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２と、回折格子５と、レンズ６と、複数の微小ミラー８からなるミラーアレイ７と、から構成されたものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。なお、図２３は従来の波長選択光スイッチの斜視図、図２４は上面図、図２５は図２４のＡ方向から見た側面図である。
この従来の波長選択光スイッチは、信号光入力ポート１から出射する平行なＭ個の異なる波長の信号光（コリメートビーム）を、回折格子５により異なる角度方向に分離した後、レンズ６により異なる位置に集光し（図２３および図２４参照）、静電引力等によって角度が可変であってレンズ６を通過した各光ビームの集光位置に配置されたＭ個の微小ミラー８からなるミラーアレイ７により、各々の光ビームを所望の角度に反射して、所望の信号光出力ポート２に導く（図２３および図２５参照）、という動作原理で、前述した波長選択光スイッチ機能を実現している。
このとき、ミラーアレイ７の各微小ミラー８は所望の出力光ポート２に光ビームが戻るように角度調整される必要があり、従来、例えば各微小ミラー８の角度を静電容量等で検出しフィードフォワード制御するか、または、所望の波長の光出力ポートにおける出力強度が最大になるようにフィードバック制御するなどの方法が用いられている。ただし、前者のフィードフォワード制御では、静電容量の経時変化があると、最適な角度を保つことができないという問題点があり、後者のフィードバック制御の方が一般的に用いられている。
米国特許第６５４９６９９号明細書
特表２００３−５１５１８７号公報
ところで、波長選択光スイッチを実際のネットワークで運用する場合、必ずしもサービスイン初期段階から対応可能な全ての波長（チャンネル）の信号光が運用されるケースは稀であり、上記の図２４において破線で示した光路にあるように、サービスしていない波長（ダークチャンネル）がある場合が多い。その場合、当該波長の信号光を新たにサービスインするときでも波長選択スイッチとしては混信や漏話することなく、適切にスイッチング動作を開始することが求められる。また、前述した波長選択光ルータなどのアプリケーションでは、ルートの切り替え状況に応じて波長選択光ルータに入力される信号光の波長や波長数が頻繁に変わる場合があり、このような場合でも波長選択光ルータとしては混信や漏話することなく動作することが求められるのは言うまでもない。
しかしながら、上記のような従来の波長選択光スイッチの構成では、波長選択光スイッチに対して信号光が入力されない波長（ダークチャンネル）があると、そもそもその波長の光ビームが当たるべき微小ミラー８に光が来ないため、微小ミラー８の角度を光の出力強度で検出することは不可能である。このため、前述のような微小ミラー８の角度のフィードバック制御ができず、微小ミラー８の角度がどうなっているかの情報も得られない。図２６は、前述の図２５と同様の側面図で、上記のような状況においてダークチャンネルに対応した微小ミラー８を通る経路を破線で示したものである。そして、このような状況で新しい波長信号光が波長選択光スイッチに入力されると、図２７の実線に示すように、意図しない出力光ポートに光が出力される可能性があり、漏話が発生するという重大な問題が生じる可能性がある。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、信号光が入力されていない波長に対応したミラーについても反射面の角度を確実に制御でき、新たに信号光が入力された時に漏話が発生しない簡単な構成の波長選択光スイッチを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため本発明は、波長多重光に含まれる各波長の信号光が分波された状態でそれぞれ入射される複数のミラーを有し、該各ミラーの角度可変の反射面を制御することにより、各々のミラーで反射される信号光の光路を波長毎に任意の方向に切り替える光路切り替え手段を備えた波長選択光スイッチについて、前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長を検出する波長検出手段と、前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長に関係なく、前記複数のミラーの反射面の角度を監視および制御するための監視光を発生する監視光発生手段と、前記監視光発生手段からの監視光が入力される監視光入力ポートと、前記監視光入力ポートから出射され、前記光路切り替え手段の前記各ミラーで反射された監視光が結合される監視光出力ポートと、前記監視光出力ポートから出力される監視光の強度を検出する監視光強度検出手段と、前記波長検出手段および前記監視光強度検出手段の検出結果を基に、前記波長多重光に含まれ得る信号光のうちで前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長について、前記監視光用出力ポートから出力される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段の対応するミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御手段と、を備えて構成されたことを特徴とする。
このような構成の波長選択光スイッチでは、光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長についても、監視光を利用して、対応するミラーの反射面の角度を確実に制御することができるようになる。
上記のような本発明の波長選択光スイッチによれば、監視光を用いた簡単な構成により、光路切り替え手段に入力されていなかった信号光が新たに入力されるようになった時でも漏話が発生しない波長選択光スイッチを提供することが可能になる。
以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明による波長選択光スイッチの第１実施形態の全体構成を示す概略図である。
図１において、第１実施形態の波長選択光スイッチは、上述の図２３に示した従来の波長選択光スイッチの構成と基本的に同様の構成を備えた本体部９について、その入出力ポートの構成として、波長多重された信号光が入力される信号光入力ポート１と、複数の信号光出力ポート２とに加えて、監視光が入力される監視光入力ポート１０と、監視光が出力される監視光出力ポート１１と、を有する。ここでは、本体部９が光路切り替え手段としての機能を有することになる。
図１は、本発明による波長選択光スイッチの第１実施形態の全体構成を示す概略図である。
図１において、第１実施形態の波長選択光スイッチは、上述の図２３に示した従来の波長選択光スイッチの構成と基本的に同様の構成を備えた本体部９について、その入出力ポートの構成として、波長多重された信号光が入力される信号光入力ポート１と、複数の信号光出力ポート２とに加えて、監視光が入力される監視光入力ポート１０と、監視光が出力される監視光出力ポート１１と、を有する。ここでは、本体部９が光路切り替え手段としての機能を有することになる。
監視光入力ポート１０には、監視光発生手段としての内部光源１２が光ファイバを介して接続されている。この内部光源１２は、監視光入力ポート１０に入力される監視光の波長に依ることなく微小ミラーの角度を監視および制御するために設けられるものであり、ここでは、例えばＬＥＤやＡＳＥなどの広帯域白色光源が用いられる。また、監視光出力ポート１１には、監視光出力ポート１１から出力される監視光の強度をモニタするための監視光強度検出手段としての監視光強度モニタ１３が光ファイバを介して接続されている。
なお、本発明の波長選択光スイッチでは、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１、並びに、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２の空間的な配置が重要となるが、これについては後で複数の具体的な配置例を挙げて詳しく説明することにする。
さらに、本実施形態の波長選択光スイッチには、信号光入力ポート１に入力される信号光の波長を検出するための波長検出手段としての波長検出器１４が、信号光入力ポート１と本体部９との間の光ファイバ上に挿入された光分岐器１６１を介して接続されている。また、複数の信号光出力ポート２からそれぞれ出力される信号光のスペクトルをモニタするための複数の光スペクトルモニタ１５が、本体部９と各信号光出力ポート２の間の光ファイバ上に挿入された光分岐器１６２を介してそれぞれ接続されている。
