JP6609789B2 - 波長選択スイッチアレイ - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
［背景技術］
本発明は、概して、光通信ネットワークで使用するための波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイに関する。光ネットワークは、高速で大容量の高度電気通信及びデータネットワークについての現代の需要をサポートするために使用される。これらのネットワークは、一般に、光波長分割多重方式（ＷＤＭ）として知られている技術を使用して、できる限り多くの光スペクトルを利用する。光ＷＤＭは、データが、異なる波長の幾つかの異なる搬送波上で変調される点で無線ＷＤＭに類似する。異なる波長の搬送波はチャネルと呼ばれる。光ＷＤＭでは、無線波ではなく光波が使用され、異なる波長チャネルは光の異なる周波数（波長）に対応する。光通信は、一般に、１〜２ミクロン（１〜２μｍ）の波長内で又はその近辺で使用される。
多くの光ネットワークでは、光ネットワークの分岐点に対応する光ノードが使用される。しばしば、ノードにおいて、再構成可能なアド／ドロップ機能を有する再構成可能な光アド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）デバイスを使用することが望ましい。一般的に言えば、ＲＯＡＤＭ機能は、ノードにおいて１つ又は複数の波長チャネルの削除又は追加を可能にする。
ＲＯＡＤＭシステムを実現するために、ＷＳＳが、任意の波長チャネルのルーティングのために使用されてもよい。ＷＳＳでは、空間光変調器等の光ビーム偏向デバイスが使用されて、所望の出力ポートへの偏向のために波長を選択してもよい。例えば、ドロップポートへの波長チャネルの偏向は、そのチャネルがＷＤＭ信号から削除されることをもたらすことになる。更に、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）又はＬＣＯＳ（反射型液晶素子）を用いた空間光変調器を使用するＷＳＳもまた現在使用されている。
従来、ＲＯＡＤＭノードは、ＷＳＳ及び光スプリッタを必要とするブロードキャスト・アンド・セレクト（ＢＳ）スキームを使用する。しかしながら、将来のデバイスでは、光スプリッタを使用することなく複数のＷＳＳデバイスを使用するルート・アンド・セレクト（ＲＳ）スキームを使用する可能性がある。
［発明の概要］
概して、一態様では、本発明の１つ以上の実施形態は、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ用の入力部に関する。該入力部は、複数の光ポートを含む。複数の光ポートは、複数の第１のポート光軸を有する複数の第１の下位光ポートと、複数の第２のポート光軸を有する複数の第２の下位光ポートと、複数の光パワー素子とを含む。複数の光パワー素子のそれぞれは、複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設される。複数の光パワー素子は更に、複数の第１のポート光軸に対して変位される複数の第１の光パワー素子光軸を有する複数の第１の下位光パワー素子と、複数の第２のポート光軸に対して変位される複数の第２の光パワー素子光軸を有する複数の第２の下位光パワー素子とを含む。
概して、一態様では、本発明の１つ以上の実施形態は、第１の光波長分割多重（ＷＤＭ）信号及び第２のＷＤＭ信号をスイッチングするためのＷＳＳアレイに関する。ＷＳＳアレイは、入力部と、ビーム偏向素子と、入力部及びビーム偏向素子間に配置される光学系であって、第１及び第２のＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネルを偏向させるように構成される光学系とを含む。入力部は更に、複数の光ポート及び複数の光パワー素子を含む。複数の光ポートは更に、第１のＷＤＭ信号を入力するように構成され、かつ、第１の入力ポート光軸を有する第１の入力ポートと、第２のＷＤＭ信号を入力するように構成され、かつ、第２の入力ポート光軸を有する第２の入力ポートとを含む。複数の光パワー素子のそれぞれは、複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設される。複数の光パワー素子は更に、複数の第１のポート光軸に対して第１の変位量だけ変位される第１の光パワー素子光軸を有する第１の光パワー素子と、第２のポート光軸に対して第２の変位量だけ変位される第２の光パワー素子光軸を有する第２の光パワー素子とを含む。第１の変位量は、第１の入力ポートを出た後に第１のＷＤＭ信号の第１の変位角度をもたらし、第２の変位量は、第２の入力ポートを出た後に第２のＷＤＭ信号の第２の変位角度をもたらす。入力部とビーム偏向素子との間に配置される光学系は、第１及び第２の角度で出力される第１及び第２のＷＤＭ信号をそれぞれ受信し、受信された第１及び第２のＷＤＭ信号を第１及び第２の組の波長チャネルにそれぞれスペクトル分散させ、第１の組の波長チャネルをビーム偏向素子の第１の部分上に、また、第２の組の波長チャネルをビーム偏向素子の第２の部分上に投影するように構成される。
概して、一態様では、本発明の１つ以上の実施形態は、ＷＳＳアレイを使用して複数のＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネルをルーティングするための方法に関する。該方法は、ＷＳＳアレイの第１のＷＳＳの第１の入力ポートから第１のＷＤＭ信号を受信する工程と、ＷＳＳアレイの第２のＷＳＳの第２の入力ポートから第２のＷＤＭ信号を受信する工程とを含む。該方法は、第１のＷＤＭ信号を第１の角度に沿って方向付けるために、第１のＷＤＭ信号に第１の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第１の光パワー素子を通過させる工程と、第２のＷＤＭ信号を第２の角度に沿って方向付けるために、第２のＷＤＭ信号に第２の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第２の光パワー素子を通過させる工程とを更に含む。該方法は、第１及び第２の角度を、レンズの焦点面に配置されるビーム偏向素子の表面上で第１及び第２の変位へと、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号を変換するように構成されるレンズを通過させる工程と、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号から少なくとも第１及び第２の波長チャネルをそれぞれ角度分散させるために、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号に分散素子を通過させる工程とを更に含む。該方法は、第１及び第２の波長チャネルを、ビーム偏向素子の第１及び第２の空間部分上にそれぞれ集光させる工程と、ビーム偏向素子によって、第１のＷＤＭ信号の少なくとも１つの波長チャネルを第３の角度に沿って偏向させる工程と、ビーム偏向素子によって、第２のＷＤＭ信号の少なくとも１つの波長チャネルを第４の角度に沿って偏向させる工程とを更に含む。該方法は、第３及び第４の角度を第１及び第２の角度にそれぞれ変換するために、第１及び第２のＷＤＭ信号の少なくとも１つの偏向済み波長チャネルに分散素子及びレンズを通って戻らせる工程と、第１及び第２のＷＳＳの第１及び第２の出力ポートからそれぞれ出るように、第１及び第２のＷＤＭ信号の少なくとも１つの偏向済み波長チャネルをそれぞれルーティングする工程とを更に含む。
本発明の１つ又は複数の実施形態の他の態様及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう。
１つ又は複数の実施形態による、ｘ軸に沿って観察される波長選択スイッチアレイを示す図である。 １つ又は複数の実施形態による波長選択スイッチアレイを示す図である。図２Ａはｙ軸に沿った図を示し、図２Ｂはｚ軸に沿った図を示す。 １つ又は複数の実施形態による波長選択スイッチアレイの入力部を示す図である。 １つ又は複数の実施形態による方法についてのフローチャートである。
