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JP4842915B2 - Optical channel monitor and wavelength selective optical switch - Google Patents
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Description

本発明は、光チャネルモニタおよびこの光チャネルモニタを備えた波長選択型光スイッチに関するものである。   The present invention relates to an optical channel monitor and a wavelength selective optical switch including the optical channel monitor.

近年、光通信の分野では、1つの波長に1つの光信号を対応させ、波長多重して伝送するWDM(Wavelength Division Multiplexing)技術により、一本の光ファイバにより大容量の光伝送を行うことが実現されている。このような光通信技術の発展に伴って、光信号を電気信号等に変換することなく経路を切り替える光スイッチが脚光を浴びている。なかでも、数十もの波長から任意の波長を選択して複数の出力ファイバのうちの何れかへ出力可能な波長選択型光スイッチ(例えば、特許文献1参照)が提案されている。この波長選択型光スイッチの(WSS:Wavelength Selective Switch)一例を図18に示す。   In recent years, in the field of optical communication, it is possible to perform large-capacity optical transmission using a single optical fiber by WDM (Wavelength Division Multiplexing) technology, in which one optical signal is associated with one wavelength and wavelength-division multiplexed. It has been realized. With the development of such optical communication technology, an optical switch that switches a path without converting an optical signal into an electric signal or the like has attracted attention. In particular, a wavelength selective optical switch (for example, see Patent Document 1) that can select an arbitrary wavelength from several tens of wavelengths and output the selected wavelength to any one of a plurality of output fibers has been proposed. An example of this wavelength selective optical switch (WSS: Wavelength Selective Switch) is shown in FIG.

図18に示す波長選択型光スイッチは、ファイバアレイ110と、マイクロレンズアレイ120と、集光レンズ130と、4f光学系140と、MEMSミラーアレイチップ150とを備えており、これらがこの順番で1の方向(以下、「Z軸方向」という)に沿って配列した構成を有する。   The wavelength selective optical switch shown in FIG. 18 includes a fiber array 110, a microlens array 120, a condenser lens 130, a 4f optical system 140, and a MEMS mirror array chip 150, which are in this order. 1 (hereinafter referred to as “Z-axis direction”).

ファイバアレイ110は、複数の光ファイバ(図18の場合7本)を、その光軸をZ軸に沿わせた状態でZ軸と直交するY軸方向に並設した構成を有する。なお、図18においては、1つの入力ポート111と6つの出力ポート112が設けられている。   The fiber array 110 has a configuration in which a plurality of optical fibers (seven in the case of FIG. 18) are juxtaposed in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis in a state where the optical axis is along the Z-axis. In FIG. 18, one input port 111 and six output ports 112 are provided.

マイクロレンズアレイ120は、複数のマイクロレンズをY方向に沿って並設したものである。このようなマイクロレンズアレイ120は、入力ポート111の出力側および出力ポート112の入力側、すなわちファイバアレイ110のZ方向の正の側に、各マイクロレンズが対応するファイバアレイ110の各光ファイバと対向するように配設される。   The microlens array 120 includes a plurality of microlenses arranged in parallel along the Y direction. Such a microlens array 120 includes optical fibers of the fiber array 110 corresponding to the microlenses on the output side of the input port 111 and the input side of the output port 112, that is, on the positive side in the Z direction of the fiber array 110. It arrange | positions so that it may oppose.

4f光学系140は、それぞれ焦点距離がfの第1レンズ141および第2レンズ142と、透過型の回折格子143とから構成され、第1レンズ141、回折格子143、第2レンズ142の順序で集光レンズ130からZ方向の正の側に配設される。第1レンズ141は、集光レンズ130から集光レンズ130の焦点距離および第1レンズ141の焦点距離fの和だけ離間した位置に配設される。回折格子143は、第1レンズ141から焦点距離fだけ離間した位置に配設される。第2レンズ142は、回折格子143から焦点距離fだけ離間した位置に配設される。ここで、第1レンズ141の集光レンズ130側の焦点におけるX軸およびX軸並びにZ軸に垂直なY軸から構成される平面を第1焦点面、第2レンズ142のMEMSミラーアレイチップ150側の焦点におけるX軸およびY軸から構成される平面を第2焦点面という。   The 4f optical system 140 includes a first lens 141 and a second lens 142 each having a focal length f, and a transmissive diffraction grating 143. The first lens 141, the diffraction grating 143, and the second lens 142 are arranged in this order. It is disposed on the positive side in the Z direction from the condenser lens 130. The first lens 141 is disposed at a position separated from the condenser lens 130 by the sum of the focal length of the condenser lens 130 and the focal length f of the first lens 141. The diffraction grating 143 is disposed at a position separated from the first lens 141 by a focal length f. The second lens 142 is disposed at a position separated from the diffraction grating 143 by the focal length f. Here, the plane constituted by the X axis and the X axis at the focal point of the first lens 141 on the condenser lens 130 side and the Y axis perpendicular to the Z axis is the first focal plane, and the MEMS mirror array chip 150 of the second lens 142. A plane composed of the X axis and the Y axis at the focal point on the side is referred to as a second focal plane.

MEMSミラーアレイチップ150は、図19に示すように、平面視略矩形の基部151にそれぞれミラー152aを有する複数のMEMSミラー素子152を備え、ミラー152aの中心を通る直線が基部151の長手方向、すなわちX軸方向に沿うように配列した構成を有する。このようなMEMSミラーアレイチップ150は、MEMSミラー素子152のミラー152aの主表面を4f光学系140に対向させた状態で、第2焦点面に配設される。MEMSミラー素子152のミラー152aは、基部151に対して、波長分離軸(X軸)およびこのX軸に直交するY軸という二軸方向に回動可能な状態に支持されている。これにより、ミラー152aをX軸回りに回動させることによって(符号α)出力ポートの選択が行われる。また、ミラー152aをY軸回りに回動させることによって(符号β)、アッテネーションレベルの制御が行われる。   As shown in FIG. 19, the MEMS mirror array chip 150 includes a plurality of MEMS mirror elements 152 each having a mirror 152a on a base 151 that is substantially rectangular in plan view, and a straight line passing through the center of the mirror 152a is the longitudinal direction of the base 151. That is, it has a configuration arranged along the X-axis direction. Such a MEMS mirror array chip 150 is disposed on the second focal plane with the main surface of the mirror 152a of the MEMS mirror element 152 facing the 4f optical system 140. The mirror 152a of the MEMS mirror element 152 is supported so as to be rotatable with respect to the base 151 in two axial directions: a wavelength separation axis (X axis) and a Y axis perpendicular to the X axis. Accordingly, the output port is selected by rotating the mirror 152a around the X axis (reference numeral α). Further, the attenuation level is controlled by rotating the mirror 152a around the Y-axis (symbol β).

このような波長選択型光スイッチにおいて、例えば波長チャネル間隔100GHzで40波(チャネル)だけ波長分離されたWDM信号光が入力ポート111より入力されると、そのWDM信号光は、マイクロレンズアレイ120、集光レンズ130および第1レンズ141を介して回折格子143に入射し、この回折格子143によって40波に分波され、分波されたチャネルのそれぞれが第二の焦点面のX軸上に整列してビームウェストを形成する。このビームウェスト位置には、各チャネルに対応して適切なピッチでMEMSミラー素子152が配列されたMEMSミラーアレイチップ150が配置されている。これにより、MEMSミラー素子152をX軸回りに所定の角度だけ回動させると、そのMEMSミラー素子152に入射したチャネルがその所定の角度に対応する方向に反射され、4f光学系140、集光レンズ130およびマイクロレンズアレイ120を介してファイバアレイ1の所定の光ファイバに入射し、所定の出力ポート112から出力される。このように、MEMSミラー素子152をX軸回りに選択的に回動させることにより、チャネル毎の出力ポートの切り替え、いわゆるスイッチングを選択的に行うことができる。   In such a wavelength selective optical switch, for example, when WDM signal light that is wavelength-separated by 40 waves (channels) at a wavelength channel interval of 100 GHz is input from the input port 111, the WDM signal light is converted into the microlens array 120, The light enters the diffraction grating 143 via the condensing lens 130 and the first lens 141, and is demultiplexed into 40 waves by the diffraction grating 143. Each of the demultiplexed channels is aligned on the X axis of the second focal plane. To form a beam waist. At this beam waist position, a MEMS mirror array chip 150 in which MEMS mirror elements 152 are arranged at an appropriate pitch corresponding to each channel is disposed. As a result, when the MEMS mirror element 152 is rotated by a predetermined angle around the X axis, the channel incident on the MEMS mirror element 152 is reflected in a direction corresponding to the predetermined angle, and the 4f optical system 140, the condensing light is collected. The light enters the predetermined optical fiber of the fiber array 1 through the lens 130 and the microlens array 120 and is output from the predetermined output port 112. In this way, by selectively rotating the MEMS mirror element 152 around the X axis, it is possible to selectively switch the output port for each channel, so-called switching.

上述したような波長選択型光スイッチを用いて、再構成可能な光合分波モジュール(ROADM:Reconfigurable Optical Add-Drop Module)を構成する場合、出力時における各波長チャネルの光量をモニタするための光チャネルモニタ(OCM:Optical Channel Monitor)と呼ばれる外部モニタが不可欠である。   When configuring a reconfigurable optical add / drop module (ROADM) using a wavelength selective optical switch as described above, light for monitoring the light quantity of each wavelength channel at the time of output An external monitor called an channel monitor (OCM: Optical Channel Monitor) is indispensable.

