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JP2009009073A - Wavelength selecting switch - Google Patents

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JP2009009073A
JP2009009073A JP2007191459A JP2007191459A JP2009009073A JP 2009009073 A JP2009009073 A JP 2009009073A JP 2007191459 A JP2007191459 A JP 2007191459A JP 2007191459 A JP2007191459 A JP 2007191459A JP 2009009073 A JP2009009073 A JP 2009009073A
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JP
Japan
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lens
light
input
output port
light input
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Pending
Application number
JP2007191459A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisaki Nishizawa
寿樹 西澤
Yuji Mihashi
祐司 三橋
Kenji Kobayashi
賢二 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Electronics Corp
Original Assignee
NTT Electronics Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NTT Electronics Corp filed Critical NTT Electronics Corp
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  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small wavelength selecting switch having high resolution of a diffraction grating and excellent wavelength transmission band characteristics. <P>SOLUTION: The wavelength selecting switch 10 includes: a lens array 20; a first lens 30; a beam expander 40 disposed between the first lens 30 and a focus 30a of the first lens 30 on the opposite side to light input/output ports 101 with the first lens 30 placed between, and converging convergent light from the first lens 30 as it is in the arrayed direction of the light input/output ports 101 at the focus 30a of the first lens 30 while converging light transmitted through the first lens 30, larger in a direction orthogonal to the arrayed direction of the light input/output ports 101; the diffraction grating 60; and a plurality of mirrors 80. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光波長多重通信において、異なる波長の光を分岐し又は結合することが可能な波長選択スイッチに関する。   The present invention relates to a wavelength selective switch capable of branching or combining light of different wavelengths in optical wavelength division multiplexing communication.

光波長多重通信の普及に伴い、波長毎に光信号を合波又は分波する波長選択スイッチが光通信のキーデバイスとなっている。   With the spread of optical wavelength division multiplexing communication, wavelength selective switches that multiplex or demultiplex optical signals for each wavelength have become key devices for optical communication.

ここで、図5に従来の波長選択スイッチの概略構成図を示す。   FIG. 5 shows a schematic configuration diagram of a conventional wavelength selective switch.

図5の波長選択スイッチ200は、焦点位置に配置された光入出力ポート101cから出力される光を平行光にするマイクロレンズアレイ102と、マイクロレンズアレイ102からの光を収束させる高開口数レンズ103と、高開口数レンズ103と焦点位置を共通に配置された第二レンズ104と、第二レンズ104からの光を波長ごとに異なる角度に反射する回折格子105と、第二レンズ104の焦点位置に配置され回折格子105から第二レンズ104を透過した光を第二レンズ104に向けて任意の角度で反射するアレイミラー106と、を備える(例えば、特許文献1〜3を参照。)。   The wavelength selective switch 200 in FIG. 5 includes a microlens array 102 that collimates the light output from the light input / output port 101c disposed at the focal position, and a high numerical aperture lens that converges the light from the microlens array 102. 103, the second lens 104 having the same focal position as the high numerical aperture lens 103, the diffraction grating 105 that reflects light from the second lens 104 at different angles for each wavelength, and the focal point of the second lens 104. And an array mirror 106 that reflects light transmitted through the second lens 104 from the diffraction grating 105 at an arbitrary angle toward the second lens 104 (see, for example, Patent Documents 1 to 3).

これにより、アレイミラー106において任意の角度で反射された光は、アレイミラー106の個々のミラーの角度に応じて波長ごとに異なる光入出力ポートに収束させることができる。このように、高開口数レンズ103は、アレイミラー106で反射した光のうち回折格子105で再び反射して第二レンズ104を透過した光の角度を変えるとともに光入出力ポート101cからの光の光軸にオフセットを付与する機能を有している。
特開2003−101479号公報 特開2006−276216号公報 特開2006−284740号公報
As a result, the light reflected by the array mirror 106 at an arbitrary angle can be converged to different light input / output ports for each wavelength according to the angle of each mirror of the array mirror 106. As described above, the high numerical aperture lens 103 changes the angle of the light reflected by the diffraction grating 105 and transmitted through the second lens 104 out of the light reflected by the array mirror 106, and the light from the light input / output port 101c. It has a function of giving an offset to the optical axis.
JP 2003-101479 A JP 2006-276216 A JP 2006-284740 A

図6に、図5の反射型の回折格子を透過型の回折格子に置き換えた波長選択スイッチの概略構成図を示す。図6において、P5−1、P5−2及びP5−2’は共焦点光学系である。また、マイクロレンズアレイ102の焦点距離をf1とし、第一レンズ103の焦点距離をf2とすると、像倍率は式1で表せる。
(式1)像倍率=f2/f1
FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of a wavelength selective switch in which the reflection type diffraction grating of FIG. 5 is replaced with a transmission type diffraction grating. In FIG. 6, P5-1, P5-2, and P5-2 ′ are confocal optical systems. Further, if the focal length of the microlens array 102 is f1, and the focal length of the first lens 103 is f2, the image magnification can be expressed by Equation 1.
(Expression 1) Image magnification = f2 / f1

光入出力ポート101のモードフィールド径をM1とすると、P5−2におけるビームスポットサイズは式2で表せる。ここで、P5−2及びP5−2’は、同じ第二レンズ104が配置された共焦点光学系なので、像倍率は1倍となり、P5−2及びP5−2’におけるビームスポットサイズは等しくなる。
(式2)ビームスポットサイズ=M1×f2/f1
Assuming that the mode field diameter of the optical input / output port 101 is M1, the beam spot size at P5-2 can be expressed by Equation 2. Here, since P5-2 and P5-2 ′ are confocal optical systems in which the same second lens 104 is disposed, the image magnification is 1 and the beam spot sizes at P5-2 and P5-2 ′ are equal. .
(Expression 2) Beam spot size = M1 × f2 / f1

また、アレイミラー106の反射角をθとすると、光入出力ポート101とマイクロレンズアレイ102のポート間ピッチは式3で表せる。ここで、アレイミラー106の反射角θには限界があるため、所定のポート間ピッチを得るためには、第一レンズ103の焦点距離を長くする必要があった。
(式3)ポート間ピッチ=tan(2θ)×f2
When the reflection angle of the array mirror 106 is θ, the pitch between the light input / output port 101 and the microlens array 102 can be expressed by Equation 3. Here, since the reflection angle θ of the array mirror 106 is limited, in order to obtain a predetermined inter-port pitch, it is necessary to increase the focal length of the first lens 103.
(Expression 3) Port pitch = tan (2θ) × f2