さらに、本実施形態の波長選択光スイッチには、信号光入力ポート１に入力される信号光の波長を検出するための波長検出手段としての波長検出器１４が、信号光入力ポート１と本体部９との間の光ファイバ上に挿入された光分岐器１６１を介して接続されている。また、複数の信号光出力ポート２からそれぞれ出力される信号光のスペクトルをモニタするための複数の光スペクトルモニタ１５が、本体部９と各信号光出力ポート２の間の光ファイバ上に挿入された光分岐器１６２を介してそれぞれ接続されている。
加えて、本実施形態の波長選択光スイッチは、本体部９内の複数の微小ミラー８（図２３若しくは図２４参照）のうちで、信号光入力ポート１に入力していない信号光の波長（ダークチャンネル）に対応した微小ミラー８の角度を、監視光出力ポート１１から出力される監視光の強度が最大になるように制御することが可能な制御手段としての制御回路１７を有している。この制御回路１７は、監視光強度モニタ１３、波長検出器１４、光スペクトルモニタ１５および本体部９と電気的に接続されており、上記監視光の強度に基づいた微小ミラー８の角度制御の他、従来と同様にして、各信号光出力ポート２から出力される信号光の強度に基づいた微小ミラー８のフィードバック制御も行う。なお、制御回路１７による微小ミラー８の制御の詳細については後述する。
図２〜図４は、図１の本体部９の詳細な構成を示す図である。なお、図２〜図４は、上述した図２５と同様に、本体部９の構成をＡ方向（図２４参照）から見た側面図である。
各図に示すように、本体部９は、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１が付加されている以外は、上述の図２５に示した従来の構成と同様であり、信号光入力ポート１、回折格子５、レンズ６、入力され得る最大の波長数と等しいＭ個の角度可変な微小ミラー８（図２〜図４において紙面に垂直な方向に並んでいる）からなるミラーアレイ９、および、Ｎ個（ここではＮ＝５の一例を示す）の信号光出力ポート２とからなる。ここで、レンズ６に対して、回折格子５と微小ミラー８はレンズ６の略焦点距離ｆの位置に設置されている。
各図に示すように、本体部９は、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１が付加されている以外は、上述の図２５に示した従来の構成と同様であり、信号光入力ポート１、回折格子５、レンズ６、入力され得る最大の波長数と等しいＭ個の角度可変な微小ミラー８（図２〜図４において紙面に垂直な方向に並んでいる）からなるミラーアレイ９、および、Ｎ個（ここではＮ＝５の一例を示す）の信号光出力ポート２とからなる。ここで、レンズ６に対して、回折格子５と微小ミラー８はレンズ６の略焦点距離ｆの位置に設置されている。
また、本実施形態では、各ポートの配置について、監視光出力ポート１１からの監視光の出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８において、信号光入力ポート１から出射された信号光が反射されるときに、その信号光の反射光が複数の信号光出力ポート２に結合しないように、かつ、信号光出力ポート２からの信号光の出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８において、監視光入力ポート１０から出射された監視光が反射されるときに、その監視光の反射光が信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２に結合しないように、信号光入力ポート１、監視光出力ポート１１、複数の信号光出力ポート２および監視光入力ポ−ト１０がこの順番で一直線上に配置されている。
なお、各ポートの配置は、上記の順番を逆に配置しても構わない。また、各ポートの間隔は、微小ミラー８の角度可動範囲を小さくするために狭くした方が望ましい。ここでは、各ポートの間隔を可能な範囲で狭くするとともに、各ポートを略等間隔に配置している。
ここで、本実施形態の波長選択光スイッチの動作について説明する。
ここで、本実施形態の波長選択光スイッチの動作について説明する。
本波長選択光スイッチにおいて、信号光入力ポート１に入力される各波長の信号光（以下、波長信号光と呼ぶ場合もある）を選択的に所望の信号光出力ポ−ト２から出力させる方法は、上述した従来の波長選択光スイッチの場合と同様であるが、本波長選択光スイッチの作用効果を理解する上で役立つため、上述した図２３、図２４を適宜参照しながら、以下に順を追って詳細に説明しておく。
まず、Ｍ個の異なる波長信号光が信号光入力ポート１の光ファイバ４に入力され、光ファイバ４から出射した光がコリメートレンズ３により平行な光ビーム（コリメートビーム）となる。１つの平行ビームであるＭ個の波長信号光は、反射型の回折格子５により、波長に応じて異なる角度方向（図２３では水平方向）に回折されて分離され、進行方向（角度）の異なる複数の平行ビームに分かれる（図２３および図２４）。
進行方向（角度）の異なるＭ個の波長信号光は、レンズ６により異なる位置（図２３では水平方向にずれた位置）に集光する。このとき、回折格子５がレンズ６の略焦点距離ｆの位置に設置されているので、Ｍ個の波長信号光は、互いに平行にずれながら集光する（図２４）。また、Ｍ個の異なる波長信号光が、ＷＤＭ伝送で一般に用いられるような等しい周波数間隔を有していれば、各々の波長信号光は略等間隔に並んで集光する。ただし、厳密には、等周波数間隔でも波長間隔は等しくならず、また、回折格子５の原理上、波長に応じて分離される各光ビームの間隔も等しくはならないので、各波長信号光の集光位置の間隔は僅かにずれる。
Ｍ個の波長信号光は、各々の集光位置に配置されたＭ個の角度可変な微小ミラー８により、それぞれ独立に図２３で縦方向の所望の角度に反射される。このとき、図２３の上方から見たときの光ビームと微小ミラー８とのなす角度は、垂直となるようにする。すなわち、各微小ミラー８に入射した光ビームは、図２３の上方から見た場合、全く同じ方向に反射して戻るように見える（図２４）。また、各微小ミラー８の角度の設定は、等角度で、かつ、最大で信号光出力ポート２の数と同じＮ段階に可変とする。具体的に、微小ミラー８が例えば静電引力型の可動ミラーである場合には、所定の電力を与えることにより、所定の角度となる。
微小ミラー８で反射された各光ビームは、レンズ６に戻されて再び平行ビームとなる（図２３）。このとき、微小ミラー８がレンズ６の略焦点距離ｆの位置に設置されているので、微小ミラー８の角度に応じて反射された最大でＮ本の光ビームは、図２３で縦方向に平行にずれる。また、微小ミラー８の角度が等角度で段階的に設定されているので、縦方向のずれ量は等間隔となる。
図２３で縦方向に等間隔でずれた最大でＮ本の光ビームは、再び回折格子５に戻る。このとき、各光ビームは、往路において回折格子５から出射された角度（図２３で水平方向の角度）と同じ角度で回折格子５に再入射する。このため、各光ビームは、往路で信号光入力ポート１から回折格子５に入射した方向（角度）と同じ方向（角度）に、図２３で縦方向に等間隔でずれたまま回折される（図２４）。そして、回折格子５を通過した各光ビームは、図２３の縦方向に等間隔で並んだコリメートレンズ３を介して光ファイバ４にそれぞれ結合され、Ｎ個の信号光出力光ポート２からそれぞれ出力される。
このようにして、本波長選択光スイッチは、信号光入力ポート１に入力される波長信号光を微小ミラー８の角度に応じて選択的に所望の信号光出力ポ−ト２から出力することができる。
次に、本波長選択光スイッチでは新しい波長信号光が入力された時に漏話が発生しないという動作について、図５に示すフローチャートおよび図１〜４を用いて詳細に説明する。
次に、本波長選択光スイッチでは新しい波長信号光が入力された時に漏話が発生しないという動作について、図５に示すフローチャートおよび図１〜４を用いて詳細に説明する。
まず、信号光入力ポート１に光分岐器１６１を介して接続された波長検出器１４により、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長を検出し、その結果を基に制御回路１７が、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長および入力していない信号光の波長に関する情報を把握する（図５のＳ１）。