例えば、図20に示すようなAdd型の波長選択型光スイッチ210と光チャネルモニタ220を用いて光合分波モジュール200を構成する場合、通常、光チャネルモニタ220は、AWG(Arrayed Waveguide Grating)などから構成される分波器(Demux)221と複数のPDを有する(photo Diode)PDアレイ222からなるモジュールとして構成されている。ここで、波長選択型光スイッチ210の出力ポートから適切な比率でタップされた光を入力光として分波器221に入力し、PDアレイ222により各波長(チャネル)の光強度を測定する。この測定値に基づいて、制御回路230は、波長選択型光スイッチ210の各ミラーの傾動角度を演算し、MEMS駆動回路240により、最適となる傾動角度となるように各ミラーを制御する。   For example, in the case where the optical multiplexing / demultiplexing module 200 is configured by using an Add type wavelength selective optical switch 210 and an optical channel monitor 220 as shown in FIG. 20, the optical channel monitor 220 usually has an AWG (Arrayed Waveguide Grating) or the like. Are configured as a module including a demultiplexer (Demux) 221 and a PD array 222 having a plurality of PDs (photo diodes). Here, light tapped at an appropriate ratio from the output port of the wavelength selective optical switch 210 is input to the demultiplexer 221 as input light, and the light intensity of each wavelength (channel) is measured by the PD array 222. Based on this measurement value, the control circuit 230 calculates the tilt angle of each mirror of the wavelength selective optical switch 210, and the MEMS drive circuit 240 controls each mirror so that the optimum tilt angle is obtained.

また、図21に示すようなDrop型の波長選択型光スイッチ310と光チャネルモニタ320を用いて光合分波モジュール300を構成する場合、光チャネルモニタ320は、AWGなどから構成される分波器321と複数のPDを有するPDアレイ322からなるモジュールとして構成されている。ここで、波長選択型光スイッチ320の各出力ポートから適切な比率でタップされた光を入力光として分波器321に入力し、PDアレイ322により各波長(チャネル)の光強度を測定する。この測定値に基づいて、制御回路330は、波長選択型光スイッチ310の各ミラーの傾動角度を演算し、MEMS駆動回路340により、最適となる傾動角度となるように各ミラーを制御する。   Further, when the optical multiplexing / demultiplexing module 300 is configured using the drop-type wavelength selective optical switch 310 and the optical channel monitor 320 as shown in FIG. 21, the optical channel monitor 320 is a demultiplexer composed of AWG or the like. The module is composed of a PD array 322 having a plurality of PDs 321 and a plurality of PDs. Here, light tapped at an appropriate ratio from each output port of the wavelength selective optical switch 320 is input to the demultiplexer 321 as input light, and the light intensity of each wavelength (channel) is measured by the PD array 322. Based on this measurement value, the control circuit 330 calculates the tilt angle of each mirror of the wavelength selective optical switch 310 and controls each mirror by the MEMS drive circuit 340 so that the optimum tilt angle is obtained.

特開2007−140168号公報JP 2007-140168 A

しかしながら、上述したような光チャネルモニタを用いて光合分波モジュールまたは光合分波モジュールのサブシステムを構成する場合、従来より光チャネルモニタ自体のサイズが増大してしまうとともに高コストであり、小型化と低コスト化を実現するのが困難であった。   However, when configuring an optical multiplexing / demultiplexing module or an optical multiplexing / demultiplexing module subsystem using an optical channel monitor as described above, the size of the optical channel monitor itself is increased and the cost is increased and the size is reduced. It was difficult to realize cost reduction.

また、図20に示すようなADD型の波長選択型光スイッチの場合には、例えばタップ率20%で光チャネルモニタ220を接続すると約1dBの過剰損失が発生しており、低損失化が困難であった。   Further, in the case of the ADD type wavelength selective optical switch as shown in FIG. 20, when the optical channel monitor 220 is connected with a tap rate of 20%, for example, an excess loss of about 1 dB occurs, and it is difficult to reduce the loss. Met.

また、図21に示すようなDrop型の波長選択型光スイッチの場合には、複数の出力ポートそれぞれに光チャネルモニタを接続しなければならないので、さらに小型化と低コスト化を実現するのが困難であった。   Further, in the case of a drop-type wavelength selective optical switch as shown in FIG. 21, an optical channel monitor must be connected to each of a plurality of output ports, so that further miniaturization and cost reduction can be realized. It was difficult.

そこで、本願発明は、上述したような課題を解決するためになされたものであり、光チャネルモニタにおいて小型化と低コスト化を実現すること目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to realize downsizing and cost reduction in an optical channel monitor.

上述したような課題を解消するために、本発明に係る光チャネルモニタは、入射光の光軸上に配置された第1のレンズと、この第1のレンズの入射光の入射側とは反対側の焦点上に入射光の光軸に対して斜めに配置され、少なくとも第1のレンズと反対側の面の一部に反射面を有する透過型の回折格子と、この回折格子により回折された入射光の回折光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が回折格子に位置するように配置された第2のレンズと、回折光の光軸上で、かつ、第2のレンズの他方の焦点面に配置され、回折光を反射して回折格子に導く偏向素子と、この偏向素子により反射された回折光を回折格子の反射面により反射された反射光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が回折格子に位置するように配置された第3のレンズと、反射光の光軸上で、かつ、第3のレンズの他方の焦点面側に配置された受光素子とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, an optical channel monitor according to the present invention includes a first lens disposed on the optical axis of incident light and the incident light incident side of the first lens opposite to the first lens. A transmissive diffraction grating disposed obliquely with respect to the optical axis of the incident light on the side focal point and having a reflecting surface on at least a part of the surface opposite to the first lens, and diffracted by the diffraction grating A second lens disposed on the optical axis of the diffracted light of the incident light and having one focal plane located on the diffraction grating; and the other of the second lenses on the optical axis of the diffracted light A deflecting element that is disposed on the focal plane of the light source and reflects the diffracted light to the diffraction grating, and the diffracted light reflected by the deflecting element is on the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting surface of the diffraction grating, and A third lens arranged so that one focal plane is positioned on the diffraction grating; On the axis, and characterized by comprising a third lens of the other light receiving elements arranged in the focal plane side.

上記光チャネルモニタにおいて、回折格子の反射面により反射された入射光の光軸上に配置された第2の回折格子と、この第2の回折格子により回折された回折光の光軸上で、かつ、第2の回折格子が一方の焦点面に位置するように配置された第3のレンズと、この第3のレンズの他方の焦点面側に配置された第2の受光素子とをさらに備えるようにしてもよい。   In the optical channel monitor, on the optical axis of the diffracted light diffracted by the second diffraction grating disposed on the optical axis of the incident light reflected by the reflecting surface of the diffraction grating, In addition, a third lens arranged so that the second diffraction grating is located on one focal plane, and a second light receiving element arranged on the other focal plane side of the third lens are further provided. You may do it.

また、本発明に係る他の光チャネルモニタは、入射光の光軸上に配置された第1のレンズと、この第1のレンズの入射光の入射側とは反対側の焦点上に入射光の光軸に対して斜めに配置され、少なくとも第1のレンズと反対側の面の一部に反射面を有する透過型の回折格子と、この回折格子により回折された入射光の回折光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が回折格子に位置するように配置された第2のレンズと、回折光の光軸上で、かつ、第2のレンズの他方の焦点面に配置され、回折光を反射して回折格子に導く偏向素子と、この偏向素子により反射された回折光を回折格子の反射面により反射された反射光の光軸上に配置された反射ミラーと、この反射ミラーにより反射された反射光の光軸上に配置された受光素子とを備えたことを特徴とする。ここで、反射ミラーは、反射光の光軸方向に対して斜めに配設されるようにしてもよい。また、反射ミラーは、凹面鏡から構成されるようにしてもよい。 In addition, another optical channel monitor according to the present invention includes a first lens disposed on the optical axis of the incident light and an incident light on a focal point opposite to the incident light incident side of the first lens. A transmission type diffraction grating which is disposed obliquely with respect to the optical axis and has a reflecting surface on at least a part of the surface opposite to the first lens, and light of diffracted light of incident light diffracted by the diffraction grating A second lens disposed on the axis and with one focal plane positioned on the diffraction grating, and disposed on the optical axis of the diffracted light and on the other focal plane of the second lens; A deflecting element that reflects diffracted light and guides it to the diffraction grating, a reflecting mirror disposed on the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting surface of the diffraction grating, and the reflecting mirror And a light receiving element arranged on the optical axis of the reflected light reflected by the To. Here, the reflection mirror may be disposed obliquely with respect to the optical axis direction of the reflected light. The reflection mirror may be composed of a concave mirror.

上記光チャネルモニタにおいて、第1の回折格子は、1次または−1次の回折光に対して略45度のリトロー配置となるように配置された回折格子から構成され、偏向素子で反射された回折光は、回折格子に対して略45度の角度で入射するようにしてもよい。 In the optical channel monitor, the first diffraction grating is composed of arranged diffraction grating such that the Littrow arrangement of about 45 degrees with respect to primary or -1 order diffracted light is reflected by the deflecting element The diffracted light may be incident on the diffraction grating at an angle of approximately 45 degrees.

また、上記光チャネルモニタにおいて、偏向素子は、1次元に配列された複数のMEMSミラー素子から構成されるようにしてもよい。   In the optical channel monitor, the deflecting element may be composed of a plurality of MEMS mirror elements arranged one-dimensionally.

また、上記光チャネルモニタにおいて、回折格子は、多数のスリットが互いに平行に並設されたグレーティング部を有し、反射面は、回折格子の端部にスリットの長手方向に帯状に形成されるようにしてもよい。また、反射面は、平面視略矩形の回折格子において、前記スリットの長手方向に対して垂直な端部の両端、または、スリットの長手方向に対して平行な端部の略中央部に形成されるようにしてもよい。 In the above optical channel monitor, the diffraction grating has a grating portion in which a large number of slits are arranged in parallel to each other, and the reflection surface is formed in a band shape in the longitudinal direction of the slit at the end of the diffraction grating. It may be. Further, the reflecting surface is the diffractive grating of a generally rectangular plan view, both ends of the vertical end with respect to the longitudinal direction of the slit, or formed at a substantially central portion of the end parallel to the longitudinal direction of the slit You may make it do.