従って、上記式1よりアレイミラー106でのビームスポットサイズが大きくなり、アレイミラー106の各反射ミラーの面積を拡大しなければ波長透過帯域特性が不十分になる問題があった。ここで、アレイミラー106の各反射ミラーの面積を拡大すると、波長透過帯域特性を満足することができるが、アレイミラー106が大型化する問題があった。さらに、回折格子105の分解能を向上させるためには、回折格子105に照射するビームサイズを拡大し、第二レンズ104の焦点距離を十分に長くする必要があり、波長選択スイッチ200が大型化する問題があった。   Therefore, the beam spot size at the array mirror 106 becomes larger from the above formula 1, and there is a problem that the wavelength transmission band characteristic becomes insufficient unless the area of each reflection mirror of the array mirror 106 is enlarged. Here, when the area of each reflection mirror of the array mirror 106 is enlarged, the wavelength transmission band characteristics can be satisfied, but there is a problem that the array mirror 106 is enlarged. Furthermore, in order to improve the resolution of the diffraction grating 105, it is necessary to enlarge the beam size irradiated to the diffraction grating 105 and to make the focal length of the second lens 104 sufficiently long, and the wavelength selective switch 200 is enlarged. There was a problem.

そこで、本発明は、回折格子の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型な波長選択スイッチを提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a small wavelength selective switch having a high diffraction grating resolution and excellent wavelength transmission band characteristics.

上記目的を達成するために、本発明に係る波長選択スイッチは、ビームエキスパンダを第一レンズと第一レンズの焦点との間に配置したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a wavelength selective switch according to the present invention is characterized in that a beam expander is disposed between the first lens and the focal point of the first lens.

具体的には、本発明に係る波長選択スイッチは、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置されたレンズアレイと、前記レンズアレイを間にして前記光入出力ポートの反対側に配置され、前記レンズアレイからの光を収束光にする第一レンズと、前記第一レンズを間にして前記光入出力ポートの反対側、かつ、前記第一レンズと前記第一レンズの焦点との間に配置され、前記第一レンズの焦点において、前記光入出力ポートの配列方向では前記第一レンズからの収束光をそのまま収束させ、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向では前記第一レンズを透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダからの光を平行光にするように配置された第二レンズと、前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第二レンズを透過した光を受ける面上に前記光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第二レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度で反射する回折格子と、前記光入出力ポートから出力され前記回折格子で反射し前記第二レンズを透過した光をそれぞれ反射し、反射された光のそれぞれが前記第二レンズを透過し前記回折格子で反射し再び前記ビームエキスパンダ、前記第一レンズ及び前記レンズアレイを透過して前記光入出力ポートのいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラーと、を備えることを特徴とする。   Specifically, the wavelength selective switch according to the present invention inputs / outputs light including one or more wavelengths, and faces the plurality of light input / output ports provided in a side-by-side straight line from the light input / output port. A lens array arranged to make the light parallel light, and a first lens arranged on the opposite side of the light input / output port with the lens array in between, and making the light from the lens array converged light; The light input / output port is disposed on the opposite side of the light input / output port with the first lens in between and between the first lens and the focal point of the first lens. The beam expander for converging the convergent light from the first lens as it is in the arrangement direction of the light, and converging the light transmitted through the first lens more greatly in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output ports. A second lens arranged so that the light from the spanner is parallel light; and the light input / output port on a surface that receives light transmitted through the second lens out of light input / output from the light input / output port A diffraction grating that reflects light transmitted through the second lens at a different angle for each wavelength on a grating surface on which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the light is formed, and is output from the light input / output port and reflected by the diffraction grating Then, the light transmitted through the second lens is reflected, and each reflected light is transmitted through the second lens, reflected by the diffraction grating, and again transmitted through the beam expander, the first lens, and the lens array. And a plurality of mirrors each having a light reflection angle set so as to converge on one of the light input / output ports.

上記波長選択スイッチは、回折格子の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型である。   The wavelength selective switch has a high diffraction grating resolution, excellent wavelength transmission band characteristics, and a small size.

上記目的を達成するために、本発明に係る波長選択スイッチは、ビームエキスパンダを第一レンズと第一レンズの焦点との間に配置したことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a wavelength selective switch according to the present invention is characterized in that a beam expander is disposed between the first lens and the focal point of the first lens.

具体的には、本発明に係る波長選択スイッチは、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置されたレンズアレイと、前記レンズアレイを間にして前記光入出力ポートの反対側に配置され、前記レンズアレイからの光を収束光にする第一レンズと、前記第一レンズを間にして前記光入出力ポートの反対側、かつ、前記第一レンズと前記第一レンズの焦点との間に配置され、前記第一レンズの焦点において、前記光入出力ポートの配列方向では前記第一レンズからの収束光をそのまま収束させ、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向では前記第一レンズを透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダと、前記ビームエキスパンダからの光を平行光にするように配置された第二レンズと、前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第二レンズを透過した光を受ける面上に前記光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第二レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度で透過させる回折格子と、前記回折格子を間にして前記第二レンズの反対側に配置される第三レンズと、前記光入出力ポートから出力され前記レンズアレイ、前記第一レンズ、前記ビームエキスパンダ、前記第二レンズ、前記回折格子及び前記第三レンズを透過した光をそれぞれ反射し、反射した光のそれぞれが前記第三レンズ、前記回折格子、前記第二レンズ、前記ビームエキスパンダ、前記第一レンズ及び前記レンズアレイを再び透過して前記光入出力ポートのいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラーと、を備えることを特徴とする。   Specifically, the wavelength selective switch according to the present invention inputs / outputs light including one or more wavelengths, and faces the plurality of light input / output ports provided in a side-by-side straight line from the light input / output port. A lens array arranged to make the light parallel light, and a first lens arranged on the opposite side of the light input / output port with the lens array in between, and making the light from the lens array converged light; The light input / output port is disposed on the opposite side of the light input / output port with the first lens in between and between the first lens and the focal point of the first lens. The beam expander for converging the convergent light from the first lens as it is in the arrangement direction of the light, and converging the light transmitted through the first lens more greatly in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output ports. A second lens arranged so that the light from the spanner is parallel light; and the light input / output port on a surface that receives light transmitted through the second lens out of light input / output from the light input / output port A diffraction grating that transmits light transmitted through the second lens at a different angle for each wavelength on a grating surface on which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the grating are formed, and opposite the second lens with the diffraction grating in between A third lens disposed on the side, and the light output from the light input / output port and transmitted through the lens array, the first lens, the beam expander, the second lens, the diffraction grating, and the third lens Respectively reflected, each of the reflected light is transmitted again through the third lens, the diffraction grating, the second lens, the beam expander, the first lens, and the lens array. Characterized in that it comprises a plurality of mirrors reflection angle of light is set respectively so as to converge to one of the input and output ports.

