JP4842226B2

JP4842226B2 - 波長選択スイッチ

Info

Publication number: JP4842226B2
Application number: JP2007208161A
Authority: JP
Inventors: 真司美野; 賢哉鈴木; 直樹大庭; 元速石井; 文博海老澤; 明姫野
Original assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: JP2009042558A

Description

本発明は光通信システムに応用可能な、波長選択スイッチに関する。

光通信の大容量化が進展し、伝送容量が波長分割多重（ＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing））方式により増大する一方で、ノードにおける経路切換機能のスループットの増大が強く求められている。従来はその経路切換は、伝送されてきた光信号を電気信号に変換した後に、電気スイッチにより行う方法が主流であったが、高速で広帯域であるという光信号の特徴を生かして、光スイッチ等を用いて光信号のまま、アド・ドロップ等を行う、ＲＯＡＤＭシステムが導入されている。具体的には、ネットワークをリング型として各ノードで光信号のアド・ドロップを行うとともに、その必要がないものは光信号のまま通過させるため、ノード装置が小型で低消費電力化するという利点がある。それらＲＯＡＤＭ（reconfigurable optical add/drop multiplexer）システムの将来的な展開に必要なデバイスとして、波長選択スイッチ（Wavelength selective switch:ＷＳＳ）モジュールが求められている。

従来、ＭＥＭＳミラーアレイを用いたＷＳＳが知られている（例えば、特許文献１参照）。図１は、そのようなＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーアレイを用いたＷＳＳの構成を示す図である。図１（ａ）はＷＳＳの平面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１に示すＷＳＳは、入力側の光ファイバに波長分割多重（ＷＤＭ）化された光信号が入力光として入力し、波長分波器（例えば、基板１０上に石英ガラス系のスラブ導波路１２およびアレイ導波路１４を備えた光導波路（Planar lightwave circuit：ＰＬＣ）で作製されたアレイ導波路回折格子（Arrayed waveguide grating:ＡＷＧ））により互いに波長の異なるチャネル光信号ごとに分波され、分波されたチャネル光信号が、レンズ（シリンドリカルレンズ２０、主レンズ４０）により、ＭＥＭＳミラーアレイを構成するＭＥＭＳミラー６０に集光するように構成されている。ここでＭＥＭＳミラーアレイは、各々のミラー６０に各波長チャネルの光信号が各々入力するように配置されている。したがって、この各ＭＥＭＳミラーの角度を調整することにより、各波長チャネルの光信号は任意の方向にステアすることができる。例えば図１に示すＷＳＳにおいて光軸に対して左右の方向にミラーを振ることにより、同一基板上の他のＡＷＧに入力することが可能である。

図１（ｂ）に示すように、ＷＳＳは、入力側のアレイ導波路回折格子基板１０と複数の出力側のアレイ導波路回折格子基板１０’とをスタックした構成のＷＳＳである。したがって、各ＭＥＭＳミラーの角度を光軸に対して上下の方向にさらに調整することにより、スタックされた他のＰＬＣ基板のＡＷＧに光信号を入力させることができる。

図１に示すＷＳＳにおいて、各波長チャネルの光信号は、出力側の各ＡＷＧにより合波され再び各出力ポートからＷＤＭ信号として出力される。図１の例では１つの入力側のアレイ導波路格子に対して、１９個のアレイ導波路格子が存在するため１入力１９出力（１×１９）のＷＳＳとして機能する。

