WO2004063684A1 - 光学装置、モニタ装置、逆分散型二重分光器、および、逆分散型二重分光器の制御方法 - Google Patents

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Atsushi Katsunuma
Kouzou Takahashi
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Nikon Corporation
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    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems

Definitions

  • the present invention relates to an optical device using a wavelength dispersion element such as a grating, a prism, or a grism (a combination of a grating and a prism), a monitor device, an inverse dispersion double spectroscope, and an inverse dispersion duplex spectrometer.
  • a method of controlling a spectroscope particularly, an optical device, a monitor device, an inverse dispersion type double spectrometer, and an inverse dispersion type double spectrometer which are suitable for use in a wavelength division multiplexing (WDM) type optical communication field.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • a technique for tapping a part of the light using an optical power plastic and monitoring the part of the light is known (for example, Yoshitaka Nawahira “D WDM light measurement technology” published by Optronitas Co., Ltd.) (See page 95 issued on March 10, 2001).
  • an optical device using a wavelength dispersive element for example, an inverse dispersion type double spectroscope
  • an optical power blur is placed on the optical path of light input to the device or output from the device (ie, the main optical path). It is positioned to monitor some of the light that was tapped by the optical power puller.
  • An object of the present invention is to provide an optical device, a monitor device, an inverse dispersion double spectroscope, and a method of controlling the inverse dispersion double spectroscope, which can monitor light without losing the amount of light on the optical path. Is to do.
  • An optical device includes: an input unit that emits input light having a plurality of wavelength ranges to a free space; a collimating unit that collimates the input light and emits a parallel light; and at least once for the parallel light.
  • the first for output by giving the wavelength dispersion action of Wavelength dispersing means for generating the first diffracted light, and output means for disposing the first diffracted light on the extension of the output optical path from the parallel light to the first diffracted light; and And monitoring means for monitoring the spectrum information of the second diffracted light generated in a direction deviating from the output optical path among the diffracted lights generated for each wavelength dispersion action.
  • the optical device includes: an optical operation unit configured to perform a predetermined operation on at least one of the diffracted lights generated along the output optical path among the diffracted lights generated for each wavelength dispersion action. And control means for controlling the light operating means based on the spectrum information monitored by the monitoring means.
  • An inverse dispersion type double spectrometer includes: an input unit that emits input light having a plurality of wavelength ranges to free space; and a first wave that gives a first wavelength dispersion action to the input light.
  • Long-dispersion means light operation means for performing a predetermined operation on first diffracted light having a diffraction order different from the 0th-order diffracted light among the diffracted lights generated from the first wavelength dispersion means, and the light
  • a second wavelength dispersing means for providing a second wavelength dispersing action in a direction opposite to the first wavelength dispersing action to the light after the operation by the operating means; and a diffraction generated from the second wavelength dispersing means.
  • Output means for outputting a second diffracted light beam which can combine all wavelength elements included in the plurality of wavelength ranges to form the same image, and diffraction generated from the first wavelength dispersion means Of the light, a diffraction order different from the zero-order diffraction light and the first diffraction light
  • the spectrum information of the third diffracted light, and the spectrum information of the fourth diffracted light having a diffraction order different from that of the second diffracted light among the diffracted lights generated from the second wavelength dispersion means.
  • monitoring means for monitoring at least one of the above.
  • the inverse dispersion type double spectrometer of the present invention further includes a control unit for controlling the light operating unit based on a result of monitoring by the monitoring unit.
  • the input means includes an input port formed of a single-wire optical fiber or a multi-wire optical fiber pandle
  • the output means includes a single-wire optical fiber.
  • An output port comprising an optical fiber bundle or a multi-line optical fiber bundle is included.
  • the optical operation means is the first This is an attenuator that performs an attenuation operation on diffracted light.
  • the optical operation means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light, The attenuation operation is performed for each of a number of spectral images.
  • the optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and each of the plurality of micromirrors includes the plurality of micromirrors.
  • the attenuation operation is performed on each vector image.
  • the optical operation means performs a beam steering operation on the first diffracted light.
  • the optical operation means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light,
  • the beam steering operation is performed for every number of spectral images.
  • the optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and each of the plurality of micromirrors includes the plurality of micromirrors.
  • the beam steering operation is performed on each vector image.
  • the optical operation means performs an attenuation operation and a beam steering operation on the first diffracted light.
  • the optical operation means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light, The attenuating operation and the beam steering operation are performed for each of a plurality of spectral images.
  • the optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and each of the plurality of micromirrors includes the plurality of micromirrors.
  • the attenuation operation and the beam steering operation are performed on each vector image.
  • the output means includes a plurality of An output port comprising an optical fiber, wherein the light operating means causes the light having the different wavelength range to be incident on any one of the optical fibers among the output ports.
  • the output means includes an output port formed of at least one optical fiber, and the light operating means outputs light having a different wavelength range among the output ports. Either enter or do not enter any optical fiber.
  • the inverse dispersion type double spectrometer of the present invention includes an end of the input unit, the first wavelength dispersion unit, the optical operation unit, the second wavelength dispersion unit, and the monitor
  • the means and the end of the output means may be packaged in one housing.
  • the end of the input unit, the wavelength dispersion unit, the optical operation unit, the monitor unit, and the end of the output unit are packaged in one housing. Is what is being done.
  • the monitor device of the present invention includes: an input unit that emits input light having a plurality of wavelength ranges to a free space; a first chromatic dispersion unit that applies a chromatic dispersion function to the input light; Beam steering means for receiving the received light on a plurality of light receiving surfaces arranged for each wavelength region, adjusting an angle for each of the light receiving surfaces, and directing the light for each wavelength region in a desired direction, and A second wavelength dispersing means for giving a wavelength dispersion action in a direction opposite to the wavelength dispersion action to light in each wavelength region directed by the beam steering means; Output means for outputting light of a predetermined diffraction order of the light subjected to the dispersion action in accordance with the angle of each of the light receiving surfaces of the beam steering means, and a monitor device for an inverse dispersion type double spectroscope comprising: In the second wave, In the light path of light having a diffraction order different from the predetermined diffraction order of the light
  • a light-receiving surface for output-destination detection arranged at a position, and an output-destination detection for detecting an output destination of light for each of the wavelength ranges based on an incident position of light incident on the light-receiving surface for output-destination detection Means.
  • the monitor device of the present invention further comprises: Among the received light, an optical path separating unit that separates light having a diffraction order different from the predetermined diffraction order into two optical paths, and the light that has been subjected to a wavelength dispersion action by the second wavelength dispersion unit.
  • a light-receiving surface for wavelength detection which is located in a light path of light having a diffraction order different from the predetermined diffraction order and is optically conjugate with the light-receiving surface of the beam steering means;
  • Wavelength detecting means for detecting a wavelength of light output to the output means based on an incident position of the light incident on the light-receiving surface for wavelength detection, wherein the optical path separating means includes one of the separated light paths.
  • the light in the optical path is guided to the light receiving surface for detecting the output destination, and the light in the other optical path is guided to the light receiving surface for detecting the wavelength.
  • the output destination detection unit determines at which position of the output destination detection light receiving surface the light is received and at which position of the output unit is output.
  • the light output destination is detected in advance based on the correspondence.
  • An inverse dispersion type double spectroscope includes: the above-described monitor device; and control for controlling an angle of each of the light receiving surfaces of the beam steering unit in accordance with an output from the output destination detection unit of the monitor device. Means.
  • the output unit includes an output port formed of a plurality of optical fibers
  • the output destination detection unit includes a light receiving surface for detecting the output destination. At which position the light is received and which optical fiber of the output port is output is associated with each of the wavelength ranges, and the control unit controls the wavelength according to the output from the output destination detection unit.
  • Each light power for each area controls the beam steering means so as to be incident on a target optical fiber among the output ports or not to reach any of the plurality of optical fibers. .
  • the output means includes an output port formed of one optical fiber
  • the output destination detecting means includes a light receiving surface for detecting the output destination.
  • the position at which the light reaching the output means is input to the optical fiber when the light is received is associated with each wavelength band, and the control means responds to the output from the output destination detection means. So that the light of each wavelength range is incident on the optical fiber, or The beam steering means is controlled so as not to be performed.
  • the control method of the inverse dispersion type double spectroscope according to the present invention includes: an input unit that emits input light having a plurality of wavelength ranges to a free space; and a first chromatic dispersion that gives a chromatic dispersion action to the input light. Means for receiving the light having undergone the wavelength dispersion action on a plurality of light receiving surfaces arranged for each wavelength region, and adjusting the angle for each light receiving surface so that the light for each wavelength region is directed to a target direction.
  • Beam steering means for directing, second wavelength dispersion means for giving a wavelength dispersion action in a direction opposite to the wavelength dispersion action to light in each wavelength region directed by the beam steering means, and Output means for outputting light of a predetermined diffraction order out of the light subjected to the wavelength dispersion action by the wavelength dispersion means according to the angle of each of the light receiving surfaces of the beam steering means.
  • the control method of the inverse dispersion type double spectroscope of the present invention includes: a light having a diffraction order different from the predetermined diffraction order among lights subjected to a wavelength dispersion action by the second wavelength dispersion means. And splits the light of one of the split optical paths to the light receiving surface for detecting the output destination, and the light of the other split optical path is optically conjugate with the light receiving surface of the beam steering means.
  • the beam steering means is guided to a light receiving surface for wavelength detection, which is disposed at a position corresponding to a light incident position on the light receiving surface for output destination detection and a light incident position on the light receiving surface for wavelength detection. The angle of each light receiving surface is controlled.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the entire configuration of the inverse dispersion type double spectrometer 10.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of an erbium-doped fiber amplifier (EDFA).
  • EDFA erbium-doped fiber amplifier
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an optical path from 13 to a micromirror array 15.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the micromirror array 15 and the spectrum images A ⁇ , ⁇ 2, ′′, ⁇ .
  • FIG. 5 is a diagram of an optical path between the grating 13 and the micromirror array 15 (the initial state of the microphone opening mirror 15a) as viewed from the side.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the initial state (a) and the inclined state (b) of the micromirror 15a.
  • Figure 7 illustrates the second chromatic dispersion effect of grating 13 and the "optical path from micromirror array 15 to grating 13" and the “optical path from grating 13 to one-dimensional array sensor 21". It is.
  • FIG. 8 is a side view of the optical path between the grating 13 and the micromirror array 15 (the tilted microphone opening mirror 15a).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the one-dimensional array sensor 21 and the spectrum images B B, ⁇ 2,..., ⁇ .
  • FIG. 10 is a block diagram showing the entire configuration of the inverse dispersion type double spectroscope 50.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining unnecessary diffracted light L10 generated from the grating 13 by the first wavelength dispersion action.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the entire configuration of the inverse dispersion double spectrometer 55.
  • FIG. 13 shows the light L 5-1, L 5-2,..., L 5 - ⁇ after the operation that has been decomposed into multiple light components and the wavelength-multiplexed light generated from the grating 13 by the second chromatic dispersion action.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating L 7-l, L 7-2, •• ′, L 7-n and zero-order diffracted light L 8-1, L 8-2, ---, L 8-n.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the entire configuration of the inverse dispersion type double spectrometer 60.
  • FIG. 15 is a block diagram illustrating the configuration of a packaged inverse dispersion double spectrometer.
  • FIG. 16 is a diagram showing the entire configuration of the inverse dispersion type double spectroscope 70 of the second embodiment.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating an optical path in the inverse dispersion type double spectroscope 70.
  • FIG. 18 is a diagram for explaining an optical path change by the micromirror array 74 of the inverse dispersion type double spectrometer 70.
  • Fig. 19 illustrates the state of light incident on the light receiving sensor 77 of the inverse dispersion type double spectrometer 70.
  • FIG. 19 illustrates the state of light incident on the light receiving sensor 77 of the inverse dispersion type double spectrometer 70.
  • FIG. 20 is a diagram showing the overall configuration of the optical device 80. As shown in FIG.
  • FIG. 21 is a diagram showing the entire configuration of the inverse dispersion type double spectrometer 90 of the third embodiment.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an optical path in the inverse dispersion type double spectrometer 90.
  • FIG. 23 is a view for explaining the state of light incident on the light receiving sensors 93 and 95 of the inverse dispersion type double spectrometer 90.
  • FIG. 24 is an explanatory diagram showing the light receiving state of the 0th-order diffracted light; 02 in the light receiving sensors 93 and 95.
  • FIG. 25 is an explanatory diagram showing the relationship between the light receiving area and the wavelength in the light receiving sensor 93 for wavelength detection, and the relationship between the light receiving area and the output port number in the light receiving sensor 95 for output destination detection. is there.
  • an inverse dispersion type double spectrometer will be described as an example.
  • An inverse dispersion double spectrometer is known as a spectrometer excellent in stray light reduction, and is sometimes called an inverse dispersion double monochromator or a zero dispersion spectrometer.
  • two wavelength dispersion effects (in opposite directions) are sequentially applied to the input light, and after the first wavelength dispersion effect, the second wavelength dispersion effect is applied.
  • Some operation (for example, an attenuation operation in the first embodiment) is performed on the previous diffracted light.
  • the light after the operation is subjected to the second wavelength dispersion action, and then output outside the inverse dispersion double spectrometer.
  • the spectrum of the output light can change according to the content of the above-described operation.
  • the inverse dispersion type double spectrometer 10 of the first embodiment includes an input port optical fiber 11, a collimator 12, a grating 13 and an attenuator (14 to 17). ), A focusing optical system 18, an optical port 19 of an output port, a spectrum monitor (20, 21), a processor 22, and a dry line 23.
  • This inverse dispersion double spectrometer 10 is a wavelength division multiplexing (WDM) optical communication system.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • EDFA erbium-doped fiber amplifier
  • DGE dynamic gain equalizer
  • the EDFA includes Erbium-doped fino (EDF) 31, 32, an optical multiplexer 33, an optical demultiplexer 34, and an optical isolator 35, 3. 6 and excitation light sources 37, 38 are provided.
  • the input end face of the optical fiber 11 at the input port (not shown) is connected to the EDF 31 and the output end face of the optical fiber 19 at the output port (not shown). Is connected to EDF 32.
  • various types of lights having different wavelength ranges are multiplexed from the EDF 31 to the optical fiber 11 (wavelength multiplexed light).
  • the wavelength-multiplexed light after the attenuation operation is output from the optical fiber 19 to the EDF 32.
  • the wavelength width of the “wavelength range” is extremely narrow, and light in each wavelength range is regarded as substantially monochromatic light.
  • the inverse dispersion type double spectroscope 10 is configured to function as an inverse dispersion type double spectrometer by circulating the optical path twice in one spectrometer as hardware.
  • the optical fiber 11 (corresponding to the “input means” in claim 1) of the input port is a singular wire, and is a member for taking the wavelength-division multiplexed light from the EDF 31 into the inverse dispersion type double spectroscope 10. (For example, a single mode fiber).
  • the inside of the inverse dispersion type double splitter 10 is free space, and the wavelength division multiplexed light from the EDF 31 is emitted to the free space by the optical fiber 11.
  • the diameter of the core at the exit end face of the optical fiber 11 is, for example, 10 ⁇ .
  • the collimator 1 2 (corresponding to the “collimating means” of claim 1) has a positive focal length optimized for the NA (numerical aperture) of the optical fiber 11.
  • the collimator 12 is an optical element (input interface unit) for collimating the wavelength-multiplexed light from the exit end face of the optical fiber 11 and guiding the collimated light to the grating 13.
  • the principal ray of the wavelength-multiplexed light L1 coincides with the optical axis 12a of the collimator 12 (FIG. 3).
  • a plurality of wavelength ranges included in the wavelength-division multiplexed light L1 are defined as L L, ⁇ 2, ⁇ , ⁇ .
  • the grating 13 is a reflection type flat diffraction grating in which many linear grooves are one-dimensionally arranged at equal intervals. The arrangement direction of the straight grooves corresponds to the wavelength dispersion direction of the grating 13.
  • the grating constant of the grating 13 is as large as several times the used wavelength range, has relatively small polarization characteristics, and is blazed by high-order diffracted light (so-called Eshenola grating).
  • the grating 13 gives a first chromatic dispersion function to the wavelength multiplexed light L1 taken in via the optical fiber 11 and the collimator 12. As a result, diffraction light is generated from the grating 13 in various directions. All the diffracted light generated from the grating 13 is parallel to a plane perpendicular to the straight groove of the grating 13 (hereinafter referred to as “reference plane”).
  • the diffracted light L 2 shown in FIG. 1 is a part of the diffracted light generated in the direction of the attenuator (14 to 17) described later (a diffraction order different from the 0th-order diffracted light).
  • the diffracted light of the diffraction order having the strongest blaze for example, the first-order diffracted light
  • the principal ray of the diffracted light L2 has a slightly different diffraction angle for each wavelength range; I I, ⁇ 2,..., ⁇ (demultiplexing).
  • the diffracted light L7 shown in FIG. 1 is partially diffracted in the direction of the condensing optical system 18 described later.
  • Light (diffracted light of a diffraction order different from the 0th-order diffracted light) (a diffraction light of the diffraction order with the strongest blaze) (eg, a first-order diffracted light)
  • the diffracted light L8 is a partial diffracted light (a diffracted light having a diffraction order different from that of the diffracted light L7) (for example, a 0th-order diffracted light) generated in the direction of a spectrum monitor (20, 21) described later. .
  • the light related to the second wavelength dispersion action (light L5 and diffraction light L7, L8 after the manipulation of the attenuation) will be described later in detail.
  • the diffracted lights L7 and L8 respectively correspond to the “second diffracted light” and the "fourth diffracted light” in the claims.
  • the grating 13 corresponds to both “first chromatic dispersion means” and “second chromatic dispersion means” in the claims.
  • the attenuators (14 to 17) are optical attenuators that attenuate the diffracted light L2 from the grating 13; the relay optical system 14, the micromirror array 15, the trap mirror 16, and the trap It consists of 17
  • the relay optical system 14 has a positive focal length and focuses the diffracted light L2 on the micromirror array 15.
  • the principal ray of the diffracted light L3 after passing through the relay optical system 14 is arranged so as to be arranged in parallel for each wavelength region; I1, ⁇ 2,. (Telecentric). Further, aberration correction is performed so that a flat image can be obtained in a required image range and a sufficiently small spot-shaped monochromatic image can be obtained.
  • a monochromatic image is an image formed by light in any single wavelength range.
  • a large number of spectrum images A 1 and A 2 having different wavelength ranges; ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ are provided on the micro mirror array 15 by the relay optical system 14.
  • ⁇ 2, ' ⁇ , An are formed in a state where they are discretely arranged in a line along the wavelength dispersion direction.
  • Each of the spectral images A ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ is a monochromatic image, and has a spot shape substantially similar to the exit end face of the optical fiber 11.
  • the wavelength ranges I 1,1 2,..., ⁇ are obtained by separating multiple wavelength ranges (single wavelengths) included in the wavelength-division multiplexed light L1.
  • the micromirror array 15 is an array section in which a plurality of micromirrors 15a are arranged one-dimensionally (for example, a MEMS (Mycro Electro Mechanical Systems) system).
  • the micromirrors 15a are all planar mirrors of the same size.
  • the size of the micromirror 15a is about several 10 m square to several 100 ⁇ square.
  • This micromirror array 15 is arranged in the same direction as the micromirror 15a. ,..., Are arranged at the focal position of the relay optical system 14 (formation positions of the spectral images A 1, A 2,..., An).
  • the size of the micromirror 15a of the microphone opening mirror array 15 is the spectrum image A ⁇ , A2.
  • each of the images A 1, ⁇ 2,..., An is formed one by one. Become. That is, each micromirror 15a and each spectrum image (monochromatic image) correspond one-to-one. .
  • each micromirror 15a can be independently tilted about a rotation axis parallel to the arrangement direction.
  • the tilt angle of the micromirror 15a is continuously variable within a certain range, and is adjusted according to a drive signal from the driver 23.
  • the rotation axes of the individual micromirrors 15a are parallel to the reflecting surface and parallel to each other.
  • the state where the reflecting surface of the micromirror 15 a is perpendicular to the optical axis 14 a of the relay optical system 14 is referred to as “initial state”, and the state where the reflecting surface is tilted with respect to the optical axis 14 a is referred to as “tilted”. State. "initial state”
  • tilted the state where the reflecting surface is tilted with respect to the optical axis 14 a
  • each reflecting surface becomes a concave and convex state as shown in FIG. 6 (b).
  • the micromirror array 15 when the micromirror array 15 is in the initial state (see FIG. 6A), the light L 4 after being reflected by the micromirror mirror array 15 (hereinafter referred to as “reflected light L 4”). explain.
  • the diffracted light L3 incident on the micromirror array 15 has a principal ray parallel to each wavelength band; ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ n. Incident on the micromirror 15a from the vertical direction.
  • the light When viewed from the side (see FIG. 5A), the light enters the micromirror 15a from an oblique direction.
  • the reflected light L4 from the micromirror array 15 in the initial state is such that the principal ray is parallel in each of the wavelength ranges ⁇ , ⁇ 2,-, ⁇ , and when viewed from above (see FIG. 7), Microphone Exit mirror 1 5a Ejects vertically. When viewed from the side (see FIG. 5 (a)), the light is emitted obliquely from the micromirror 15a.
  • the angle at which the principal ray of the diffracted light L3 enters the micromirror 15a is 0.
  • Angle 0. Is based on the optical axis 14a of the relay optical system 14.
  • the angle at which the principal ray of the reflected light L4 exits from the micromirror 15a is 8.
  • the reference for the angle ⁇ is also the optical axis 14a.
  • the reflected light L4 returns to the relay optical system 14 without vignetting by the trap mirror 16 described later (the state of FIG. 5A), and after passing through the relay optical system 14 again (light L5 ), Is focused on the grating 13.
  • the chief ray of the light L5 has a slightly different incident angle with respect to the grating 13 for each of the wavelength ranges I ⁇ , ⁇ 2,- ⁇ , ⁇ .
  • the incident angle of the light L5 to the grating 13 is equal to the diffraction angle of the diffracted light L2 from the grating 13.
  • each wavelength range of the light L5; I ⁇ , ⁇ 2, The chief rays of ⁇ ⁇ converge on a common point D.
  • the gathering point D is conjugate with the branch point C of the principal ray of each wavelength range ⁇ ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ of the diffracted light L 2.
  • the trap mirror 16 is disposed between the micromirror array 15 and the relay optical system 14, and is formed by polishing a surface of a substance (for example, an ND filter) capable of absorbing light in a used wavelength range and finishing it into a flat mirror. It is.
