JP5345884B2 - 光スイッチ - Google Patents

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Description

本発明は、波長多重光信号の合分波や方路選択を行う光スイッチに関するものである。
波長分割多重通信の分野において、フレキシブルに再構成可能なネットワークを実現するには、任意の波長の光信号を任意の方路へ挿入または分岐させることができる波長選択光スイッチが必要不可欠である。この光スイッチには、光を偏向させるための手段として、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systemes）技術により作成されたミラー装置がよく用いられる。このミラー装置は、ミラーを回動させるための回動軸を複数設けることが可能である。したがって、例えば、光路の切り替えを実現する第１の回動軸の他に、その第１の回転軸と直交する第２の回動軸を設け、この第２の回動軸回りにミラーを回動させることにより、光損失を変化させることができる。これにより、光路の切り替えとともに、光信号のパワーの制御を実現することができる。
このような光スイッチには、その機能によってＡＤＤ型とＤＲＯＰ型という二種類の形態が存在する。ＡＤＤ型の光スイッチは、複数の入力ポートから入力された異なる波長の光信号を合波して、少なくとも１つの出力ポートから出力するものである。一方、ＤＲＯＰ型の光スイッチは、少なくとも１つの入力ポートから入力された波長多重された光信号を波長毎に分波して、その波長毎に異なる出力ポートから出力するものである。このような光スイッチの構成について、図９〜図１１を参照して説明する。
図９〜図１１に示す波長選択スイッチ１００は、入力ポートおよび出力ポート（以下、合わせて「入出力ポート」と言う）が所定の方向に配列された入出力ポートアレイ１１０と、第１のレンズ１２１と、シリンドリカルレンズ１２２および第２のレンズ１２３から構成される集光光学系１２０と、回折格子１３０と、第３のレンズ１４０と、複数のＭＥＭＳミラー装置１５１が所定の方向に沿って一列に配列されたミラーアレイ１５０とを備えており、これらがこの順番でｚ軸に沿って一列に配列されている。ここで、ＭＥＭＳミラー装置１５１の各ミラーは、ｚ軸に対して直交するｘ軸およびこのｘ軸に対して直交するｙ軸回りに回動可能とされており、入出力ポートはそのｙ軸に沿った方向に配列されており、ＭＥＭＳミラー装置１５１はそのｘ軸に沿った方向に配列されている。
ここで、光スイッチ１００がＡＤＤ型の場合、入出力ポートアレイ１１０は、複数の入力ポートと、１つの出力ポートとから構成される。このようなＡＤＤ型の場合、複数の入力ポートから入力された信号光（以下、入力光という）は、集光光学系１２０により回折格子１３０上に集光され、この回折格子１３０により分波される。この分波された各入力光は、第３のレンズ１４０により集光されてミラーアレイ１５０の対応するＭＥＭＳミラー装置１５１に入射される。このＭＥＭＳミラー装置１５１により偏向された各信号光（以下、出力光という）は、第３のレンズ１４０により集光され、回折格子１３０により合波される。このようにして波長多重された出力光は、集光光学系１２０を介して１つの出力ポートから出力される。
一方、光スイッチ１００がＤＲＯＰ型の場合、入出力ポートアレイ１１０は、１つの入力ポートと複数の出力ポートとから構成される。このようなＤＲＯＰ型の場合、１つの入力ポートから入力された入力光は、集光光学系１２０により回折格子１３０上に集光され、この回折格子１３０により波長毎に分波される。この分波された各波長の信号光は、第３のレンズ１４０により集光されてミラーアレイ１５０の対応するＭＥＭＳミラー装置１５１に入射される。このＭＥＭＳミラー装置１５１により偏向された各波長の出力光は、第３のレンズ１４０、回折格子１３０および集光光学系１２０を介して、対応する出力ポートから出力される。
