WO2014061102A1 - 光路制御装置 - Google Patents

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WO2014061102A1
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節文 大塚
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Definitions

  • the present invention relates to an optical path control device such as a wavelength selective switch.
  • Patent Document 1 describes a wavelength selection operation device.
  • This wavelength selection operation device includes an input / output fiber, a spherical mirror, a cylindrical lens, a diffraction grating, and an LCD (Liquid Cristal Device).
  • the input / output fibers are arranged in the x direction.
  • the light from the input / output fiber is reflected by the spherical mirror, collimated, and enters the diffraction grating.
  • the light incident on the diffraction grating is emitted after being angularly dispersed in the y direction according to the wavelength component.
  • the light emitted from the diffraction grating passes through the cylindrical lens, is condensed in the x direction, and is reflected again by the spherical mirror while being collimated in the y direction.
  • the light reflected again by the spherical mirror passes through the cylindrical lens again, and is collimated in the x direction and condensed in the y direction to enter the LCD.
  • LCOS Liquid Cristal On Silicon
  • the LCOS is an optical deflection element that uses a plurality of spatially discrete pixels. Therefore, in order to efficiently and precisely deflect light using LCOS, a large number of pixels should be used simultaneously. Therefore, it is preferable that the spot size of the light beam irradiated on the LCOS is larger in the port selection axis direction (for example, the input / output port arrangement direction).
  • the spot size of the light beam is set to some extent in the wavelength selection direction (for example, the spectral direction of the diffraction grating). It needs to be small. That is, on an optical deflection element such as LCOS, it is desirable to increase the spot size in the port selection axis direction (that is, increase the aspect ratio) relative to the spot size in the wavelength selection axis direction.
  • the spot size in each direction is changed by repeating condensing and collimation in the x direction and y direction at the subsequent stage of the diffraction grating, and on the LCD.
  • the aspect ratio of the spot size is made relatively large.
  • the optical system for condensing and collimating is disposed in the subsequent stage of the diffraction grating, various optical components are disposed in the subsequent stage of the diffraction grating.
  • the degree of freedom in optical design is low.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical path control device that can deflect light precisely and efficiently and has a high degree of freedom in optical design.
  • This optical path control device is an optical path control device including first to thirteenth elements, the first element includes an input port for inputting wavelength multiplexed light, and the second element includes third and fourth elements. And an anamorphic converter that converts the aspect ratio of the beam spot of the wavelength multiplexed light input from the input port, and the third element includes the propagation direction of the wavelength multiplexed light and the first direction.
  • first optical power element and a second optical power element for converging the wavelength multiplexed light in the plane stretched by A third optical power element that collimates the wavelength multiplexed light within the stretched plane, and the fifth element is a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light emitted from the second element and the second direction.
  • the element is an element, and the sixth element converges each of the spectroscopic light and propagates the plurality of spectroscopic lights in a plane stretched by the propagation direction of the spectroscopic light emitted from the fifth element and the second direction.
  • the seventh optical element includes a fourth optical power element whose directions are aligned with each other, and the seventh element is formed of a plurality of light deflecting element elements that are pixelated and arranged in the first direction.
  • the eighth element is an optical deflection element for the spectral light emitted from the seventh element in a plane stretched by the propagation direction of the spectral light emitted from the seventh element and the third direction.
  • Each of the ninth elements includes a fifth optical power element that rotates around an axis along a fourth direction orthogonal to the third direction in accordance with the wavelength, and the ninth element is a spectroscopic light emitted from the eighth element.
  • the tenth element is the eleventh and twelfth elements.
  • an anamorphic converter configured to convert the aspect ratio of the beam spot of the multiplexed light.
  • the eleventh element is the multiplexed light in a plane spanned by the propagation direction of the multiplexed light and the fourth direction.
  • the twelfth element includes an eighth optical power element that converges the multiplexed light in a plane stretched by the propagation direction of the multiplexed light and the third direction, and the thirteenth element includes: An output port for outputting multiplexed light emitted from the tenth element is included.
  • the wavelength multiplexed light from the input port is converged in the first direction and collimated in the second direction orthogonal to the first direction by the anamorphic converter. That is, the beam spot of the wavelength multiplexed light from the input port is flattened relatively larger in the second direction than in the first direction by the anamorphic converter.
  • the flat wavelength-multiplexed light emitted from the anamorphic converter is rotated around the axis along the first direction according to the wavelength by the first spectroscopic element and is characterized by the wavelength. It is split into spectroscopic light.
  • each spectroscopic light propagates while its beam spot is expanded in the first direction, is converged in the second direction by the fourth optical power element, and enters the optical deflection element.
  • the spot size of the spectroscopic light incident on the light deflection element is relatively larger in the first direction than in the second direction.
  • the spectroscopic light incident on the light deflection element is deflected by the light deflection element elements arranged in the first direction. Thereafter, the deflected spectral light is output from the output port via the eighth to twelfth elements.
  • the spot size in the arrangement direction (first direction) of the light deflection element elements for deflecting light is a flat shape that is relatively larger than the spot size in the second direction. Since the light is incident on the light deflection element, the light can be deflected precisely and efficiently.
  • the spot size is changed in the previous stage of the first spectroscopic element as described above. For this reason, it becomes possible to arrange various optical components and the like in the subsequent stage of the first spectroscopic element, and the degree of freedom in optical design is improved.
  • the third optical power element can be disposed at the confocal position of the first and second optical power elements. In this case, astigmatism in the third optical power element can be reduced.
  • the eighth optical power element can be disposed at the confocal position of the sixth and seventh optical power elements. In this case, astigmatism in the eighth optical power element can be reduced.
  • the fourth optical power element converges each of the spectroscopic lights only in the second direction, and the first optical power in the seventh element in the first direction. It may be a cylindrical lens that enlarges the spot size.
  • the spectral light emitted from the first spectroscopic element is converged in the second direction and expanded in the first direction (because it is not hindered to expand in the first direction)
  • the aspect ratio can be further increased on the element 7 (optical path deflecting element).
  • each of the first to third optical power elements includes a plurality of lenses that are divided and arranged along the first direction, and the first predetermined number It is assumed that one lens of the first to third optical power elements is associated with the input port. In this case, wavelength-multiplexed light that is input from the input port and passes outside the lens can be reduced, so that aberration in the first direction can be suppressed.
  • each of the sixth to eighth optical power elements includes a plurality of lenses divided and arranged along the fourth direction, and the second predetermined number. It is assumed that one lens of the sixth to eighth optical power elements is associated with the output port. In this case, it is possible to reduce the multiplexed light that goes to the output port through the outside of the lens, so that it is possible to suppress aberration in the first direction.
  • the optical power of the first optical power element and the optical power of the second optical power element can be equal to each other. In this case, optical design becomes easy.
  • the optical power of the sixth optical power element and the optical power of the seventh optical power element can be equal to each other. In this case, optical design becomes easy.
  • the plane is arranged in front of the first to third optical power elements and is stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light input from the input port and the second direction.
  • a ninth optical power element that expands the beam spot of the wavelength multiplexed light, and collimates the wavelength multiplexed light expanded by the ninth optical power element by the third optical power element.
  • the anamorphic ratio of each of the spectral lights incident on the element and generated by the fifth element can be reversed by the fourth optical power element and incident on the seventh element.
  • the aspect ratio of the spectral light on the optical path deflecting element can be increased by the ninth optical power element. As a result, light can be deflected more precisely and efficiently.
  • the optical path control device further includes a polarization separation element that is arranged before the second element and separates the wavelength multiplexed light input from the input port according to the polarization direction.
  • the wavelength multiplexed light separated by the separation element can be made incident on the second element with the polarization direction aligned.
  • PDL Polarization Dependent Loss
  • the polarization separation element can be downsized.
  • the polarization separation element can separate the wavelength multiplexed light along the second direction. In this case, a compact optical design is possible.
  • the central axis of the wavelength division multiplexed light separation in the polarization separation element may be coincident with the optical axis in the second direction.
  • an optical system that modulates (deflects) each spectroscopic light independently can be easily realized.
  • an optical path control device capable of deflecting light precisely and efficiently and having a high degree of freedom in optical design.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows the structure of 1st Embodiment of the optical path control apparatus which concerns on 1 side of this invention. It is a schematic diagram which shows the modification of the optical path control apparatus shown by FIG. It is a schematic diagram which shows a structure in 2nd Embodiment of the optical path control apparatus which concerns on 1 side of this invention. It is a schematic diagram which shows the modification of the optical path control apparatus shown by FIG.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of an optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • an orthogonal coordinate system S is shown.
  • FIG. 1A is a diagram illustrating a beam spot of light propagating through the optical path control device when viewed from the z-axis direction of the orthogonal coordinate system S.
  • FIG. 1B is a side view of the optical path control device as viewed from the y-axis direction of the orthogonal coordinate system S.
  • FIG. 1C is a side view of the optical path control device viewed from the x-axis direction of the orthogonal coordinate system S.
  • the optical path control device 100 includes an input port 1, an anamorphic converter 2, a spectroscopic element 5, an optical power element 6, an optical deflection element 7, and an output port 13. I have.
  • the light input from the input port 1 passes through the anamorphic converter 2, the spectroscopic element 5, and the optical power element 6 in this order, and is then deflected (reflected) by the optical deflecting element 7. 5 and the anamorphic converter 2 are output from the output port 13 through this order.
  • the optical power element here is, for example, a transmissive element such as a spherical lens or a cylindrical lens, or a reflective element such as a spherical mirror or a concave mirror, and is an element having optical power in at least one direction.
  • the optical power is an ability to converge and collimate light passing through the optical power element (that is, an ability to change the optical path).
  • the optical power element is shown as a convex lens in a plane having optical power, and is shown in a straight line in a plane having no optical power.
  • the input port 1 and the output port 13 are arranged along the y-axis direction (first direction) to constitute an input / output port array. There may be one input port 1 and one output port 13, or two or more.
  • the wavelength multiplexed light L1 is input from the input port 1.
  • the input port 1 constitutes a first element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the output port 13 constitutes a thirteenth element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2 receives the wavelength multiplexed light L1 input from the input port 1, converts the aspect ratio of the beam spot, and emits it. More specifically, the anamorphic converter 2 has a spot size in the x-axis direction (second direction) larger than the spot size in the y-axis direction of the wavelength multiplexed light L1 in the previous stage of the spectroscopic element 5. Thus, the aspect ratio of the beam spot of the wavelength multiplexed light L1 is converted.
  • the anamorphic converter 2 constitutes a second element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2 has optical power elements 21 to 23.
  • the optical power elements 21 to 23 are arranged in this order on the optical path from the input port 1 to the spectroscopic element 5.
  • the optical power element 21 receives the wavelength multiplexed light L1 that is input from the input port 1 and propagates while being expanded, and is in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the y-axis direction (in the yz plane) ) Collimates the wavelength multiplexed light L1.
  • the optical power element 21 maintains the expansion of the wavelength multiplexed light L1 without changing it in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the x-axis direction (in the xz plane). That is, the optical power element 21 has optical power in the yz plane and does not have optical power in the xz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 21.
  • the optical power element 22 receives the wavelength multiplexed light L1 emitted from the optical power element 21, and in the plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the x-axis direction (in the xz plane)
  • the wavelength multiplexed light L1 is collimated.
  • the optical power element 22 maintains the collimation of the wavelength multiplexed light L1 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the y-axis direction. That is, the optical power element 22 has optical power in the xz plane and does not have optical power in the yz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 22.