上記波長選択スイッチは、回折格子の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型である。   The wavelength selective switch has a high diffraction grating resolution, excellent wavelength transmission band characteristics, and a small size.

本発明に係る波長選択スイッチでは、前記回折格子は、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが前記光入出力ポートの配列方向より長いことが好ましい。   In the wavelength selective switch according to the present invention, it is preferable that the diffraction grating has a length in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical input / output ports longer than the arrangement direction of the optical input / output ports.

上記波長選択スイッチは、より小型化できる。   The wavelength selective switch can be further downsized.

本発明に係る波長選択スイッチでは、前記ミラーは、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが前記光入出力ポートの配列方向より短いことが好ましい。   In the wavelength selective switch according to the present invention, it is preferable that the length of the mirror in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical input / output ports is shorter than the arrangement direction of the optical input / output ports.

上記波長選択スイッチは、より小型化できる。   The wavelength selective switch can be further downsized.

本発明は、回折格子の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型な波長選択スイッチを提供することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a small wavelength selective switch with high diffraction grating resolution and excellent wavelength transmission band characteristics.

以下、具体的に実施形態を示して本願発明を詳細に説明するが、本願の発明は以下の記載に限定して解釈されない。なお、以下の実施形態では、1つの光入出力ポート(後述の光入出力ポート101d)から光が出力され他の光入出力ポート(後述の光入出力ポート101a〜101g)に光を波長ごとに分けて出力する構成について説明するが、当該他の光入出力ポート101a〜101gのいずれかから出力される光を波長ごとに分けて当該1つの光入出力ポート101dに入力する形態についても同様に説明できる。光入出力ポート101というときは、光入出力ポート101a〜101gの総称を表す。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific embodiments, but the present invention is not construed as being limited to the following description. In the following embodiments, light is output from one light input / output port (light input / output port 101d described later) and light is transmitted to other light input / output ports (light input / output ports 101a to 101g described later) for each wavelength. However, the same applies to the configuration in which the light output from any one of the other optical input / output ports 101a to 101g is divided into wavelengths and input to the one optical input / output port 101d. Can be explained. The optical input / output port 101 is a generic term for the optical input / output ports 101a to 101g.

(第1実施形態)
図1に、第1実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成図を示す。図1(a)は、x−z面での波長選択スイッチを示し、図1(b)は、y−z面での波長選択スイッチを示している。図1では、光入出力ポート101dから出力して回折格子60で反射し、ミラー80bに至るまでの光路についてはレンズアレイ20、第一レンズ30、ビームエキスパンダ40及び第二レンズ50の作用を表すために破線で光束の広がりを示し、実線で主光線を示している。他の光路については図の錯綜を避けるため主光線のみを一点鎖線で示すことがある。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of a wavelength selective switch according to the first embodiment. 1A shows a wavelength selective switch in the xz plane, and FIG. 1B shows a wavelength selective switch in the yz plane. In FIG. 1, the lens array 20, the first lens 30, the beam expander 40, and the second lens 50 are operated for the optical path from the light input / output port 101d, reflected by the diffraction grating 60, and reaching the mirror 80b. In order to express, the spread of the light beam is indicated by a broken line, and the principal ray is indicated by a solid line. For other optical paths, only the principal ray may be indicated by a one-dot chain line in order to avoid complications in the figure.

波長選択スイッチ10は、反射型の構成、つまり、回折格子60で光を反射する構成である。第1実施形態に係る波長選択スイッチ10は、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポート101に対向して光入出力ポート101からの光を平行光にするように配置されたレンズアレイ20と、レンズアレイ20を間にして光入出力ポート101の反対側に配置され、レンズアレイ20からの光を収束光にする第一レンズ30と、第一レンズ30を間にして光入出力ポート101の反対側、かつ、第一レンズ30と第一レンズ30の焦点30aとの間に配置され、第一レンズ30の焦点30aにおいて、光入出力ポート101の配列方向では第一レンズからの収束光をそのまま収束させ、光入出力ポート101の配列方向と直交する方向では第一レンズ30を透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダ40と、ビームエキスパンダ40からの光を平行光にするように配置された第二レンズ50と、光入出力ポート101から入出力される光のうち第二レンズ50を透過した光を受ける面上に光入出力ポート101の配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面62において第二レンズ50を透過した光を波長ごとに異なる角度で反射する回折格子60と、光入出力ポート101から出力され回折格子60で反射し第二レンズ50を透過した光をそれぞれ反射し、反射された光のそれぞれが第二レンズ50を透過し回折格子60で反射し再びビームエキスパンダ40、第一レンズ30及びレンズアレイ20を透過して光入出力ポート101のいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラー80a,80bと、を備える。   The wavelength selective switch 10 has a reflective configuration, that is, a configuration in which light is reflected by the diffraction grating 60. The wavelength selective switch 10 according to the first embodiment inputs / outputs light including one or more wavelengths and opposes a plurality of light input / output ports 101 provided in a side-by-side and straight line. A lens array 20 arranged so as to be parallel light, and a first lens 30 arranged on the opposite side of the light input / output port 101 with the lens array 20 in between to make the light from the lens array 20 converge light The first lens 30 is disposed on the opposite side of the light input / output port 101 and between the first lens 30 and the focal point 30a of the first lens 30. In the arrangement direction of the output port 101, the converged light from the first lens is converged as it is, and in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output port 101, the light transmitted through the first lens 30 is more converged. The light transmitted through the second lens 50 among the light input / output from the light input / output port 101 and the second lens 50 arranged so that the light from the expander 40 and the light from the beam expander 40 become parallel light. A diffraction grating 60 for reflecting light transmitted through the second lens 50 at different angles for each wavelength on a grating surface 62 in which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the light input / output port 101 are formed on the receiving surface; The light output from the output port 101 and reflected by the diffraction grating 60 and transmitted through the second lens 50 is reflected, and each of the reflected light passes through the second lens 50 and is reflected by the diffraction grating 60 and is again reflected by the beam expander 40. , A plurality of mirrors 80 a each having a light reflection angle set so as to pass through the first lens 30 and the lens array 20 and converge to one of the light input / output ports 101. It includes a 80b, a.

