JP4911597B2 - 光経路入換装置 - Google Patents

Description

この発明は、光路入換スイッチを用いて光伝送路の入換を自在に行なう光経路入換装置に関している。

本発明の光経路入換装置は、例えば光通信の光入換機として用いるものであり、その構成部品には光路入換スイッチを用いる。光路入換スイッチとしては、２次元マイクロミラー型、ファイバ駆動型、マッハツェンダー干渉計型、あるいは全反射型光路入換スイッチなどが知られている。

本発明は、これらの光路入換スイッチを用いて構成した光路入換スイッチが基本であり、この光路入換スイッチを複数組み合わせた光経路入換装置である。２次元マイクロミラー型光路入換スイッチは、鏡を移動して光路入換スイッチとして用いるものである。また、ファイバ駆動型光路入換スイッチは、光ファイバを移動させて光路を切り換えるものである。マッハツェンダー干渉計型光路入換スイッチでは、特に、熱光学光路入換スイッチがよく知られている。また、全反射型光路入換スイッチとしては、光ファイバの切断部の距離を変える光路入換スイッチや、泡発生型あるいは泡移動型の光路入換スイッチが知られている。これらは、屈折率の違いで起こる全反射の有無を制御して光路入換スイッチに用いるものである。

本発明に比較的に関連する従来例として、特許文献１、２や特許文献３、４を挙げることができる。

特許文献１、２では、縦横に平行光経路列を配置し、平行光路の交差位置に片面反射鏡を移動して光経路を順次切り替えようとするものである。また、特許文献３には、マトリクス状に回転する可動ミラーを配置した光路切替装置が開示されている。さらに、特許文献４には、マトリクス状に可動ミラーを配置したマトリックス光路入換スイッチが開示されている。ここで、可動ミラーは例えば、ＭＥＭＳ（MEMS：Micro Electro Mechanical System）である。

しかし、これらの文献に於ける開示は、基本的に、片面反射鏡を移動して光経路を切り替えるようとするものであり、このような反射鏡の移動を抑制した光路切換装置では、切り換える光路の数が増加すると、必要な反射鏡の数が急激に増加する。

反射鏡を用いた従来例を、図２に示す。ここで用いる反射鏡は両面反射鏡である必要は無く片面反射鏡である。図２（ａ）の反射鏡配置では、光は、ＡからＣに、またＢからＤに向かう。また、図２（ｂ）では、光は、ＡからＤに、またＢからＣに向かう。このように反射鏡の位置を変えて入換る光経路を変えることができる。
特開昭５４−１２２１３４号公報 特公昭６２−３９４０２号公報 特公平３−８１１３１号公報 特開２００５−６２４７１号公報

上記のような特許文献１から４に記載された従来方法では、反射鏡が片面反射を利用するものであることから、反射鏡一つに対して一つの光経路しか切り換えができなかった。そのため、複数の光経路の切り換えには光経路と同数の反射鏡を用意する必要があった。本発明では、片面反射鏡と、複数の両面反射鏡を用いた光路入換スイッチ、あるいは、それと等価な機能をもった光路入換スイッチを用いるものであり、構成部品点数を抑制することを目的とする。

この発明では、反射鏡の移動方式を同じものを用いると仮定すると、従来のものに比べて概ね半分の反射鏡数で光路入換ができるようになる。

本発明の光経路入換装置は、図１の光入力端数や光出力端をさらに多数にしたものであり、ここでは、Ｎを３以上の整数として、入力光路（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）の光路を入換えて、出力光路（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に出力する光経路入換装置であって、（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）に対応する列（１、２、・・・、Ｎ）と（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に対応する行（１、２、・・・、Ｎ）をもった行列の要素をＲ_jkとする。Ｒ_j、kの位置に、それぞれ行と列との２入力と２出力とを備える光路入換スイッチを設ける。その範囲は、Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）であり、それぞれの光路入換スイッチは、制御装置によって、それぞれの入力をいずれかの出力に接続するかが制御された光路入換スイッチである。つまり、Ｒ_j、kは、３角行列状の配置をもっている。

