WO2004097496A1 - アッテネータ装置および光スイッチング装置 - Google Patents

Abstract

　簡易な構成で、任意の波長域光の出力を複数の出力ポートから選べるアッテネータ装置等を提供する。アッテネータ装置は、端面が出力用ポートを成す複数の出力用ファイバ１−３，１−５と、端面が廃棄用ポートを成し、それぞれが出力用光ファイバに隣接配置された廃棄用光ファイバ１−２，１−４と、入射光をその波長に応じて異なる方向へ回折する回折格子５と、回折格子５から出力される波長域毎の回折光各々の出力方向を調整するマイクロミラーアレイ７とを備えている。マイクロミラーアレイ７は、回折光の一部が出力用ポートへ出力され、残りが廃棄用ポートへ出力されるように、回折光の出力方向を調節する。

Description

明 細 書

ァ ッテネータ装置お よび光ス ィ ツチング装置

「技術分野」

本発明は、 ア ツ テネータ装置お ょ ぴ光ス ィ ツチング装置に 関 し、 特に、 逆分散型二重分光器を利用 したア ツテネー タ装 置およ び光ス イ ッ チ ン グ装置に関する。

「背景技術」

従来よ り 、 逆分散型二重分光器を利用 したア ツテネータ装 置が知 られている。 逆分散型二重分光器は、 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 り 、 逆分散型二重分光器を利用 したア ツテネータ 装置では、 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、 ア ツ テネーシ ョ ン操 作を施 している。 そ して、 ア ツテネーシ ヨ ン操作後の光に、 2 回 目 の波長分散作用を与え、 それか ら外部に出力する。 特開 2 0 0 2 - 1 9 6 1 7 3 号公報に記載の逆分散型二重 分光器を利用 したア ツ テネータ装置では、 マイ ク ロ ミ ラ ーァ ^" ア レ イ を用いてア ツ テネーシ ョ ン操作を行っ ている。 具体 的には、 個々 のマ イ ク ロ ミ ラ ーの径がマイ ク ロ ミ ラーア レイ に入射する光 （操作対象光） のス ポ ッ ト径よ り 小さ く 、 且つ、 多数のマイ ク 口 ミ ラ ーが操作対象光のスポ ッ ト径の中 に配置 さ れる よ う に、 マイ ク ロ ミ ラ ーア レ イ を構成 している。 そ し て、 こ のス ポ ッ ト径の 中 に位置する複数のマイ ク 口 ミ ラ ーの 一部を出力方向 と は異な る方向へ傾斜 させ、 操作対象光の一 部を光路外に導 く つま り 廃棄する こ と で、 ア ツテネーシ ヨ ン 操作を行っ ている。 ま た、 その と き に廃棄 さ れた光をセ ンサ で検知 してスぺク トル情報のモニ タ を行い、 こ のスぺク トル 情報に基づいて、 出力方向 と は異な る方向へ傾斜 させる マイ ク 口 ミ ラーの数を制御する。

上述 した よ う に、 特開 2 0 0 2 - 1 9 6 1 7 3 号公報に記載 の逆分散型二重分光器を利用 した ア ツ テネ ー タ 装置で は、 個々 のマイ ク 口 ミ ラーの径がマイ ク 口 ミ ラ ーア レイ に入射す る 光 （操作対象光） のス ポ ッ ト径よ り 小 さ く 、 且つ、 多数の マイ ク 口 ミ ラ ーが操作対象光のス ポ ッ ト径の中に配置 さ れる よ う に、 マイ ク ロ ミ ラ ーア レ イ を構成 している。 このた め、 マイ ク 口 ミ ラ ーア レ イ の構成が複雑になる と い う 問題が あ る ま た、 単一の出力ポー ト しか想定 してお らず、 複数出力ポ 一 ト を選択的に用い る よ う な機能には対応 していない。

「発明の開示」

本出願に係る発明は、 上記事情に鑑みてな された も の であ り 、 本発明の 目 的は、 よ り 簡易な構成を持つア ツ テネータ装 置お よ び光ス イ ッ チング装置を提供する こ と であ る。 本出願 に係 る他の発明の 目 的は、 さ ら に、 任意の波長域光の出力を 複数の出力ポー ト か ら選べる機能も兼ね備えたア ツテネータ 装置お ょ ぴ光スィ ツ チング装置を提供する こ と であ る。

そ こ で、 前記 目 的を達成する た め、 請求項 1 に記載のア ツ テネータ装置は、 出力用ポー ト と 、 前記出力用ポー ト に隣接 配置 さ れた廃棄用ポー ト と 、 入射光をその波長に応 じて異な る方向へ回折する 回折手段 と 、 前記回折手段か ら 出力 さ れる 波長域毎の回折光各 々 の出力方向 を調整する 出力方向調整手 段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用ポ ー ト ま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま た は、 前記回折光の一部が前記出力用ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が前 記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調節 し、 前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記回折手段 側に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と を特徴 とする ア ツ テネータ装置であ る。

