JP4476140B2

JP4476140B2 - 波長選択スイッチ

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Publication number: JP4476140B2
Application number: JP2005061865A
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Inventors: 陽一及川; 和明秋元
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
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Description

本発明は、入力ポートに与えられる波長多重（Wavelength Division Multiplexing：ＷＤＭ）光から任意の波長チャネルを選択して目的の出力ポートに出力することが可能な波長選択スイッチに関し、特に、複数の出力ポートから出力される光のパワーをモニタする機能を備えた波長選択スイッチに関する。

近年のＦＴＴＨ（Fiber to The Home）やＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）などの数Ｍｂｉｔ／ｓ〜１００Ｍｂｉｔ／ｓ程度の帯域を持った高速アクセス網の急激な普及により、ブロードバンドインターネットサービスを享受できる環境が整備されつつある。このような状況下での通信需要の増大に対応するため、バックボーンネットワーク（コア網）では、波長多重（ＷＤＭ）技術を用いた超大容量光通信システムの敷設が進みつつある。

上記のコア網と、ユーザが直接アクセスを行うメトロ網（Metropolitan Area Network）との接続部分においては、電気によるスイッチング能力の限界に起因した帯域ボトルネックの発生が危惧されている。そこで、帯域ボトルネックになるメトロ領域に新しい光スイッチングノードを設置し、電気スイッチを介在させることなくコア網とメトロ網の間を光領域で直接接続する新しいフォトニックネットワークアーキテクチャを構築することが有効であり、それを実現するための研究開発が精力的に行なわれている。

上記のようなコア網とメトロ網とを接続するノードに適用される光スイッチモジュールの１つとして、例えば、波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch：ＷＳＳ）が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
図１５は、従来の波長選択スイッチの構成例を示す斜視図である。
図１５において、波長選択スイッチ１００は、ファイバコリメータアレイ１１０、回折格子１０１、レンズ１０２、ミラーアレイ１０３および１／４波長板１０４から構成される。ファイバコリメータアレイ１１０は、Ｎ（≧３）本のファイバコリメータが１方向に並べて配置され、１つの入力ポート１１０−１および複数の出力ポート１１０−２〜１１０−Ｎを構成している。入力ポート１１０−１から出射されたＷＤＭ光は、回折格子１０１により波長に応じて異なる角度方向に分離された後、各波長の光（以下、波長チャネルと呼ぶ）がレンズ１０２により異なる位置に集光される。各波長チャネルの集光位置には、チャネル数に対応した複数個のＭＥＭＳミラーを備えたミラーアレイ１０３が配置されている。ＭＥＭＳミラーは、マイクロマシン（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）技術を用いて形成され、反射面の角度が駆動信号に応じて制御可能な微小ミラーである。ミラーアレイ１０３に到達した各波長チャネルは、対応するＭＥＭＳミラーでそれぞれ反射され、各々の反射面の角度に応じた方向に折り返される。このとき、各ＭＥＭＳミラーの反射面が、入射される波長チャネルの出力先に設定されたいずれか１つの出力ポートの位置に対応した所定の角度に制御されることにより、各々のＭＥＭＳミラーで折り返された波長チャネルは、レンズ１０２、１／４波長板１０４および回折格子１０１を順に通って、目的の出力ポートにそれぞれ導かれる。

図１６は、従来の波長選択スイッチの他の構成例を示す斜視図である。この波長選択スイッチ１００’は、上記の図１５に示した構成例と比べて透過型の回折格子１０１’を用いた点が異なり、その他の構成は図１５の場合と同様である。
このような従来の波長選択スイッチ１００，１００’は、入力されるＷＤＭ光に含まれる複数の波長チャネルについて、ミラーアレイ１０３上の各ＭＥＭＳミラーの反射面の角度を制御することにより、任意の波長チャネルを選択して目的の出力ポートに導くことのできる波長選択機能を有している。また、入力と出力の関係を逆にすることで、複数の入力ポートに与えられる異なる波長チャネルを含んだＷＤＭ光を1つの出力ポートに導くことも可能である。

上記のような従来の波長選択スイッチについては、ミラーアレイ上の各ＭＥＭＳミラーの反射面が所定の角度に制御されていることが重要となる。このため、例えば図１７に示すように、波長選択スイッチの各出力ファイバにそれぞれ光タップ１２０を設けて出力光の一部を分岐し、各光タップからの分岐光をスペクトルモニタ１２１に与えて各波長チャネルのパワーをモニタし、そのモニタ結果を基に処理ユニット１２２から出力される制御信号に従ってミラーアレイ上の対応するＭＥＭＳミラーの反射面の角度をフィードバック制御する構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第６５４９６９９号明細書特開２０００−３４７０６５号公報特開２００１−３３０８６５号公報

しかしながら、上記の図１７に例示したような従来の波長選択スイッチにおける出力光のモニタ構成では、複数の出力ファイバにそれぞれ対応させて個別に光タップを設けることが必要になるため、光部品点数の増大によるモジュールサイズの大型化およびコストアップが問題となる。
従来の波長選択スイッチについて出力光をモニタするための他の構成としては、例えば図１８に示すように、波長選択スイッチ内部におけるミラーアレイと各出力ポートの間の光路上にプリズムなどの光分岐手段を設け、該光分岐手段で分岐した光をＰＤアレイで受光して各出力ポートに導かれる光のパワーをモニタすることも可能である。しかし、この構成では、光分岐手段を通過した後の光部品の光軸ずれなどの影響がＰＤアレイでモニタされる光パワーに含まれていないので、各出力ポートに実際に導かれる光のパワーと、ＰＤアレイでのモニタパワーとが一致しなくなってしまう可能性がある。