入力については、まず、（１）Ｒ_1、2は、Ａ１を行入力として入力し、Ｒ_1、k（２≦ｋ≦Ｎ）は、それぞれ、Ａ_kを列入力として入力する。つまり、Ｒ_1、2は、Ａ１を行として、Ａ２を列として入力する。

また、（２）２≦ｊ＜Ｎ、なるｊについて、Ｒ_j-1、jの列出力をＲ_j、j+1の行入力とし、Ｒ_j-1、kの列出力をＲ_j、k（ｊ＋１＜ｋ≦Ｎ）の列入力とし、
（３）１≦ｊ＜ｋ＜Ｎなるｊ、ｋについて、Ｒ_j、kの行出力をＲ_j、k+1の行入力とする。

出力においては、（４）光Ｒ_j、N（１≦ｊ＜Ｎ）の行出力と、Ｒ_N-1、Nの列出力とを光経路入換装置の出力とする。
両面反射のない場合の出力並びが、{１、２、・・・Ｎ}のとき、光経路の入換によって、{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}なる出力並びとすることを、
１）{１、２、・・・Ｎ}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}に置換するための操作を互換の積に変形する、
２）上記の互換の積を三角行列Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）の添え字（ｊ、ｋ）に属するように変形する、あるいは、上記の添え字（ｊ、ｋ）で表現された互換の積を選択する、
３）選択された添え字（ｊ、ｋ）の行列位置で両面反射が起こるように設定する、
というステップで目的の交換ができる配置となるものを選択することによって、実行する。

また、上記の光経路入換装置の構成に加えて、対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）を備え、対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）のそれぞれは、固定鏡であり、Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）については、制御装置で反射か透過かを制御された両面反射鏡を用いた光スイッチであって、（１）Ｒ_1、j（１≦ｊ≦Ｎ）は、Ａ_jを列入力として入力し、（２）固定鏡のＲ_1、1は、Ｒ_1、2の行入力に向けて行出力し、（３）固定鏡のＲ_j、j（２≦ｊ＜Ｎ）は、Ｒ_j-1、jの列出力を列入力として入力し、Ｒ_j、j+1の行入力に向けて行出力し、（４）Ｒ_j、N（１≦ｊ≦Ｎ）の行出力を出力とするものである。

また、対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）に設けられた固定鏡は、複数の対角要素を包含する少なくとも１つの固定鏡を含むものであってもよい。当然のことながら、全ての対角要素を１つの反射鏡にまとめてもよい。

光路入換スイッチとして特に反射鏡を用いた場合には、反射されると光路が僅かにずれるので、出力端側に集光系を備え、光路入換スイッチで反射された光を出力端に集光してから出力することが望ましい。

また、上記の入力光路の少なくとも１つは、複数の光線束からなる光路を入力し、光路を入換えて出力するものであってもよい。つまり、光路に伝搬させる光は、波長多重化されていてもよく、また、接近した複数の光線を含む光束であってもよい。

また、上記の光経路入換装置の光経路入換は、次の様にする。これは、両面反射鏡Ｒ_j、kでの反射の有無を以下の様に設定して行なう。まず、入力光路（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）を出力光路（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に入換る置換を考える。よく知られているように、置換は互換の積に変形することができる。この互換の積で表現した場合のそれぞれの互換（ｊｋ）に対応した行ｊ列ｋの位置に配置した上記の光路入換スイッチによりその光路を入換る設定を行なうと、上記の光経路の入換を行なうことができる。ただし、このように互換の積への変形は、一般には一意的ではないので、複数の変形から利用し易いものを選択することが望ましい。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。

本発明の原理を図１に示す。本発明では、ＡあるいはＢから光を入力して、ＣあるいはＤに出力する。ここで用いる反射鏡は、対角線上に示した片面反射鏡と、両面反射鏡である。入力ポート数が増加すると、両面反射鏡の数は増加するが、片面反射鏡は単数でよい。両面反射鏡による反射がない場合（図１（ａ））には、片面反射鏡で反射されるだけであるので、光は、ＡからＣに、またＢからＤに向かう。また、両面反射鏡による反射がある場合（図１（ｂ））には、光は、ＡからＤに、またＢからＣに向かう。このように反射の有無で光経路の入換をおこなうことができる。図１と図２との比較から分かるように、本発明で用いる反射鏡の数は、従来例に比べて原理的に少なくすることができる。