このような光スイッチ１００において、ミラーアレイ１５０のＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｘ軸回りに回動させることは、出力光の進行方向が入出力ポートアレイ１１０の配列方向（ｙ方向）に変化するので、入力ポートまたは出力ポートを選択することを意味する。すなわち、ＡＤＤ型の光スイッチの場合には入力ポートを、ＤＲＯＰ型の光スイッチの場合には出力ポートを、それぞれ選択することとなる。一方、ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回りに回動させることは、出力光の進行方向が入出力ポートアレイ１１０の配列方向と直交する方向（ｘ方向）に変化するので、入力ポートから出力ポートへの結合率、すなわち光減衰量を制御することを意味する。このようなｘ軸回りの回動とｙ軸回りの回動を組み合わせることにより、光スイッチ１００では、入出力ポートを切り替える際に、当該入出力ポート以外の入出力ポートを迂回するよう出力光を移動させたり、当該入出力ポートの光結合に所定の光減衰量を与えることができる。
特開２００３−１０１４７９号公報
しかしながら、上述したような光スイッチにおいては、入出力ポートを切り替えるために当該入出力ポート以外の入出力ポートを迂回するように出力光を移動させようとすると、その出力光の一部が当該入出力ポート以外の入出力ポートに結合し、クロストークが生じることがあった。
例えば、ＡＤＤ型の光スイッチの場合には、所定の入力ポート以外の入力ポートに基づく出力光が、出力ポートに結合してしまう。この現象について図１２を参照して説明する。
図１２は、ＡＤＤ型の光スイッチにおいて、第２のレンズ１２３の位置に投影された、出力ポート１１１と、入力ポート１１２〜１１４とを示すものである。ここで、ｙ方向の正の向きを上方、負の向きを下方としたとき、入力ポート１１２は最上部に配設され、入力ポート１１３は最下部に配設され、入力ポート１１４は入力ポート１１２の直下に配設されている。
このような場合において、出力ポート１１１から出力させる出力光を、入力ポート１１２に基づくものから入力ポート１１３に基づくものに切り替える場合、まず、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回りに回動させる。すると、符号ａで示すように、入力ポート１１２からの入力光に基づく出力光の光スポットは、図１２に示すように、出力ポート１１１のｘ方向に隣接する位置（以下、待避位置という）αに移動する。次に、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｘ軸回りに回動させる。すると、待避位置αに投影される出力光の光スポットが、入力ポート１１１に基づくものから順次移動して行き入力ポート１１２に基づくものに到達する。待避位置αに投影される出力光の光スポットが入力ポート１１２に基づくものになると、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回りに回動させ、符号ｂに示すように、その光スポットを出力ポート１１１に結合させる。
ここで、入力光や出力光の光スポットは、楕円形状を有している。このため、入力ポートを切り替えるために光スポットを待避位置に移動させても、出力ポート１１１に入射する出力光の領域と待避位置αの光スポットとが干渉してしまう。これにより、入力ポートを切り替えるために各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｘ軸回りに回動させると、途中の入力ポート１１４に基づく出力光が出力ポート１１１に入射してしまい、結果として、クロストークが生じてしまうことがあった。
一方、ＤＲＯＰ型の光スイッチの場合には、所定の出力ポート以外の出力ポートに出力光が結合してしまう。この現象について図１３を参照して説明する。
図１３は、ＤＲＯＰ型の光スイッチにおいて、第２のレンズ１２３の位置に投影された、入力ポート１１５と、出力ポート１１６〜１１８とを示すものである。ここで、ｙ方向の正の向きを上方、負の向きを下方としたとき、出力ポート１１６は最上部に配設され、出力ポート１１７は最下部に配設され、出力ポート１１８は出力ポート１１６の直下に配設されている。
このような場合において、所定の波長の出力光を出力させる出力ポートを出力ポート１１６から１１７に切り替える場合、まず、その所定の波長の出力光に対応するＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回り、ｘ軸回り、ｙ軸回りと順に回動させる。すると、符号ｃで示すように、所定の波長の出力光の光スポットβが、出力ポート１１６から出力ポート１１７にまで移動する。