  • the optical power element 23 receives the wavelength-multiplexed light L1 emitted from the optical power element 22, and in the plane stretched by the propagation direction of the wavelength-multiplexed light L1 and the y-axis direction (in the yz plane) The wavelength multiplexed light L1 is converged.
  • the optical power element 23 maintains the collimation of the wavelength multiplexed light L1 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the x-axis direction. That is, the optical power element 23 has optical power in the yz plane and does not have optical power in the xz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 23, for example.
  • the optical power elements 21 and 23 converge the wavelength multiplexed light L1 in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the y-axis direction, and the optical power element 22 propagates the wavelength multiplexed light L1.
  • the wavelength multiplexed light L1 is collimated in a plane extending by the direction and the x-axis direction.
  • the wavelength-multiplexed light L1 has a spot size in the x-axis direction that is larger than the spot size in the y-axis direction before the spectroscopic element 5.
  • the optical power elements 21 and 23 correspond to the first and second optical power elements of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitute a third element.
  • the optical power element 22 corresponds to a third optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a fourth element.
  • the optical power of the optical power element 21 and the optical power of the optical power element 23 are equal to each other.
  • the optical power element 22 is disposed at the confocal position between the optical power element 21 and the optical power element 23.
  • the spectroscopic element 5 is disposed at a condensing position of the optical power element 23 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 emitted from the anamorphic converter 2 and the y axis. ing.
  • the spectroscopic element 5 includes light of each wavelength included in the wavelength multiplexed light L1 in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 emitted from the anamorphic converter 2 and the x axis (in the xz plane).
  • the spectroscopic element 5 splits the wavelength multiplexed light L1 into a plurality of spectroscopic lights L2 along the x-axis direction and emits them.
  • a diffraction grating can be used as the spectroscopic element 5.
  • the spectroscopic element 5 corresponds to the first spectroscopic element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a fifth element.
  • the optical power element 6 converges each of the spectroscopic lights L2 in the plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectroscopic light L2 emitted from the spectroscopic element 5 and the x-axis direction.
  • the propagation directions of L2 are aligned with each other.
  • each of the optical power elements 6 expands and spreads in the plane (in the yz plane) stretched between the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the spectral element 5 and the y-axis direction.
  • each beam spot of the spectral light L2 has a flat shape that is relatively larger in the y-axis direction than in the x-axis direction on the light deflection element 7.
  • the optical power element 6 has optical power both in the xz plane and in the yz plane.
  • a spherical lens or the like can be used as the optical power element 6, for example.
  • the optical power element 6 corresponds to a fourth optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a sixth element.
  • the light deflection element 7 is disposed at the condensing position of the spectral light L2 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the optical power element 6 and the x-axis direction.
  • the plurality of spectral lights L2 emitted from the optical power element 6 are arranged along the x-axis direction and enter the light deflection element 7.
  • the light deflection element 7 independently modulates each of the spectroscopic light L2 emitted from the optical power element 6 by a plurality of light deflection element elements (pixels) that are pixelated and arranged in the y-axis direction.
  • the light deflection element 7 orthogonally crosses each of the spectral lights L2 with respect to the y-axis direction in a plane (within the yz plane) stretched between the spectral light L2 emitted from the optical power element 6 and the y-axis direction.
  • the light deflection element 7 reflects the spectral light L2 in a direction substantially opposite to the incident direction of the spectral light L2.
  • pixels are arranged in a two-dimensional array, but pixels (light deflection element elements) that contribute to the deflection of the spectral light L2 are arranged in the y-axis direction among them.
  • the optical deflection element 7 for example, LCOS, DMD (Digiral Micromirror Device), or the like can be used.
  • the light deflection element 7 constitutes a seventh element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the light deflected and emitted by the light deflecting element 7 passes through the optical power element 6, the spectroscopic element 5, and the anamorphic converter 2 in this order, and is output from the output port 13.
  • the optical power element 6 has the spectral light L2 emitted from the optical deflection element 7 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the optical deflection element 7 and the x-axis direction. Are rotated around an axis along the y-axis direction (fourth direction) orthogonal to the x-axis direction according to the wavelength. Thereby, each of the spectral lights L2 emitted from the light deflection element 7 is collected at a predetermined position of the spectral element 5 in the x-axis direction.
  • the optical power element 6 has a spectral output emitted from the optical deflection element 7 in a plane (in the yz plane) stretched between the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the optical deflection element 7 and the y-axis direction.
  • Each of the lights L2 is converged.
  • each of the spectral light L2 emitted from the light deflection element 7 is condensed on the spectral element 5 in the y-axis direction.
  • the optical power element 6 corresponds to the fifth optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes an eighth element.
  • the spectroscopic element 5 multiplexes the spectroscopic light L2 in the plane stretched by the propagation direction of the spectroscopic light L2 emitted from the optical power element 6 and the x-axis direction (in the xz plane) to generate the multiplexed light L3. Generate. That is, the spectroscopic element 5 combines the spectroscopic light L2 output from the output port 13 to generate the multiplexed light L3.
  • the spectroscopic element 5 corresponds to the second spectroscopic element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a ninth element.
  • the anamorphic converter 2 receives the multiplexed light L3 emitted from the spectroscopic element 5, converts the aspect ratio of the beam spot, and emits it. More specifically, in the anamorphic converter 2, between the spectroscopic element 5 and the output port 13, the spot size in the y-axis direction and the spot size in the x-axis direction of the multiplexed light L3 are substantially equal. Thus, the aspect ratio of the beam spot of the multiplexed light L3 is converted.
  • the anamorphic converter 2 constitutes a tenth element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2 includes the optical power elements 23, 22, and 21, and the optical power elements 23, 22, and 21 are arranged on the optical path from the spectroscopic element 5 to the output port 13. They are arranged in order.
  • the optical power element 23 collimates the multiplexed light L3 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 emitted from the spectroscopic element 5 and the y-axis direction.
  • the optical power element 23 maintains collimation of the multiplexed light L3 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 emitted from the spectroscopic element 5 and the x-axis direction. .
  • the optical power element 22 converges the multiplexed light L3 in a plane stretched by the multiplexed light L3 emitted from the optical power element 23 and the x-axis direction.
  • the optical power element 22 maintains the collimation of the multiplexed light L3 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 emitted from the optical power element 23 and the y-axis direction. To do.
  • the optical power element 21 converges the multiplexed light L3 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 emitted from the optical power element 22 and the y-axis direction.
  • the optical power element 21 maintains the convergence of the multiplexed light L3 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 emitted from the optical power element 22 and the x-axis direction. To do.
  • the optical power elements 23 and 21 converge the multiplexed light L3 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 and the y-axis direction, and the optical power element 22 Then, the multiplexed light L3 is converged in a plane (within the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L3 and the x-axis direction.
  • the spot size in the y-axis direction is substantially equal to the spot size in the x-axis direction before the output port 13.
  • the multiplexed light L3 whose beam spot aspect ratio is converted by the anamorphic converter 2 in this way is coupled to the output port 13 and output.
  • the optical power elements 23 and 21 correspond to the sixth and seventh optical power elements of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitute an eleventh element.
  • the optical power element 22 corresponds to the eighth optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes the twelfth element.
  • the positional relationship of each element of the optical path control device 100 will be briefly described.
  • the distance from the input port 1 (output port 13) to the optical power element 22 and the distance from the optical power element 22 to the spectroscopic element 5 are equal to f x1 .
  • the distance from the spectroscopic element 5 to the optical power element 6 and the distance from the optical power element 6 to the optical deflection element 7 are equal to f 2 .
  • the optical power element 21 In the yz plane, if the distance from the input port 1 (output port 13) to the optical power element 21 is fy11 and the distance from the optical power element 23 to the spectroscopic element 5 is fy12 , the optical power element The distance between 21 and the optical power element 23 is (f y11 + f y12 ).
  • the wavelength multiplexed light L1 from the input port 1 is converged in the y-axis direction and collimated in the x-axis direction by the anamorphic converter 2. That is, the beam spot of the wavelength multiplexed light L1 from the input port 1 becomes a flat shape relatively larger in the x-axis direction than in the y-axis direction by the anamorphic converter 2. Then, the flat wavelength-multiplexed light L2 emitted from the anamorphic converter 2 is rotated around the axis along the y-axis direction according to the wavelength by the spectroscopic element 5 and is characterized by the wavelengths. The light is split into spectroscopic light L2.
  • each spectroscopic light L2 propagates while its beam spot is enlarged in the y-axis direction, and is converged in the x-axis direction by the optical power element 6 and enters the light deflection element 7.
  • the spot size of the spectral light L2 incident on the light deflection element 7 becomes relatively larger in the y-axis direction than in the x-axis direction (that is, the aspect ratio is reversed).
  • the light deflection element 7 deflects the spectral light L2 by the light deflection element elements (pixels) arranged in the y-axis direction.
  • the flat spectroscopic light L2 having a relatively large spot size in the arrangement direction (y-axis direction) of the light deflection element elements for deflecting light is incident on the light deflection element 7. Therefore, the spectroscopic light L2 can be deflected precisely and efficiently.
  • the spot size is converted at the front stage of the spectroscopic element 5. For this reason, it becomes possible to arrange various optical components and the like in the subsequent stage of the spectroscopic element 5, and the degree of freedom in optical design is improved.
  • an optical power element 6 ⁇ / b> A can be used instead of the optical power element 6.
  • the optical power element 6A is, for example, a cylindrical lens and has optical power in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L2 and the x-axis direction, but the propagation direction of the spectral light L2 And in the plane stretched by the y-axis direction (in the yz plane).
  • the optical power element 6A converges each of the spectral lights L2 and sets the propagation directions of the spectral lights L2 to each other in a plane stretched by the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the spectral element 5 and the x-axis direction.
  • the expansion of the spectral light L2 is maintained in a plane stretched by the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the spectral element 5 and the y-axis direction.
  • the optical power element 6A converges each of the spectral lights L2 only in the x-axis direction, and enlarges the spot size in the y-axis direction of at least the spectral light L2 on the light deflection element 7. For this reason, since the aspect ratio of each beam spot of the spectroscopic light L2 is further expanded, it becomes possible to make more light deflecting element elements contribute to the deflection of the spectroscopic light L2 in the optical deflecting element 7. Therefore, in this case, the spectroscopic light L2 can be deflected more efficiently. [Second Embodiment]
  • FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the second embodiment of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • an orthogonal coordinate system S is shown.
  • FIG. 3A is a diagram illustrating a beam spot of light propagating through the optical path control device when viewed from the z direction of the orthogonal coordinate system S, and the polarization direction of the light is indicated by an internal straight line.
  • FIG. 3B is a side view of the optical path control device viewed from the y-axis direction of the orthogonal coordinate system S.
  • FIG. 3C is a side view of the optical path control device viewed from the x-axis direction of the orthogonal coordinate system S.
  • the optical power element is indicated by a solid line in a plane having optical power, and is indicated by a broken line in a plane having no optical power.
  • the optical path control device 200 includes an anamorphic converter 2B instead of the anamorphic converter 2 as compared with the optical path control device 100 according to the first embodiment.
  • the optical path control device 100 is different from the optical path control device 100 in that the optical power element 6B is provided instead of the optical power element 6 and the optical power elements 9 and 10, the polarization separation element 11 and the half-wave plate 12 are further provided. ing.
  • the input / output port array 50 is configured by at least one input port 1 and at least one output port 13.