また、本発明に係る波長選択型光スイッチは、上記光チャネルモニタの何れかと、少なくとも1つの入力ポートおよび少なくとも1つの出力ポートからなる入出力光学系とを備え、入力ポートから入力される入射光は、第1のレンズに入射され、偏向素子の角度に応じて偏向素子で反射された光を、第2のレンズ、回折格子を介して入出力光学系の出力ポートのうちの任意の出力ポートに導くことを特徴とする。   In addition, a wavelength selective optical switch according to the present invention includes any one of the above optical channel monitors and an input / output optical system including at least one input port and at least one output port, and incident light input from the input port. Is an arbitrary output port of the output ports of the input / output optical system via the second lens and the diffraction grating, for the light incident on the first lens and reflected by the deflection element according to the angle of the deflection element It is characterized by leading to.

本発明によれば、回折格子に反射面を設け、偏向素子により反射された回折光を回折格子の反射面により反射された反射光の光軸上に第3のレンズおよび受光素子を設けるという簡便な構成を採ることにより、回折光の反射光の光量を容易に測定することが可能となり、結果として、小型化と低コスト化を実現するができる。   According to the present invention, the reflection surface is provided on the diffraction grating, and the third lens and the light receiving element are provided on the optical axis of the reflection light reflected by the reflection surface of the diffraction grating. By adopting a simple configuration, it is possible to easily measure the amount of reflected light of diffracted light, and as a result, it is possible to achieve downsizing and cost reduction.

[第1の実施の形態]
以下、図面を参照して、本発明に係る第1の実施の形態について詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<波長選択型光スイッチ>
図1,図2に示すように、本実施の形態に係る波長選択型光スイッチは、ファイバアレイ1と、マイクロレンズアレイ2と、集光レンズ3と、4f光学系4と、MEMSミラーアレイチップ5と、第3のレンズ6と、受光素子アレイ7とを備えている。ここで、ファイバアレイ1からの入射光の入射方向をZ軸方向、ファイバアレイ1を構成する光ファイバの配列方向をY軸方向、Z軸とY軸に垂直な方向をX軸方向とする。このとき、ファイバアレイ1、マイクロレンズアレイ2、集光レンズ3、4f光学系4を構成する第1レンズ41および回折格子43、第3のレンズ6並びに受光素子アレイ7は、これらがこの順番でZ軸方向に沿って配列されている。また、4f光学系4を構成する第2レンズ42とMEMSミラーアレイチップ5は、4f光学系4を構成する回折格子43からその順番でX軸方向に沿って配列されている。なお、図2は、ファイバアレイ1からMEMSミラーアレイチップ5までの光学系をYZ平面から見た模式図である。
<Wavelength selective optical switch>
As shown in FIGS. 1 and 2, the wavelength selective optical switch according to the present embodiment includes a fiber array 1, a microlens array 2, a condenser lens 3, a 4f optical system 4, and a MEMS mirror array chip. 5, a third lens 6, and a light receiving element array 7. Here, an incident direction of incident light from the fiber array 1 is a Z-axis direction, an arrangement direction of optical fibers constituting the fiber array 1 is a Y-axis direction, and a direction perpendicular to the Z-axis and the Y-axis is an X-axis direction. At this time, the first lens 41 and the diffraction grating 43, the third lens 6 and the light receiving element array 7 constituting the fiber array 1, the micro lens array 2, the condenser lens 3 and the 4f optical system 4 are in this order. They are arranged along the Z-axis direction. Further, the second lens 42 and the MEMS mirror array chip 5 constituting the 4f optical system 4 are arranged in the order from the diffraction grating 43 constituting the 4f optical system 4 along the X-axis direction. FIG. 2 is a schematic view of the optical system from the fiber array 1 to the MEMS mirror array chip 5 as seen from the YZ plane.

ファイバアレイ1は、複数の光ファイバ(図2の場合7本)を、その光軸をZ軸に沿わせた状態でZ軸と直交するY軸方向に並設した構成を有する。なお、図1においては、1つの入力ポート1aと6つの出力ポート1b−1〜1b−6が設けられている。   The fiber array 1 has a configuration in which a plurality of optical fibers (seven in the case of FIG. 2) are juxtaposed in the Y-axis direction orthogonal to the Z-axis with the optical axis along the Z-axis. In FIG. 1, one input port 1a and six output ports 1b-1 to 1b-6 are provided.

マイクロレンズアレイ2は、複数のマイクロレンズをY方向に沿って並設したものである。このようなマイクロレンズアレイ2は、入力ポート1aの出力側および出力ポート1bの入力側、すなわちファイバアレイ1のZ方向の正の側に、各マイクロレンズが対応するファイバアレイ1の各光ファイバと対向するように配設される。   The microlens array 2 has a plurality of microlenses arranged in parallel along the Y direction. Such a microlens array 2 includes optical fibers of the fiber array 1 corresponding to the microlenses on the output side of the input port 1a and the input side of the output port 1b, that is, the positive side in the Z direction of the fiber array 1. It arrange | positions so that it may oppose.

4f光学系4は、それぞれ焦点距離がf1の第1レンズ41および第2レンズ42と、透過型の回折格子43とから構成される。第1レンズ41は、集光レンズ3から集光レンズ3の焦点距離および第1レンズ41の焦点距離f1の和だけ離間した位置に配設される。回折格子43は、第1レンズ41から焦点距離f1だけ離間した位置に配設される。第2レンズ42は、回折格子43からX軸方向に焦点距離f1だけ離間した位置に配設される。ここで、第1レンズ41の集光レンズ3側の焦点におけるX軸およびY軸から構成される平面を第1焦点面、第2レンズ42のMEMSミラーアレイチップ5側の焦点におけるZ軸およびY軸から構成される平面を第2焦点面という。また、回折格子43において、Y軸に沿った方向をq軸方向、回折格子43の表面または裏面に沿い、かつ、q方向に垂直な方向をp軸方向、回折格子43の表面およびq方向に垂直な方向をr方向とする。 The 4f optical system 4 includes a first lens 41 and a second lens 42 each having a focal length f 1 , and a transmission type diffraction grating 43. The first lens 41 is disposed at a position separated from the condenser lens 3 by the sum of the focal length of the condenser lens 3 and the focal length f 1 of the first lens 41. The diffraction grating 43 is disposed at a position separated from the first lens 41 by the focal length f 1 . The second lens 42 is disposed at a position separated from the diffraction grating 43 by a focal length f 1 in the X-axis direction. Here, the plane composed of the X axis and Y axis at the focal point of the first lens 41 on the condenser lens 3 side is defined as the first focal plane, and the Z axis and Y at the focal point of the second lens 42 on the MEMS mirror array chip 5 side. A plane composed of the axes is referred to as a second focal plane. In the diffraction grating 43, the direction along the Y-axis is the q-axis direction, along the front or back surface of the diffraction grating 43, and the direction perpendicular to the q-direction is the p-axis direction, the front surface of the diffraction grating 43, and the q-direction. Let the perpendicular direction be r direction.

図3に示すように、回折格子43の裏面(MEMSミラーアレイチップ5側)には、q方向に沿って多数の平行なスリットが形成されたグレーティング部43aと、グレーティング部の側部に形成された反射部43bとを備えている。この反射部43bは、グレーティング部43aの側部に金属膜または誘電体多層膜などからなる反射膜を蒸着することにより作成される。なお、図3では、P>Paの領域がグレーティング部43aであり、P<Paの領域が反射面43bである。また、本実施の形態では、回折格子43として、+1次回折光に対して分散能力0.08deg/nmのブレーズ型透過型回折格子を用い、これがXZ面内に分波するように配置し、出射回折光軸と入射光軸とが90度となる、すなわち出射回折光軸がX軸に沿うように傾きが調節されている。   As shown in FIG. 3, on the back surface of the diffraction grating 43 (on the MEMS mirror array chip 5 side), a grating portion 43a in which a large number of parallel slits are formed along the q direction, and a side portion of the grating portion are formed. And a reflecting portion 43b. The reflection portion 43b is created by depositing a reflection film made of a metal film or a dielectric multilayer film on the side portion of the grating portion 43a. In FIG. 3, the region where P> Pa is the grating portion 43a, and the region where P <Pa is the reflecting surface 43b. In this embodiment, a blazed transmission diffraction grating having a dispersion capability of 0.08 deg / nm with respect to the + 1st order diffracted light is used as the diffraction grating 43, and this is arranged so as to be demultiplexed in the XZ plane. The tilt is adjusted so that the diffracted optical axis and the incident optical axis are 90 degrees, that is, the outgoing diffracted optical axis is along the X axis.

MEMSミラーアレイチップ5は、図4に示すように、平面視略矩形の基部51にそれぞれミラー52aを有する複数のMEMSミラー素子52を備え、ミラー52aの中心を通る直線が基部51の長手方向、すなわちZ軸方向に沿うように配列した構成を有する。このようなMEMSミラーアレイチップ5は、MEMSミラー素子52のミラー52aの主表面を4f光学系4の第2レンズ42に対向させた状態で、第2焦点面に配設される。MEMSミラー素子52のミラー52aは、基部51に対して、波長分離軸(Z軸)およびこのZ軸に直交するY軸という二軸方向に回動可能な状態に支持されている。これにより、ミラー52aをZ軸回りに回動させることによって(符号α)出力ポートの選択が行われる。また、ミラー52aをY軸回りに回動させることによって(符号β)、アッテネーションレベルの制御が行われる。   As shown in FIG. 4, the MEMS mirror array chip 5 includes a plurality of MEMS mirror elements 52 each having a mirror 52a on a base 51 that is substantially rectangular in plan view, and a straight line passing through the center of the mirror 52a is the longitudinal direction of the base 51. That is, it has the structure arranged along the Z-axis direction. Such a MEMS mirror array chip 5 is disposed on the second focal plane with the main surface of the mirror 52a of the MEMS mirror element 52 facing the second lens 42 of the 4f optical system 4. The mirror 52a of the MEMS mirror element 52 is supported with respect to the base 51 so as to be rotatable in two axial directions: a wavelength separation axis (Z axis) and a Y axis perpendicular to the Z axis. As a result, the output port is selected by rotating the mirror 52a around the Z axis (symbol α). Further, the attenuation level is controlled by rotating the mirror 52a about the Y axis (reference numeral β).