請求項 2 に記載のア ツ テネータ 装置は、 出力用ポー ト と 、 前記出力用ポー ト に隣接配置 さ れた廃棄用ポー ト と 、 波長域 の異な る複数の入射光を合波 して所定の一方向へ回折する 回 折手段 と 、 前記回折手段か ら 出力 さ れる 回折光の出力方向を 調整する 出力方向調整手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用ポ ー ト ま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部が前記出力ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が前記 廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を 調整 し、 前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記回折手段側 に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と を特徴 と する ア ツテ ネータ装置であ る。

請求項 3 に記載のア ツ テネータ装置は、 請求項 1 ま た は 2 に記載のア ツ テネータ装置であっ て、 前記出力方向調整手段 は、 前記回折手段を介 して、 前記回折光の一部が前記出力用 ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が前記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調整 し、 前記回折手段は、 前 記出力方向調整手段で出力方向が調整 さ れた回折光を逆回折 する こ と を特徴とする ア ツテネータ装置であ る。

請求項 4 に記載のア ツ テネータ装置は、 請求項 1 乃至 3 の いずれか一項に記載のア ツテネータ装置であっ て、 前記廃棄 用ポー ト への入射光の光量を検知する検知手段 と 、 前記検知 手段での検知信号に従い、 前記出力方向調整手段におけ る前 記波長域毎の回折光各 々 の出力方向の調整を制御する制御手 段 と 、 を さ ら に備える こ と を特徴 と する ア ツテネータ装置で あ る。

請求項 5 に記載のア ツ テネータ装置は、 請求項 1 乃至 4 の いずれか一項に記載のァ ッテネータ装置であって、 前記出力 方向調整手段は、 反射角度を個別に調整可能に構成さ れた複 数のマイ ク ロ ミ ラーを有する マイ ク ロ ミ ラ ーデバイ ス であ る こ と を特徴とする ア ツテネータ装置であ る。

請求項 6 に記載のア ツ テネータ装置は、 請求項 1 乃至 5 の いずれか一項に記載のア ツテネータ 装置であ っ て、 廃棄用 フ ァ イ ノ と 、 前記廃棄用 フ ァ イ バに対 してカ ッ プ リ ングする廃 棄用 レ ンズ と 、 を備え、 前記廃棄用 フ ァ イ バ の前記廃棄用 レ ンズ と 向かい合 う 端面が、 前記廃棄ポー ト を成すこ と を特徴 とする ア ツテネータ装置であ る。

請求項 7 に係る ア ツ テネータ装置は、 請求項 1 乃至 6 のい ずれか一項に記載のア ツ テネータ装置において、 出力用光フ ァ イ ノ と 、 前記出力用 フ ァ イ バに対 してカ ッ プ リ ングする 出 力用 レ ンズ と 、 を備え、 前記出力用 フ ァ イ バの前記出力用 レ ン ズ と 向かい合 う 端面が、 前記出力ポー ト を成 し、 前記出力 方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用 レ ン ズま たは 前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光 の一部が前記出力用 レ ン ズ に出力 さ れ、 残 り が前記廃棄用ポ ー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調節する こ と を特徴 と する ア ツテネータ装置であ る。

請求項 8 に係る ア ツ テネータ装置は、 請求項 1 乃至 7 のい ずれか一項に記載のア ツ テネータ装置において、 1 次元配置 さ れた複数の前記出力用 ポー ト を備え、 前記廃棄ポー ト は、 複数の前記出力ポー ト相互間の う ちのいずれかの位置に配置 されている こ と を特徴 とする ア ツテネータ装置であ る。

前記 目 的を達成する た め、 請求項 9 に記載の光スィ ッチン グ装置は、 少な く と も 1 つの入力用 ポー ト カゝ ら少な く と も 1 つ の波長成分を有する入射光を入力 さ せる入力手段 と 、 複数 の出力用ポー ト と 、 少な く と も 1 つ の前記出力用ポー ト に隣 接配置 された少な く と も 1 つの廃棄用ポー ト と 、 前記入射光 をその波長に応 じて異な る方向へ回折する 第 1 の回折手段 と 前記第 1 の回折手段か ら 出力 される波長域毎の回折光各々 の 出力方向を調整する 出力方向調整手段 と 、 前記第 1 の回折手 段 と は逆向き の回折作用 を与える第 2 の回折手段 と 、 を備え、 前記出力方向調整手段は、 前記各 々 の回折光の強度 と その 波長域 と の少な く と も いずれか一方に応 じて、 前記回折光が 全て複数の前記出力用ポー ト または少な く と も 1 つの前記廃 棄用ポー ト に出力 される よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部 が複数の前記出力用ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が少な く と も 1 つの前記廃棄用ポー ト へ出力 される よ う に、 前記回折光の出 力方向 を調節 し、 前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記第 2 の回折手段側に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と を特 徴と する光スィ ツチング装置であ る。