  • the optical path control device 200 includes at least two input / output port arrays 50, receives wavelength multiplexed light L 1 from each input port 1, and outputs multiplexed light L 3 from each output port 13.
  • a plurality of optical power elements 10 are arranged in the y-axis direction (first direction) so as to correspond to each of the plurality of input ports 1 and output ports 13.
  • the optical power element 10 has a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 input from the input port 1 and the x-axis direction (second direction), and the wavelength multiplexed light L1.
  • the wavelength multiplexed light L1 that is input from the input port 1 and propagates while converging is converged.
  • a convex lens can be used as the optical power element 10.
  • the polarization separation element 11 is disposed after the optical power element 10 and before the anamorphic converter 2B.
  • the polarization separation element 11 converts the wavelength-multiplexed light L1 in the polarization direction in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength-multiplexed light L1 emitted from the optical power element 10 and the x-axis direction (in the xz plane). Accordingly, the light is separated into two wavelength multiplexed lights L11.
  • the half-wave plate 12 is disposed on the emission surface of the wavelength division multiplexed light L11 in the polarization separation element 11.
  • the half-wave plate 12 emits light with the polarization direction of one of the wavelength multiplexed lights L11 separated by the polarization separation element 11 aligned with the other polarization direction. Therefore, the wavelength multiplexed light L11 having the same deflection direction is incident on the anamorphic converter 2B.
  • the optical power element 9 is arranged after the polarization separation element 11 and the half-wave plate 12 and before the anamorphic converter 2B.
  • the optical power element 9 is wavelength-multiplexed in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength-multiplexed light L11 emitted from the polarization separation element 11 (or the half-wave plate 12) and the x-axis direction.
  • the beam spot of the light L11 is enlarged. More specifically, the optical power element 9 forms an image of the wavelength multiplexed light L11 once in front of the anamorphic converter 2B in the xz plane, thereby entering the anamorphic converter 2B.
  • the beam spot of the wavelength multiplexed light L11 is expanded.
  • the optical power element 9 does not have optical power in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the y-axis direction.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 9, for example.
  • the optical power element 9 corresponds to a ninth power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2B receives each of the wavelength multiplexed light L11 emitted from the optical power element 9, converts the aspect ratio of those beam spots, and emits them. More specifically, the anamorphic converter 2B performs wavelength multiplexing so that the spot size in the x-axis direction is larger than the spot size in the y-axis direction of the wavelength-multiplexed light L11 before the spectroscopic element 5. The aspect ratio of the beam spot of the light L11 is converted.
  • the anamorphic converter 2B constitutes a second element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2B has optical power elements 21B to 23B.
  • the optical power elements 21B to 23B are arranged in this order on the optical path from the input port 1 to the spectroscopic element 5.
  • the optical power element 21B receives the wavelength multiplexed light L11 that is emitted from the optical power element 9 and propagates while expanding, and is in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the y-axis direction (yz plane). (Inside), the wavelength multiplexed light L11 is collimated and rotated around an axis along the x-axis direction.
  • the optical power element 21B maintains the expansion of the wavelength multiplexed light L11 in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the x-axis direction (in the xz plane). That is, the optical power element 21B has optical power in the yz plane and does not have optical power in the xz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 21B.
  • the optical power element 22B receives the wavelength multiplexed light L11 emitted from the optical power element 21B, and in the plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the x-axis direction (in the xz plane) The wavelength multiplexed light L11 is collimated.
  • the optical power element 22B maintains the collimation of the wavelength multiplexed light L11 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the y-axis direction. That is, the optical power element 22B has optical power in the xz plane and does not have optical power in the yz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 22B.
  • the optical power element 23B receives the wavelength multiplexed light L11 emitted from the optical power element 22B, and in the plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the y-axis direction (in the yz plane) The propagation directions of the wavelength multiplexed light L11 are aligned with each other and the wavelength multiplexed light L11 is converged.
  • the optical power element 23B maintains collimation of the wavelength multiplexed light L11 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 and the x-axis direction. That is, the optical power element 23B has optical power in the yz plane and does not have optical power in the xz plane.
  • a cylindrical lens can be used as the optical power element 23B.
  • the optical power elements 21B and 23B converge the wavelength multiplexed light L11 in a plane stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L11 and the y-axis direction, and the optical power element 22B propagates the wavelength multiplexed light L11.
  • the wavelength multiplexed light L11 is collimated in a plane extending by the direction and the x-axis direction.
  • each of the wavelength multiplexed light L11 has a spot size in the x-axis direction that is larger than the spot size in the y-axis direction before the spectroscopic element 5.
  • the optical power elements 21B and 23B correspond to the first and second optical power elements of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitute a third element.
  • the optical power element 22B corresponds to the third optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a fourth element.
  • the optical power of the optical power element 21B and the optical power of the optical power element 23B are equal to each other.
  • the optical power element 22B is disposed at the confocal position between the optical power element 21B and the optical power element 23B.
  • the spectroscopic element 5 splits each of the wavelength multiplexed light L11 emitted from the anamorphic converter 2B along the x-axis direction to generate spectroscopic light L22.
  • the optical power element 6B aligns the propagation direction of the spectral light L22 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L22 emitted from the spectral element 5 and the x-axis direction. More specifically, the optical power element 6B, in the xz plane, emits light of corresponding wavelengths in the spectral light L22 separated from the respective wavelength multiplexed light L11 separated by the polarization beam splitting element 11.
  • each beam spot of the spectral light L2 has a flat shape that is relatively larger in the y-axis direction than in the x-axis direction on the optical deflection element.
  • the light deflection element (not shown) is the same as the light deflection element 7 according to the first embodiment.
  • the light that is deflected and emitted by the optical deflecting element is the optical power element 6B, the spectroscopic element 5, the anamorphic converter 2B, the optical power element 9, the polarization separation element 11 (or the half-wave plate 12 and the polarization separation).
  • the light is output from the output port 13 through the element 11) and the optical power element 10 in this order.
  • the optical power element 6B is configured so that each of the spectral lights L22 emitted from the optical deflecting element is within a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L22 emitted from the optical deflecting element and the x-axis direction. Are rotated around an axis along the y-axis direction (fourth direction) orthogonal to the x-axis direction (third direction) according to the wavelength.
  • the optical power element 6B has the spectral light L2 emitted from the optical deflection element in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the spectral light L2 emitted from the optical deflection element and the y-axis direction. Each converges. Thereby, each of the spectral light L2 emitted from the light deflection element is condensed on the spectral element 5 in the y-axis direction.
  • the optical power element 6B corresponds to the fifth optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes an eighth element.
  • the spectroscopic element 5 multiplexes each of the spectroscopic lights L22 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the spectroscopic light L22 emitted from the optical power element 6B and the x-axis direction. L33 is generated. That is, the spectroscopic element 5 combines the spectroscopic light L22 output from the output port 13 to generate the multiplexed light L33.
  • the multiplexed light L33 is generated in pairs according to the wavelength multiplexed light L11 separated by the polarization beam splitting element 11.
  • the spectroscopic element 5 corresponds to the second spectroscopic element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes a ninth element.
  • the anamorphic converter 2B receives the multiplexed light L3 emitted from the spectroscopic element 5, converts the aspect ratio of the beam spot, and emits it. More specifically, in the anamorphic converter 2B, between the spectroscopic element 5 and the output port 13, the spot size in the y-axis direction and the spot size in the x-axis direction of the multiplexed light L3 are substantially equal. Thus, the aspect ratio of the beam spot of the multiplexed light L3 is converted.
  • the anamorphic converter 2B constitutes a tenth element of the optical path control device according to one aspect of the present invention.
  • the anamorphic converter 2B includes the optical power elements 23B, 22B, and 21B.
  • the optical power elements 23B, 22B, and 21B are arranged on the optical path from the spectroscopic element 5 to the output port 13 on the optical path. They are arranged in order.
  • the optical power element 23B collimates each of the multiplexed light L33 in the plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L33 emitted from the spectroscopic element 5 and the y-axis direction and x Rotate around an axis along the axial direction.
  • the optical power element 23B maintains collimation of the multiplexed light L33 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L33 emitted from the spectroscopic element 5 and the x-axis direction. .
  • the optical power element 22 converges the multiplexed light L33 in a plane stretched by the multiplexed light L33 emitted from the optical power element 23B and the x-axis direction.
  • the optical power element 22B maintains collimation of the multiplexed light L33 in a plane (in the yz plane) stretched between the propagation direction of the multiplexed light L33 emitted from the optical power element 23B and the y-axis direction. To do.
  • the optical power element 21B converges the multiplexed light L33 in a plane (in the yz plane) stretched between the propagation direction of the multiplexed light L33 emitted from the optical power element 22B and the y-axis direction.
  • the optical power element 21B maintains the convergence of the multiplexed light L3 in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L33 emitted from the optical power element 22B and the x-axis direction.
  • the optical power elements 23B and 21B converge the multiplexed light L33 in a plane (in the yz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L33 and the y-axis direction, and the optical power element 22B Then, the multiplexed light L33 is converged in a plane (in the xz plane) stretched by the propagation direction of the multiplexed light L33 and the x-axis direction.
  • the spot size in the y-axis direction is substantially equal to the spot size in the x-axis direction at the front stage of the output port 13 (more specifically, the front stage of the optical power element 9).
  • the optical power elements 23B and 21B correspond to the sixth and seventh optical power elements of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitute an eleventh element.
  • the optical power element 22B corresponds to the eighth optical power element of the optical path control device according to one aspect of the present invention, and constitutes the twelfth element.
  • the multiplexed light L33 whose beam spot aspect ratio has been converted by the anamorphic converter 2B in this way passes through the optical power element 9 and then enters the polarization separation element 11. At that time, one of the multiplexed lights L33 is directly incident on the polarization separation element 11, and the other is polarized by the half-wave plate 12 and then incident on the polarization separation element 11.
  • the multiplexed lights L33 incident on the polarization separation element 11 are combined with each other and emitted from the polarization separation element 11 as multiplexed light L3.
  • the multiplexed light L3 emitted from the polarization separation element 11 is collected by the optical power element 10 and then coupled to the output port 13 and output.
  • each element of the optical path control device 200 will be briefly described.
  • the distance from the input port 1 (output port 13) to the optical power element 10 and f 3, and the distance from the optical power element 9 to the condensing position of the light power element 9 and f 4, the center of the polarization separating element 11 The position is a distance f 3 from the optical power element 10 and a position f 4 from the optical power element 9.
  • the distance from the converging position of the light power element 9 until the optical power element 22B and f 1 the distance from the optical power element 22B to the spectral element 5 also has a f 1.
  • the positional relationship among the spectroscopic element 5, the optical power element 6B, and the optical deflection element is the same as the positional relationship between the spectroscopic element 5, the optical power element 6, and the optical deflection element 7 in the first embodiment.
  • the distance from the center of the polarization separating element 11 and the optical power element 21b, and the distance from the optical power element 21B and the optical power element 22B are located substantially identical f 5 from each other. Further, the distance from the optical power element 22B and the optical power element 23B, and the distance from the optical power element 23B to the spectral element 5 is located substantially identical f 6 together.
  • the central axis of the separation of the wavelength multiplexed light L1 in the polarization separation element 11 coincides with the optical axis in the x-axis direction.
  • the output port array 50, the distance between the ports is substantially the same be l 3 from each other.
  • the optical path control device 200 As described above, also in the optical path control device 200 according to the present embodiment, light can be deflected precisely and efficiently and the degree of freedom in optical design for the same reason as the optical path control device 100 according to the first embodiment. Will improve.
