[发明专利]光信号处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光信号处理装置。

背景技术

近年来，在光通信领域，利用使一个光信号与一个波长对应，进行波分复用并传输的波分复用(WDM：Wavelength Division Multiplexing)技术，实现了由一根光纤进行大容量的光传输。伴随这种光通信技术的发展，不将光信号转换成电信号地将光路进行切换的光开关受到关注。其中，提出了一种可从几十个波长中选择任意波长并向多个输出光纤中的任一个输出的波长选择开关(例如参照专利文献1)。图1中示出该波长选择开关(WSS：Wavelength Selective Switch)的一例。

图1所示的波长选择开关具备：光纤阵列001、微透镜阵列002、聚光透镜003、柱面透镜004、第一主透镜005、衍射光栅006、第二主透镜007以及MEMS反射镜阵列008，它们具有按照上述顺序沿着z方向排列的结构。

光纤阵列001是将多个光纤排列在y方向上而构成，分为射出输入光的输入端口及接收输出光的输出端口。在图1的例子中，设有一个输入端口0011及四个输出端口0012。微透镜阵列002与光纤阵列001同样排列在y方向上，在光纤阵列001输入端口的输出侧以及输出端口的输入侧，各微透镜与对应的光纤阵列001的各光纤配置成对置。微透镜阵列002的各微透镜将从光纤阵列001的各光纤的对应的输入输出端口射出的光束形状进行整形，转换成准直光。

聚光透镜003使从各光纤射出的光在某一个点009(以下称为A点)上与主光线交叉。聚光透镜003与A点009之间的距离，与聚光透镜003的焦距相等。柱面透镜004将A点009处的光束形状形成为椭圆光束。

第一主透镜005、第二主透镜007以及衍射光栅006构成4f光学系统。A点与第一主透镜之间的距离，与第一主透镜的焦距f1相等，第二主透镜与MEMS反射镜之间的距离，与第二主透镜的焦距f2相等。由于构成了4f光学系统，因此在A点009处形成的光束形状投影于MEMS反射镜008上。此时投影于MEMS反射镜008上的光束直径相对于A点处的光束直径，被扩大或缩小到焦距比f2/f1倍。衍射光栅006将波分复用后的信号光，按每一波长进行分离。按每一波长分离后的信号光经由第二主透镜007照射到对应的MEMS反射镜。

MEMS反射镜008具备多个反射镜元件，并被配置成使穿过MEMS反射镜008的各反射镜元件的中心的直线沿着x轴方向。这样的MEMS反射镜008在使各反射镜元件的主表面与第二主透镜对置的状态下，配设于第二主透镜的焦点位置处。MEMS反射镜008使照射的各信号光的主光线变换成角度θx进行反射，选择射入的输出端口。由于MEMS反射镜008的各反射镜元件绕着与波长分离轴z轴正交的x轴旋转，因此通过由旋转改变射出角度而改变A点009处的射入角度。由此，波长选择开关能选择主光线射入的输出端口0012。

上述波长选择开关通过改变按每一信号光分配的MEMS反射镜的射出角度，能按每一波长切换输出端口。

波长选择开关在构成光网络的节点200内同时安装有多个。图2是记载了在一个节点内安装了两个波长选择开关(WSS)的情况下的波长选择开关部的结构图。将进入节点200的光信号在波长选择开关201中分波，分成传向下一个波长选择开关202的信号以及传向接收机203-1、203-2的信号。下一个波长选择开关202使从上一个波长选择开关201传来的信号和来自发送机204-1、204-2的信号光进行合波，从节点200输出信号光。

如此，能在各节点内，利用波长选择开关将接收、发送以及通过的信号进行分波、合波。节点一般除了波长选择开关之外，还安装有光监测器、光放大器以及光耦合器等光学部件，还具有故障检测或光品质补偿、光品质变差检测等功能。

图3表示路径数为4时的节点结构。是能将各信号波长切换至任意路径的节点结构。此时安装有8个波长选择开关。虽然进行了路径数为4时的说明，但是路径数可为任意数，使用的波长选择开关的个数随着路径数的增加而增加。

在节点内安装多个波长选择开关、光学部件时，节点的尺寸变大，节点的成本比照波长选择开关等的个数增加。因此，只要能共用在多个波长选择开关之间等处共用的部件，并能由一个部件来制造能集成功能的部件，就能缩小节点内的各个装置的尺寸，还能降低成本。