特表２００５−５２６２８７号公報ヘクト著、ヘクト光学II，２００４年９月，ｐ８８

しかしながら、図１の波長選択スイッチは、以下のような課題が存在する。図１の波長選択スイッチでは、ＷＤＭ光信号を波長毎にアレイ導波路回折格子で分割し、ＭＥＭＳミラーアレイに当てて処理しているため、ＭＥＭＳミラー同士の隙間をできるだけ狭くする必要がある。すなわちＭＥＭＳミラーは、図２に示すように波長ｃｈ数分のミラーが隙間なく並べられ、典型的にはその上下にヒンジ（ミラーを支えるバネ）が設けられた構造になっている。この理由はアレイ導波路回折格子から波長毎に分けられた光がミラー面のＡ−Ａ’に入射するため、ミラー間の隙間分だけ出射光の波長スペクトルにギャップができるためである。すなわち上下右左に傾けるため、上下右左にヒンジが設けられた方が有利であるにもかかわらず、ミラー間にヒンジ（バネ）を入れることはできず上下にのみヒンジがある。

それにもかかわらず従来例では、上下右左にミラーを傾け、反射光を２次元方向に曲げる必要がある。これは出力ポートに対応するアレイ導波路格子の出力部が光軸の進行方向にむかって２次元的に配置していることに起因する。このように原理的には１軸方向の回転に適したヒンジ構造にも関わらず２軸方向に回転させる必要があり、ヒンジに無理な応力がかかるため信頼性等に問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ＭＥＭＳミラーの付け根のバネのヒンジに無理な力がかからず信頼性等に優れた波長選択スイッチを提供することを目的とする。

本発明の波長選択スイッチは上記の課題を解決するために、ＭＥＭＳミラーと液晶光スイッチとを組み合わせて用いることを特徴とする。すなわち波長選択スイッチにおいて、回折格子から波長毎に分けられた光を、光軸に対して左右に振るためにはＭＥＭＳミラーを用い、上下方向に振るために液晶の光偏波スイッチを用いる構成とする。

本発明に係る波長選択スイッチは、１個の入力ポートから光信号を入力し分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して、光軸を変化させることによりＭ個（Ｍは２以上の整数）の所望の出力ポートに対応させ、各々の出力ポートに対応する光信号は異なる波長の複数の光信号が合流して各出力ポートから出力する、波長選択スイッチにおいて、入力ポートへ入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光して波長に応じた出射角度で出射する分光手段と、分光手段により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光手段と、前記集光手段により集光された光信号の各々に対し進行方向を変化させる１×Ｍの空間光スイッチ手段とを含み、前記１×Ｍの空間光スイッチ手段は、前記集光された光信号が入射する液晶偏波スイッチ部と、前記液晶偏波スイッチ部を透過した光信号を反射するＭＥＭＳミラーのアレイとを含む。

一実施形態では、互いに平行に重ねられたアレイ導波路回折格子を分光手段として用いことができる。また、アレイ導波路回折格子が同一の基板内に、複数個含まれるようにすることができる。

また、一実施形態では、光信号の偏光面を０度または９０度回転する機能をもつ液晶素子と、入力側の面と出力側の面とが平行でなく一定角度傾いている複屈折結晶とを用いて構成された１つまたは複数の１入力２出力の液晶スイッチを用いて液晶偏波スイッチ部を構成することができる。

さらにまた、一実施形態では、各波長の光信号の減衰を変化可能な可変光減衰器のアレイをさらに備えることができる。

上記のように、本発明によれば、ＭＥＭＳミラーは左右の１軸方向のみに振ればよいため、ミラーの付け根のバネのヒンジに無理な力がかからず信頼性等に優れた波長選択スイッチを提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施形態１）液晶とＭＥＭＳとを組合せて用いた反射型ＷＳＳ
図３は、実施形態１の波長選択スイッチＷＳＳの概略構成を説明するための図であり、図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図である。

本実施形態の波長選択スイッチは、入力ポートまたは出力ポート側から順に、スタックされたＡＷＧを含むＰＬＣ（入力側ＡＷＧ１０および出力側ＡＷＧ１０’）と、シリンドリカルレンズ２０と、偏波ビームディスプレーサ（図示せず）と、主レンズ４０と、主レンズ４０を透過した光が透過する液晶可変光減衰器（Variable Optical Attenuator：ＶＯＡ）５００、第１液晶スイッチ７００および第２液晶スイッチ８００と、第２液晶スイッチ８００を透過した光を反射するＭＥＭＳミラー６００および固定ミラー６０２とを備える。

