光输入输出装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及使用于光网络的光输入输出装置。
【背景技术】
[0002] 随着互联网流量增大，光通信中的通信容量增加的需求进一步提高。作为光通信 的路由功能装置，在备受瞩目的技术中存在光开关。在光开关之中，从高密度安装、降低功 耗的观点来看，在自由空间上切换光的路径的空间光学系光开关与其它方式相比尤其优 秀，这些年在技术开发上取得了进展。
[0003] 对空间光学系光开关的基本结构进行说明。一般而言，空间光学系光开关在输入 光纤与输出光纤之间的自由空间上由若干个透镜和改变光束的行进方向的光束偏转元件 构成。作为典型的光开关，有由输入输出光纤阵列和准直透镜阵列以及两组光束偏转元件 阵列构成的光交叉连接开关（OXC)、由输入输出光纤阵列和准直透镜阵列以及透镜组、色散 元件、光束偏转元件阵列构成的波长选择开关（WSS)等。
[0004] 空间光学系光开关虽然能在空间中高密度地布局光束，但是由于不具有基于光纤 等的光的波导结构，所以往目标输出端口外的非意图的漏光会成为问题。在配置多个输出 端口的结构的光开关中，由于往紧邻端口等的在高功率电平的光泄漏作为串扰会导致信号 品质变差，因此是特别需要注意的技术开发项目。
[0005] 作为光开关的功能，有进行输出端口的光功率控制的光衰减（attenuation)功 能。作为空间光学系光开关的光衰减功能，虽然有在各输出端口的后段单独地安装光衰减 器的方法等，但是随着端口数增加会导致成本、尺寸增加。因此，可以考虑使用光开关内的 光束偏转元件来实现衰减功能的方法。
[0006] 在使用光束偏转元件来实现衰减功能的情况下，如何能抑制上述的串扰就成为问 题。作为光束偏转元件，可使用微机电系统（MEMS)、硅基液晶空间光调制器（LCOS-SLM)。作 为衰减方法，存在非专利文献1、2所述的将相位不以2 进行折返的方法、专利文献1所述 的在将光束进行偏转时从朝向输出端口的最佳角度有意图地偏离来控制光耦合率的方法。 但是，在该方法中往相邻的输出端口的漏光作为串扰而成为问题。因此，一直在寻求新的衰 减方法的技术开发。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1 :日本特开2009-036886
[0010] 非专利文献
[0011] 非专利文献 I :T. Fujita et al，Opt. Lett. ,7(1982)578.
[0012] 非专利文献 2 :R. Magnusson et al，J. Opt. Soc. Am. 68 (1978) 806.
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的问题
[0014] 对于光输入输出装置，为了使信号光不发生干扰，优选往相邻端口的串扰较低。但 是，对于使用了相位调制元件的非专利文献1、非专利文献2所述的、通过将相位不以2 31的 整数倍进行折返而控制光功率的方法而言，由于输出端口附近会产生高阶光，因此难以抑 制串扰。另外，对于专利文献1所述的通过改变偏转角度来控制光功率的方法而言，由于会 产生往相邻端口的串扰，因此需要将端口间的距离配置成比所需的距离更远。
[0015] 为了解决这样的问题，本发明的目的在于，提供一种在光通信网络中，抑制往其它 端口的串扰的产生并使输出光功率变化的控制方法。
[0016] 用于解决问题的方案
[0017] 为解决上述的问题，一个实施方式所述的发明是一种光输入输出装置，具备：输入 端口以及输出端口，进行信号光的输入输出；相位调制元件，具有：在平面内排列成矩阵状 的多个像素、生成在各像素上设定的相位值的组合即相位图，以使在所述输入端口或所述 输出端口中的预期的端口间进行光耦合的相位图生成部、将所述相位图变换成各像素的驱 动信号的控制部以及根据所述驱动信号驱动所述像素的驱动部，通过由所述驱动部施加与 所述相位图对应的驱动信号，改变入射到各像素的信号光的光相位；以及光学元件，改变所 述信号光的出射方向，以使从所述输入端口往空间出射的所述信号光照射到所述相位调制 元件的所述平面内的各像素上，所述相位图生成部具有：在所述信号光入射的所述相位调 制元件的平面内的至少一个方向上重叠具有规定的周期的周期性的相位图的重叠单元、和 控制所述周期性的相位图的振幅的单元，在相对于在所述输入端口以及所述输出端口间得 到预期的光耦合的相位图进行了重叠的周期性相位图的周期以及相位图形状所对应的位 置上将所述信号光衍射，并使其光强度色散。