このとき、出力光の光スポットは上述したように楕円形状を有しているので、出力ポートを切り替えるために出力光の光スポットを移動させる際に、この移動経路に隣接する各出力ポートに対応する領域と出力光の光スポットとが干渉してしまい、結果として、クロストークが生じてしまうことがあった。
そこで、本発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、入出力ポートの切り替え時のクロストークを低減させることができる光スイッチを提供することを目的とする。
上述したような課題を解消するために、本発明に係る光スイッチは、少なくとも１つの入力ポートと、少なくとも１つの出力ポートとが第１の方向に沿って配列された入出力手段と、入力ポートから入力された入力光を波長毎に分波する分波手段と、この分波手段により分波された入力光を偏向して、出力光として所定の出力ポートから出力させる偏向手段と、所定の出力光を所定の出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が当該所定の出力ポートから出力されるのを遮る遮光手段とを備えたことを特徴とするものである。
上記光スイッチにおいて、入出力手段と分波手段との間に配設される第１の集光レンズと、分波手段と偏向手段との間に配設される第２の集光レンズとをさらに備え、遮光手段は、第１の集光レンズと分波手段との間に配設される遮光マスクからなるようにしてもよい。
上記光スイッチにおいて、遮光手段は、出力光の一部を遮るようにしてもよい。
上記光スイッチにおいて、入出力手段は、複数の入力ポートと、１つの出力ポートとからなり、遮光手段は、所定の入力ポートからの入力光に基づく出力光以外の出力光が出力ポートから出力されるのを遮るようにしてもよい。
また、上記光スイッチにおいて、入出力手段は、１つの入力ポートと、複数の出力ポートとからなり、遮光手段は、所定の波長の出力光が所定の出力ポート以外の出力ポートから出力されるのを遮るようにしてもよい。
本発明によれば、遮光手段を設けることにより、所定の出力光を所定の出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が当該所定の出力ポートから出力されるのを防ぐことができるので、結果として、入出力ポートの切り替え時のクロストークを低減させることができる。
図１は、本発明の第１の実施の形態における光スイッチの構成を模式的に示す斜視図である。 図２は、遮光部の構成を模式的に示す正面図である。 図３は、遮光部の変形例を模式的に示す正面図である。 図４は、遮光部の変形例を模式的に示す正面図である。 図５は、本発明の第２の実施の形態における光スイッチの構成を模式的に示す斜視図である。 図６は、遮光部の構成を模式的に示す正面図である。 図７は、遮光部の変形例を模式的に示す正面図である。 図８は、遮光部の変形例を模式的に示す正面図である。 図９は、従来の光スイッチの構成を模式的に示す斜視図である。 図１０は、図９の正面図である。 図１１は、図９の上面図である。 図１２は、従来の光スイッチにおける入出力ポートの切り替え動作を説明するための図である。 図１３は、従来の光スイッチにおける入出力ポートの切り替え動作を説明するための図である。
［第１の実施の形態］
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る光スイッチは、図９〜図１１を参照して説明した光スイッチ１００にさらに遮光部を設けたものである。したがって、以下において、光スイッチ１００と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
図１に示すように、本実施の形態に係る光スイッチ１は、ＡＤＤ型の波長選択光スイッチであって、入力ポートおよび出力ポートが所定の方向に配列された入出力ポートアレイ１１０と、第１のレンズ１２１、シリンドリカルレンズ１２２および第２のレンズ１２３から構成される集光光学系１２０と、遮光部１０と、回折格子１３０と、第３のレンズ１４０と、複数のＭＥＭＳミラー装置１５１が所定の方向に沿って一列に配列されたミラーアレイ１５０とを備えており、これらがこの順番でｚ軸に沿って一列に配列されている。ここで、ＭＥＭＳミラー装置１５１の各ミラーは、ｚ軸に対して直交するｘ軸およびこのｘ軸に対して直交するｙ軸回りに回動可能とされており、入出力ポートはそのｙ軸に沿った方向に配列されており、ＭＥＭＳミラー装置１５１はそのｘ軸に沿った方向に配列されている。