第3のレンズ6は、焦点距離がf2のレンズから構成され、回折格子43からZ軸の正の方向にf2だけ離間した位置に配置される。 The third lens 6 is composed of a lens having a focal length of f 2 , and is arranged at a position separated from the diffraction grating 43 by f 2 in the positive direction of the Z axis.

受光素子アレイ7は、PDからなる複数の受光素子71をX方向に配列した構成を有する。このような受光素子アレイ7は、第3のレンズ6からZ軸の正の方向に所定の距離だけ離間した位置に配置される。   The light receiving element array 7 has a configuration in which a plurality of light receiving elements 71 made of PD are arranged in the X direction. Such a light receiving element array 7 is disposed at a position separated from the third lens 6 by a predetermined distance in the positive direction of the Z axis.

<波長選択型光スイッチの動作>
次に、図1,図2を参照して、本実施の形態に係る波長選択型光スイッチの動作について説明する。
<Operation of wavelength selective optical switch>
Next, the operation of the wavelength selective optical switch according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.

例えば、波長チャネル間隔100GHzで40波(チャネル)だけ波長分離されたWDM信号光が入力ポート1aより入力されると、そのWDM信号光は、マイクロレンズアレイ2、集光レンズ3および第1レンズ41を介して回折格子43の表面に入射し、この回折格子43によって40波に分波され、分波されたチャネルのそれぞれが第二の焦点面のZ軸上に整列してビームウェストを形成する。ここで、回折格子43は、q軸、すなわちY軸回りに表面がZ軸に垂直な位置から反時計回りに45度傾いている。このため、回折格子43により分波された信号光は、X軸方向、すなわちMEMSミラーアレイチップ5の方向に進む。また、このときのチャネルのピッチは、略100μmとなる。このビームウェスト位置には、各チャネルに対応して適切なピッチでMEMSミラー素子51が配列されたMEMSミラーアレイチップ5が配置されている。上述したように、MEMSミラー素子52のミラー52aは、基部51に対して、波長分離軸(Z軸)およびこのZ軸に直交するY軸という二軸方向に回動可能な状態に支持されている。これにより、ミラー52aをZ軸回りに回動させることによって(符号α)出力ポートの選択が行われる。また、ミラー52aをY軸回りに回動させることによって(符号β)、アッテネーションレベルの制御が行われる。   For example, when WDM signal light that is wavelength-separated by 40 waves (channels) at a wavelength channel interval of 100 GHz is input from the input port 1a, the WDM signal light is input to the microlens array 2, the condensing lens 3, and the first lens 41. Is incident on the surface of the diffraction grating 43, and is demultiplexed into 40 waves by the diffraction grating 43. Each of the demultiplexed channels is aligned on the Z axis of the second focal plane to form a beam waist. . Here, the diffraction grating 43 is inclined 45 degrees counterclockwise from the position perpendicular to the Z axis about the q axis, that is, the Y axis. For this reason, the signal light demultiplexed by the diffraction grating 43 proceeds in the X-axis direction, that is, in the direction of the MEMS mirror array chip 5. In addition, the channel pitch at this time is approximately 100 μm. At this beam waist position, a MEMS mirror array chip 5 in which MEMS mirror elements 51 are arranged at an appropriate pitch corresponding to each channel is arranged. As described above, the mirror 52a of the MEMS mirror element 52 is supported so as to be rotatable in the biaxial direction of the wavelength separation axis (Z axis) and the Y axis perpendicular to the Z axis with respect to the base 51. Yes. As a result, the output port is selected by rotating the mirror 52a around the Z axis (symbol α). Further, the attenuation level is controlled by rotating the mirror 52a about the Y axis (reference numeral β).

≪アッテネーションレベルが0の場合≫
ここで、図1,図2では、出力ポート1b−6へアッテネーション0で接続する場合の光経路を示している。λ1は、回折格子の設計中心波長に相当する波長チャネルであり、光経路を太実線で示している。λ2は、λ1とは異なる波長チャネルであり、経路を太点線で示している。
≪When attenuation level is 0≫
Here, FIG. 1 and FIG. 2 show an optical path when connecting to the output port 1b-6 with attenuation 0. FIG. λ1 is a wavelength channel corresponding to the design center wavelength of the diffraction grating, and the optical path is indicated by a thick solid line. λ2 is a wavelength channel different from λ1, and the path is indicated by a thick dotted line.

ミラー52aで反射された光ビームは、第2のレンズ42を通り、図5(a)に示すように回折格子43の裏面に照射される(符号a参照)。ここで、光ビームaの回折格子43の裏面に対する照射位置は、出力ポート1b−1〜1b−6の位置に対応しており、MEMSミラー52aのZ軸回りの回動により変化する。例えば、図5(b)に示すように、出力ポート1b−1から反射光を出射させる場合、光ビームは、q軸の負の方向の最下部に照射される。一方、出力ポート1b−6から反射光を出射させる場合、光ビームは、q軸の正の方向の最上部に照射される。なお、出力ポート1b−1〜1b−6を選択していない場合、光ビームは、p軸上に照射される。このように、ミラー52aで反射された反射光の光ビームは、対応する出力ポート1b−1〜1b−6に応じて、回折格子43の裏面に対する照射位置がq軸方向に平行移動する。ここで、回折格子43上における光ビームの照射位置は、光チャネルの波長には依存せず、MEMSミラー素子52のZ軸回りの回動(出力ポート選択)が同じ角度の場合は、その角度(出力ポート)に応じた同じ位置に光ビームが照射される。   The light beam reflected by the mirror 52a passes through the second lens 42 and is irradiated on the back surface of the diffraction grating 43 as shown in FIG. 5A (see symbol a). Here, the irradiation position of the light beam a with respect to the back surface of the diffraction grating 43 corresponds to the positions of the output ports 1b-1 to 1b-6, and is changed by the rotation of the MEMS mirror 52a around the Z axis. For example, as shown in FIG. 5B, when the reflected light is emitted from the output port 1b-1, the light beam is applied to the lowermost part in the negative direction of the q axis. On the other hand, when the reflected light is emitted from the output port 1b-6, the light beam is applied to the uppermost portion in the positive direction of the q axis. When the output ports 1b-1 to 1b-6 are not selected, the light beam is irradiated on the p-axis. In this way, the light beam of the reflected light reflected by the mirror 52a has its irradiation position with respect to the back surface of the diffraction grating 43 translated in the q-axis direction according to the corresponding output ports 1b-1 to 1b-6. Here, the irradiation position of the light beam on the diffraction grating 43 does not depend on the wavelength of the optical channel, and when the rotation of the MEMS mirror element 52 about the Z axis (selection of the output port) is the same angle, that angle A light beam is irradiated to the same position according to (output port).

ここで、回折格子43bの裏面には、図3,図5(a),図5(b)に示すように、グレーティング部43aと反射部43bとが形成されている。このため、回折格子43の裏面に照射された光ビームは、その大部分がグレーティング部43aに照射され、回折格子43を透過(回折)し、出力ポート1b−1〜1b−6側に向かう。一方、反射部43bに照射された光ビームは、この反射部43bにより反射されて、受光素子アレイ7側に進。このように、ミラー52aによる反射光は、回折格子43の裏面により、2つのビームに分岐されることとなる。   Here, on the back surface of the diffraction grating 43b, as shown in FIGS. 3, 5A, and 5B, a grating portion 43a and a reflective portion 43b are formed. For this reason, most of the light beam applied to the back surface of the diffraction grating 43 is applied to the grating portion 43a, is transmitted (diffracted) through the diffraction grating 43, and travels toward the output ports 1b-1 to 1b-6. On the other hand, the light beam irradiated to the reflecting portion 43b is reflected by the reflecting portion 43b and proceeds to the light receiving element array 7 side. In this way, the reflected light from the mirror 52a is branched into two beams by the back surface of the diffraction grating 43.

一例として、図1,図2において、回折格子43の反射部43bで反射された光ビームの主光線を細実線(λ1)、細点線(λ2)で示す。これらの光ビームの光軸上には、回折格子43からf2だけ離れた位置に焦点距離f2の第3のレンズ6が配置されている。 As an example, in FIG. 1 and FIG. 2, the principal ray of the light beam reflected by the reflecting portion 43b of the diffraction grating 43 is indicated by a thin solid line (λ1) and a thin dotted line (λ2). On the optical axis of these light beams, a third lens 6 having a focal length f 2 is disposed at a position away from the diffraction grating 43 by f 2 .

λ1の光ビームは、MEMSミラー52aで反射された後、回折格子43の裏面に対して45度の角度で戻ってくるので、第3のレンズ6に対して垂直に入射する。したがって、λ1ビームは、第3のレンズ6から受光素子アレイ7側にf2の位置にあるXY平面上に結像する。 After being reflected by the MEMS mirror 52a, the light beam of λ1 returns at an angle of 45 degrees with respect to the back surface of the diffraction grating 43, and thus enters the third lens 6 perpendicularly. Therefore, the λ1 beam forms an image on the XY plane at the position f 2 from the third lens 6 toward the light receiving element array 7 side.

一方、λ2ビームは、回折格子43に対して非45度の角度で入射するため、第3のレンズ6に対しても非垂直に入射する。このとき、第3のレンズ6は、回折格子43が焦点面に位置するように配置されているので、λ2ビームもλ1ビームと同じXY平面上に結像する。このとき、その結像位置は、X軸にΔX2だけオフセットされる。このΔX2は、光学系の対称性からf2=f1であれば、それぞれのチャネルに対応するMEMSミラー52a間の距離(ΔX1)と完全に一致する。 On the other hand, since the λ2 beam is incident on the diffraction grating 43 at a non-45 degree angle, it is incident on the third lens 6 also non-perpendicularly. At this time, since the third lens 6 is arranged so that the diffraction grating 43 is positioned on the focal plane, the λ2 beam forms an image on the same XY plane as the λ1 beam. At this time, the imaging position is offset by ΔX 2 on the X axis. This ΔX 2 completely coincides with the distance (ΔX 1 ) between the MEMS mirrors 52a corresponding to each channel if f 2 = f 1 due to the symmetry of the optical system.