  • the reflection surface of the trap mirror 16 is provided with an anti-reflection coating.
  • the trap 17 is a wedge-shaped two flat mirrors having the same material and the same finish as the trap mirror 16.
  • the reflection surface of the trap 17 may or may not be provided with an anti-reflection coat. In any case, the light L6 reaching the trap 17 is very small, and the light L6 can be almost completely absorbed and eliminated without escaping to the outside.
  • the amount of vignetting by the trap mirror 16 can be freely changed according to the tilt angle of the micro mirror 15a, the amount of absorption and disappearance by the trap mirror 16 and the trap 17 is also transmitted via the relay optical system 14.
  • the energy of the light L5 returning to the grating 13 can also be changed continuously.
  • each of the plurality of micromirrors 15a and each of the plurality of spectrum images A1, ⁇ 2, •••, ⁇ correspond one-to-one (see Fig. 4). Therefore, the energy of the light L5 returning to the grating 13 is changed independently for each wavelength range ⁇ ⁇ , ⁇ 2,-, ⁇ by changing the inclination angle of each of the mirrors 15a independently. It can be done.
  • the attenuators (14 to 17) incorporated in the inverse dispersion type double spectroscope 10 of the first embodiment are each wavelength range 1, ⁇ 2, “′” by each micromirror 15a. , ⁇ (for each of the spectral images A 1, A 2,..., An) and performs an attentuation operation
  • Such an attenuator (14 to 17) is generally called a channel type.
  • One channel corresponds to one wavelength band ( ⁇ , ⁇ 2, ⁇ , ⁇ )
  • the above-mentioned attenuator (14 to 17) and the driver 23 are generally referred to as “optical operation means” in the claims.
  • the chief ray of the light L5 after the operation of the attenuation has a slightly different angle of incidence with respect to the grating 13 for each wavelength range; ⁇ , ⁇ 2,-, ⁇ .
  • This gathering point D is a branch of the principal ray in each wavelength range ⁇ ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ of the diffracted light L 2 (FIG. 3) generated from the grating 13 by the first wavelength dispersion action. Conjugate to point C.
  • the same gratings 13 are arranged so that the branch point C and the gathering point D have an equivalent positional relationship. Therefore, light L 5 is
  • the second chromatic dispersion effect received from 3 is opposite to the chromatic dispersion effect that the diffracted light L2 received from the grating 13 (the chromatic dispersion effect given to the wavelength multiplexed light L1 by the grating 13).
  • the angle at which the principal ray of the arbitrary wavelength region of the diffracted light L2; k (k1 to n) exits from the grating 13 is ⁇ k.
  • the standard of the angle ⁇ ⁇ is the optical axis 12 a of the collimator 12.
  • the angle ⁇ k corresponds to the angle formed by the principal ray of the wavelength-division multiplexed light L 1 and the principal ray of the diffracted light L 2, which is incident on the drating 13 from the collimator 12, and the principal ray of I k.
  • the angle formed by the principal ray of the light L 5 (wavelength range A k) after the attainment operation is
  • the principal ray of the diffracted light L 7 (wavelength range ⁇ k) equal to the angle ⁇ k described in 3 is almost linear in all wavelength ranges; I ⁇ , ⁇ 2, ⁇ , ⁇ ⁇ . They are superimposed (combined).
  • the diffracted light L7 is light that can form the same image by multiplexing all the wavelength elements ( ⁇ 1, ⁇ 2,-, ⁇ ) included in a plurality of wavelength ranges.
  • the multiplexed diffracted light L 7 (hereinafter referred to as “wavelength multiplexed light L 7”) is a parallel light having the same thickness as the wavelength multiplexed light L 1 shown in FIG.
  • the chief ray of the wavelength-multiplexed light L7 coincides with the optical axis 18a of the condensing optical system 18.
  • the wavelength multiplexed light L7 and the wavelength multiplexed light L1 are parallel to each other.
  • the collection optics 18 (FIG. 1) has a positive focal length optimized for the NA of the optical fiber 19 of the output boat.
  • the condensing optical system 18 is an optical element (output interface unit) for condensing the wavelength multiplexed light L7 from the grating 13 and guiding it to the input end face of the optical fiber 19.
  • the optical fiber 19 at the output port is a singular wire, and is a single mode fiber having the same specifications as the optical fiber 11 at the input port.
  • the optical fiber 19 is a member for guiding the wavelength multiplexed light from the condensing optical system 18 to the EDF 32 shown in FIG.
  • the converging optical system 18 and the optical fiber 19 are arranged such that the input end face of the optical fiber 19 is positioned at the focal position of the converging optical system 18. They are arranged to match. For this reason, the wavelength multiplexed light after the attenuating operation by the attenuator (1: 17) is output to the EDF 32 with high coupling efficiency via the condensing optical system 18 and the optical fiber 19.
  • the diffracted light L8 having the zero-order diffraction order has the diffraction angle of the principal ray in the wavelength range. ⁇ ⁇ , ⁇ 2, ' ⁇ , ⁇ n are slightly different. However, since the 0th-order diffracted light L8 is specularly reflected light, the angle of the principal ray of the diffracted light L8 (wavelength band k) with respect to the normal 13a of the grating 13 is It is equal to the angle of the main beam of light L5 (wavelength band Ak).
  • the Spectral Remoter (20, 21) is a mechanism that monitors the spectral information (spectral characteristic information) of the diffracted light L8 generated from the grating 13 force.
  • the monitor optical system 20 and the one-dimensional array sensor 21 and 1 (corresponding to the "monitor means" in the claims).
  • the monitor optical system 20 has a positive focal length and focuses the diffracted light L8 on the one-dimensional array sensor 21. Further, the diffracted light L9 after passing through the moeta optical system 20 is arranged so as to be arranged in parallel for each principal ray 1S wavelength region ⁇ , 2,..., ⁇ of the diffracted light L9 (telecentric system). Further, aberration correction is performed so that a flat image can be obtained in a necessary image range and a sufficiently small spot-shaped monochromatic image can be obtained.
  • a large number of spectral images having different wavelength ranges ⁇ ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ are provided on the one-dimensional array sensor 21 by the motor optical system 20.
  • ⁇ 2, ⁇ , ⁇ ⁇ are formed discretely in a line along the chromatic dispersion direction.
  • Each of the spectral images ⁇ ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ is a monochromatic image, and has a spot shape that is almost similar to the exit end face of the optical fiber 11.
  • the spectral images ⁇ ⁇ , ⁇ 2, ⁇ , ⁇ ⁇ correspond to the conjugate images of the spectral images A1, A2, ,, An (Fig. 4) on the micromirror array 15. Hit.
  • the one-dimensional array sensor 21 has a light-receiving surface on which a large number of light-receiving portions 21a are arranged one-dimensionally.
  • the plurality of light receiving sections 21a are all the same in size.
  • the one-dimensional array sensor 21 has a spectrum in the array direction (array direction) of the light receiving sections 21a.
  • the image B ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ n is aligned with the wavelength dispersion direction, and the light receiving surface is positioned at the focal position of the monitor optical system 20 (the formation of the spectrum image B ⁇ , ⁇ 2, '', ⁇ n Position).
  • the size of the light receiving section 21a is larger than the spot diameter of the spectrum images B1, B2, ' ⁇ , Bn, and
  • the spacing is the spectrum image B ⁇ , ⁇ 2,..., ⁇ ⁇ (the wavelength range of the diffracted light L 9 shown in FIG. 7; the spacing of the principal rays for each ⁇ , ⁇ 2,-, ⁇ ⁇ ) It is configured to be equal to
  • each of the light receiving sections 21 a of the one-dimensional array sensor 21 one of the spectrum images B ⁇ , ⁇ 2, ′, ⁇ ⁇ is formed one by one.
  • each of the light receiving sections 21a and each of the spectral images (monochromatic images) correspond one-to-one. Therefore, the energy of the diffracted light L9 can be independently detected for each wavelength range; I1, ⁇ 2,-, ⁇ by each light receiving unit 21a.
  • each light receiving section 21a of the one-dimensional array sensor 21 represents the spectrum information of the diffracted light L9. It also supports the spectrum information of the diffracted light L8. This spectrum information is output to the mouth processor 22 as a result of monitoring by the spectrum monitor (20, 21).
  • the processor 22 calculates the spectrum information, obtains the current tilt angles of the individual micromirrors 15 a of the micromirror array 15, and calculates the difference from the previously stored target tilt angle with the wavelength. The calculation is performed for each region I ⁇ ., ⁇ 2, ⁇ , ⁇ ⁇ , the amount of rotation of the micromirror 15 a required to correct this difference is obtained, and the information is output to the driver 23.
  • the driver 23 outputs a drive signal to the micromirror array 15 of the attenuator (14 to 17) based on the instruction from the processor 22 (indicated value of the rotation amount of each micromirror 15a), Each micromirror 15a is rotated to change its tilt angle.
  • the processor 22 corresponds to “control means” in the claims.
  • the micro mirror 15a can be set to the target tilt angle.
  • the tilt angle of the target of the micromirror 15a corresponds to the target attenuation of the light L5 after the attenuation operation by the attenuator (14 to 17).
  • the target spectrum of the wavelength multiplexed light to be output to the EDF 32 in FIG. 2 may be stored in the processor 22 in advance, instead of the target tilt angle of the micromirror 15a.
  • the target spectrum is an optimal spectrum according to the gain characteristics of the EDFA in FIG.
  • the processor 2 2 acquires the spectrum Torumonita (20,2 1) Karasupeku Torr information, by comparing the Konosupeku torr information and the target spectral wavelength range; I The required value is calculated as the attenuation rate of the light L5 for each of 1, ⁇ 2, ⁇ , ⁇ n. Further, based on a known correlation between the attenuation rate of the light L 5 and the rotation amount of the micromirror 15 a, the rotation amount of the micromirror 15 a is determined for each of the wavelength ranges ⁇ ⁇ , ⁇ 2,-, ⁇ . And outputs the information to the driver 23.
  • the processor 22 determines the amount of rotation of the micromirror 15a based on the monitoring result of the spectrum monitor (20, 21), the inclination angle of the micromirror 15a and the coupling efficiency of the optical fiber 19 ( The known correlation with (coupling efficiency) is also taken into account.
  • the processor 22 also considers an instruction from an external CPU as necessary.
  • the wavelength division multiplexed light output from the inverse dispersion type double spectrometer 10 to the EDF 32 is output.
  • the spectrum (after the operation of the attenuation) can be optimized according to the gain characteristics of the EDFA in Fig. 2. In other words, it is possible to perform an attenuation operation with appropriate spectral characteristics. As a result, stable WDM optical communication becomes possible.
  • the wave output to the EDF 32 can be adjusted.
  • the spectrum of the long multiplexed light can be maintained in an optimal state.
  • the inverse dispersion type double spectroscope 10 of the first embodiment operates as a dynamic gain equalizer (DGE), it is necessary to change the spectral characteristics of the EDFA II in FIG. 2 in real time according to the situation.
  • DGE dynamic gain equalizer
  • each micromirror 15a of the microphone opening mirror array 15 allows the 'microwave mirrors 15' to generate a 'spectral image A1, ⁇ 2,', ⁇ ⁇ for each wavelength band; I1, 2,..., ⁇ n. ( ⁇ For each ⁇ ), independent attenuation operation (channel type) enables strict equalizing.
  • the inverse dispersion type double spectrometer 10 of the first embodiment is not limited to the EDFA of FIG. 2 and has a flattened gain of an optical amplifier (optical amplifier) doped with another rare earth element (such as Nd). Can also be used to
  • the inverse dispersion double spectroscope 10 of the first embodiment is realized by a conventional free-space optical element, the temperature characteristics will be much more stable than in the case of using a waveguide type spectroscope. This simplifies handling.
  • Optical communication devices are generally preferred because they are required to operate under severe environmental temperature conditions. Stable optical communication is possible even when the environmental temperature changes.
  • the spectrum monitor (20, 21) since the spectrum monitor (20, 21) is built-in, not only can the appropriate attenuation operation be performed, but also the space can be saved. And cost reduction are also realized.
  • the loss of light quantity (insertion loss) in the inverse dispersion type double spectroscope 10 can be suppressed to a small value. Therefore, it is possible to efficiently perform the attention operation and the monitoring of the spectrum information.
  • the diffracted light L 8 (, L 9) generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action is taken into the spectrum monitor (20, 21). Therefore, the following effects ⁇ 1 >> and ⁇ 2 >> are achieved.
  • the light receiving section 21 a of the one-dimensional line sensor 21 ensures that the wavelength range; Individual energy for each ⁇ can be detected.
  • the one-dimensional array sensor 21 is used as an element for detecting the monitor spectral images ⁇ ⁇ , ⁇ 2, ' ⁇ , ⁇ ⁇ , a large number of wavelength ranges ⁇ , ⁇ 2,. , ⁇ , and ⁇ ⁇ ⁇ can be detected simultaneously. In other words, it is possible to easily measure (monitor) the intensity for each wavelength range of wavelength multiplexed light;
  • the arrangement of the relay optical system 14 in the attenuator (14 to 17) is a telecentric system, and the principal ray of the diffracted light L3 after passing through the relay optical system 14 has a wavelength range ⁇ ⁇ , ⁇ 2-, ⁇ Since they are arranged in parallel for each ⁇ , a micromirror array 15 having a simple configuration in which the rotation axes of the micromirrors 15a are parallel to each other can be used (controllable by one axis).
  • one relay optical system 14 serves both as the "optical path from the grating 13 to the micromirror array 15" and the "optical path from the micromirror array 15 to the grating 13", the second wavelength dispersion action
  • the diffracted light L7 of this optical path generated from the grating 13 can be multiplexed with high accuracy.
  • a trap 17 is provided in the attenuator (14 to 17), and the slight light L6 reflected by the trap mirror 16 is completely absorbed and disappeared here. Can be reliably prevented. For this reason, accurate monitoring is possible.
  • the spectrum information can be reliably obtained regardless of the configuration of the attenuator (14 to 17). Can be monitored.
  • the attenuation operation in this case is performed by associating a monochromatic image with each cell of the liquid crystal element and rotating the polarization plane for each cell.
  • the sub-band type configuration means that the micromirror array 15 and the liquid crystal element are arranged at positions outside the spectrum images A 1, A 2, " It is configured to perform an attenuation operation.
  • the relay optical system 14 constituting the attenuator (14 to 17) is a non-telecentric optical system or when the trap 17 is omitted, the grating 13 Unnecessary generated diffracted light L8 can reliably monitor spectrum information.
  • an attenuator (14 to 17) that performs an attenuation operation is provided with a mechanism that performs another operation (for example, ⁇ 1>, yaku2>, or ⁇ 3> described below) instead of the attenuator (14 to 17). Also, spectrum information can be reliably monitored by the unnecessary diffracted light L8 generated from the grating 13.
  • Operations other than Attachment operation include, for example, ⁇ 1> setting one slit to cut out only one wavelength range included in wavelength-multiplexed light, and ⁇ 2> setting multiple slits to set wavelength.
  • An operation of cutting out and combining a plurality of wavelength regions included in the multiplexed light, and ⁇ 3> beam steering operation can be considered.
  • a configuration example for performing the beam steering operation will be specifically described in a second embodiment described later.
  • the spectrum monitor (20, 21) built in the inverse dispersion type double spectroscope 10 of the first embodiment performs the two-time chromatic dispersion operation (in the opposite direction).
  • the versatility is improved because the spectrum information can be reliably monitored regardless of the operation mode.
  • it is configured to perform an attenuation operation on the light to be operated.
  • a description will be given of a difference from a conventional inverse dispersion type double spectrometer in which the attenuation operation is performed by a micromirror array (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-196173). I do.
  • the spot diameter of the light (light to be operated) incident on the micromirror array is set to be larger than the individual micromirrors, and to include a large number of micromirrors in the spot diameter two-dimensionally.
  • Attachment operation is performed by inclining some of the micromirrors in the spot diameter and guiding some of the light out of the optical path (that is, discarding), and taking in the light discarded at that time.
  • Can monitor spectrum information (monitor mechanism). Then, control of the number of micromirrors to be tilted is performed based on the spectrum information, thereby realizing an attenuation operation.
  • the conventional monitoring mechanism described above is a method of monitoring the spectrum using a part of the discarded input light. Therefore, (1) performing an attenuation operation using a micromirror array, (2) ) Incident light into the microphone aperture mirror array
  • requirements (1), (2) such as various other forms of inverse dispersion type double spectrometer, for example, a form in which an attenuating operation is performed by means other than a micromirror array, and a form in which an operation other than an attrition operation are performed. It is difficult to apply the above monitoring mechanism to an inverse dispersion double spectrometer that does not satisfy the above. That is, there is a problem that the above-mentioned monitor mechanism lacks versatility.
  • the built-in monitor mechanism that is, the spectrum monitor (20, 21)
  • the spectrum monitor (20, 21) causes two wavelength dispersion actions ( The spectrum information can be reliably monitored regardless of the type of operation between (opposite to each other), which improves versatility.
  • the grating 13 Unnecessary diffracted light L8 generated from the above is taken into the spectrum monitor (20, 21) and the spectrum information of the diffracted light L8 is monitored, but the present invention is not limited to this.
  • unnecessary diffracted light L 10 generated from the grating 13 by the first wavelength dispersion action [1] (at least the diffracted light of claim 2) May be imported into another spectrum monitor 51 to monitor the spectrum information of the diffracted light L10.
  • the light operation unit 52 of the inverse dispersion type double spectrometer 50 is a mechanism for performing a predetermined operation (for example, an attenuation operation).
  • the first-order diffracted light L10 due to the wavelength dispersion action [1] is a diffracted light having a different diffraction order from the 0th-order diffracted light and the diffracted light L2 directed to the optical operation unit 52.
  • the principal ray of the diffracted light L10 also has a slightly different diffraction angle for each of the wavelength ranges 1,-, ⁇ , as shown in FIG.
  • the spectrum monitor 51 like the spectrum monitors (20, 21), is composed of a monitor optical system and a one-dimensional array sensor.
  • the processor 22 outputs the monitoring result (spectral information on the output side) by the spectrum monitor (20, 21) and the monitoring result (spectral information on the input side) by the spectrum monitor 51. Is done. For this reason, the processor 22 calculates the rotation amount of the micromirror 15 a based on the two kinds of spectrum information, and outputs the information to the driver 23.
  • the unnecessary diffracted light L 8 and L 10 generated from the grating 13 by the two chromatic dispersion actions [1] and [2] are monitored. Since the light operation unit 52 is controlled based on the obtained two kinds of spectrum information, a more accurate operation (for example, an attenuation operation) can be performed.
  • the spectrum monitor (20, 21) on the output side of the inverse dispersion type double spectrometer 50 in FIG. 10 may be omitted.
  • the processor 22 calculates the rotation amount of the micromirror 15a based on the input-side statistic information, and then uses that information as the drive information. Output to bar 23.
  • the light operation unit 56 has a function of decomposing the light flux group, and the light L 5 returning to the grating 13 from the light operation unit 56 is
  • the present invention can be applied to a case where the light is divided into a plurality (that is, light L 5-l, L 5-2, '", L 5-n). it can.
  • the light operation unit 56 is a mechanism for performing a predetermined operation (for example, an attension operation).
  • each of the light beams L5-1, L5-2, ' ⁇ ', and L5-n after the operation is applied to each wavelength range ⁇ 1, ⁇ , ⁇ , as shown in Fig. 13.
  • the incident angle with respect to the grating 13 is slightly different, and reaches the grating 13.
  • light rays that converge at points Dl, D-2, '", and Dn on the surface of the grating 13 are selected for clarity.
  • the wavelength multiplexed light L 7-l, L 7-2,..., L 7-n from each of the meeting points Dl, D-2, "', Dn are all parallel to each other, L1 is also parallel, and is output from the output port (0! 711,0! 712 ', 011 cho11) to the outside via the condensing optical system 18 in FIG.
  • the diffracted lights generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action [2] are As shown in Fig. 13, the diffraction angle of the chief ray slightly differs in each of the wavelength ranges ⁇ 1,..., ⁇ n.
  • the spectrum monitor (57, 58) like the spectrum monitor (20, 21), includes a motor optical system 57 and a one-dimensional array sensor 58. However, the arrangement of the monitor optical system 57 is a non-telecentric system.
  • the wavelength range included in each of the diffracted lights L 8-l, L 8-2, ---, L 8-n; the sum of the energies of I k (k 1 to n) 8 and monitor the spectral information of the unwanted diffracted light L 8-1, L 8-2,..., 8-n generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action [2]. be able to.
  • the unnecessary diffracted light L 8-1, L 8-2, --- generated from the grating 13 by each of the two wavelength dispersion actions [1], [2] is obtained.
  • L 8 -n, and L 10 are monitored, and the light operation unit 56 is controlled based on the obtained two kinds of spectrum information, so that a more accurate operation (for example, an attension operation) is performed. Can be applied.
  • the input-side spectrum monitor 51 of the inverse dispersion type double spectrometer 55 in FIG. 12 may be omitted.
  • the inverse dispersion double spectrometer 40 a grating 61 different from the grating 13 is provided in the inverse dispersion double spectrometer 55 shown in FIG. 12, and the second wavelength dispersion is performed by the grating 61.
  • the action [2] is given.
  • the grating 61 has the same design as the grating 13.
  • the spectrum monitor (57, 58) outputs the unnecessary diffracted light L 8-1, L 8-2,-, L 8-n generated from the grating 61 by the second wavelength dispersion effect [2]. And monitor the spectrum information of the diffracted lights L 8-1, L 8-2,..., L 8-n.
  • the unnecessary diffracted light L 8-l, L 8-2, L 8-1 generated from the gratings 13, 6, 1 by the two chromatic dispersion actions [1], [2], respectively.
  • ⁇ , L 8 -n, L 10 Since the light operation unit 56 is controlled based on the two types of spectrum information obtained by tapping, a more accurate operation (for example, an attachment operation) can be performed.
  • the spectrum monitor 51 on the input side of the inverse dispersion type double spectrometer 60 may be omitted.
  • the light operation unit 52 of FIG. 10 may be provided in place of the light operation unit 56.
  • the input port is configured by a single-line optical fiber, but may be replaced by a multiple-line optical fiber bundle.
  • the optical operation unit 52, 56, the spectrum monitor (20, 21), 51, (57, 58), the processor 22, and the driver 23 are parallel processing units that can handle multiple systems of wavelength multiplexed light. It is necessary to configure the mold.
  • the output ports (01711,01112, "', 011]: 11) are also configured according to the signal system included in each WDM light.