本実施形態のＷＳＳでは、ＡＷＧを含むＰＬＣは、入力信号が入射する１つのＡＷＧを含むＰＬＣ基板（入力側ＡＷＧ）１０と、その上に平行に所定の間隔でスタックされた各々５個のＡＷＧを含む４枚のＰＬＣ基板（出力側ＡＷＧ）１０’とで構成されている。そしてその各ＰＬＣ基板のアレイ導波路側（図の右側）にシリンドリカルレンズ２０が配置されている。そしてその先に偏波ビームディスプレーサが固定されているがこの図では省略した。その先に主レンズ４０が固定されている。

第１液晶スイッチ７００、第２液晶スイッチ８００およびＭＥＭＳミラー６００は、空間光スイッチ部を構成する。第１液晶スイッチ７００および第２液晶スイッチ８００（本明細書において、液晶偏波スイッチ部ともいう。）は、それぞれ液晶素子５５０と、液晶素子５５０を透過した光を入射する偏波分離結晶９００とを備え、空間スイッチ部において入力側ＡＷＧから出射した光を上下方向（ＰＬＣのスタック方向）にステアする機能を担いう。またＭＥＭＳミラー６００は、空間スイッチ部において入力側ＡＷＧから出射した光を波長方向（左右方向（ＰＬＣのスタック方向に対して垂直な面内の方向））にのみステアする機能を担う。すなわち、ＭＥＭＳミラー６００は、１軸方向（ヒンジに対する垂直面内）にしか回転しない。

ここで光信号の伝搬に従ってこのＷＳＳの機能と構造を説明する。
図３（ａ）に示すように、入力側のＡＷＧ１０は、入射した光を異なる波長の光に分波し、波長により異なる角度で出射する。ここでは、１５３０ｎｍから１５６０ｎｍの１００ＧＨｚ間隔の４０波長に対応するチャネルを想定している。図３（ａ）では、そのうちの最小波長λ₁、中心波長λ₂₀および最大波長λ₄₀のビームのみを示した。

入力側のＡＷＧから出射した光ビームは上下方向の広がりを防ぐため、シリンドリカルレンズ２０を透過する。

次いで、液晶ＶＯＡ５００、第１液晶スイッチ７００および第２液晶スイッチ８００を構成する液晶素子が偏光依存性を持つため、偏光分離部でシリンドリカルレンズ２０を透過した光を、例えば水平方向の偏光成分のみにする。この偏光分離部の構成と原理を図４に示す。図４は、偏光分離部を構成する偏波ビームディスプレーサの概略構成を示す。偏波ビームディスプレーサは、複屈折結晶により作製することができ（例えば、非特許文献１参照）、複屈折結晶（偏波分離結晶）８４０と、１／２波長板８５０とを備える。

偏波ビームディスプレーサの複屈折結晶８４０に入射された光は、水平方向の偏光成分が複屈折結晶８４０の出力端面の上部に、垂直方向の偏光成分が複屈折結晶８４０の出力端面の下部にそれぞれ出射される。ここで図４のように１／２波長板８５０を、光軸に垂直な面内で、主軸が水平方向から４５度の方向になるように設けると、複屈折結晶８４０から出射された垂直方向の偏光成分は水平方向の偏光成分に変換されて出力される。したがって偏波ビームディスプレーサに入射した光は全て水平方向の成分の平行光として出力される。この隣接した２つのビームの挙動は全く同一のため、以下の説明や図面では省略する。

再び図３を参照すると、偏光分離部から出力された光は図のように主レンズ４０を透過する。本実施形態において、主レンズ４０の焦点はＰＬＣの出射端面およびＭＥＭＳミラー６０の反射面に想定している。そのため、図３（ａ）のように波長により出射角度が異なっていた光は全て中心光軸が平行な光となり液晶ＶＯＡ５００へ入射し強度が制御される。