［実施形態の説明］
波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイの特定の実施形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。各図面（ＦＩＧとも称される）における同様の要素は、一貫性のために同様の参照数字によって示される。
実施形態の以下の詳細な説明では、多数の特定の詳細が、ＷＳＳアレイのより完全な理解を提供するために説明される。しかしながら、これらの実施形態がこれらの特定の詳細がなくても実施され得ることが、当業者には明らかであろう。他の例では、説明を不必要に複雑にすることを回避するために、公知の特徴部分については詳細に説明していない。
概して、１つ又は複数の実施形態は、単一パッケージ内で少なくとも２つのＷＳＳを使用するＷＳＳアレイに関する。１つ又は複数の実施形態によるＷＳＳアレイは、専用の光学素子を必要とすることなく、ＷＳＳアレイ内でそれぞれのＷＳＳの独立した動作を可能にする。それどころかむしろ、光学素子の多くは、個々のＷＳＳデバイス間で共有されることが可能であり、したがって、コスト低減及び小型化が可能である。こうしたデバイスは、例えば、再構成可能な光アド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）として現代の通信ネットワークで使用するのに理想的に適している。更に、１つ又は複数の、結合された２つのＷＳＳを有するアレイは、ルート及びセレクト（ＲＳ）アーキテクチャを使用する分岐ノード内の構成要素として理想的に適し得る。
図１は、１つ又は複数の実施形態による波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイを示す。ＷＳＳアレイ１０１は、それぞれが独立したＷＳＳデバイスとして動作し得る２つの独立したＷＳＳデバイス、ＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２を含む。本明細書において使用される場合、「独立した」という用語は、ＷＳＳ−２とは無関係に１つ又は複数のＷＤＭ信号を独立して処理するＷＳＳ−１の機能を指し、また、その逆も同様である。本明細書において使用される場合、「処理」という用語は広義に使用され、例えば、それぞれのＷＤＭ信号を構成する個々の波長チャネルを変調させること、減衰させること、ブロックすること、方向転換させること、かつ／又はスイッチングすることを含む。ＷＳＳアレイ１０１は、入力部１０３、光学系１０５を更に含み、光学系１０５は、それぞれのＷＤＭ信号ビームをビーム整形するように構成され、また、それぞれのＷＤＭ信号を、それらを構成する波長チャネル（又は波長チャネルのグループ）にスペクトル分散させ（多重分離し）、分散済み波長チャネル（又は波長チャネルのグループ）を１つ又は複数のＷＤＭ信号にスペクトル結合する（多重化する）ように構成される。更に、ＷＳＳアレイ１０１はビーム偏向素子１０７を含み、ビーム偏向素子１０７は、例えば個々の波長チャネルをＷＳＳアレイ内の所定の経路に沿って方向転換させるために、分散済み波長チャネルを光学的に処理するように構成される。１つ又は複数の実施形態によれば、ビーム偏向素子１０７は、ピクセル化（ｐｉｘｉｌａｔｅｄ）液晶空間光変調器（本明細書でＬＣ偏向素子と称される）として、又は、任意の他の好適なピクセル化空間光変調器、例えばマイクロミラーピクセルを使用するＭＥＭＳを用いたデバイスとして実装され得る。
以下でより詳細に述べるように、ＷＳＳアレイ１０１は、対称軸１０９に関して対称のアーキテクチャを使用し、それにより、単一の光学系１０５及び液晶偏向素子１０７が、ＷＳＳアレイの幾つかのＷＳＳ、例えばこの例ではＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２の間で共有されることを可能にする。しかしながら、ＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２が同じ光学部品の多くを共有し得る一方で、１つ又は複数の実施形態によるアーキテクチャは、ＷＳＳアレイのＷＳＳデバイスが独立して制御可能なデバイスであることを可能にする。そのため、１つ又は複数の実施形態によるＷＳＳアレイは、小型化され、光学的複雑さが軽減されるものの、より大型でコストがかかるデバイスに固有の独立した処理能力を保持するマルチＷＳＳデバイスを提供する。
１つ又は複数の実施形態では、入力部１０３は、１つ又は複数の光ＷＤＭ信号を伝達するための幾つかの入力及び出力ポートを含み得る。例えば、デバイスは、幾つかの光ファイバー、平面導波路等を含み得るが、そのいずれもが入力又は出力ポートとして割当てられ得る。以下で述べる本発明の実施形態では、入力／出力ポートは光ファイバーとして実装される。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の他の種類のポートを使用することができる。
図１に示す例示的な実施形態では、入力部１０３は、入力ファイバー１１１ａ及び幾つかの出力ファイバー１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎを含むＷＳＳ−１用の入力部を含む。ここで、ｎは非ゼロ整数である。入力部１０３は、入力ファイバー１１３ａ及び幾つかの出力ファイバー１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎを含むＷＳＳ−２用の入力部を更に含む。ここで、ｎは非ゼロ整数である。したがって、図１は、ＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２を含む２つの１×Ｎ ＷＳＳデバイスのアレイを例として示している。換言すると、ＷＳＳアレイ１０１の入力部１０３は、図１に示すデバイスのｙ軸に沿って配置されるファイバースタックを形成する光ファイバー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎ及び１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎのアレイを含む。１つ又は複数の実施形態では、このスタックは、ｙ−ｚ平面上に存在する。更に、１つ又は複数の実施形態では、対称線１０９もまた、ｙ−ｚ平面上に存在し、入力部１０３は対称線１０９を基準に対称とすることができる。
入力部１０３は、対応する光パワー素子のアレイ、例えば、それぞれが光ファイバーの出力部／入力部の前方に配置される、マイクロレンズアレイの形態をとるコリメートレンズアレイ等を更に含む。本明細書で使用される場合、「光パワー素子」という用語は、光線の方向を誘導／変更する、かつ／又は、一組の光線を集光する能力を有する任意の光学素子を含む。例えば、屈折レンズ、回折レンズ、プリズム、平面波誘導デバイス等は全て、本発明の範囲に包含される光パワー素子である。図１に戻ると、光ファイバー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎからなる第１のグループは、コリメートレンズ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、・・・、１１５ｎからなる対応する第１のグループと組み合わされて、ＷＳＳ−１の入力部を形成し、光ファイバー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎからなる第２のグループは、コリメートレンズ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、・・・、１１７ｎからなる対応する第２のグループと組み合わされて、ＷＳＳ−２の入力部を形成する。図１はマイクロレンズのアレイとして実装される光パワー素子のアレイを示すが、本発明の範囲から逸脱することなく、他のタイプの光パワー素子も使用することができる。例えば、テーパ付き導波路アレイを使用する平面光波回路（ＰＬＣ）型ビームコンバータ等が使用されてもよい。