ここで、遮光部１０は、光を透過させない板材等の遮光マスクから構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部１１と、この基部１１のｙ軸方向に沿った１辺の中央部からｘ軸方向に突出した凸部１２とを備えている。この凸部１２は、平面視略矩形の形状を有し、ｙ軸方向の長さが出力光のｙ軸方向の長さ以上、ｘ軸方向の長さが出力光のｘ軸方向の長さ以上になるように形成されている。このような遮光部１０は、図２に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、凸部１２が第２のレンズ１２３の中央部に向かって突出するように、基部１１が第２のレンズ１２３とｘ軸の負の側に隣接する位置に配設される。これにより、凸部１２は、待避領域αと重なり、かつ、その端部が出力ポート１１１に入射する出力光の領域のｘ軸方向における負の側の一部と干渉するようにされる。
次に、本実施の形態に係る光スイッチ１の動作について説明する。なお、本実施の形態においては、１つの出力ポートと４つの入力ポートとが設けられている場合を例に説明する。ここで、ｙ方向の正の向きを上方、負の向きを下方としたとき、入力ポート１１２は最上部に配設され、入力ポート１１３は最下部に配設され、入力ポート１１４は入力ポート１１２の直下に配設されている。また、出力ポート１１１は、中央に配設されている。
複数の入力ポートから入力された入力光は、集光光学系１２０により集光され、回折格子１３０に向かって進行して行く。図２に示すように、遮光部１０の凸部１２は、出力ポート１１１とｘ軸方向に隣接する位置に設けられており、入力光が通過する領域に干渉していない。したがって、入力光は、遮光部１０により遮られることなく回折格子１３０に到達する。
回折格子１３０に到達した入力光は、回折格子１３０により分波される。この分波された各入力光は、第３のレンズ１４０により集光されてミラーアレイ１５０の対応するＭＥＭＳミラー装置１５１に入射される。このＭＥＭＳミラー装置１５１により偏向された各出力光は、第３のレンズ１４０により集光され、回折格子１３０により合波される。この合波され波長多重された出力光は、集光光学系１２０に向かって進行して行く。このとき、遮光部１０の凸部１２は、図２に示すように、その端部が出力ポート１１１に入射する出力光のｘ軸方向における負の側の端部の一部と干渉している。これにより、出力光は、凸部１２と干渉している量に応じて光強度が減衰されることとなる。
遮光部１０により光強度が調整された出力光は、集光光学系１２０を介して出力ポート１１１から出力される。
次に、本実施の形態に係る光スイッチ１において、出力ポート１１１から出力させる出力光を切り替える場合の動作について、図２を参照して説明する。なお、以下においては、出力ポート１１１から出力させる出力光を、入力ポート１１２に基づくものから入力ポート１１３に基づくものに切り替える場合を例に説明する。
まず、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回りに回動させる。すると、符号ａで示すように、入力ポート１１２からの入力光に基づく出力光の光スポットは、図２に示すように、出力ポート１１１のｘ方向に隣接する待避位置αに移動する。この待避位置αは、遮光部１０の凸部１２と干渉している。したがって、待避位置αに移動した光スポットは、凸部１２により遮られ、遮光部１０よりも入出力ポート側には進行しない。
出力光の光スポットを待避位置αに移動させると、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｘ軸回りに回動させる。すると、待避位置αに向けて出力されている出力光の光スポットが、入力ポート１１１に基づくものから順次移動して行き入力ポート１１２に基づくものに到達する。このとき、従来では、入力光や出力光の光スポットが楕円形状を有する故に出力ポート１１１に入射する出力光の領域と待避位置αの光スポットとが干渉して、クロストークが生じてしまうことがあった。しかしながら、本実施の形態では遮光部１０を設けることにより、待避位置αに向かって出力されている出力光の光スポットが凸部１２によって遮られ、出力ポート１１１に向かって進行しない。このため、クロストークが生じるのを防ぐことができる。