請求項 1 0 に記載の光ス イ ッ チ ン グ装置は、 複数の入力用 ポー ト か ら それぞれ少な く と も 1 つの波長成分を有する入射 光を入力 さ せる入力手段 と 、 少な く と も 1 つの出力用 ポー ト と 、 前記出力用ポー ト に隣接配置 さ れた少な く と も 1 つの廃 棄用 ポー ト と 、 前記入射光をその波長に応 じて異な る方向へ 回折する第 1 の回折手段 と 、 前記第 1 の回折手段か ら 出力 さ れる波長域毎の回折光各 々 の出力方向 を調整する 出力方向調 整手段 と 、 前記第 1 の回折手段 と は逆向き の回折作用 を与え る第 2 の回折手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記各々 の回折光の強度 と その 波長域 と の少な く と も いずれか一方に応 じて、 前記回折光が 全て前記出力用ポー ト ま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部が前記出力用ポー ト へ出 力 さ れ、 残 り が前記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記 回折光の出力方向 を調節 し、 前記廃棄用ポー ト は、 前記回折 光が前記第 2 の回折手段側に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄す る こ と を特徴とする 光ス イ ッ チ ン グ装置であ る。

以上説明 した よ う に、 以上の発明 に よれば、 簡易な構成を 持つァ ッテネータ装置お よび光スィ ツ チング装置を提供する こ と ができ る。 また、 以上の発明の う ちの一部の発明では、 さ ら に、 任意の波長域光の出力を複数の出力ポー ト か ら選べ る機能も兼ね備えたァ ッ テネータ装置お よび光ス ィ ツ チング 装置を提供する こ と ができ る。

「図面の簡単な説明」

図 1 は、 本発明の一実施形態に係る ア ツ テネータ装置の概 略構成図であ る。

図 2 は、 本発明の一実施形態に係る ア ツ テネータ装置のセ ンサ、 光フ ァ イ バお よ びマイ ク ロ レ ン ズァ レイ を含む部分の 拡大図で、 同図 ( A ) はア ツ テネーシ ヨ ンをかけていない場 合の光路を示 してお り 、 同図 （ B ) はア ツ テネーシ ヨ ンをか けてい る場合であ っ て、 光の一部のみを廃棄 している状態の 光路を示 し、 同図 （ C ) はア ツテネーシ ヨ ンをかけてい る場 合であ っ て、 光の全て を廃棄 してい る状態の光路を示 してい る。 「発明を実施する ため の最良の形態」

以下に、 本発明の一実施形態について説明する。

図 1 は、 本発明の一実施形態に係る 逆分散型二重分光器を 用いたア ツテネータ 装置の概略図であ る。

図示する よ う に、 本実施形態のア ツ テネータ装置は、 複数 の光フ ァイ ノく 1 — 1 ~ 1 — 5 と 、 マイ ク ロ レ ン ズア レイ 2 と 、 レ ン ズ 3 と 、 レ ン ズ 4 - 1 、 4 - 2 と 、 回折格子 5 と 、 マイ ク 口 ミ ラ ーア レイ 7 と 、 セ ンサ 8 — 1 、 8 — 2 と 、 マ イ ク ロ ミ ラ 一ア レイ 7 を駆動する た めの ドラ イ ノ 2 3 と 、 セ ンサ 8 - 1 、 8 - 2 の出力 に応 じて ド ラ イ ノく 2 3 に指令を与え る プロ セ ッ サ 2 2 と 、 プロ セ ッサ 2 2 が使用する各種プロ グラ ム、 デー タ を記憶する ための メ モ リ 2 1 と 、 を備えて構成 されている。

なお、 図 1 において、 被分光光 L 2 のチ ャ ネルア ツ テネー タ装置への入射方向 を 「 Z方向」 と し、 Z 方向に直交 し、 紙 面に平行な方向 を 「 X方向」 と してい る。 そ して、 X方向、 Z方向 に直交する方向を 「 Y方向」 と している。 したがっ て、 図 1 に示す座標系は右手座標系 と な る。

光フ ァ イ ノ 1 - 1 〜 1 - 5 は、 光源 （不図示） か ら の被分光 光をチャネルア ツ テネータ装置に入射 させた り （入力用 ポー ト ） 、 チ ャ ネ ルア ツテネータ装置の出力光を外部に導いた り (出力用ポー ト ） 、 あ る いは、 チャネルア ツ テネータ装置の 出力光をセ ンサ 8 - 1 、 8 - 2 に導いた り （ ト ラ ップ用ポー ト ） する た めの部材 （例えばシングルモ ー ドフ ァ イ バ） であ る。 光フ ァ イ ノ 1 - 1 〜 1 - 5 の光射出部の直径は、 例えば 1 0 μ mであ る。

本実施形態では、 光フ ァ イ バ 1 - 1 を入力用ポー ト 、 光フ ァ イ ノ 1 - 3 、 1 - 5 を出力用ポー ト 、 そ して、 光フ ァ イ ノ 1 - 2、 1 - 4 を ト ラ ッ プ用ポー ト と して用いる よ う に している。 そ して、 入力用ポー ト と して用い られる 光フ ァ イ ノ 1 - 1 の前 段に、 不図示の光源を配置 している。

入力用 ポー ト であ る 光フ ァ イ バ 1 - 1 か ら 出射 さ れた波長 多重光 （波長域を ； 1 1 、 λ 2 、 ··· 、 え 6 と する） L 1 は、 対 応する マイ ク 口 レ ン ズ 2 - 1 でコ リ メ 一 ト され、 コ リ メ一 ト 光 L 2 と な る。