  • the wavelength division multiplexed light L1 is separated according to the polarization direction by the polarization separation element 11, and the polarization direction is aligned by the half-wave plate 12. For this reason, the polarization dependence in each element can be reduced.
  • the polarization separation element 11 is arranged in front of the anamorphic converter 2B, polarization separation can be performed before spot size conversion. For this reason, the polarization separation element 11 can be miniaturized.
  • the optical power element 9 is disposed in the preceding stage of the anamorphic converter 2, and the plane is stretched by the propagation direction of the wavelength multiplexed light L1 input from the input port 1 and the x-axis direction. In the xz plane, the beam spot of the wavelength multiplexed light L1 is expanded. Then, the wavelength multiplexed light L1 expanded by the optical power element 9 is collimated by the optical power element 22B and incident on the spectroscopic element 5, and the respective anamorphic ratios of the spectroscopic light L22 generated by the spectroscopic element 5 are calculated as optical power elements The light is reversed by 6B to enter the light deflection element. For this reason, the optical power element 9 can increase the aspect ratio of the spectral light L22 on the optical path deflecting element, so that light can be deflected more precisely and efficiently.
  • an anamorphic converter 2C can be used instead of the anamorphic converter 2B.
  • the anamorphic converter 2C includes optical power elements 21C to 23C instead of the optical power elements 21B to 23B.
  • Each of the optical power elements 21C to 23C has the same function as each of the optical power elements 21B to 23B, but a plurality of lenses (for example, the lenses 211 and 212 and the lens 231) divided and arranged along the y-axis direction. , 232).
  • Each lens 211, 212, 231, 232 is associated with one input / output port 50.
  • the 23C lens 231 (or the lens 212 of the optical power element 21c and the lens 232 of the optical power element 23C) are associated with each other.
  • the wavelength multiplexed light L11 input from the input port 1 and passing outside the lens can be reduced, and the outside of the lens can be reduced. Since the multiplexed light L33 passing through to the output port 13 can be reduced, aberration in the y-axis direction can be suppressed.
  • the optical path control device according to one aspect of the present invention is not limited to the optical path control devices 100 and 200 described above, and the optical path control devices 100 and 200 can be arbitrarily set without departing from the scope of the claims. It can be a deformed one.
  • the optical power element 9 in the optical path control device 200 may be applied to the optical path control device 100.
  • the optical power element 9 is arranged between the input port 1 (output port 13) and the anamorphic converter 2.
  • the wavelength multiplexed light L1 expanded by the optical power element 9 is collimated by the optical power element 22 and enters the spectroscopic element 5, and the respective anamorphic ratios of the spectroscopic light L2 generated by the spectroscopic element 5 are determined.
  • the light is reversed by the optical power element 6 to enter the light deflecting element 7.
  • the optical power element 9 can increase the aspect ratio of the spectral light L2 on the optical path deflecting element 7, so that the light can be deflected more precisely and efficiently.
  • the optical power elements 21 to 23 of the optical path control device 100 may include a plurality of lenses that are divided and arranged along the y-axis direction. Also in this case, it is possible to reduce the wavelength multiplexed light L1 that is input from the input port 1 and passes outside the lens, and to reduce the multiplexed light L3 that goes to the output port 13 through the outside of the lens. Therefore, aberration in the y-axis direction can be suppressed.
  • each element on the optical path (outward path) from the input port 1 to the optical deflection element 7 and each element on the optical path (return path) from the optical deflection element 7 to the output port 13 is not limited to this.
  • optical path control device that can deflect light precisely and efficiently and has a high degree of freedom in optical design.
  • Optical path control apparatus 1 ... Input port (1st element), 2, 2B, 2C ... Anamorphic converter (2nd element), 5 ... Spectral element (1st and 2nd spectroscopic element) , Fifth and ninth elements), 6... Optical power elements (fourth and fifth optical power elements, sixth elements), 7... Optical deflection elements (seventh elements), 11. , 13 ... output ports (13th element), 21, 21B, 21C ... optical power elements (first and sixth optical power elements, third and eleventh elements), 22, 22B, 22C ... optical power elements (Third and eighth optical power elements, fourth and twelfth elements), 23, 23B, 23C... Optical power elements (second and seventh optical power elements, third and eleventh elements).

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Abstract

　光路制御装置１００においては、光を偏向するための光偏向要素素子の配列方向（ｙ軸方向）におけるスポットサイズが相対的に大きな扁平状の分光光Ｌ２が光偏向素子７に入射するので、分光光Ｌ２を精密に効率よく偏向可能である。特に、光路制御装置１００においては、そのスポットサイズの変換を、分光素子５の前段に配置されたアナモルフィック変換器２において行う。このため、分光素子５の後段に種々の光学部品等を配置することが可能になる等、光学設計の自由度が向上する。

Description

光路制御装置
　本発明は、例えば波長選択スイッチといった光路制御装置に関する。
　特許文献１には、波長選択操作デバイスが記載されている。この波長選択操作デバイスは、入出力ファイバ、球面鏡、シリンドリカルレンズ、回折格子、及びＬＣＤ（Liquid　Cristal　Device）を備えている。入出力ファイバは、ｘ方向に配列されている。入出力ファイバからの光は、球面鏡によって反射されてコリメートされ、回折格子に入射する。回折格子に入射した光は、波長成分に応じてｙ方向に角度分散されて出射される。回折格子から出射された光は、シリンドリカルレンズを通過することにより、ｘ方向に集光されると共にｙ方向にコリメートされつつ球面鏡によって再び反射される。球面鏡によって再び反射された光は、シリンドリカルレンズを再度通過することにより、ｘ方向にコリメートされると共にｙ方向に集光されてＬＣＤに入射する。
米国特許第７０９２５９９号明細書
　ところで、波長選択スイッチの光偏向素子として、反射型液晶であるＬＣＯＳ（Liquid　Cristal　On　Silicon）を利用する場合がある。ＬＣＯＳは、空間的に離散化された複数の画素を利用する光偏向素子である。このため、ＬＣＯＳを用いて効率よく精密に光を偏向するためには、多数の画素を同時に利用すべきである。したがって、ポート選択軸方向（例えば入出力ポートの配列方向）については、ＬＣＯＳに照射する光ビームのスポットサイズが大きい方が好ましい。
　これに対して、波長選択スイッチにおいては高い波長分解能が必要であるので、ＬＣＯＳの画素数が有限である以上、波長選択方向（例えば回折格子の分光方向）については、光ビームのスポットサイズをある程度小さくする必要がある。つまり、ＬＣＯＳ等の光偏向素子上においては、波長選択軸方向のスポットサイズに対して、ポート選択軸方向のスポットサイズを大きくする（すなわち、アスペクト比を大きくする）ことが望ましい。
　上述した特許文献１に記載の波長選択操作デバイスにおいては、回折格子の後段において、ｘ方向及びｙ方向の集光やコリメートを繰り返すことにより、それぞれの方向についてのスポットサイズを変更し、ＬＣＤ上におけるスポットサイズのアスペクト比を相対的に大きくしている。しかしながら、特許文献１に記載の波長選択操作デバイスにあっては、回折格子の後段において集光及びコリメートのための光学系が配置されているので、回折格子の後段に種々の光学部品を配置することが困難になる等、光学設計の自由度が低い。
　本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、光を精密に効率よく偏向可能であると共に光学設計の自由度が高い光路制御装置を提供することを課題とする。