本発明は上記の点に着目してなされたもので、複数の出力ポートに導かれる各波長チャネルのパワーを精度良くモニタすることが可能な小型で低コストの波長選択スイッチを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため本発明の波長選択スイッチは、少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートが第１の方向に配列された光入出力部と、前記入力ポートから出射される、複数の波長チャネルを含んだ波長多重光を、波長に応じて前記第１の方向とは異なる第２の方向に分離する分光部と、前記分光部で分離された各波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射する複数の可動ミラーと、前記各可動ミラーで反射された各々の波長チャネルが、前記分光部を介して、前記複数の出力ポートのうちの当該波長チャネルの出力先に設定された出力ポートに入射されるように、前記各可動ミラーの反射面の角度を設定する可動ミラー駆動部と、を備えるものである。そして、この波長選択スイッチは、前記各出力ポートの端面に設けられ、前記各可動ミラーから前記分光部を介して入射される波長チャネルの一部を入射方向の反対方向へ反射する反射部と、前記反射部で反射されて前記入力ポートに戻された光を、前記入力ポートから取り出す反射光抽出部と、前記反射光抽出部で取り出された反射光のパワーを各波長チャネルに対応させてモニタする反射光モニタ部と、を備え、前記反射部で反射された各波長の反射光は、各波長チャネルに対応した可動ミラーで反射され、さらに前記分光部で前記第２の方向に合波されることで、前記入力ポートに戻されることを特徴とする。

このような構成の波長選択スイッチでは、光入出力部の入力ポートから出射されるＷＤＭ光が分光部で各波長チャネルに分離され、異なる方向に進む各波長チャネルが各々に対応する可動ミラーで反射される。各可動ミラーは、入射される波長チャネルの出力先に設定された出力ポートの位置に対応させて反射面の角度が設定されており、その反射面で反射された波長チャネルは、分光部を介して出力先の出力ポートに導かれる。目的の出力ポートに到達した各波長チャネルは、各々の一部が出力ポート端面に設けられた反射部で入射方向の反対方向へ反射され、その反射光が元の光路を逆進し、分光部で合波されることで入力ポートに戻される。入力ポートに戻った反射光は、反射光抽出部を介して反射光モニタ部に送られ、各波長チャネルに対応した光パワーがモニタされるようになる。

上記のような本発明の波長選択スイッチによれば、入力ポートから出射されて目的の出力ポートに導かれる各波長チャネルについて、出力ポート端面に入射されるまでの結合状態を簡略な構成により精度良くモニタすることができる。これにより、小型で低コストの出力モニタ機能を備えた波長選択スイッチを提供することが可能になる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通して同一の符号は同一または相当部分を示すものとする。
図１は、本発明による波長選択スイッチの一実施形態の構成を示す図である。
図１において、本実施形態の波長選択スイッチは、例えば、光入出力部としてのファイバコリメータアレイ１０と、分光部としての回折格子１と、集光レンズ２と、複数の可動ミラーであるＭＥＭＳミラーが配列されたミラーアレイ３と、可動ミラー駆動部としてのＭＥＭＳミラー駆動回路４と、反射光抽出部としての光サーキュレータ５と、反射光モニタ部としてのチャネルモニタ６と、制御部としての制御回路７と、を備えて構成される。なお、本波長選択スイッチの光学系の立体的な構成は、上述の図１６に例示した従来の場合と同様である。

ファイバコリメータアレイ１０は、ここでは例えば、１本の入力ファイバ１１_ＩＮおよびＭ本の出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）と、各々のファイバに対応したＭ＋１個のコリメータレンズ１２と、を有する。入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴは、一方向（図１の右下に示した直交座標系におけるＹ軸方向）に並べて配置されている。

入力ファイバ１１_ＩＮは、一端に光サーキュレータ５が接続され、波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮ（互いに波長の異なるＮ波の光信号）を含んだＷＤＭ光Ｌ_ＩＮが上記光サーキュレータ５を介して入力される。入力ファイバ１１_ＩＮの他端は、例えば図２の上段に示すように、フェルールの端面を斜め研磨し、その端面にＡＲ（Anti-Reflection）コートを施して、ファイバ端面での光の反射を防止した一般的な構成となっている。なお、フェルール端面の傾斜角度はここでは６〜８°としている。

各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）には、回折格子１、集光レンズ２およびミラーアレイ３から構成される光学系により、ＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮを任意に選択して分離した各光が、対応するコリメータレンズ１２を介して入射される。各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の光入射端は、例えば図２の下段に示すように、フェルールの端面を垂直研磨し、その端面にはＡＲコートを施さないようにして、上記の光学系からコリメータレンズ１２を介して入射される光の一部がファイバ端面で反射されて元の光路に戻される構成となっている。各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の端面における反射率は、上記のような垂直研磨およびＡＲコートなしの構成の場合、４％（−１４ｄＢ）程度となる。以下の説明では、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の端面を透過した光を出力光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）とし、反射された光を反射光Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｍ）とする。なお、括弧内の符号＃１〜＃Ｍは、本波長選択スイッチの出力ポート番号を表している。

回折格子１は、入力ファイバ１１_ＩＮから出力されコリメータレンズ１２で平行光とされたＷＤＭ光Ｌ_ＩＮに含まれる各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮを、各々の波長に応じてファイバコリメータアレイ１０の配列方向（Ｙ軸方向）とは異なる方向（Ｘ軸方向）に分離する透過型の回折格子である。なお、本実施形態では透過型の回折格子１を使用する構成例について説明するが、上述の図１５に示したような反射型の回折格子を用いることも可能である。

集光レンズ２は、回折格子１を透過することでＸ軸方向に分離された各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮを、ミラーアレイ３の対応するＭＥＭＳミラーにそれぞれ集光させる一般的なレンズである。
ミラーアレイ３は、集光レンズ２を通過した各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮの集光位置に各々の反射面が位置するように配置されたＮ個のＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）を有する（図１６参照）。各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）は、マイクロマシン（Micro Electro Mechanical Systems：ＭＥＭＳ）技術を用いて形成された微小ミラーであり、ＭＥＭＳミラー駆動回路４から出力される駆動電圧Ｖ（Ｃｈ１）〜Ｖ（ＣｈＮ）に応じて反射面の角度を自在に制御可能な構造を有している。ここでは、各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の反射面が、入射される波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮの出力先に設定されたいずれか１つの出力ポート＃１〜＃Ｍの位置に対応した所定の角度に制御される。これにより、各々のＭＥＭＳミラーミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）で反射された波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮは、集光レンズ２および回折格子１を順に通って、目的の出力ポート＃１〜＃Ｍにそれぞれ導かれる。なお、図１には、各出力ポートに導かれる波長チャネルの経路の一例として、出力ポート＃３に導かれる波長チャネルの経路が示してある。目的の出力ポート＃１〜＃Ｍにそれぞれ導かれた各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮは、出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の垂直端面（図２の下段参照）で反射される反射光Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｍ）を除いて、本波長選択スイッチの出力光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）として各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）から出力される。各反射光Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｍ）は、それまで伝搬してきた光路を逆方向に進むことで各々が合波され、各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮに対応する成分を含んだ反射光Ｌ_Ｒが入力ポート（入力ファイバ１１_ＩＮ）に戻される。