  • the zero-order diffracted light L 8 (or diffracted light L 8-l , L 8-2, ---, L 8-n) are taken into the spectrum monitor (20, 21), (57, 58) on the output side, but the present invention is not limited to this.
  • the diffracted light has a diffraction order different from that of the wavelength multiplexed light L7, it can be used for monitoring spectrum information even if it is other than the zero-order diffracted light.
  • each light receiving unit of the one-dimensional array sensor constituting the spectrum monitor (20, 21), 51, (5, 58) provides a wavelength range of 1,.
  • Each of the different spectral images (see ⁇ 1,..., ⁇ in FIG. 9) is detected independently, but the present invention is not limited to this.
  • One spectrum image may be detected by a plurality of light receiving units.
  • a one-dimensional line sensor is used as an element for detecting a spectrum image.
  • an emission slit and a detector can be used instead.
  • the injection slit has one elongated opening, and the opening is arranged so as to coincide with the position where the spectrum image is formed. Then, a partial image of the spectrum image that has passed through the opening is received by the detector. In this configuration, spectrum images in different wavelength ranges can be detected by moving the emission slit and the detector along the wavelength dispersion direction.
  • the attenuators (14 to 17) and the optical operation units 52, 56 based on the moeta results obtained by the spectrum monitors (20, 21), 51, (57, 58). Although feedback control has been performed, control may be performed in an open loop.
  • the present invention can be applied to a configuration using a transmission type grating.
  • a concave diffraction grating may be used instead of the plane diffraction grating.
  • a grating diffraction grating
  • a prism or a grating a combination of a grating and a prism
  • the collimator 12 and the condensing optical system 18 may be reflection optical systems.
  • a single-wire optical fiber (11, 19) or a multi-wire optical fiber bundle is used as an input / output port of the inverse dispersion type double spectrometer. If use is not assumed, it can be replaced with slit parts.
  • the slit member has one or more elongated openings.
  • the above-described inverse dispersion double spectrometer may be packaged in one housing.
  • the inverse dispersion type double spectrometer 10 in FIG. 1 as shown in FIG. 15, near the end face of the optical fiber 11, the collimator 12, the grating 13, the attenuator (14 to 17), focusing optics 18, near the end face of optical fiber 19, spindle monitor (20, 21), processor 22 and driver 23 can be packaged in one housing 24 .
  • all the components of the inverse dispersion type double spectrometer 10 are integrated, so that handling is simplified.
  • the vicinity of the end face of the optical fiber 11 and the collimator 12 generally correspond to the “end of the input means” in the claims.
  • the vicinity of the end face of the optical fiber 19 and the condensing optical system 18 generally correspond to “the end of the output means” in the claims.
  • the inverse dispersion double spectroscope 70 (FIG. 16) of the second embodiment operates as an optical cross connect (OXC: Optical Cross Connect), and has an optical fiber 9 at an input port and an optical fiber 9 at an output port.
  • OXC Optical Cross Connect
  • the magnifying optical system 71 is composed of a microphone aperture lens 11 a provided near the end face of each of the optical fibers 1 to 9 and two lenses 11 b and 11 c having a positive focal length. It is configured.
  • the focal position of the magnifying optical system 71 coincides with the position of each end face of the optical fibers 1 to 9.
  • the light (wavelength multiplexed light) from the optical fiber 9 at the input port becomes parallel light whose beam diameter is expanded via the expansion optical system 71.
  • the optical fiber 9 and the magnifying optical system 71 of the input port generally correspond to the “input means” in the claims.
  • the optical fibers 1 to 8 of the output port and the magnifying optical system # 1 generally correspond to the "output means" in the claims.
  • the transmission grating 72 has a large number of linear grooves arranged one-dimensionally at equal intervals, and when light passes through it from one direction, the light has a predetermined wavelength dispersion effect (the first time). ), And the light passes through in the opposite direction, giving the light a chromatic dispersion effect (second time) opposite to the predetermined chromatic dispersion effect.
  • the diffracted light of the diffraction order having the strongest blaze is the first-order diffracted light, and the 0th-order diffracted light, which will be described later, is extremely weak against the first-order diffracted light.
  • the transmission type dating 72 corresponds to the “wavelength dispersion means” in the claims.
  • the beam steering mechanism (73 to 75) includes an imaging optical system 73 for imaging the diffraction light (for example, first-order diffracted light) from the transmission grating 72, a micromirror array 74, and a mirror driver. 7 and 5.
  • the micromirror array 74 is called a MEMS (Mycro Electro Mechanical System), and is a one-dimensional array of a plurality of micromirrors 74a, 74b, 74c, and one (FIG. 18).
  • the reflecting surfaces of the micromirrors 74a, 74b, 74c, ... coincide with the focal position of the imaging optical system 73.
  • the direction in which the micromirrors 74a, 74b, 74c, ... force are one-dimensionally arranged is the same as the wavelength dispersion direction of the transmission grating 72.
  • the mirror driver 75 individually drives each of the micromirrors 74 a, 74 b, 74 c,... Constituting the micromirror array 74.
  • the light reflected by the micromirror array 74 passes through the imaging optical system 73 again to reach the transmission grating 72.
  • the light that has reached the transmission grating 72 is subjected to an opposite wavelength dispersion action (combining action), and the first-order diffracted light of the light that has undergone the opposite wavelength dispersion action is converted into an expanding optical system 7 1.
  • an opposite wavelength dispersion action combining action
  • the first-order diffracted light of the light that has undergone the opposite wavelength dispersion action is converted into an expanding optical system 7 1.
  • the spectrum monitor (76, 77) is a mechanism that monitors the spectrum information of the 0th-order diffracted light of the light reflected by the micromirror array 74 and subjected to chromatic dispersion by the transmission grating 72.
  • the imaging optical system 76 forms an image of the 0th-order diffracted light, and a light receiving sensor 77 receives light from the imaging optical system 76.
  • the light-receiving sensor 77 has a plurality of light-receiving elements arranged one-dimensionally, and among the plurality of light-receiving elements, the light-receiving element that has received light outputs an electric signal corresponding to the amount of received light to the control unit 78. Power. That is, the light receiving sensor 77 outputs a signal indicating which position and how much light has been received to the controller 78.
  • the light receiving sensor 77 is arranged at a position where its light receiving surface is conjugate with the reflection surface of the micro mirror array 74, that is, at the focal position of the imaging optical system 76.
  • white light (solid line in FIG. 17) is output from the optical fiber 9 of the input port.
  • This light L passes through the transmission grating 72 after the beam diameter is enlarged by the magnifying optical system 71, and the first-order diffracted light of the light passing therethrough is converted into the imaging optical system 73 and the micromirror. Head to array 74.
  • the light L from the optical fiber 9 at the input port is dispersed into light of each wavelength; I 1, ⁇ 2, ⁇ 3,... By the wavelength dispersion action (first time) of the transmission grating 72. Thereafter, the light of each wavelength; L1, X2, ⁇ 3,... Travels through the imaging optical system 73 to the micromirror array 74 as described above.
  • the light for each wavelength; I 1, ⁇ 2, 3,... Is converted into individual micromirrors 74 a, 74 b, 74 c,.
  • the light is reflected in individual directions according to the tilt angle.
  • the imaging optical system 73 After passing through the imaging optical system 73, it undergoes a multiplexing action (second wavelength dispersion action) in the transmission type grating 72.
  • the light of wavelength; I 1 and the light of wavelength; I 2 are multiplexed if they pass through the same position in the transmission type grating 72.
  • the action opposite to the wavelength dispersion action at the first time is obtained. Then, they pass in parallel with each other without being combined.
  • the micromirrors 74a, 74b, 74c,... Constituting the micromirror array 74, the light in each wavelength range (first-order diffracted light; 111, ⁇ 2, ⁇ 13 ,...) Force The output fiber is guided to the target optical fiber (1, 2,..., 8).
  • the 0th-order diffracted light out of the light that has passed through the transmission grating 72; 101, ⁇ 2, 03, ... goes to the imaging optical system 76 of the spectrum monitor (76, 77).
  • the 0th-order diffracted light 01, 102, ⁇ 03,... Passing through the imaging optical system 76 is received by the light receiving sensor 77.
  • the small suffix after “e” indicates the diffraction order.
  • the light receiving sensor 77 has its light receiving surface divided into a plurality of areas, and an area number is assigned to each area.
  • region number 1 2,... Receives light
  • the wavelength of the light is related.
  • light received at region number 8 has a wavelength of 101
  • light received at region number 19 has a wavelength of 02
  • light received at region number 30 has a wavelength of 103. It is related as follows. Such a relationship between the position of the light receiving surface and the wavelength is checked in advance, and this is stored in the control unit 78 (FIG. 16) as a table.
  • control unit 78 informs that light is received from the light receiving sensor 77 with the area number 19, for example. Is received, it is recognized that the light having the wavelength of 02 is received with reference to the table described above. Further, it recognizes the intensity of the light of wavelength ⁇ 02 from the received light intensity.
  • the micromirrors 74 a, 74 b, 74 c,... Of the beam steering mechanism (73 to 75) are used. With each, beam steering operation can be performed for each wavelength range (for each spectral image). Further, the spectrum information of the 0th-order diffracted light ⁇ , ⁇ 02, ⁇ 03,... Passing through the transmission grating 72 can be monitored by the spectrum monitor (76, 77).
  • the inverse dispersion type double spectrometer 70 of the second embodiment has a built-in spectrum monitor (76, 77), so that not only it is possible to perform an appropriate beam steering operation but also space saving and Cost reduction is also realized.
  • the direction deviating from this optical path (the output optical path until the light taken in from the optical fiber 9 at the input port is guided to the optical fibers 1 to 8 at the output port) Since the unnecessary 0th-order diffracted light generated at the time is taken in and the spectrum information is moated by taking in 01, ⁇ 02, ⁇ 03, ..., the light amount of the light output from the inverse dispersion double spectrometer 70 is not lost. ,. In other words, light can be used effectively and moetaring can be performed efficiently.
  • the beam steering operation is performed using the micromirror array 74, loss of light quantity (insertion loss) in the inverse dispersion type double spectrometer 70 can be suppressed. Therefore, beam steering operation and spectrum information monitoring can be performed efficiently.
  • the 0th-order diffracted light 101, ⁇ 02, 103,... From the transmission grating 72 is used as monitoring light.
  • any order light may be used as light for monitoring as long as it is light of a diffraction order other than light of the diffraction order (first-order diffracted light in the second embodiment) used as output light.
  • the transmission grating 72 is used for the second time.
  • the spectral information was monitored based on unnecessary diffracted light (for example, zero-order diffracted light 101, 102, X03,... ′) Generated by the chromatic dispersion effect (that is, the above-described multiplexing effect), but the present invention is not limited to this. Not done.
  • spectral information is obtained based on unnecessary diffracted light (light other than light of each wavelength 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ... in Fig. 17) generated by the first wavelength dispersion action of the transmission grating 72. May be monitored, and spectrum information may be monitored based on both.
  • the present invention can be applied to a configuration using a reflection type grating.
  • an inverse dispersion double spectrometer 70 is used to discard optical fibers 2, 4, 6, and 8 arranged at every other optical fiber among output optical fibers 1 to 8 for light use.
  • the remaining optical fibers 1, 3, 5, and 7 are used for output light, and by adjusting the ratio of light entering two adjacent optical fibers (for discard light and output light), output light is adjusted.
  • the intensity (spectrum) can be adjusted, and both the attraction operation and the beam steering operation can be easily realized.
  • the microphone mirrors 74a, 74b, 74c,... of the beam steering mechanism (73 to 75) are fed back based on the results of moeta by the spectrum monitor (76, 77).
  • the spectrum of the output light (light intensity for each wavelength range) can be optimized. That is, it is possible to realize both an appropriate attainment operation and a beam steering operation.
  • the present invention can be applied to a case where a wavelength dispersion action is given to input light only once, as in an optical device 80 shown in FIG. Further, the present invention can be applied to an optical device (not shown) that sequentially applies three or more wavelength dispersion effects to input light. As mentioned above, give chromatic dispersion action more than twice In the configuration, each chromatic dispersion effect may be given by the same grading, or may be given by different grading.
  • the optical device 80 receives input light K1 having a plurality of wavelength ranges, collimates the input light K1 and emits parallel light K2 (an optical fiber and a collimator lens 8 of an input port (not shown)). 1) and a single wavelength dispersion action on the parallel light K 2 to generate first diffracted lights K 3, K 4, K 5,.
  • a reflection grating 8 2 is arranged on the extension of the output optical path from the parallel light K 2 to the first diffracted light K 3, K 4, K 5,. 3, K4, K5,...
  • Output means including the collimator lens 81 and the optical fiber of the output port not shown) and the above-mentioned reflective grating 82 generate wavelength dispersion action.
  • the diffraction order “m” of the output light (first diffracted light ⁇ 3, ⁇ 4, ⁇ 5, ' ⁇ ') and the diffraction order “m of the monitor light (second diffracted light ⁇ 6, ⁇ 7, ⁇ 8,...) ⁇ "are different from each other.
  • the optical device 80 for example, out of the diffracted light generated from the reflection grating 82, the light is output from the output optical path (this optical path until the light taken in from the optical fiber at the input port is guided to the optical fiber at the output port). Since the unnecessary diffraction light # 6, # 7, # 8,... Generated in the deviated direction is captured and the spectrum information is monitored, the amount of light output from the optical device 80 is not lost. In other words, light can be used effectively and monitoring can be performed efficiently. The same effect can be obtained when a transmission grating is used instead of the reflection grating 82 of the optical device 80.
  • Such an optical device 80 may be provided with a mechanism for performing a light operation (for example, at least one of an attenuation operation and a beam steering operation) on the diffracted light generated along the output optical path.
  • a light operation for example, at least one of an attenuation operation and a beam steering operation
  • the optical device 80 in a housing similar to the housing 24 in FIG.
  • the optical device 80 includes monitoring means (including the condenser lens 83 and the light receiving sensor 84). It is preferable to further provide a calculating means for calculating at least one of the spectrum information of the input light and the spectrum information of the output light based on the spectrum information monitored by the computer.
  • monitoring means including the condenser lens 83 and the light receiving sensor 84.
  • a calculating means for calculating at least one of the spectrum information of the input light and the spectrum information of the output light based on the spectrum information monitored by the computer.
  • an optical fiber (not shown) at the input port emits the input light K1 into free space.
  • the collimator lens 81 collimates the input light K1 propagating in free space.
  • the output optical path may be provided.
  • a predetermined operation may be performed on at least one of the diffracted lights generated along the axis.
  • the inverse dispersion type double spectrometer 90 (FIG. 21) of the third embodiment is similar to the inverse dispersion type double spectrometer 70 (FIG. 16) of the second embodiment described above in that the optical cross connect (O XC ), And instead of the spectrum monitor (76, 77) and the control unit 78 of the inverse dispersion type double spectrometer 70, it is controlled by a spectrum monitor (91, 92, 93).
  • the unit 94 is provided, and output destination monitors (91, 92, 95) are newly provided.
  • the spectrum monitor (91, 92, 93) and the output destination monitor (91, 92, 95) are reflected by the microphone opening mirror array 74 (Fig. 18) and transmitted through the grating.
  • the imaging optical system 91 that forms the 0th-order diffracted light and the light from the imaging optical system 91 are split into two optical paths.
  • a light receiving sensor 95 for detecting an output destination is provided.
  • Each of the light receiving sensors 93, 95 has a plurality of light receiving elements arranged one-dimensionally, and among the plurality of light receiving elements, the light receiving element that receives light controls an electric signal corresponding to a received light amount. Output to 94. In other words, the light receiving sensors 93 and 95 output to the control unit 94 a signal indicating which position and how much light has been received.
  • the light-receiving sensor 93 for wavelength detection is disposed at a position where its light-receiving surface is conjugate to the reflection surface of the micromirror array 74, that is, at the focal position of the imaging optical system 91. Have been.
  • the light receiving sensor 95 for detecting the output It is located at a position slightly deviated from a position conjugate with the reflection surface of the mirror array 74, that is, a position slightly distant from the focal position of the imaging optical system 91.
  • white light L (solid line in the figure) is output from the optical fiber 9 of the input port.
  • This light L passes through the transmission grating 72 after the beam diameter is enlarged by the magnifying optical system 71, and the first-order diffracted light of the light passing therethrough is converted into the imaging optical system 73 and the micromirror. Head to array 74.
  • the light L from the optical fiber 9 at the input port is dispersed into light of each wavelength ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3,... By the wavelength dispersion action (first time) of the transmission type grating 72. Thereafter, the light of each wavelength 11 1, ⁇ 2, ⁇ 3,... Travels through the imaging optical system 73 to the micromirror array 74 as described above.
  • the light for each wavelength ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3,... Is output by the individual micromirrors 74 a, 74 b, 74 c,.
  • the light is reflected in individual directions according to the tilt angle.
  • the light of each wavelength; 1, ⁇ 2, ⁇ 3,... Passes through the imaging optical system 73 again, and is multiplexed by the transmission grating 72 (the second time).
  • Wavelength dispersion effect The light of wavelength; I 1 and the light of wavelength ⁇ 2 are multiplexed if they pass through the same position in the transmission type grating 72.
  • the action opposite to the wavelength dispersion action at the first time passes. Then, they pass in parallel with each other without being combined.
  • the target optical fiber one of 1, 2, ..., 8) of the output port.
  • the 0th-order diffracted light of the light that has passed through the transmission grating 72; 01, ⁇ 2, ⁇ 03,... is the spectrum monitor (91, 92, 93) and the output destination monitor (91, 92). , 95) toward the common imaging optical system 91.
  • the 0th-order diffracted light passed through the imaging optical system 91; 01, ⁇ 02, ⁇ 03,... are split into two optical paths by a half mirror 92, as shown in Fig. 23 (b), and one of them is used for wavelength detection. And the other is received by the light receiving sensor 95 for detecting the output destination.
  • the small suffix after “e” indicates the diffraction order.
  • the light-receiving sensor 93 for wavelength detection which is disposed at a position optically conjugate to the aperture mirror array 74, receives light at any position on the light-receiving surface, and determines the wavelength of the received light 01, .lambda.02, .lambda.03,...
  • the light receiving sensor 95 for detecting the output destination which is arranged at a position shifted from a position optically conjugate with the microphone opening mirror array 74, receives light at any position on the light receiving surface and converts the first-order diffracted light.
  • Each of the wavelengths 11, ⁇ 12, ⁇ 13,... is associated with one of the optical fibers among the multiple optical fibers 1, 2, '', and 8 at the output port. .
  • each of the light receiving sensors 93, 95 has its light receiving surface divided into a plurality of areas, and an area number is assigned to each area. Have been done.
  • the light-receiving sensor 93 for detecting wavelength which region number 1, 2,... Receives light, and what is the wavelength of the light is related. For example, light received at region number 8 has a wavelength of 01, light received at region number 19 has a wavelength of 02, light received at region number 30 has a wavelength of 103, and so on. Is related to.
  • the light receiving sensor 95 for detecting the output destination for each of the wavelengths; L01, ⁇ 02, ⁇ 3,..., When the region number 1, 2,. It is related to which output port (optical fiber 1, 2, ..., 8) the 0th order diffracted light enters. For example, for light having a wavelength of 101, if it is received in region number 5, a first-order diffracted light of this wavelength; 101 will be incident on the eighth optical fiber 8 (ie, the eighth output port).
  • the eighth optical fiber 8 ie, the eighth output port
  • the light of wavelength ⁇ 2 is received in area number 18
  • the first-order diffracted light of this wavelength ⁇ 2; L12 enters the sixth optical fiber 6 (that is, the sixth output port), and the light of wavelength;
  • the first-order diffracted light ⁇ 13 for this 0 3 is incident on the third optical fiber 3 (that is, the third output port).
  • Such a relationship between the position of the light receiving surface and the wavelength and a relationship between the position of the light receiving surface and the output destination are checked in advance, and these are stored as a table in the control unit 94 (FIG. 21). .
  • the control unit 94 when the control unit 94 receives a signal indicating that light is received in the area number 19, for example, from the light receiving sensor 93 for detecting a wavelength, the control unit 94 executes the table described above. It is recognized that the light having the wavelength of 102 is received by reference. Further, it recognizes the intensity of the light of wavelength: 02 from the received light intensity. Further, when a signal indicating that the light is received in the area number 18 is received from the light receiving sensor 95 for detecting the output destination, as shown in FIG. 22, the first-order diffracted light wavelength 12 of the light of wavelength 0 2 is changed. It recognizes that it has entered the sixth optical fiber 6 (that is, the sixth output port).
  • the control unit 94 supposes that, from the outside, an instruction that “the first-order folded light wavelength ⁇ 12 for the light of wavelength ⁇ 02 should enter the eighth output port” In the case where it is received, as described above, when it is recognized that the first-order diffracted light wavelength 12 for the light of wavelength: 02 has entered the sixth output port, it is determined that the output destination port is shifted. Then, for the mirror driver 75 of the beam steering mechanism (73 to 75), the wavelength; 2 of the plurality of micromirrors constituting the micromirror array 74 is received. The driving amount for the micromirror 7 4 b (FIG. 18) is output. The mirror driver 75 drives the microphone opening mirror 74 b receiving the wavelength 2 according to the driving amount.
  • the control unit 94 when the control unit 94 receives a signal indicating that light is received in the area number 17 from the light receiving sensor 95 for output destination detection, the first-order diffracted light wavelength ⁇ 1 2 Recognizes that the light has entered the seventh output port, determines that the output destination port is still misaligned, and outputs the driving amount to the mirror driver 75.
  • the control unit 94 finally receives a signal indicating that the light is received in the area number 16 from the light receiving sensor 95 for detecting the output destination, and obtains the first-order diffracted light wavelength for the light of wavelength ⁇ 02;
  • the drive amount is output to the mirror driver 75 until it recognizes that 12 has entered the eighth output port.
  • the “output destination detecting means” described in the claims includes a light receiving sensor 95 for output destination detection and a part of the control unit 94 (that is, based on an output from the light receiving sensor 95). And the part that recognizes the output destination).
  • the “wavelength detecting means” described in the claims includes a light receiving sensor 93 for detecting a wavelength and a part of the control unit 94 (that is, a part that recognizes a wavelength based on an output from the light receiving sensor 93). It is composed of
  • the third embodiment among the light passing through the transmission type grating 72, the first-order diffracted light transmitted to the optical fibers 1, 2,..., 8 at the output port;
  • the zero-order diffracted light ⁇ , 102, 03,..., which is essentially not used, instead of 13,... the output destination of the inverse dispersion double spectrometer 70 is confirmed.
  • the light incident on fibers 1, 2, ..., 8 is not impaired. In other words, light can be used effectively and monitoring can be performed efficiently.