光入出力ポート101は、複数備えている。図1では、光入出力ポート101a〜101gと7つ記載しているが、これ以上又はこれ以下の任意の数で配置可能である。光入出力ポート101a〜101gには、例えば、図1に示すように光入出力ポート101a〜101gごとに光ファイバ140a〜140gが接続され、又は、光導波路(不図示)が接続される。また、光入出力ポート101a〜101gは、それぞれ光ファイバ140a〜140gを伝搬する一以上の波長を含む光を入出力する。また、光入出力ポート101a〜101gは、横並び直線状に設けられる。図1(b)に示すように、光入出力ポート101a〜101gは、光入出力ポート101a〜101gから出力される光の向きがz軸方向に平行となるように配置されているが、レンズアレイ20において平行光に変換されるのであれば、いずれの向きに向いていてもよい。   A plurality of optical input / output ports 101 are provided. In FIG. 1, seven optical input / output ports 101a to 101g are shown, but any number greater than or less than this can be arranged. For example, as shown in FIG. 1, optical fibers 140a to 140g are connected to the optical input / output ports 101a to 101g, or optical waveguides (not shown) are connected to the optical input / output ports 101a to 101g. The light input / output ports 101a to 101g input and output light including one or more wavelengths propagating through the optical fibers 140a to 140g, respectively. Further, the optical input / output ports 101a to 101g are provided side by side and linearly. As shown in FIG. 1B, the light input / output ports 101a to 101g are arranged so that the direction of light output from the light input / output ports 101a to 101g is parallel to the z-axis direction. As long as it is converted into parallel light in the array 20, it may be directed in any direction.

レンズアレイ20としては、例えば、マイクロレンズアレイがある。   An example of the lens array 20 is a microlens array.

第一レンズ30及び第2レンズ50としては、例えば、凸レンズ、光学収差を低減させるために適切な凸レンズと凹レンズを接着して組み合わせたダブレットレンズ、及び、トリプレットレンズのように複数のレンズを組み合わせたレンズがある。   As the first lens 30 and the second lens 50, for example, a convex lens, a doublet lens in which an appropriate convex lens and a concave lens are bonded and combined to reduce optical aberration, and a plurality of lenses such as a triplet lens are combined. There is a lens.

格子面62上には、図1(b)のy軸方向に平行な格子が図1(a)のx軸方向に平行に複数形成される。格子は、格子面62上に形成された複数の凹凸形状の溝であってもよいし、光を反射する部分と吸収する部分とを交互に配置してもよい。これにより、図1(a)に示すように、第2レンズ50を透過した光は、回折格子60の格子面62上で反射してx軸方向に波長ごとに異なる角度で反射する。なお、図1(b)のz軸方向にはそのまま返送される。図1では簡単のため回折格子60の格子面62は、第二レンズ50に正対しているが、一般的には格子面62の法線がxz面内にあるように光軸(z軸)に対して傾斜している。   A plurality of lattices parallel to the y-axis direction in FIG. 1B are formed on the lattice surface 62 in parallel to the x-axis direction in FIG. The grating may be a plurality of concavo-convex grooves formed on the grating surface 62, or may alternately arrange light reflecting portions and absorbing portions. As a result, as shown in FIG. 1A, the light transmitted through the second lens 50 is reflected on the grating surface 62 of the diffraction grating 60 and reflected at different angles for each wavelength in the x-axis direction. It is returned as it is in the z-axis direction of FIG. In FIG. 1, the grating surface 62 of the diffraction grating 60 faces the second lens 50 for simplicity, but generally the optical axis (z axis) so that the normal line of the grating surface 62 is in the xz plane. It is inclined with respect to.

ミラー80a,80bは、図1では2つ記載しているが、光ファイバ140内を伝搬する光の波長数に応じて波長ごとに複数配置するとよい。以下、ミラー80aを中心に説明するが、ミラー80bも同様である。ミラー80aが光入出力ポート101cに、ミラー80bが光入出力ポート101eに、それぞれ光を収束するように設定されているが、角度に応じて光入出力ポート101a〜101gのいずれにも収束させることは可能である。例えば、ミラー80aのように反射する方向を図1(b)上で下方に傾けると入出力ポート101cに収束させることができ、一方、ミラー80bのように反射する方向を図1(b)上で上方に傾けると光入出力ポート101eに収束させることができる。このように、ミラー80aの角度を変えることで波長選択が可能となる。ミラー80aとしては、例えば、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラーを適用して小型の波長選択スイッチを実現することができる。   Although two mirrors 80 a and 80 b are illustrated in FIG. 1, a plurality of mirrors 80 a and 80 b may be arranged for each wavelength according to the number of wavelengths of light propagating in the optical fiber 140. Hereinafter, the description will focus on the mirror 80a, but the same applies to the mirror 80b. The mirror 80a is set to converge the light at the light input / output port 101c and the mirror 80b is converged at the light input / output port 101e, respectively, but it is converged to any of the light input / output ports 101a to 101g depending on the angle. It is possible. For example, if the direction of reflection like the mirror 80a is tilted downward in FIG. 1B, it can be converged on the input / output port 101c, while the direction of reflection like the mirror 80b is shown in FIG. When it is tilted upward, the optical input / output port 101e can be converged. In this way, the wavelength can be selected by changing the angle of the mirror 80a. As the mirror 80a, a small wavelength selective switch can be realized by applying, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror.