光サーキュレータ５は、ここでは３つのポートを有し、第１ポートに入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮを、入力ファイバ１１_ＩＮが接続された第２ポートに一方向に伝達すると共に、入力ファイバ１１_ＩＮから第２ポートに戻されてきた上記の反射光Ｌ_Ｒを、チャネルモニタ６が接続された第３ポートに一方向に伝達する。
チャネルモニタ６は、光サーキュレータ５の第３ポートから出力される反射光Ｌ_Ｒに含まれる各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮに対応した成分のパワーＰ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ）を測定し、その測定結果を示す信号を制御回路７に出力する。

図３および図４は、上記チャネルモニタ６の具体的な構成例を示したブロック図である。ただし、本発明に用いられるチャネルモニタがこれらの構成例に限定されることを意味するものではない。
図３の構成例では、光サーキュレータ５からの反射光Ｌ_Ｒが、透過帯域可変のチューナブルフィルタ６Ａに入力され、反射光Ｌ_Ｒに含まれる各波長チャネルに対応した光Ｌ_Ｒ（Ｃｈ１）〜Ｌ_Ｒ（ＣｈＮ）のいずれか１つが抽出されて、その光パワーが光検出器（ＰＤ）６Ｂで測定される。ここでは、チューナブルフィルタ６Ａの透過波長を各波長チャネルに対応させて時分割で切り替えることにより、反射光Ｌ_Ｒに含まれるすべての波長チャネルに対応した光のパワーが光検出器６Ｂで検出されるものとする。

また、図４の構成例では、光サーキュレータ５からの反射光Ｌ_Ｒが分波器６Ｃに入力されて波長に応じて分離され、分波器６Ｃの各出力ポートからそれぞれ出力される各波長チャネルに対応した光Ｌ_Ｒ（Ｃｈ１）〜Ｌ_Ｒ（ＣｈＮ）が、各々に対応して設けられた光検出器（ＰＤ）６Ｄ_１〜６Ｄ_Ｎで受光されてそれぞれのパワーが検出される。
制御回路７は、チャネルモニタ６でモニタされた光パワーＰ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ）に基づいて、各々のパワーが最大となるように、ミラーアレイ３上の各波長チャネルに対応するＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の反射面の角度をフィードバック制御するための信号ＣＯＮＴを生成し、それをＭＥＭＳミラー駆動回路４に出力する。ＭＥＭＳミラー駆動回路４は、制御回路７からの制御信号ＣＯＮＴに従って、各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）に与える駆動電圧Ｖ（Ｃｈ１）〜Ｖ（ＣｈＮ）を最適化する。

上記のような構成の波長選択スイッチでは、出力ポート＃１〜＃Ｍを構成する各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の端面を図２の下段に示したような構造とすることで反射手段が形成され、各々の出力端面で反射した光Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｎ）が光学系を逆進して１つの入力ポートにまとめて戻される。そして、その入力ポートへの戻り光Ｌ_Ｒが入力部に配置した光サーキュレータ５で分離され、チャネルモニタ６で各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮに対応した光のパワーＰ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ）がモニタされ、そのモニタ結果に基づいて各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）のフィードバック制御が行われる。

具体的には、例えば図５に示すように、入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮのうちの、波長チャネルＣｈ１〜Ｃｈ４が出力ポート＃１から出力され、波長チャネルＣｈ５〜Ｃｈ８が出力ポート＃２から出力されるような出力先の設定において、チャネルモニタ６でモニタされる各波長チャネルＣｈ１〜Ｃｈ８に対応した反射光のパワーが図５の上段に示す状態にある場合、制御回路７は、波長チャネルＣｈ２〜Ｃｈ４，Ｃｈ６〜Ｃｈ８に対応する各ＭＥＭＳミラーの反射面の角度が最適値からずれていると判断し、各々の反射光パワーのモニタ値が図５の下段に示すようにそれぞれ最大となるように、対応するＭＥＭＳミラーのフィードバック制御を行う。このフィードバック制御は、例えば図６に示すような関係に従ってＭＥＭＳミラーの駆動電圧Ｖ（Ｃｈ１）〜Ｖ（ＣｈＮ）と各反射光パワーＰ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ）とが変化する場合、反射光パワーが最大となる電圧Ｖ_{ＴＡＲＧＥＴ}を制御目標として駆動電圧の最適化が図られる。

上述したように本実施形態の波長選択スイッチによれば、目的の出力ポート＃１〜＃Ｍに導かれる各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮについて、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の端面に到達するまでの結合状態を簡略な構成により精度良くモニタすることができる。これにより、周囲環境の変動や経年劣化などによってミラーアレイ３の各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の駆動特性に変化が生じた場合でも、上記のモニタ結果を用いて各々のＭＥＭＳミラーのフィードバック制御を行うことにより、入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの任意の波長チャネルを選択して、それを目的の出力ポートに最適な結合状態で導くことが可能になる。また、本実施形態の波長選択スイッチは、上述の図１７に示した複数の出力ポートにそれぞれタップを設ける従来構成に比べて、１つの入力ポートに光サーキュレータを配置するだけで、各出力ポート＃１〜＃Ｍに対応した反射光Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｍ）のすべてをモニタ光として取り出すことができるため、光部品点数の削減および低コスト化を実現することが可能になる。