　本発明の一側面は、光路制御装置に関する。この光路制御装置は、第１～第１３の要素を備える光路制御装置であって、第１の要素は、波長多重光を入力する入力ポートを含み、第２の要素は、第３及び第４の要素により構成され、入力ポートから入力された波長多重光のビームスポットのアスペクト比を変換するアナモルフィック変換器であり、第３の要素は、波長多重光の伝搬方向と第１の方向とによって張られる平面内において波長多重光を収束する第１及び第２の光パワーエレメントを含み、第４の要素は、第１の方向に直交する第２の方向と波長多重光の伝搬方向とによって張られる平面内において波長多重光をコリメートする第３の光パワーエレメントを含み、第５の要素は、第２の要素から出射された波長多重光の伝搬方向と第２の方向とよって張られる平面内において、波長多重光に含まれる各波長の光の伝搬方向を波長に応じて第１の方向に沿った軸周りに回転させることにより、波長で特徴付けられた複数の分光光を生成する第１の分光素子であり、第６の要素は、第５の要素から出射された分光光の伝搬方向と第２の方向とによって張られる平面内において、分光光のそれぞれを収束すると共に複数の分光光の伝搬方向を互いに揃える第４の光パワーエレメントを含み、第７の要素は、ピクセル化されて第１の方向に配列された複数の光偏向要素素子によって、第６の要素から出射された分光光のそれぞれを独立して変調することにより、第６の要素から出射された分光光と第１の方向とによって張られる平面内において、分光光のそれぞれを第１の方向に直交する第３の方向に沿った軸周りに回転させる光偏向素子であり、第８の要素は、第７の要素から出射された分光光の伝搬方向と第３の方向とによって張られる平面内において、第７の要素から出射された分光光のそれぞれを波長に応じて第３の方向に直交する第４の方向に沿った軸周りに回転させる第５の光パワーエレメントを含み、第９の要素は、第８の要素から出射された分光光の伝搬方向と第３の方向とによって張られる平面内において、分光光を多重化して多重化光を生成する第２の分光素子であり、第１０の要素は、第１１及び第１２の要素により構成され、多重化光のビームスポットのアスペクト比を変換するアナモルフィック変換器であり、第１１の要素は、多重化光の伝搬方向と第４の方向とによって張られる平面内において多重化光を収束する第６及び第７の光パワーエレメントを含み、第１２の要素は、多重化光の伝搬方向と第３の方向とによって張られる平面内において多重化光を収束する第８の光パワーエレメントを含み、第１３の要素は、第１０の要素から出射された多重化光を出力する出力ポートを含むことを特徴とする。
　この光路制御装置においては、入力ポートからの波長多重光は、アナモルフィック変換器によって、第１の方向について収束されると共に、第１の方向に直交する第２の方向についてコリメートされる。つまり、入力ポートからの波長多重光のビームスポットが、アナモルフィック変換器によって、第１の方向よりも第２の方向に相対的に大きな扁平状となる。そして、アナモルフィック変換器から出射された扁平状の波長多重光が、第１の分光素子によって、波長に応じて第１の方向に沿った軸周りに回転させられ波長で特徴付けられて複数の分光光に分光される。その後、各分光光は、そのビームスポットが第１の方向について拡大されつつ伝搬し、第４の光パワーエレメントによって第２の方向について収束されて光偏向素子に入射する。これにより、光偏向素子に入射する分光光のスポットサイズが、第２の方向よりも第１の方向に相対的に大きくなる。光偏向素子に入射した分光光は、第１の方向に配列された光偏向要素素子によって偏向させられる。その後、偏向された分光光は、第８～第１２の要素を介して出力ポートから出力される。このように、この光路制御装置においては、光を偏向するための光偏向要素素子の配列方向（第１の方向）におけるスポットサイズが第２の方向におけるスポットサイズよりも相対的に大きな扁平状の光を光偏向素子に入射するので、光を精密に効率よく偏向可能である。特に、この光路制御装置においては、そのスポットサイズの変更を、上述したように、第１の分光素子の前段において行う。このため、第１の分光素子の後段に種々の光学部品等を配置することが可能になる等、光学設計の自由度が向上する。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第３の光パワーエレメントは、第１及び第２の光パワーエレメントの共焦点位置に配置されるものとすることができる。この場合、第３の光パワーエレメントにおける非点収差を低減することができる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第８の光パワーエレメントは、第６及び第７の光パワーエレメントの共焦点位置に配置されるものとすることができる。この場合、第８の光パワーエレメントにおける非点収差を低減することができる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第４の光パワーエレメントは、第２の方向にのみ分光光のそれぞれを収束すると共に、第７の要素における分光光の第１の方向についてのスポットサイズを拡大するシリンドリカルレンズであるものとすることができる。この場合、第１の分光素子から出射された分光光が、第２の方向に収束されると共に第１の方向について拡大されるので（第１の方向について拡大することが妨げられないので）第７の要素（光路偏向素子）上においてよりアスペクト比を大きくすることができる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第１～第３の光パワーエレメントは、それぞれ、第１の方向に沿って分割されて配列された複数のレンズを含み、第１の所定数の入力ポートに対して、第１～第３の光パワーエレメントの１つのレンズが対応付けられているものとすることができる。この場合、入力ポートから入力されてレンズの外側を通る波長多重光を低減させることが可能となるので、第１の方向における収差を抑制することが可能となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第６～第８の光パワーエレメントは、それぞれ、第４の方向に沿って分割されて配列された複数のレンズを含み、第２の所定数の出力ポートに対して、第６～第８の光パワーエレメントの１つのレンズが対応付けられているものとすることができる。この場合、レンズの外側を通って出力ポートに向かう多重化光を低減させることが可能となるので、第１の方向における収差を抑制することが可能となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第１の光パワーエレメントの光パワーと、第２の光パワーエレメントの光パワーとは、互いに等しいものとすることができる。この場合、光学設計が容易となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第６の光パワーエレメントの光パワーと、第７の光パワーエレメントの光パワーとは、互いに等しいものとすることができる。この場合、光学設計が容易となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第１～第３の光パワーエレメントの前段に配置され、入力ポートから入力された波長多重光の伝搬方向と第２の方向とによって張られる平面内において、波長多重光のビームスポットを拡大する第９の光パワーエレメントをさらに備え、第９の光パワーエレメントにより拡大された波長多重光を、第３の光パワーエレメントによりコリメートして第５の要素に入射し、第５の要素により生成された分光光のそれぞれのアナモ比を第４の光パワーエレメントにより逆転して第７の要素に入射させるものとすることができる。この場合、第９の光パワーエレメントによって、光路偏向素子上における分光光のアスペクト比をより大きくすることができる。その結果、より精密に効率よく光を偏向可能となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、第２の要素の前段に配置され、入力ポートから入力された波長多重光を偏光方向に応じて分離する偏波分離素子をさらに備え、偏波分離素子によって分離された波長多重光は、偏光方向が揃えられて第２の要素に入射されるものとすることができる。この場合、分光素子や光偏向素子等の偏波依存性を有する光素子において、ＰＤＬ（Polarization　Dependent　Loss：偏波依存損失）を低減することができる。特に、偏波分離素子をアナモルフィック変換器の前段に配置しているので、偏波分離素子の小型化が可能となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、偏波分離素子は、第２の方向に沿って波長多重光を分離するものとすることができる。この場合、コンパクトな光学設計が可能となる。
　本発明の一側面に係る光路制御装置においては、偏波分離素子における波長多重光の分離の中心軸は、第２の方向における光軸に一致しているものとすることができる。この場合、偏波分離素子によって分離された波長多重光からの分光光の対応する波長の光同士を、光偏向素子の第２の方向における同一の位置に入射させることが可能となる。その結果、各分光光を独立に変調（偏向）する光学系を容易に実現することが可能となる。
　本発明によれば、光を精密に効率よく偏向可能であると共に光学設計の自由度が高い光路制御装置を提供することが可能となる。
本発明の一側面に係る光路制御装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。 図１に示された光路制御装置の変形例を示す模式図である。 本発明の一側面に係る光路制御装置の第２実施形態にお構成を示す模式図である。 図３に示された光路制御装置の変形例を示す模式図である。
　以下、本発明の一側面に係る光路制御装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一の要素同士、或いは相当する要素同士には、互いに同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１実施形態の構成を示す模式図である。図１には、直交座標系Ｓが示されている。図１の（ａ）は、直交座標系Ｓのｚ軸方向からみたときの光路制御装置を伝搬する光のビームスポットを示す図である。図１の（ｂ）は、直交座標系Ｓのｙ軸方向からみた光路制御装置の側面図である。図１の（ｃ）は、直交座標系Ｓのｘ軸方向からみた光路制御装置の側面図である。
　図１に示されるように、本実施形態に係る光路制御装置１００は、入力ポート１、アナモルフィック変換器２、分光素子５、光パワーエレメント６、光偏向素子７、及び、出力ポート１３を備えている。入力ポート１から入力された光は、アナモルフィック変換器２、分光素子５、及び光パワーエレメント６をこの順に通った後に光偏向素子７により偏向（反射）され、光パワーエレメント６、分光素子５、及びアナモルフィック変換器２をこの順に通って出力ポート１３から出力される。
　なお、ここでの光パワーエレメントとは、例えば球面レンズやシリンドリカルレンズ等の透過型素子や、球面鏡や凹面鏡等の反射型素子であり、少なくとも一方向に光パワーを有する要素である。また光パワーとは、光パワーエレメントを通過する光を収束・コリメートする能力である（すなわち光路を変更する能力である）。ここでは、光パワーエレメントの集光位置が近いほど光パワーが大きい。図１においては、光パワーエレメントを、光パワーを有する面内において凸レンズ状に示しており、光パワーを有しない面内において直線状に示している。
　入力ポート１及び出力ポート１３は、ｙ軸方向（第１の方向）に沿って配列され、入出力ポートアレイを構成する。入力ポート１及び出力ポート１３は、１つであってもよいし、２つ以上であってもよい。光路制御装置１００においては、入力ポート１から波長多重光Ｌ１が入力される。入力ポート１は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１の要素を構成する。出力ポート１３は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１３の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２は、入力ポート１から入力された波長多重光Ｌ１を入射し、そのビームスポットのアスペクト比を変換して出射する。より具体的には、アナモルフィック変換器２は、分光素子５の前段において、波長多重光Ｌ１のｙ軸方向についてのスポットサイズよりもｘ軸方向（第２の方向）についてのスポットサイズが大きくなるように、波長多重光Ｌ１のビームスポットのアスペクト比を変換する。アナモルフィック変換器２は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第２の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２は、光パワーエレメント２１～２３を有している。光パワーエレメント２１～２３は、入力ポート１から分光素子５に向かう光路上にこの順に配列されている。光パワーエレメント２１は、入力ポート１から入力されて拡大されながら伝搬する波長多重光Ｌ１を入射し、その波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において波長多重光Ｌ１をコリメートする。
　一方、光パワーエレメント２１は、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１の拡大を変更することなく維持する。つまり、光パワーエレメント２１は、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有しており、ｘ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２１としては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　光パワーエレメント２２は、光パワーエレメント２１から出射された波長多重光Ｌ１を入射し、その波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、その波長多重光Ｌ１をコリメートする。一方、光パワーエレメント２２は、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸方向とよって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１のコリメートを維持する。つまり、光パワーエレメント２２は、ｘ－ｚ平面内おいて光パワーを有しており、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２２としては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　光パワーエレメント２３は、光パワーエレメント２２から出射された波長多重光Ｌ１を入射し、その波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、その波長多重光Ｌ１を収束する。一方、光パワーエレメント２３は、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１のコリメートを維持する。つまり、光パワーエレメント２３は、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有しており、ｘ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２３としては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　このように、光パワーエレメント２１，２３は、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内において波長多重光Ｌ１を収束し、光パワーエレメント２２は、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内において波長多重光Ｌ１をコリメートする。その結果、波長多重光Ｌ１は、分光素子５の前段において、ｙ軸方向についてのスポットサイズよりもｘ軸方向についてのスポットサイズが大きくされる。
　光パワーエレメント２１，２３は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１及び第２の光パワーエレメントに相当し、第３の要素を構成する。光パワーエレメント２２は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第３の光パワーエレメントに相当し、第４の要素を構成する。なお、光パワーエレメント２１の光パワーと、光パワーエレメント２３の光パワーとは互いに等しい。また、光パワーエレメント２２は、光パワーエレメント２１と光パワーエレメント２３との共焦点位置に配置されている。