波長選択スイッチ10は、レンズアレイ20と第一レンズ30が、また第二レンズ50と回折格子60がそれぞれ共焦点光学系を構成するように配置することが好ましい。   The wavelength selective switch 10 is preferably arranged so that the lens array 20 and the first lens 30 and the second lens 50 and the diffraction grating 60 constitute a confocal optical system, respectively.

図1(a)、図1(b)において、光ファイバ140dからの波長多重された光は、光入出力ポート101dから出射し、レンズアレイ20で平行光になり、第一レンズ30によって収束され、ビームエキスパンダ40によって進行方向に垂直な面上で、第一レンズの焦点位置30aではx軸方向が短い楕円形のビームとなり、第二レンズ入射面ではx軸方向が長い楕円形のビームとなる。さらに、第二レンズ50により、x軸方向が長い楕円形の平行光に変換され、回折格子60の回折面62で波長ごとにx軸方向に異なる角度で反射される。反射された光は第二レンズ50で収束され、例えばミラー80aに向かう波長の光はミラー80aで反射され、所望の方向に向けられる。ミラー80aで反射された光は第二レンズ50で平行光になり、回折格子60の回折面62でx軸方向に先と同じ角度で反射され、第二レンズ50で収束され、ビームエキスパンダ40で円形のビームに戻される。円形のビームに戻った光は第一レンズ30で平行光になり、レンズアレイ20で収束され、光入出力ポート101cに入射する。入射した光は光ファイバ140cを伝搬する。また、例えばミラー80bに向かう波長の光はミラー80bで反射され、光入出力ポート101eに入射する。   1A and 1B, the wavelength-multiplexed light from the optical fiber 140d is emitted from the light input / output port 101d, becomes parallel light by the lens array 20, and is converged by the first lens 30. On the surface perpendicular to the traveling direction by the beam expander 40, an elliptical beam having a short x-axis direction is formed at the focal position 30a of the first lens, and an elliptical beam having a long x-axis direction is formed on the second lens incident surface. Become. Further, the second lens 50 converts the light into elliptical parallel light having a long x-axis direction, and the light is reflected by the diffraction surface 62 of the diffraction grating 60 at different angles in the x-axis direction for each wavelength. The reflected light is converged by the second lens 50. For example, light having a wavelength toward the mirror 80a is reflected by the mirror 80a and directed in a desired direction. The light reflected by the mirror 80a is converted into parallel light by the second lens 50, reflected by the diffraction surface 62 of the diffraction grating 60 at the same angle in the x-axis direction, converged by the second lens 50, and the beam expander 40. To return to a circular beam. The light that has returned to the circular beam becomes parallel light by the first lens 30, converges by the lens array 20, and enters the light input / output port 101c. The incident light propagates through the optical fiber 140c. For example, light having a wavelength toward the mirror 80b is reflected by the mirror 80b and enters the light input / output port 101e.

ビームエキスパンダ40としては、例えば、凸面シリンドリカルレンズ、プリズムがある。図1では、ビームエキスパンダ40として、凸面を第一レンズ30に向けて凸面シリンドリカルレンズを配置している。図1(a)に示すように、ビームエキスパンダ40は、光入出力ポート101の配列方向と直交する方向、すなわち、x軸方向では第一レンズ30を透過した光をより大きく収束させる。一方、図1(b)に示すように、ビームエキスパンダ40は、光入出力ポート101の配列方向、すなわち、y軸方向では第一レンズ30からの収束光をそのまま収束させる。このため、第一レンズ30からの収束光は、第一レンズ30の焦点30aではx軸方向が縮小された楕円形のスポットになり、第二レンズ50に近づくほどx軸方向に拡大し、第二レンズ50にて平行光となる。第二レンズ50における光の断面は、x軸方向に拡大された楕円形となる。   Examples of the beam expander 40 include a convex cylindrical lens and a prism. In FIG. 1, a convex cylindrical lens is disposed as the beam expander 40 with the convex surface facing the first lens 30. As shown in FIG. 1A, the beam expander 40 converges light transmitted through the first lens 30 more greatly in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output ports 101, that is, in the x-axis direction. On the other hand, as shown in FIG. 1B, the beam expander 40 converges the convergent light from the first lens 30 as it is in the arrangement direction of the light input / output ports 101, that is, the y-axis direction. For this reason, the convergent light from the first lens 30 becomes an elliptical spot whose x-axis direction is reduced at the focal point 30a of the first lens 30, and expands in the x-axis direction as it approaches the second lens 50. The two lenses 50 produce parallel light. The cross section of light in the second lens 50 is an ellipse enlarged in the x-axis direction.

また、図2に、格子面側から見た、光が入射した状態の回折格子の概略図を示した。図2では、回折格子60の格子面に形成された格子を破線で示した。図2に示すように、第1実施形態に係る波長選択スイッチ10では、回折格子60は、光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが光入出力ポートの配列方向より長い、すなわち、x軸方向の長さがy軸方向の長さより長いことが好ましい。このため、回折格子60は、格子の本数を多く設けることができる。また、x軸方向に拡大された楕円形の光aが回折格子60に入射することから、断面の形状が円形の光に比べ、多くの格子に光を照射することが可能となる。波長選択スイッチ10は、回折格子60の分解能を確保しつつ、より小型化できる。   FIG. 2 shows a schematic view of the diffraction grating in a state where light is incident as seen from the grating surface side. In FIG. 2, the grating formed on the grating surface of the diffraction grating 60 is indicated by a broken line. As shown in FIG. 2, in the wavelength selective switch 10 according to the first embodiment, the diffraction grating 60 has a length in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical input / output ports longer than the arrangement direction of the optical input / output ports, The length in the x-axis direction is preferably longer than the length in the y-axis direction. For this reason, the diffraction grating 60 can be provided with a large number of gratings. In addition, since the elliptical light “a” expanded in the x-axis direction is incident on the diffraction grating 60, it is possible to irradiate many gratings with light compared to light having a circular cross section. The wavelength selective switch 10 can be further downsized while ensuring the resolution of the diffraction grating 60.