同様に、全てのチャネルに関して、反射光ビーム(細線)は、XY平面上に焦点を結び、これらは既知のピッチで配列されることとなる。このXY平面には、受光素子アレイ7が配置されている。受光素子アレイ7の各受光素子71の配列ピッチは、反射光の光ビームの配列ピッチと等しくなるように形成されている。したがって、回折格子43裏面の反射部43bにより反射された光ビームは、チャネル毎に対応する受光素子71に導入される。これにより、受光素子アレイ7は、各チャネル光の光強度を独立して測定することができる。   Similarly, for all channels, the reflected light beams (thin lines) are focused on the XY plane, and these will be arranged at a known pitch. The light receiving element array 7 is disposed on the XY plane. The arrangement pitch of the light receiving elements 71 of the light receiving element array 7 is formed to be equal to the arrangement pitch of the light beams of the reflected light. Therefore, the light beam reflected by the reflecting portion 43b on the back surface of the diffraction grating 43 is introduced into the light receiving element 71 corresponding to each channel. Thereby, the light receiving element array 7 can measure the light intensity of each channel light independently.

なお、上述したように、回折格子43上における光ビームの照射位置は、光チャネルの波長には依存せず、MEMSミラー素子52のZ軸回りの回動(出力ポート選択)が同じ角度の場合は、その角度(出力ポート)に応じた同じ位置に光ビームが照射されるが、反射部43bにより反射した光ビームについても、第3のレンズ6で集光されて、やはり各波長チャネルに対応する受光素子71に結合する。   As described above, the irradiation position of the light beam on the diffraction grating 43 does not depend on the wavelength of the optical channel, and the rotation of the MEMS mirror element 52 about the Z axis (output port selection) is the same angle. Is irradiated with the light beam at the same position according to the angle (output port), but the light beam reflected by the reflecting portion 43b is also condensed by the third lens 6 and also corresponds to each wavelength channel. The light receiving element 71 is coupled.

≪アッテネーションを実行した場合≫
次に、MEMSミラーをβ方向に回動させてアッテネーションを実行した場合について、図6〜図8を参照して説明する。なお、図6、図7は、図1、図2と同様、それぞれXZ面方向、YZ面方向からの図であり、λ1,λ2はそれぞれ実線,点線で示している。
≪When attenuation is executed≫
Next, a case where attenuation is executed by rotating the MEMS mirror in the β direction will be described with reference to FIGS. 6 and 7 are views from the XZ plane direction and the YZ plane direction, respectively, similarly to FIGS. 1 and 2, and λ1 and λ2 are indicated by solid lines and dotted lines, respectively.

MEMSミラー52aにより反射された光ビーム(λ1)は、第1のレンズ41と第2のレンズ42とが共焦点光学系であることから、MEMSミラー52aのβ方向の変化量にかかわらず、図6の太実線で示すように、常に回折格子43に対して45度で入射する。このとき、回折格子43の裏面上における光ビームの照射位置は、図8に示すようにp方向にΔdだけシフトする。Y軸回りの回動βの変化量を大きくするほど、Δdも大きくなり、回折格子43裏面の反射部43bに当たる光量が増加する。したがって、この反射部43bで反射して受光素子71へ結合される光量も増加する。   The light beam (λ1) reflected by the MEMS mirror 52a is not shown regardless of the amount of change in the β direction of the MEMS mirror 52a because the first lens 41 and the second lens 42 are confocal optical systems. As shown by the thick solid line 6, the light always enters the diffraction grating 43 at 45 degrees. At this time, the irradiation position of the light beam on the back surface of the diffraction grating 43 is shifted by Δd in the p direction as shown in FIG. As the amount of change in the rotation β around the Y axis is increased, Δd is also increased, and the amount of light hitting the reflecting portion 43b on the back surface of the diffraction grating 43 is increased. Therefore, the amount of light reflected by the reflecting portion 43b and coupled to the light receiving element 71 also increases.

すなわち、図9の符号bで示すように、回折格子43の透過光量は、MEMSミラー52aのY軸回りの回動βの変位が大きくなるほど少なくなる。これに対して、受光素子71により受光する光ビームの光量は、図9の符号cで示すように、MEMSミラー52aのY軸回りの回動βの変位が大きくなるほど大きくなる。   That is, as indicated by the symbol b in FIG. 9, the amount of light transmitted through the diffraction grating 43 decreases as the displacement of the rotation β around the Y axis of the MEMS mirror 52a increases. On the other hand, the light quantity of the light beam received by the light receiving element 71 increases as the displacement of the rotation β around the Y axis of the MEMS mirror 52a increases, as indicated by reference numeral c in FIG.

このことから、受光素子71からの出力値は、アッテネーション量に直接に対応していることが理解できる。そこで、受光素子71からの出力値を用いてMEMSミラー52aの変化量にフィードバックさせることにより、アッテネーションレベルを制御することが可能となり、VOA(Variable Optical Attenuator:可変光減衰器)としての機能を実現することができる。また、光学系の全損失が既知であれば、波長選択型光スイッチとしての通過光量も検出することが可能となるので、ALC(Auto Level Control:自動光レベル制御)も実現することができる。   From this, it can be understood that the output value from the light receiving element 71 directly corresponds to the attenuation amount. Therefore, by using the output value from the light receiving element 71 to feed back to the change amount of the MEMS mirror 52a, it becomes possible to control the attenuation level and realize a function as a VOA (Variable Optical Attenuator). can do. In addition, if the total loss of the optical system is known, it is possible to detect the amount of light passing through the wavelength selective optical switch, so that ALC (Auto Level Control) can also be realized.

別の波長チャネルλ2の光ビームに関しても、同様に説明することができる。光ビーム(λ2)は、回折格子43に対して非45度の角度で入射するが、回折格子43に対する入射角度は、回動βの変化量にかかわらず常に一定である。したがって、第3のレンズ6で集光された光ビーム(λ2)も回動βの変化量にかかわらず、常に同じ受光素子71に結合される。したがって、全ての波長チャネルに関して、アッテネーションレベルを独立して測定することができる。   The same can be said for the light beam of another wavelength channel λ2. The light beam (λ2) is incident on the diffraction grating 43 at a non-45 degree angle, but the incident angle on the diffraction grating 43 is always constant regardless of the amount of change in the rotation β. Therefore, the light beam (λ2) collected by the third lens 6 is always coupled to the same light receiving element 71 regardless of the change amount of the rotation β. Therefore, the attenuation level can be measured independently for all wavelength channels.

このように、本実施の形態によれば、回折格子43に反射部43bを設け、MEMSミラー52aにより反射された回折光を回折格子43の反射部43bにより反射された反射光の光軸上にレンズ6および受光素子71を設けるという簡便な構成を採ることにより、回折光の反射光の光量を容易に測定することが可能となり、結果として、小型化と低コスト化を実現するができる。   Thus, according to the present embodiment, the diffraction grating 43 is provided with the reflection portion 43b, and the diffracted light reflected by the MEMS mirror 52a is placed on the optical axis of the reflected light reflected by the reflection portion 43b of the diffraction grating 43. By adopting a simple configuration in which the lens 6 and the light receiving element 71 are provided, it is possible to easily measure the amount of reflected light of the diffracted light, and as a result, downsizing and cost reduction can be realized.

なお、反射部43bにより反射された光ビームは、回折格子43裏面の反射面43bにより切り取られた部分光であるので、そのビーム形状は単純な楕円形状とはならない。しかしながら、受光素子71への結合においては、受光素子71の受光エリアに対して十分小さくなるように集光されているならば、ビーム形状の乱れはどんな形状であってもよい。もし、受光素子71の受光エリアに対してビームを十分に小さくできない場合には、それぞれの受光素子71の直前にレンズを設けた受光素子パッケージを用いるようにしてもよい。または、適切なビームサイズとなるように、第3のレンズ6を複数のレンズから構成するようにしてもよい。   Since the light beam reflected by the reflecting portion 43b is partial light cut by the reflecting surface 43b on the back surface of the diffraction grating 43, the beam shape does not become a simple elliptical shape. However, in the coupling to the light receiving element 71, as long as the light is condensed so as to be sufficiently small with respect to the light receiving area of the light receiving element 71, the beam shape may be disordered. If the beam cannot be made sufficiently small with respect to the light receiving area of the light receiving element 71, a light receiving element package in which a lens is provided immediately before each light receiving element 71 may be used. Or you may make it comprise the 3rd lens 6 from a some lens so that it may become an appropriate beam size.

また、図5(a),(b)および図8において、回折格子43の同一の面(裏面)にグレーティング部43aと反射部43bを形成しているが、これらを表面と裏面とに分けて形成するようにしてもよい。例えば、表面には、グレーティング加工のみを施し、裏面の一部に反射部43bとして金属コーティングを施すようにしてもよい。これにより、グレーティング加工を行う領域を指定する必要がなくなるので、製造コストを下げることができる。   5A, 5B, and 8, the grating portion 43a and the reflecting portion 43b are formed on the same surface (back surface) of the diffraction grating 43. These are divided into the front surface and the back surface. You may make it form. For example, only the grating processing may be performed on the front surface, and a metal coating may be applied as a reflective portion 43b on a part of the back surface. As a result, it is not necessary to designate a region for performing the grating processing, and the manufacturing cost can be reduced.