以下では、両面反射鏡を用いた例について説明するが、これと等価な機能を持つものであれば、両面反射鏡の代わりに用いることができる事は明らかである。この機能は、ファイバ駆動型光路入換スイッチ、マッハツェンダー干渉計型光路入換スイッチ、あるいは全反射型光路入換スイッチで実現できる。

例えば、ファイバ駆動型光路入換スイッチで、図１（ａ）と（ｂ）の切換を行なう光路を実現するには、入力Ａ、Ｂに対して、それぞれ出力Ｄ、Ｃを接続し、切換があったときには、入力Ａ、Ｂに対して、それぞれ出力Ｃ、Ｄを接続する。

また、マッハツェンダー干渉計型光路入換スイッチは、２入力２出力であり、図１（ａ）と（ｂ）の切換を行なう機能を既に備えている。

また、全反射型光路入換スイッチの例として、例えば、泡発生型あるいは泡移動型の光路入換スイッチを用いる場合には、図１（ｂ）の両面反射鏡の位置に泡が位置するようにすればよい。

まず、本発明で用いる主要部品から説明する。図３は、本発明に適用することのできる可動鏡を説明するための図である。両面反射鏡１は、コントローラ２０で制御された直線型駆動部２によって駆動され、両面反射鏡による反射の有無が設定される。両面反射鏡１が図３の実線の位置にあるとき、入力端４（あるいは５）から入力した光は、光路１０を辿り、両面反射鏡１（あるいはその裏面）で反射され、集光系９（あるいは８）で出力端７（あるいは６）に集光され、出力端７（あるいは６）を通じて出力される。また、両面反射鏡１が図３の破線の位置にあるとき、入力端４（あるいは５）から入力した光は、光路１１を辿り、反射されず、集光系８（あるいは９）で出力端６（あるいは７）に集光され、出力端６（あるいは７）を通じて出力される。

図３の駆動部は、直線型であったが、図４は、両面反射鏡１の回転型駆動部３であり、コントローラ２０で制御される。本発明では、反射の有無を制御できれば適用することができるので、両面反射鏡の駆動部については、この他のものを用いることができることは明らかである。

上記の図３あるいは図４に示した両面反射鏡を用いた本発明の例として模式図を図５に示す。ｊ、ｋをそれぞれＡ側（入力）、Ｄ側（出力）の入力端の序数として、列Ａ₁〜Ａ₄、行Ｄ₁〜Ｄ₄、の行列要素位置に両面反射鏡を配置し、両面反射する、もしくは、両面反射しないことで、１組の光経路群を同時に入換る。ただし、対角要素上は、固定の反射鏡として、図５では、右上半分の三角行列状に配置する。図５では、両面反射鏡は２行３列目に設定しており、この位置の反射をＲ_2、3と記す。その他の場合を図８に示す。また、一般にＲ_m、nと表記することにして、便宜上、対角要素も含めて表記する。図５では、対角要素Ｒ_1、1〜Ｒ_4、4までを一連の反射鏡で構成している。対角要素Ｒ_1、1〜Ｒ_4、4を個別の反射鏡で構成してもよいことは明らかである。

図５の配置の場合には、Ｄ₁〜Ｄ₄にはそれぞれ、Ａ₁、Ａ₃、Ａ₂、Ａ₄、が出力される。光路の入換が無かった場合には、Ｄ₁〜Ｄ₄にはそれぞれＡ₁、Ａ₂、Ａ₃、Ａ₄が出力されることから、次の置換が行なわれたものとみることができる。

{１、３、２、４}＝Ｆ{１、２、３、４}、ここでＦは互換＝（２、３）。
つまり、{１、２、３、４}なる出力並びが、互換操作Ｆ＝(２、３)で、{１、３、２、４}なる出力並びに変換された。