待避位置αに投影される出力光の光スポットが入力ポート１１２に基づくものになると、各ＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回りに回動させ、符号ｂに示すように、その光スポットを出力ポート１１１に結合させる。これにより、切り替え動作が終了する。
以上説明したように、本実施の形態によれば、遮光部１０を設けることにより、所定の出力光を所定の出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が当該所定の出力ポートから出力されるのを防ぐことができるので、結果として、入出力ポートの切り替え時のクロストークを低減させることができる。
また、凸部１２の端部の位置を調整することにより、出力光の減衰量を調整できるので、所望の光強度を有する出力光を出力させることができる。
なお、遮光部１０の形状は図２に示すような形状に限定されず、光学系の構成等に応じて適宜自由に設定することができる。
例えば、図３に示すような構成にしてもよい。この図３に示す遮光部２０は、光を透過させない部材から構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部２１と、この基部１１のｙ軸方向に沿った１辺の上部から延在する平面視略「コ」の字状の腕部２２とを備えている。この腕部２２は、平面視略矩形の形状を有し、基部２１の上部に接続された一端からｘ軸方向の正の側に延在する第１の部材２２ａと、平面視略矩形の形状を有し、第１の部材２２ａの他端からｙ軸方向の負の側に直線状に延在する第２の部材２２ｂと、平面視略矩形の形状を有し、第２の部材２２ｂの他端からｘ軸方向の負の側に直線状に延在する第３の部材２２ｃとから構成されている。
この図３に示す遮光部２０は、図２で示した待避位置αに相当する待避位置γが、出力ポート１１１に対応する領域を挟んだ反対側に設けられた光スイッチに適用されるものである。この場合、腕部２２は、図３に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、第３の部材２２ｃの他端が第２のレンズ１２３の中央部に向かって突出するように、基部１１が第２のレンズ１２３とｘ軸の負の側に隣接する位置に配設される。これにより、第３の部材２２ｃは、待避領域γと重なり、かつ、その他端が出力ポート１１１に入射する出力光の領域のｘ軸方向における正の側の一部と干渉するようにされる。したがって、遮光部２０を設けることにより、クロストークを防ぐと共に、減衰量を調整することができる。
また、遮光部は図４に示すような構成としてもよい。この図４に示す遮光部３０は、上述した遮光部１０と遮光部２０を組み合わせたものである。すなわち、遮光部３０は、光を透過させない部材から構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部３１と、基部３１のｙ軸方向に沿った１辺の中央部からｘ軸方向の正の側に突出した凸部３２と、基部３１の当該１辺の上部から延在する平面視略「コ」の字状の腕部３３とから構成されている。
ここで、凸部３２は、平面視略矩形の形状を有し、ｙ軸方向の長さが出力光のｙ軸方向の長さ以上、ｘ軸方向の長さが出力光のｘ軸方向の長さ以上になるように形成されている。
また、腕部３３は、平面視略矩形の形状を有し、基部３１の上部に接続された一端からｘ軸方向の正の側に延在する第１の部材３３ａと、平面視略矩形の形状を有し、第１の部材３３ａの他端からｙ軸方向の負の側に直線状に延在する第２の部材３３ｂと、平面視略矩形の形状を有し、第２の部材３３ｂの他端からｘ軸方向の負の側に直線状に延在する第３の部材３３ｃとから構成されている。
この図４に示す遮光部３０は、図２で示した待避位置αと図３で示した待避位置γとが設けられた光スイッチに適用されるものである。このような遮光部３０は、図４に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、凸部３２が第２のレンズ１２３の中央部に向かって突出するとともに、第３の部材３３ｃの他端が第２のレンズ１２３の中央部に向かって突出するように、基部３１が第２のレンズ１２３とｘ軸の負の側に隣接する位置に配設される。これにより、凸部３２は、待避領域αと重なり、かつ、その端部が出力ポート１１１に入射する出力光の領域のｘ軸方向における負の側の一部と干渉するようにされる。また、第３の部材３３ｃは、待避領域γと重なり、かつ、その他端が出力ポート１１１に入射する出力光の領域のｘ軸方向における正の側の一部と干渉するようにされる。したがって、遮光部３０を設けることにより、クロストークを防ぐと共に、減衰量を調整することができる。