また、図10に示すように、回折格子43裏面上の反射部43bは、グレーティング部43aの両側に形成するようにしてもよい。この場合、MEMSミラー52aのY軸回りの回動bの方向にかかわらず、反射光の一部を受光素子71へ導くことができる。このとき、受光素子71での受光パワーとMEMSミラー52aのY軸回りの回動β変位量との関係は、図11に示すように、最小点を有するようになる。このため、回折格子43の通過光量を最大にするようなピークサーチ制御をすることが可能となる。また、入力信号の擾乱に対しても影響が少ない構成となる。さらに、遮断した光量を測定しているので、ポート結合させないフルブロック状態においても常に光量をモニタすることができる。したがって、たとえMEMSミラー52aにドリフトが発生しても、適切に接続パスを復帰させることが可能となる。これは、何らかの原因によりMEMSミラー52aがプルインした場合でも同様であり、入力ポート1aから信号光が入力されていれば、たとえMEMSミラー52aの回転角が異常な値となっても、常に正しいパス接続を復帰させることができる。また、アッテネーションのためにY軸回りに回動させた場合においても、ブロック光は必ず受光素子71に結合されるために迷光とはならず、システムのクロストーク性能を向上させることができる。   Moreover, as shown in FIG. 10, the reflection part 43b on the back surface of the diffraction grating 43 may be formed on both sides of the grating part 43a. In this case, a part of the reflected light can be guided to the light receiving element 71 regardless of the direction of rotation b around the Y axis of the MEMS mirror 52a. At this time, the relationship between the light receiving power at the light receiving element 71 and the rotational β displacement amount around the Y axis of the MEMS mirror 52a has a minimum point as shown in FIG. Therefore, it is possible to perform peak search control that maximizes the amount of light passing through the diffraction grating 43. In addition, the configuration has little influence on the disturbance of the input signal. Furthermore, since the blocked light quantity is measured, the light quantity can always be monitored even in a full block state where the ports are not coupled. Therefore, even if a drift occurs in the MEMS mirror 52a, the connection path can be appropriately restored. This is the same even when the MEMS mirror 52a is pulled in for some reason. If the signal light is input from the input port 1a, the correct path is always obtained even if the rotation angle of the MEMS mirror 52a becomes an abnormal value. Connection can be restored. Further, even when the lens is rotated about the Y axis for attenuation, the block light is always coupled to the light receiving element 71, so that it does not become stray light and the crosstalk performance of the system can be improved.

また、本実施の形態では、Drop型の波長選択型光スイッチに適用した場合を例に説明したが、図1,図2における出力用ポート1b−1〜1b−6を入力ポートとし、入力ポート1aを出力ポートとすることにより、Add型の波長選択型光スイッチに適用できることは言うまでもない。この場合においても、波長選択型光スイッチ内の光信号の伝搬軌跡については、図1,図2(または図6,図7)に示したDrop型の波長選択型光スイッチと同じ伝搬軌跡となる。   In this embodiment, the case where the present invention is applied to a drop-type wavelength selective optical switch has been described as an example. However, the output ports 1b-1 to 1b-6 in FIGS. Needless to say, the output port 1a can be applied to an Add type wavelength selective optical switch. Even in this case, the propagation trajectory of the optical signal in the wavelength selective optical switch is the same as that of the drop-type wavelength selective optical switch shown in FIGS. 1 and 2 (or FIG. 6 and FIG. 7). .

[第2の実施の形態]
次に、本発明に係る第2の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第1の実施の形態と回折格子43の構成が異なるものである。したがって、本実施の形態において、第1の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. The present embodiment is different from the first embodiment described above in the configuration of the diffraction grating 43. Therefore, in the present embodiment, the same names and symbols are assigned to the same components as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted as appropriate.

上述した第1の実施の形態における回折格子43は、その一部に形成された反射部43bによって、入力された信号光の一部も遮断されるので、挿入損失が若干増加してしまう。そこで、本実施の形態では、回折格子43の反射部43bの構成として、図12,図13に示すような構成を有する。   In the diffraction grating 43 in the first embodiment described above, a part of the input signal light is also blocked by the reflection part 43b formed in a part thereof, so that the insertion loss slightly increases. Therefore, in the present embodiment, the configuration of the reflection portion 43b of the diffraction grating 43 has a configuration as shown in FIGS.

図12に示す回折格子43は、Drop型の波長選択型光スイッチにおける透過型の回折格子であり、その裏面には、p軸およびq軸といった光軸近傍に設けられた平面視略十字上のグレーティング部43aと、このグレーティング部43aを除く領域、すなわち回折格子43の四隅に設けられた反射部43bとが形成されている。このような構成により、入力ポート1aから入力された光ビームは、回折格子43上の反射部43bでクリッピングされることなく、MEMSミラーアレイ5へ伝搬する。MEMSミラー52aは、所望のポートへ向かうようにZ軸回りに回動するため、反射光は回折格子43上においてq方向にシフトし、光ビームの一部は反射部43bに照射され、上述した第3のレンズ6を介して受光素子71へ結合される。これにより、挿入損失の増大を防ぐことができる。   A diffraction grating 43 shown in FIG. 12 is a transmission type diffraction grating in a drop-type wavelength selective optical switch, and on the back surface thereof, on a substantially cross in a plan view provided near the optical axis such as the p-axis and the q-axis. A grating part 43 a and regions excluding the grating part 43 a, that is, reflecting parts 43 b provided at the four corners of the diffraction grating 43 are formed. With such a configuration, the light beam input from the input port 1 a propagates to the MEMS mirror array 5 without being clipped by the reflecting portion 43 b on the diffraction grating 43. Since the MEMS mirror 52a rotates around the Z-axis so as to go to a desired port, the reflected light is shifted in the q direction on the diffraction grating 43, and a part of the light beam is irradiated to the reflecting portion 43b. It is coupled to the light receiving element 71 through the third lens 6. Thereby, an increase in insertion loss can be prevented.

また、図13に示す回折格子43は、Add型の波長選択型光スイッチにおける透過型の回折格子であり、図12の場合とは逆に、p軸の両端部に反射部43bを設け、その他の領域にグレーティング部43aを形成している。これにより、出力ポートに出力される光ビームのみが回折格子43上の反射部43bによりクリッピングされることとなるので、挿入損失の増大を抑えることができる。   A diffraction grating 43 shown in FIG. 13 is a transmission type diffraction grating in an Add type wavelength selective optical switch. Contrary to the case of FIG. 12, reflection parts 43b are provided at both ends of the p-axis. The grating portion 43a is formed in the region. As a result, only the light beam output to the output port is clipped by the reflecting portion 43b on the diffraction grating 43, so that an increase in insertion loss can be suppressed.

なお、図13に示す回折格子43の反射部43bで反射された各波長チャネルは、図1,図2における第3のレンズ6の焦点面XY平面上の異なる位置にそれぞれ集光されるので、波長チャネル毎に光量をモニタすることができる。   Each wavelength channel reflected by the reflecting portion 43b of the diffraction grating 43 shown in FIG. 13 is condensed at different positions on the focal plane XY plane of the third lens 6 in FIGS. The amount of light can be monitored for each wavelength channel.

[第3の実施の形態]
次に、本発明に係る第3の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態において、上述した第1,第2の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し適宜説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, components equivalent to those in the first and second embodiments described above are given the same names and reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

本実施の形態に係る波長選択型光スイッチは、図14(a)〜図14(c)に示すように、第1の実施の形態で示した波長選択型光スイッチにおける受光素子アレイ7の位置に全反射ミラー8を配置するとともに、受光素子アレイ7をMEMSミラーアレイチップ5を併設したものである。ここで、受光素子アレイ7は、MEMSミラーアレイチップ5のY方向の正の方向に所定間隔離間して配置される。また、全反射ミラー8は、平板状の全反射ミラーからなり、主表面をXY平面に沿わせた状態から、X軸回りに時計回り方向にθ度だけ傾かせた状態で配設される。   As shown in FIGS. 14A to 14C, the wavelength selective optical switch according to the present embodiment has a position of the light receiving element array 7 in the wavelength selective optical switch shown in the first embodiment. The total reflection mirror 8 is disposed on the light receiving element array 7 and the MEMS mirror array chip 5 is provided on the light receiving element array 7. Here, the light receiving element array 7 is arranged at a predetermined interval in the positive direction in the Y direction of the MEMS mirror array chip 5. The total reflection mirror 8 is a flat total reflection mirror, and is disposed in a state where the main surface is inclined along the XY plane by θ degrees clockwise around the X axis.

回折格子43の反射部43bにより反射された光ビームは、全反射ミラー8に反射され、再び回折格子43の反射部43bに向かい、MEMSミラー52aに向かって反射される。この反射光(以下、再反射光という)は、第2のレンズ42で集光され、MEMSミラー52a近傍にスポットを形成する。このビームスポットは、第1の実施の形態の場合と同様、波長毎に分離されている。このとき、全反射ミラー8は、X軸回りに一定の角度θだけ傾けられている。このため、再反射光が形成するビームスポット群は、MEMSミラーアレイチップ5に対してY軸方向にオフセットされた位置、すなわち受光素子アレイ7が配置された位置に形成される。したがって、全反射ミラー8により反射された再反射光の光ビームは、チャネル毎に対応する受光素子71に導入される。これにより、受光素子アレイ7は、各チャネル光の光強度を独立して測定することができる。   The light beam reflected by the reflecting portion 43b of the diffraction grating 43 is reflected by the total reflection mirror 8, and again travels toward the reflecting portion 43b of the diffraction grating 43 and is reflected toward the MEMS mirror 52a. This reflected light (hereinafter referred to as re-reflected light) is collected by the second lens 42 and forms a spot in the vicinity of the MEMS mirror 52a. This beam spot is separated for each wavelength as in the case of the first embodiment. At this time, the total reflection mirror 8 is inclined by a certain angle θ around the X axis. Therefore, the beam spot group formed by the re-reflected light is formed at a position offset in the Y-axis direction with respect to the MEMS mirror array chip 5, that is, a position where the light receiving element array 7 is disposed. Therefore, the light beam of re-reflected light reflected by the total reflection mirror 8 is introduced into the light receiving element 71 corresponding to each channel. Thereby, the light receiving element array 7 can measure the light intensity of each channel light independently.