  • the original output light L11, ⁇ 12 indirectly utilizing the original output light ⁇ ⁇ ,, ⁇ ⁇ 2, ⁇ 3,. Since the output destination of ⁇ 13, ... is controlled by feedback, it is possible to guide the output light 111, 112, 113, ... to the target output port extremely accurately.
  • spectrum information of the 0th-order diffracted light passing through the transmission type grating 72; 101, 102, 103,... Is monitored by the spectrum monitor (91, 92, 93). be able to.
  • the direction deviating from this optical path the output optical path until the light taken in from the optical fiber 9 at the input port is guided to the optical fibers 1 to 8 at the output port
  • the unnecessary 0th-order diffracted light 01, ⁇ 02, ⁇ 03, ... generated in the sample is captured and the spectrum information is monitored, so that the light output from the inverse dispersion double spectrometer 90 is not lost. .
  • light can be used effectively and monitoring can be performed efficiently.
  • the beam steering operation is performed using the micromirror array 74, the light quantity loss (insertion loss) in the inverse dispersion type double spectrometer 90 can be suppressed to a small value. Therefore, beam steering operation and spectrum information monitoring Can be performed efficiently.
  • any one of the optical fibers 1 to 8 of the output port is a discarded optical fiber, and light having a specific wavelength is incident on the discarded optical fiber. If it is controlled in such a way that light of a specific wavelength does not enter any output optical fiber, the attenuation operation can be performed easily without special equipment. .
  • the seventh output port is an optical fiber that discards extra light.
  • the MEMS mirror position (tilt angle of the micromirror) at which the output from the area number 5 of the light receiving sensor 95 for detecting the output destination shown in Fig. 25 becomes the highest is the force S, and the transmission efficiency is the best. Then, from here, the MEMS mirror is shifted toward the seventh output port, and the position of the MEMS mirror at which the outputs from the area number 5 and the area number 6 become equal is -3 dB.
  • the MEMS mirror can be controlled by measuring the ratio of the output from the area number 5 to the output from the area number 6 and the output value from the eighth output port in advance and storing the correspondence between them. At this time, the optical fiber of the seventh output port needs to be terminated so that the reflected light of the discarded light does not return.
  • a plurality of output optical fibers 1, 2,..., 8 shown in FIG. 22 become input optical fibers, and one input optical fiber 9 becomes an output optical fiber. Since the form and the traveling direction of the light in the optical path are only reversed, if the relationship shown in Fig. 25 is grasped for each of a plurality of input optical fibers, Light can be accurately incident on one output optical fiber.
  • the wavelength of the transmitted light may be slightly shifted, for example, ⁇ ⁇ + ⁇ . If there is no deviation, in order to output to the eighth output port, the MEMS mirror may be controlled so that the output of the area number 5 of the light receiving sensor 95 for detecting the output destination becomes the highest. However, if the wavelength is shifted by ⁇ , the area where the light on the light receiving sensor 95 hits is shifted in proportion to the shift amount, so that although the light is correctly output to the eighth output port, for example, However, in addition to the area number 5, the area number 4 will also output some output. If this is controlled so that the output value of area number 5 becomes the highest as in the normal procedure, the output will leak slightly to the seventh output port. This causes crosstalk, which is not good for optical communication systems.
  • the output from the light receiving sensor 93 for wavelength detection is also output from the area number 8 and a small output is obtained from the area number 7.
  • the MEMS mirror can be adjusted to a correct position by detecting the amount of wavelength deviation and correcting the output from the light receiving sensor 95 for detecting the output destination.
  • the first wavelength dispersion means (dispersion means) and the second wavelength dispersion means (combining means) as components of the inverse dispersion type double spectrometer 90 are transmitted through.
  • the type grating 72 is used, the present invention is not limited to this.
  • a reflective grating may be used, or a grism combining a grating and a prism may be used.
  • each of the light receiving sensors 93 and 95 is one in which light receiving elements are arranged one-dimensionally.
  • a two-dimensional light receiving sensor in which light receiving elements are arranged two-dimensionally is used. May be used. If a two-dimensional light-receiving sensor is used as the light-receiving sensor 95 for detecting the output destination, in addition to the positional deviation in the direction in which the optical fibers are lined up, the output light has a direction perpendicular to this direction. Positional deviations can also be recognized.
  • the 0th-order diffracted light from the transmission grating 72 is used as the monitoring light, but any light of a diffraction order other than the light of the diffraction order used as output light may be used. Basically, light of any order may be used as light for monitoring.
  • light can be monitored without losing the amount of light on the optical path.

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Abstract

本発明は、波長分散素子を用いた光学装置（例えば逆分散型二重分光器など）において、その装置に入力する光や装置から出力された光の光路（すなわち本光路）上での光量を損失することなく光をモニタできるようにすることを目的とする。そのため、複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段１１と、入力光をコリメートして平行光Ｌ１を射出するコリメート手段１２と、平行光に対して少なくとも１回の波長分散作用を与えることにより出力用の第１の回折光Ｌ７を生成する波長分散手段１３と、平行光Ｌ１から第１の回折光Ｌ７が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、第１の回折光を出力する出力手段１８,１９と、波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、出力光路から外れた方向に発生する第２の回折光Ｌ８のスペクトル情報をモニタするモニタ手段２０,２１とを備える。

Description

明細書 光学装置、 モニタ装置、 逆分散型二重分光器、 および、
逆分散型二重分光器の制御方法 技術分野
本発明は、 グレーティングやプリズム、 またはグリズム （グレーティングとプ リズムを合体させたもの） などの波長分散素子を用いた光学装置、 モニタ装置、 逆分散型二重分光器、 および、 逆分散型二重分光器の制御方法に関し、 特に、 波 長分割多重 (WD M)方式の光通信分野での使用に好適な光学装置、 モニタ装置、 逆分散型二重分光器、 および、 逆分散型二重分光器の制御方法に関する。 背景技術
光力プラを用いて光の一部をタッビングし、 この一部の光をモニタする技術が 知られている （例えば、 波平宜敬 著 「D WD M光測定技術」 （株） ォプトロ二 タス社出版 平成 13年 3月 10日発行 P 9 5参照） 。 また、波長分散素子を用い た光学装置 （例えば逆分散型二重分光器など） では、 この装置に入力する光や装 置から出力された光の光路 （すなわち本光路） 上に光力ブラを配置して、 光力プ ラでタッビングされた一部の光をモニタしている。
しかしながら、 上記の技術 （光タップ） を利用する場合、 本光路上の一部の光 をモニタ光として利用するため、 光の利用効率が悪いという問題があった。 発明の開示
本発明の目的は、 本光路上での光量を損失することなく光をモニタできる光学 装置、 モニタ装置、 逆分散型二重分光器、 および、 逆分散型二重分光器の制御方 法を提供することにある。
本発明の光学装置は、 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力 手段と、 前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、 前記 平行光に対して少なくとも 1回の波長分散作用を与えることにより出力用の第 1 の回折光を生成する波長分散手段と、 前記平行光から前記第 1の回折光が生成さ れるまでの出力光路の延長上に配置され、 前記第 1の回折光を出力する出力手段 と、 前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、 前記出力光路から外れた方 向に発生する第 2の回折光のスぺク トル情報をモニタするモニタ手段とを備えた ものである。
好ましくは、 本発明の光学装置は、 前記波長分散作用ごとに発生する回折光の うち、 前記出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも 1つに対して所定の操 作を施す光操作手段と、 前記モニタ手段によりモニタされたスぺク トル情報に基 づいて、 前記光操作手段を制御する制御手段とを備えたものである。
本発明の逆分散型二重分光器は、 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射 出する入力手段と、 前記入力光に対して、 第 1の波長分散作用を与える第 1の波 長分散手段と、 前記第 1の波長分散手段から発生する回折光のうち、 0次回折光 とは異なる回折次数の第 1の回折光に対して、 所定の操作を施す光操作手段と、 前記光操作手段による操作後の光に対して、 前記第 1の波長分散作用とは逆向き の第 2の波長分散作用を与える第 2の波長分散手段と、 前記第 2の波長分散手段 から発生する回折光のうち、 前記複数の波長域に含まれる全ての波長要素が合波 されて同一像を形成し得る第 2の回折光を出力する出力手段と、 前記第 1の波長 分散手段から発生する回折光のうち、 前記 0次回折光および前記第 1の回折光と は異なる回折次数の第 3の回折光のスぺク トル情報と、 前記第 2の波長分散手段 から発生する回折光のうち、 前記第 2の回折光とは異なる回折次数の第 4の回折 光のスぺクトル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手段とを備えたもの である。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記モニタ手段によるモニタ結 果に基づいて、 前記光操作手段を制御する制御手段をさらに備えたものである。 好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記入力手段が、 単数線のォプ ティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイバパンドルからなる入力ポ ートを含み、 前記出力手段が、 単数線のオプティカルファイバまたは複数線のォ プティカルファイババンドルからなる出力ポートを含むものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光に対してアツテネーション操作を施すァッテネータである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスぺク トル像を形成し、 該複 数のスぺクトル像ごとに前記ァッテネーション操作を施すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 複数のマイ クロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を含み、 前記複数のマイクロミラー の各々により前記複数のスぺク トル像の各々に前記アツテネーション操作を施す ものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光に対してビームステアリング操作を施すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスぺク トル像を形成し、 該複 数のスぺクトル像ごとに前記ビームステアリング操作を施すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 複数のマイ クロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を含み、 前記複数のマイクロミラー の各々により前記複数のスぺク トル像の各々に前記ビームステアリング操作を施 すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光に対してアツテネーション操作とビームステアリング操作とを施すもので ある。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 前記第 1の 回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスぺク トル像を形成し、 該複 数のスぺクトル像ごとに前記アツテネーシヨン操作と前記ビームステアリング操 作とを施すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記光操作手段が、 複数のマイ クロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を含み、 前記複数のマイクロミラー の各々により前記複数のスぺク トル像の各々に前記アツテネーション操作と前記 ビームステアリング操作とを施すものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記出力手段が、 複数のォプテ ィカルファイバからなる出力ポートを含み、 前記光操作手段が、 前記波長域の異 なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させるもの である。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記出力手段が、 少なくとも 1 つのオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、 前記光操作手段が、 前記 波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射 させる、 または入射させないものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記入力手段の端部と、 前記第 1の波長分散手段と、 前記光操作手段と、 前記第 2の波長分散手段と、 前記モニ タ手段と、 前記出力手段の端部とが、 1つの筐体にパッケージされているもので める。
好ましくは、 本発明の光学装置は、 前記入力手段の端部と、 前記波長分散手段 と、 前記光操作手段と、 前記モニタ手段と、 前記出力手段の端部とが、 1つの筐 体にパッケージされているものである。
本発明のモニタ装置は、 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入 力手段と、 前記入力光に対して波長分散作用を与える第 1の波長分散手段と、 前 記波長分散作用を受けた光を、 その波長域毎に配置された複数の受光面で受け、 該受光面毎に角度を調整して、 波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビー ムステアリング手段と、 前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域 毎の光に対して、 前記波長分散作用とは逆向きの波長分散作用を与える第 2の波 長分散手段と、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうちの所定 の回折次数の光を、 前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて 出力させる出力手段と、 を備えた逆分散型二重分光器のモニタ装置において、 前 記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち前記所定の回折次数とは 異なる回折次数の光の光路中であって、 前記ビームステアリング手段の前記受光 面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置された出力先検知用の受光面を有 し、 該出力先検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、 前記波長域毎 の光の出力先を検知する出力先検知手段を備えたものである。
好ましくは、 本発明のモニタ装置は、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用 を受けた光のうち、 前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光を 2つの光路に 分離する光路分離手段と、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光の うち、 前記所定の回折次数とは異なる回折次数の光の光路中であって、 前記ビー ムステアリング手段の受光面と光^^的に共役な位置に配置された波長検知用の受 光面を有し、 該波長検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、 前記出 力手段に出力される光の波長を検知する波長検知手段とを備え、 前記光路分離手 段は、 分離した一方の光路の光を前記出力先検知用の受光面に導き、 他方の光路 の光を前記波長検知用の受光面に導くものである。
好ましくは、 本発明のモニタ装置は、 前記出力先検知手段は、 前記出力先検知 用の受光面のうちのどの位置で受光すると、 前記出力手段のどの位置に出力され るかが.前記波長域毎に予め対応付けられており、 該対応付けに基づいて光の出力 先を検知するものである。
本発明の逆分散型二重分光器は、 上記したモニタ装置と、 前記モニタ装置の前 記出力先検知手段からの出力に応じて、 前記ビームステアリング手段の前記受光 面毎の角度を制御する制御手段とを備えたものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記出力手段は、 複数のォプテ ィカルファイバからなる出力ポートを備え、 前記出力先検知手段は、 前記出力 先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、 前記出力ポートのうちのどの オプティカルファイバに出力するかが前記波長域毎に対応付けられており、 前記 制御手段は、 前記出力先検知手段からの出力に応じて、 前記波長域毎の各々の光 力 前記出力ポートのうちの目的のオプティカルファイバに入射するように、 ま たは、 複数のオプティカルファイバの何れにも到達しないように、 前記ビームス テアリング手段を制御するものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器は、 前記出力手段は、 1つのォプテ ィカルファイバからなる出力ポートを備え、 前記出力先検知手段は、 前記出力先 検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、 前記出力手段に到達する光が前 記オプティカルファイバに入力するかが、 波長域毎に対応付けられており、 前記 制御手段は、 前記出力先検知手段からの出力に応じて前記波長域毎の光が前記ォ プティカルファイバに入射するように、 または、 該オプティカルファイバに入射 しないように、 前記ビームステアリング手段を制御するものである。
本発明の逆分散型二重分光器の制御方法は、 複数の波長域からなる入力光を自 由空間に射出する入力手段と、 前記入力光に対して波長分散作用を与える第 1の 波長分散手段と、 前記波長分散作用を受けた光を、 その波長域毎に配置された複 数の受光面で受け、 該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の 方向に向けるビームステアリング手段と、 前記ビームステアリング手段で方向付 けられた波長領域毎の光に対して、 前記波長分散作用とは逆向きの波長分散作用 を与える第 2の波長分散手段と、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受け た光のうちの所定の回折次数の光を、 前記ビームステアリング手段の前記受光面 毎の角度に応じて出力させる出力手段と、 を備えた逆分散型二重分光器の制御方 法において、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち前記所定 の回折次数とは異なる回折次数の光の、 前記ビームステアリング手段の受'光面と 光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用の受光面での 前記波長領域毎の光の入射位置を検出し、 前記出力先検知用の受光面での光の入 射位置に応じて、 前記ビームステアリング手段を制御するものである。
好ましくは、 本発明の逆分散型二重分光器の制御方法は、 前記第 2の波長分散 手段で波長分散作用を受けた光のうち、 前記所定の回折次数とは異なる回折次数 の光を 2つの光路に分離し、 分離された一方の光路の光を前記出力先検知用の受 光面に導き、 分離された他方の光路の光を前記ビームステアリング手段の受光面 と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面に導き、 前記出力先検知 用の受光面での光の入射位置および前記波長検知用の受光面での光の入射位置に 応じて、 前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を制御するものであ る。 図面の簡単な説明
図 1は、 逆分散型二重分光器 1 0の全体構成を示す斜視図である。
図 2は、 エルビウム添加ファイバアンプ（E D F A)の概略構成を示すプロック 図である。
図 3は、 グレーティング 1 3による 1回目の波長分散作用と "グレーティング 1 3からマイクロミラーアレイ 1 5への光路" を説明する図である。
図 4は、 マイクロミラーアレイ 1 5の構成とスぺク トル像 A Ι,Α 2,·''，Αηを 説明する図である。
図 5は、 グレーティング 1 3とマイクロミラーアレイ 1 5 (初期状態のマイク 口ミラー 1 5 a) との間の光路を側方から見た図である。
図 6は、マイクロミラー 1 5 aの初期状態（a)と傾斜状態（b)を説明する図であ る。
図 7は、 グレーティング 1 3による 2回目の波長分散作用と "マイクロミラー アレイ 1 5からグレーティング 1 3への光路" と "グレーティング 1 3から 1次 元アレイセンサ 2 1への光路" を説明する図である。
図 8は、 グレーティング 1 3とマイクロミラーアレイ 1 5 (傾斜状態のマイク 口ミラー 1 5 a) との間の光路を側方から見た図である。
図 9は、 1次元アレイセンサ 2 1の構成とスぺク トル像 B Ι,Β 2,···,Β ηを説 明する図である。
図 1 0は、 逆分散型二重分光器 50の全体構成を示すブロック図である。
図 1 1は、 1回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3から発生する不要 な回折光 L 1 0を説明する図である。
図 1 2は、 逆分散型二重分光器 5 5の全体構成を示すブロック図である。
図 1 3は、 複数に分解された操作後の光 L 5-1, L 5-2，···， L 5 -η と、 2回目の 波長分散作用によりグレーティング 1 3から発生する波長多重光 L 7-l,L 7-2, ••',L 7 -nおよび 0次の回折光 L 8-1, L 8-2,---,L 8-nを説明する図である。
図 14は、 逆分散型二重分光器 60の全体構成を示すプロック図である。
図 1 5は、 パッケージングされた逆分散型二重分光器の構成を説明するプロッ ク図である。
図 1 6は、第 2実施形態の逆分散型二重分光器 70の全体構成を示す図である。 図 1 7は、 逆分散型二重分光器 70における光路を説明する図である。
図 1 8は、 逆分散型二重分光器 70のマイクロミラーアレイ 74による光路変 化を説明する図である。
図 1 9は、 逆分散型二重分光器 70の受光センサ 77に入射する光の様子を説 明する図である。
図 2 0は、 光学装置 8 0の全体構成を示す図である。
図 2 1は、第 3実施形態の逆分散型二重分光器 9 0の全体構成を示す図である。 図 2 2は、 逆分散型二重分光器 9 0における光路を説明する図である。
図 2 3は、逆分散型二重分光器 9 0の受光センサ 9 3 , 9 5に入射する光の様子 を説明する図である。
図 2 4は、 受光センサ 9 3 , 9 5での 0次回折光; 0 2の受光状況を示す説明図 である。
図 2 5は、 波長検知用の受光センサ 9 3における受光領域と波長との関係、 お よび出力先検知用の受光センサ 9 5における受光領域と出力先ポート番号との関 係を示す説明図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第 1実施形態）
ここでは、 逆分散型二重分光器を例に説明する。 逆分散型二重分光器は、 迷光 低減に優れた分光器として知られ、 逆分散型ダブルモノクロメータまたは零分散 分光器と呼ばれることもある。 この逆分散型二重分光器では、 入力光に対して 2 回の波長分散作用 （互いに逆向き） を順に与えると共に、 1回目の波長分散作用 を受けた後で 2回目の波長分散作用を受ける前の回折光に対して、 何らかの操作 (例えば第 1実施形態ではァッテネーション操作） を施している。 なお、 操作後 の光は、 2回目の波長分散作用を受けた後、 逆分散型二重分光器の外に出力され る。 出力光のスぺク トルは、 上記した操作の内容に応じて変化し得る。
第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0は、 図 1に示すように、 入力ポートの オプティカルファイバ 1 1と、 コリメータ 1 2と、 グレーティング 1 3と、 アツ テネータ（1 4〜 1 7 )と、 集光光学系 1 8と、 出力ポートのオプティカルフアイ ノ 1 9と、 スペク トルモニタ（2 0 , 2 1 )と、 プロセッサ 2 2と、 ドライ ノ 2 3と で構成されている。
この逆分散型二重分光器 1 0は、 波長分割多重 (WDM)方式の光通信システム において、例えば図 2のエルビウム添加ファイバアンプ（EDF A)に組み込まれ、 そのゲインを平坦化させるための装置、 つまり、 ダイナミックゲインイコライザ (DGE)として動作する。 EDFAには、 逆分散型二重分光器 1 0の他、 ェルビ ゥム添加ファイノ （EDF)3 1,3 2と光合波器 3 3と光分波器 34と光アイソレ ータ 3 5,3 6と励起光源 3 7,38が設けられている。
そして、 逆分散型二重分光器 10は、 入力ポートのオプティカルファイバ 1 1 の入射端面 (不図示)が ED F 3 1に接続され、 出力ポートのオプティカルフアイ パ 1 9の射出端面 (不図示)が EDF 3 2に接続されている。 この逆分散型二重分 光器 1 0では、 EDF 3 1からオプティカルファイバ 1 1に対し、 波長域の異な る多種類の光が多重化された状態で入力され （波長多重光） 、 後述のアツテネー ション操作後の波長多重光がオプティカルファイバ 1 9から EDF 32に対して 出力される。 本明細書における "波長域" の波長幅は極めて狭く、 各々の波長域 の光をほぼ単色光として捉える。
ここで、 図 1に示す逆分散型二重分光器 1 0の各構成要素（ 1 1〜 23 )の配置 や機能について説明する。 ちなみに、 逆分散型二重分光器 10は、 ハードウェア としては 1台の分光器の中で光路を二重に巡らすことにより、 逆分散型二重分光 器として機能させる構成となっている。
入力ポートのオプティカルファイバ 1 1 (請求項 1の「入力手段」 に対応） は、 単数線であり、 EDF 3 1からの波長多重光を逆分散型二重分光器 10の内部に 取り込むための部材 （例えばシングルモードファイバ） である。 逆分散型二重分 光器 1 0の内部は自由空間であり、 オプティカルファイバ 1 1によって、 EDF 3 1からの波長多重光が自由空間に射出される。 オプティカルファイバ 1 1の射 出端面のコアの直径は例えば 1 0 μπιである。
コリメータ 1 2 (請求項 1の 「コリメート手段」 に対応） は、 オプティカルフ アイバ 1 1の NA (開口数）に対して最適化された正の焦点距離を有する。 コリメ ータ 1 2は、 オプティカルファイバ 1 1の射出端面からの波長多重光をコリメ一 トして、 グレーティング 1 3に導くための光学素子 （入力インターフェース部） である。
オプティカルファイバ 1 1とコリメータ 1 2 (総じて請求項 3の 「入力手段」 に対応） は、 オプティカルファイバ 1 1の射出端面がコリメータ 1 2の焦点位置 と一致するように配置されている。 このため、 オプティカルファイバ 1 1とコリ メータ 1 2を介して取り込まれた波長多重光 L i (請求項の 「入力光」 に対応） は、 平行光となる。 波長多重光 L 1の主光線はコリメータ 1 2の光軸 1 2 a (図 3) に一致する。 以下の説明では、 波長多重光 L 1に含まれる複数の波長域を L Ι,λ 2,···, λ ηとする。
グレーティング 1 3は、 多数の直線溝が等間隔で 1次元配列された反射型の平 面回折格子である。 直線溝の配列方向は、 グレーティング 1 3の波長分散方向に 相当する。 また、 グレーティング 1 3の格子定数は使用波長域の数倍程度に大き く、 比較的偏光特性が小さく、 高次回折光にブレーズされている （いわゆるェシ エノレグレーティング) 。
このグレーティング 1 3は、 オプティカルファイバ 1 1とコリメータ 1 2を介 して取り込まれた波長多重光 L 1に対して、 第 1の波長分散作用を与える。 その 結果、 グレーティング 1 3から様々な方向に回折光が発生する。 グレーティング 1 3から発生する全ての回折光は、 グレーティング 1 3の直線溝に垂直な面 （以 下 「基準面」 という） に平行である。
グレーティング 1 3から発生する回折光のうち、 図 1に示した回折光 L 2は、 後述するアツテネータ（14〜1 7)の方向に発生した一部の回折光 （0次回折光 とは異なる回折次数の回折光) (ブレーズが最も強い回折次数の回折光) (例えば 1 次回折光） であり、 請求項の 「第 1の回折光」 に対応する。 回折光 L 2の主光線 は、 図 3に示すように、 波長域； I Ι,λ 2,···,λ ηごとに回折角度が少しずつ異な つている（分波)。 各波長域 λ Ι,λ 2,··',λ ηの主光線の分岐点を "C" とする。 なお、 グレーティング 1 3には、 後述のアツテネータ（14~ 1 7)によるアツ テネーシヨン操作後の光 L 5 (図 1) も入射する。 この光 L 5に対して、 グレー ティング 1 3は、 第 1の波長分散作用 （波長多重光 L 1に与えた作用） とは逆向 きの第 2の波長分散作用を与える。 この場合にも、 グレーティング 1 3から基準 面に平行な様々な方向に回折光が発生する。
2回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3から発生する回折光のうち、 図 1に示した回折光 L 7は、 後述の集光光学系 1 8の方向に発生した一部の回折 光 （ 0次回折光とは異なる回折次数の回折光) (ブレーズが最も強い回折次数の回 折光) (例えば 1次回折光）である。また回折光 L 8は、後述のスぺクトルモニタ（2 0,21)の方向に発生した一部の回折光 （回折光 L 7とは異なる回折次数の回折 光) (例えば 0次回折光） である。
これら 2回目の波長分散作用に関わる光 （アツテネーシヨン操作後の光 L 5と 回折光 L 7,L 8) については後で詳細に説明する。 回折光 L 7，L 8は、 各々、 請求項の「第 2の回折光」，「第 4の回折光」 に対応する。第 1実施形態において、 グレーティング 1 3は、請求項の「第 1の波長分散手段」，「第 2の波長分散手段」 の双方に対応する。
次に、 アツテネータ（14〜1 7)の説明を行う。 アツテネータ（14〜 1 7)は、 グレーティング 1 3からの回折光 L 2に対してァッテネーション操作を施す光減 衰器であり、 リ レー光学系 14とマイクロミラーアレイ 1 5と トラップミラー 1 6とトラップ 1 7とで構成されている。
リ レー光学系 14は、 正の焦点距離を有し、 回折光 L 2をマイクロミラーァレ ィ 1 5上に集光する。 また、 リ レー光学系 14を通過した後の回折光 L 3の主光 線が、 図 3の通り、 波長域； I 1，λ 2，···，え nごとに平行に並ぶように配置されて いる （テレセントリック系）。 さらに、必要な像範囲で平坦な像が得られ、かつ、 十分に小さいスポット状の単色像が得られるように、 収差補正がなされている。 単色像とは、 任意の単一波長域の光による像のことである。
このリレー光学系 14により、 マイクロミラーァレイ 1 5上には、 図 4に示す ように、 波長域; Ι,λ 2,·-·,λ ηの異なる多数のスぺク トル像 A 1，Α 2,'··, An が波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。 各々のスぺク トル像 A Ι,Α 2,···，Αηは、 単色像であり、 オプティカルファイバ 1 1の射出端 面とほぼ相似なスポット状である。 波長域 I 1,1 2，·''， ηは、 波長多重光 L 1 に含まれていた複数の波長域 （単波長） が分離されたものである。
なお、 リ レー光学系 14に入射する回折光 L 2の光路を側方 （基準面に平行な 方向） から見ると、 図 5(a)に示すように、 リ レー光学系 14の光軸 1 4 aに平 行で且つ光軸 14 aから偏心していることが分かる。 このため、 リ レー光学系 1 4を通過した後の回折光 L 3の光路は、光軸 14 aに対して斜めとなる。これは、 次に説明するマイクロミラーアレイ 1 5で反射した後の光 L 4, L 5が回折光 L
2,L 3と重ならないようにするためである。
マイクロミラーァレイ 1 5は、 図 4に示すように、 複数のマイクロミラー 1 5 aが 1次元的に配列されたアレイ部である （例えば M EMS (Mycro Electro Mechanical Systems) 方式） 。 複数のマイクロミラー 1 5 aは、 全て、 同じ大きさ の平面ミラーである。 マイクロミラー 1 5 aの大きさは、 およそ数 1 0 m角〜 数 1 00 μπι角程度である。
このマイクロミラーアレイ 1 5は、 マイクロミラー 1 5 aの配列方向をスぺク トル像八 ？，…， ^の波長分散方向に揃ぇて、 リレー光学系 14の焦点位置 (スペク トル像 A 1, A 2,'··, Anの形成位置） に配置されている。 また、 マイク 口ミラーァレイ 1 5は、マイクロミラー 1 5 aの大きさがスぺク トル像 A Ι,Α 2.