【附图说明】
[0018]图1是表示从X轴方向观察到的使用了作为本发明的控制对象的反射型相位调制 元件的光输入输出装置的结构的图。
[0019]图2是表示从X轴方向观察到的使用了作为本发明的控制对象的反射型相位调制 元件的具有波长选择性的光输入输出装置的结构的图。
[0020] 图3是表示从X轴方向观察到的使用了作为本发明的控制对象的透射式相位调制 元件的光输入输出装置的结构的图。
[0021 ]图4是表示从X轴方向观察到的使用了作为本发明的控制对象的透射式相位调制 元件的具有波长选择性的光输入输出装置的结构的图。
[0022] 图5A是表示相位调制元件的结构的图。
[0023]图5B是表示具有波长选择性的光学结构的情况下的相位调制元件的结构的图。
[0024] 图6是表不为了使光在输出端口親合的相位图的例子的图。
[0025] 图7是表示来自反射型相位调制元件的衍射的例子的图。
[0026]图8A是表示不重叠周期性相位图的情况下的偏转特性的例子的图。
[0027]图8B是表示重叠周期性相位图的情况下的偏转特性的例子的图。
[0028] 图9A是表示重叠的周期性相位图的第一例的图。
[0029] 图9B是表示重叠的周期性相位图的第二例的图。
[0030] 图9C是表示重叠的周期性相位图的第三例的图。
[0031] 图9D是表示重叠的周期性相位图的第四例的图。
[0032] 图10是以降低串扰并可控制光功率的方式配置端口的例子。
[0033] 图11是表示重叠的相位周期与通过重叠了周期性相位图而呈现的光的出射角度 的关系的例子的图。
[0034] 图12是表示重叠的相位的振幅与光功率的关系的例子的图。
[0035] 图13是表示在以使光往端口外出射的方式重叠了相位图的情况下的偏转特性的 例子的图。
[0036] 图14是以在输出端口排列的方向之外的方向上出现光峰的方式进行控制的例 子。
[0037] 图15是表示重叠的相位的振幅与光功率的关系的例子的图。
[0038] 图16是表示重叠的相位的振幅与光功率的关系的例子的图。
[0039] 图17A是表示将重叠的相位制成正弦波的情况下的重叠的相位的振幅与光功率 的关系的例子的图。
[0040] 图17B是表示将重叠的相位制成三角波的情况下的重叠的相位的振幅与光功率 的关系的例子的图。
[0041] 图17C是表示将重叠的相位制成脉冲波的情况下的重叠的相位的振幅与光功率 的关系的例子的图。
[0042] 图18A是表示组合多个相位图并重叠的例子的图。
[0043] 图18B是表不以不同的周期和振幅来重叠了同一相位图的例子的图。
[0044] 图19A是表示组合多个相位图并重叠的情况下的周期性相位图的相位的振幅与 光功率的关系的例子的图。
[0045] 图19B是表示以不同的周期和振幅来重叠了同一相位图的情况下的周期性相位 图的相位的振幅与光功率的关系的例子的图。
[0046] 图20是表不将区域分割成多个的例子的图。
[0047] 图21(A)是表示不分割区域的情况下的光谱的例子，⑶是表示分割区域的情况 下的光谱的例子。
[0048] 图22是表示将周期w作为3. 5X像素尺寸时的锯齿波的相位图的图。
[0049] 图23是表示将周期性相位图的周期w作为像素尺寸的整数倍即3X像素尺寸的 情况下的相位图的图。
【具体实施方式】
[0050] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。
[0051] 【第一光输入输出装置的结构】
[0052] 首先，对使用了作为本发明的控制对象的相位调制元件的光输入输出装置进行说 明。图1是表示从X轴方向观察到的使用了作为本发明的控制对象的反射型相位调制元件 的光输入输出装置的结构的图。是将输入端口作为1端口，将输出端口作为n端口的IXn 开关的例子。此处，将输出端口排列的方向设为y轴，信号光传输的方向设为z轴。输入的 信号光经由光纤11出射到空间中，经由准直透镜12,传输到光学元件13。来自光学元件13 的出射的信号光即出射光由相位调制元件14反射，再次经由光学元件13,传输给准直透镜 阵列12、15-1~15_n和光纤11、16-1~16_n。信号光由相位调制兀件14中设定的相位 图来选择进行光耦合的输入端口以及输出端口（以下，也将"输入端口