出力用ポー ト である光フ ァ イ バ 1 - 3 、 1 - 5 は、 それぞれ ト ラ ッ プ用 ポー ト 1 - 2、 1 - 4 と 隣接する よ う に配置 さ れて いる。 つま り 、 ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 2 および出力用ポー ト 1 _ 3 がペア と な り 、 ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 4 お よび出力用ポー ト 1 — 5 カ ペア と なっ ている。

ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 2、 1 - 4 に は、 セ ンサ 8 - 1 、 8 - 2 が接続されてい る。 セ ンサ 8 - 1 、 8 - 2 は、 ト ラ ッ プ用 ポー ト 1 - 2、 1 - 4 に入射 した光の光量を検知 し、 検知信号をプ 口セ ッ サ 2 2 へ送信する。

マ イ ク ロ レ ン ズア レ イ 2 は 、 光 フ ァ イ ノく 1 — 1 〜 1 — 5 各 々 に対応 して配置 さ れた複数のマイ ク 口 レ ン ズ 2 - 1 〜 2 - 5 を 有する。 マイ ク ロ レ ンズ 2 - 1 〜 2 - 5 は、 光フ ァ イ バ 1 - 1 〜 1 - 5 の Ν Α (開 口数） に対 して最適化 さ れた正の焦点距離を 有する。 ま た、 マイ ク ロ レ ン ズ 2 - 1 〜 2 - 5 は、 自 身の焦点 位置 と 自 身に対応する 光フ ァ イ ノ 1 - 1 〜 1 - 5 の入出力部 と がー致する よ う に配置 さ れている。 こ のた め、 入力用ポー ト 1 - 1 力 ら 出射さ れた光は対応する マイ ク 口 レ ンズ 2 - 1 で コ リ メ ー ト さ れ、 マイ ク ロ レ ンズ 2 - 2〜 2 - 5 に入射 した コ リ メ ー ト 光は対応する光フ ァ イ バ （出力用ポー ト 、 ト ラ ッ プ用 ポ ト ） 1 - 2〜 1 - 5 に入射する。

さ て、 マイ ク ロ レンズ 2 - 1 力、 ら 出射 さ れた コ リ メ ー ト 光 L 2 は、 レンズ 3 に入射 し収束光 L 3 a と な っ て、 レンズ 3 の 焦点位置で中間像 I 1 を結ぶ。 焦点位置を通過後、 拡散光 L 3 b と な っ て ビーム径を拡大 して レ ンズ 4 - 1 に入射する。

レンズ 4 - 1 は、 中間像 I 1 の結像位置を焦点位置に持つ よ う に配置 さ れて い る 。 こ の た め 、 拡散光 L 3 は、 レ ンズ 4 - 1 に よ り コ リ メ ー ト さ れた光 L 4 と な る。 そ して、 コ リ メ一 ト光 L 4 は、 回折格子 5 へと 入射する。 こ こ で、 コ リ メ ー ト 光 L 4 の波長域は、 波長多重光 L 1 と 同 じ 1 、 λ 2 _s - λ 6 であ る 。

回折格子 5 は、 その入射光の波長域 ； L 1 、 λ 2、 …； 6 各々 に対 し、 波長域の回折角度に応 じた位置に、 スぺク ト ル像を 結像する。 こ こ で、回折格子 5 は透過型平面回折格子であ り 、 Y方向 に細長い多数の溝が X方向 に対 し平行な方向に沿っ て 1 次元配列 さ れた も のである。 つま り 、 回折格子 7 は、 X Z 平面に関 して面対称に配置さ れている。 なお、 多数の溝の配 列方向 は、 回折格子 5 の波長分散方向 に相 当する。 なお、 図 1 では、 光線の分散経路の把握を容易 にする ため に、 波長多 重光 L 1 に含まれる波長域の う ち 1 つの波長域の光の経路の みを表示 している。

さ て、 回折格子 5 に入射 した コ リ メ ー ト 光 L 4 は、 上述 し た回折格子 5 の波長分散作用 に よ り 、 波長域に応 じて回折格 子 5 か ら特定の角度で分散する。 これに よ り 、 コ リ メ ー ト 光 L 4 は、 回折格子 5 に よ っ て波長域毎に異な る角度へ回折さ れ、 波長域毎に異な る 回折角度を持っ た回折光 L 5 に変換さ れて、 レ ン ズ 4 - 2 に入射さ れる。

次に、 回折格子 5 で波長域 （ λ 1 、 λ 2 、 - λ 6 ) 毎に異 な る角度へ回折された回折光 L 5 は、 レンズ 4 - 2 に よ り 、 収 束光 L 6 と してマイ ク ロ ミ ラ ーア レ イ 7 に集光さ れる 。 そ し て、マイ ク ロ ミ ラ ーア レイ 7 上で中間像 I 2 を結ぶ。 こ こ で、 中間像 I 2 の結像位置お よび中間像 I 1 の結像位置は、 レ ン ズ 4 - 1 、 回折格子 5 お よ びレ ン ズ 4 - 2 で構成 さ れる光学系 の共役な位置である。