信号光入力ポート１に入力している波長信号光については、従来の波長選択光スイッチの場合と同様に、各信号光出力ポート２に光分岐器１６２を介して接続された各光スペクトルモニタ１５により、各波長信号光の強度を検出し、その検出結果に応じて、所望の信号光出力ポート２における各波長の出力強度が所定の値若しくは最大になるように、制御回路１７により、各波長に対応する各微小ミラー８の角度をフィードバック制御し、その角度を維持する（図５のＳ２）。ここで、ミラーアレイ７上のどの微小ミラー８の制御を行うべきかについては、制御回路１７が信号光入力ポート１に入力していない信号光の波長を把握しているので、制御回路１７において判断することができる。図４は、この時の微小ミラー８の状態の一例を示しており、信号光入力ポート１に入力した特定の波長信号光が上から５番目の信号光出力ポート２に結合するように、微小ミラー８の角度が制御されている。
信号光入力ポート１に入力している波長信号光については、従来の波長選択光スイッチの場合と同様に、各信号光出力ポート２に光分岐器１６２を介して接続された各光スペクトルモニタ１５により、各波長信号光の強度を検出し、その検出結果に応じて、所望の信号光出力ポート２における各波長の出力強度が所定の値若しくは最大になるように、制御回路１７により、各波長に対応する各微小ミラー８の角度をフィードバック制御し、その角度を維持する（図５のＳ２）。ここで、ミラーアレイ７上のどの微小ミラー８の制御を行うべきかについては、制御回路１７が信号光入力ポート１に入力していない信号光の波長を把握しているので、制御回路１７において判断することができる。図４は、この時の微小ミラー８の状態の一例を示しており、信号光入力ポート１に入力した特定の波長信号光が上から５番目の信号光出力ポート２に結合するように、微小ミラー８の角度が制御されている。
一方、信号光入力ポート１に入力していない信号光の波長（ダークチャンネル）については、従来の波長選択光スイッチの場合、該波長の光がミラーに当たらないために、前述のような微小ミラー８の角度のフォードバック制御ができなかった。しかしながら、本波長選択光スイッチでは、内部光源１２からの監視光が監視光入力ポート１０、回折格子５およびレンズ６を介して微小ミラー８に当たる。このため、監視光出力ポート１１に結合する監視光の強度を監視光出力ポート１１に接続された監視光強度モニタ１３で検出し、その検出結果に基づいて、監視光出力ポート１１における出力強度が最大になるように、制御回路１７により、ダークチャンネルに対応する微小ミラー８の角度を制御することができ、該微小ミラー８を特定の角度に維持することが可能となる（図５のＳ３）。
ここで、ダークチャンネルが複数ある場合、監視光強度モニタ１３が光スペクトルモニタであれば、各波長の出力強度が最大になるように、複数のダークチャンネルに対応した各微小ミラー８の角度を、複数の制御回路により独立かつ同時にフィードバック制御することが容易である。また、監視光強度モニタ１３が単一のＰＤ素子のように波長によらず全波長の強度を検出するような光強度モニタであっても、該光強度モニタで検出されるトータルの光強度が最大になるように、複数のダークチャンネルに対応した各微小ミラー８の角度を順次フィードバック制御すればよい。この場合、高価な光スペクトルモニタを特に用いる必要がないため、より低コストの波長選択光スイッチを実現することが可能になる。なお、本波長選択光スイッチでは、内部光源１２として広帯域白色光源を用いているため、全波長域（厳密には白色光源の帯域の全範囲）の光が回折格子５によって分光され、全ての微小ミラーに監視光が当たる。よって、全ての微小ミラー８について監視光の出力強度に応じたフィードバック制御が可能である。
図２は、ダークチャンネルに対応した微小ミラー８について監視光の出力強度に応じたフィードバック制御を行った状態の一例を示しており、監視光入力ポート１０に入力された監視光が監視光出力ポート１１に結合するように、微小ミラー８の角度が制御されている。
次に、信号光入力ポート１に入力していなかった信号光が、新たに入力される場合を考える。この場合は、図３に示すように、信号光入力ポート１に新たに入力される信号光は、その波長に対応した微小ミラー８で反射され、信号光出力ポート２側に戻ることになるが、本波長選択光スイッチのような信号光入力ポート１、信号光出力ポート２、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１の配置では、図３に示したように、信号光の反射光は監視光入力ポート１０の下方に到達するようになるため、いかなるポートにも結合することはない。このように、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１に新しい波長信号光が入力された時でも漏話が発生しない。
次に、信号光入力ポート１に入力していなかった信号光が、新たに入力される場合を考える。この場合は、図３に示すように、信号光入力ポート１に新たに入力される信号光は、その波長に対応した微小ミラー８で反射され、信号光出力ポート２側に戻ることになるが、本波長選択光スイッチのような信号光入力ポート１、信号光出力ポート２、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１の配置では、図３に示したように、信号光の反射光は監視光入力ポート１０の下方に到達するようになるため、いかなるポートにも結合することはない。このように、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１に新しい波長信号光が入力された時でも漏話が発生しない。
また、本波長選択光スイッチでは、内部光源１２として広帯域白色光源を用いているため全ての微小ミラー８に監視光が当たるので、信号光入力ポート１に元々入力している信号光の波長について、監視光が信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合しないことが必要となる。これについては、図４に示したように、本波長選択光スイッチのような各ポートの配置では、信号光出力ポート２に結合する信号光の強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射された監視光は、信号光入力ポート１の上方に到達するようになるため、いかなるポートにも結合することはない。
なお、ここでは内部光源１２として広帯域白色光源を用いたが、内部光源１２として特定の波長光のみを出射することのできる光源、例えば、波長可変レーザ光源、または、広帯域白色光源と波長可変フィルタを組み合わせた波長可変光源などを用いることも可能である。この場合には、信号光入力ポート１に入力されない信号光の波長についてのみ、内部光源１２から監視光を出すようにすれば、監視光が信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合することはない。ただし、波長選択光スイッチのコストの面では、波長可変レーザ光源等に比べて安価な広帯域白色光源を内部光源１２として使用した方が有利である。
信号光入力ポート１に新しい波長信号光が入力された後の動作については、該信号光の波長が波長検出器１４で検出され、その結果が制御回路１７に伝えられる（図５のＳ４）。そして、制御回路１７は、波長検出器１４で検出された新たな波長に対応する微小ミラー８について、前述した監視光の出力強度に応じたフィードバック制御を中止し、光路切り替え信号に従って、該微小ミラー８の角度を新たな波長信号光の出力先となる信号光出力ポート２に対応した初期値に設定した後、その信号光出力ポート２に結合される信号光の出力強度に応じたフィードバック制御を行う（図５のＳ５）。
また、信号光入力ポート１に元々入力している波長信号光について出力先の切り替えが必要になった場合には、制御回路１７により、対応する微小ミラー８の角度が新たな出力先となる信号光出力ポート２に対応した初期値に設定された後、その信号光出力ポート２に結合される信号光の出力強度に応じたフィードバック制御が行われる（図５のＳ６）。
そして、信号光入力ポート１に入力していた信号光が入力されなくなった場合には、その入力のなくなった信号光の波長が波長検出器１４で検出され（図５のＳ７）、制御回路１７により、その波長に対応する微小ミラー８について、信号光の出力強度に応じたフィードバック制御が中止され、監視光の出力強度に応じたフィードバック制御に切り替えられる（図５のＳ８）。微小ミラー８のフィードバック制御が切り替えられた後は、前述した信号光入力ポート１に信号光が入力していない場合の動作（図５のＳ３〜Ｓ５）が繰り返される。
そして、信号光入力ポート１に入力していた信号光が入力されなくなった場合には、その入力のなくなった信号光の波長が波長検出器１４で検出され（図５のＳ７）、制御回路１７により、その波長に対応する微小ミラー８について、信号光の出力強度に応じたフィードバック制御が中止され、監視光の出力強度に応じたフィードバック制御に切り替えられる（図５のＳ８）。微小ミラー８のフィードバック制御が切り替えられた後は、前述した信号光入力ポート１に信号光が入力していない場合の動作（図５のＳ３〜Ｓ５）が繰り返される。