図３を参照して以下で更に詳細に述べる１つ又は複数の実施形態では、例えば、第１のグループのファイバーの光軸は、第１のグループのコリメートレンズの光軸に対して変位される。ポートアレイとコリメートレンズアレイとの間のこの相対的な位置のずれにより、第１のグループの入力及び出力ビーム１１９は、ｙ−ｚ平面内で、かつ対称軸１０９に対して角度θ１をなして光学系１０５に入る（又は光学系１０５から出る）ように送出されることになる。例えば、図１に示す例示的な実施形態では、第１のグループのコリメートレンズの光軸は、第１のグループのファイバーの光軸に対して負のｙ方向に変位する。これにより、ＷＳＳ−１からの入力及び出力ビーム１１９のグループが、全体として下降する方向θ１に沿って（すなわち、負のｙ方向に沿うｙ成分を有する全体的な方向に沿って）送出されることになる。
同様に、第２のグループのファイバーの光軸は第２のグループのコリメートレンズの光軸に対して変位され、第２のグループの入力及び出力ビーム１２１が、対称軸１０９に対して角度θ２をなして光学系１０５に入る（又は光学系１０５から出る）ように送出される。例えば、図１に示す例示的な実施形態では、第２のグループのコリメートレンズの光軸は、第２のグループのファイバーの光軸に対して正のｙ方向に沿って変位する。これにより、ＷＳＳ−２からの入力及び出力ビーム１２１のグループが、全体として上昇する方向θ２に沿って（すなわち、正のｙ方向に沿うｙ成分を有する全体的な方向に沿って）送出されることになる。
先に言及したように、図１に示す例示的な例は、２つの１×Ｎ ＷＳＳ、すなわちＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２を使用するＷＳＳアレイである。そのため、図１に示す例では、ＷＳＳ−１は、第１のＷＤＭ信号ビーム１１９ａをデバイスに入射させる１つの入力ファイバー１１１ａを含み、また、第２のＷＤＭ信号ビーム１２１ａをデバイスに入射させる１つの入力ファイバー１１３ａを含む。ここで示す入力／出力ファイバー構成は、例示する目的で示されるものにすぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。むしろ、任意の有用な入力／出力ポートの組合せを、本発明の範囲から逸脱することなく用いることが可能である。例えば、本明細書に開示されるＷＳＳアレイがルート・アンド・セレクトアーキテクチャを使用するＲＯＡＤＭ分岐ノードの一部分として使用される場合、ＷＳＳ−２のポートは、図示するポートとは逆のものとすることができる。例えば、（別のＷＳＳアレイへの接続のために、また、適切なアド／ドロップモジュールへの接続のために）ファイバー１１３ａは出力ファイバーとすることができ、ファイバー１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎは入力ファイバーとすることができる。換言すれば、ＷＳＳ−１がデマルチプレクサとして機能し得るとともに、ＷＳＳ−２がマルチプレクサとして機能し得る。また、その逆も同様である。
図１に示す構成に戻ると、第１のＷＤＭ信号は、入力ファイバー１１１ａからデバイスへ送出され、コリメートレンズ１１５ａを通過した後、角度θ１にてｙ−ｚ平面内で光学系１０５を通って進むＷＤＭ信号ビーム１１９ａを形成する。ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは、その後、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａをｘ方向に整形するためのレンズ１２３に入射する。一例では、レンズ１２３は、円柱軸がｙ方向に沿って延びるシリンドリカルレンズであってもよく、コリメートレンズ１１５ａと組み合わされて、ビーム拡張テレスコープとして作用してもよい。そのため、レンズ１２３は、図１に示すような視点から見られるときに、ＷＤＭ信号ビームに影響を及ぼさない。
レンズ１２３を通過した後、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａはレンズ１２５に入射する。図１に示す例では、レンズ１２５は、円柱軸がｘ方向に沿って延びるシリンドリカルレンズである。レンズ１２５の作用は、レンズ１２５の焦点面に位置決めされるＬＣ偏向素子１０７に依存する。更に、レンズ１２５は、その中心が対称軸１０９上にある。ＬＣ偏向素子１０７がレンズ１２５の焦点面に位置決めされるため、ＬＣ偏向素子１０７上の同じ高さから始まる光線の任意の組は、一組の平行光線としてレンズ１２５から出ることになる。逆に、レンズ１２５に入る平行光線の任意の組は、ＬＣ偏向素子１０７上の同じ高さに集光されることになる。
例えば、図１に示すように、角度θ１に沿って進む任意の入射ビーム（例えば、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａ）は、レンズ１２５によって、ＬＣ偏向素子１０７上の−ｈ１のｙ位置に向かうように方向付けられる。逆に、ＬＣ偏向素子１０７上の−ｈ１の位置から始まる光線１３１、１３３、及び１３５の組は、図１に示すように同じ角度θ１をなして進む平行光線としてレンズ１２５を出る。同様に、角度θ２に沿って進む任意の入射ビーム（例えば、ＷＤＭ信号ビーム１２１ａ）は、レンズ１２５によって、ＬＣ偏向素子１０７上の＋ｈ１のｙ位置に向かうように方向付けられる。逆に、ＬＣ偏向素子１０７上の＋ｈ１の位置から始まる光線１３７、１３９、及び１４１の組は、図１に示すように同じ角度θ２をなして進む平行光線としてレンズ１２５を出る。
光学系１０５を通るＷＤＭ信号ビーム１１９ａの伝搬に話を戻すと、レンズ１２５を通過した後、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは、図２Ａ〜図２Ｂに示すデバイスの図に示すように、ｘ−ｚ平面内でＷＤＭ信号ビーム１１９ａの波長チャネルを角度分散させる分散素子１２７を通過する。１つ又は複数の実施形態では、分散素子１２７は、回折格子、プリズム、又はグリズム（回折格子とプリズムの組合せ）、或いは任意の他の好適な分散特性を有する光学部品であり得る。分散素子１２７は、本願では透過型光学部品として示されているが、本発明の範囲から逸脱することなく、反射型光学部品（例えばブレーズド回折格子等）を使用してもよい。
分散素子１２７を通過した後、分散された波長チャネルは、図２Ａ〜図２Ｂに更に詳細に示すようにＬＣ偏向素子１０７上に分散された波長チャネルを集光するレンズ１２９を通過する。１つ又は複数の実施形態では、レンズ１２９は、円柱軸がｙ方向に沿って延びるシリンドリカルレンズであってもよい。
ＬＣ偏向素子１０７は、２次元ピクセル化光学素子、例えばピクセル化空間光変調器であり、２次元ピクセル化光学素子は、以下でより詳細に述べるように、分散された波長チャネルの１つ又は複数が出力ファイバーの任意の１つにルーティングされるように、分散された波長チャネルの１つ又は複数を反射し得るか、あるいは方向転換させ得る。
ＷＳＳ−１に関して、１つ又は複数の実施形態によれば、レンズ１２５があるため、ＬＣ偏向素子１０７上のｙ位置−ｈ１から始まる光線の全ては、図１に示すように角度θ１に沿ってレンズ１２５から出力されるが、ＬＣ偏向素子１０７からの偏向角度に応じた量だけ互いに対して変位することになる。したがって、ＬＣ偏向角度が適切に設定される場合、反射される出力光線（例えば、それぞれがＷＤＭ信号ビーム１１９ａの波長チャネルの１つ又は複数を含み得る光線１３１、１３３、１３５の組に対応する、反射される出力光線）は、出力ファイバー１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎのうち任意の出力ファイバーにルーティングされ得る。更に、１つ又は複数の実施形態においては、コリメートレンズの各々が、その対応する出力ファイバーに対して同じ量だけ変位されるため、個々の出力ビームは、効率が改善された状態で、それぞれの出力ファイバーに再結合されることが可能である。