図５は、液晶ＶＯＡ５００の概略構成を示す図であり、図５（ａ）は、液晶ＶＯＡ５００の拡大した側面図であり、図５（ｂ）は、液晶ＶＯＡ５００の拡大した正面図である。液晶ＶＯＡ５００は、液晶素子５５０を、２つの偏光素子５０２により挟んだ構造である。また、液晶素子５５０は、液晶５１０を、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide、インジウムスズ酸化物）電極５０６および配向膜５０８が形成された２つのガラス基板５０４により挟んだ構造である。

上述のように入力側ＡＷＧ１０によって光信号は水平方向に各波長の光信号に分離される。その各波長の光信号が各々入射する場所が図５（ｂ）のＩＴＯ電極の各ピクセルの場所に対応する。

ここで、本実施形態の液晶ＶＯＡ５００が各波長の光信号に対して可変光減衰器として働く原理を説明する。本実施形態の液晶ＶＯＡ５００は、液晶素子５５０が、ツイストネマティック型の液晶素子であり、当該液晶素子５５０が水平方向の偏光のみを透過する偏光子５０２により前後を挟まれている。この液晶ＶＯＡ５００は、各ピクセルに水平方向の偏光を入射した時に、透明導電膜のＩＴＯ電極５０６に所望の電圧を加えることにより、光信号の偏光面を光軸に垂直面上に０〜９０度まで回転できる。そして出力側にも偏光子５０２があるので可変光減衰器として作用する。具体的には、例えば液晶５１０への印加電圧１Ｖから５Ｖへ増加することにより、入射光の回転角は９０度から０度まで変化することから、この電圧を調整することにより、各波長の光信号について個別に透過光強度を制御できる。このようにして、液晶ＶＯＡ５００は、各波長の光信号の減衰を変化可能な可変光減衰器のアレイとして機能することがきる。なお、本実施形態では、液晶ＶＯＡ５００を光路上の第１液晶ＳＷ７００の前段に配置しているが、第２液晶ＳＷ８００の前段、ＭＥＭＳミラー６００の前段または後段に配置してもよい。

その後に波長ｃｈ毎に光ビームを上下方向に分離するための液晶光偏波スイッチ部に入射する。図３（ｂ）の側面図に示すように、本実施形態では主レンズにより集光されＭＥＭＳミラー６００の反射面が焦点となる。したがって液晶偏波スイッチ部は、入射したに対して、光軸の角度を変える作用を有する。

図６を参照して、液晶偏波スイッチ部で角度を変える原理を説明する。図６（ａ）は、第１液晶スイッチ７００および第２液晶スイッチ８００の一部を構成する偏波分離結晶９００を示す図である。ここで偏波分離結晶の例として、複屈折結晶ＹＶＯ４を用いる。ここでは、複屈折結晶ＹＶＯ４の水平方向の屈折率がｎ（//）＝１．９４４７、垂直方向の屈折率がｎ＝２．１４８６とする。そして複屈折結晶ＹＶＯ４の光が入射する入射面が光路に対して垂直であり、図のように出力する出力面が入射面に対して傾いていると、スネルの法則により入力偏光の向きにより出力角度がシフトする。したがって、複屈折結晶の前段に配置された液晶素子５５０において、複屈折結晶に入射する光の偏光の方向を０か９０度に制御することにより出射角度を変化させる１×２の光スイッチとして第１液晶スイッチ７００および第２液晶スイッチ８００を機能させることができる。