また、図1の回折格子60で反射された光は、再び第二レンズ50を透過し、x軸方向により大きく収束された楕円形となり、ミラー80aに入射する。図3に、反射面の側から見た、光が入射した状態のミラーの概略図を示した。図3に示すように、第1実施形態に係る波長選択スイッチ10では、ミラー80aは、光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが光入出力ポートの配列方向より短い、すなわち、x軸方向の長さがy軸方向の長さより短いことが好ましい。ミラー80aでは、光aがx軸方向により大きく収束されているため、波長選択スイッチ10は、波長透過帯域特性を満足しつつ、ミラー80aのx軸方向の長さを短くしてより小型化できる。   In addition, the light reflected by the diffraction grating 60 of FIG. 1 passes through the second lens 50 again, becomes an ellipse that is largely converged in the x-axis direction, and enters the mirror 80a. FIG. 3 shows a schematic view of the mirror in a state where light is incident as seen from the reflective surface side. As shown in FIG. 3, in the wavelength selective switch 10 according to the first embodiment, the mirror 80a has a length in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical input / output ports shorter than the arrangement direction of the optical input / output ports. The length in the x-axis direction is preferably shorter than the length in the y-axis direction. In the mirror 80a, since the light a is largely converged in the x-axis direction, the wavelength selective switch 10 can reduce the length of the mirror 80a in the x-axis direction and reduce the size while satisfying the wavelength transmission band characteristics. .

以上のように、波長選択スイッチ10は、回折格子60の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型化を図ることができる。波長選択スイッチ10は、光入出力ポート101a〜101gのいずれかから出力される複数波長の光を他の光入出力ポート(光入出力ポート101a〜101gのいずれか)に振り分け、光入出力ポート101a〜101gのうち複数から出力される光を他の1つの光入出力ポート(光入出力ポート101a〜101gのいずれか)で合波することができるため、光波長多重通信ネットワーク実現の際の波長多重用の光合分波回路や波長再配置型のadd−drop波長多重回路として適用できる。   As described above, the wavelength selective switch 10 has a high resolution of the diffraction grating 60, is excellent in wavelength transmission band characteristics, and can be downsized. The wavelength selective switch 10 distributes light of a plurality of wavelengths output from any one of the optical input / output ports 101a to 101g to another optical input / output port (any one of the optical input / output ports 101a to 101g). Since light output from a plurality of 101a to 101g can be multiplexed by another optical input / output port (any one of optical input / output ports 101a to 101g), an optical wavelength division multiplexing network can be realized. It can be applied as an optical multiplexing / demultiplexing circuit for wavelength multiplexing or a wavelength rearrangement type add-drop wavelength multiplexing circuit.

(第2実施形態)
図4に、第2実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成図を示す。図4(a)は、x−z面での波長選択スイッチを示し、図4(b)は、y−z面での波長選択スイッチを示している。なお、図4において図1と同じ符号のものは相互に同じものであるため、その部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 shows a schematic configuration diagram of a wavelength selective switch according to the second embodiment. FIG. 4A shows the wavelength selective switch in the xz plane, and FIG. 4B shows the wavelength selective switch in the yz plane. In FIG. 4, the same reference numerals as those in FIG. 1 are the same as each other, and the description thereof is omitted.

波長選択スイッチ11は、透過型の構成、つまり、回折格子65が光を透過する構成である。第2実施形態に係る波長選択スイッチ11は、一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポート101に対向して光入出力ポート101からの光を平行光にするように配置されたレンズアレイ20と、レンズアレイ20を間にして光入出力ポート101の反対側に配置され、レンズアレイ20からの光を収束光にする第一レンズ30と、第一レンズ30を間にして光入出力ポート101の反対側、かつ、第一レンズ30と第一レンズ30の焦点30aとの間に配置され、第一レンズ30の焦点30aにおいて、光入出力ポート101の配列方向では第一レンズ30からの収束光をそのまま収束させ、光入出力ポート101の配列方向と直交する方向では第一レンズ30を透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダ40と、ビームエキスパンダ40からの光を平行光にするように配置された第二レンズ50と、光入出力ポート101から入出力される光のうち第二レンズ50を透過した光を受ける面上に光入出力ポート101の配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面67において第二レンズ50を透過した光を波長ごとに異なる角度で透過させる回折格子65と、回折格子65を間にして第二レンズ50の反対側に配置される第三レンズ70と、光入出力ポート101から出力されレンズアレイ20、第一レンズ30、ビームエキスパンダ40、第二レンズ50、回折格子65及び第三レンズ70を透過した光をそれぞれ反射し、反射した光のそれぞれが第三レンズ70、回折格子65、第二レンズ50、ビームエキスパンダ40、第一レンズ30及びレンズアレイ20を再び透過して光入出力ポート101のいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラー80a、80bと、を備える。   The wavelength selective switch 11 has a transmissive configuration, that is, a configuration in which the diffraction grating 65 transmits light. The wavelength selective switch 11 according to the second embodiment inputs / outputs light including one or more wavelengths and opposes a plurality of light input / output ports 101 arranged in a side-by-side straight line to receive light from the light input / output port 101. A lens array 20 arranged so as to be parallel light, and a first lens 30 arranged on the opposite side of the light input / output port 101 with the lens array 20 in between to make the light from the lens array 20 converge light The first lens 30 is disposed on the opposite side of the light input / output port 101 and between the first lens 30 and the focal point 30a of the first lens 30. In the arrangement direction of the output port 101, the convergent light from the first lens 30 is converged as it is, and in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output port 101, the light transmitted through the first lens 30 is more largely converged. A beam expander 40, a second lens 50 arranged to make the light from the beam expander 40 parallel light, and light transmitted through the second lens 50 out of light input / output from the light input / output port 101. A diffraction grating 65 that transmits light transmitted through the second lens 50 at different angles for each wavelength on a grating surface 67 in which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the light input / output port 101 are formed on the surface, and a diffraction grating 65 A third lens 70 disposed on the opposite side of the second lens 50, and the lens array 20, first lens 30, beam expander 40, second lens 50, diffraction grating output from the light input / output port 101. 65 and the third lens 70 are reflected, and the reflected light is reflected by the third lens 70, the diffraction grating 65, the second lens 50, and the beam expander. 40, comprises a plurality of mirrors 80a to angle of reflection of light is set, respectively, as the first lens 30 and the lens array 20 is again transmitted to converge to one of the optical input-output port 101, and 80b, a.