同様に、ＷＳＳ−２に関して、１つ又は複数の実施形態によれば、レンズ１２５があるため、ＬＣ偏向素子１０７上のｙ位置＋ｈ１から始まる光線の全ては、図１に示すように角度θ２に沿ってレンズ１２５から出力されるが、ＬＣ偏向素子からの偏向角度に応じた量だけ互いに対して変位することになる。したがって、ＬＣ偏向角度が適切に設定される場合、反射される出力ビーム（例えば、それぞれがＷＤＭ信号ビーム１２１ａの波長チャネルの１つ又は複数を含み得る光線１３７、１３９、１４１の組に対応する、反射される出力ビーム）は、出力ファイバー１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎのうち任意の出力ファイバーにルーティングされ得る。更に、１つ又は複数の実施形態においては、コリメートレンズの各々が、その対応する出力ファイバーに対して同じ量だけ変位するため、個々の出力ビームは、効率が改善された状態で、それぞれの出力ファイバーに再結合されることが可能である。
そのため、入力部１０３及びレンズ１２５の組合せは、所与の角度（例えば、ＷＳＳ−１の場合θ１、ＷＳＳ−２の場合θ２）に沿って所与の組のビームを送出した後、これらのビームを、入力角度にのみ依存するＬＣ偏向素子上の位置（ＷＳＳ−１の場合−ｈ１、ＷＳＳ−２の場合ｈ２）に向かうように方向付ける、ＷＳＳアレイデバイスをもたらす。よって、１つ又は複数の実施形態によるＷＳＳアレイは、図２Ａ〜２Ｂを参照して以下で更に詳細に述べるように、各ＷＳＳへの／からの信号１１９及び１２１の２つの組が同一の光学系１０５及びＬＣ偏向素子１０７を共有することを可能にする一方で、同時に、個々の波長チャネルを別々に処理するＷＳＳアレイの能力を保持する。
図２Ａは、１つ又は複数の実施形態によるＷＳＳアレイデバイスを示す。より詳細には、図２Ａは、図１を参照して上述した同じデバイスの直交図（デバイスのｘ−ｚ平面における図）を示す。したがって、この図では、入力部１０３を形成するファイバー及びマイクロレンズのスタックは、ファイバースタックの上部から観察され、したがって、入力ファイバー１１１ａだけが、その対応するマイクロレンズ１１５ａと共に見えている。以下の説明はＷＳＳ−１に的を絞るが、システムの対称性により、全く同じ説明がＷＳＳ−２について当てはまることになる。上述したように、ＷＳＳ−１の場合、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは、入力ファイバー１１１ａを介してシステムへ入射される。図２Ａに示す図では、送出角度θ１は、紙面に入り込んだ方向にあるため、見えない。１つ又は複数の実施形態では、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは幾つかの波長チャネルを含み、該チャネルは、最長波長λ１から最短波長λｎの波長範囲を有する。幾つかの例では、波長チャネルの数は多くてもよく、例えば固定格子上に５０又は１００ＧＨｚの間隔を有する９６の波長チャネルである。他の例では、デバイスは、例えば１２．５ＧＨｚの周波数間隔を使用することができ、９７以上の波長チャネル、例えば１３０以上の波長チャネルを有する、適応性のある格子システムで使用され得る。
図２Ａに戻ると、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａをｘ方向に整形するように機能する、例えば分散素子１２７上で所望のビームサイズを達成するのに適した径にｘ方向へビームを拡張するように機能する、レンズ１２３に最初に入射する。例えば、コリメートレンズ１１５ａ及びレンズ１２３は、ビーム拡張テレスコープとして機能してもよい。１つ又は複数の実施形態では、分散素子１２７は、図２Ａに示すようにＷＤＭ信号ビームの波長チャネルを角度分散させるように機能する。分散素子１２７によって角度分散された後に、波長チャネルλ１〜λ２は、その後、レンズ１２９によってＬＣ偏向素子１０７上に集光され、それにより、波長チャネルは、ＬＣ偏向素子１０７上で波長に応じてｘ方向に空間的に分散される。
ＬＣ偏向素子の表面上における波長チャネルの分布の一例が、ｚ軸に沿って観察されるＬＣ偏向素子を示す図２Ｂにおいてより明瞭に示される。より一般的には、波長チャネルは、長尺ストリップ又は楕円形スポットとしてＬＣ偏向素子１０７の２次元表面上に（例えば、ｘ−ｙ平面内で）配列され得る。簡潔に言えば、波長チャネルは、ＬＣ偏向素子によって独立して作用され得る離散的な波長信号として処理される。しかしながら、１つ又は複数の実施形態では、ＬＣ偏向素子は、個々の波長チャネルに対して作用することに限定される必要はなく、波長チャネルのグループに対して作用してもよい。更に、図２Ｂに示すように、波長チャネル又はチャネルのグループはそれ自体が、固定帯域幅を有している必要はない。なぜならば、ＬＣ偏向素子は、動的に完全に再構成可能であるＬＣＯＳ又はＭＥＭＳを用いた空間光変調器として実装され得るからである。したがって、本発明の１つ又は複数の実施形態は、目下の固定格子アーキテクチャにおいて、並びに／又は、目下の又は将来開発される適応性の高い格子アーキテクチャにおいて実装され得る。
図２Ａに戻ると、ＬＣ偏向素子１０７は、その後、波長チャネルの１つ又は複数を或る方向に選択的に方向転換させて、選択された１つ又は複数の波長チャネルλ１〜λｎを１つ又は複数の出力ポート（例えば、図では見えない、例えば図１に示すようなファイバー１１１ａの下にある１つ又は複数の他の光ファイバー）へ最終的に向かうように方向転換させ得る。図２Ａに示す図の場合、ＬＣ偏向素子１０７によって達成される方向転換は、紙面に直交する平面内に位置する角度に沿って行われる（ビームは、例えば、図１を参照して先に更に詳細に示され、述べられたように、ｙ−ｚ平面内に位置する角度に沿って方向転換される）。ＬＣ偏向素子１０７から反射されると、方向転換された波長チャネルは、レンズ１２９に再び入射し、分散素子１２７に到るよう更に方向転換され、分散素子１２７において、方向転換された波長チャネルがｙ−ｚ平面内で再結合される。例えば、同じ角度に沿って方向転換されるそれらの波長チャネルは、再結合されて単一ビームとなり、該単一ビームはその後、出力ポートの１つにおいて処理済み信号の出力を可能にし得る方向に沿って方向転換される。
例えば、波長λ１、λ２、及びλ３並びにチャネル帯域幅δλ１、δλ２、及びδλ３をそれぞれ有する３つのＷＤＭチャネルを含むＷＤＭ信号ビーム１１９ａについて考える。図１に示す例では、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａは、ｙ−ｚ平面内において送出角度θ１にてシステムに入る。更に、ｙ−ｚ平面内において角度θ１で進むＷＤＭ信号ビーム１１９ａを示す光線は、レンズ１２５の中心を通過し、したがって、ｙ−ｚ平面内で角度θ１からずれて偏向されない。分散素子１２７を通過すると、ＷＤＭ信号ビーム１１９ａの３つの波長チャネルは、その後、ｙ−ｚ平面に直交する平面内で角度分散される一方で、角度分散されたチャネルの全ては、ｙ−ｚ平面内で角度θ１にて依然として進む。これらの３つの分散済み波長チャネルは、その後、図２Ｂに示すように、ＬＣ偏向素子１０７上で異なるｘ位置上にレンズ１２９によって集光される。
デバイスのルーティング機能に関して、幾つかの異なるルーティングの組合せがここでは可能である。例えば、３つ全ての波長チャネルが、図１に示す出力ポート１１１ｎにルーティングされることを所望される場合を考える。したがって、ＬＣ偏向素子の対応する部分は、波長チャネルλ１、λ２、及びλ３のそれぞれが図１に示す光線１３１に沿って戻るように、波長チャネルλ１、λ２、及びλ３のそれぞれを偏向させる。これらのチャネルについての戻り経路に対する分散素子１２７の作用は、ｙ−ｚ平面内を現在伝搬している同一のビームとなるように波長チャネルのそれぞれを再結合（多重化）することである。この結合済みビームはその後、レンズ１２５によって方向転換されて、ｙ−ｚ平面内において送出角度θ１を有するが、入力ＷＤＭ信号ビーム１１９ａから今や変位した出力光線１３６に沿って伝搬し、それにより、コリメートレンズ１１５ｎの作用は、再結合済みでかつ方向転換済みのＷＤＭ信号を出力ファイバー１１１ｎに結合することである。こうして、この動作モードでは、ＷＳＳ−１の作用は、入力ファイバー１１５ａから出力ファイバー１１１ｎへＷＤＭ信号ビーム１１９ａの３つ全ての波長チャネルを通過させることである。