次に、本発明による波長選択スイッチの他の実施形態について説明する。ここでは、ＷＤＭ光に対応した可変光減衰器（Variable Optical Attenuator：ＶＯＡ）として波長選択スイッチが利用される場合に好適な応用例を示す。
図７は、上記他の実施形態による波長選択スイッチの構成を示す図である。
図７において、本実施形態の波長選択スイッチは、可変光減衰器としての用途に対応するために、上述の図１に示した構成について、入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の各フェルールを所定の位置に固定するブロック１３を設けると共に、該ブロック１３とコリメータレンズ１２の間に、入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）にそれぞれ対応する光導波路が形成されたアレイ導波路１４を設けるようにしたものである。なお、上記以外の構成は図１に示した場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。

ブロック１３は、例えば、所定間隔の平行なＶ溝を予め形成しておき、そのＶ溝に入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の各フェルールを戴置することで、一方向（Ｙ軸方向）に配置された入出力ファイバアレイを構成する。このとき、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の垂直研磨されたフェルール端面（図２の下段参照）がブロック１３の一側面（図７における右側面）に揃えて配置され、そのブロック１３の一側面に接するようにアレイ導波路１４が配置される。なお、図７に示したブロック１３のハッチング部分が、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）のフェルール端面、すなわち反射手段に相当する位置を模式的に表している。

アレイ導波路１４は、入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）にそれぞれ対応した各光導波路の一端面が、上記ブロック１３の一側面に位置する入出力ファイバの各端面にそれぞれ結合される。各光導波路の他端面近傍にはコリメータレンズ１２が配置されおり、入力ファイバ１１_ＩＮおよび出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）と各コリメータレンズ１２との間で入出力される光がアレイ導波路１４の対応する光導波路を介して伝達される。

ここで、波長選択スイッチの可変光減衰器としての動作について簡単に説明する。
例えば、図８の左側に示すように、各波長チャネルＣｈ１，Ｃｈ２，…のパワーが揃った平坦な波長特性を有するＷＤＭ光Ｌ_ＩＮが波長選択スイッチに入力され、図８の右側に示すように、波長選択スイッチの出力ポート＃１から出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）について、波長チャネルＣｈ１〜Ｃｈ４のパワーが波長に応じて徐々に小さくなるような波長特性を持たせ、出力ポート＃２から出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃２）については、奇数および偶数の波長チャネルでパワーの異なる波長特性を持たせるような場合を考える。この場合、入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮに含まれる波長チャネルＣｈ１，Ｃｈ５，Ｃｈ７については、ミラーアレイ３で反射されて目的の出力ファイバ１１（＃１），１１（＃２）のコアに結合される光パワーが最大となるように、各々に対応するＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１），３（Ｃｈ５），３（Ｃｈ７）の反射面の角度を最適化する。一方、他の波長チャネルＣｈ２〜Ｃｈ４，Ｃｈ６，Ｃｈ８については、波長チャネルＣｈ１，Ｃｈ５，Ｃｈ７のパワーに対する減衰量に応じて、各々に対応するＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ２）〜３（Ｃｈ４），３（Ｃｈ６），３（Ｃｈ８）の反射面の角度を最適値からずらすことにより、目的の出力ファイバ１１（＃１），１１（＃２）のコアに結合される光パワーを減衰させる。これにより、各出力ポート＃１，＃２から出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１），Ｌ_ＯＵＴ（＃２）に所望の波長特性を持たせることが可能になり、波長選択スイッチがＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの各波長チャネルに対する可変光減衰器として機能するようになる。

上記のように可変光減衰器として利用される波長選択スイッチについて、上述の図１に示した本発明の構成、すなわち、コリメータレンズ１２を通過して各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）に導かれる光の一部を各々の出力ファイバ端面で反射させ、その反射戻り光を入力側でモニタする構成を適用した場合、ＭＥＭＳミラーの反射面の角度を最適値からずらすことにより、出力ファイバ端面のコア外のクラッド部分に到達する光（コア内に結合されない損失成分）についても当該ファイバ端面で反射されて入力側に戻されるようになってしまうため、各出力ポートから出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）のパワーを入力側で正確にモニタすることが困難になる。

そこで、本実施形態では、ブロック１３を用いてアレイ化した入出力ファイバの各端面とコリメータ１２との間にアレイ導波路１４を挿入することにより、アレイ導波路１４の各光導波路に結合された光だけが各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）に導かれ、その一部が反射されて入力側に戻されるようになる。すなわち、ＭＥＭＳミラーの角度をずらすことにより生じる損失成分は、アレイ導波路１４の光導波路端面外には到達するが、反射手段となる出力ファイバ端面までは到達しないので、各出力ポートから出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）のパワーを入力側で正確にモニタすることが可能になる。

上記のように本実施形態によれば、ＷＤＭ光に対応した可変光減衰器として利用される波長選択スイッチについても、上述の図１に示した実施形態の場合と同様に、各出力ポート＃１〜＃Ｍから出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）のパワーを簡略な構成により精度良くモニタすることができる。すなわち、波長選択スイッチを可変光減衰器として用いる場合に本発明のモニタ構成を適用することで、各波長チャネルに対応した光減衰量を正確にモニタすることが可能になる。そして、上記のモニタ結果に基づいて各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の反射面の角度をフィードバック制御することによって、パワーが予め設定されたレベルに調整された波長チャネルを目的の出力ポートに確実に導くことができるようになる。

なお、上記の実施形態においては、平坦な波長特性を有するＷＤＭ光Ｌ_ＩＮが入力され、目的の出力ポートに出力される各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮのパワーの絶対値が所望のレベルとなるように、波長選択スイッチを可変光減衰器として動作させる場合について説明したが、これ以外にも、例えば図９の左側に示すように、波長選択スイッチに入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの波長特性が平坦でない場合に、目的の出力ポートに導かれる各波長チャネルの相対的なパワーを調整することで、図９の右側に示すように各出力ポートから出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）について所望の波長特性が得られるように、波長選択スイッチを可変光減衰器として動作させる場合にも、本発明の構成は有効である。図１０は、上記の場合に対応した波長選択スイッチの変形例を示す図である
図１０に示す波長選択スイッチでは、４つのポートを有する光サーキュレータ５’を入力ファイバ１１_ＩＮに接続して、入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮの波長特性もモニタできるようにし、各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮの入力パワーに対する相対的な出力パワーの関係に応じて、各ＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の反射面の角度をフィードバック制御するようにしている。