••·,Αηのスポット径ょり大きく、 かつ、 マイクロミラー 1 5 a どうしの間隔がス ぺクトル像 A 1, A 2,···, Anどうしの間隔 （図 3に示す回折光 L 3の波長域； I 1,
X 2,···,λ ηごとの主光線の間隔） と等しくなるように構成されている。
このため、 マイクロミラーアレイ 1 5の各々のマイクロミラー 1 5 a上には、 スぺク ト< /レ像 A 1 ,Α 2,···, Anの各々が 1つずつ形成されることになる。つまり、 各々のマイクロミラー 1 5 aと各々のスペク トル像 （単色像） は一対一で対応す ることになる。 .
さらに、 個々のマイクロミラー 1 5 aは、 その配列方向に平行な回転軸を中心 として独立に傾斜可能である。 マイクロミラー 1 5 aの傾き角度は、 一定の範囲 内で連続的に可変であり、 ドライバ 23からの駆動信号に応じて調整される。 な お、 個々のマイクロミラー 1 5 aの回転軸は、 反射面に平行であり、 互いに平行 である。
以下の説明では、 マイクロミラー 1 5 aの反射面がリレー光学系 14の光軸 1 4 aに対して垂直である状態を 「初期状態」 、 光軸 14 aに対して傾いた状態を 「傾斜状態」 という。
全てのマイクロミラー 15 aが初期状態のとき （これをマイクロミラーアレイ 1 5の初期状態という） 、 図 6 (a)に示すように、 全てのマイクロミラー 1 5 a の反射面が同一平面上に並ぶ。 この同一平面もリレー光学系 14の光軸 14 aに 対して垂直である。 そして、 ドライバ 23からの駆動信号に応じて、 1つ以上の マイクロミラー 1 5 aが傾けられると、 各々の反射面は図 6(b)に示すような凹 凸状態となる。
ここで、 マイクロミラーアレイ 1 5が初期状態のときに （図 6 (a)参照） 、 マ イク口ミラーアレイ 1 5で反射した後の光 L 4 (以下 「反射光 L 4」 という） に ついて説明する。 前述のように、 マイクロミラーアレイ 1 5に入射する回折光 L 3は、 主光線が波長域; Ι,λ 2,···,;ΐ nごとに平行であり、 上方から見ると（図 3 参照)、 マイクロミラー 1 5 aに対して垂直方向から入射する。 また、側方から見 ると（図 5(a)参照)、 マイクロミラー 1 5 aに対して斜め方向から入射する。
このため、 初期状態のマイクロミラーアレイ 1 5からの反射光 L 4は、 主光線 が波長域 λ Ι,λ 2,-,λ ηごとに平行であり、上方から見ると（図 7参照)、マイク 口ミラー 1 5 aから垂直方向に射出する。 また、 側方から見ると（図 5(a)参照)、 マイクロミラー 1 5 aから斜め方向に射出する。
ここで、 図 5(b)に示すように、 マイクロミラー 1 5 aに対して回折光 L 3の 主光線が入射するときの角度を 0。とする。 角度 0。の基準はリレー光学系 14の 光軸 14 aである。 また、 マイクロミラー 1 5 aから反射光 L 4の主光線が射出 するときの角度を 8 とする。 角度 Θ の基準も光軸 14 aである。 マイクロミラ 一 1 5 aが初期状態のとき、 回折光 L 3の主光線の入射角度 0。と反射光 L 4の 主光線の射出角度 Θ は一致する。
そして、 この反射光 L 4は、 後述のトラップミラー 1 6でケラレることなくリ レー光学系 14に戻り （図 5(a)の状態） 、 リレー光学系 14を再通過した後 （光 L 5) 、 グレーティング 1 3上に集光される。 このとき、 光 L 5の主光線は、 図 7に示すように、 波長域 I Ι,λ 2,-·,λ ηごとにグレーティング 1 3に対する入 射角度が少しずつ異なっている。
ただし、光 L 5の波長域; L Ι,λ 2,···,λ ηのうち任意の波長域； k(k = 1〜n) の主光線と、 上述した回折光 L 2 (図 3) の波長域 λ 1，λ 2,···,λ nのうち任意 の波長域 I kの主光線とを比較すると、 つまり、 同じ波長域 I kどうしで主光線 を比較すると、 グレーティング 1 3への光 L 5の入射角度は、 グレーティング 1 3からの回折光 L 2の回折角度に等しい。 また、 光 L 5の各波長域； I Ι,λ 2,···, λ ηの主光線は、 共通の点 Dに集合する。 この集合点 Dは、 回折光 L 2の各波長 域 λ Ι,λ 2,·-,λ ηの主光線の分岐点 Cと共役である。
次に、 マイクロミラーアレイ 1 5のうち 1つ以上のマイクロミラー 1 5 a力 Sド ライバ 23からの駆動信号に応じて傾けられたとき （図 6(b)参照） 、 その傾斜 状態のマイクロミラー 1 5 aから射出される反射光 L 4について説明する。 マイ クロミラー 1 5 aが傾斜状態であっても、 上方から見た様子 （図 7参照） は初期 状態と同じである。
し力、し、 側方から見た様子 （図 8(a)参照） 力 初期状態 （図 5(a)参照） から 変化する。 つまり、 マイクロミラー 1 5 aが傾斜状態 （図 8 (a)参照） のとき、 反射光 L 4は初期状態 （図 5 (a)参照） のときよりもさらに下方に射出する。 そ して、 反射光 L 4の主光線 （図 8(b)) の射出角度 は、 回折光 L 3の主光線の 入射角度 0。より.大きくなる。 このため、 トラップミラー 1 6に到達した反射光 L 4の一部 （図 8(c)のハツチング部を参照） は、 トラップミラー 1 6でケラレ ることになる。
トラップミラー 1 6は、 マイクロミラーアレイ 1 5とリレー光学系 14との間 に配置され、 使用波長域の光を吸収可能な物質 （例えば NDフィルタ） の表面を 研磨して平面ミラーに仕上げたものである。 トラップミラー 1 6の反射面には、 反射防止コートが施されている。
このため、 傾斜状態のマイクロミラー 1 5 aから射出してトラップミラー 1 6 に入射した一部の光 （図 8(c)のハッチング部） は、 その大部分のエネルギーが ここで吸収消失する。 そして僅かな光 L 6 (図 8(a)) のみがトラップミラー 1
6を経てトラップ 1 7に到達する。
トラップ 1 7は、 トラップミラー 1 6と同一物質および同一仕上げの平面ミラ 一を 2枚、 くさび型に配置したものである。 トラップ 1 7の反射面には反射防止 コートを施しても施さなくても構わない。 何れにしても、 トラップ 1 7に到達す る光 L 6は僅かであり、 この光 L 6を外に逃がすことなくほぼ完全に吸収消失さ せることができる。
このように、 マイクロミラー 1 5 aの傾き角度を初期状態から変化させた状態 で、 反射光 L 4の一部 （図 8(c)のハッチング部） に対してトラップミラー 1 6 によるケラレを故意に発生させ、 トラップミラー 1 6と トラップ 1 7により吸収 消失させるため、 リレー光学系 14を介してグレーティング 1 3に戻る光 L 5の エネルギーを吸収消失の分だけ減衰させることができる。
また、 トラップミラー 16によるケラレ量をマイクロミラー 1 5 aの傾き角度 に応じて自在に変化させることができるため、 トラップミラー 1 6と トラップ 1 7による吸収消失量も、 リレー光学系 14を介してグレーティング 1 3に戻る光 L 5のエネルギーも、 連続的に変化させることができる。
さらに、 複数のマイクロミラー 1 5 aの各々と複数のスぺク トル像 A 1 ,Α 2, ••·,Αη (単色像） の各々とは一対一で対応している （図 4参照） ため、 各々のマ イク口ミラー 1 5 aの傾き角度を独立に変化させることで、 グレーティング 1 3 に戻る光 L 5のエネルギーを波長域 λ Ι,λ 2,-,λ ηごとに独立に変化させるこ とができる。
つまり、 第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0に組み込まれたアツテネータ (1 4〜 1 7)は、 各々のマイクロミラー 1 5 aにより、 各々の波長域 1 , λ 2, "',λ ηごとに （スペク トル像 A 1, A 2,···, Anごとに） 、 アツテネーシヨン操作 を施すものである。 このようなアツテネータ（14〜 1 7)は、 一般にチャネル型 と呼ばれる。 1つのチャネルは 1つの波長域（λ Ι,λ 2,···,λ η)に対応する。 上記 のアツテネータ（14〜1 7)と ドライバ 23とは、 総じて請求項の 「光操作手段」 に対応する。
さて、 アツテネータ（14〜 1 7)によるアツテネーシヨン操作後の光 L 5と、 2回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3から発生する回折光 L 7,L 8 について説明する。
アツテネーシヨン操作後の光 L 5の主光線 （図 7参照） は、 前述のように、 グ レーティング 1 3に対する入射角度が波長域； Ι,λ 2,-,λ ηごとに少しずつ異 なり、 共通の集合点 Dに到達する。 この集合点 Dは、 1回目の波長分散作用によ りグレーティング 1 3から発生した回折光 L 2 (図 3) の各波長域 λ Ι,λ 2,···, λ ηの主光線の分岐点 Cと共役である。
第 1実施形態では、 同一のグレーティング 1 3が分岐点 Cと集合点 Dとで等価 な位置関係となるように配置されている。 このため、 光 L 5がグレーティング 1 3から受ける 2回目の波長分散作用は、 回折光 L 2がグレーティング 1 3から受 けた波長分散作用（グレーティング 1 3が波長多重光 L 1に与えた波長分散作用） とは逆向きとなる。
ここで、 図 3に示すように、 回折光 L 2の任意の波長域; k(k 1〜n)の主 光線がグレーティング 1 3から射出するときの角度を ψ kとする。 角度 φ ΐίの基 準はコリメータ 1 2の光軸 1 2 aである。 角度 φ kは、 コリメータ 1 2からダレ 一ティング 1 3に入射する波長多重光 L 1の主光線と回折光 L 2の波長域; I kの 主光線との成す角度に相当する。
そして、 図 7に示すように、 2回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3 から発生する回折光のうち、 アツテネーシヨン操作後の光 L 5 (波長域 A k) の 主光線との成す角度が、 図 3で説明した角度 φ kに等しい回折光 L 7 (波長域 λ k)の主光線は、全ての波長域； I Ι,λ 2,···,λ ηで、ほぼ 1本の直線方向に重畳 (合 波）される。 回折光 L 7は、 複数の波長域に含まれる全ての波長要素 （λ 1,λ 2, -,λ η) が合波されて同一像を形成し得る光である。
すなわち、 全ての波長域； I Ι,λ 2,···, λ ηの回折光 L 7が多重化された状態と なる。 この多重化後の回折光 L 7 (以下 「波長多重光 L 7」 という） は、 図 3に 示す波長多重光 L 1と同じ太さの平行光であり、 集光光学系 1 8に向かう。 波長 多重光 L 7の主光線は、 集光光学系 1 8の光軸 1 8 aに一致する。 波長多重光 L 7と波長多重光 L 1とは互いに平行である。
集光光学系 1 8 (図 1) は、 出力ボートのオプティカルファイバ 1 9の NAに 対して最適化された正の焦点距離を有する。 集光光学系 1 8は、 グレーティング 1 3からの波長多重光 L 7を集光して、 オプティカルファイバ 1 9の入力端面に 導くための光学素子 （出力インターフェース部） である。
出力ポートのオプティカルファイバ 1 9は、 単数線であり、 入力ポートのォプ ティカルファイバ 1 1と同一仕様のシングルモードファイバである。 ォプティカ ルファイバ 1 9は、 集光光学系 1 8からの波長多重光を図 2に示す EDF 32に 導くための部材である。
集光光学系 1 8とオプティカルファイバ 1 9 (総じて請求項の 「出力手段」 に 対応） は、 オプティカルファイバ 1 9の入射端面が集光光学系 1 8の焦点位置と 一致するように配置されている。 このため、 集光光学系 1 8とオプティカルファ ィバ 1 9を介し、 高い結合効率で、 アツテネータ（1 ：〜 1 7)によるアツテネー シヨン操作後の波長多重光が EDF 3 2に出力される。
一方、 図 7に示すように、 2回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3か ら発生する回折光のうち、 回折次数が 0次の回折光 L 8は、 その主光線の回折角 度が波長域 λ Ι,λ 2,'··, λ nごとに少しずつ異なっている。 ただし、 0次の回折 光 L 8は正反射光であるため、 グレーティング 1 3の法線 1 3 aを基準とした場 合、 回折光 L 8 (波長域え k) の主光線の角度は、 光 L 5 (波長域 A k) の主光 線の角度と等しくなる。
そして、 波長域； Ι,λ 2，···，λ 11の回折光 L 8は、 次に説明するスペク トルモ ニタ（20,2 1)に向かう。 スぺク トノレモ-タ（20, 2 1)は、 グレーティング 1 3 力 ら発生した回折光 L 8のスペク トル情報 （分光特性情報） をモニタする機構で あり、 モニタ光学系 20と 1次元アレイセンサ 2 1とで構成されている （請求項 の 「モニタ手段」 に対応） 。
モニタ光学系 20は、 正の焦点距離を有し、 回折光 L 8を 1次元アレイセンサ 21上に集光する。 また、 モエタ光学系 20を通過した後の回折光 L 9の主光線 1S 波長域 λ Ι, 2,···, λ ηごとに平行に並ぶように配置されている （テレセン トリック系） 。 さらに、 必要な像範囲で平坦な像が得られ、 かつ、 十分に小さい スポット状の単色像が得られるように、 収差捕正がなされている。
このモ タ光学系 20により、 1次元アレイセンサ 2 1上には、 図 9に示すよ うに、 波長域 λ Ι,λ 2,···,λ ηの異なる多数のスぺク トル像 Β Ι,Β 2,··',Β ηが 波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。 各々のスぺク ト ル像 Β Ι,Β 2，···，Β ηは、 単色像であり、 オプティカルファイバ 1 1の射出端面 とほぼ相似なスポット状である。 また、 スペク トル像 Β Ι,Β 2,···,Β ηは、 マイ クロミラーアレイ 1 5上のスペク トル像 A 1, A 2,···, An (図 4) の共役像に相 当する。
1次元アレイセンサ 2 1は、 図 9に示すように、 多数の受光部 2 1 aが 1次元 配列された受光面を有する。 複数の受光部 2 1 aは全て大きさが同じである。 1 次元アレイセンサ 2 1は、 受光部 2 1 aの配列方向 （アレイ方向） をスぺク トル 像 B Ι,Β 2,···,Β nの波長分散方向に揃えて、 その受光面がモニタ光学系 20の 焦点位置 （スペク トル像 B Ι,Β 2,·'·,Β nの形成位置） と一致するように配置さ れている。
また、 1次元アレイセンサ 21は、 受光部 2 1 aの大きさがスぺク トル像 B 1, B 2，'··， B nのスポット径より大きく、 かつ、 受光部 2 1 aどうしの間隔がスぺ クトル像 B Ι,Β 2,···,Β ηどうしの間隔 （図 7に示す回折光 L 9の波長域； Ι,λ 2,-,λ ηごとの主光線の間隔） と等しくなるように構成されている。
このため、 1次元アレイセンサ 2 1の各々の受光部 2 1 a上には、 スぺクトノレ 像 B Ι,Β 2,'··,Β ηの各々が 1つずつ形成されることになる。 つまり、 各々の受 光部 2 1 aと各々のスぺク トル像 （単色像） は一対一で対応することなる。 した がって、 各々の受光部 21 aにより回折光 L 9のエネルギーを波長域； I 1,λ 2, -,λ ηごとに独立に検出することができる。
1次元アレイセンサ 21の各受光部 2 1 aによる検出結果は、 回折光 L 9のス ぺク トル情報を表している。 また、 回折光 L 8のスペク トル情報にも対応する。 このスぺク トル情報は、 スぺク トルモニタ（20,2 1)によるモニタ結果としてプ 口セッサ 22に出力される。
そして、 プロセッサ 22は、 スペク トル情報を演算処理して、 マイクロミラー アレイ 1 5の個々のマイクロミラー 1 5 aの現在の傾き角度を求め、 予め記憶し ている目標の傾き角度との差を波長域 I Ι.,λ 2,···, ΐ ηごとに計算し、 この差を 補正するために必要なマイクロミラー 1 5 aの回転量を求め、 その情報をドライ ソ 2 3に出力する。
ドライバ 23は、 プロセッサ 22からの指示 （個々のマイクロミラー 1 5 aの 回転量の指示値） に基づいて、 アツテネータ（14〜1 7)のマイクロミラーァレ ィ 1 5に駆動信号を出力し、 個々のマイクロミラー 1 5 aを回転させ、 その傾き 角度を変化させる。 プロセッサ 22は、 請求項の 「制御手段」 に対応する。
このように、プロセッサ 22とドライバ 23を介して、スぺクトルモニタ（20, 2 1)によるモニタ結果をアツテネータ（1 4〜 1 7)にフィードパックすること で、 マイクロミラーァレイ 1 5の個々のマイクロミラー 1 5 aを目標の傾き角度 に設定することができる。 マイクロミラー 15 aの目標の傾き角度とは、 アツテネータ（14〜 1 7)によ るアツテネーション操作後の光 L 5の目標減衰量に対応し、 第 1実施形態の逆分 散型二重分光器 1 0から EDF 32に出力される波長多重光 （アツテネーシヨン 操作後） の目標スペク トルに対応する。
このため、 マイクロミラー 1 5 aの目標の傾き角度に代えて、 図 2の EDF 3 2に出力する波長多重光の目標スぺク トルをプロセッサ 2 2内に予め記憶させて も構わない。 目標スペク トルは、 図 2の ED F Aのゲイン特性に応じた最適なス ぺク トルである。
この場合、 プロセッサ22は、 スぺク トルモニタ（20,2 1)からスぺク トル情 報を取得すると、 このスぺク トル情報と目標スぺク トルを比較して、波長域; I 1， λ 2，···，λ nごとに光 L 5の減衰率として必要な値を計算する。 さらに、 光 L 5 の減衰率とマイクロミラー 1 5 aの回転量との既知の相関関係に基づいて、 波長 域 λ Ι,λ 2,-,λ ηごとにマイクロミラー 1 5 aの回転量を求め、 その情報をド ライバ 23に出力する。
なお、 プロセッサ 22がスペク トルモニタ（20,2 1)によるモニタ結果に基づ いてマイクロミラー 1 5 aの回転量を求める際、 マイクロミラー 1 5 aの傾き角 度とオプティカルファイバ 1 9の結合効率 （カップリング効率） との既知の相関 関係も考慮される。 また、 プロセッサ 2 2は、 必要に応じて外部 C PUからの指 令も考慮する。
したがって、スぺク トルモニタ（20,21)によるモニタ結果をアツテネータ（1 ：〜 1 7)にフィードパックすることで、逆分散型二重分光器 1 0から EDF 3 2 に出力される波長多重光 （アツテネーシヨン操作後） のスペク トルを図 2の ED F Aのゲイン特性に応じた最適なものとすることができる。 つまり、 適切な分光 特性のアツテネーシヨン操作を施すことができる。 その結果、 安定した WDM方 式の光通信が可能となる。
スぺクトルモニタ（20,21)によるスぺク トル情報のモニタを常時行うことに より、 図 2の EDF 3 1から入力される波長多重光のスぺクトルが変動しても、 その変動に応じてマク口ミラー 1 5 aの傾き角度を調整し、ァッテネータ（14〜 1 7)によるアツテネーシヨン操作を適切に保つことで、 EDF 32に出力する波 長多重光のスぺク トルを最適な状態に保持できる。
このように、 第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0はダイナミックゲインィ コライザ（D G E )として動作するため、 図 2の E D F A內での分光特性を状況に 応じてリアルタイムで変化させることができ、 4 0 Gbps 以上のビットレ トに おける超長距離伝送システムにおいて、 温度変動などの様々な要因によって発生 するスぺク トル変動が光アンプの許容範囲を超える事態を回避できる。
さらに、マイク口ミラーァレイ 1 5の各々のマイクロミラー 1 5 aにより、'各々 の波長域; I 1 , 2 , ···, λ nごとに （スペク トル像 A 1 ,Α 2 ,'· ·,Α ηごとに） 、 独 立してアツテネーシヨン操作を施すので （チャネル型） 、 厳密なィコライジング が可能となる。
なお、 第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0は、 図 2の E D F Aに限らず、 他の希土類元素 (N dなど）を添加した光アンプ （光増幅器） のゲインを平坦化さ せるために用いることもできる。
また、 第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0をコンベンショナルなフリース ペース光学素子で実現すれば、 導波路型の分光器を用いた場合に比べて格段に温 度特性が安定する。 このため取り扱いが簡単になる。 光通信機器には一般に厳し い環境温度条件の下で作動することが要求されるため、 好適である。 環境温度が 変化した場合でも、 安定した光通信が可能となる。
さらに、第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0では、スぺク トルモニタ（2 0 , 2 1 )を内蔵するため、適切なアツテネーシヨン操作を施すことが可能なだけでな く省スペース化や低コスト化も実現する。
また、 グレーティング 1 3から発生する回折光のうち、 本光路 （波長多重光 L 7 ) とは外れた方向に発生する不要な回折光 L 8 (, L 9 )を取り込んでスぺク トル 情報をモニタリングするため、 逆分散型二重分光器 1 0から出力される波長多重 光の光量を損失することがない。 つまり、 効率よくモニタリングできる。
さらに、マイクロミラーアレイ 1 5を用いてアツテネーション操作を施すので、 逆分散型二重分光器 1 0内での光量損失 （インサーシヨンロス） を小さく抑える ことができる。 このため、 アツテネーシヨン操作とスペク トル情報のモニタリン グを効率よく行うことができる。 また、 逆分散型二重分光器 1 0では、 2回目の波長分散作用によりグレーティ ング 1 3から発生した回折光 L 8 (,L 9)をスぺクトルモニタ（20,2 1)に取り込 むため、 次の効果 《1》，《2》 を奏する。
《1》 逆分散型二重分光器 10から出力される波長多重光のスぺク トルと比 較的類似した出力側のスペクトル情報をモニタリングすることができる。 このた め、 モニタ結果のスぺク トル情報からマイクロミラー 1 5 aの回転量を求める際 の演算が容易になる。
《2》 回折光 L 8(,L 9)の分散を大きく確保できるため、 1次元ラインセン サ 2 1の各々の受光部 2 1 aにより、 確実に、 波長域； I Ι,λ 2,-,λ ηごとの個 別のエネルギーを検出できる。