別の例では、場合によっては、波長チャネルの幾つかを異なる出力ファイバーへと別々にルーティングすることが所望されるであろう。例えば、場合によっては、ＬＣ偏向素子１０７は、光線１３３に沿ってλ１チャネルを偏向させ、光線１３５に沿ってλ２チャネルを偏向させ、光線１３１に沿ってλ３チャネルを偏向させる。ここでも、分散素子の作用は、これらのビームのそれぞれをｙ−ｚ平面に入るように方向転換させることである。しかし、この場合、分散素子は、ビームを単一ビームになるよう再結合させるのではなく、ｙ−ｚ平面内を扇状に広がって進む３つのビームを生成する。更に、これらのビームのそれぞれがＬＣ偏向素子１０７上の同じｙ位置から始まっているため、これらのビームは、元々のＷＤＭ信号ビーム１１９ａと同じ送出角度θ１に沿って伝搬する一組の平行光線としてレンズ１２５から出射される。しかしながら、各ビームが異なる高さでレンズ１２５に入射するため、出力ビームは、互いから変位することになり、それにより、例えば、λ１チャネルは光線１３８に沿って伝搬し、λ２チャネルは光線１４０に沿って伝搬し、λ３チャネルは光線１３６に沿って伝搬することになる。したがって、この構成では、ＷＳＳ−１の作用は、λ１チャネルを入力ファイバー１１１ａから出力ファイバー１１１ｃまでルーティングし、λ２チャネルを入力ファイバー１１１ａから出力ファイバー１１１ｂまでルーティングし、λ３チャネルを入力ファイバー１１１ａから出力ファイバー１１１ｎまでルーティングすることである。
上記を考慮すると、本明細書で開示するＷＳＳアレイの１つ又は複数の実施形態では、任意のＷＤＭ信号の波長チャネルが、必要に応じて出力ファイバーのうちの任意の出力ファイバーにルーティングされ得ることが明らかである。更に、図１に示すシステムの対称性のために、上記説明は、ＷＳＳ−２を使用してＷＤＭ信号をルーティングすることにも同様に当てはまる。これは、図２Ｂに示すように、ＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２の分散済み波長チャネルが最終的にＬＣ偏向素子１０７の異なる部分上にそれぞれ集光されるからである（これらの部分は、図１及び図２Ｂに示すように、ｙ方向において分離される）。更に、図１〜３に示す例では１つの入力ポート及びｎ個の出力ポートを使用しているが、出力ポートが入力ポートとして再構成され得ること、また、その逆も同様であることが理解されよう。更に、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の個数の入力ポート及び出力ポートを使用することができる。同様に、図１〜３に明示的に示す例は２つのＷＳＳデバイスを使用するＷＳＳアレイであるが、本発明の範囲から逸脱することなく、任意の個数のＷＳＳデバイスを使用することができる。例えば、入力部が４つの別個の送出角度を使用するように設計される場合、アレイは、４つの独立したＷＳＳデバイスを提供してもよい。
図３は、１つ又は複数の実施形態によるＷＳＳアレイの入力部を示す。より詳細には、図３は、図１を参照して先に詳細に述べた入力部１０３のより詳細な図を示す。先に述べたように、入力部１０３は、入力ファイバー１１１ａ及び幾つかの出力ファイバー１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎを含むＷＳＳ−１用の入力部を含む。ここで、ｎは非ゼロ整数である。入力部１０３は、入力ファイバー１１３ａ及び幾つかの出力ファイバー１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎを含むＷＳＳ−２用の入力部を更に含む。ここで、ｎは非ゼロ整数である。入力部１０３は、対応するコリメートレンズのアレイ、例えば、それぞれが光ファイバーの出力／入力部の前に位置決めされるマイクロレンズのアレイ等を更に含む。したがって、光ファイバー１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、・・・、１１１ｎの第１のグループは、対応するコリメートレンズ１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃ、・・・、１１５ｎの第１のグループと組み合わされて、ＷＳＳ−１の入力部を形成し、光ファイバー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、・・・、１１３ｎの第２のグループは、対応するコリメートレンズ１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、・・・、１１７ｎの第２のグループと組み合わされて、ＷＳＳ−２の入力部を形成する。
図３に示すように、マイクロレンズのアレイに関して、これは、集積化ユニットとして製造され、等間隔で離間された、隣接するマイクロ光学部品のアレイであり得る。したがって、マイクロレンズは、バルク材料、例えば、溶融シリカ、シリコン、又は任意の他の好適な材料の表面上に形成され得る。１つ又は複数の実施形態では、図３においてｄ１として示され、一般に「レンズピッチ」と呼ばれる、アレイ内の各レンズ間の距離を２５０ミクロン（２５０μｍ）としてもよい。しかしながら、個別の設計に応じて任意の他のレンズピッチもまた使用可能である。市販品のレンズピッチの幾つかの例は、１２５ミクロン（１２５μｍ）及び５００ミクロン（μｍ）を含む。
ファイバーのアレイに関して、各ファイバーは、そのそれぞれのマイクロレンズにほぼ対応するように位置決めされる。そのため、１つ又は複数の実施形態では、ファイバーピッチｄ２はマイクロレンズピッチにほぼ等しい。しかしながら、図１を参照して上述したように、ＷＳＳ−１に対応する第１のグループの光ファイバーは、マイクロレンズアレイに対して上方に変位していてもよく、それにより、そのグループのファイバーの光軸はマイクロレンズアレイの光軸に対して変位する。ＷＳＳ−１に関連するファイバー及びレンズのグループについてのファイバー軸とマイクロレズアレイの光軸との間の相対的変位は、変位量ｄ３として示される。１つ又は複数の実施形態では、ｄ３は、約１０ミクロン（１０μｍ）であり得る。すなわち、ファイバー１１１ａ、１１１ｂ、・・・、１１１ｎのグループの光軸は、マイクロレズアレイの光軸に対して約１０ミクロンだけ上方に変位する。１つ又は複数の実施形態では、この変位の大きさは、使用される精密マイクロレンズアレイに応じてほぼ数度であるθ１をもたらし得る。より一般的には、レンズ光軸とファイバー光軸との間の任意の相対的変位量ｄ３について、結果として得られる出力角度は、θ＝ｔａｎ-1ｄ３/ｆである。ここで、ｆはマイクロレンズの焦点距離である。
ＷＳＳ−１に対応する第１のグループの光ファイバーと同様に、ＷＳＳ−２に対応する第２のグループの光ファイバーも、マイクロレンズアレイに対して変位しており、それにより、そのグループのファイバーの光軸はマイクロレンズアレイの光軸に対して変位する。しかしながら、ＷＳＳ−２の場合、上向きの送出角度θ２が所望されるため、ファイバー光軸はマイクロレンズの光軸に対して下方に変位する。この下方への変位量はｄ４として示される。図３は、ｄ３＝−ｄ４であり、したがってθ１＝−θ２である最大対称配置構成を示すが、本発明の範囲を逸脱することなく他の配置構成を用いることが可能である。１つ又は複数の実施形態では、個々のＷＳＳ入力部は、異なる送出角度を有するように設計されるが、必ずしも互いについての負の角度である必要はない。更に、図３はＷＳＳが２つのみの構成を示しているが、本発明の範囲を逸脱することなく、任意の個数の送出角度を有する任意の個数のＷＳＳを使用することができる。
図４は、１つ又は複数の実施形態による、ＷＳＳアレイを使用して複数のＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネルをルーティングするための方法を示す。このフローチャートでは種々のブロックが順次提示され、説明されるが、当業者であれば、１つ又は複数の実施形態に従って、ブロックの少なくとも一部分が異なる順序で実行され得ること、ブロックの少なくとも一部分が組み合わされるか又は省略され得ること、また、ブロックの少なくとも一部分が並列に実行され得ることが理解されるであろう。