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態に係る光スイッチにおいて、図９〜図１１を参照して説明した光スイッチ１００および上述した第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
図５に示すように、本実施の形態に係る光スイッチ２は、ＤＲＯＰ型の波長選択光スイッチであって、入力ポートおよび出力ポートが所定の方向に配列された入出力ポートアレイ１１０と、第１のレンズ１２１、シリンドリカルレンズ１２２および第２のレンズ１２３から構成される集光光学系１２０と、遮光部４０と、回折格子１３０と、第３のレンズ１４０と、複数のＭＥＭＳミラー装置１５１が所定の方向に沿って一列に配列されたミラーアレイ１５０とを備えており、これらがこの順番でｚ軸に沿って一列に配列されている。ここで、ＭＥＭＳミラー装置１５１の各ミラーは、ｚ軸に対して直交するｘ軸およびこのｘ軸に対して直交するｙ軸回りに回動可能とされており、入出力ポートはそのｙ軸に沿った方向に配列されており、ＭＥＭＳミラー装置１５１はそのｘ軸に沿った方向に配列されている。
ここで、遮光部４０は、光を透過させない板材等の遮光マスクから構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部４１と、この基部４１のｙ軸方向に沿った１辺の中央部からｘ軸方向の負の向きにへこんだ凹部４２とを備えている。この凹部４２は、平面視略矩形の形状を有し、ｙ軸方向の長さが出力光のｙ軸方向の長さ以上になるように形成されている。このような遮光部４０は、図６に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、凹部４２が第２のレンズ１２３の中央部を取り囲み、かつ、基部４１のｘ軸方向における正の側の端部（以下、遮光端部という）４１ａが、出力ポートに入射する出力光のｘ軸方向における負の側の端部の一部と干渉するように、基部４１が第２のレンズ１２３とｘ軸の負の側に隣接する位置に配設される。
次に、本実施の形態に係る光スイッチ２の動作について説明する。なお、本実施の形態においては、１つの入力ポートと４つの出力ポートとが設けられている場合を例に説明する。ここで、ｙ方向の正の向きを上方、負の向きを下方としたとき、出力ポート１１６は最上部に配設され、出力ポート１１７は最下部に配設され、出力ポート１１８は出力ポート１１６の直下に配設されている。また、入力ポート１１５は、中央に配設されている。
入力ポート１１５から入力された入力光は、集光光学系１２０により回折格子１３０に向かって進行して行く。図６に示すように、遮光部４０の凹部４１は、入力光が通過する領域を取り囲むように設けられており、入力光に干渉しない。したがって、入力光は、遮光部４０により遮られることなく回折格子１３０に到達する。
回折格子１３０に到達した入力光は、回折格子１３０により波長毎に分波される。この分波された各波長の入力光は、第３のレンズ１４０により集光されてミラーアレイ１５０の対応するＭＥＭＳミラー装置１５１に入射される。このＭＥＭＳミラー装置１５１により偏向された各波長の出力光は、第３のレンズ１４０により集光され、回折格子１３０を通過する。この回折格子１３０を通過した出力光は、集光光学系１２０に向かって進行して行く。このとき、遮光端部４１ａは、図６に示すように、出力ポートに入射する出力光のｘ軸方向における負の側の端部の一部と干渉している。これにより、出力光は、遮光部４０と干渉している量に応じて光強度が減衰されることとなる。
遮光部４０により光強度が調整された出力光は、集光光学系１２０を介して対応する出力ポートから出力される。
次に、本実施の形態に係る光スイッチ２において、出力光を出力させるポートを切り替える場合の動作について、図６を参照して説明する。なお、以下においては、所定の波長の出力光を出力させる出力ポートを出力ポート１１６から出力ポート１１７に切り替える場合を例に説明する。