具体的に、光サーキュレータ５’の第１ポートに入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮが第２ポートから出力され、その一部が入力モニタ光として分岐されて入力モニタ部としてのチャネルモニタ８に送られ、残りのＷＤＭ光Ｌ_ＩＮは反射器９で全反射されて第２ポートに戻される。第２ポートに戻ったＷＤＭ光Ｌ_ＩＮは第３ポートから入力ファイバ１１_ＩＮに与えられ、前述の図７に示した実施形態の場合と同様に、波長選択スイッチの光学系に送られる。そして、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）の端面で反射され入力ファイバ１１_ＩＮに戻された反射光Ｌ_Ｒが光サーキュレータ５’の第３ポートから第４ポートに送られ、出力側のチャネルモニタ６に与えられる。制御回路７は、入力側のチャネルモニタ８でモニタされた各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮの入力パワーＰ_ＩＮ（Ｃｈ１）〜Ｐ_ＩＮ（ＣｈＮ）と、出力側のチャネルモニタ６でモニタされた各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮに対応する光パワーＰ_ＯＵＴ（Ｃｈ１）〜Ｐ_ＯＵＴ（ＣｈＮ）に基づいて、各出力ポートから出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）が所望の波長特性となるように、各波長チャネルに対応したＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）の反射面の角度をフィルタ制御する信号ＣＯＮＴをＭＥＭＳミラー駆動回路４に出力する。

次に、本発明による波長選択スイッチの他の実施形態について説明する。ここでは、複数の入力ポートと複数の出力ポートとを有する波長選択スイッチに本発明を適用した一例を示す。
図１１は、上記他の実施形態による波長選択スイッチの構成を示す図である。また、図１２は、図１１の波長選択スイッチの光学系の配置を示す斜視図である。

図１１および図１２において、本波長選択スイッチでは、例えば、複数Ｍ（ここではＭ＝４とする）の入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）と、複数Ｍ（ここではＭ＝４とする）出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃４）とを一方向（Ｙ軸方向）に並べて配置し、各々のファイバに対応させてコリメータレンズ１２を設けたファイバコリメータアレイ１０’が備えられる。また、入力ファイバの複数化に伴って入力側ミラーアレイ３_ＩＮおよび出力側ミラーアレイ３_ＯＵＴが配置される。さらに、ファイバコリメータアレイ１０’の各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）に対応させて、４個の光サーキュレータ５（＃１）〜５（＃４）および４個のチャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）が設けられる。なお、上記のファイバコリメータアレイ１０’、入力側ミラーアレイ３_ＩＮ、出力側ミラーアレイ３_ＯＵＴ、光サーキュレータ５（＃１）〜５（＃４）およびチャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）以外の各構成については、上述の図１に示した構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。また、本実施形態では４×４（４入力４出力）波長選択スイッチの一例について説明するが、本発明これに限らず入力および出力の各ポート数を任意に設定することが可能である。

ファイバコリメータアレイ１０’の各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）は、上述の図２上段に示した構成例と同様に、フェルールの端面を斜め研磨し、その端面にＡＲコートを施して、ファイバ端面での光の反射を防止した一般的な構成となっている。また、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃４）は、上述の図２下段に示した構成例と同様に、フェルールの端面を垂直研磨し、その端面にはＡＲコートを施さないようにして、コリメータレンズ１２を介して導かれる光の一部がファイバ端面で反射されて元の光路に戻される構成となっている。

各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）から出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃１）〜Ｌ_ＩＮ（＃４）は、コリメータレンズ１２を介して回折格子１に送られて各々に含まれる各波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃１），Ｃｈ１（＃２）〜ＣｈＮ（＃２），Ｃｈ１（＃３）〜ＣｈＮ（＃３），Ｃｈ１（＃４）〜ＣｈＮ（＃４）に分離された後、各々の波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃４）が集光レンズ２でそれぞれ集光されて、入力側ミラーアレイ３_ＩＮに送られる。

入力側ミラーアレイ３_ＩＮは、集光レンズ２を通過した各波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃４）の集光位置に各々の反射面が位置するように配置された４×Ｎ個のＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃１，ＣｈＮ），３_ＩＮ（＃２，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃２，ＣｈＮ），３_ＩＮ（＃３，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃３，ＣｈＮ），３_ＩＮ（＃４，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）を有する（図１２参照）。この入力側ミラーアレイ３_ＩＮは、ここではＺ軸方向に対して４５°の角度をなすように配置される。各ＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）は、ＭＥＭＳミラー駆動回路４から出力される駆動電圧Ｖ_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）に応じて反射面の角度を自在に制御可能な構造を有している。ここでは、各ＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）の反射面の角度が、入射される波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃４）の出力先に設定されたいずれか１つの出力ポートに対応した、出力側ミラーアレイ３_ＯＵＴのＭＥＭＳミラーの位置に合わせて制御される。

出力側ミラーアレイ３_ＩＮは、Ｚ軸方向に対して−４５°の角度をなすように配置され、入力側ミラーアレイ３_ＩＮで反射された各波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃４）の進行方向を目的の出力ポートに向けて折り返すための４×Ｎ個のＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃１，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃２，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃２，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃３，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃３，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃４，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）を備えている（図１２参照）。各ＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）は、ＭＥＭＳミラー駆動回路４から出力される駆動電圧Ｖ_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）に応じて反射面の角度が制御される。

各光サーキュレータ５（＃１）〜５（＃４）は、上述の図１に示した光サーキュレータ５と同様に３つのポートを有し、第１ポートに入力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃１）〜Ｌ_ＩＮ（＃４）を、各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）が接続された第２ポートに一方向に伝達すると共に、各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）から第２ポートに戻されてきた反射光Ｌ_Ｒを、各チャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）が接続された第３ポートに一方向に伝達する。

各チャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）は、各光サーキュレータ５の第３ポートから出力される反射光反射光Ｌ_Ｒに含まれる各波長チャネルＣｈ１〜ＣｈＮに対応した光成分のパワーＰ_＃１（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃１（ＣｈＮ），Ｐ_＃２（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃２（ＣｈＮ），Ｐ_＃３（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃３（ＣｈＮ），Ｐ_＃４（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃４（ＣｈＮ）を測定し、その測定結果を示す信号を制御回路７に出力する。なお、各チャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）の具体例としては、上述の図３または図４に示した構成を適用することが可能である。

制御回路７は、各チャネルモニタ６（＃１）〜６（＃４）でモニタされた反射光のパワーＰ_＃１（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃４（ＣｈＮ）を基にして、各々のパワーが最大となるように、入力側ミラーアレイ３_ＩＮの対応するＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）の反射面の角度と、出力側ミラーアレイ３_ＯＵＴの対応するＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）の反射面の角度とをフィードバック制御するための信号ＣＯＮＴを生成する。ＭＥＭＳミラー駆動回路４は、制御回路７からの制御信号ＣＯＮＴに従って、入力側のＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）に与える駆動電圧Ｖ_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）と、出力側のＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）に与える駆動電圧Ｖ_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）とを最適化する。

ここで、本実施形態における制御回路７による各ＭＥＭＳミラーのフィードバック制御について具体例を挙げて詳しく説明する。
例えば、図１１において光学系を伝搬する光の経路を例示したように、入力ファイバ１１_ＩＮ（＃２）から出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃２）について、その波長チャネルＣｈＮ（＃２）の出力先が出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃３）に設定され（実線で示した経路に対応）、また、入力ファイバ１１_ＩＮ（＃４）から出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃４）について、その波長チャネルＣｈＮ（＃４）の出力先が出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）に設定される（破線で示した経路に対応）場合を想定する。この場合、ＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃２）の波長チャネルＣｈＮ（＃２）は、出力先の設定に従って反射面の角度が所定の初期値にそれぞれ設定された入力側ＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃２，ＣｈＮ）および出力側ＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃３，ＣｈＮ）で順に反射されることにより、目的の出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃３）に導かれる。また、これと同様に、ＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃４）の波長チャネルＣｈＮ（＃４）は、入力側ＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ）および出力側ＭＥＭＳミラー３_ＯＵＴ（＃１，ＣｈＮ）で順に反射され、目的の出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）に導かれる。

出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃３）に到達した波長チャネルＣｈＮ（＃２）は、その一部が出力ファイバ端面で反射され、反射光Ｌ_Ｒ（＃３，ＣｈＮ）が入力側に戻される。この反射光Ｌ_Ｒ（＃３，ＣｈＮ）は、光サーキュレータ５（＃２）からチャネルモニタ６（＃２）に送られ、そのパワーＰ_＃２（ＣｈＮ）がモニタされる。また、出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）に到達した波長チャネルＣｈＮ（＃４）も同様に、その一部が出力ファイバ端面で反射され、反射光Ｌ_Ｒ（＃１，ＣｈＮ）が入力側に戻される。この反射光Ｌ_Ｒ（＃１，ＣｈＮ）は、光サーキュレータ５（＃４）からチャネルモニタ６（＃４）に送られ、そのパワーＰ_＃４（ＣｈＮ）がモニタされる。

各チャネルモニタ６（＃２），６（＃４）でのモニタ結果を受けた制御回路７では、波長チャネルＣｈＮ（＃２）の出力先の設定情報を参照することにより対応する入力側および出力側のＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃２，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃３，ＣｈＮ）を特定し、チャネルモニタ６（＃２）でのモニタ値Ｐ_＃２（ＣｈＮ）が最大になるように、各々の反射面の角度をフィードバック制御する。また、波長チャネルＣｈＮ（＃４）の出力先の設定情報を参照することにより対応する入力側および出力側のＭＥＭＳミラー３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃１，ＣｈＮ）を特定し、チャネルモニタ６（＃４）でのモニタ値Ｐ_＃４（ＣｈＮ）が最大になるように、各々の反射面の角度をフィードバック制御する。

上記のように本実施形態によれば、４×４波長選択スイッチに関しても、各入力ファイバ１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃４）から出力されるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃１）〜Ｌ_ＩＮ（＃４）に含まれる各波長チャネルＣｈ１（＃１）〜ＣｈＮ（＃４）について、目的の出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃４）の端面に到達するまでの結合状態を簡略な構成により精度良くモニタすることができる。これにより、各々のモニタ結果に基づいて対応する入力側および出力側のＭＥＭＳミラーの反射面の角度をフィードバック制御することで、各入力ポートに与えられるＷＤＭ光Ｌ_ＩＮ（＃１）〜Ｌ_ＩＮ（＃４）から任意の波長チャネルを選択して、それを目的の出力ポートに最適な結合状態で導くことが可能になる。

なお、上記の実施形態では、入力側ミラーアレイ３_ＩＮおよび出力側ミラーアレイ３_ＯＵＴをＺ軸方向に対して±４５°傾けて対称に配置するようにした光学系の一例を示したが、本発明を適用可能な複数の入出力ポートを有する波長選択スイッチの光学系の構成は上記の一例に限定されるものではない。また、上述の図７や図１０に示した場合と同様にして、上記実施形態の構成を応用することにより、複数の入出力ポートを有する波長選択スイッチを可変光減衰器として利用する場合にも対応することが可能である。

次に、上述の図１〜図１２に示した各実施形態に関連した変形例について説明する。
上述した各実施形態による波長選択スイッチでは、複数の出力ファイバにそれぞれ入射される光の一部を各々のファイバ端面で反射させて入力側に戻す構成となっているため、波長選択スイッチの出力ポート側から見た反射減衰特性が出力ファイバ端面での反射によって劣化してしまい問題となる場合がある。このような場合には、例えば図１３に示すような構成を適用することにより、反射減衰特性の劣化を防ぐことが可能である。