ステップ４０１において、ＷＳＳアレイは、第１のＷＳＳの第１の入力ポート及び第２のＷＳＳの第２の入力ポートから第１及び第２のＷＤＭ信号をそれぞれ受信する。例えば、第１及び第２のＷＳＳは、図１〜３を参照して先に示し、説明したＷＳＳ−１及びＷＳＳ−２と同様のものであってもよい。同様に、第１及び第２の入力ポートは、図１〜３で先に示したポートのうちの任意のポートであってもよく、例えば、光ファイバー、又は、光ネットワーキング及び／又は電気通信で用いるために採用される任意の他の好適な導波路アーキテクチャとして実装され得る。
ステップ４０３において、第１のＷＤＭ信号は、第１の光パワー素子、例えば、第１の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第１のマイクロレンズを通過させられる。ポート光軸とマイクロレンズ光軸との間のずれに起因して、第１のＷＤＭ信号は、マイクロレンズから出力されるときに、第１の角度に沿って方向付けられる。例えば、図１及び図３に示すように、ポート光軸がマイクロレンズ光軸に対して正のｙ方向に変位されるため、第１のＷＤＭ信号は、角度θ１（図面では下向きとして示される）に沿ってＷＳＳアレイに送出される。
ステップ４０５において、第２のＷＤＭ信号は、第２の光パワー素子、例えば、第２の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第２のマイクロレンズを通過させられる。ポート光軸とマイクロレンズ光軸との間のずれに起因して、第２のＷＤＭ信号は、第２の角度に沿って方向付けられる。例えば、図１及び図３に示すように、ポート光軸がマイクロレンズ光軸に対して負のｙ方向に変位されるため、第２のＷＤＭ信号は、角度θ２に沿ってＷＳＳアレイに送出される。
ステップ４０７において、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号は、第１及び第２の角度をビーム偏向素子の表面上における第１及び第２の変位に変換するように構成されるレンズを通過させられる。なお、ビーム偏向素子は、レンズの焦点面に配置される。例えば、レンズは、図１に示すレンズ１２５と同様のものであってもよい。換言すれば、レンズ１２５は、ＷＳＳアレイの全てのＷＳＳデバイスによって共有されてもよい。
ステップ４０９において、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号は、分散素子を通過させられて、方向転換済みの第１及び第２のＷＤＭ信号から少なくとも第１及び第２の波長チャネルにそれぞれ角度分散される。例えば、分散素子は、回折格子、プリズム、又は、グリズムとして知られている回折格子とプリズムの組合せであり得る。図２Ａは、ＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネル（例えば、λ１，λ２，・・・，λｎ）を角度分散させるために使用可能な分散素子１２７の一例を示す。分散素子は、本明細書で透過型光学素子として示されるが、本発明の範囲から逸脱することなく、反射型分散素子を使用してもよい。
ステップ４１１において、第１及び第２のＷＤＭ信号からの第１及び第２の波長チャネルは、ビーム偏向素子の第１及び第２の空間部分上にそれぞれ集光される。例えば、図２Ａは、集光がレンズ１２９によって達成され得ることを示し、図２Ｂは、第１のＷＤＭ信号からの第１の波長チャネルが、波長分散方向がｘ方向に対応する状態で、第２の波長チャネルからｙ方向に距離２ｈだけオフセットした位置に集光され得ることを示す。したがって、第１及び第２の波長チャネルは、ビーム偏向素子１０７上の別個のグループのピクセルによって独立に処理され得る。
ステップ４１３において、液晶ビーム偏向素子は、第１のＷＤＭ信号の少なくとも１つの波長チャネルを第３の角度に沿って偏向させる。例えば、液晶ビーム偏向素子が液晶オンシリコン空間光変調器である場合、波長チャネルの操向（偏向）は、波長チャネルの集光スポットが入射する対応する数のピクセルにピクセル電圧を印加して、対応する波長チャネル光ビーム上に空間的に変動する位相を与えることによって達成され得る。他の公知のビーム操向方法もまた使用され得る。例えば、１つ又は複数のマイクロミラーを傾斜させることによって波長チャネルを操向するマイクロミラーデバイス（例えば、ＭＥＭＳチップ等）が使用されてもよい。
ステップ４１５において、液晶ビーム偏向素子は、ステップ４１３で上述した方法と同一の方法で第２のＷＤＭ信号の少なくとも１つの波長チャネルを第４の角度に沿って偏向させる。ステップ４１１及び４１３で説明する偏向のグラフィック例は、図１を参照して示され、説明される。
ステップ４１７において、第１及び第２のＷＤＭ信号の少なくとも１つの偏向済みの波長チャネルは、分散素子及びレンズを通って戻らされて、第３及び第４の角度を第１の角度及び第２の角度にそれぞれ変換する。図１及び図２Ａ〜２Ｂを参照して上述したように、ビーム偏向素子１０７がレンズ１２５の焦点面に配置されるため、レンズ１２５を通過するが、ビーム偏向素子の表面上の共通点から（例えば、図１及び図２Ｂに示す位置＋ｈ又は−ｈにて）始まる全ての光線は、一組の平行光線（すなわち、同じ角度で伝搬する一組の光線）に変換される。レンズ１２５のこの態様は、図１、図２Ａ、及び図２Ｂを参照して示され、上述されている。
ステップ４１９において、第１及び第２のＷＤＭ信号の偏向済みの波長チャネルは、第１及び第２のＷＳＳの第１及び第２の出力ポートからそれぞれ出るようにそれぞれルーティングされる。
上記例は、１つの入力ポート及び１つの出力ポートをそれぞれが少なくとも有するＷＳＳアレイについて説明している。そのため、本明細書で開示される方法の範囲には、多数の入力及び出力ポートの考えられる任意の組み合わせを使用するＷＳＳアレイを含む。したがって、２つのＷＳＳアレイが結合されて、ルート及びセレクトアーキテクチャを使用する分岐ネットワークノードを実装する場合、かつ／又は、本明細書で開示される１つ又は複数のＷＳＳアレイが、再構成可能な光アド／ドロップマルチプレクサ（ＲＯＡＤＭ）として構成され得る場合には、本明細書で開示される方法を使用することができる。
本発明を限定された数の実施形態に関して説明してきたが、本明細書で開示される本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態が考察される可能性があることを、本開示の利益を受ける当業者は理解するであろう。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。

Claims (21)

  1. 複数の光ポート及び複数の光パワー素子を備える、波長選択スイッチアレイ用の入力部であって、
    前記複数の光ポートは、
    複数の第１のポート光軸を有する複数の第１の下位光ポートと、
    複数の第２のポート光軸を有する複数の第２の下位光ポートと
    を備え、前記第１の下位光ポートは、単一の第１の入力ポートと、複数の第１の出力ポートとを備え、前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、
    前記複数の光パワー素子の各々が、前記複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設され、前記複数の光パワー素子は、
    前記複数の第１のポート光軸に対して変位される複数の第１の光パワー素子光軸を有する複数の第１の下位光パワー素子と、
    前記複数の第２のポート光軸に対して変位される複数の第２の光パワー素子光軸を有する複数の第２の下位光パワー素子と
    を備える、入力部。
  2. 前記複数の光パワー素子は、レンズピッチを有するマイクロレンズアレイである、請求項１に記載の入力部。