上述したようにMEMSミラーアレイチップ5と受光素子アレイ7とは、Y方向のオフセットをもって同じYZ平面内に配置されるので、両者を1つのパッケージに実装することができる。このようなアクティブデバイスを1つのパッケージ化できることは、気密封止による高信頼性化や製造コストの低減、サイズの小型化などの点で好ましい。また、両者を1つのチップ上にモノリシックまたはハイブリッドに集積化することもできる。   As described above, the MEMS mirror array chip 5 and the light receiving element array 7 are arranged in the same YZ plane with an offset in the Y direction, so that both can be mounted in one package. The ability to package such an active device in one package is preferable in terms of high reliability by hermetic sealing, reduction in manufacturing cost, size reduction, and the like. In addition, both can be monolithically or hybridly integrated on one chip.

上述したような構成を採るとき、回折格子43から全反射ミラー8までの距離をΔZとすると、MEMSミラー52aから受光素子71までの光路長は4f+2ΔZとなり、4f光学系とはならない。したがって、受光素子71の受光面上における再反射光のビームサイズは、MEMSミラー52a上におけるビームサイズと比較して大きくなるため、ビームウェストとはならない。しかしながら、十分に受光領域の大きいな受光素子71を有する受光素子アレイを用いたり、各受光素子71にレンズを集積化したり、全反射ミラーの代わりに緩い曲率を有する凹面ミラーを用いたりすることにより、上述したようなビームサイズや焦点のずれに関する問題を容易に解決することができる。   When adopting the above-described configuration, if the distance from the diffraction grating 43 to the total reflection mirror 8 is ΔZ, the optical path length from the MEMS mirror 52a to the light receiving element 71 is 4f + 2ΔZ, and the 4f optical system is not formed. Therefore, the beam size of the re-reflected light on the light receiving surface of the light receiving element 71 is larger than the beam size on the MEMS mirror 52a, and therefore does not become a beam waist. However, by using a light receiving element array having a light receiving element 71 having a sufficiently large light receiving area, integrating a lens in each light receiving element 71, or using a concave mirror having a loose curvature instead of a total reflection mirror. The above-described problems relating to beam size and focus shift can be easily solved.

[第4の実施の形態]
次に、本発明に係る第4の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態において、第1〜3の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment according to the present invention will be described. In the present embodiment, the same components as those in the first to third embodiments are denoted by the same names and reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.

図15に示すように、本実施の形態に係る波長選択型光スイッチは、第1の実施の形態で示した回折格子43の中心からX軸方向の負の方向、すなわちMEMSミラーアレイチップ5と反対側に回折格子9を設け、かつ、この回折格子9による回折光の出射方向に第4のレンズ10と第2の受光素子アレイ11とを設けたものである。ここで、回折格子9は、主表面をXY平面に沿わせた状態からY軸に沿った中心軸を時計回りに45度回動させた状態で配置される。このような回折格子9には、上述したような反射部は設けられていない。   As shown in FIG. 15, the wavelength selective optical switch according to the present embodiment has a negative X-axis direction from the center of the diffraction grating 43 shown in the first embodiment, that is, the MEMS mirror array chip 5 and A diffraction grating 9 is provided on the opposite side, and a fourth lens 10 and a second light receiving element array 11 are provided in the emission direction of the diffracted light by the diffraction grating 9. Here, the diffraction grating 9 is arranged in a state where the central axis along the Y axis is rotated 45 degrees clockwise from the state where the main surface is along the XY plane. Such a diffraction grating 9 is not provided with a reflection portion as described above.

また、回折格子43は、図16に示すように、第1の実施の形態で示したような裏面のみならず、表面にも反射部43bを設けている。なお、本実施の形態では、p方向の両端近傍に反射部43bを設け、その他の領域にはグレーティング部43aを設けた場合を例に説明する。   Further, as shown in FIG. 16, the diffraction grating 43 is provided with a reflecting portion 43b on the front surface as well as the back surface as shown in the first embodiment. In the present embodiment, an example will be described in which the reflective portion 43b is provided in the vicinity of both ends in the p direction and the grating portion 43a is provided in other regions.

本実施の形態によれば、入力ポート1aから入力されたWDM信号光の一部は、回折格子43表面のグレーティング部43aで分波されることなく、回折格子43表面に設けられた反射部43bにより反射されて、第2の回折格子9に導かれる。この第2の回折格子9には、反射部が設けられていないので、回折格子43により反射されたWDM信号光を分波する。この分波された各チャネルの光ビームは、第4のレンズ10で集光され、第2の受光素子アレイ11の対応する受光素子に結合する。この受光素子に結合される光ビームの光強度は、入力ポート1aから入力されるWDM信号光の光強度に比例しており、MEMSミラー52aによるアッテネーションやポート選択機能とは無関係である。したがって、本実施の形態では、波長選択型光スイッチへの入力光の光強度をチャネル毎に測定することができる。また、受光素子アレイ7では、第1の実施の形態でも説明したように、アッテネーションパワーを測定しているので、これら受光素子アレイ7と第2の受光素子アレイ11という二つの受光素子アレイを併用することにより、波長選択型光スイッチの入力光および出力光の光強度を全チャネルについて取得することが可能となる。結果として、従来の波長選択型光スイッチモジュールの前段に必要とされていたOCMを省略することができ、波長選択型光スイッチのサブシステムのを大幅な小型化と経済化を実現することができる。   According to the present embodiment, a part of the WDM signal light input from the input port 1a is not demultiplexed by the grating unit 43a on the surface of the diffraction grating 43, and the reflection unit 43b provided on the surface of the diffraction grating 43. And is guided to the second diffraction grating 9. Since the second diffraction grating 9 is not provided with a reflecting portion, the WDM signal light reflected by the diffraction grating 43 is demultiplexed. The demultiplexed light beams of the respective channels are collected by the fourth lens 10 and coupled to the corresponding light receiving elements of the second light receiving element array 11. The light intensity of the light beam coupled to the light receiving element is proportional to the light intensity of the WDM signal light input from the input port 1a, and is independent of the attenuation by the MEMS mirror 52a and the port selection function. Therefore, in this embodiment, the optical intensity of the input light to the wavelength selective optical switch can be measured for each channel. In the light receiving element array 7, as described in the first embodiment, the attenuation power is measured. Therefore, the light receiving element array 7 and the second light receiving element array 11 are used in combination. By doing so, it becomes possible to obtain the optical intensities of the input light and output light of the wavelength selective optical switch for all channels. As a result, the OCM required in the previous stage of the conventional wavelength selective optical switch module can be omitted, and the subsystem of the wavelength selective optical switch can be significantly reduced in size and cost. .

なお、受光素子アレイ7および第2の受光素子アレイ11への入射光の光軸は平行であるので、それらの2つの受光素子アレイを1つのパッケージに実装することができる。これにより、気密封止による高信頼性化や製造コストの低減、サイズの小型化などの点で好ましい。また、2×40アレイのPDアレイとしてモノリシック集積化するようにしてもよい。   Since the optical axes of the incident light to the light receiving element array 7 and the second light receiving element array 11 are parallel, these two light receiving element arrays can be mounted in one package. This is preferable in terms of high reliability by hermetic sealing, reduction in manufacturing cost, size reduction, and the like. Further, monolithic integration may be performed as a 2 × 40 array of PD arrays.

さらには、図17に示すように、回折格子43および第2の回折格子9の後段に、2枚の全反射ミラー12,13を挿入し、これらをX方向に移動できるようにしてもよい。これにより、1つの受光素子アレイで入力側OCMと出力側OCMを切り替えて使用することが可能となる。   Furthermore, as shown in FIG. 17, two total reflection mirrors 12 and 13 may be inserted in the subsequent stage of the diffraction grating 43 and the second diffraction grating 9 so that they can be moved in the X direction. Accordingly, it is possible to switch between the input-side OCM and the output-side OCM with one light receiving element array.

なお、上述した第1〜第4の実施の形態では、分波された波長チャネルを偏向する素子として、MEMSミラー素子を適用した場合を例に説明したが、入射された光を反射し、かつ、その反射方向を制御可能な偏向素子であれば例えば液晶による空間変調器など各種素子を適用することができる。   In the first to fourth embodiments described above, a case where a MEMS mirror element is applied as an element for deflecting a demultiplexed wavelength channel has been described as an example. However, incident light is reflected and Various elements such as a liquid crystal spatial modulator can be applied as long as the deflecting element can control the reflection direction.

本発明は、光チャネルモニタなど回折格子を有する各種装置に適用することができる。   The present invention can be applied to various apparatuses having a diffraction grating such as an optical channel monitor.

本発明に係る波長選択型光スイッチの構成を示すXZ方向からの図である。It is a figure from the XZ direction which shows the structure of the wavelength selection type optical switch which concerns on this invention. 本発明に係る波長選択型光スイッチの構成を示すYZ方向からの図である。It is a figure from the YZ direction which shows the structure of the wavelength selection type optical switch which concerns on this invention. 回折格子の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of a diffraction grating. MEMSミラーアレイチップの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of a MEMS mirror array chip. (a)反射光が照射された回折格子の裏面の状態を示す図、(b)各出力ポートに対応する反射光が照射された回折格子の裏面の状態を示す図である。(A) The figure which shows the state of the back surface of the diffraction grating irradiated with reflected light, (b) The figure which shows the state of the back surface of the diffraction grating irradiated with the reflected light corresponding to each output port. アッテネーション実行時における波長選択型光スイッチの構成を示すXZ方向からの図である。It is a figure from the XZ direction which shows the structure of the wavelength selection type optical switch at the time of attenuation execution. アッテネーション実行時における波長選択型光スイッチの構成を示すYZ方向からの図である。It is a figure from the YZ direction which shows the structure of the wavelength selection type optical switch at the time of attenuation execution. アッテネーション実行時における回折格子の裏面の状態を示す図である。It is a figure which shows the state of the back surface of the diffraction grating at the time of attenuation execution. 光強度とMEMSミラーのY軸回りの回動βの変位との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between light intensity and the displacement of rotation (beta) around the Y-axis of a MEMS mirror. 回折格子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a diffraction grating. 図10の回折格子における光強度とMEMSミラーのY軸回りの回動βの変位との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the light intensity in the diffraction grating of FIG. 10, and the displacement of rotation (beta) around the Y-axis of a MEMS mirror. 回折格子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a diffraction grating. 回折格子の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of a diffraction grating. (a)全反射ミラーを備えた波長選択型光スイッチのZX方向からの構成を示す図、(b)(a)のZY方向からの図、(c)(a)のYX方向からの図である。(A) The figure which shows the structure from the ZX direction of the wavelength selection type | mold optical switch provided with the total reflection mirror, (b) The figure from the ZY direction of (a), (c) The figure from the YX direction of (a). is there. 回折格子および受光素子アレイを2つずつ備えた波長選択型光スイッチの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wavelength selection type optical switch provided with two diffraction gratings and two light receiving element arrays. 図15における回折格子の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diffraction grating in FIG. 移動可能な2つの全反射ミラーを備えた波長選択型光スイッチの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wavelength selection type optical switch provided with two movable total reflection mirrors. 波長選択型光スイッチの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of a wavelength selection type optical switch. 従来のMEMSミラーアレイチップの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the conventional MEMS mirror array chip | tip. Add型の波長選択型光スイッチを有する光合分波モジュールの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical multiplexing / demultiplexing module which has an Add type wavelength selection type optical switch. Drop型の波長選択型光スイッチを有する光合分波モジュールの構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the optical multiplexing / demultiplexing module which has a Drop type wavelength selection type optical switch.