波長選択スイッチ11は、第二レンズ50と第三レンズ70が共焦点光学系を構成すること、すなわち、第二レンズ50と回折格子65との距離と等しい距離で第三レンズ70を配置することが好ましい。   In the wavelength selective switch 11, the second lens 50 and the third lens 70 constitute a confocal optical system, that is, the third lens 70 is disposed at a distance equal to the distance between the second lens 50 and the diffraction grating 65. Is preferred.

図4(a)、図4(b)において、光ファイバ140dからの波長多重された光は、光入出力ポート101dから出射し、レンズアレイ20で平行光になり、第一レンズ30によって収束され、ビームエキスパンダ40によって進行方向に垂直な面上で、第一レンズの焦点位置30aではx軸方向が短い楕円形のビームとなり、第二レンズ入射面ではx軸方向が長い楕円形のビームとなる。さらに、第二レンズ50により、x軸方向が長い楕円形の平行光に変換され、回折格子65の回折面67で波長ごとにx軸方向に異なる角度で回折される。回折された光は第三レンズ70で収束され、例えばミラー80aに向かう波長の光はミラー80aで反射され、所望の方向に向けられる。ミラー80aで反射された光は第三レンズ70で平行光になり、回折格子65の回折面67でx軸方向に先と同じ角度で回折され、第二レンズ50で収束され、ビームエキスパンダ40で円形のビームに戻される。円形のビームに戻った光は第一レンズ30で平行光になり、レンズアレイ20で収束され、光入出力ポート101cに入射する。入射した光は光ファイバ140cを伝搬する。また、例えばミラー80bに向かう波長の光はミラー80bで反射され、光入出力ポート101eに入射する。   4A and 4B, the wavelength-multiplexed light from the optical fiber 140d is emitted from the light input / output port 101d, becomes parallel light by the lens array 20, and is converged by the first lens 30. On the surface perpendicular to the traveling direction by the beam expander 40, an elliptical beam having a short x-axis direction is formed at the focal position 30a of the first lens, and an elliptical beam having a long x-axis direction is formed on the second lens incident surface. Become. Further, the second lens 50 converts the light into elliptical parallel light having a long x-axis direction, and is diffracted by the diffraction surface 67 of the diffraction grating 65 at a different angle in the x-axis direction for each wavelength. The diffracted light is converged by the third lens 70. For example, light having a wavelength toward the mirror 80a is reflected by the mirror 80a and directed in a desired direction. The light reflected by the mirror 80a becomes parallel light by the third lens 70, is diffracted by the diffraction surface 67 of the diffraction grating 65 at the same angle in the x-axis direction, converged by the second lens 50, and the beam expander 40. To return to a circular beam. The light that has returned to the circular beam becomes parallel light by the first lens 30, converges by the lens array 20, and enters the light input / output port 101c. The incident light propagates through the optical fiber 140c. For example, light having a wavelength toward the mirror 80b is reflected by the mirror 80b and enters the light input / output port 101e.

図1の波長選択スイッチ10と同様に回折格子65のx軸方向を長くすることで、波長選択スイッチ11は、回折格子65の分解能を確保しつつ、より小型化できる。また、回折格子65を透過した光を収束させる第三レンズ70を備えることが図1の波長選択スイッチ10と異なる。ビームエキスパンダ40によって第三レンズ70を通過した光がx軸方向により大きく収束された楕円形となる。このため、図1の波長選択スイッチ10と同様にミラー80aのx軸方向の長さを短くすることで、波長選択スイッチ11は、波長透過帯域特性を満足しつつ、より小型化できる。以上のように、波長選択スイッチ11は、回折格子65の分解能が高く、波長透過帯域特性に優れ、小型化を図ることができる。   As in the wavelength selective switch 10 of FIG. 1, the wavelength selective switch 11 can be further downsized while ensuring the resolution of the diffraction grating 65 by lengthening the x-axis direction of the diffraction grating 65. 1 is different from the wavelength selective switch 10 of FIG. 1 in that a third lens 70 for converging the light transmitted through the diffraction grating 65 is provided. The light that has passed through the third lens 70 by the beam expander 40 becomes an ellipse that is largely converged in the x-axis direction. Therefore, by reducing the length of the mirror 80a in the x-axis direction as in the wavelength selective switch 10 of FIG. 1, the wavelength selective switch 11 can be further downsized while satisfying the wavelength transmission band characteristics. As described above, the wavelength selective switch 11 has a high resolution of the diffraction grating 65, excellent wavelength transmission band characteristics, and can be miniaturized.

本発明の波長選択スイッチは、異なる波長の光を分岐し又は結合することができ、光波長多重通信ネットワーク実現の際の波長多重用の光合分波回路や波長再配置型のadd−drop波長多重回路として適用できる。   The wavelength selective switch according to the present invention can branch or combine light of different wavelengths, and can be used for wavelength multiplexing optical multiplexing / demultiplexing circuits or wavelength rearrangement type add-drop wavelength multiplexing when realizing an optical wavelength multiplexing communication network. It can be applied as a circuit.

第1実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a wavelength selective switch according to a first embodiment. 格子面側から見た、光が入射した状態の回折格子の概略図である。It is the schematic of the diffraction grating of the state in which the light entered seen from the grating surface side. 反射面の側から見た、光が入射した状態のミラーの概略図である。It is the schematic of the mirror in the state in which the light incident seen from the reflective surface side. 第2実施形態に係る波長選択スイッチの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the wavelength selective switch which concerns on 2nd Embodiment. 従来の波長選択スイッチの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional wavelength selective switch. 図5の反射型の回折格子を透過型の回折格子に置き換えた波長選択スイッチの概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a wavelength selective switch in which the reflection type diffraction grating of FIG. 5 is replaced with a transmission type diffraction grating.