まず、所定の波長に対応するＭＥＭＳミラー装置１５１のミラーをｙ軸回り、ｘ軸回り、ｙ軸回りと順に回動させる。すると、符号ｃで示すように、所定の波長の出力光の光スポットβが、出力ポート１１６から出力ポート１１７にまで移動する。このとき、従来では、出力光の光スポットが楕円形状を有している故に、移動経路に隣接する各出力ポートに入射する出力光の領域と出力光の光スポットβとが干渉して、クロストークが生じてしまうことがあった。しかしながら、本実施の形態では遮光部４０を設けることにより、出力光の光スポットβが遮光端部４１ａにより遮られるので、出力ポート側に向かって進行しない。このため、クロストークが生じるのを防ぐことができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、遮光部４０を設けることにより、所定の出力光を所定の出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が当該所定の出力ポートから出力されるのを防ぐことができるので、結果として、入出力ポートの切り替え時のクロストークを低減させることができる。
なお、遮光部４０の形状は図６に示すような形状に限定されず、光学系の構成等に応じて適宜自由に設定することができる。
例えば、図７に示すような構成にしてもよい。この図７に示す遮光部５０は、光を透過させない部材から構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部５１と、この基部５１のｙ軸に沿った１辺の上部から延在する平面視略「Ｌ」の字状の腕部５２とを備えている。この腕部５２は、平面視略矩形の形状を有し、基部５１の上部に接続された一端からｘ軸方向の正の側に延在する第１の部材５２ａと、平面視略矩形の形状を有し、第１の部材５２ａの他端からｙ軸方向の負の側に直線状に延在する第２の部材５２ｂと、この第２の部材５２ｂの基部５１と対向する側の辺の略中央部に形成された凹部５２ｃとから構成されている。この凹部５２ｃは、平面視略矩形の形状を有し、ｙ軸方向の長さが出力光のｙ軸方向の長さ以上になるように形成されている。
この図７に示す遮光部５０は、図６で示した移動軌跡ｃを、入出力ポートに対応する領域を挟んだ反対側に設定した光スイッチに適用されるものである。この場合、腕部５２は、図７に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、凹部５２ｃが第２のレンズ１２３の中央部を取り囲み、かつ、第２の部材５２ｂの基部５１と対向する側の端部（遮光端部）５２ｄが出力ポートに入射する出力光のｘ軸方向における正の側の端部の一部と干渉する位置に配設される。これにより、移動軌跡ｄに沿って出力光の出力ポートを切り替える際、出力光の光スポットβが遮光端部５１ａにより遮られるので、出力ポート側に向かって進行しない。このため、クロストークが生じるのを防ぐことができる。また、出力光が遮光部５０と干渉している量に応じて光強度が減衰されるので、遮光端部５１ａの位置を調整して遮光端部５１ａにより遮られる出力光の量を制御することにより、出力光の光強度の減衰量を制御することができる。
また、遮光部は図８に示すような構成としてもよい。この図８に示す遮光部６０は、上述した遮光部４０と遮光部５０を組み合わせたものである。すなわち、遮光部６０は、光を透過させない部材から構成されており、平面視略矩形の形状を有する基部６１と、この基部６１のｙ軸に沿った１辺の上部から延在する平面視略「Ｌ」の字状の腕部６２とを備えている。
基部６１は、ｙ軸に沿いかつｘ軸における正の側の辺の中央部からｘ軸方向の負の向きにへこんだ凹部６１ａを備えている。また、腕部６２は、平面視略矩形の形状を有し、基部６１の上部に接続された一端からｘ軸方向の正の側に延在する第１の部材６２ａと、平面視略矩形の形状を有し、第１の部材６２ａの他端からｙ軸方向の負の側に直線状に延在する第２の部材６２ｂと、この第２の部材６２ｂの基部６１と対向する側の辺の略中央部に形成された凹部６２ｃとから構成されている。ここで、凹部６１ａ，６２ｃは、平面視略矩形の形状を有し、ｙ軸方向の長さが出力光のｙ軸方向の長さ以上になるように形成されている。