  3. 前記複数の第１の下位光ポートは、前記マイクロレンズアレイの前記レンズピッチに対応するポートピッチを有する、請求項２に記載の入力部。
  4. 前記複数の第２の下位光ポートは、前記マイクロレンズアレイの前記レンズピッチに対応するポートピッチを有する、請求項２又は３に記載の入力部。
  5. 複数の第２のポート光軸に対する変位は、複数の第１のポート光軸に対する変位とは異なる変位である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力部。
  6. 前記複数の光ポートは複数の光ファイバーを備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の入力部。
  7. 前記第２の下位光ポートは、単一の第２の入力ポートと、複数の第２の出力ポートとを備え、前記単一の第２の入力ポートが、前記複数第２の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の入力部。
  8. 複数の光ポート及び複数の光パワー素子を備える、波長選択スイッチアレイ用の入出力部であって、
    前記複数の光ポートは、
    複数の第１のポート光軸を有する複数の第１の下位光ポートと、
    複数の第２のポート光軸を有する複数の第２の下位光ポートと
    を備え、前記第１の下位光ポートは、単一の第１の入力ポートと、複数の第１の出力ポートとを備え、前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、前記第２の下位光ポートは、複数の第２の入力ポートと、単一の第２の出力ポートとを備え、前記第２の出力ポートは、前記第２の入力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、
    前記複数の光パワー素子の各々が、前記複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設され、前記複数の光パワー素子は、
    前記複数の第１のポート光軸に対して変位される複数の第１の光パワー素子光軸を有する複数の第１の下位光パワー素子と、
    前記複数の第２のポート光軸に対して変位される複数の第２の光パワー素子光軸を有する複数の第２の下位光パワー素子と
    を備える、入出力部。
  9. 第１の光波長分割多重（ＷＤＭ）信号及び第２のＷＤＭ信号をスイッチングするための波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイであって、前記波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイは、入力部と、ビーム偏向素子と、光学系とを備え、
    前記入力部は、複数の光ポートと、複数の光パワー素子とを備え、
    前記複数の光ポートは、
    前記第１のＷＤＭ信号を入力するように構成され、かつ、第１の入力ポート光軸を有する単一の第１の入力ポートと、
    前記第２のＷＤＭ信号を入力するように構成され、かつ、第２の入力ポート光軸を有する単一の第２の入力ポートと、
    を備え、
    前記複数の光パワー素子の各々は、前記複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設され、前記複数の光パワー素子は、
    前記第１のポート光軸に対して第１の変位量だけ変位される第１の光パワー素子光軸を有する第１の光パワー素子と、
    前記第２のポート光軸に対して第２の変位量だけ変位される第２の光パワー素子光軸を有する第２の光パワー素子と
    を備え、
    前記第１の変位量は、前記第１の入力ポートを出た後に前記第１のＷＤＭ信号の第１の変位角度をもたらし、
    前記第２の変位量は、前記第２の入力ポートを出た後に前記第２のＷＤＭ信号の第２の変位角度をもたらし、
    前記ビーム偏向素子は、第１及び第２のＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネルを偏向させるように構成され、
    前記光学系は、前記入力部と前記ビーム偏向素子との間に配置され、前記光学系は、
    前記第１及び第２の角度で出力される前記第１及び第２のＷＤＭ信号をそれぞれ受信し、
    受信された第１及び第２のＷＤＭ信号を第１及び第２の組の波長チャネルにそれぞれスペクトル分散させ、かつ、
    前記第１の組の波長チャネルを前記ビーム偏向素子の第１の部分上に、また、前記第２の組の波長チャネルを前記ビーム偏向素子の第２の部分上に投影し、かつ、
    前記ビーム偏向素子により偏向された第１の組の波長チャネルを、前記複数の光ポートの複数の第１の出力ポートにそれぞれ向かわせ、前記ビーム偏向素子により偏向された第２の組の波長チャネルを、前記複数の光ポートの複数の第２の出力ポートにそれぞれ向かわせるように構成され、
    前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、前記第２の入力ポートが、前記第２の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置される、
    波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  10. 前記複数の光パワー素子は、レンズピッチを有するマイクロレンズアレイである、請求項９に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  11. 前記入力部の複数の第１の下位光ポートは、前記マイクロレンズアレイの前記レンズピッチに対応するポートピッチを有する、請求項１０に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  12. 前記入力部の複数の第２の下位光ポートは、前記マイクロレンズアレイの前記レンズピッチに対応するポートピッチを有する、請求項１０又は１１に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  13. 第１のポート光軸に対する変位は第２のポート光軸に対する変位とは異なる、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  14. 前記複数の光ポートは複数の光ファイバーを備える、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  15. 前記ビーム偏向素子は液晶空間光変調器である、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  16. 前記ビーム偏向素子は液晶オンシリコン空間光変調器である、請求項９〜１４のいずれか一項に記載の波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  17. 入出力部と、ビーム偏向素子と、光学系とを備える波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイであって、
    前記入出力部は、複数の光ポートと、複数の光パワー素子とを備え、
    前記複数の光ポートは、複数の第１のポート光軸を有する複数の第１の下位光ポートと、複数の第２のポート光軸を有する複数の第２の下位光ポートとを備え、
    前記第１の下位光ポートは、第１のＷＤＭ信号を入力する単一の第１の入力ポートと、複数の第１の出力ポートとを備え、前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、
    前記第２の下位光ポートは、異なる波長チャネルを有する複数の第２のＷＤＭ信号を入力する複数の第２の入力ポートと、単一の第２の出力ポートとを備え、前記第２の出力ポートは、前記第２の入力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、