上記のように第１実施形態の波長選択光スイッチによれば、従来、新しい波長信号光が入力された時に発生する可能性のあった漏話を、簡略な構成により確実に防止することが可能になる。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第２実施形態について説明する。
図６〜図８は、第２実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第２実施形態について説明する。
図６〜図８は、第２実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、監視光出力ポート１１、監視光入力ポート１０、複数の信号光出力ポート２および信号光入力ポート１がこの順で一直線上に略等間隔で配置される。
上記のような各ポートの配置においても、図６の破線で示したダークチャネルの光路および図７の実線で示した信号光の反射光の光路から明らかなように、信号光入力ポート１に新たに入力された波長信号光は、いかなるポートにも結合することがないため、新しい波長信号光が入力されたとしても漏話が発生しない。また、図８の実線で示した監視光の反射光の光路にあるように、内部光源１２として広帯域白色光源を用いても、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射した監視光が、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合することはない。
ただし、上記のような第２実施形態における各ポートの配置では、各微小ミラー８の角度可動範囲が第１実施形態の場合に比べて約２倍になる。このため、微小ミラー８の角度可動範囲を狭くして微小ミラー８の駆動電力を抑え、光路の切り替え動作を速くするなどの観点からは第１実施形態の構成のほうが有利である。
なお、上記第２実施形態の各ポートの配置について、その順番を逆にした配置、または、監視光入力ポート１０、監視光出力ポート１１、複数の信号光出力ポート２および信号光入力ポート１の順番にした配置若しくはその逆順についても、第２実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、上記第２実施形態の各ポートの配置について、その順番を逆にした配置、または、監視光入力ポート１０、監視光出力ポート１１、複数の信号光出力ポート２および信号光入力ポート１の順番にした配置若しくはその逆順についても、第２実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第３実施形態について説明する。
図９〜図１１は、第３実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１実施形態または第２実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１、２実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１、監視光入力ポート１０、複数の信号光出力ポート１２および監視光出力ポート１１がこの順番で一直線上に配置される。しかし、このような各ポートの順番では、各ポートの間隔が等しく、かつ、内部光源１２として広帯域白色光源を用いた場合に、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射された監視光が、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合してしまう。これを回避するため、本実施形態では、図９に示すように、複数の信号光出力ポート２が略等間隔で配置されるとともに、信号光入力ポート１と監視光入力ポート１０とが、各信号光出力ポート２の配置間隔の整数倍とは異なる間隔で一直線上に配置される。ここでは具体的に、信号光入力ポート１と監視光入力ポート１０の間隔が、各信号光出力ポート２の配置間隔のおよそ１．５倍となるように設定されている。
図９〜図１１は、第３実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１実施形態または第２実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１、２実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１、監視光入力ポート１０、複数の信号光出力ポート１２および監視光出力ポート１１がこの順番で一直線上に配置される。しかし、このような各ポートの順番では、各ポートの間隔が等しく、かつ、内部光源１２として広帯域白色光源を用いた場合に、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射された監視光が、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合してしまう。これを回避するため、本実施形態では、図９に示すように、複数の信号光出力ポート２が略等間隔で配置されるとともに、信号光入力ポート１と監視光入力ポート１０とが、各信号光出力ポート２の配置間隔の整数倍とは異なる間隔で一直線上に配置される。ここでは具体的に、信号光入力ポート１と監視光入力ポート１０の間隔が、各信号光出力ポート２の配置間隔のおよそ１．５倍となるように設定されている。
なお、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２への監視光の結合を回避するためには、上記のようなポートの配置を適用する代わりに、例えば、前述したように内部光源１２として、波長可変レーザ光源または広帯域白色光源と波長可変フィルタを組み合わせた波長可変光源などを用い、信号光入力ポート１に入力されない信号光の波長についてのみ、内部光源１２から監視光を出射するようにすることも可能である。ただし、本実施形態のようなポートの配置を工夫した回避策によれば、波長可変レーザ光源等に比べて安価な広帯域白色光源を使用できるため、コスト面で有利である。
上記のような各ポートの配置を適用した波長選択光スイッチでは、図１１の実線で示した監視光の反射光の光路にあるように、内部光源１２として広帯域白色光源を用いた場合でも、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射した監視光は、図で上から３，４番目の各信号光出力ポート２の丁度中間位置に到達するようになるため、信号光出力ポート２に結合することは殆どなく、実用上の問題は生じない。
また、図９の破線で示したダークチャネルの光路および図１０の実線で示した信号光の反射光の光路から明らかなように、信号光入力ポート１に新たに入力された波長信号光は、いかなるポートにも結合することがないため、新しい波長信号光が入力されたとしても漏話が発生しない。
ただし、上記第３実施形態の各ポートの配置においても、各微小ミラー８の角度可動範囲が第１実施形態の場合に比べてやや広くなるため、微小ミラー８の角度可動範囲の観点からは第１実施形態の構成のほうが有利である。
ただし、上記第３実施形態の各ポートの配置においても、各微小ミラー８の角度可動範囲が第１実施形態の場合に比べてやや広くなるため、微小ミラー８の角度可動範囲の観点からは第１実施形態の構成のほうが有利である。
なお、前述した第２実施形態の場合と同様に、上記第３実施形態の各ポートの順番を逆にした配置についても、第３実施形態の場合と同様の効果を得ることが可能である。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第４実施形態について説明する。
図１２〜図１４は、第４実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第４実施形態について説明する。
図１２〜図１４は、第４実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１〜第３実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１〜第３実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、監視光出力ポート１１、監視光入力ポート１０、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２がこの順番で一直線上に配置されるとともに、前述した第３実施形態の場合と同様に、信号光入力ポート１と監視光入力ポート１０の間隔が、各信号光出力ポート２の配置間隔のおよそ１．５倍となるように設定されている。