　分光素子５は、アナモルフィック変換器２から出射された波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）における光パワーエレメント２３の集光位置に配置されている。分光素子５は、アナモルフィック変換器２から出射された波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸とによって張れる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、波長多重光Ｌ１に含まれる各波長の光の伝搬方向を、波長に応じてｙ軸方向に沿った軸周りに回転させることにより、波長多重光Ｌ１を波長ごとに分光し、波長で特徴付けられた複数の分光光Ｌ２を生成する。つまり、分光素子５は、波長多重光Ｌ１をｘ軸方向に沿って複数の分光光Ｌ２に分光して出射する。分光素子５としては、例えば回折格子等を用いることができる。分光素子５は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１の分光素子に相当し、第５の要素を構成する。
　光パワーエレメント６は、分光素子５から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、分光光Ｌ２のそれぞれを収束すると共に、分光光Ｌ２の伝搬方向を互いに揃える。一方、光パワーエレメント６は、分光素子５から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、拡大しつつ伝搬する分光光Ｌ２のそれぞれをコリメートする。これにより、分光光Ｌ２のそれぞれのビームスポットは、光偏向素子７上においてｘ軸方向よりもｙ軸方向について相対的に大きな扁平状を呈することとなる。このように、ここでは、光パワーエレメント６は、ｘ－ｚ平面内及びｙ－ｚ平面内の両方において光パワーを有する。光パワーエレメント６としては、例えば球面レンズ等を用いることができる。光パワーエレメント６は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第４の光パワーエレメントに相当し、第６の要素を構成する。
　光偏向素子７は、光パワーエレメント６から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）における分光光Ｌ２の集光位置に配置される。光パワーエレメント６から出射された複数の分光光Ｌ２は、ｘ軸方向に沿って配列されて光偏向素子７に入射する。
　光偏向素子７は、ピクセル化されてｙ軸方向に配列された複数の光偏向要素素子（画素）によって、光パワーエレメント６から出射された分光光Ｌ２のそれぞれを独立して変調する。これにより、光偏向素子７は、光パワーエレメント６から出射された分光光Ｌ２とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、分光光Ｌ２のそれぞれをｙ軸方向に直交するｘ軸方向（第３の方向）に沿った軸周りに回転させる。ここでは、光偏向素子７は、分光光Ｌ２の入射方向と略反対の方向に分光光Ｌ２を反射する。
　なお、光偏向素子７において、画素は２次元アレイ状に配列されるが、分光光Ｌ２の偏向に寄与する画素（光偏向要素素子）は、その中でもｙ軸方向に配列されたものである。光偏向素子７としては、例えば、ＬＣＯＳやＤＭＤ（Digiral　Micromirror　Device）等を用いることができる。光偏向素子７は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第７の要素を構成する。
　上述したように、光偏向素子７によって偏向されて出射された光は、光パワーエレメント６、分光素子５、及びアナモルフィック変換器２をこの順に通って出力ポート１３から出力される。光パワーエレメント６は、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２のそれぞれを、その波長に応じてｘ軸方向に直交するｙ軸方向（第４の方向）に沿った軸周りに回転させる。これにより、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２のそれぞれが、ｘ軸方向について、分光素子５の所定の位置に集められる。
　一方、光パワーエレメント６は、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２のそれぞれを収束する。これにより、光偏向素子７から出射された分光光Ｌ２のそれぞれが、ｙ軸方向について、分光素子５上に集光される。光パワーエレメント６は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第５の光パワーエレメントに相当し、第８の要素を構成する。
　分光素子５は、光パワーエレメント６から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、分光光Ｌ２を多重化して多重化光Ｌ３を生成する。つまり、分光素子５は、出力ポート１３から出力させる分光光Ｌ２同士を合波して多重化光Ｌ３を生成する。分光素子５は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第２の分光素子に相当し、第９の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２は、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３を入射し、そのビームスポットのアスペクト比を変換して出射する。より具体的には、アナモルフィック変換器２は、分光素子５と出力ポート１３との間において、多重化光Ｌ３のｙ軸方向についてのスポットサイズとｘ軸方向についてのスポットサイズとが略等しくなるように、多重化光Ｌ３のビームスポットのアスペクト比を変換する。アナモルフィック変換器２は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１０の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２は、上述したように、光パワーエレメント２３，２２，２１を有しており、光パワーエレメント２３，２２，２１は、分光素子５から出力ポート１３に向かう光路上にこの順に配列されている。光パワーエレメント２３は、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３をコリメートする。一方、光パワーエレメント２３は、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３のコリメートを維持する。
　光パワーエレメント２２は、光パワーエレメント２３から出射された多重化光Ｌ３とｘ軸方向とによって張られる平面内において、多重化光Ｌ３を収束する。一方、光パワーエレメント２２は、光パワーエレメント２３から出射された多重化光Ｌ３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３のコリメートを維持する。
　光パワーエレメント２１は、光パワーエレメント２２から出射された多重化光Ｌ３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３を収束する。一方、光パワーエレメント２１は、光パワーエレメント２２から出射された多重化光Ｌ３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３の収束を維持する。
　このように、光パワーエレメント２３，２１は、多重化光Ｌ３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において多重化光Ｌ３を収束し、光パワーエレメント２２は、多重化光Ｌ３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において多重化光Ｌ３を収束する。その結果、多重化光Ｌ３は、出力ポート１３の前段において、ｙ軸方向についてのスポットサイズとｘ軸方向についてのスポットサイズとが略等しくなる。このようにアナモルフィック変換器２によってビームスポットのアスペクト比が変換された多重化光Ｌ３は、出力ポート１３に結合させられて出力される。
　光パワーエレメント２３，２１は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第６及び第７の光パワーエレメントに相当し、第１１の要素を構成する。光パワーエレメント２２は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第８の光パワーエレメントに相当し、第１２の要素を構成する。
　ここで、光路制御装置１００の各要素の位置関係について簡単に説明する。ｘ－ｚ平面内において、入力ポート１（出力ポート１３）から光パワーエレメント２２までの距離と、光パワーエレメント２２から分光素子５までの距離とは、互いにｆｘ１であって等しい。また、分光素子５から光パワーエレメント６までの距離と、光パワーエレメント６から光偏向素子７までの距離とは、互いにｆ２であって等しい。また、ｙ－ｚ平面内において、入力ポート１（出力ポート１３）から光パワーエレメント２１までの距離をｆｙ１１とし、光パワーエレメント２３から分光素子５までの距離をｆｙ１２とすると、光パワーエレメント２１と光パワーエレメント２３との間の距離は（ｆｙ１１＋ｆｙ１２）となっている。
　以上説明したように、光路制御装置１００においては、入力ポート１からの波長多重光Ｌ１は、アナモルフィック変換器２によって、ｙ軸方向について収束されると共に、ｘ軸方向についてコリメートされる。つまり、入力ポート１からの波長多重光Ｌ１のビームスポットが、アナモルフィック変換器２によって、ｙ軸方向よりもｘ軸方向に相対的に大きな扁平状となる。そして、アナモルフィック変換器２から出射された扁平状の波長多重光Ｌ２が、分光素子５によって、波長に応じてｙ軸方向に沿った軸周りに回転させられ波長で特徴付けられて複数の分光光Ｌ２に分光される。
　その後、各分光光Ｌ２は、そのビームスポットがｙ軸方向について拡大されつつ伝搬し、光パワーエレメント６によってｘ軸方向について収束されて光偏向素子７に入射する。これにより、光偏向素子７に入射する分光光Ｌ２のスポットサイズが、ｘ軸方向よりもｙ軸方向に相対的に大きくなる（すなわち、アスペクト比が逆転される）。光偏向素子７は、ｙ軸方向に配列された光偏向要素素子（画素）によって分光光Ｌ２を偏向する。
　このように、光路制御装置１００においては、光を偏向するための光偏向要素素子の配列方向（ｙ軸方向）におけるスポットサイズが相対的に大きな扁平状の分光光Ｌ２が光偏向素子７に入射するので、分光光Ｌ２を精密に効率よく偏向可能である。特に、光路制御装置１００においては、そのスポットサイズの変換を、分光素子５の前段において行う。このため、分光素子５の後段に種々の光学部品等を配置することが可能になる等、光学設計の自由度が向上する。
　なお、図２に示されるように、光路制御装置１００においては、光パワーエレメント６に代えて光パワーエレメント６Ａを用いることができる。光パワーエレメント６Ａは、例えばシリンドリカルレンズ等であって、分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において光パワーを有するが、分光光Ｌ２の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において光パワーを有していない。
　したがって、光パワーエレメント６Ａは、分光素子５から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内において、分光光Ｌ２のそれぞれを収束すると共に分光光Ｌ２の伝搬方向を互いに揃える一方で、分光素子５から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内において、分光光Ｌ２の拡大を維持する。つまり、光パワーエレメント６Ａは、ｘ軸方向にのみ分光光Ｌ２のそれぞれを収束すると共に、少なくとも光偏向素子７上における分光光Ｌ２のｙ軸方向についてのスポットサイズを拡大する。このため、分光光Ｌ２のそれぞれのビームスポットのアスペクト比がより拡大されるので、光偏向素子７においてより多くの光偏向要素素子を分光光Ｌ２の偏向に寄与させることが可能となる。よって、この場合には、分光光Ｌ２をより効率よく偏向することが可能となる。
［第２実施形態］
　図３は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第２実施形態の構成を示す図である。図３には、直交座標系Ｓが示されている。図３の（ａ）は、直交座標系Ｓのｚ方向からみたときの光路制御装置を伝搬する光のビームスポットを示す図であり、内部の直線によって当該光の偏光方向を示している。図３の（ｂ）は、直交座標系Ｓのｙ軸方向からみた光路制御装置の側面図である。図３の（ｃ）は、直交座標系Ｓのｘ軸方向からみた光路制御装置の側面図である。なお、図３においては、光パワーエレメントを、光パワーを有する面内において実線により示しており、光パワーを有しない面内において破線により示している。
　図３に示されるように、本実施形態に係る光路制御装置２００は、第１実施形態に係る光路制御装置１００と比較して、アナモルフィック変換器２に代えてアナモルフィック変換器２Ｂを備える点、光パワーエレメント６に代えて光パワーエレメント６Ｂを備える点、及び、光パワーエレメント９，１０と偏波分離素子１１と半波長板１２とをさらに備える点で光路制御装置１００と相違している。なお、光路制御装置２００においては、少なくとも１つの入力ポート１と、少なくとも１つの出力ポート１３とによって、入出力ポートアレイ５０が構成されている。光路制御装置２００は、少なくとも２つの入出力ポートアレイ５０を備えており、それぞれの入力ポート１から波長多重光Ｌ１を入力し、それぞれの出力ポート１３から多重化光Ｌ３を出力する。
　光パワーエレメント１０は、複数の入力ポート１及び出力ポート１３のそれぞれに対応するように、ｙ軸方向（第１の方向）に複数配列されている。光パワーエレメント１０は、入力ポート１から入力された波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向（第２の方向）とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）、及び、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、入力ポート１から入力されて拡大しながら伝搬する波長多重光Ｌ１を収束する。光パワーエレメント１０としては、例えば凸レンズ等を用いることができる。
　偏波分離素子１１は、光パワーエレメント１０の後段且つアナモルフィック変換器２Ｂの前段に配置されている。偏波分離素子１１は、光パワーエレメント１０から出射された波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、その波長多重光Ｌ１を偏光方向に応じて２つの波長多重光Ｌ１１に分離する。半波長板１２は、偏波分離素子１１における波長多重光Ｌ１１の出射面に配設されている。半波長板１２は、偏波分離素子１１によって分離された波長多重光Ｌ１１のうちの一方の偏光方向を他方の偏光方向に揃えて出射する。したがって、アナモルフィック変換器２Ｂには、偏向方向が互いに揃えられた波長多重光Ｌ１１が入射される。
　光パワーエレメント９は、偏波分離素子１１及び半波長板１２の後段且つアナモルフィック変換器２Ｂの前段に配置されている。光パワーエレメント９は、偏波分離素子１１（又は半波長板１２）から出射された波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、波長多重光Ｌ１１のビームスポットを拡大する。より具体的には、光パワーエレメント９は、ｘ－ｚ平面内において、波長多重光Ｌ１１をアナモルフィック変換器２Ｂの手前で一旦結像させることにより、アナモルフィック変換器２Ｂに入射する際の波長多重光Ｌ１１のビームスポットを拡大する。一方、光パワーエレメント９は、波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）においては光パワーを有していない。光パワーエレメント９としては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。光パワーエレメント９は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第９のパワーエレメントに相当する。