ここで、それぞれの光路には、図５のＡ₄からＤ₄に向かう光路のように、複数の光線束を伝搬させてもよい。これは、空間的に区別場合のほかに、波長多重化した光線でも、偏光多重化した光線でもよい。

図６は、Ｒ_1、2とＲ_1、3の位置で両面反射するように設定したものである。この設定による出力は、上記と同じ基準で、{３、１、２、４}となる。これは、
(１、２) (１、３){１、２、３、４}＝{３、１、２、４}
なる操作の結果と観ることができる。ここで、（１、２）（１、３）を、互換(１、２)と(１、３)との積と称する。

また、図７は、Ｒ_1、3とＲ_2、3の位置で両面反射するように設定したものである。この設定による出力も、上記と同じ基準で、{３、１、２、４}となる。これは、
(１、３) (２、３){１、２、３、４}＝{３、１、２、４}
なる操作の結果と観ることができる。

上記の互換演算子は、それぞれ、両面反射鏡の行列位置の添え字に一致することに注意されたい。これは、図１の構成で光路を入換る操作ができることに由来している。また、上記の互換操作は、出力に近い互換から作用させるようになっている。

また、図６と図７との比較から、同じ入換を行なう操作は、一意には決まらないことが分かる。これは、上記の置換や互換が、よく知られている置換群と互換との関係であり、置換群を互換の積として表す場合に、その積の表現は一意でないことに同じである。

以上のことから、本発明の光経路入換装置において、両面反射のない場合の出力並びが、{１、２、・・・Ｎ}のとき、光経路の入換によって、{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}なる出力並びとすることは、
１）{１、２、・・・Ｎ}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}に置換するための操作を互換の積に変形する、
２）上記の互換の積を三角行列Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）の添え字（ｊ、ｋ）に属するように変形する、あるいは、上記の添え字（ｊ、ｋ）で表現された互換の積を選択する、
３）選択された添え字（ｊ、ｋ）の行列位置で両面反射が起こるように設定する、
というステップで、実行することができる。

ここで、{Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}に置換する互換の積を求めるには、例えば、次の様にする。
１）{Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}への置換Ｆで、巡回置換が複数含まれているときは、まず、巡回置換の積に分解する。それぞれの巡回置換については、互いに独立であるので、それぞれに交換操作ができることは明らかである。
２）このためここでは、{Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}への置換Ｆが、巡回置換であるとする。このとき、Ｄ_C＝Ａ₁であるとするとき、
{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}＝（Ｄ₁、Ｄ_C）{Ｄ_C、Ｄ₂、・、Ｄ₁、・・、Ｄ_N}
であるので、次に、
３）{Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N}から{Ｄ_C、Ｄ₂、・、Ｄ₁、・・、Ｄ_N}への置換を求めると、Ｄ_C＝Ａ₁としたので、これは、
{Ａ₂、・・・、Ａ_N}から、{Ｄ₂、・、Ｄ₁、・・、Ｄ_N}への置換を求めることになり、上記の１）に戻って互換を抽出し、すべて互換で表されるまで続ければよい。

例えば、上記の入力{１、２、３、４}を出力{３、１、２、４}に置換する操作は、入力{１、２、３}を出力{３、１、２}に置換する操作に等しい。出力のならびの３を出力のならびの１と交換するので、{３、１、２}＝（１、３）{１、３、２}であり、入力の１は交換しないので、
{３、１、２、４}＝（１、３）（２、３）{１、２、３、４}、
と分解され、図７の場合に相当する。

また、上記の入力{１、２、３}を出力{３、１、２}に置換する操作は、入力{２、３、１}を出力{１、２、３}に置換する操作と見ること出来る。この場合は、
互換の積は（１、２）（１、３）となって、図６の場合に相当する。

さらに、入力{３、１、２}を出力{２、３、１}に置換する操作と見ること出来るが、この場合、互換の積は、（３、２）（１、２）である。しかし、（Ａ、Ｂ）＝（Ｂ、Ａ）であるので、（２、３）（１、２）と変形して図８の構成に当てはめても、本発明には適合しないことが分かる。