符号の説明Explanation of symbols

1…ファイバアレイ、1a…入力ポート、1b−1〜1b−6…出力ポート、2…マイクロレンズアレイ、3…集光レンズ、4…4f光学系、5…MEMSミラーアレイチップ、6…第3のレンズ、7…受光素子アレイ、8…全反射ミラー、9…回折格子、10…第2の受光素子アレイ、11…第2の受光素子アレイ、12,13…全反射ミラー、41…第1レンズ、42…第2レンズ、43…回折格子、43a…グレーティング部、43b…反射部、51…基部、52…MEMSミラー素子、52a…MEMSミラー。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fiber array, 1a ... Input port, 1b-1 to 1b-6 ... Output port, 2 ... Micro lens array, 3 ... Condensing lens, 4 ... 4f optical system, 5 ... MEMS mirror array chip, 6 ... 3rd 7 ... light receiving element array, 8 ... total reflection mirror, 9 ... diffraction grating, 10 ... second light receiving element array, 11 ... second light receiving element array, 12, 13 ... total reflection mirror, 41 ... first Lens, 42 ... 2nd lens, 43 ... Diffraction grating, 43a ... Grating part, 43b ... Reflection part, 51 ... Base part, 52 ... MEMS mirror element, 52a ... MEMS mirror.

Claims (10)

入射光の光軸上に配置された第1のレンズと、
この第1のレンズの前記入射光の入射側とは反対側の焦点上に前記入射光の光軸に対して斜めに配置され、少なくとも前記第1のレンズと反対側の面の一部に反射面を有する透過型の回折格子と、
この回折格子により回折された前記入射光の回折光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が前記回折格子に位置するように配置された第2のレンズと、
前記回折光の光軸上で、かつ、前記第2のレンズの他方の焦点面に配置され、前記回折光を反射して前記回折格子に導く偏向素子と、
この偏向素子により反射された前記回折光を前記回折格子の前記反射面により反射された反射光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が前記回折格子に位置するように配置された第3のレンズと、
前記反射光の光軸上で、かつ、前記第3のレンズの他方の焦点面側に配置された受光素子と
を備えたことを特徴とする光チャネルモニタ。
A first lens disposed on the optical axis of the incident light;
The first lens is disposed on the focal point on the opposite side of the incident light from the incident side, obliquely with respect to the optical axis of the incident light, and reflected on at least a part of the surface opposite to the first lens. A transmissive diffraction grating having a surface;
A second lens arranged on the optical axis of the diffracted light of the incident light diffracted by the diffraction grating and disposed so that one focal plane is located on the diffraction grating;
A deflecting element disposed on the optical axis of the diffracted light and on the other focal plane of the second lens, which reflects the diffracted light and guides it to the diffraction grating;
A third diffracted light reflected by the deflecting element is arranged on the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting surface of the diffraction grating and so that one focal plane is located on the diffraction grating. With the lens
An optical channel monitor comprising: a light receiving element disposed on the optical axis of the reflected light and on the other focal plane side of the third lens.
入射光の光軸上に配置された第1のレンズと、
この第1のレンズの前記入射光の入射側とは反対側の焦点面に前記入射光の光軸に対して斜めに配置され、少なくとも前記第1のレンズと反対側の面の一部に反射面を有する透過型の回折格子と、
この回折格子により回折された前記入射光の回折光の光軸上で、かつ、一方の焦点面が前記回折格子に位置するように配置された第2のレンズと、
前記回折光の光軸上で、かつ、前記第2のレンズの他方の焦点面に配置され、前記回折光を反射して前記回折格子に導く偏向素子と、
この偏向素子により反射された前記回折光を前記回折格子の前記反射面により反射された反射光の光軸上に配置された反射ミラーと、
この反射ミラーにより反射された前記反射光の光軸上に配置された受光素子と
を備えたことを特徴とする光チャネルモニタ。
A first lens disposed on the optical axis of the incident light;
The first lens is disposed obliquely with respect to the optical axis of the incident light at a focal plane opposite to the incident light incident side of the first lens, and is reflected on at least a part of the surface opposite to the first lens. A transmissive diffraction grating having a surface;
A second lens arranged on the optical axis of the diffracted light of the incident light diffracted by the diffraction grating and disposed so that one focal plane is located on the diffraction grating;
A deflecting element disposed on the optical axis of the diffracted light and on the other focal plane of the second lens, which reflects the diffracted light and guides it to the diffraction grating;
A reflecting mirror disposed on the optical axis of the reflected light reflected by the reflecting surface of the diffraction grating, and the diffracted light reflected by the deflecting element;
An optical channel monitor comprising: a light receiving element disposed on an optical axis of the reflected light reflected by the reflecting mirror.
前記回折格子の前記第1のレンズに対向する面の一部に形成された反射面により反射された入射光の光軸上に配置された第2の回折格子と、
この第2の回折格子により回折された回折光の光軸上で、かつ、前記第2の回折格子が一方の焦点面に位置するように配置された第3のレンズと、
この第3のレンズの他方の焦点面側に配置された第2の受光素子と
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光チャネルモニタ。
A second diffraction grating disposed on the optical axis of incident light reflected by a reflection surface formed on a part of a surface of the diffraction grating facing the first lens;
A third lens arranged on the optical axis of the diffracted light diffracted by the second diffraction grating and so that the second diffraction grating is located on one focal plane;
The optical channel monitor according to claim 1, further comprising: a second light receiving element disposed on the other focal plane side of the third lens.
前記第1の回折格子は、1次または−1次の回折光に対して略45度のリトロー配置となるように配置された回折格子から構成され、
前記偏向素子で反射された回折光は、前記回折格子に対して略45度の角度で入射する
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の光チャネルモニタ。
Wherein the first diffraction grating is composed of arranged diffraction grating such that the Littrow arrangement of about 45 degrees with respect to primary or -1 order diffracted light,
The optical channel monitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the diffracted light reflected by the deflecting element is incident on the diffraction grating at an angle of approximately 45 degrees.
前記偏向素子は、1次元に配列された複数のMEMSミラー素子から構成される
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光チャネルモニタ。
5. The optical channel monitor according to claim 1, wherein the deflecting element includes a plurality of MEMS mirror elements arranged one-dimensionally.
前記回折格子は、多数のスリットが互いに平行に並設されたグレーティング部を有し、
前記反射面は、前記回折格子の端部に前記スリットの長手方向に帯状に形成される
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光チャネルモニタ。
The diffraction grating has a grating portion in which a large number of slits are arranged in parallel to each other,
The optical channel monitor according to claim 1, wherein the reflection surface is formed in a band shape in the longitudinal direction of the slit at an end of the diffraction grating.
前記回折格子は、多数のスリットが互いに平行に並設されたグレーティング部を有し、
前記反射面は、平面視略矩形の前記回折格子において、前記スリットの長手方向に対して垂直な端部の両端、または、前記スリットの長手方向に対して平行な端部の略中央部に形成される
ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の光チャネルモニタ。
The diffraction grating has a grating portion in which a large number of slits are arranged in parallel to each other,
The reflective surface is formed in the diffraction grating of generally rectangular plan view, both ends of the vertical end with respect to the longitudinal direction of the slit, or at a substantially central portion of the end parallel to the longitudinal direction of the slit The optical channel monitor according to claim 1, wherein the optical channel monitor is the optical channel monitor.
前記反射ミラーは、前記反射光の光軸方向に対して斜めに配設される
ことを特徴とする請求項2記載の光チャネルモニタ。
The optical channel monitor according to claim 2, wherein the reflection mirror is disposed obliquely with respect to an optical axis direction of the reflected light.
前記反射ミラーは、凹面鏡から構成される
ことを特徴とする請求項2記載の光チャネルモニタ。
The optical channel monitor according to claim 2, wherein the reflection mirror includes a concave mirror.
請求項1乃至9の何れか1項に記載の光チャネルモニタと、
少なくとも1つの入力ポートおよび少なくとも1つの出力ポートからなる入出力光学系と
を備え、
前記入力ポートから入力される入射光は、前記第1のレンズに入射され、
前記偏向素子の角度に応じて前記偏向素子で反射された光を、前記第2のレンズ、前記回折格子を介して前記入出力光学系の出力ポートのうちの任意の出力ポートに導く
ことを特徴とする波長選択型光スイッチ。
An optical channel monitor according to any one of claims 1 to 9,
An input / output optical system comprising at least one input port and at least one output port;
Incident light input from the input port is incident on the first lens;
The light reflected by the deflecting element according to the angle of the deflecting element is guided to an arbitrary output port of the input / output optical system via the second lens and the diffraction grating. Wavelength selective optical switch.
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