上記のような各ポートの配置においても、図１２の破線で示したダークチャネルの光路および図１３の実線で示した信号光の反射光の光路から明らかなように、信号光入力ポート１に新たに入力された波長信号光は、いかなるポートにも結合することがないため、新しい波長信号光が入力されたとしても漏話が発生しない。また、図１４の実線で示した監視光の反射光の光路から明らかなように、内部光源１２として広帯域白色光源を用いても、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８で反射した監視光は、図で上から２，３番目の各信号光出力ポート２の丁度中間位置に到達するようになるため、信号光出力ポート２に結合することは殆どなく、実用上の問題は生じない。
ただし、上記第４実施形態の各ポートの配置における各微小ミラー８の角度可動範囲は、前述した第３実施形態の場合に比べて広くなるため、微小ミラー８の角度可動範囲の観点からは第３実施形態若しくは第１実施形態の構成のほうが有利である。
なお、上記第４実施形態の各ポートの配置について、その順番を逆にした配置、または、監視光入力ポート１０、監視光出力ポート１１、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２の順番にした配置若しくはその逆順についても、第４実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
なお、上記第４実施形態の各ポートの配置について、その順番を逆にした配置、または、監視光入力ポート１０、監視光出力ポート１１、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２の順番にした配置若しくはその逆順についても、第４実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第５実施形態について説明する。
図１５および図１７は、第５実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す上面図である。また、図１６および図１８は、図１５および図１７の各ポート付近の構成をＢ方向から見た側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
図１５および図１７は、第５実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す上面図である。また、図１６および図１８は、図１５および図１７の各ポート付近の構成をＢ方向から見た側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１〜第４実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１〜第４実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１と複数の信号光出力ポート２とが直線ａ上に配置され、監視光入力ポート１０と監視光出力ポート１１とが、上記直線ａに直交する直線ｂ上に配置されている。また、直線ａと直線ｂの交点をｃとしたときに、交点ｃの位置が複数の信号光出力ポート２の中間位置よりも信号光入力ポート１に対して反対側に位置するように、監視光入力ポート１０と監視光出力ポート１１とが配置されている（図１６）。
上記のような各ポートの配置において、信号光入力ポート１に入力していない信号光（図１５の破線）の波長に対応した微小ミラー８は、監視光出力ポート１１に結合する監視光（図１５の実線）の出力強度が最大になるようにフィードバック制御される。そして、信号光入力ポート１に入力していなかった信号光が新たに入力するようになると、その信号光の上記微小ミラー８による反射光は、図１６下側の破線丸印に示すように、複数の信号光出力ポート２に対して下方にずれるようになる。このため、新しい波長信号光が入力されたとしても漏話が発生しない。
また、本波長選択光スイッチの各ポートの配置では、内部光源１２として広帯域白色光源を用いても、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８（例えば、図１７で光が照射されている複数の微小ミラーのうちの一番上（レンズ６に対して一番右）に位置する微小ミラー）で反射した監視光は、図１８の左側中程に破線丸印に示すように、直線ａ上からずれるようになる。このため、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長に対応した監視光が、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合することはない。
なお、上記のような第５実施形態では、各ポートが２次元的に配置されることになるため、上述した第１〜第４実施形態の場合と比べて、ポートの調整がやや難しくなるものの、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２が配置される直線ａ方向のサイズについては、第１〜第４実施形態の場合よりも小さくすることが可能である。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第６実施形態について説明する。
次に、本発明による波長選択光スイッチの第６実施形態について説明する。
図１９および図２１は、第６実施形態の波長選択光スイッチの主要部分の構成を示す上面図である。また、図２０および図２２は、図１９および図２１の各ポート付近の構成をＢ方向から見た側面図である。なお、本波長選択光スイッチの全体構成は前述の図１に示した第１実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１〜第５実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１〜第５実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１と複数の信号光出力ポート２とが直線ａ上に配置され、監視光入力ポート１０と監視光出力ポート１１とが、上記直線ａに直交する直線ｂ上に配置されている。ここまでの配置は前述した第５実施形態の場合と同様である。第５実施形態の配置との相違点は、直線ａと直線ｂの交点をｃとしたときの交点ｃの位置が、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２の外側に配置されている点である。ここでは図２０に示すように、一番上に配置された信号光入力ポート１よりも上方に交点ｃが位置するように、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１が配置されている。
各図に示すように、本波長選択光スイッチは、前述した第１〜第５実施形態における各ポートの空間的な配置を異ならせたものであり、各ポートの配置以外の構成は第１〜第５実施形態の場合と同様である。具体的に、本波長選択光スイッチでは、信号光入力ポート１と複数の信号光出力ポート２とが直線ａ上に配置され、監視光入力ポート１０と監視光出力ポート１１とが、上記直線ａに直交する直線ｂ上に配置されている。ここまでの配置は前述した第５実施形態の場合と同様である。第５実施形態の配置との相違点は、直線ａと直線ｂの交点をｃとしたときの交点ｃの位置が、信号光入力ポート１および複数の信号光出力ポート２の外側に配置されている点である。ここでは図２０に示すように、一番上に配置された信号光入力ポート１よりも上方に交点ｃが位置するように、監視光入力ポート１０および監視光出力ポート１１が配置されている。
上記のような各ポートの配置において、信号光入力ポート１に入力していない信号光（図１９の破線）の波長に対応した微小ミラー８は、監視光出力ポート１１に結合する監視光（図１９の実線）の出力強度が最大になるようにフィードバック制御される。そして、信号光入力ポート１に入力していなかった信号光が新たに入力するようになると、その信号光は、図２０上側の破線丸印に示すように、複数の信号光出力ポート２とは反対側の上方にずれるようになる。このため、新しい波長信号光が入力されたとしても漏話が発生しない。
また、本波長選択光スイッチの各ポートの配置では、内部光源１２として広帯域白色光源を用いても、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長について、信号光出力強度に応じてフィードバック制御された微小ミラー８（例えば、図２１で光が照射されている複数の微小ミラーのうちの一番上（レンズ６に対して一番右）に位置する微小ミラー）で反射した監視光は、図２２の左側中程に破線丸印に示すように、直線ａ上からずれるようになる。このため、信号光入力ポート１に入力している信号光の波長に対応した監視光が、信号光入力ポート１および信号光出力ポート２に結合することはない。