図６（ｂ）は、図６（ａ）の複屈折結晶ＹＶＯ４の出射面のオフセット角度に対する、光軸の各偏光（水平、垂直）の屈折角度を計算したグラフである。このようにオフセット角度を調整することにより各偏光の屈折角を所望の値に変化させることができ、その垂直方向の光と水平方向の光との屈折角度差（図６（ｂ）において点線で示す。）も一様に増加する。本実施形態ではこの液晶光偏波スイッチ部により光軸に角度を与える。ここでＭＥＭＳミラー６００の反射面は焦点位置にあるため、反射角度にかかわらず主レンズ４０において入射光に対して平行な光が戻る。すなわち液晶光偏波スイッチ部による反射角度の変化は、主レンズ４０における中心軸からのシフト量に対応する。したがってＭＥＭＳミラー６００の角度を調整することにより、スイッチングした光を入射光と平行に、シフト量を調節して任意のＡＷＧに戻すことができるため光スイッチとして機能できる。

ここで複屈折結晶ＹＶＯ４の入射面は入射する光の光路に対して完全に垂直ではなく所望の特性が得られるように傾けて配置される。またＭＥＭＳミラー６００自体の角度は出力ポートも考慮して設定される。そして水平方向においてはＡＷＧにより各波長ｃｈに光信号は分離しているため、その各波長ｃｈに合わせて液晶素子のＩＴＯ電極５０６を分離して配置すれば、第１液晶ＳＷ７００および第２液晶ＳＷ８００はそれぞれ、各波長に対して１×２スイッチとして機能ができる。

例えばこれをカスケードに組み合わせることにより１×４の光スイッチを構成できる。なおこの出射角度の変化分は出射面の傾きに依存する。したがって第１液晶スイッチ７００のスイッチング角度と、第２液晶スイッチ８００のスイッチング角度とを変えることにより１×４のスイッチを構成できる。例えば、第１液晶スイッチ７００で大きなスイッチング角度を与え、第２液晶スイッチ８００でより小さなスイッチング角度を与えるようにすることで、１×４のスイッチを構成できる。なお光軸の角度を変化させてもミラー面がレンズの焦点となっていることから、主レンズにより平行光となり、液晶偏波スイッチ部で付与された角度変化は、右から左に進行して主レンズ４０を透過した後に、上下方向のシフト量に対応する。

この１×４ＷＳＳにおいては複屈折結晶のオフセット角度のみで屈折角が決定され、結晶の厚さには依存しない。したがって可能な範囲で結晶を薄くすることが可能であり、液晶素子５５０とＭＥＭＳミラー６００との距離を近くすることができるという長所がある。これは液晶素子における焦点ボケが少なく、特性としては各波長の光信号の透過帯域が広いことに対応する。

この本実施形態では、出力側のＡＷＧが各基板面内に並んでいるため水平方向に光を±数度の角度で光軸をステアする必要がある。このためＭＥＭＳミラー６００のアレイを用いる。本実施形態のＭＥＭＳミラー６００のアレイは、図２を参照して説明したＭＥＭＳミラーアレイと同様の構成とすることができる。本実施形態では、この各ミラーには各々対応する波長ｃｈが集光する。そのためこのミラー面を１軸方向（ヒンジに対する垂直面内）に振ることにより水平方向のＡＷＧに光をスイッチすることができる。例えば図３（ａ）の点線はλ２０の光が図中の上から２番目のＡＷＧに出射する例である。

なおここでは図３（ｂ）に示した通り、従来例とは異なり、光の反射をＭＥＭＳミラーと固定ミラーとの組合せとしている。この理由は、ＭＥＭＳミラーからの光が再度液晶素子を通ると、水平方向にＭＥＭＳで角度を振った時に隣のＩＴＯピクセルにかかってしまい動作が妨げられるからである。したがって図３（ｂ）のようにＭＥＭＳミラーで反射された光を上方にシフトさせて各液晶素子を通らないように反射させている。