なお、 マイ ク ロ ミ ラ ーア レイ 7 は、 レンズ 6 力 ら 出射 さ れ る収束光 L 6 が波長域毎に異な る マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の ミ ラー面に集光する よ う に、 つま り 、 波長域 λ ΐ の収束 光 6 がマイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 の ミ ラ ー面に集光 さ れ、 波長域 λ 2 の収束光 L 6 がマイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 2 の ミ ラ ー面に集光 さ れ、 そ して、 波長域 λ 6 の収束光 L 6 がマイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 6 の ミ ラー面に集光 されよ う に、 配置 されている。

マイ ク ロ ミ ラーア レイ 7 は、 複数のマイ ク ロ ミ ラ ー 7 — 1 〜 7 - 6 が X軸方向に沿っ て配列された装置であ る。 こ の よ う な 装置 と し て 、 例 え ば、 M E M S ( Micro Electro Mechanical Systems)方式力 Sある。複数のマイ ク 口 ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 は、 収束光 L 6 の中間像 I 2 のス ポ ッ ト径 （入力ポー ト 1 - 1 の出 力部におけ る被分光光 L 1 の径） よ り 大き なサイ ズと なっ て い る。 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 — 1 〜 7 — 6 の大き さ は、 お よそ数 1 0 111角〜数 1 0 0 // 111角程度でぁ る。 ま た、 個々 のマイ ク 口 ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 — 6 は、 ドライ ノく 2 3 力、 ら の駆動信号に よ り 、 ミ ラー面の傾斜角度を独立に制御する こ と ができ る。

ドラ イ バ 2 3 は、 プロ セ ッサ 2 2 力 ら の指令に従レヽ、 マイ ク ロ ミ ラー 7 - 1 ~ 7 - 6 に集光さ れた収束光 L 6 の反射光 L 7 が、 レ ン ズ 4 - 2 を介 して、 コ リ メ ー ト 光 L 8 に変換された 後、 回折格子 5 の所望の領域 S 1 に到達する よ う に、 マイ ク 口 ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 各 々 の傾斜角度を調節する。

なお、 所望の領域 S 1 の回折格子 5 上におけ る位置は、 出 力用ポー ト お よび ト ラ ッ プ用ポー ト と して使用する光フ ア イ バ 1 - 2 ~ 1 - 5 のペア の位置に応 じて予め決定 さ れている。 プロ セ ッサ 2 2 は、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 力 ら の波長 域 （ λ 1 、 λ 2 _s - λ 6 ) 毎の反射光 L 6 が、 出力用ポー ト お よ び ト ラ ッ プ用 ポー ト と して使用する 光フ ァ イ バ 1 - 2 〜 1 - 5 の ペ ア の位置に応 じて予め決定 さ れた領域 S 1 に到達 する よ う に、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の個々 の傾斜角度 を制御する ための指令を出す。

さ て、 回折格子 5 の所望の領域 S 1 に到達 した コ リ メ ー ト 光 L 8 は、 領域 S 1 で逆回折 し、 波長多重 さ れた コ リ メ ー ト 光 L 9 と なっ て、 レ ン ズ 4 - 1 へ入射する。 こ こで、 コ リ メ 一 ト 光 L 9 は、 回折格子 5 へ入射する コ リ メ ー ト 光 L 4 と 平行 と なる。

次に、 コ リ メ ー ト 光 L 9 は、 レンズ 4 - 1 に入射 し収束光 L 1 0 b と な っ て レ ン ズ 4 - 1 の焦点位置で中間像 I 1 を結ぶ。 焦点位置を通過後、 拡散光 L I O b と なっ て レ ン ズ 3 に入射 し、 コ リ メ ー ト さ れて、 コ リ メ ー ト 光 L 1 1 と な る。

次に、 コ リ メ ー ト光 L 1 1 は、 出力用ポー ト お ょぴ ト ラ ッ プ用ポー ト と して使用する光フ ァ イ ノ 1 - 2 〜 1 - 5 に対応 し て配置 さ れたマイ ク ロ レ ン ズ 2 - 2 〜 2 - 5 で収束 さ れ、 そ の マイ ク 口 レ ン ズ 2 - 2 〜 2 - 5 の焦点位置にあ る 出力用ポー ト 1 - 3 、 1 - 5 お よ び ト ラ ップ用ポー ト 1 - 2 、 1 - 4 の光受光 部に入射する。

図 1 では、 出力用ポー ト お よび ト ラ ップ用ポー ト と して、 出力用ポー ト 1 - 5 お よび ト ラ ッ プ用 ポー ト 1 - 4 のペアが用 い られてい る。 そ して、 コ リ メ ー ト 光 L I 1 の一部がマイ ク 口 レ ン ズ 2 - 5 で収束され、 収束光 L 1 2 と し て出力用ポー ト 1 - 5 の光受光部に入射する。 また、 コ リ メ ー ト 光 L I 1 の残 り の部分がマイ ク ロ レ ン ズ 2 - 4 で収束 さ れ、 収束光 L 1 3 と して ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 4 の光受光部に入射する。

ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 4 に取 り 込まれた光 L 1 3 は、 セ ンサ 8 - 2 に よ り その光量が検知 され、 検知信号がプロ セ ッサ 2 2 に送 られる。 プロ セ ッサ 2 2 は、 セ ンサ 8 - 2 カゝ ら の検知信号 が示す光量がメ モ リ 2 1 に格納さ れている設定値 （廃棄する 光量に関する情報） に近づ く 方向へ、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を制御する た めの指令を生成 し、 ドラ イ ノ 2 3 へ出力する 。 これを受けて、 ドラ イ バ 2 3 は、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を調整する。 つま り 、 本実施形 態では、 所定のア ツテネーシ ョ ンがかかる よ う に フ ィ ー ドバ ッ ク制御 している。

次に、 本実施形態に係 る ア ツテネータ装置のア ツテネーシ ョ ン動作を詳細に説明する。

図 2 は、 本実施形態に係 る ア ツ テネー タ装置のセ ンサ 8 - 1 、 8 — 2 、 光 フ ァ イ バ 1 — 1 ~ 1 — 5 お よ びマ イ ク ロ レ ン ズァ レ イ 2 を含む部分の拡大図である。 図 2 ( A ) はア ツ テネー シ ヨ ンをかけていない場合の光路を示 してお り 、 図 2 ( B ) お よ び図 2 ( C ) はア ツ テネーシ ヨ ンをかけてい る場合の光 路を示 している。

上述 した よ う に、 本実施形態に係る チャネルア ツテネータ 装置では、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を調整す る こ と で、 レ ンズ 3 力、 ら 出射 さ れる コ リ メ ー ト 光 L I 1 の一 部 （収束光 L 1 3 ) を、 ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 4 に入射さ せ、 出力ポー ト 1 - 5 に入射 さ せて外部へ出力する 収束光 L 1 2 の光量を減衰させる。

ア ツ テネーシ ヨ ンをかけていない場合、 図 2 ( A ) に示す よ う に、 光フ ァ イ ノ 1 - 1 力 ら入射された被分光光 L 1 に よ つ て、 レ ンズ 3 力、 ら 出射さ れる コ リ メ ー ト光 L 1 1 は、 ドラ イ ノ 2 3 に よ るマイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の反射角度の制御 に よ り 、 領域 S 2 つま り マイ ク 口 レ ンズ 2 - 5 のみに入射する _c したが っ て、 コ リ メ ー ト 光 L I 1 はア ツ テネ ーシ ヨ ン を受け ずに収束光 L 1 2 と な っ て、 出力ポー ト 1 - 5 に入射 さ れ、 外 部へ出力 さ れる。

ア ツ テネ ー シ ヨ ン をかけてい る 場合、 図 2 ( B ) に示す よ う に、 光フ ァ イ ノ 1 - 1 力、 ら入射 さ れた被分光光 L 1 に よ っ て . レ ン ズ 3 力、 ら 出射 さ れ る コ リ メ ー ト 光 L I 1 は、 ドラ イ ノ 2 3 に よ る マイ ク 口 ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の反射角度の制御 に よ り 、 領域 S 2 に比べて + の X方向 に位置す る 領域 S 3 、 つま り 、 一部がマイ ク ロ レ ン ズ 2 - 4 に入射 し、 残 り の部分がマイ ク ロ レ ンズ 2 - 5 に入射する 。 し た が っ て 、 コ リ メ ー ト 光 L 1 1 は、 ア ツ テーシ ヨ ン さ れた収束光 L 1 2 と な っ て 出力 ポー ト 1 - 5 に入射さ れ、 外部へ出力 さ れる 。 ま た、 コ リ メ ー ト 光 L 1 1 の破棄 さ れ る 部分は、 収束光 L 1 3 と な っ て ト ラ ッ プ 用 ポー ト 1 - 4 に入射 さ れ、 セ ンサ 8 - 2 に よ り 光量が検知 さ れる 。

ま た、 図 2 ( C ) に示す よ う に、 光フ ァ イ ノ 1 - 1 力 ら入射 さ れた被分光光 L 1 に よ っ て、 レ ン ズ 3 力ゝ ら 出射 さ れ る .コ リ メ ー ト 光 L 1 1 を 、 ド ラ イ バ 2 3 に よ る マ イ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の反射角度の制御に よ り 、 領域 S 3 に比べて 十 の X 方向 に位置する領域 S 4 、 つま り 、 マイ ク ロ レ ンズ ² - ⁴ に の み入射 さ せる こ と も で き る 。 こ の場合、 コ リ メ ー ト 光 L 1 1 は、 出力ポー ト 1 - 5 カゝ ら 外部へ出力 さ れない。 コ リ メ ー ト 光 L 1 1 の全て が収束光 L 1 3 と な っ て ト ラ ッ プ用 ポー ト 1 - 4 に入射さ れ、 セ ンサ 8 - 2 に よ り 光量が検知 さ れる。