なお、上述した第１〜第６実施形態において共通に用いられる波長検出器１４の具体的な構成としては、例えば、信号光入力ポート１への入力光を波長毎に分離する分光素子と、該分光素子で分離された各波長の光を受光する受光素子アレイとからなる光スペクトルモニタや、特定の波長を取り出す波長可変フィルタと、該波長可変フィルタから取り出された光を受光する受光素子とからなる光スペクトルモニタ等を用いることができる。また、監視光強度モニタ１３として光スペクトルモニタを用いる場合にも、上記のような波長検出器１４の具体的な構成例と同様のものを監視光強度モニタ１３として使用することが可能である。
また、上述した第１〜第６実施形態では、信号光入力ポート１が複数の信号光出力ポート２の外側に配置される場合を示したが、複数の信号光出力ポート２の間に信号光入力ポート１を配置する構成も無論可能である。ただし、複数の信号光出力ポート２は一般的にファイバアレイとして一括で光軸調整することが多いため、光軸調整の容易さを考慮すると、上述した第１〜第６実施形態のようなポートの配置が有利である。
さらに、本発明の波長選択光スイッチは上述した第１〜第６実施形態に限定されるものではなく、当業者は、本発明の原理に基づいて、請求項に定義された範囲およびその等価物の範囲内で、変更を加えることができるのは明らかである。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
（付記１）波長多重光に含まれる各波長の信号光が入射される複数のミラーを有し、該各ミラーの角度可変の反射面を制御することにより、各々のミラーで反射される信号光の光路を波長毎に任意の方向に切り替える光路切り替え手段を備えた波長選択光スイッチにおいて、
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長を検出する波長検出手段と、
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長に関係なく、前記複数のミラーの反射面の角度を監視および制御するための監視光を発生する監視光発生手段と、
前記監視光発生手段からの監視光が入力される監視光入力ポートと、
前記監視光入力ポートから出射され、前記光路切り替え手段の前記各ミラーで反射された監視光が結合される監視光出力ポートと、
前記監視光出力ポートから出力される監視光の強度を検出する監視光強度検出手段と、
前記波長検出手段および前記監視光強度検出手段の検出結果を基に、前記波長多重光に含まれ得る信号光のうちで前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長について、前記監視光用出力ポートから出力される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段の対応するミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御手段と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長を検出する波長検出手段と、
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長に関係なく、前記複数のミラーの反射面の角度を監視および制御するための監視光を発生する監視光発生手段と、
前記監視光発生手段からの監視光が入力される監視光入力ポートと、
前記監視光入力ポートから出射され、前記光路切り替え手段の前記各ミラーで反射された監視光が結合される監視光出力ポートと、
前記監視光出力ポートから出力される監視光の強度を検出する監視光強度検出手段と、
前記波長検出手段および前記監視光強度検出手段の検出結果を基に、前記波長多重光に含まれ得る信号光のうちで前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長について、前記監視光用出力ポートから出力される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段の対応するミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御手段と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記２）付記１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記光路切り替え手段は、
前記波長多重光が入力される信号光入力ポートと、
前記信号光入力ポートから出射される各波長の信号光を、波長に応じて第１の方向に分離する分光素子と、
前記分光素子で分離された各波長の信号光をそれぞれ異なる位置に集光させるレンズと、
前記レンズで集光された各波長の信号光の集光位置に前記複数のミラーをそれぞれ設けたミラーアレイと、
前記第１の方向と異なる第２の方向に配列され、前記ミラーアレイの各ミラーで反射された信号光が前記レンズおよび前記分光素子を介してそれぞれ結合される複数の信号光出力ポートと、
を有することを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記光路切り替え手段は、
前記波長多重光が入力される信号光入力ポートと、
前記信号光入力ポートから出射される各波長の信号光を、波長に応じて第１の方向に分離する分光素子と、
前記分光素子で分離された各波長の信号光をそれぞれ異なる位置に集光させるレンズと、
前記レンズで集光された各波長の信号光の集光位置に前記複数のミラーをそれぞれ設けたミラーアレイと、
前記第１の方向と異なる第２の方向に配列され、前記ミラーアレイの各ミラーで反射された信号光が前記レンズおよび前記分光素子を介してそれぞれ結合される複数の信号光出力ポートと、
を有することを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記３）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記制御手段によって反射面の角度がフィードバック制御されたミラーにおいて、前記信号光入力ポートに新たに入力される信号光が反射されるとき、該信号光の反射光が前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記制御手段によって反射面の角度がフィードバック制御されたミラーにおいて、前記信号光入力ポートに新たに入力される信号光が反射されるとき、該信号光の反射光が前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記４）付記３に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光発生手段は、白色光源を用いて監視光を発生し、
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記信号光入力ポートに入力されている信号光がその出力先に設定された前記信号光出力ポートに結合されるように反射面の角度が制御された前記ミラーにおいて、前記監視光入力ポートから出射される白色光に含まれる前記信号光と同じ波長の監視光が反射されるとき、該監視光の反射光が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光発生手段は、白色光源を用いて監視光を発生し、