ここで本実施形態の、従来例（特許文献１）に対する優位性を説明する。まずこれらＷＳＳに用いられるＭＥＭＳミラーアレイは、図２に示す通り波長ｃｈ数分のミラーが隙間なく並べられ、その上下にヒンジ（ミラーを支えるバネ）がついている。このような構造になっている理由は、回折格子から波長毎に分けられた光がミラー面のＡ−Ａ′に入射するため、すなわちＡ−Ａ′がそのまま光の波長スペクトルの波長軸に対応し、ミラー間の隙間分だけ出射光の波長スペクトルにギャップができることになる。チャネル毎の透過帯域は広いほど高速な信号の損失が小さく特性が優れているため、このギャップを小さくすることはできない。よってミラー間にヒンジ（バネ）を入れることはできず上下にのみヒンジがある。したがってバネの構造を考えると、図２でミラーを左右にねじって動かずには適しているが、上下方向に光を曲げるようにねじるには構造的に適していない。

一方実施形態では図３（ｂ）に示すように、垂直方向のスイッチングは、第１液晶スイッチおよび第２液晶スイッチで行い、水平方向のスイッチングのみＭＥＭＳミラーで行っている。したがってミラー上下のバネはねじれるだけで無理な動きをしていない。したがって従来例のＭＥＭＳミラーは、（１）大きな静電気力が必要、（２）２軸のアナログ制御自体が困難、（３）ヒンジへの応力が大きくなるために回転中に疲労破壊を起こすなど信頼性が劣る、といった欠点を有していた。すなわちバネが１軸方向にしかないにも関わらず、２軸に制御する必要がある。本実施形態では上述のようにそれらの欠点が解消されている。

本実施形態では、ＭＥＭＳミラーで角度を振られた各波長の光は、固定ミラー６０２、主レンズ４０を通過して、４枚重ねられている５アレイＡＷＧの任意の出力に入射することができる。そして各ＡＷＧでは全ての波長が合波され出力する。その結果、より少ないＰＬＣスタック数で１×２０のＷＳＳを実現できる。

本実施形態では、主レンズ４０として１枚の球面レンズを用いた例を示したが、収差等を考慮して他のレンズ、非球面レンズやベストフォ−カスレンズ、あるいは２枚以上のレンズの組合せ、例えばアロマティックレンズ等を用いてもよい。

なおここでは１×２０のＷＳＳの構成例を示したが、光の進行方向を逆にした２０×１ＷＳＳの構成をもちろん可能である。

また１×２０のＷＳＳの例を示したが、１つのＰＬＣ中のＡＷＧのアレイ数や、上下方向のＰＬＣのスタック数を増やせばさらに大規模なＷＳＳを構成できる。

なお本実施形態はあくまで典型的な１例を示しており、同様の構成で同様の機能ブロックを持つものなら本実施形態のみに限るものではない。

従来の波長選択スイッチの概略構成を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。波長選択スイッチに用いられるＭＥＭＳミラーの概略構成を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成を説明するための図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチに用いる液晶スイッチの動作原理を説明するための図である。本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチに用いる液晶光可変減衰器（液晶ＶＯＡ）の概略構成を説明するための図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。本発明の一実施形態に係る波長選択スイッチに用いる液晶スイッチの動作原理を説明するための図であり、（ａ）は、液晶スイッチの一部を構成する偏波分離結晶を説明するための図であり、（ｂ）は、偏波分離結晶として複屈折結晶ＹＶＯ４を用いた場合の出射面のオフセット角度に対する、光軸の各偏光（水平、垂直）の屈折角度を計算したグラフである。