　アナモルフィック変換器２Ｂは、光パワーエレメント９から出射された波長多重光Ｌ１１のそれぞれを入射し、それらのビームスポットのアスペクト比を変換して出射する。より具体的には、アナモルフィック変換器２Ｂは、分光素子５の前段において、波長多重光Ｌ１１のｙ軸方向についてのスポットサイズよりもｘ軸方向についてのスポットサイズが大きくなるように、波長多重光Ｌ１１のビームスポットのアスペクト比を変換する。アナモルフィック変換器２Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第２の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２Ｂは、光パワーエレメント２１Ｂ～２３Ｂを有している。光パワーエレメント２１Ｂ～２３Ｂは、入力ポート１から分光素子５に向かう光路上にこの順に配列されている。光パワーエレメント２１Ｂは、光パワーエレメント９から出射されて拡大しながら伝搬する波長多重光Ｌ１１を入射し、その波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、波長多重光Ｌ１１をコリメートすると共にｘ軸方向に沿った軸周りに回転させる。
　一方、光パワーエレメント２１Ｂは、波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１１の拡大を維持する。つまり、光パワーエレメント２１Ｂは、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有しており、ｘ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２１Ｂとしては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　光パワーエレメント２２Ｂは、光パワーエレメント２１Ｂから出射された波長多重光Ｌ１１を入射し、その波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、その波長多重光Ｌ１１をコリメートする。一方、光パワーエレメント２２Ｂは、波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｙ軸方向とよって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１１のコリメートを維持する。つまり、光パワーエレメント２２Ｂは、ｘ－ｚ平面内おいて光パワーを有しており、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２２Ｂとしては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　光パワーエレメント２３Ｂは、光パワーエレメント２２Ｂから出射された波長多重光Ｌ１１を入射し、その波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、その波長多重光Ｌ１１の伝搬方向を互いに揃えると共に波長多重光Ｌ１１を収束する。一方、光パワーエレメント２３Ｂは、波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）においては、波長多重光Ｌ１１のコリメートを維持する。つまり、光パワーエレメント２３Ｂは、ｙ－ｚ平面内において光パワーを有しており、ｘ－ｚ平面内において光パワーを有していない。光パワーエレメント２３Ｂとしては、例えばシリンドリカルレンズ等を用いることができる。
　このように、光パワーエレメント２１Ｂ，２３Ｂは、波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内において波長多重光Ｌ１１を収束し、光パワーエレメント２２Ｂは、波長多重光Ｌ１１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内において波長多重光Ｌ１１をコリメートする。その結果、波長多重光Ｌ１１のそれぞれは、分光素子５の前段において、ｙ軸方向についてのスポットサイズよりもｘ軸方向のスポットサイズが大きくされる。
　光パワーエレメント２１Ｂ，２３Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１及び第２の光パワーエレメントに相当し、第３の要素を構成する。光パワーエレメント２２Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第３の光パワーエレメントに相当し、第４の要素を構成する。なお、光パワーエレメント２１Ｂの光パワーと、光パワーエレメント２３Ｂの光パワーとは互いに等しい。また、光パワーエレメント２２Ｂは、光パワーエレメント２１Ｂと光パワーエレメント２３Ｂとの共焦点位置に配置されている。
　分光素子５は、第１実施形態と同様に、アナモルフィック変換器２Ｂから出射された波長多重光Ｌ１１のそれぞれをｘ軸方向に沿って分光して分光光Ｌ２２を生成する。光パワーエレメント６Ｂは、分光素子５から出射された分光光Ｌ２２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、分光光Ｌ２２の伝搬方向を揃える。より具体的には、光パワーエレメント６Ｂは、ｘ－ｚ平面内において、偏波分離素子１１によって分離されたそれぞれの波長多重光Ｌ１１から分光された分光光Ｌ２２における対応する波長の光同士を、光偏向素子のｘ軸方向における略同一の位置に入射させるように、分光光Ｌ２２の伝搬方向を揃える。光パワーエレメント６Ｂにより、分光光Ｌ２のそれぞれのビームスポットが、光偏向素子上においてｘ軸方向よりもｙ軸方向について相対的に大きな扁平状を呈することとなる。
　光偏向素子（不図示）は、第１実施形態に係る光偏向素子７と同様である。光偏向素子によって偏向されて出射された光は、光パワーエレメント６Ｂ、分光素子５、アナモルフィック変換器２Ｂ、光パワーエレメント９、偏波分離素子１１（又は、半波長板１２及び偏波分離素子１１）、及び光パワーエレメント１０をこの順に通って出力ポート１３から出力される。
　光パワーエレメント６Ｂは、光偏向素子から出射された分光光Ｌ２２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、光偏向素子から出射された分光光Ｌ２２のそれぞれを、その波長に応じてｘ軸方向（第３の方向）に直交するｙ軸方向（第４の方向）に沿った軸周りに回転させる。
　一方、光パワーエレメント６Ｂは、光偏向素子から出射された分光光Ｌ２の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、光偏向素子から出射された分光光Ｌ２のそれぞれを収束する。これにより、光偏向素子から出射された分光光Ｌ２のそれぞれが、ｙ軸方向について、分光素子５上に集光される。光パワーエレメント６Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第５の光パワーエレメントに相当し、第８の要素を構成する。
　分光素子５は、光パワーエレメント６Ｂから出射された分光光Ｌ２２の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、分光光Ｌ２２のそれぞれを多重化して多重化光Ｌ３３を生成する。つまり、分光素子５は、出力ポート１３から出力させる分光光Ｌ２２同士を合波して多重化光Ｌ３３を生成する。多重化光Ｌ３３は、偏波分離素子１１によって分離された波長多重光Ｌ１１に応じて対で生成される。分光素子５は、本発明の一側面に係る光路制御装置の第２の分光素子に相当し、第９の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２Ｂは、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３を入射し、そのビームスポットのアスペクト比を変換して出射する。より具体的には、アナモルフィック変換器２Ｂは、分光素子５と出力ポート１３との間において、多重化光Ｌ３のｙ軸方向についてのスポットサイズとｘ軸方向についてのスポットサイズとが略等しくなるように、多重化光Ｌ３のビームスポットのアスペクト比を変換する。アナモルフィック変換器２Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第１０の要素を構成する。
　アナモルフィック変換器２Ｂは、上述したように、光パワーエレメント２３Ｂ，２２Ｂ，２１Ｂを有しており、光パワーエレメント２３Ｂ，２２Ｂ，２１Ｂは、分光素子５から出力ポート１３に向かう光路上にこの順に配列されている。光パワーエレメント２３Ｂは、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３３のそれぞれをコリメートすると共にｘ軸方向に沿った軸周りに回転させる。一方、光パワーエレメント２３Ｂは、分光素子５から出射された多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３３のコリメートを維持する。
　光パワーエレメント２２はＢ、光パワーエレメント２３Ｂから出射された多重化光Ｌ３３とｘ軸方向とによって張られる平面内において、多重化光Ｌ３３を収束する。一方、光パワーエレメント２２Ｂは、光パワーエレメント２３Ｂから出射された多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３３のコリメートを維持する。
　光パワーエレメント２１Ｂは、光パワーエレメント２２Ｂから出射された多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３３を収束する。一方、光パワーエレメント２１Ｂは、光パワーエレメント２２Ｂから出射された多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、多重化光Ｌ３の収束を維持する。
　このように、光パワーエレメント２３Ｂ，２１Ｂは、多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｙ軸方向とによって張られる平面内（ｙ－ｚ平面内）において多重化光Ｌ３３を収束し、光パワーエレメント２２Ｂは、多重化光Ｌ３３の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において多重化光Ｌ３３を収束する。その結果、多重化光Ｌ３３は、出力ポート１３の前段（より具体的には光パワーエレメント９の前段）において、ｙ軸方向についてのスポットサイズとｘ軸方向についてのスポットサイズとが略等しくなる。
　光パワーエレメント２３Ｂ，２１Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第６及び第７の光パワーエレメントに相当し、第１１の要素を構成する。光パワーエレメント２２Ｂは、本発明の一側面に係る光路制御装置の第８の光パワーエレメントに相当し、第１２の要素を構成する。
　このようにアナモルフィック変換器２Ｂによってビームスポットのアスペクト比が変換された多重化光Ｌ３３は、光パワーエレメント９を通過した後に偏波分離素子１１入射する。その際に、多重化光Ｌ３３のうちの一方は、偏波分離素子１１に直接入射し、他方は半波長板１２によって偏光させられた後に偏波分離素子１１に入射する。偏波分離素子１１に入射した多重化光Ｌ３３は、互いに合わせられて多重化光Ｌ３として偏波分離素子１１から出射する。偏波分離素子１１から出射された多重化光Ｌ３は、光パワーエレメント１０によって集光された後に出力ポート１３に結合して出力される。
　ここで、光路制御装置２００の各要素の位置関係について簡単に説明する。入力ポート１（出力ポート１３）から光パワーエレメント１０までの距離をｆ３とし、光パワーエレメント９から光パワーエレメント９の集光位置までの距離をｆ４とすると、偏波分離素子１１の中心位置は、光パワーエレメント１０から距離ｆ３であり、光パワーエレメント９から距離ｆ４となる位置となっている。また、光パワーエレメント９の集光位置から光パワーエレメント２２Ｂまでの距離をｆ１とすると、光パワーエレメント２２Ｂから分光素子５までの距離もｆ１となっている。分光素子５、光パワーエレメント６Ｂ、及び光偏向素子の位置関係は、第１実施形態における分光素子５、光パワーエレメント６、及び光偏向素子７の位置関係と同様である。
　また、偏波分離素子１１の中心位置から光パワーエレメント２１ｂまでの距離と、光パワーエレメント２１Ｂから光パワーエレメント２２Ｂまでの距離とは、互いにｆ５であり略同一である。さらに、光パワーエレメント２２Ｂから光パワーエレメント２３Ｂまでの距離と、光パワーエレメント２３Ｂから分光素子５までの距離とは、互いにｆ６であり略同一である。そして、ｘ－ｚ平面において、偏波分離素子１１における波長多重光Ｌ１の分離の中心軸は、ｘ軸方向における光軸と一致している。また、入出力ポートアレイ５０において、各ポート間の距離は、互いにｌ３であり略同一である。
　以上説明したように、本実施形態に係る光路制御装置２００においても、第１実施形態に係る光路制御装置１００と同様の理由から、光を精密に効率よく偏向可能であると共に光学設計の自由度が向上する。特に、光路制御装置２００においては、偏波分離素子１１によって波長多重光Ｌ１を偏光方向に応じて分離し、半波長板１２によって偏光方向を揃えている。このため、各要素における偏波依存性を低減することができる。また、偏波分離素子１１をアナモルフィック変換器２Ｂの前段に配置しているので、スポットサイズの変換の前に偏波分離を行うことが可能となる。このため、偏波分離素子１１の小型化が可能となる。
　さらに、光路制御装置２００においては、アナモルフィック変換器２の前段に光パワーエレメント９を配置し、入力ポート１から入力された波長多重光Ｌ１の伝搬方向とｘ軸方向とによって張られる平面内（ｘ－ｚ平面内）において、波長多重光Ｌ１のビームスポットを拡大する。そして、光パワーエレメント９により拡大された波長多重光Ｌ１を、光パワーエレメント２２Ｂによりコリメートして分光素子５に入射し、分光素子５により生成された分光光Ｌ２２のそれぞれのアナモ比を光パワーエレメント６Ｂにより逆転して光偏向素子に入射させる。このため、光パワーエレメント９によって、光路偏向素子上における分光光Ｌ２２のアスペクト比をより大きくすることができるので、より精密に効率よく光を偏向可能となる。
　なお、図４に示されるように、光路制御装置２００においては、アナモルフィック変換器２Ｂに代えてアナモルフィック変換器２Ｃを用いることができる。アナモルフィック変換器２Ｃは、光パワーエレメント２１Ｂ～２３Ｂに代えて光パワーエレメント２１Ｃ～２３Ｃを有している。光パワーエレメント２１Ｃ～２３Ｃのそれぞれは、光パワーエレメント２１Ｂ～２３Ｂのそれぞれと同様の機能を有するが、ｙ軸方向に沿って分割されて配列された複数のレンズ（例えばレンズ２１１，２１２及びレンズ２３１，２３２）を含む。それぞれのレンズ２１１，２１２，２３１，２３２は、１つの入出力ポート５０に対応付けられている。より具体的には、第１の所定数（例えば１つ）の入力ポート１及び第２の所定数（例えば１つ）の出力ポート１３に対して、光パワーエレメント２１Ｃのレンズ２１２及び光パワーエレメント２３Ｃのレンズ２３１（又は、光パワーエレメント２１ｃのレンズ２１２及び光パワーエレメント２３Ｃのレンズ２３２）が対応付けられている。
　このように、複数に分割したレンズ２１１，２１２，２３１，２３２を用いれば、入力ポート１から入力されてレンズの外側を通る波長多重光Ｌ１１を低減させることが可能となると共に、レンズの外側を通って出力ポート１３に向かう多重化光Ｌ３３を低減させることが可能となるので、ｙ軸方向における収差を抑制することが可能となる。