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記信号光入力ポートに入力されている信号光がその出力先に設定された前記信号光出力ポートに結合されるように反射面の角度が制御された前記ミラーにおいて、前記監視光入力ポートから出射される白色光に含まれる前記信号光と同じ波長の監視光が反射されるとき、該監視光の反射光が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記５）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポート、前記監視光出力ポート、前記複数の信号光出力ポートおよび前記監視光入力ポ−トがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記信号光入力ポート、前記監視光出力ポート、前記複数の信号光出力ポートおよび前記監視光入力ポ−トがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記６）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光出力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記複数の信号光出力ポートおよび前記信号光入力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光出力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記複数の信号光出力ポートおよび前記信号光入力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記７）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光入力ポ−ト、前記監視光出力ポート、前記複数の信号光出力ポートおよび前記信号光入力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光入力ポ−ト、前記監視光出力ポート、前記複数の信号光出力ポートおよび前記信号光入力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記８）付記４に記載の波長選択光スイッチであって、
前記複数の信号光出力ポートが略等間隔で配置され、
前記信号光入力ポートおよび前記監視光入力ポ−トが、前記各信号光出力ポートの間隔の整数倍とは異なる間隔で配置されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記複数の信号光出力ポートが略等間隔で配置され、
前記信号光入力ポートおよび前記監視光入力ポ−トが、前記各信号光出力ポートの間隔の整数倍とは異なる間隔で配置されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記９）付記８に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポートおよび前記監視光入力ポ−トが、前記各信号光出力ポートの間隔の１．５倍の間隔で配置されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記信号光入力ポートおよび前記監視光入力ポ−トが、前記各信号光出力ポートの間隔の１．５倍の間隔で配置されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１０）付記８に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記複数の信号光出力ポートおよび前記監視光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記信号光入力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記複数の信号光出力ポートおよび前記監視光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１１）付記８に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光出力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光出力ポート、前記監視光入力ポ−ト、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１２）付記８に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光入力ポ−ト、前記監視光出力ポート、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光入力ポ−ト、前記監視光出力ポート、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートがこの順番または逆の順番で一直線上に配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１３）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記複数の信号光出力ポートの中間位置よりも信号光入力ポートに対して反対側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記複数の信号光出力ポートの中間位置よりも信号光入力ポートに対して反対側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１４）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１５）付記１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光発生手段は、波長可変レーザ光源、または、白色光源と波長可変フィルタを組み合わせた波長可変光源を用いて監視光を発生する波長選択光スイッチ。
前記監視光発生手段は、波長可変レーザ光源、または、白色光源と波長可変フィルタを組み合わせた波長可変光源を用いて監視光を発生する波長選択光スイッチ。
(付記１６）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記波長検出手段は、前記信号光入力ポートに接続され、前記信号光入力ポートに入力される波長多重された信号光の一部を分岐する光分岐器と、該光分岐器の分岐光を波長毎に分離する分光器と、該分光器で分光された各波長の信号光を受光する受光素子アレイと、を有する光スペクトルモニタであることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記波長検出手段は、前記信号光入力ポートに接続され、前記信号光入力ポートに入力される波長多重された信号光の一部を分岐する光分岐器と、該光分岐器の分岐光を波長毎に分離する分光器と、該分光器で分光された各波長の信号光を受光する受光素子アレイと、を有する光スペクトルモニタであることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１７）付記２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記波長検出手段は、前記信号光入力ポートに接続され、前記信号光入力ポートに入力される波長多重された信号光の一部を分岐する光分岐器と、該光分岐器の分岐光から特定の波長の信号光を取り出す波長可変フィルタと、該波長可変フィルタで取り出された信号光を受光する受光素子と、を有する光スペクトルモニタであることを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記波長検出手段は、前記信号光入力ポートに接続され、前記信号光入力ポートに入力される波長多重された信号光の一部を分岐する光分岐器と、該光分岐器の分岐光から特定の波長の信号光を取り出す波長可変フィルタと、該波長可変フィルタで取り出された信号光を受光する受光素子と、を有する光スペクトルモニタであることを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１８）付記１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を受光する受光素子を有する光強度モニタであり、
前記制御手段は、前記光強度モニタで検出される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度を一括してフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を受光する受光素子を有する光強度モニタであり、
前記制御手段は、前記光強度モニタで検出される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度を一括してフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記１９）付記１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を波長毎に分離する分光器と、該分光器で分光された各波長の監視光を受光する受光素子アレイと、を有する光スペクトルモニタであり、