さらに、 モニタ用のスぺクトル像 Β Ι,Β 2,'··，Β ηを検出する素子として 1次 元アレイセンサ 2 1を用いたので、 多数の波長域え Ι,λ 2，··'，λ ηのスぺク トル 像 Β 1，Β 2,···，Β ηを同時に検出できる。 つまり、波長多重光の波長域； Ι,λ 2, ••·，λ ηごとの強度を簡単に測定 （モニタ） することができる。
また、 アツテネータ（14〜 1 7)におけるリレー光学系 1 4の配置をテレセン トリック系とし、 リレー光学系 14を通過した後の回折光 L 3の主光線が波長域 λ Ι,λ 2 -,λ ηごとに平行に並ぶようにしたので、 マイクロミラー 1 5 aの回 転軸が互いに平行な簡素な構成のマイクロミラーアレイ 1 5を用いることができ る （1軸で制御可能） 。
さらに、 1つのリレー光学系 14で "グレーティング 1 3からマイクロミラー アレイ 1 5への光路" と "マイクロミラーアレイ 1 5からグレーティング 1 3へ の光路" とを兼用したため、 2回目の波長分散作用によってグレーティング 1 3 から発生する本光路の回折光 L 7を精度よく多重化することができる。
また、 アツテネータ（14〜1 7)にトラップ 1 7を設け、 トラップミラー 1 6 で反射した僅かな光 L 6をここで完全に吸収消失させるため、 逆分散型二重分光 器 10内での迷光を確実に防止できる。 このため、 正確なモニタリングが可能と なる。
さらに、 グレーティング 1 3から発生する不要な回折光 L 8によりモニタリン グするので、 アツテネータ（14〜1 7)の構成に拘わらず確実にスぺク トル情報 をモニタすることができる。
すなわち、 マイクロミラーアレイ 1 5に代えて液晶素子を用いた場合でも、 グ レーティング 1 3から発生する不要な回折光 L 8により、 確実にスぺク トル情報 をモニタすることができる。 ちなみに、 この場合のアツテネーシヨン操作は、 液 晶素子の各セルに単色像を対応させ、 セルごとに偏光面を回転させることにより 行われる。
また、 アツテネータ（1 4〜1 7 )をチャネル型の構成に代えてサブバンド型の 構成とした場合でも、グレーティング 1 3から発生する不要な回折光 L 8により、 確実にスペク トル情報をモニタすることができる。 サブバンド型の構成とは、 ス ぺクトル像 A 1 , A 2 , " ·,Α ηから外れた箇所にマイクロミラーアレイ 1 5や液晶 素子を配置し、 複数の波長チャネルからなるサブバンドごとにアツテネーション 操作を施すような構成である。
さらに、 アツテネータ（1 4〜 1 7 )を構成するリ.レー光学系 1 4の配置が非テ レセントリック光学系の場合にも、 トラップ 1 7を省略した場合にも、 グレーテ イング 1 3から発生する不要な回折光 L 8により、 確実にスペクトル情報をモニ タすることができる。
また、 アツテネーシヨン操作を施すアツテネータ（1 4〜1 7 )に代えて、 他の 操作（例えば次に説明する < 1 >やく 2 >や < 3 >など） を施すような機構を設けた場 合にも、 グレーティング 1 3から発生する不要な回折光 L 8により、 確実にスぺ クトル情報をモニタすることができる。
アツテネーシヨン操作以外の操作には、 例えば、 < 1 > 1つのスリ ットを設置し て波長多重光に含まれる 1つの波長域のみを切り出す操作や、 < 2 >複数のスリッ トを設置して波長多重光に含まれる複数の波長域を切り出し合波する操作や、 < 3 >ビームステァリング操作などが考えられる。 ビームステアリング操作を施す 構成例については、 後述の第 2実施形態で具体的に説明する。
このように、 第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0に内蔵されたスぺク トル モニタ（2 0，2 1 )は、 2回の波長分散作用 （互いに逆向き） の間における操作の 形態に拘わらず確実にスぺク トル情報をモニタできるため、 汎用性が向上する。 ここで、 操作対象の光に対してアツテネーシヨン操作を施すように構成され、 かつ、 このアツテネーション操作がマイクロミラーアレイにより施される従来の 逆分散型二重分光器 （例えば特開 2 0 0 2— 1 9 6 1 7 3号公報を参照） との相 違点について説明する。
従来装置では、 適切なアツテネーシヨン操作を行うと共に省スペース化と低コ ス ト化を実現するため、 スペク トル情報のモニタ機構を内蔵することが提案され ている。 また、 従来装置では、 マイクロミラーアレイに入射する光 （操作対象の 光） のスポット径が個々のマイクロミラーより大きく、 スポット径の中に多数の マイクロミラーを 2次元的に含むように設定されている。 このため、 ·スポット径 の中の一部のマイクロミラーを傾斜させて一部の光を本光路外に導く （つまり廃 棄する） ことでアツテネーシヨン操作を行い、 そのとき廃棄された光を取り込む ことでスペクトル情報のモニタを行うことができる （モニタ機構） 。 そして、 傾 斜させるマイクロミラー数の制御がスぺク トル情報に基づいて行われ、 アツテネ ーション操作を実現させている。
しかし、 上記した従来のモニタ機構は、 廃棄された入力光の一部を使ってスぺ ク トラムをモニタリングする手法であるため、 飽くまでも、 （1 )マイクロミラー アレイによりアツテネーション操作を施す、 （2 )マイク口ミラーアレイへの入射 光のビーム径内に多数のマイク口ミラーが含まれるように設定する、 という要件 ( 1 ),( 2 )を満たす逆分散型二重分光器に固有の技術である。 したがって、他の様々 な形態の逆分散型二重分光器、 例えばマイクロミラーアレイ以外の手段によりァ ッテネーシヨン操作を施す形態や、 アツテネーシヨン操作以外の操作を施す形態 など、 要件（1 ),( 2 )を満足しない逆分散型二重分光器に、 上記のモニタ機構を適 用することは困難である。 つまり、 上記のモニタ機構には汎用性に欠けるという 問題があった。
これに対し、第 1実施形態の逆分散型二重分光器 1 0では、既に説明した通り、 内蔵のモニタ機構 （つまりスペク トルモニタ（2 0 , 2 1 )) によって、 2回の波長 分散作用 （互いに逆向き） の間における操作の形態に拘わらず確実にスペク トル 情報をモニタできるため、 汎用性が向上する。
(第 1実施形態の変形例）
上記した第 1実施形態では、 2回目の波長分散作用によりグレーティング 1 3 から発生した不要な回折光 L 8をスぺクトルモニタ（20,21)に取り込み、 回折 光 L 8のスぺク トル情報をモニタしたが、 本発明はこれに限定されない。
例えば図 1 0の逆分散型二重分光器 50のように、 1回目の波長分散作用 [1] によりグレーティング 1 3から発生した不要な回折光 L 1 0 (請求項 2の 「回折 光の少なくとも 1つ」 に対応） を別のスペク トルモニタ 5 1に取り込み、 回折光 L 1 0のスぺク トル情報をモニタしても構わない。 逆分散型二重分光器 50の光 操作部 52は、 所定の操作 （例えばァッテネーション操作） を施す機構である。
1回目の波長分散作用 [1]による回折光 L 1 0は、 0次回折光および光操作部 52への回折光 L 2とは異なる回折次数の回折光である。 回折光 L 10の主光線 も、 回折光 L 2の主光線と同様、 図 1 1に示すように、 波長域 1,-,λ ηごと に回折角度が少しずつ異なっている。 スペク トルモニタ 5 1は、 スペク トルモニ タ（20,21)と同様、 モニタ光学系と 1次元アレイセンサとで構成される。
この場合、 プロセッサ 22には、 スペク トルモニタ（20，2 1)によるモニタ結 果 (出力側のスぺクトル情報）と、 スぺクトルモニタ 5 1によるモニタ結果 (入力側 のスペク トル情報）とが出力される。 このため、 プロセッサ 22では、 2種類のス ぺク トル情報に基づいてマイクロミラー 1 5 aの回転量を求め、 その情報をドラ ィバ 23に出力する。
図 10,図 1 1の変形例によれば、 2回の波長分散作用 [1 ],[2]の各々によりグ レーティング 1 3から発生した不要な回折光 L 8, L 1 0をモニタリングし、得ら れた 2種類のスペク トル情報に基づいて光操作部 5 2を制御するため、 さらに高 精度な操作 （例えばァッテネーション操作） を施すことができる。
また、 図 1 0の逆分散型二重分光器 50のうち、 出力側のスぺク トルモニタ（2 0,2 1)を省略しても構わない。 この場合には、 スペク トルモニタ 5 1によるモ ユタ結果のみがプロセッサ 22に出力され、 プロセッサ 22では、 入力側のスぺ タトル情報に基づいてマイクロミラー 1 5 aの回転量を求め、 その情報をドライ バ 2 3に出力する。
さらに、 図 1 2の逆分散型二重分光器 5 5のように、 光操作部 5 6が光束群を 分解する機能を含み、 この光操作部 5 6からグレーティング 1 3に戻る光 L 5が 複数 （つまり光 L 5-l,L 5-2,'",L 5-n) に分かれている場合にも、 本発明は適用 できる。 光操作部 5 6は、 所定の操作 （例えばアツテネーシヨン操作） を施す機 構である。
操作後の光 L 5-1, L 5-2，'·'， L 5 -n の各光線は、 それぞれ、 図 1 3に示すよう に、 波長域 λ 1,·'·,λ ηごとにグレーティング 1 3に対する入射角度が少しずつ 異なり、 グレーティング 1 3に到達する。 なお、 図 1 3では、 わかりやすいよう グレーティング 1 3表面の点 D-l,D-2,'",D-n の各点に集合する光線を選んで図 示してある。光 L 5-l,L 5-2,---,L 5-nの任意の波長域え k(k = 1〜n)の光線ど うしは互いに平行である。
そして、 集合点 D-l,D-2,"',D-nのそれぞれからの波長多重光 L 7-l,L 7-2,···, L 7-nは、 すべて互いに平行であり、 波長多重光 L 1とも平行であり、 図 1 2の 集光光学系 1 8を介して出力ポート（0!711,0!712 ',011丁11)から外部へ出カさ れる。
一方、 2回目の波長分散作用 [2]によりグレーティング 1 3から発生する回折 光のうち、 回折次数が 0次の回折光 L 8-1, L 8-2，'··， L 8 -n は、 図 1 3に示すよ うに、 その主光線の回折角度が波長域 λ 1，···，λ nごとに少しずつ異なっている。 ただし、回折光 L 8-l,L 8-2,--,L 8 -nの任意の波長域 λ k(k= 1〜n)の主光線 どうしは互いに平行である。
また、 0次の回折光 L 8-l,L 8-2,"'，L 8-n は正反射光であるため、 グレーテ ィング 1 3の法線 1 3 aを基準とした場合、 回折光 L 8-l,L 8-2,···, L 8 -n (波長 域 k) の主光線の角度は、 光 L 5-l,L 5-2,···, L 5-n (波長域 λ k) の主光線の 角度と等しくなる。
これらの回折光 L 8-l,L 8-2,···, L 8-n は、 スぺク トルモニタ（5 7,5 8)に向 力 う。 スぺク トルモニタ（5 7,5 8)は、 スぺク トルモニタ（20,2 1)と同様、 モ エタ光学系 5 7と 1次元アレイセンサ 5 8とで構成される。 ただし、 モニタ光学 系 5 7の配置は非テレセントリック系である。
スぺク トルモニタ（5 7,5 8)では、 モニタ光学系 5 7が回折光 L 8-1, L 8-2, •••，L 8-nの各々を 1次元アレイセンサ 58上に集光する。 このとき、 回折光 L 8 -1,L 8-2,···, L 8-nの任意の波長域; k(k = l〜n)どうしは、 1次元アレイセン サ 5 8上の同じ位置に集光する。 つまり、 グレーティング 1 3の集合点 D-l,D-2,' ,D-n が異なっていても、 モ ニタ光学系 5 7の通過位置が異なっていても、 同じ波長域 λ kであれば 1次元ァ レイセンサ 5 8上の同じ位置に集光する。
その結果、 1次元アレイセンサ 5 8上には、 波長域； I 1，···，λ nの異なる多数 のスぺク トル像 (図 9の B 1,···,Β n参照）が波長分散方向に沿って離散的に一列 に並んだ状態で形成される。
このため、 回折光 L 8-l,L 8-2,---,L 8-nの各々に含まれる波長域； I k(k = 1 〜n)のエネルギーの和を 1次元アレイセンサ 5 8によって検出し、 2回目の波長 分散作用 [2]によりグレーティング 1 3から発生した不要な回折光 L 8-1, L 8-2, …，し 8-nのスぺク トル情報をモニタすることができる。
図 1 2の変形例によれば、 2回の波長分散作用 [1],[ 2]の各々によりグレーテ ィング 1 3から発生した不要な回折光 L 8-1, L 8-2,---,L 8 -n, L 1 0をモニタリ ングし、 得られた 2種類のスぺク トル情報に基づいて光操作部 5 6を制御するた め、 さらに高精度な操作 （例えばアツテネーシヨン操作） を施すことができる。 図 1 2の逆分散型二重分光器 5 5のうち、 入力側のスぺク トルモニタ 5 1は省略 しても構わない。
さらに、 上記した実施形態では、 ハードウェアとしては 1台の分光器の中で光 路を二重に巡らすことにより逆分散型二重分光器として機能させる構成例を説明 したが、 本発明はこれに限定されない。
図 1 4に示す逆分散型二重分光器 6 0のように、 ハードウェアとして 2台の分 光器を連結させても構わない。 この逆分散型二重分光器 4 0は、 図 1 2に示す逆 分散型二重分光器 5 5にグレーティング 1 3とは別のグレーティング 6 1を設け、 このグレーティング 6 1により 2回目の波長分散作用 [2]を与えるものである。 グレーティング 6 1はグレーティング 1 3と同一設計であることが好ましい。 この場合、 スペク トルモニタ（5 7,5 8)は、 2回目の波長分散作用 [2]により グレーティング 6 1から発生した不要な回折光 L 8-1, L 8-2,-,L 8-n を取り込 み、 回折光 L 8-1, L 8-2,···, L 8-nのスぺク トル情報をモニタする。
図 1 4の変形例によれば、 2回の波長分散作用 [1],[ 2]の各々によりグレーテ イング 1 3,6 1から発生した不要な回折光 L 8-l,L 8-2,···, L 8 -n, L 1 0をモニ タリングし、 得られた 2種類のスぺクトル情報に基づいて光操作部 56を制御す るため、 さらに高精度な操作 （例えばアツテネーシヨン操作） を施すことができ る。 逆分散型二重分光器 60のうち、 入力側のスペク トルモニタ 5 1は省略して も構わない。 光操作部 5 6に代えて図 1 0の光操作部 5 2を設けても構わない。 また、 上記した実施形態では、 入力ポートを単数線のオプティカルファイバに より構成したが、 複数線のオプティカルファイババンドルに置き換えても構わな い。この場合、独立した複数系統の波長多重光を並行して取り込むことができる。 光操作部 5 2,5 6とスぺク トルモニタ（20,2 1)，5 1,(5 7,5 8)とプロセッサ 22とドライバ 23は、 複数系統の波長多重光に対応可能な並列処理型の構成に する必要がある。 出カポート（01711,01112,"'，011]：11)も各々の波長多重光に含 まれる信号系統に応じた構成となる。
さらに、 上記した実施形態では、 2回目の波長分散作用 [2]によりグレーティ ング 1 3 (または 6 1)から発生した回折光のうち、 0次の回折光 L 8 (または回折 光 L 8-l,L 8-2,---,L 8-n)を、 出力側のスぺク トルモニタ（20,21 ),( 5 7,5 8) に取り込んだが、 本発明はこれに限定されない。 波長多重光 L 7とは異なる回折 次数の回折光であれば 0次回折光以外であってもスぺク トル情報のモニタリング に用いることができる。
さらに、上記した実施形態では、スぺクトルモニタ（20,21), 5 1, (5 7, 58) を構成する 1次元アレイセンサの各々の受光部により、 波長域え 1,·-,λ ηの異 なるスぺクトル像 (図 9の Β 1,···,Β η参照）の各々を独立に検出したが、本発明は これに限定されない。 複数の受光部により 1つのスぺク トル像を検出しても構わ ない。
また、 上記した実施形態では、 スペク トル像を検出する素子として 1次元ライ ンセンサを用いたが、 これに代えて射出スリットとディテクタを用いることもで きる。 射出スリ ッ トは、 細長い 1つの開口部を有し、 この開口部がスペク トル像 の形成位置と一致するように配置される。 そして、 スペク トル像のうち開口部を 通過した部分像がディテクタにより受光される。 この構成では、 射出スリ ッ トお よびディテクタを波長分散方向に沿って移動させることで、 異なる波長域のスぺ クトル像を検出できる。 さらに、上記した実施形態では、スぺク トルモニタ（20,21), 5 1, (5 7, 5 8) によるモエタ結果に基づいてアツテネータ（14〜 1 7)や光操作部 5 2,5 6をフ イードバック制御したが、 オープンループで制御してもよい。
また、 上記した実施形態では、 反射型のグレーティングを用いた逆分散型二重 分光器の例を説明したが、 透過型のグレーティングを用いた構成にも本発明を適 用できる。 平面回折格子に代えて凹面回折格子を用いても構わない。 さらに、 波 長分散素子としてグレーティング (回折格子）を用いたが、 プリズムまたはグリズ ム （グレーティングとプリズムを合体させたもの） を用いることもできる。 コリ メータ 1 2と集光光学系 1 8は反射光学系でも良い。
さらに、 上記した実施形態では、 逆分散型二重分光器の入出力ポートとして、 単数線のオプティカルファイバ（1 1,1 9)または複数線のオプティカルファイバ バンドルを用いたが、 光通信分野での使用を前提としない場合には、 スリ ッ ト部 材に置き換えることもできる。 スリ ッ ト部材は、 1つまたは複数の細長い開口部 を有する。
また、 上記した逆分散型二重分光器を 1つの筐体にパッケージしてもよい。 例 えば、 図 1の逆分散型二重分光器 10を例に説明すると、 図 1 5に示す通り、 ォ プティカルファイバ 1 1の端面近傍、 コリメータ 1 2、 グレーティング 1 3、 ァ ッテネータ（14〜1 7)、 集光光学系 1 8、 オプティカルファイバ 1 9の端面近 傍、 スぺク ドルモニタ（20,2 1)、 プロセッサ 22、 および、 ドライバ 23を、 1つの筐体 24にパッケージすればよい。 この場合、 逆分散型二重分光器 10の 全ての構成要素が一体化するので、 取り扱いが簡便になる。 なお、 オプティカル ファイバ 1 1の端面近傍とコリメータ 1 2とは総じて請求項の「入力手段の端部」 に対応する。 オプティカルファイバ 1 9の端面近傍と集光光学系 1 8とは総じて 請求項の 「出力手段の端部」 に対応する。
(第 2実施形態）
ここでも、 逆分散型二重分光器を例に説明する。
第 2実施形態の逆分散型二重分光器 70 (図 1 6) は、 オプティカルクロスコ ネクト （O X C ： Optical Cross Connect) として動作するものであり、 入力ポート のオプティカルファイバ 9および出力ポートのオプティカルファイバ 1〜8を含 む光ファイバ束と、 拡大光学系 7 1と、 透過型グレーティング 7 2と、 ビームス テアリング機 #(7 3〜7 5)と、 スぺクトルモニタ（7 6,7 7)と、 制御部 7 8と で構成されている。
また、 拡大光学系 7 1は、 オプティカルファイバ 1〜9の各々の端面近傍に設 けられたマイク口レンズ 1 1 aと、 正の焦点距離を有する 2つのレンズ 1 1 b, 1 1 cとで構成されている。 この拡大光学系 7 1は、 その焦点位置が、 ォプティ カルファイバ 1〜 9の各々の端面の位置と一致している。 入力ポートのォプティ カルファイバ 9からの光 （波長多重光） は、 拡大光学系 7 1を介してビーム径が 拡大された平行光となる。 なお、 入力ポートのオプティカルファイバ 9と拡大光 学系 7 1とは総じて請求項の 「入力手段」 に対応する。 出力ポートのォプティカ ルファイバ 1〜8と拡大光学系 Ί 1とは総じて請求項の「出力手段」に対応する。 透過型グレーティン.グ 7 2は、 多数の直線溝が等間隔で 1次元配列されたもの であり、ここを光が一方の方向から通過することで、光に所定の波長分散作用（ 1 回目） を与え、 光が逆の方向から通過することで、 所定の波長分散作用とは逆向 きの波長分散作用 （2回目） を光に与える。 この透過型グレーティング 7 2は、 本実施形態において、 ブレーズの最も強い回折次数の回折光が 1次回折光で、 後 述の 0次回折光は、 1次回折光に対して極めて弱いブレーズである。 透過型ダレ 一ティング 7 2は、 請求項の 「波長分散手段」 に対応する。
ビームステアリング機構（7 3〜 7 5)は、 透過型グレーティング 7 2からの回 折光 （例えば 1次回折光） を結像させる結像光学系 7 3と、 マイクロミラーァレ ィ 7 4と、 ミラードライバ 7 5とで構成される。 マイクロミラーアレイ 7 4は、 MEMS (Mycro Electro Mechanical System) と呼ばれるもので、 複数のマイ クロミラー 74 a , 7 4 b, 74 c，一 (図 1 8 ) を 1次元的に並べたものである。 マイクロミラー 74 a, 74 b, 74 c，…の反射面は、 結像光学系 7 3の焦点位置 と一致する。 マイクロミラー 7 4 a, 74 b, 74 c,…の大きさは、 およそ数 1 0 μ m〜数 1 0 0 μ m角である。 マイクロミラー 74 a, 74 b, 7 4 c，…力 1次元 的に並べられている方向は、 透過型グレーティング 7 2の波長分散方向と同じで ある。 そして、 ミラードライバ 7 5は、 マイクロミラーアレイ 74を構成する各 マイクロミラー 74 a, 74 b, 74 c，…を個別に駆動する。 マイクロミラーアレイ 7 4で反射した光は、 再び、 結像光学系 7 3を通って、 透過型グレーティング 7 2に至る。 透過型グレーティング 7 2に至った光は、 こ こで逆向きの波長分散作用 （合波作用） を受け、 逆向きの波長分散作用を受けた 光のうちの 1次回折光が拡大光学系 7 1を介して、 出力ポートのオプティカルフ アイバ 1〜8の何れかに入射する。
スぺクトルモニタ（7 6 , 7 7 )は、 マイクロミラーァレイ 7 4で反射して透過型 グレーティング 7 2で波長分散作用を受けた光のうちの 0次回折光のスぺクトル 情報をモニタする機構であり、 その 0次回折光を結像させる結像光学系 7 6と、 結像光学系 7 6からの光を受光する受光センサ 7 7とで構成されている。