具体的に、図１３の波長選択スイッチは、例えば上述の図１に示した構成について、端面を垂直研磨することで反射手段を形成していた各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）に代えて、入力ファイバ１１_ＩＮと同様の斜め研磨およびＡＲコートを施した端面を有する出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’を設け、その出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’とコリメータレンズ１２との間に、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’に対応させて小型アイソレータを並べて配置したアイソレータアレイ２１を挿入する。このアイソレータアレイ２１のコリメータレンズ１２側の端面には、入射される光の一部を反射する反射部２１Ａが形成されている。このようなアイソレータアレイ２１に用いられる小型アイソレータの具体例としては、住友金属鉱山株式会社製の「超小型表面実装型光アイソレータ」などを使用することが可能である。

上記のような構成では、各出力ポート＃１〜＃Ｍに対応したコリメータレンズ１２を通過した光は、アイソレータアレイ２１を介して各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’に送られるようになり、コリメータレンズ１２からアイソレータアレイ２１に入力される光の一部が反射部２１Ａで反射されて入力ポート側に戻されることになる。アイソレータアレイ２１は、各出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’からコリメータレンズ１２に向けて進む光を遮断するので、波長選択スイッチの出力ポート側から見た反射減衰特性は良好なものとなる。

なお、上記図１３の構成例では、アイソレータアレイ２１が出力ファイバ１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’とコリメータレンズ１２の間に配置されるようにしたが、例えば図１４に示すように、コリメータレンズ１２と回折格子１の間にアイソレータアレイ２１を設けるようにしてもよい。アイソレータアレイ２１の端面近傍に配置されたレンズ２２は、回折格子１を透過した光を各アイソレータの入力端面に集光させるものである。

また、上述の図１〜図１４に示した各実施形態では、チャネルモニタ６でモニタされる各波長チャネルに対応した光パワーＰ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ）がＭＥＭＳミラー３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ）のフィードバック制御に用いられる場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えば各出力ポート＃１〜＃Ｍから出力される光Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）のパワーを検出するためにチャネルモニタ６のモニタ値を用いることも可能である。

以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。

（付記１）少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートが第１の方向に配列された光入出力部と、
前記入力ポートから出射される、複数の波長チャネルを含んだ波長多重光を、波長に応じて前記第１の方向とは異なる第２の方向に分離する分光部と、
前記分光部で分離された各波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射する複数の可動ミラーと、
前記各可動ミラーで反射された各々の波長チャネルが、前記分光部を介して、前記複数の出力ポートのうちの当該波長チャネルの出力先に設定された出力ポートに入射されるように、前記各可動ミラーの反射面の角度を設定する可動ミラー駆動部と、を備えた波長選択スイッチであって、
前記各出力ポートの端面に設けられ、前記各可動ミラーから前記分光部を介して入射される波長チャネルの一部を反射する反射部と、
前記反射部で反射されて前記入力ポートに戻された光を、前記入力ポートから取り出す反射光抽出部と、
前記反射光抽出部で取り出された反射光のパワーを各波長チャネルに対応させてモニタする反射光モニタ部と、を備えたことを特徴とする波長選択スイッチ。

（付記２）前記反射光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記各出力ポートから出力される波長チャネルのパワーが最大値に近づくように、当該波長チャネルに対応する前記可動ミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御部を備えたことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記３）前記反射光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記各出力ポートから出力される光のパワーを検出することを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記４）前記各出力ポートに対応した複数の光導波路を有し、該各光導波路の一端が前記各出力ポートの前記反射部を設けた端面に結合され、前記各可動ミラーから前記分光部を介して送られてくる波長チャネルが前記各光導波路の他端に入射されるアレイ導波路を備えたことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記５）前記反射光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記各出力ポートから出力される波長チャネルのパワーが予め設定したレベルになるように、当該波長チャネルに対応する前記可動ミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御部を備えたことを特徴とする付記４に記載の波長選択スイッチ。

（付記６）前記入力ポートに入力される波長多重光に含まれる各波長チャネルのパワーをモニタする入力モニタ部と、
前記入力モニタ部および前記反射光モニタ部の各モニタ結果に基づいて、前記各出力ポートから出力される波長チャネルのパワーの入力パワーに対する相対的な減衰量が予め設定した値になるように、当該波長チャネルに対応する前記可動ミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御部を備えたことを特徴とする付記４に記載の波長選択スイッチ。

（付記７）前記光入出力部が複数Ｍの入力ポートおよび複数Ｍの出力ポートを有し、各入力ポートに入力される波長多重光が複数Ｎの波長チャネルを含むとき、
前記分光部で分離された各波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射するＭ×Ｎ個の入力側可動ミラーと、前記各入力側可動ミラーで反射された波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射するＭ×Ｎ個の出力側可動ミラーと、を設け、
前記可動ミラー駆動部は、前記入力側可動ミラーおよび前記出力側可動ミラーで順に反射された波長チャネルが、前記分光部を介して、前記複数の出力ポートのうちの当該波長チャネルの出力先に設定された出力ポートに入射されるように、前記入力側可動ミラーおよび前記出力側可動ミラーの各反射面の角度を設定することを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記８）前記反射部は、前記各出力ファイバの垂直研磨された端面であること特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記９）前記各出力ポートの端面に光出力端が結合された複数の光アイソレータを備え、該各光アイソレータの光入力端に前記反射部を設けたことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記１０）前記可動ミラーは、マイクロマシン技術を用いて形成された微小ミラーであることを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記１１）前記反射光抽出部は、少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータを含むことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記１２）前記反射光モニタ部は、前記反射光抽出部で取り出された光が入力される透過帯域可変の光フィルタと、該光フィルタの透過光のパワーを検出する光検出器と、を備えたことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

（付記１３）前記反射光モニタ部は、前記反射光抽出部で取り出された光を波長に応じて分離する分波器と、該分波器で分離された各光のパワーを検出する複数の光検出器と、を備えたことを特徴とする付記１に記載の波長選択スイッチ。