符号の説明Explanation of symbols

10,11 波長選択スイッチ
20 レンズアレイ
30 第一レンズ
30a 焦点
40 ビームエキスパンダ
50 第二レンズ
60,65格子
62,67 格子面
70 第三レンズ
80a,80b ミラー
101,101a〜101g 光入出力ポート
102 マイクロレンズアレイ
103 高開口数レンズ
104 第二レンズ
105 回折格子
106 アレイミラー
140,104a〜104g 光ファイバ
200 波長選択スイッチ
a 光
10, 11 Wavelength selection switch 20 Lens array 30 First lens 30a Focus 40 Beam expander 50 Second lens 60, 65 Grating 62, 67 Grating surface 70 Third lens 80a, 80b Mirror 101, 101a-101g Optical input / output port 102 Micro lens array 103 High numerical aperture lens 104 Second lens 105 Diffraction grating 106 Array mirrors 140, 104a to 104g Optical fiber 200 Wavelength selection switch a Light

Claims (4)

一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置されたレンズアレイと、
前記レンズアレイを間にして前記光入出力ポートの反対側に配置され、前記レンズアレイからの光を収束光にする第一レンズと、
前記第一レンズを間にして前記光入出力ポートの反対側、かつ、前記第一レンズと前記第一レンズの焦点との間に配置され、前記第一レンズの焦点において、前記光入出力ポートの配列方向では前記第一レンズからの収束光をそのまま収束させ、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向では前記第一レンズを透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダと、
前記ビームエキスパンダからの光を平行光にするように配置された第二レンズと、
前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第二レンズを透過した光を受ける面上に前記光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第二レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度で反射する回折格子と、
前記光入出力ポートから出力され前記回折格子で反射し前記第二レンズを透過した光をそれぞれ反射し、反射された光のそれぞれが前記第二レンズを透過し前記回折格子で反射し再び前記ビームエキスパンダ、前記第一レンズ及び前記レンズアレイを透過して前記光入出力ポートのいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラーと、
を備える波長選択スイッチ。
A lens array arranged to input / output light including one or more wavelengths and to collimate the light from the light input / output port facing a plurality of light input / output ports arranged side by side in a straight line; ,
A first lens that is disposed on the opposite side of the light input / output port with the lens array in between, and that converges light from the lens array;
The light input / output port is disposed on the opposite side of the light input / output port with the first lens in between and between the first lens and the focal point of the first lens. A beam expander for converging the convergent light from the first lens as it is in the arrangement direction, and converging the light transmitted through the first lens more greatly in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output port;
A second lens arranged to collimate the light from the beam expander;
In the grating plane in which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the light input / output port are formed on the surface that receives the light transmitted through the second lens among the light input / output from the light input / output port. A diffraction grating that reflects the light transmitted through the lens at different angles for each wavelength;
The light output from the light input / output port and reflected by the diffraction grating and transmitted through the second lens is reflected, and each of the reflected light is transmitted through the second lens and reflected by the diffraction grating and is again reflected by the beam. A plurality of mirrors each having a light reflection angle set so as to pass through the expander, the first lens, and the lens array and converge to one of the light input / output ports;
A wavelength selective switch comprising:
一以上の波長を含む光を入出力し、横並び直線状に設けられた複数の光入出力ポートに対向して前記光入出力ポートからの光を平行光にするように配置されたレンズアレイと、
前記レンズアレイを間にして前記光入出力ポートの反対側に配置され、前記レンズアレイからの光を収束光にする第一レンズと、
前記第一レンズを間にして前記光入出力ポートの反対側、かつ、前記第一レンズと前記第一レンズの焦点との間に配置され、前記第一レンズの焦点において、前記光入出力ポートの配列方向では前記第一レンズからの収束光をそのまま収束させ、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向では前記第一レンズを透過した光をより大きく収束させるビームエキスパンダと、
前記ビームエキスパンダからの光を平行光にするように配置された第二レンズと、
前記光入出力ポートから入出力される光のうち前記第二レンズを透過した光を受ける面上に前記光入出力ポートの配置方向に平行な複数の格子が形成された格子面において前記第二レンズを透過した光を波長ごとに異なる角度で透過させる回折格子と、
前記回折格子を間にして前記第二レンズの反対側に配置される第三レンズと、
前記光入出力ポートから出力され前記レンズアレイ、前記第一レンズ、前記ビームエキスパンダ、前記第二レンズ、前記回折格子及び前記第三レンズを透過した光をそれぞれ反射し、反射した光のそれぞれが前記第三レンズ、前記回折格子、前記第二レンズ、前記ビームエキスパンダ、前記第一レンズ及び前記レンズアレイを再び透過して前記光入出力ポートのいずれかに収束するように光の反射角度がそれぞれ設定された複数のミラーと、
を備える波長選択スイッチ。
A lens array arranged to input / output light including one or more wavelengths and to collimate the light from the light input / output port facing a plurality of light input / output ports arranged side by side in a straight line; ,
A first lens that is disposed on the opposite side of the light input / output port with the lens array in between, and that converges light from the lens array;
The light input / output port is disposed on the opposite side of the light input / output port with the first lens in between and between the first lens and the focal point of the first lens. A beam expander for converging the convergent light from the first lens as it is in the arrangement direction, and converging the light transmitted through the first lens more greatly in the direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output port;
A second lens arranged to collimate the light from the beam expander;
In the grating plane in which a plurality of gratings parallel to the arrangement direction of the light input / output port are formed on the surface that receives the light transmitted through the second lens among the light input / output from the light input / output port. A diffraction grating that transmits the light transmitted through the lens at different angles for each wavelength; and
A third lens disposed on the opposite side of the second lens with the diffraction grating in between;
The light output from the light input / output port reflects the light transmitted through the lens array, the first lens, the beam expander, the second lens, the diffraction grating, and the third lens, and each of the reflected light is reflected. The light reflection angle is such that the third lens, the diffraction grating, the second lens, the beam expander, the first lens, and the lens array are transmitted again and converge to one of the light input / output ports. Multiple mirrors each set,
A wavelength selective switch comprising:
前記回折格子は、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが前記光入出力ポートの配列方向より長いことを特徴とする請求項1又2に記載の波長選択スイッチ。   3. The wavelength selective switch according to claim 1, wherein the diffraction grating has a length in a direction orthogonal to the arrangement direction of the light input / output ports longer than the arrangement direction of the light input / output ports. 前記ミラーは、前記光入出力ポートの配列方向と直交する方向の長さが前記光入出力ポートの配列方向より短いことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の波長選択スイッチ。   4. The wavelength selective switch according to claim 1, wherein the mirror has a length in a direction orthogonal to an arrangement direction of the optical input / output ports shorter than an arrangement direction of the optical input / output ports. 5.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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