受光センサ 7 7は、 複数の受光素子が 1次元的に並べられたもので、 複数の受 光素子のうち、 光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部 7 8へ出 力する。 すなわち、 受光センサ 7 7は、 どの位置にどの程度の光を受光したかを 示す信号を制御部 7 8へ出力する。 受光センサ 7 7は、 その受光面がマイクロミ ラーアレイ 7 4の反射面と共役な位置、 つまり結像光学系 7 6の焦点位置に配置 されている。
次に、 第 2実施形態の逆分散型二重分光器 7 0の作用および動作について、 図 1 7〜図 1 9を用いて説明する。
図 1 7に示すように、 入力ポートのオプティカルファイバ 9から、 仮に、 白色 光し （同図中、 実線） が出力されたとする。 この光 Lは、 拡大光学系 7 1でビー ム径が拡大された後、 透過型グレーティング 7 2を通過し、 ここを通過した光の うちの 1次回折光が結像光学系 7 3およびマイクロミラーアレイ 7 4に向う。 入 力ポートのオプティカルファイバ 9からの光 Lは、 透過型グレーティング 7 2で の波長分散作用 （1回目） により、各波長； I 1， λ 2 , λ 3 , …の光に分散する。 その後、 各波長; L l， X 2 , λ 3 , …の光は、 前述したように、 結像光学系 7 3 を経てマイクロミラーアレイ 7 4に向う。
図 1 8に示すように、 各波長; I 1 , λ 2 , 3， …毎の光は、 マイクロミラー アレイ 7 4を構成する個々のマイクロミラー 7 4 a , 7 4 b , 7 4 c，…で、 その傾 斜角度に応じて、 個別の方向に反射される。
その後、 各波長; 1 1 , λ 2 , λ 3 , …毎の光は、 図 1 7に示すように、 再び、 結像光学系 7 3を経て、 透過型グレーテイング 7 2で合波作用 （ 2回目の波長分 散作用） を受ける。 波長； I 1の光と波長； I 2の光とは、 仮に、 透過型グレーティ ング 7 2中の同じ位置を通過した場合、 合波される。 しかし、 ここでは、 各波長 λ 1 , λ 2, λ 3 , …の光は、 透過型グレーティング 7 2中の異なる位置を通過 するので、 1回目に通過したときの波長分散作用とは逆の作用を受け、 合波され ることなく互いに平行な状態で通過する。
透過型グレーティング 7 2を通過した光のうちの 1次回折光 11， え 12, λ\ 3, …は、 前述したように、 拡大光学系 7 1を介して、 出力ポートのォプティカ ルファイバ 1,2，·'·， 8に入射する。 このとき、 マイクロミラーアレイ 7 4を構成 する各マイクロミラー 7 4 a, 74 b, 7 4 c，…の傾斜角度に応じて、 各々の波長 域の光 （1次回折光; 111， λΐ 2, λ13, ···) 力 出力ポートの目的のォプティ カルファイバ（ 1 , 2 ,···， 8の何れカ に導かれる。
一方、 透過型グレーティング 7 2を通過した光のうちの 0次回折光； 101， λθ 2, 03 , …は、 スペク トルモニタ（7 6,7 7)の結像光学系 7 6に向かう。 結像 光学系 7 6を通った 0次回折光 01， 102, λ 03， …は、 受光センサ 7 7で受 光される。 なお、 以上において、 「え」 の後の小さな添え字は、 回折次数を示し ている。
マクロミラーアレイ 7 4と光学的に共役な位置に配置されている受光センサ 7 7は、 受光面のうちのどの位置で受光すると、 受光した光がどのような波長又0 1 , λ02, Χ03 , …であるかが対応付けられている。
具体的には、 図 1 9に示すように、 受光センサ 7 7は、 その受光面が複数の領 域に分割され、 領域毎に領域ナンバーが付されている。 受光センサ 7 7に関して は、 どの領域ナンバー 1， 2, …が光を受光すると、 その光の波長が何であるか が関係付けられている。例えば、領域ナンバー 8で受光される光は波長； 101であ り、領域ナンバー 1 9で受光される光は波長； 02であり、領域ナンバー 3 0で受 光される光は波長 103である、 というように関係付けられている。 このような、 受光面の位置と波長との関係は、 予め調べておき、 これが制御部 7 8 (図 1 6) にテーブルとして記憶されている。
制御部 78は、 受光センサ 7 7から、 例えば、 領域ナンバー 1 9で受光した旨 の信号を受けると、前述したテーブルを参照して、波長； 02の光を受光したと認 識する。また、その受光強度から波長 λ 02の光の強度がどのくらいであるかを認 識する。
このように、 第 2実施形態の逆分散型二重分光器 7 0によれば、 ビームステア リング機構（7 3〜7 5)のマイクロミラー 7 4 a , 7 4 b, 7 4 c，…の各々により、 各々の波長域ごとに （スペクトル像ごとに） 、 ビームステアリング操作を施すこ とができる。 また、 スぺクトノレモニタ（7 6, 7 7)により、 透過型グレーティング 7 2を通過した 0次回折光 λθ ΐ， λ02 , λ03 , …のスペク トル情報をモニタす ることができる。
また、 第 2実施形態の逆分散型二重分光器 7 0では、 スペク トルモニタ（7 6 , 7 7)を内蔵するため、適切なビームステアリング操作を施すことが可能なだけで なく省スペース化や低コスト化も実現する。
さらに、 透過型グレーティング 7 2から発生する回折光のうち、 本光路 （入力 ポートのオプティカルファイバ 9から取り込まれた光が出力ポートのォプティカ ルファイバ 1 ~ 8に導かれるまでの出力光路） から外れた方向に発生する不要な 0次回折光； 01， λ02 , λ03 , …を取り込んでスペク トル情報をモエタリング するため、 逆分散型二重分光器 7 0から出力される光の光量を損失することがな レ、。 つまり、 光を有効利用し、 効率よくモエタリングできる。
また、マイクロミラーアレイ 7 4を用いてビームステアリング操作を施すので、 逆分散型二重分光器 7 0内での光量損失 （インサーシヨンロス） を小さく抑える ことができる。 このため、 ビームステアリング操作とスペクトル情報のモニタリ ングを効率よく行うことができる。
(第 2実施形態の変形例）
上記した第 2実施形態の逆分散型二重分光器 7 0では、 モニタ用の光として、 透過型グレーティング 7 2からの 0次回折光 101， Χ02 , 103 , …用いたが、 本発明はこれに限定されない。 出力光として利用される回折次数の光 （第 2実施 形態では 1次回折光） 以外の回折次数の光であれば、 基本的に如何なる次数の光 をモニタ用の光として用いても構わない。
また、 上記した第 2実施形態では、 透過型グレーティング 7 2による 2回目の 波長分散作用 （つまり上記の合波作用） により発生した不要な回折光 （例えば 0 次回折光 101 , 102 , X03, ··') に基づいてスペク トル情報をモニタしたが、 本発明はこれに限定されない。 その他、 透過型グレーティング 7 2による 1回目 の波長分散作用により発生した不要な回折光（図 1 7の各波長え 1， λ 2, λ 3, …の光以外の光） に基づいてスペク トル情報をモニタしてもよく、 その両方に基 づいてスぺク トル情報をモニタしてもよい。
また、 上記した第 2実施形態では、 波長分散手段として、 透過型グレーティン グを用いた例を説明したが、 反射型のグレーティングを用いた構成にも本発明を 適用できる。
(第 1実施形態と第 2実施形態とに共通の変形例）
上記した実施形態では、 アツテネーション操作とビームステアリング操作との 各々を施すように構成された逆分散型二重分光器の例を説明したが、 その双方を 施す場合にも、 本発明を適用できる。
この場合、 逆分散型二重分光器 7 0を利用し、 出力ポートのオプティカルファ ィバ 1〜8のうち、 例えば 1つおきに配置されたオプティカルファイバ 2, 4, 6, 8を捨て光用とし、 残りのオプティカルファイバ 1, 3, 5, 7を出力光用として、 隣接する 2つのオプティカルファイバ （捨て光用と出力光用） に入射する光の割 合を調整することにより、 出力光の強度 （スペク トル） を調整することができ、 簡単にアツテネーシヨン操作とビームステアリング操作との双方を実現できる。 また、 この場合には、 スペク トルモニタ.（7 6,7 7)によるモエタ結果に基づい て、ビームステアリング機構（7 3〜7 5)のマイク口ミラー 74 a, 74 b, 74 c, …をフィードバック制御することで、 出力光のスペクトル （各々の波長域ごとの 光強度） を最適化することができる。 すなわち、 適切なアツテネーシヨン操作と ビームステアリング操作との双方を実現できる。
さらに、 上記した実施形態では、 逆分散型二重分光器を例に説明したが、 本発 明はこれに限定されない。 例えば図 2 0に示す光学装置 8 0のように、 入力光に 対して波長分散作用を 1回だけ与えるような場合にも、 本発明を適甩できる。 ま た、 入力光に対して 3回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置 (不図 示)にも、 本棻明を適用できる。 上記した通り、 2回以上の波長分散作用を与える 構成では、 各々の波長分散作用を同じグレーデイングにより与えても良いし、 異 なるグレーディングにより与えても良い。
光学装置 80は、 複数の波長域からなる入力光 K 1を取り込み、 該入力光 K 1 をコリメートして平行光 K 2を射出する入力手段 (不図示の入力ポートのォプテ ィカルファイバとコリメータレンズ 8 1を含む）と、平行光 K 2に対して 1回の波 長分散作用を与えることにより、 出力用の第 1の回折光 K 3, K 4, K 5,…を生成 する波長分散手段 (例えば反射型グレーティング 8 2)と、 平行光 K 2から第 1の 回折光 K 3, K 4, K 5,…が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、 第 1 の回折光 K 3, K 4, K 5,···を出力する出力手段（コリメータレンズ 8 1と不図示 の出力ポートのオプティカルファイバを含む）と、上記の反射型グレーティング 8 2での波長分散作用により発生する回折光のうち、 出力光路から外れた方向に発 生する第 2の回折光 K 6，K 7, K 8,…のスぺク トル情報をモニタするモニタ手段 (集光レンズ 8 3と受光センサ 84を含む）とで構成される。
出力光 （第 1の回折光 Κ 3,Κ4,Κ 5,'·') の回折次数 "m" と、 モニタ光 （第 2の回折光 Κ6,Κ7,Κ8,···) の回折次数 "η" とは、 互いに異なる。
光学装置 80でも、 例えば反射型グレーティング 8 2から発生する回折光のう ち、 出力光路 （入力ポートのオプティカルファイバから取り込まれた光が出力ポ ートのオプティカルファイバに導かれるまでの本光路） から外れた方向に発生す る不要な回折光 Κ6,Κ7,Κ8,…を取り込んでスぺク トル情報をモニタするため、 光学装置 80から出力される光の光量を損失することがない。 つまり、 光を有効 利用し、 効率よくモニタリングできる。 光学装置 80の反射型グレーティング 8 2に代えて、 透過型グレーティングを用いる場合にも同様の効果が得られる。 このような光学装置 80には、 出力光路に沿って発生する回折光に対して光操 作（例えばアツテネーション操作とビームステアリング操作との少なくとも一方） を施す機構を設けても良い。 また、 アツテネーシヨン操作を施す場合には、 モニ タ手段 (集光レンズ 8 3と受光センサ 84を含む）によるモニタ結果に基づいて、 アツテネータをフイードバック制御することが好ましい。 さらに、 光学装置 80 を図 1 5の筐体 24と同様の筐体によりパッケージすることが好ましい。
また、光学装置 80には、モニタ手段 (集光レンズ 8 3と受光センサ 84を含む） によりモニタされたスぺク トル情報に基づいて、 入力光のスぺク トル情報と出力 光のスぺク トル情報との少なくとも一方を算出する演算手段をさらに設けること が好ましい。 ちなみに、 入力ポートのオプティカルファイバ (不図示）は、 入力光 K 1を自由空間に放出する。 コリメータレンズ 8 1は、 自由空間内を伝搬する入 力光 K 1をコリメートする。
さらに、 入力光に対して 3回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置 では、 光操作 （例えばアツテネーシヨン操作とビームステアリング操作との少な くとも一方） を施す機構を設ける場合、 出力光路に沿って発生する回折光の少な くとも 1つに対して所定の操作を施すようにすればよい。
(第 3実施形態）
第 3実施形態の逆分散型二重分光器 90 (図 2 1) は、 上記した第 2実施形態 の逆分散型二重分光器 70 (図 1 6) と同様、 オプティカルクロスコネク ト (O XC) として動作するものであり、 逆分散型二重分光器 70のスペク トルモニタ (7 6,7 7)と制御部 7 8の代わりにスぺク トルモニタ（9 1,9 2,9 3)と制御部 94を設け、 且つ、 新たに出力先モニタ（9 1，9 2,9 5)を設けたものである。 スぺク トルモニタ（9 1,9 2,9 3)と出力先モニタ（9 1,9 2,9 5)とは、マイク 口ミラーアレイ 74 (図 1 8) で反射して透過型グレーティング 7 2で波長分散 作用 （2回目の波長分散作用） を受けた光のうち、 0次回折光を結像させる結像 光学系 9 1と、 結像光学系 9 1からの光を 2つの光路に分割するハーフミラー 9 2と、 ハーフミラー 9 2で分割された光のうちの一方の光を受ける波長検知用の 受光センサ 9 3と、 ハーフミラー 9 2で分割された光のうちの他方の光を受ける 出力先検知用の受光センサ 95とを備えている。
受光センサ 9 3,9 5は、各々、複数の受光素子が 1次元的に並べられたもので、 複数の受光素子のうち、 光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部 94へ出力する。 すなわち、 受光センサ 9 3,9 5は、 どの位置にどの程度の光を 受光したかを示す信号を制御部 94へ出力する。
受光センサ 9 3,9 5のうち、波長検知用の受光センサ 9 3は、 その受光面がマ イクロミラーアレイ 74の反射面と共役な位置、 つまり結像光学系 9 1の焦点位 置に配置されている。 出力先検知用の受光センサ 9 5は、 その受光面がマイクロ ミラーアレイ 74の反射面と共役な位置から僅かにズレた位置、 つまり結像光学 系 9 1の焦点位置から僅かに離れた位置に配置されている。
次に、 第 3実施形態の逆分散型二重分光器 9 0の作用および動作について、 図 2 2〜図 2 5,図 1 8を用いて説明する。 なお、 図 2 2では、 各種光の光路が明瞭 になるように、 上記のハーフミラー 9 2を省略している。
図 2 2に示すように、 入力ポートのオプティカルファイバ 9から、 仮に、 白色 光 L (同図中、 実線） が出力されたとする。 この光 Lは、 拡大光学系 7 1でビー ム径が拡大された後、 透過型グレーティング 7 2を通過し、 ここを通過した光の うちの 1次回折光が結像光学系 7 3およびマイクロミラーアレイ 7 4に向う。 入 力ポートのオプティカルファイバ 9からの光 Lは、 透過型グレーティング 7 2で の波長分散作用 （1回目） により、各波長 λ 1， λ 2, λ 3 , …の光に分散する。 その後、 各波長 1 1 , λ 2, λ 3, …の光は、 前述したように、 結像光学系 7 3 を経てマイクロミラーアレイ 7 4に向う。
図 1 8に示すように、 各波長 λ 1 , λ 2, λ 3， …毎の光は、 マイクロミラー アレイ 7 4を構成する個々のマイクロミラー 74 a,7 4 b,7 4 c，…で、 その傾 斜角度に応じて、 個別の方向に反射される。
その後、 各波長； 1， λ 2, λ 3 , …毎の光は、 図 2 2に示すように、 再び、 結像光学系 7 3を経て、 透過型グレーティング 7 2で合波作用 （2回目の波長分 散作用） を受ける。 波長； I 1の光と波長 λ 2の光とは、 仮に、 透過型グレーティ ング 7 2中の同じ位置を通過した場合、 合波される。 しかし、 ここでは、 各波長 λ 1 , λ 2, λ 3, …の光は、 透過型グレーティング 7 2中の異なる位置を通過 するので、 1回目に通過したときの波長分散作用とは逆の作用を受け、 合波され ることなく互いに平行な状態で通過する。
透過型グレーティング 7 2を通過した光のうちの 1次回折光； 11， λ 12, X I 3， …は、 前述したように、 拡大光学系 7 1を介して、 出力ポートのォプティカ ルファイバ 1，2,·'·,8に入射する。 このとき、 マイクロミラーアレイ 74を構成 する各マイクロミラー 74 a, 74 b, 74 c，…の傾斜角度に応じて、 各々の波長 域の光 （1次回折光； 111， λ12, X13, ··■) ί 出力ポートの目的のォプティ カルフアイバ（ 1 , 2 ,···, 8の何れ力）に導かれる。 一方、 透過型グレーティング 7 2を通過した光のうちの 0次回折光； 01， λθ 2, λ03 , …は、 スペク トルモニタ（9 1 , 9 2, 9 3)と出力先モニタ（9 1 , 9 2, 9 5)に共通の結像光学系 9 1に向かう。 結像光学系 9 1を通った 0次回折光； 0 1， Χ02 , Χ03 , …は、 図 2 3(b)に示すように、 ハーフミラー 9 2で 2つの 光路に分割され、 一方が波長検知用の受光センサ 9 3で受光され、 他方が出力先 検知用の受光センサ 9 5で受光される。 なお、 以上において、 「え」 の後の小さ な添え字は、 回折次数を示している。
マク口ミラーアレイ 7 4と光学的に共役な位置に配置されている波長検知用の 受光センサ 9 3は、 受光面のうちのどの位置で受光すると、 受光した光がどのよ うな波長え 01 , λ02， λ03 , …であるかが対応付けられている。 また、 マイク 口ミラーアレイ 74と光学的に共役な位置からズレた位置に配置されている出力 先検知用の受光センサ 9 5は、 受光面のうちのどの位置で受光すると、 1次回折 光の各波長え 11， λ 12 , Χ 13 , …の光が、 出力ポートの複数のオプティカルフ アイバ 1,2，·'·，8のうちのどのオプティカルファイバに入射するかが対応付けら れている。
具体的には、 図 2 3(a)および図 2 5に示すように、 各々の受光センサ 9 3,9 5は、 その受光面が複数の領域に^割され、 領域毎に領域ナンバーが付されてい' る。そして、波長検知用の受光センサ 9 3に関しては、 どの領域ナンバー 1， 2， …が光を受光すると、その光の波長が何であるかが関係付けられている。例えば、 領域ナンバー 8で受光される光は波長 01であり、領域ナンバー 1 9で受光され る光は波長え 02であり、 領域ナンバー 3 0で受光される光は波長; 103である、 というように関係付けちれている。
また、 出力先検知用の受光センサ 9 5に関しては、 各波長; L01 , λ02 , λθ 3， …毎に、 どの領域ナンバー 1 , 2， …が対応波長の光を受光すると、 対応波 長についての 0次回折光が、 どの出力ポート （オプティカルファイバ 1， 2,…， 8) に入射するかが関係付けられている。 例えば、 波長； 101の光に関しては、領 域ナンバー 5で受光されると、 この波長； 101についての 1次回折光； 111が第 8 のオプティカルファイバ 8 (つまり第 8出力ポート） に入射する、 とレヽうように 関係付けられている。 また、波長 θ 2の光に関しては、領域ナンバー 1 8で受光 されると、 この波長 λ θ 2についての 1次回折光； L 1 2が第 6のオプティカルファ ィバ 6 (つまり第 6出力ポート） に入射し、 波長； 0 3の光に関しては、領域ナン バー 3 2で受光されると、 この； 0 3についての 1次回折光 λ 1 3が第 3のォプテ ィカルファイバ 3 (つまり第 3出力ポート） に入射する、 というように関係付け られている。
このような、 受光面の位置と波長との関係、 および、 受光面の位置と出力先と の関係は、 予め調べておき、 これが制御部 9 4 (図 2 1 ) にテーブルとして記憶 されている。
制御部 9 4は、 図 2 3および図 2 5に示すように、 波長検知用の受光センサ 9 3から、 例えば、 領域ナンバー 1 9で受光した旨の信号を受けると、 前述したテ 一ブルを参照して、波長； 1 0 2の光を受光したと認識する。 また、その受光強度か ら波長； 0 2の光の強度がどのくらいであるかを認識する。 さらに、出力先検知用 の受光センサ 9 5から、 領域ナンバー 1 8で受光した旨の信号を受け取ると、 図 2 2に示すように、 波長え 0 2の光についての 1次回折光波長 1 2が第 6のォプ ティカルファイバ 6 (つまり第 6出力ポート） に入射したと認識する。
図 2 4に示すように、制御部 9 4は、仮に、 『波長 λ 0 2の光についての 1次回 折光波長 λ 1 2は第 8出力ポートに入射すべきである旨の指示』を外部から受けて いる場合、 以上のように、 波長; 0 2の光についての 1次回折光波長え 1 2が第 6 出力ポートに入射したと認識すると、 出力先ポートがズレていると判断する。 そ して、 ビームステアリング機構（7 3〜 7 5 )のミラードライバ 7 5に対して、 マ イク口ミラーアレイ 7 4を構成している複数のマイクロミラーのうち、 波長; 2 を受光しているマイクロミラー 7 4 b (図 1 8 ) に関する駆動量を出力する。 ミラードライバ 7 5は、 この駆動量に応じて、 波長 2を受光しているマイク 口ミラー 7 4 bを駆動する。 この結果、 例えば、 制御部 9 4が、 出力先検知用の 受光センサ 9 5から領域ナンバー 1 7で受光した旨の信号を受け取ると、波長； 0 2の光についての 1次回折光波長 λ 1 2が第 7出力ポートに入射したと認識し、未 だ出力先ポートがズレていると判断して、 ミラードライバ 7 5へ駆動量を出力す る。 制御部 9 4は、 最終的に、 出力先検知用の受光センサ 9 5から領域ナンバー 1 6で受光した旨の信号を受け取り、波長 λ 0 2の光についての 1次回折光波長； 12が第 8出力ポートに入射したと認識するまで、ミラードライバ 7 5へ駆動量を 出力する。
なお、 本実施形態において、 請求項に記載の 「出力先検知手段」 は、 出力先検 知用の受光センサ 9 5と、 制御部 9 4の一部 （つまり受光センサ 9 5からの出力 に基づいて出力先を認識する部分） とで構成される。 また、 請求項に記載の 「波 長検知手段」 は、 波長検知用の受光センサ 9 3と、 制御部 94の一部 （つまり受 光センサ 9 3からの出力に基づいて波長を認識する部分） とで構成される。