本発明による波長選択スイッチの一実施形態の構成を示す図である。上記実施形態に用いられる入力ファイバおよび出力ファイバの具体的な構成例を示す図である。上記実施形態におけるチャネルモニタの具体的な構成例を示す図である。上記実施形態におけるチャネルモニタの他の具体的な構成例を示す図である。上記実施形態におけるフィードバック制御を説明するための図である。ＭＥＭＳミラーの駆動電圧と反射光のパワーとの関係を例示した図である。本発明による波長選択スイッチの他の実施形態の構成を示す図である。上記実施形態における波長選択スイッチのＶＯＡとしての動作を説明するための図である。上記実施形態に関連した他のＶＯＡ動作を説明するための図である。図９のＶＯＡ動作に対応した波長選択スイッチの変形例を示す図である。本発明による波長選択スイッチの他の実施形態の構成を示す図である。図１１の波長選択スイッチの光学系の配置を示す斜視図である。図１に示した波長選択スイッチの変形例を示す図である。図１３の波長選択スイッチに関連した他の構成例を示す図である。従来の波長選択スイッチの構成例を示す斜視図である。従来の波長選択スイッチの他の構成例を示す斜視図である。従来の波長選択スイッチにおける出力モニタの構成例を示す図である。従来の波長選択スイッチにおける出力モニタの他の構成例を示す図である。

符号の説明

１…回折格子
２…レンズ
３…ミラーアレイ
３_ＩＮ…入力側ミラーアレイ
３_ＯＵＴ…出力側ミラーアレイ
３（Ｃｈ１）〜３（ＣｈＮ），３_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ），３_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜３_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）…ＭＥＭＳミラー
４…ＭＥＭＳミラー駆動回路
５，５’，５（＃１）〜５（＃４）…光サーキュレータ
６，６（＃１）〜６（＃４），８…チャネルモニタ
６Ａ…チューナブルフィルタ
６Ｂ，６Ｄ_１〜６Ｄ_Ｎ…光検出器（ＰＤ）
６Ｃ…分波器
７…制御回路
９…反射器
１０…ファイバコリメータアレイ
１１_ＩＮ，１１_ＩＮ（＃１）〜１１_ＩＮ（＃１）…入力ファイバ
１１_ＯＵＴ（＃１）〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ），１１_ＯＵＴ（＃１）’〜１１_ＯＵＴ（＃Ｍ）’…出力ファイバ
１２…コリメータレンズ
１３…ブロック
１４…アレイ導波路
２１…アイソレータアレイ
２１Ａ…反射部
Ｌ_ＩＮ，Ｌ_ＩＮ（＃１）〜Ｌ_ＩＮ（＃４）…入力ＷＤＭ光
Ｌ_ＯＵＴ（＃１）〜Ｌ_ＯＵＴ（＃Ｍ）…出力光
Ｃｈ１〜ＣｈＮ…波長チャネル
Ｌ_Ｒ（＃１）〜Ｌ_Ｒ（＃Ｍ），Ｌ_Ｒ（＃１，ＣｈＮ），Ｌ_Ｒ（＃３，ＣｈＮ）…反射光
Ｐ（Ｃｈ１）〜Ｐ（ＣｈＮ），Ｐ_＃１（Ｃｈ１）〜Ｐ_＃４（ＣｈＮ）…モニタパワー
Ｖ（Ｃｈ１）〜Ｖ（ＣｈＮ），Ｖ_ＩＮ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＩＮ（＃４，ＣｈＮ），Ｖ_ＯＵＴ（＃１，Ｃｈ１）〜Ｖ_ＯＵＴ（＃４，ＣｈＮ）…駆動電圧

Claims

少なくとも１つの入力ポートおよび複数の出力ポートが第１の方向に配列された光入出力部と、
前記入力ポートから出射される、複数の波長チャネルを含んだ波長多重光を、波長に応じて前記第１の方向とは異なる第２の方向に分離する分光部と、
前記分光部で分離された各波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射する複数の可動ミラーと、
前記各可動ミラーで反射された各々の波長チャネルが、前記分光部を介して、前記複数の出力ポートのうちの当該波長チャネルの出力先に設定された出力ポートに入射されるように、前記各可動ミラーの反射面の角度を設定する可動ミラー駆動部と、を備えた波長選択スイッチであって、
前記各出力ポートの端面に設けられ、前記各可動ミラーから前記分光部を介して入射される波長チャネルの一部を入射方向の反対方向へ反射する反射部と、
前記反射部で反射されて前記入力ポートに戻された光を、前記入力ポートから取り出す反射光抽出部と、
前記反射光抽出部で取り出された反射光のパワーを各波長チャネルに対応させてモニタする反射光モニタ部と、を備え、
前記反射部で反射された各波長の反射光は、各波長チャネルに対応した可動ミラーで反射され、さらに前記分光部で前記第２の方向に合波されることで、前記入力ポートに戻されることを特徴とする波長選択スイッチ。
前記反射部は、前記各出力ポートの端面が該ポートの長手方向に垂直な面を有する構造であることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記反射光モニタ部のモニタ結果に基づいて、前記各出力ポートから出力される波長チャネルのパワーが最大値に近づくように、当該波長チャネルに対応する前記可動ミラーの反射面の角度をフィードバック制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択スイッチ。
前記各出力ポートに対応した複数の光導波路を有し、該各光導波路の一端が前記各出力ポートの前記反射部を設けた端面に結合され、前記各可動ミラーから前記分光部を介して送られてくる波長チャネルが前記各光導波路の他端に入射されるアレイ導波路を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択スイッチ。
前記光入出力部が複数Ｍ個の入力ポートおよび複数Ｍ個の出力ポートを有し、各入力ポートに入力される波長多重光が複数Ｎ個の波長チャネルを含むとき、
前記分光部で分離された各波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射するＭ×Ｎ個の入力側可動ミラーと、前記各入力側可動ミラーで反射された波長チャネルを角度可変の反射面でそれぞれ反射するＭ×Ｎ個の出力側可動ミラーと、を設け、
前記可動ミラー駆動部は、前記入力側可動ミラーおよび前記出力側可動ミラーで順に反射された波長チャネルが、前記分光部を介して、前記複数の出力ポートのうちの当該波長チャネルの出力先に設定された出力ポートに入射されるように、前記入力側可動ミラーおよび前記出力側可動ミラーの各反射面の角度を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択スイッチ。
前記各出力ポートの端面に光出力端が結合された複数の光アイソレータを備え、該各光アイソレータの光入力端に前記反射部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の波長選択スイッチ。