符号の説明

１０，１０’ 光導波路基板
２０シリンドリカルレンズ
４０主レンズ
５００液晶ＶＯＡ
６００ＭＥＭＳミラー
７００，８００液晶スイッチ

Claims

１個の入力ポートから光信号を入力し分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して、光軸を変化させることによりＭ個（Ｍは２以上の整数）の所望の出力ポートに対応させ、各々の出力ポートに対応する光信号は異なる波長の複数の光信号が合流して各出力ポートから出力する、１個の入力ポートおよびＭ個の出力ポートを有する波長選択スイッチであって、
前記入力ポートへ入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光して波長に応じた出射角度で出射する分光手段と、
前記分光手段により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光信号の各々に対し進行方向を変化させる１×Ｍの空間光スイッチ手段と、
前記分光手段と前記１×Ｍの空間光スイッチ手段との間に、前記波長毎に分光された光信号を１つの偏波成分にする偏波分離手段とを含み、
前記１×Ｍの空間光スイッチ手段は、
前記集光された光信号が入射する液晶偏波スイッチ部であって、光信号の偏光面を０度または９０度回転する機能をもつ液晶素子と、入力側の面と出力側の面とが平行でなく一定角度傾いている複屈折結晶とを用いて構成された１つまたは複数の１入力２出力の液晶スイッチを含む、前記分光手段により波長毎に分光された光信号の並び方向に垂直な方向について光信号のスイッチングを制御する液晶偏波スイッチ部と、
前記分光手段により波長毎に分光された光信号の並び方向に配列されたＭＥＭＳミラーのアレイであって、前記液晶偏波スイッチ部を透過した前記波長毎に分光された光信号の各々を反射することにより前記ＭＥＭＳミラーの配列方向について光信号のスイッチングを制御するＭＥＭＳミラーのアレイと
を含むことを特徴とする波長選択スイッチ。
前記分光手段として、アレイ導波路回折格子を用いて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記アレイ導波路回折格子は互いに平行に重ねられていることを特徴とする請求項２に記載の波長選択スイッチ。
同一の基板内に、前記アレイ導波路回折格子が複数個含まれたことを特徴とする請求項２に記載の波長選択スイッチ。
１個の入力ポートから入力して光信号を分光して異なる波長の複数の光信号に分離して、各波長の光信号に対して、光軸を変化させることによりＭ個（Ｍは２以上の整数）の所望の出力ポートに対応させ、各々の出力ポートに対応する光信号は異なる波長の複数の光信号が合流して各出力ポートから出力する、１個の入力ポートとＭ個の出力ポートとを有する波長選択スイッチであって、
前記入力ポートに対応し当該入力ポートへ入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光し波長に応じた出射角度で出射するアレイ導波路回折格子を含む入力側基板、および前記入力側基板に対して基板面同士を重ねるように実装された前記出力ポートに各々対応するアレイ導波路回折格子を含む出力側基板と、
前記アレイ導波路回折格子により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光信号の各々に対し進行方向を変化させる１×Ｍの空間光スイッチ手段と、
前記アレイ導波路回折格子と前記１×Ｍの空間光スイッチ手段との間に、前記波長毎に分光された光信号を１つの偏波成分にする偏波分離手段とを含み、
前記１×Ｍの空間光スイッチ手段は、
前記入力側基板の基板面に垂直な方向に光をスイッチするための１つまたは複数の１入力２出力の液晶スイッチあって、光信号の偏光面を０度または９０度回転する機能をもつ液晶素子と、入力側の面と出力側の面とが平行でなく一定角度傾いている複屈折結晶とを用いて構成され、前記アレイ導波路回折格子により波長毎に分光された光信号の並び方向に垂直な方向について光信号のスイッチングを制御する１つまたは複数の１入力２出力の液晶スイッチと、
前記アレイ導波路回折格子により波長毎に分光された光信号の並び方向に配列されたＭＥＭＳミラーのアレイであって、前記入力側基板の基板面と平行な方向に前記波長毎に分光された光信号の各々をスイッチするためのＭＥＭＳミラーのアレイとを含むことを特徴とする波長選択スイッチ。
各波長の光信号の減衰を変化可能な可変光減衰器のアレイをさらに含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の波長選択スイッチ。
請求項１ないし６のいずれかに記載の波長選択スイッチにおいて、前記光信号の進行の向きを逆向きにし、前記出力ポートから光を入力し、前記光入力ポートから光を出力することを特徴とするＭ個の入力ポートと１個の出力ポートとを有した波長選択スイッチ。