以上のように、 第 3実施形態では、 透過型グレーティング 7 2を通った光のう ち、 出力ポートのオプティカルファイバ 1， 2, ···, 8へ送られる 1次回折光； 11 1， λ12, 13， …ではなく、本質的に利用されない 0次回折光 λθΐ， 102, 03， …をモニタすることで、逆分散型二重分光器 7 0の出力先を確認している ので、 出力ポートのオプティカルファイバ 1， 2， ···, 8に入射した光を損なう ことはない。 つまり、 光を有効利用し、 効率よくモニタリングできる。 また、 本 来の出力光 λ ΐ ΐ , λ\ 2 , λ ΐ3 , …ではない光； 01 , 102, Χ03 , …を利用 して、 間接的に、 本来の出力光； L 11， λ 12, λ 13， …の出力先をフィードバッ ク制御しているので、 極めて正確に、 出力光； 111 , 112, 113, …を目的の出 力ポートに導くことができる。
さらに、 第 3実施形態では、 スぺク トルモニタ（9 1,9 2,9 3)により、 透過型 グレーティング 7 2を通過した 0次回折光； 101， 102, 103 , …のスペク トル 情報をモニタすることができる。 また、 透過型グレーティング 7 2から発生する 回折光のうち、 本光路 （入力ポートのオプティカルファイバ 9から取り込まれた 光が出力ポートのオプティカルファイバ 1〜8に導かれるまでの出力光路） から 外れた方向に発生する不要な 0次回折光え 01， λ02, λ03, …を取り込んでス ぺクトル情報をモニタリングするため、 逆分散型二重分光器 9 0から出力される 光の光量を損失することがない。 つまり、 光を有効利用し、 効率よくモニタリン グできる。
また、マイクロミラーアレイ 7 4を用いてビームステアリング操作を施すので、 逆分散型二重分光器 9 0内での光量損失 （インサーシヨンロス） を小さく抑える ことができる。 このため、 ビームステアリング操作とスペクトル情報のモニタリ ングを効率よく行うことができる。
さらに、 第 3実施形態では、 例えば、 出力ポートのオプティカルファイバ 1〜 8のうちの何れか 1つを捨て光用オプティカルファイバとし、 この捨て光用ォプ ティカルファイバに特定の波長の光が入射するように制御するか、 または、 特定 の波長の光が何れの出力用オプティカルファイバにも入射しないように制御すれ ば、 特別な機器を別途設けなくても簡単にアツテネーション操作を行うことがで さる。
具体的には、 1次回折光 L 1 を第 8出力ポートへ- 3dB (約 5 0 %) 出力させる ように制御する場合、 第 7出力ポートを余分な光を捨てるオプティカルファイバ とする。 図 2 5に示す、 出力先検知用の受光センサ 9 5の領域ナンバー 5からの 出力が最も高くなる MEMSミラー位置 （上記マイクロミラーの傾斜角度） 力 S、 最 も透過効率の良い状態である。 そして、 ここから、 MEMSミラーを第 7出力ポー ト側にズラし、 領域ナンバー 5と領域ナンバー 6からの出力が等しくなつた MEMSミラー位置が、 -3dBの状態である。
また、 領域ナンバー 5と領域ナンバー 6からの出力の比と、 予め第 8出力ポー トからの出力値を測定し、 これらの対応関係を記憶させておき、 MEMSミラーを 制御することもできる。 このとき、 第 7出力ポートのオプティカルファイバは捨 てた光の反射光が戻ってこないように終端処理されている必要がある。
(第 3実施形態の変形例）
上記した第 3実施形態では、 1つの入力用オプティカルファイバ 9に対して複 数の出力用オプティカルファイバ 1， 2， …， 8が設けられ、 入力ポート数：出 力ポート数 = 1 ：複数の例を説明したが、 逆に、 入力ポート数：出力ポート数 = 複数： 1の場合にも本発明を適用できる。 この場合、 図 2 2に示す複数の出力用 オプティカルファイバ 1， 2， ···， 8が入力用オプティカルファイバとなり、 1 つの入力用オプティカルファイバ 9が出力用オプティカルファイバになり、 上記 した第 3実施形態と光路中の光の進行方向が逆向きになるだけであるから、 複数 の入力用オプティカルファイバ毎に、図 2 5に示すような関係を把握しておけば、 複数の入力用オプティカルファイバからの光を的確に 1つの出力用オプティカル ファイバへ入射させることができる。 また、 実際は送られてくる光の波長がわずかにズレて、 例えば、 λ Ι + Δ λと なってしまうこともあり得る。 ズレていない場合は、 第 8出力ポートに出力させ るためには、 出力先検知用の受光センサ 9 5の領域ナンバー 5の出力が最も高く なるように、 MEMSミラーを制御すればよい。 しかし、波長が Δ λズレていると、 ズレ量に比例して受光センサ 9 5上の光が当たる領域もズレるため、 第 8出力ポ 一トへは正しく出力されているにも拘わらず、 例えば、 領域ナンバー 5のほかに 領域ナンバー 4からも若干の出力されるような状態になる。 これを通常の手順の とおり、 領域ナンバー 5の出力値が最も高くなるように制御すると、 第 7出力ポ ートに若干出力が漏れてしまう。 これはクロストークとなり、 光通信のシステム 上良くない。
このとき、 波長検知用の受光センサ 9 3からの出力も、 領域ナンバー 8から出 力されると共に、 領域ナンバー 7からも若干の出力が得られる。 これにより波長 のズレ量を検知し、 出力先検知用の受光センサ 9 5からの出力に捕正をかけるこ とによって、 正しい位置に MEMSミラーを調整することができる。
また、 上記した第 3実施形態では、 逆分散型二重分光器 9 0の構成要素として の第 1の波長分散手段 （分散手段） および第 2の波長分散手段 （合波手段） とし て、 透過型グレーティング 7 2を用いているが、 本発明はこれに限定されるもの ではなく、 例えば、 反射型グレーティングを用いても、 また、 グレーティングと プリズムとを合体させたグリズム等を用いてもよい。
さらに、 第 3実施形態では、 各受光センサ 9 3 , 9 5として、 受光素子が 1次元 的に並んでいるものを用いているが、 受光素子が二次元的に並んでいる 2次元受 光センサを用いてもよい。 仮に、 出力先検知用の受光センサ 9 5として 2次元受 光センサを用いた場合には、 出力光に関して、 各オプティカルファイバが並んで いる方向における位置ズレ以外に、 この方向とは直角な方向の位置のズレも認識 できるようになる。
さらに、 第 3実施形態では、 モニタ用の光として、 透過型グレーティング 7 2 からの 0次回折光を用いているが、 出力光として利用される回折次数の光以外の 回折次数の光であれば、 基本的に如何なる次数の光をモニタ用の光として利用し てもよい。 産業上の利用の可能性
本発明によれば、 本光路上での光量を損失することなく光をモニタする できる。

Claims

請求の範囲 .
( 1 ) 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、 前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、
前記平行光に対して少なくとも 1回の波長分散作用を与えることにより出力用 の第 1の回折光を生成する波長分散手段と、
前記平行光から前記第 1の回折光が生成されるまでの出力光路の延長上に配置 され、 前記第 1の回折光を出力する出力手段と、
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、 前記出力光路から外れた方向 に発生する第 2の回折光のスぺクトル情報をモニタするモニタ手段とを備えた ことを特徴とする光学装置。
( 2 ) 請求項 1に記載の光学装置において、
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、 前記出力光路に沿って発生す る回折光の少なくとも 1つに対して所定の操作を施す光操作手段と、
前記モニタ手段によりモニタされたスペク トル情報に基づいて、 前記光操作手 段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする光学装置。
( 3 ) 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、 前記入力光に対して、 第 1の波長分散作用を与える第 1の波長分散手段と、 前記第 1の波長分散手段から発生する回折光のうち、 0次回折光とは異なる回 折次数の第 1の回折光に対して、 所定の操作を施す光操作手段と、
前記光操作手段による操作後の光に対して、 前記第 1の波長分散作用とは逆向 きの第 2の波長分散作用を与える第 2の波長分散手段と、
前記第 2の波長分散手段から発生する回折光のうち、 前記複数の波長域に含ま れる全ての波長要素が合波されて同一像を形成し得る第 2の回折光を出力する出 力手段と、
前記第 1の波長分散手段から発生する回折光のうち、 前記 0次回折光および前 記第 1の回折光とは異なる回折次数の第 3の回折光のスぺク トル情報と、 前記第 2の波長分散手段から発生する回折光のうち、 前記第 2の回折光とは異なる回折 次数の第4の回折光のスぺク トル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手 段とを備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 4 ) 請求項 3に記載の逆分散型二重分光器において、
前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、 前記光操作手段を制御する制御 手段をさらに備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 5 ) 請求項 3または請求項 4に記載の逆分散型二重分光器において、 前記入力手段は、 単数線のォプティカルフアイバまたは複数線のォプティカル ファイババンドルからなる入力ポートを含み、
前記出力手段は、 単数線のォプティカルフアイパまたは複数線のォプティカル ファイババンドルからなる出力ポートを含む
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 6 ) 請求項 3から請求項 5の何れか 1項に記載の逆分散型二重分光器にお いて、
前記光操作手段は、 前記第 1の回折光に対してアツテネーシヨン操作を施すァ ッテネータである
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 -
( 7 ) 請求項 6に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 前記第 1の回折光を集光することにより波長域の異なる複 数のスぺク トル像を形成し、 該複数のスぺクトル像ごとに前記アツテネーシヨン 操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 8 ) 請求項 7に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 複数のマイクロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を 含み、 前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスぺク トル像の各々に 前記アツテネーション操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 9 ) 請求項 3または請求項 5に記載の逆分散型二重分光器において、 前記光操作手段は、 前記第 1の回折光に対してビームステアリング操作を施す ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 0 ) 請求項 9に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 前記第 1の回折光を集光することにより波長域の異なる複 数のスぺクトル像を形成し、 該複数のスぺクトル像ごとに前記ビームステアリン グ操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 1 ) 請求項 1 0に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 複数のマイクロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を 含み、 前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペク トル像の各々に 前記ビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 2 ) 請求項 3から請求項 5の何れか 1項に記載の逆分散型二重分光器に おいて、
前記光操作手段は、 前記第 1の回折光に対してアツテネーシヨン操作とビーム ステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 3 ) 請求項 1 2に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 前記第 1の回折光を集光することにより波長域の異なる複 数のスペク トル像を形成し、 該複数のスペク トル像ごとに前記アツテネーシヨン 操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 4 ) 請求項 1 3に記載の逆分散型二重分光器において、
前記光操作手段は、 複数のマイクロミラーが 1次元的に配列されたアレイ部を 含み、 前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペク トル像の各々に 前記アツテネーシヨン操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 5 ) 請求項 1 0，請求項 1 1，請求項 1 3，請求項 1 4の何れか 1項に記載 の逆分散型二重分光器において、 前記出力手段は、 複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、 前記光操作手段は、 前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのォ プティカルファイバに入射させる
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 '
( 1 6 ) 請求項 1 0，請求項 1 1，請求項 1 3，請求項 1 4の何れか 1項に記載 の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は、 少なくとも 1つのオプティカルファイバからなる出力ポート を含み、
前記光操作手段は、 前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのォ プティカルファイバに入射させる、 または入射させない
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 ·
( 1 7 ) 請求項 3から請求項 1 6の何れか 1項に記載の逆分散型二重分光器 において、
前記入力手段の端部と、 前記第 1の波長分散手段と、 前記光操作手段と、 前記 第 2の波長分散手段と、 前記モニタ手段と、 前記出力手段の端部とは、 1つの筐 体にパッケージされている
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 1 8 ) 請求項 2に記載の光学装置において、
前記入力手段の端部と、 前記波長分散手段と、 前記光操作手段と、 前記モニタ 手段と、 前記出力手段の端部とは、 1つの筐体にパッケージされている
ことを特徴とする光学装置。
( 1 9 ) 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、 前記入力光に対して波長分散作用を与える第 1の波長分散手段と、
前記波長分散作用を受けた光を、 その波長域毎に配置された複数の受光面で受 け、 該受光面毎に角度を調整して、 波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向ける ビームステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、 前記 波長分散作用とは逆向きの波長分散作用を与える第 2の波長分散手段と、 前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうちの所定の回折次数の 光を、 前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出 力手段と、 を備えた逆分散型二重分光器のモニタ装置において、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち前記所定の回折次数 とは異なる回折次数の光の光路中であって、 前記ビームステアリング手段の前記 受光面と光学的に共役な位置からズレた位置に配置された出力先検知用の受光面 を有し、 該出力先検知用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、 前記波長 域毎の光の出力先を検知する出力先検知手段を備えた
ことを特徴とするモニタ装置。
( 2 0 ) 請求項 1 9に記載のモニタ装置において、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち、 前記所定の回折次 数とは異なる回折次数の光を 2つの光路に分離する光路分離手段と、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち、 前記所定の回折次 数とは異なる回折次数の光の光路中であって、 前記ビームステアリング手段の受 光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面を有し、 該波長検知 用の受光面に入射した光の入射位置に基づいて、 前記出力手段に出力される光の 波長を検知する波長検知手段とを備え、 - 前記光路分離手段は、 分離した一方の光路の光を前記出力検知用の受光面に導 き、 他方の光路の光を前記波長検知用の受光面に導く
ことを特徴とするモニタ装置。
( 2 1 ) 請求項 1 9または 2 0に記載のモニタ装置において、
前記出力先検知手段は、 前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光す ると、 前記出力手段のどの位置に出力されるかが前記波長域毎に予め対応付けら れており、 該対応付けに基づいて光の出力先を検知する
ことを特徴とするモニタ装置。
( 2 2 ) 請求項 1 9から請求項 2 1の何れか 1項に記載のモニタ装置と、 前記モニタ装置の前記出力先検知手段からの出力に応じて、 前記ビームステア リング手段の前記受光面毎の角度を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 2 3 ) 請求項 2 2に記載の逆分散型二重分光器において、 前記出力手段は、複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを備え、 前 記出力先検知手段は、前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光すると、 前記出力ポートのうちのどのオプティカルファイバに出力するかが前記波長域毎 に対応付けられており、
前記制御手段は、前記出力先検知手段からの出力に応じて、前記波長域毎の各々 の光が、前記出力ポートのうちの目的のオプティカルファイバに入射するように、 または、 複数のオプティカルファイバの何れにも到達しないように、 前記ビーム ステアリング手段を制御する
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 2 4 ) 請求項 2 2に記載の逆分散型二重分光器において、
前記出力手段は、 1つのオプティカルファイバからなる出力ポートを備え、 前記出力先検知手段は、 前記出力先検知用の受光面のうちのどの位置で受光す ると、 前記出力手段に到達する光が前記オプティカルファイバに入力するかが、 波長域毎に対応付けられており、
前記制御手段は、 前記出力先検知手段からの出力に応じて前記波長域毎の光が 前記オプティカルファイバに入射するように、 または、 該オプティカルファイバ に入射しないように、 前記ビームステアリング手段を制御する
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。
( 2 5 ) 複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、 前記入力光に対して波長分散作用を与える第 1の波長分散手段と、
前記波長分散作用を受けた光を、 その波長域毎に配置された複数の受光面で受 け、 該受光面毎に角度を調整して波長域毎の光をそれぞれ目的の方向に向けるビ 一ムステアリング手段と、
前記ビームステアリング手段で方向付けられた波長領域毎の光に対して、 前記 波長分散作用とは逆向きの波長分散作用を与える第 2の波長分散手段と、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうちの所定の回折次数の 光を、 前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度に応じて出力させる出 力手段と、 を備えた逆分散型二重分光器の制御方法において、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち前記所定の回折次数 とは異なる回折次数の光の、 前記ビームステアリング手段の受光面と光学的に共 役な位置からズレた位置に配置されている出力先検知用の受光面での前記波長領 域毎の光の入射位置を検出し、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置に応じて、 前記ビームステアリン グ手段を制御する
ことを特徴とする逆分散型二重分光器の制御方法。
( 2 6 ) 請求項 2 5に記載の制御方法において、
前記第 2の波長分散手段で波長分散作用を受けた光のうち、 前記所定の回折次 数とは異なる回折次数の光を 2つの光路に分離し、 分離された一方の光路の光を 前記出力先検知用の受光面に導き、 分離された他方の光路の光を前記ビームステ ァリング手段の受光面と光学的に共役な位置に配置された波長検知用の受光面に 導き、
前記出力先検知用の受光面での光の入射位置および前記波長検知用の受光面で の光の入射位置に応じて、 前記ビームステアリング手段の前記受光面毎の角度を 制御する
ことを特徴とする逆分散型二重分光器の制御方法。
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