なお、 本実施形態では、 ト ラ ッ プ用ポー ト 1 - 4 に取 り 込ま れた光 L 1 3 は、 セ ンサ 8 - 2 に よ り そ の光量が検知 され、 検 知信号がプロ セ ッサ 2 2 に送 られる。 プロ セ ッサ 2 2 は、 セ ンサ 8 - 2 カゝ ら の検知信号が示す光量が メ モ リ 2 1 に格納 さ れてい る設定値 （廃棄する光量に関する情報） に近づ く 方向 へ 、 マイ ク 口 ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を制御する ため の指令を生成 し、 ドラ イ バ 2 3 へ出力する。 これを受けて、 ドラ イ バ 2 3 は、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 ~ 7 - 6 の傾斜角度を 調整する。

以上、 本発明の一実施形態について説明 した。

本実施形態では、 出力用ポー ト と ト ラ ッ プ用ポー ト と を隣 接配置 し、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を制御す る こ と に よ り 、 レンズ 3 力、 ら 出力 さ れた コ リ メ ー ト 光 L 1 1 の う ち、 出力用ポー トへ出射 さ れる 収束光 L 1 2 と ト ラ ッ プ 用ポー トへ出力 さ れる収束光 L 1 3 と の比率を調節でき る よ う に してい る。 こ のため、 上記の特許文献 1 に記載のチヤネ ルア ツ テネータ装置に よ う に、 個々 のマイ ク ロ ミ ラーの径が マイ ク ロ ミ ラ ーア レイ に入射する 光 （操作対象光） の ス ポ ッ ト径よ り 小 さ く 、 且つ、 多数のマイ ク ロ ミ ラ ーが操作対象光 のス ポ ッ ト径の中 に配置 される よ う に、 マイ ク ロ ミ ラ ーァ レ ィ を構成する 必要がない。 したが っ て、 よ り 簡易な構成を持 つア ツ テネータ装置を提供でき る。 ま た、 出力用ポー ト の隣 に ト ラ ッ プ用ポー ト を配置する と い う 簡単な構成で、 廃棄 し た光量をモニタする こ と ができ る。

なお、 本発明は上記の実施形態に限定される も の ではな く 、 その要旨の範囲内で数々 の変形が可能であ る 。 例えば、 上記 の実施形態では、 回折格子 5 と して透過型平面回折格子を用 いてい る が、 回折格子 5 は、 例えば反射型平面回折格子であ つ て も構わない。 こ の場合、 レ ン ズ 4 - 1 、 4 - 2 は 1 つの レ ンズで構成する こ と も可能であ る。

ま た、 本実施形態において、 回折格子 5 で回折 された波長 域 （ ぇ 1 、 ぇ 2 、 - 1 6 ) 毎に、 回折光が所望の 出力用 ポー ト お よび ト ラ ップ用ポー ト のペアへ出力 さ れる よ う に、 マイ ク ロ ミ ラ ー 7 - 1 ~ 7 - 6 の傾斜角度を制御 して も よい。

ま た、 本実施形態において、 出力用 ポー ト へ出射さ れる収 束光 L 1 2 と ト ラ ッ プ用ポー ト へ出力 される収束光 L 1 3 と の比率を、 回折格子 5 で回折 さ れた波長域 （ λ 1 、 λ 2 、 … λ 6 ) 毎に、 マイ ク ロ ミ ラー 7 - 1 〜 7 - 6 の傾斜角度を制御 して調節 しても よい。

ま た、 本実施形態において、 逆分散型二重分光器に用いた 例について述べたが、 オプテ ィ カルク ロ ス コ ネク トゃ、 スィ ツ チ ング素子等に も適用する こ と ができ る。 なお、 本実施形 態はア ツテネータ装置であ る が、 本実施形態は入力ポー ト か ら の光の出力先を切 り 替える 光ス ィ ツ チング装置でも あ る こ と は言 う ま でも ない。 ま た、 他の広 く 用い られている 分光器 に も適用する こ と もでき る。 更に、 本実施例で示 した光路 と は逆向 き の光路でも使用可能であ る。 即ち、 複数入力ポー ト

8S8S00/l700Zdf/X3d 96 60請 OAV

Claims

請求の範囲 1 . 出力用ポー ト と 、

前記出力用ポー ト に隣接配置 さ れた廃棄用ポー ト と 、 入射光をその波長に応 じて異な る方向へ回折する 回折手段 と 、

前記回折手段か ら 出力 さ れる波長域毎の回折光各々 の出力 方向を調整する 出力方向調整手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用ポ ー ト または前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部が前記出力用ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が前 記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調節 し、

前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記回折手段側に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

2 . 出力用ポー ト と 、

前記出力用ポー ト に隣接配置さ れた廃棄用ポー ト と 、 波長域の異なる複数の入射光を合波 して所定の一方向へ回 折する 回折手段 と 、

前記回折手段か ら 出力 される 回折光の出力方向 を調整する 出力方向調整手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用ポ - ト ま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 刖記回折光の一部が前記出力ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が前記 廃棄用 ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の 出力方向 を 調整 し、

前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記回折手段側に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