この図８に示す遮光部６０は、出力ポートを切り替える際に図６で示した移動経路ｃと図７で示した移動経路ｄに沿って出力光の光スポットβを移動させる光スイッチに適用されるものである。この場合、遮光部６０は、図８に示すようにｚ軸の負の側から第２のレンズ１２３を見たとき、凹部６１ａ，６２ｃの中央部を取り囲み、基部６１のｘ軸方向における正の側の端部（遮光端部）６１ｂが、出力ポートに入射する出力光のｘ軸方向における負の側の端部の一部と干渉し、かつ、第２の部材６２ｂの基部６１と対向する側の端部（遮光端部）６２ｄが当該出力光のｘ軸方向における正の側の端部の一部と干渉するように配設される。これにより、移動軌跡ｃ，ｄに沿って出力光の出力ポートを切り替える際、出力光の光スポットβが遮光端部６１ａ，６１ｄにより遮られるので、出力ポート側に向かって進行しない。このため、クロストークが生じるのを防ぐことができる。また、出力光が遮光部６０と干渉している量に応じて光強度が減衰されるので、遮光端部６１ｂ，６１ｄの位置を調整して遮光端部６１ｂ，６１ｄにより遮られる出力光の量を制御することにより、出力光の光強度の減衰量を制御することができる。
本発明は、光の方路を偏向させる各種装置に適用することができる。
１，２…光スイッチ、１０…遮光部、１１，２１…基部、１２…凸部、２０…遮光部、２２…腕部、２２ａ…第１の部材、２２ｂ…第２の部材、２２ｃ…第３の部材、３０…遮光部、３１…基部、３２…凸部、３３…腕部、３３ａ…第１の部材、３３ｂ…第２の部材、３３ｃ…第３の部材、４０…遮光部、４１…基部、４１ａ…遮光端部、４２…凹部、５０…遮光部、５１…基部、５２…腕部、５２ａ…第１の部材、５２ｂ…第２の部材、５２ｃ…凹部、５２ｄ…遮光端部、６０…遮光部、６１…基部、６１ａ…凹部、６１ｂ…遮光端部、６２…腕部、６２ａ…第１の部材、６２ｂ…第２の部材、６２ｃ…凹部、６２ｄ…遮光端部、１１０…入出力ポートアレイ、１２０…集光光学系、１２１…第１のレンズ、１２２…シリンドリカルレンズ、１２３…第２のレンズ、１３０…回折格子、１４０…第３のレンズ、１５０…ミラーアレイ、１５１…ＭＥＭＳミラー装置。

Claims (2)

  1. 複数の入力ポートと、１つの出力ポートとが第１の方向に沿って配列された入出力手段と、
    前記入力ポートから入力された入力光を波長毎に分波する回折格子と、
    前記入出力手段と前記回折格子との間に配設される第１の集光レンズと、
    前記回折格子により分波された前記入力光を偏向して前記回折格子に入力し、前記第１の集光レンズを介して出力光として前記出力ポートから出力させる偏向手段と、
    所定の出力光を前記出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が前記出力ポートから出力されるのを遮る遮光手段と、
    前記回折格子と前記偏向手段との間に配設される第２の集光レンズと
    を備え、
    前記遮光手段は、
    前記第１の集光レンズと前記回折格子との間に前記回折格子と平行に配設され、
    平板状の基部と、この基部から前記出力ポートの光軸に向かって突出した凸部とを備えた遮光マスクである
    ことを特徴とする光スイッチ。
  2. １つの入力ポートと、複数の出力ポートとが第１の方向に沿って配列された入出力手段と、
    前記入力ポートから入力された入力光を波長毎に分波する回折格子と、
    前記入出力手段と前記回折格子との間に配設される第１の集光レンズと、
    前記回折格子により分波された前記入力光を偏向して前記回折格子に入力し、前記第１の集光レンズを介して出力光として所定の出力ポートから出力させる偏向手段と、
    所定の出力光を所定の出力ポートから出力させるときに、当該所定の出力光以外の出力光が当該所定の出力ポートから出力されるのを遮る遮光手段と、
    前記回折格子と前記偏向手段との間に配設される第２の集光レンズと
    を備え、
    前記遮光手段は、
    前記第１の集光レンズと前記回折格子との間に前記回折格子と平行に配設され、
    平板状の基部と、この基部に向かってへこんで前記入力ポートの光軸の回りを取り囲む凹部とを備える遮光マスクである
    ことを特徴とする光スイッチ。
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