JP5306781B2 - 波長選択デバイス - Google Patents
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Description
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は合波や分波の波長選択スイッチ機能を果たすと共に、全ポートの波長情報を瞬時にモニタすることができ、構造が簡単で小型の波長選択デバイスを提供することにある。
(一実施形態)
図1は本発明の一実施形態に係る波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図で、合波で使用する場合の説明図である。図2は図1と同じ波長選択デバイスの概略構成を示す斜視図で、分波で使用する場合の説明図である。図3は9つの入出力ポート(1stport〜9thport)と一つの共通ポート(COM port)の各ポートから同一波長の光を入射させた場合の説明図である。図4は図1に示す波長選択デバイスで用いるMEMSミラーアレイの一つのMEMSミラーを示す断面図である。図5は、図4に示すMEMSミラーを傾けた(煽った)状態を示す断面図である。
本実施形態では、例えば、1.5μm帯の光で、50GHz間隔の45種類(45ch)の光、つまり、波長が0.4nmずつ異なるλ1,λ2,・・・,λi,・・・,λ44,λ45の45種類(45ch)の光を使用する。
次に、以上の構成を有する波長選択デバイス10の動作を説明する。
まず、入出力ポート(1stport〜9thport)と共通ポート(COM port)の各ポートから同一波長(λ1)の光を入射させた場合の動作(モニタ機能)を、図3に基づいて説明する。
この場合、波長λ1の入射光は、各コリメータ11〜20によりコリメート光に変換されて回折格子21に入射する。回折格子21に入射する10個の光はそれぞれ同じ波長λ1の光であるので、各入射光は回折格子21によりその波長λ1に応じた同じ角度で曲げられて進み、集光レンズ22により集光されて複数のMEMSミラーのうち、波長λ1に対応するMEMSミラー231にそれぞれ入射し、MEMSミラー231を透過する。
次に、波長選択デバイス10を合波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能およびモニタ機能を、図1に基づいて説明する。
図1に示す例では、λ1の光を入出力ポート(1stport)に、λ3の光を入出力ポート(2ndport)に、λ10の光を入出力ポート(4thport)に、λ20の光を入出力ポート(6thport)に、そして、λ45の光を入出力ポート(9thport)にそれぞれ入射させている。
図2に示す例では、λ1、λ3、λ10、λ20およびλ45の光が多重された波長多重光を共通ポート(COM port)から入射させている。
MEMSミラー231、233、2310、2320および2345でそれぞれ反射されたλ1、λ3、λ10、λ20およびλ45の光は、集光レンズ22で集光された後、回折格子21により波長に応じた角度でそれぞれ進み、コリメータ11,12,14,16および19を通って入出力ポート(1stport)、入出力ポート(2ndport)、入出力ポート(4thport)、入出力ポート(6thport)、および入出力ポート(9thport)にそれぞれ結合する。これにより、λ1、λ3、λ10、λ20およびλ45の光が、入出力ポート(1stport)、入出力ポート(2ndport)、入出力ポート(4thport)、入出力ポート(6thport)、および入出力ポート(9thport)からそれぞれ出射される。これにより、分波目的で使用する場合における波長選択スイッチ機能が実行される。
・複数の入出力ポートからそれぞれ異なる波長の光が入力される場合、波長の異なる複数の光が多重された波長多重光を共通ポートから出射させることができる(合波機能)。
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
11〜20…コリメータ
21…回折格子
22…集光レンズ
231〜2345…MEMSミラー
24…MEMSミラーアレイ
25…二次元CCDアレイ
30…シリコン(Si)基板
31…高反射膜(HRコート)
32…反射防止膜(ARコート)
COM port…共通ポート
1stport〜9thport…入出力ポート
Claims (6)
- 一列に整列して配置された一つの共通ポートおよび複数の入出力ポートと、前記共通ポートおよび複数の入出力ポートにそれぞれ対応して配置され、各ポートからの入射光をコリメート光にする複数のコリメータと、各コリメータからのコリメート光を分光する分光素子と、前記分光素子で分光された光を集光する集光レンズと、該集光レンズの焦点位置に配置され、複数のMEMSミラーを備えたMEMSミラーアレイと、該MEMSミラーアレイの後方に配置され、前記複数のMEMSミラーを透過した光を受ける二次元イメージセンサと、を備え、
前記二次元イメージセンサは、行方向には前記各MEMSミラーに対応した画素を有し、列方向には前記各コリメータに対応した画素を有するとともに、
前記二次元イメージセンサの出力信号に基づき、前記複数の入出力ポートそれぞれからの入射光の波長とポート番号とを特定するまたは前記共通ポートからの入射光にどのような波長の光が含まれているかを特定する波長モニタ機能を有することを特徴とする波長選択デバイス。 - 前記二次元イメージセンサは、二次元CCDアレイであることを特徴とする請求項1に記載の波長選択デバイス。
- 前記分光素子は透過型の回折格子であることを特徴とする請求項1または2に記載の波長選択デバイス。
- 前記複数のMEMSミラーは、シリコン(Si)基板と、該シリコン基板の前記集光レンズ側表面に形成された高反射膜と、前記シリコン基板の前記二次元イメージセンサ側表面に形成された反射防止膜とからそれぞれ構成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一つに記載の波長選択デバイス。
- 前記高反射膜は、略98%の反射率を有する誘電体多層膜であることを特徴とする請求項4に記載の波長選択デバイス。
- 前記複数のMEMSミラーは、反射角度をそれぞれ独立して調節可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載の波長選択デバイス。
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