前記制御手段は、前記光スペクトルモニタで検出される各波長の監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度をそれぞれフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を波長毎に分離する分光器と、該分光器で分光された各波長の監視光を受光する受光素子アレイと、を有する光スペクトルモニタであり、
前記制御手段は、前記光スペクトルモニタで検出される各波長の監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度をそれぞれフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
(付記２０）付記１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光から特定の波長成分を取り出す波長可変フィルタと、該波長可変フィルタで取り出された監視光を受光する受光素子と、を有する光スペクトルモニタであり、
前記制御手段は、前記光スペクトルモニタで検出される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度をそれぞれフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光から特定の波長成分を取り出す波長可変フィルタと、該波長可変フィルタで取り出された監視光を受光する受光素子と、を有する光スペクトルモニタであり、
前記制御手段は、前記光スペクトルモニタで検出される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度をそれぞれフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
１…信号光入力ポート
２…信号光出力ポート
３…コリメートレンズ
４…光ファイバ
５…回折格子
６…レンズ
７…ミラーアレイ
８…微小ミラー
９…本体部
１０…監視光入力ポート
１１…監視光出力ポート
１２…内部光源
１３…監視光強度モニタ
１４…波長検出器
１５…光スペクトルモニタ
１６１，１６２…光分岐器
１７…制御回路
２…信号光出力ポート
３…コリメートレンズ
４…光ファイバ
５…回折格子
６…レンズ
７…ミラーアレイ
８…微小ミラー
９…本体部
１０…監視光入力ポート
１１…監視光出力ポート
１２…内部光源
１３…監視光強度モニタ
１４…波長検出器
１５…光スペクトルモニタ
１６１，１６２…光分岐器
１７…制御回路
Claims (10)
- 波長多重光に含まれる各波長の信号光が分波された状態でそれぞれ入射される複数のミラーを有し、該各ミラーの角度可変の反射面を制御することにより、各々のミラーで反射される信号光の光路を波長毎に任意の方向に切り替える光路切り替え手段を備えた波長選択光スイッチにおいて、
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長を検出する波長検出手段と、
前記光路切り替え手段に入力される信号光の波長に関係なく、前記複数のミラーの反射面の角度を監視および制御するための監視光を発生する監視光発生手段と、
前記監視光発生手段からの監視光が入力される監視光入力ポートと、
前記監視光入力ポートから出射され、前記光路切り替え手段の前記各ミラーで反射された監視光が結合される監視光出力ポートと、
前記監視光出力ポートから出力される監視光の強度を検出する監視光強度検出手段と、
前記波長検出手段および前記監視光強度検出手段の検出結果を基に、前記波長多重光に含まれ得る信号光のうちで前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長について、前記監視光用出力ポートから出力される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段の対応するミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御手段と、
を備えて構成されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記光路切り替え手段は、
前記波長多重光が入力される信号光入力ポートと、
前記信号光入力ポートから出射される各波長の信号光を、波長に応じて第１の方向に分離する分光素子と、
前記分光素子で分離された各波長の信号光をそれぞれ異なる位置に集光させるレンズと、
前記レンズで集光された各波長の信号光の集光位置に前記複数のミラーをそれぞれ設けたミラーアレイと、
前記第１の方向と異なる第２の方向に配列され、前記ミラーアレイの各ミラーで反射された信号光が前記レンズおよび前記分光素子を介してそれぞれ結合される複数の信号光出力ポートと、
を有することを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記制御手段によって反射面の角度がフィードバック制御されたミラーにおいて、前記信号光入力ポートに新たに入力される信号光が反射されるとき、該信号光の反射光が前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項３に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光発生手段は、白色光源を用いて監視光を発生し、
前記監視光入力ポートおよび前記監視光出力ポートは、前記信号光入力ポートに入力されている信号光がその出力先に設定された前記信号光出力ポートに結合されるように反射面の角度が制御された前記ミラーにおいて、前記監視光入力ポートから出射される白色光に含まれる前記信号光と同じ波長の監視光が反射されるとき、該監視光の反射光が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外部に到達するように、前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートとの相対的な位置が決められていることを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項４に記載の波長選択光スイッチであって、
前記複数の信号光出力ポートが略等間隔で配置され、
前記信号光入力ポートおよび前記監視光入力ポ−トが、前記各信号光出力ポートの間隔の整数倍とは異なる間隔で配置されたことを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記複数の信号光出力ポートの中間位置よりも信号光入力ポートに対して反対側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項２に記載の波長選択光スイッチであって、
前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートは、第１直線上に配置され、
前記監視光入力ポ−トおよび前記監視光出力ポートは、前記第１直線に直交する第２直線上に配置され、かつ、前記第１直線および第２直線の交点が前記信号光入力ポートおよび前記複数の信号光出力ポートの外側に位置するように配置されていることを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光発生手段は、波長可変レーザ光源、または、白色光源と波長可変フィルタを組み合わせた波長可変光源を用いて監視光を発生する波長選択光スイッチ。 - 請求項１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を受光する受光素子を有する光強度モニタであり、
前記制御手段は、前記光強度モニタで検出される監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度を一括してフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。 - 請求項１に記載の波長選択光スイッチであって、
前記監視光強度検出手段は、前記監視光出力ポートから出力される複数の波長成分を含んだ監視光を波長毎に分離する分光器と、該分光器で分光された各波長の監視光を受光する受光素子アレイと、を有する光スペクトルモニタであり、
前記制御手段は、前記光スペクトルモニタで検出される各波長の監視光の強度が最大になるように、前記光路切り替え手段に入力されていない信号光の波長に対応した複数の前記ミラーの反射面の角度をそれぞれフィードバック制御することを特徴とする波長選択光スイッチ。
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