本発明に適合するのは、（Ｍ、Ｎ）（Ｑ、Ｒ）のときＭ＜Ｑであるか、Ｍ＝ＱでＮ＜Ｒ、のときである。つまり、得られる互換の積から、目的の交換ができる配置となるものを選択することが必要である。

次に、全反射型光路入換スイッチを用いた例を示す。この場合は、上記のように、種々の形態が知られているが、機能的には、図９に示すスイッチで代表できるものである。この全反射型光路入換スイッチは、図１０に示す様に、それぞれを光ファイバを用いて接続する。このため、対角要素に相当する反射面を設ける必要がないことが特徴である。

図１０は、Ｎ＝４とする、入力光路（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）の光路を入換えて、出力光路（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に出力する光経路入換装置である。（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）に対応する列（１、２、・・・、Ｎ）と（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に対応する行（１、２、・・・、Ｎ）をもった行列の要素をＲ_jkとするとき、Ｒ_j、kはそれぞれ行と列との２入力と２出力とを備える光路入換スイッチであって、
Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）について設けたものである。また、それぞれの光路入換スイッチは、制御装置によって、それぞれ行入力と列入力との２入力と行出力と列出力との２出力とを備える光路入換スイッチである。

Ｒ_j、kに対応する光路入換スイッチ（以下では、単にＲ_j、kと称する）を、１≦ｊ＜ｋ≦Ｎのｊ、ｋについて設ける。それぞれの光路入換スイッチは、制御装置によって、行入力と列入力それぞれの入力を行出力と列出力いずれかの出力に接続するかの接続様式が制御された光路入換スイッチである。
入力については、Ｒ_1、2は、Ａ₁を行入力として入力し、Ｒ_1、k（２≦ｋ≦Ｎ）は、それぞれ、Ａ_kを列入力として入力し、
光経路の入換については、先ず、列について、２≦ｊ＜Ｎ、なるｊについて、Ｒ_j-1、jの列出力をＲ_j、j+1の行入力とし、Ｒ_j-1、kの列出力をＲ_j、k（ｊ＋１＜ｋ≦Ｎ）の列入力とし、行については、１≦ｊ＜ｋ＜Ｎなるｊ、ｋについて、Ｒ_j、kの行出力をＲ_j、k+1の行入力とする。
出力については、Ｒ_j、N（１≦ｊ＜Ｎ）の行出力と、Ｒ_N-1、Nの列出力とを出力とするものである。

図１１は、図１０の配置を４５度回転して、左辺で入力して右辺で出力したもので、入出力を直線状に配置したものである。同様にして、図８の構成の場合も、入出力を直線状に配置できることは明らかである。このように、光経路入換装置の入出力が行列配置でない場合でも、行列配置に配置換えすることは容易であり、上記のような行列配置の入出力を備えた光経路入換装置と同類である事は明らかである。

上記の様に、同じ光経路とするための両面反射体の配置パターンは、一意には決定することができない。しかし、これは、観点を変えると、例えば特定の光路入換スイッチが故障等で使用できない場合でも、他の経路によって、目的とする光経路入換が実現できることを示している。

このためには、制御装置２０に除外すべき光路入換スイッチを登録しておき、使用する光路入換スイッチにその除外すべき光路入換スイッチが含まれないような、上記の互換の積を選択する。

本発明の原理を示す模式図である。 従来技術の原理を示す模式図である。 本発明で用いる主要部品を示す模式図である。 本発明で用いる主要部品を示す模式図である。 ひとつの両面反射を設定した本発明の光経路入換装置の模式図である。 ふたつの両面反射を設定した本発明の光経路入換装置の模式図である。 ふたつの両面反射を設定した本発明の光経路入換装置の模式図である。 反射を行なう両面反射鏡の配置を示す行列要素の添え字のつけ型を示す図である。 光路入換スイッチを示す図である。 光路入換スイッチを用いた光経路入換装置を示す図である。 図１０の構成を４５度回転して、入出力を直線状に配置した光経路入換装置を示す図である。

符号の説明

１ 両面反射鏡
２ 直線型駆動部
３ 回転型駆動部
４、５ 入力端
６、７ 出力端
８、９ 集光系
１０、１１ 光路
１２ 光ファイバ
２０ 制御装置

Claims (6)

