[发明专利]光信号处理装置

说明书

本发明提供一种光信号处理装置，该光信号处理装置能够会聚来自输入波导的光而形成细小直径的光束阵列。光信号处理装置包括：输入波导(302a～302c)、阵列波导(305)、以及平板波导(304)，该平板波导(304)中以同一点(C)为中心的第一圆弧(304a)与输入波导(302a～302c)连接，并且以同一点(C)为中心的第二圆弧(404b)与阵列波导(305)连接。

技术领域

本发明涉及在光通信网络中使用的光信号处理装置。

背景技术

由于互联网等数据通信网络爆发性地普及，对于光通信网络的大容量化的要求日益增大。虽然为了应对这样的网络需求的增大而应用了波分复用通信，但是近年来对于能够实现针对各波长的路由切换的波长选择开关(WSS：Wavelength Selective Switch)的需求也在日益增长。作为以往的波长选择开关，有非专利文献1所公开的波长选择开关。

图12是非专利文献1所公开的波长选择开关。在非专利文献1所记载的波长选择开关中，公开了将构成在波导上的透镜光学系统用作WSS的输入光学系统，并将WSS的光学系统简化，从而实现小型化和低价格化的方案。

具体而言，对形成于基板100上的光波导集成了WSS的输入光学系统。从输入波导101输入的光信号经由输入平板波导102向阵列波导103入射。阵列波导103以各个波导成为相等长度的方式形成，在其输出平板波导104处的输出端Point A，宽幅地输出高斯光束。

此处，在阵列波导103中的输入平板波导102侧的波导之间的间距d1与输出平板波导104侧的波导之间的间距d2相等的情况下，也就是说，在d1＝d2的情况下，如果将输入波导101的波导模式的宽度设为w₀，则上述的输出端Point A处的高斯光束的宽度W以下述式(1)表示。

[数1]

还从波导输出端输出具有式(1)所示的W的宽度的准直光束。而且，从输入波导101以外的输入波导(例如，输入波导101b)输入的光信号作为以下的光束从波导输出端输出，该光束的中心存在于上述的输出端Point A，且具有与输入波导101、101b之间的距离x对应的斜率的波阵面。

图12所示的基板100上所形成的输入光学系统适合于空间光学系统具有4f的开关结构的情况。如图12所示，4f如下表示，4f＝(从波导芯片100到透镜105a的距离f)+(从透镜105a到衍射光栅106的距离f)+(从衍射光栅106到透镜105b的距离f)+(从透镜105b到LCOS107的距离f)。

上述的空间光学系统适合于将同一光学功率元件(透镜)用于开关轴方向和波长方向两者来进行波阵面成形那样的光学系统的情况。在图12中，从基板100输出的光信号经由两个透镜105a、105b以及衍射光栅106向作为光偏转元件的LCOS107入射，但从不同的输入端口、例如输入端口101、101b输入的光信号以不同的角度向LCOS107入射。这些光束的主光线到达LCOS107的位置为相同点。因此，通过由LCOS107使光束偏转，能够使来自不同的输入端口的光信号高效地光耦合，实现开关功能。

图12所示的光学系统适合于4f的光学系统，但是不能应用于其它的构成的光学系统。例如，在图13所示那样的2f光学系统的情况下，从输入光纤201a输出的光信号经过光路204并经由透镜202而向作为光偏转元件的LCOS203入射。而且，入射光被LCOS203偏转，经过光路205在光纤201b耦合。此时，光信号优选作为准直光束入射到LCOS203。来自输入光纤201a的光信号在透镜202的跟前(输入光纤201a与透镜202之间)作为扩散光束204a传输。