3 . 請求項 1 ま たは 2 に記載のア ツテネータ装置であっ て、 前記出力方向調整手段は、 前記回折手段を介 して、 前記回 折光の一部が前記出力用ポー ト へ出力 され、 残 り が前記廃棄 用ポー トへ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調整 し、

前記回折手段は、 前記出力方向調整手段で出力方向が調整 された回折光を逆回折する こ と 、

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

4 . 請求項 1 乃至 3 のいずれか一項に記載のア ツ テネータ 装置であっ て、

前記廃棄用ポー ト への入射光の光量を検知する 検知手段 と 前記検知手段での検知信号に従い、 前記出力方向調整手段 におけ る前記波長域毎の回折光各々 の出力方向の調整を制御 する制御手段 と 、 を さ ら に備える こ と

を特徴とする ア ツ テネータ装置。

5 . 請求項 1 乃至 4 のいずれか一項に記載のア ツテネータ 装置であっ て、

前記出力方向調整手段は、 反射角度を個別に調整可能に構 成 さ れた複数のマイ ク ロ ミ ラ ーを有する マイ ク ロ ミ ラ ーデバ イ ス であ る こ と

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

6 . 請求項 1 乃至 5 のいずれか一項に記載のア ツテネータ 装置であっ て、

廃棄用フ ァ イ バ と 、

前記廃棄用 フ ァ イ バに対 して力 ッ プ リ ングする廃棄用 レン ズと 、 を備え、

前記廃棄用 フ ァ ィ パの前記廃棄用 レ ンズ と 向かい合 う 端面 が、 前記廃棄ポー ト を成すこ と

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

7 . 請求項 1 乃至 6 のいずれか一項に記載のア ツ テネータ装 置において、

出力用光フ ァ イ バ と 、

前記出力用 フ ァ イ バに対 してカ ツ プ リ ングする 出力用 レン ズと 、 を備え、

前記出力用 フ ァ イ バの前記出力用 レ ンズ と 向かい合 う 端面 が、 前記出力ポー ト を成 し、 前記出力方向調整手段は、 前記回折光が全て前記出力用 レ ン ズま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部が前記出力用 レ ン ズ に出力 され、 残 り が前 記廃棄用ポー トへ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出力方向 を調節する こ と

を特徴 と する ア ツ テネータ装置。

8 . 請求項 1 乃至 7 のいずれか一項に記載のア ツテネー タ装 置において、

1 次元配置された複数の前記出力用ポー ト を備え、 前記廃棄ポー ト は、 複数の前記出力ポー ト相互間の う ちの いずれかの位置に配置さ れている こ と

を特徴と する ア ツテネータ装置。

9 . 少な く と も 1 つの入力用ポー ト カゝ ら少な く と も 1 つの波 長成分を有する入射光を入力 させる入力手段 と 、

複数の出力用ポー ト と 、

少な く と も 1 つの前記出力用ポー ト に隣接配置 された少な く と も 1 つの廃棄用ポー ト と 、

前記入射光をその波長に応 じて異な る方向へ回折する 第 1 の回折手段 と 、

前記第 1 の回折手段か ら 出力 さ れる波長域毎の回折光各 々 の出力方向を調整する 出力方向調整手段 と 、

前記第 1 の回折手段 と は逆向 き の回折作用 を与える 第 2 の 回折手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記各々 の回折光の強度 と その 波長域 と の少な く と も いずれか一方に応 じて、 前記回折光が 全て複数の前記出力用ポー ト ま たは少な く と も 1 つの前記廃 棄用ポー ト に出力 される よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部 が複数の前記出力用ポー ト へ出力 さ れ、 残 り が少な く と も 1 つの前記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記回折光の出 力方向 を調節 し、

前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記第 2 の回折手段側 に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と

を特徴 とする光ス ィ ツチング装置。

1 0 . 複数の入力用ポー ト カゝ ら それぞれ少な く と も 1 つの 波長成分を有する入射光を入力 させる入力手段 と 、

少な く と も 1 つの出力用ポー ト と 、

前記出力用ポー ト に隣接配置さ れた少な く と も 1 つの廃棄 用ポー ト と 、

前記入射光をその波長に応 じて異な る方向へ回折する第 1 の回折手段 と 、

前記第 1 の回折手段か ら 出力 さ れる波長域毎の回折光各々 の出力方向を調整する 出力方向調整手段 と 、

前記第 1 の回折手段 と は逆向き の回折作用 を与える第 2 の 回折手段 と 、 を備え、

前記出力方向調整手段は、 前記各々 の回折光の強度 と その 波長域 と の少な く と も いずれか一方に応 じて、 前記回折光が 全て前記出力用ポー ト ま たは前記廃棄用ポー ト に出力 さ れる よ う に、 ま たは、 前記回折光の一部が前記出力用ポー ト へ出 力 さ れ、 残 り が前記廃棄用ポー ト へ出力 さ れる よ う に、 前記 回折光の出力方向 を調節 し、

前記廃棄用ポー ト は、 前記回折光が前記第 2 の回折手段側 に戻 ら ぬよ う 、 該回折光を廃棄する こ と

を特徴と する光ス ィ ツチング装置。