　以上の実施形態は、本発明の一側面に係る光路制御装置の一実施形態を説明したものである。したがって、本発明の一側面に係る光路制御装置は、上述した光路制御装置１００，２００に限定されるものではなく、各請求項の要旨を変更しない範囲において、光路制御装置１００，２００を任意に変形したものとすることができる。
　例えば、光路制御装置２００における光パワーエレメント９は、光路制御装置１００に適用してもよい。その場合には、光パワーエレメント９は、入力ポート１（出力ポート１３）とアナモルフィック変換器２との間に配置されることとなる。この場合にも、光パワーエレメント９により拡大された波長多重光Ｌ１を、光パワーエレメント２２によりコリメートして分光素子５に入射し、分光素子５により生成された分光光Ｌ２のそれぞれのアナモ比を光パワーエレメント６により逆転して光偏向素子７に入射させる。このため、光パワーエレメント９によって、光路偏向素子７上における分光光Ｌ２のアスペクト比をより大きくすることができるので、より精密に効率よく光を偏向可能となる。
　また、光路制御装置２００の光パワーエレメント２１Ｃ～２３Ｃと同様に、光路制御装置１００の光パワーエレメント２１～２３も、ｙ軸方向に沿って分割されて配列された複数のレンズを含むようにしてもよい。この場合にも、入力ポート１から入力されてレンズの外側を通る波長多重光Ｌ１を低減させることが可能となると共に、レンズの外側を通って出力ポート１３に向かう多重化光Ｌ３を低減させることが可能となるので、ｙ軸方向における収差を抑制することが可能となる。
　さらに、光路制御装置１００，２００においては、入力ポート１から光偏向素子７に向かう光路（往路）上の各要素と、光偏向素子７から出力ポート１３に向かう光路（復路）上の各要素とに同一の光学系を用いる場合について説明したが、本発明の一側面に係る光路制御装置はこれに限定されない。
　光を精密に効率よく偏向可能であると共に光学設計の自由度が高い光路制御装置を提供することが可能となる。
　１００，２００…光路制御装置、１…入力ポート（第１の要素）、２，２Ｂ，２Ｃ…アナモルフィック変換器（第２の要素）、５…分光素子（第１及び第２の分光素子、第５及び第９の要素）、６…光パワーエレメント（第４及び第５の光パワーエレメント、第６の要素）、７…光偏向素子（第７の要素）、１１…偏波分離素子、１３…出力ポート（第１３の要素）、２１，２１Ｂ，２１Ｃ…光パワーエレメント（第１及び第６の光パワーエレメント、第３及び第１１の要素）、２２，２２Ｂ，２２Ｃ…光パワーエレメント（第３及び第８の光パワーエレメント、第４及び第１２の要素）、２３，２３Ｂ，２３Ｃ…光パワーエレメント（第２及び第７の光パワーエレメント、第３及び第１１の要素）。

Claims (12)

  1. 　第１～第１３の要素を備える光路制御装置であって、
    　前記第１の要素は、波長多重光を入力する入力ポートを含み、
    　前記第２の要素は、前記第３及び第４の要素により構成され、前記入力ポートから入力された前記波長多重光のビームスポットのアスペクト比を変換するアナモルフィック変換器であり、
    　前記第３の要素は、前記波長多重光の伝搬方向と第１の方向とによって張られる平面内において前記波長多重光を収束する第１及び第２の光パワーエレメントを含み、
    　前記第４の要素は、前記第１の方向に直交する第２の方向と前記波長多重光の伝搬方向とによって張られる平面内において前記波長多重光をコリメートする第３の光パワーエレメントを含み、
    　前記第５の要素は、前記第２の要素から出射された前記波長多重光の伝搬方向と前記第２の方向とよって張られる平面内において、前記波長多重光に含まれる各波長の光の伝搬方向を波長に応じて前記第１の方向に沿った軸周りに回転させることにより、波長で特徴付けられた複数の分光光を生成する第１の分光素子であり、
    　前記第６の要素は、前記第５の要素から出射された前記分光光の伝搬方向と前記第２の方向とによって張られる平面内において、前記分光光のそれぞれを収束すると共に前記複数の分光光の伝搬方向を互いに揃える第４の光パワーエレメントを含み、
    　前記第７の要素は、ピクセル化されて前記第１の方向に配列された複数の光偏向要素素子によって、前記第６の要素から出射された前記分光光のそれぞれを独立して変調することにより、前記第６の要素から出射された前記分光光と前記第１の方向とによって張られる平面内において、前記分光光のそれぞれを前記第１の方向に直交する第３の方向に沿った軸周りに回転させる光偏向素子であり、
    　前記第８の要素は、前記第７の要素から出射された前記分光光の伝搬方向と前記第３の方向とによって張られる平面内において、前記第７の要素から出射された前記分光光のそれぞれを波長に応じて前記第３の方向に直交する第４の方向に沿った軸周りに回転させる第５の光パワーエレメントを含み、
    　前記第９の要素は、前記第８の要素から出射された前記分光光の伝搬方向と前記第３の方向とによって張られる平面内において、前記分光光を多重化して多重化光を生成する第２の分光素子であり、
    　前記第１０の要素は、前記第１１及び第１２の要素により構成され、前記多重化光のビームスポットのアスペクト比を変換するアナモルフィック変換器であり、
    　前記第１１の要素は、前記多重化光の伝搬方向と第４の方向とによって張られる平面内において前記多重化光を収束する第６及び第７の光パワーエレメントを含み、
    　前記第１２の要素は、前記多重化光の伝搬方向と前記第３の方向とによって張られる平面内において前記多重化光を収束する第８の光パワーエレメントを含み、
    　前記第１３の要素は、前記第１０の要素から出射された前記多重化光を出力する出力ポートを含む、
    　ことを特徴とする光路制御装置。
  2. 　前記第３の光パワーエレメントは、前記第１及び第２の光パワーエレメントの共焦点位置に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の光路制御装置。
  3. 　前記第８の光パワーエレメントは、前記第６及び第７の光パワーエレメントの共焦点位置に配置される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光路制御装置。
  4. 　前記第４の光パワーエレメントは、前記第２の方向にのみ前記分光光のそれぞれを収束すると共に、前記第７の要素における前記分光光の前記第１の方向についてのスポットサイズを拡大するシリンドリカルレンズである、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  5. 　前記第１～第３の光パワーエレメントは、それぞれ、前記第１の方向に沿って分割されて配列された複数のレンズを含み、
    　第１の所定数の前記入力ポートに対して、前記第１～第３の光パワーエレメントの１つの前記レンズが対応付けられている、
    　ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  6. 　前記第６～第８の光パワーエレメントは、それぞれ、前記第４の方向に沿って分割されて配列された複数のレンズを含み、
    　第２の所定数の前記出力ポートに対して、前記第６～第８の光パワーエレメントの１つの前記レンズが対応付けられている、
    　ことを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  7. 　前記第１の光パワーエレメントの光パワーと、第２の光パワーエレメントの光パワーとは、互いに等しい、ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  8. 　前記第６の光パワーエレメントの光パワーと、前記第７の光パワーエレメントの光パワーとは、互いに等しい、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  9. 　前記第１～第３の光パワーエレメントの前段に配置され、前記入力ポートから入力された前記波長多重光の伝搬方向と前記第２の方向とによって張られる平面内において、前記波長多重光のビームスポットを拡大する第９の光パワーエレメントをさらに備え、
    　前記第９の光パワーエレメントにより拡大された前記波長多重光を、前記第３の光パワーエレメントによりコリメートして前記第５の要素に入射し、前記第５の要素により生成された前記分光光のそれぞれのアナモ比を前記第４の光パワーエレメントにより逆転して前記第７の要素に入射させる、
    　ことを特徴とする請求項１～８のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  10. 　前記２の要素の前段に配置され、前記入力ポートから入力された前記波長多重光を偏光方向に応じて分離する偏波分離素子をさらに備え、
    　前記偏波分離素子によって分離された前記波長多重光は、偏光方向が揃えられて前記第２の要素に入射される、
    　ことを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の光路制御装置。
  11. 　前記偏波分離素子は、前記第２の方向に沿って前記波長多重光を分離する、ことを特徴とする請求項１０に記載の光路制御装置。
  12. 　前記偏波分離素子における前記波長多重光の分離の中心軸は、前記第２の方向における光軸に一致している、ことを特徴とする請求項１１に記載の光路制御装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105938274A (zh) * 2016-06-12 2016-09-14 合肥工业大学 一种偏转膜设计方法及液晶显示装置
JP2020525815A (ja) * 2017-06-29 2020-08-27 アイ エヌ エル シー テクノロジー シーオー．， リミテッドＩｎｌｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 複数ユニットの波長選択スイッチ

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7370085B2 (ja) 2019-02-27 2023-10-27 国立大学法人 香川大学 コア選択スイッチ、及び光ノード装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133203A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 光信号処理器
US20060067611A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Engana Pty Ltd Wavelength selective reconfigurable optical cross-connect
JP2007183370A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Fujitsu Ltd 波長選択デバイス
JP2009276747A (ja) * 2008-02-28 2009-11-26 Olympus Corp 特徴的な動作面を有する波長選択スイッチ
JP2012185312A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 光スイッチ装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9700384D0 (sv) * 1997-02-04 1997-02-04 Biacore Ab Analytical method and apparatus
US6795182B2 (en) * 2001-07-06 2004-09-21 Arroyo Optics, Inc. Diffractive fourier optics for optical communications
GB0121308D0 (en) * 2001-09-03 2001-10-24 Thomas Swan & Company Ltd Optical processing
US7218857B1 (en) * 2003-03-28 2007-05-15 Avanex Corporation Method, apparatus and system for a re-configurable optical add-drop multiplexer
US7092599B2 (en) * 2003-11-12 2006-08-15 Engana Pty Ltd Wavelength manipulation system and method
US9103991B2 (en) * 2005-09-08 2015-08-11 Finisar Corporation Multi-pole optical signal switch
WO2007029260A2 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Xtellus Inc. Optical wavelength selective router
US8260139B2 (en) * 2007-06-25 2012-09-04 Nippon Telegraph & Telephone Corp. Dispersion compensator
JP2011232695A (ja) * 2010-04-30 2011-11-17 Sanyo Engineer & Construction Inc 光可変フィルタアレイ装置
JP2011248196A (ja) * 2010-05-28 2011-12-08 Sanyo Engineer & Construction Inc 光可変フィルタアレイ装置
GB2504970A (en) * 2012-08-15 2014-02-19 Swan Thomas & Co Ltd Optical device and methods to reduce cross-talk

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004133203A (ja) * 2002-10-10 2004-04-30 Sumitomo Electric Ind Ltd 光信号処理器
US20060067611A1 (en) * 2004-09-27 2006-03-30 Engana Pty Ltd Wavelength selective reconfigurable optical cross-connect
JP2007183370A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Fujitsu Ltd 波長選択デバイス
JP2009276747A (ja) * 2008-02-28 2009-11-26 Olympus Corp 特徴的な動作面を有する波長選択スイッチ
JP2012185312A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 光スイッチ装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105938274A (zh) * 2016-06-12 2016-09-14 合肥工业大学 一种偏转膜设计方法及液晶显示装置
CN105938274B (zh) * 2016-06-12 2019-04-02 合肥工业大学 一种偏转膜设计方法及液晶显示装置
JP2020525815A (ja) * 2017-06-29 2020-08-27 アイ エヌ エル シー テクノロジー シーオー．， リミテッドＩｎｌｃ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 複数ユニットの波長選択スイッチ

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