1. 入力光路（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）の光路を入換えて、出力光路（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に出力する光経路入換装置であって、（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）に対応する列（１、２、・・・、Ｎ）と（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に対応する行（１、２、・・・、Ｎ）をもった行列の要素をＲ_j、kとするとき、
   Ｒ_j、kはそれぞれ行入力と列入力との２入力と行出力と列出力との２出力とを備える光路入換スイッチであって、
   Ｒ_j、kに対応する光路入換スイッチ（以下では、単にＲ_j、kと称する）は、１≦ｊ＜ｋ≦Ｎのｊ、ｋについて設けられており、
   それぞれの光路入換スイッチは、制御装置によって、行入力と列入力それぞれの入力を行出力と列出力いずれかの出力に接続するかの接続様式が制御された光路入換スイッチであり、
   （１）Ｒ_1、2は、Ａ₁を行入力として入力し、Ｒ_1、k（２≦ｋ≦Ｎ）は、それぞれ、Ａ_kを列入力として入力し、
   （２）２≦ｊ＜Ｎ、なるｊについて、Ｒ_j-1、jの列出力をＲ_j、j+1の行入力とし、Ｒ_j-1、kの列出力をＲ_j、k（ｊ＋１＜ｋ≦Ｎ）の列入力とし、
   （３）１≦ｊ＜ｋ＜Ｎなるｊ、ｋについて、Ｒ_j、kの行出力をＲ_j、k+1の行入力とし、
   （４）Ｒ_j、N（１≦ｊ＜Ｎ）の行出力と、Ｒ_N-1、Nの列出力とを出力とする、
   ことを特徴とし、
   両面反射のない場合の出力並びが、{１、２、・・・Ｎ}のとき、光経路の入換によって、{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}なる出力並びとすることを、
   １）{１、２、・・・Ｎ}から{Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N}に置換するための操作を互換の積に変形する、
   ２）上記の互換の積を三角行列Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）の添え字（ｊ、ｋ）に属するように変形する、あるいは、上記の添え字（ｊ、ｋ）で表現された互換の積を選択する、
   ３）選択された添え字（ｊ、ｋ）の行列位置で両面反射が起こるように設定する、
   というステップで目的の交換ができる配置となるものを選択することによって、実行する光経路入換装置。
2. 請求項１に記載の光経路入換装置の構成に加えて、対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）を備え、
   対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）のそれぞれは、固定鏡であり、
   Ｒ_j、k（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ）については、制御装置で反射か透過かを制御された両面反射鏡を用いた光路入換スイッチであって、
   Ｒ_1、j（１≦ｊ≦Ｎ）は、Ａ_jを列入力として入力し、
   固定鏡のＲ_1、1は、Ｒ_1、2の行入力に向けて行出力し、
   固定鏡のＲ_j、j（２≦ｊ＜Ｎ）は、Ｒ_j-1、jの列出力を列入力として入力し、Ｒ_j、j+1の行入力に向けて行出力し、
   （４）Ｒ_j、N（１≦ｊ≦Ｎ）の行出力を出力とする、
   ことを特徴とする光経路入換装置。
3. 対角要素（Ｒ_1、1、Ｒ_2、2、・・・、Ｒ_N、N）に設けられた固定鏡は、複数の対角要素を包含する少なくとも１つの固定鏡を含むことを特徴とする請求項２に記載の光経路入換装置。
4. 出力端側に集光系を備え、光路入換スイッチで反射された光を出力端に集光してから出力することを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の光経路入換装置。
5. 上記の入力光路の少なくとも１つは、複数の光線束からなる光路を入力し、光路を入換えて出力することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光経路入換装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の光経路入換装置であって、
   入力光路（Ａ₁、Ａ₂、・・・、Ａ_N）を出力光路（Ｄ₁、Ｄ₂、・・・、Ｄ_N）に入換る置換の互換の積による表現から選択した表現について、それぞれの互換（ｊｋ）に対応するそれぞれの行ｊ列ｋの位置に配置した上記の光路入換スイッチに光路を入換る設定を行なうことを特徴とする光経路入換装置。

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