    前記複数の光パワー素子の各々は、前記複数の光ポートのうち対応する光ポートの一端に配設され、前記複数の光パワー素子は、
    前記第１のポート光軸に対して第１の変位量だけ変位される第１の光パワー素子光軸を有する第１の光パワー素子と、
    前記第２のポート光軸に対して第２の変位量だけ変位される第２の光パワー素子光軸を有する第２の光パワー素子と
    を備え、
    前記第１の変位量は、前記第１の入力ポートを出た後に前記第１のＷＤＭ信号の第１の変位角度をもたらし、
    前記第２の変位量は、前記第２の入力ポートを出た後に前記第２のＷＤＭ信号の第２の変位角度をもたらし、
    前記ビーム偏向素子は、第１及び第２のＷＤＭ信号の１つ又は複数の波長チャネルを偏向させるように構成され、
    前記光学系は、前記入出力部と前記ビーム偏向素子との間に配置され、前記光学系は、
    前記第１及び第２の角度で前記第１の入力ポート及び第２の入力ポートからそれぞれ出力される第１及び第２のＷＤＭ信号をそれぞれ受信し、
    受信された第１のＷＤＭ信号を第１の組の波長チャネルにスペクトル分散させて、前記第１の組の波長チャネルを前記ビーム偏向素子の第１の部分上に投影し、前記ビーム偏向素子により偏向された第１の組の波長チャネルを、前記複数の第１の出力ポートにそれぞれ向かわせ、
    受信された第２のＷＤＭ信号を前記ビーム偏向素子の第２の部分上に投影し、前記ビーム偏向素子により偏向された第２の組の波長チャネルを合波して前記第２の出力ポートに向かわせるように構成される、
    波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイ。
  18. 波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイを使用して複数の光波長分割多重（ＷＤＭ）信号の波長チャネルをルーティングする方法であって、該方法は、
    前記ＷＳＳアレイの第１のＷＳＳの第１の入力ポートから第１のＷＤＭ信号を受信する工程と、
    前記ＷＳＳアレイの第２のＷＳＳの第２の入力ポートから第２のＷＤＭ信号を受信する工程と、
    前記第１のＷＤＭ信号を第１の角度に沿って方向付けるために、前記第１のＷＤＭ信号に前記第１の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第１の光パワー素子を通過させる工程と、
    前記第２のＷＤＭ信号を第２の角度に沿って方向付けるために、前記第２のＷＤＭ信号に前記第２の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第２の光パワー素子を通過させる工程と、
    方向転換済みの前記第１及び第２のＷＤＭ信号にレンズを通過させる工程であって、前記レンズは、前記第１及び第２の角度を、前記レンズの焦点面に配置されるビーム偏向素子の表面上における第１及び第２の変位に変換するように構成される、工程と、
    方向転換済みの前記第１及び第２のＷＤＭ信号から少なくとも第１及び第２の波長チャネルをそれぞれ角度分散させるために、方向転換済みの前記第１及び第２のＷＤＭ信号に分散素子を通過させる工程と、
    前記第１及び第２の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子の第１及び第２の空間部分上にそれぞれ集光させる工程と、
    前記第１のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子によって第３の角度に沿って偏向させる工程と、
    前記第２のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子によって第４の角度に沿って偏向させる工程と、
    前記第３及び第４の角度を前記第１及び第２の角度にそれぞれ変換するために、前記第１及び第２のＷＤＭ信号の偏向済みの前記複数の波長チャネルに、前記分散素子及び前記レンズを通って戻らせる工程と、
    前記第１及び第２のＷＳＳの複数の第１及び第２の出力ポートからそれぞれ出るように、前記第１及び第２のＷＤＭ信号の偏向済みの前記複数の波長チャネルをそれぞれルーティングする工程と
    を含み、前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、前記第２の入力ポートが、前記第２の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置される、方法。
  19. 前記偏向させる工程が液晶空間光変調器を使用して達成される、請求項１８に記載の方法。
  20. 前記第１及び第２の光パワー素子がマイクロレンズアレイのマイクロレンズである、請求項１８又は１９に記載の方法。
  21. 波長選択スイッチ（ＷＳＳ）アレイを使用して複数の光波長分割多重（ＷＤＭ）信号の波長チャネルをルーティングする方法であって、該方法は、
    前記ＷＳＳアレイの第１のＷＳＳの単一の第１の入力ポートから第１のＷＤＭ信号を受信する工程と、
    前記ＷＳＳアレイの第２のＷＳＳの複数の第２の入力ポートから、波長が異なる複数の波長チャネルを有する複数の第２のＷＤＭ信号を受信する工程と、
    前記第１のＷＤＭ信号を第１の角度に沿って方向付けるために、前記第１のＷＤＭ信号に前記第１の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第１の光パワー素子を通過させる工程と、
    前記第２のＷＤＭ信号を第２の角度に沿って方向付けるために、前記第２のＷＤＭ信号に前記第２の入力ポートの光軸から変位した光軸を有する第２の光パワー素子を通過させる工程と、
    方向転換済みの前記第１及び第２のＷＤＭ信号にレンズを通過させる工程であって、前記レンズは、前記第１及び第２の角度を、前記レンズの焦点面に配置されるビーム偏向素子の表面上における第１及び第２の変位に変換するように構成される、工程と、
    方向転換済みの前記第１のＷＤＭ信号から波長チャネルを角度分散させるために、方向転換済みの前記第１のＷＤＭ信号に分散素子を通過させる工程と、
    前記第１のＷＤＭ信号の角度分散された複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子の第１の空間部分上に集光させる工程と、
    前記第２のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子の第２の空間部分上に集光させる工程と、
    前記第１のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子によって第３の角度に沿って偏向させる工程と、
    前記第２のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルを、前記ビーム偏向素子によって第４の角度に沿って偏向させる工程と、
    前記第３の角度を前記第１の角度に変換するために、前記第１のＷＤＭ信号の偏向済みの複数の波長チャネルに、前記分散素子及び前記レンズを通らせる工程と、
    偏向された前記第２のＷＤＭ信号の複数の波長チャネルに前記分散素子を通らせて合波し、前記第４の角度を前記第２の角度に変換するために、合波済みの前記第２のＷＤＭ信号に前記レンズを通らせる工程と、
    前記分散素子及び前記レンズを通って戻ってきた前記第１のＷＤＭ信号を前記第１のＷＳＳの複数の第１の出力ポートから出力する工程と、
    前記分散素子及び前記レンズを通って戻ってきた前記第２のＷＤＭ信号を前記第２のＷＳＳの単一の第２の出力ポートから出力する工程と
    を含み、
    前記第１の入力ポートが、前記第１の出力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置され、前記第２の出力ポートが、前記第２の入力ポートのいずれよりも波長選択スイッチアレイの対称軸から離れて配置される、方法。
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