FR2793563A1 - Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique comportant une structure de reseau de diffraction a groupement de guides d'ondes - Google Patents
Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique comportant une structure de reseau de diffraction a groupement de guides d'ondes Download PDFInfo
- Publication number
- FR2793563A1 FR2793563A1 FR9912212A FR9912212A FR2793563A1 FR 2793563 A1 FR2793563 A1 FR 2793563A1 FR 9912212 A FR9912212 A FR 9912212A FR 9912212 A FR9912212 A FR 9912212A FR 2793563 A1 FR2793563 A1 FR 2793563A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- waveguide
- waveguides
- optical
- demultiplexer
- optical wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 98
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 5
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 5
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
Un multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique, utilisé dans des systèmes de multiplexage par répartition en longueur d'onde, comprend un premier guide d'ondes à plaque (212) pour diviser des puissances de signaux optiques d'entrée provenant des guides d'ondes optiques d'entrée (210), un réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes (214) pour guider à travers lui les signaux optiques de façon qu'ils aient une différence de phase constante dans des guides d'ondes voisins, un second guide d'ondes à plaque (216) dans lequel les signaux optiques convergent à des positions focales qui dépendent de leurs longueurs d'onde, et un guide d'ondes effilé, interposé entre le second guide d'ondes à plaque (216) et des guides d'onde de sortie (218) et permettant d'obtenir une réponse spectrale plate tout en minimisant une perte d'insertion.
Description
La présente invention concerne un multiplexeur / démulti-
plexeur de longueur d'onde optique utilisé dans un système de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM), et elle concerne plus particulièrement un démultiplexeur de longueur d'onde optique capable de présenter des caractéristiques de réponse spectrale plate tout en
minimisant la perte d'insertion.
Le fonctionnement d'un multiplexeur / démulti-
plexeur de longueur d'onde optique utilisant une structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes (AWG pour "arrayed waveguide grating") peut être défini en utilisant une équation de réseau de diffraction décrivant des caractéristiques de dispersion de la lumière incidente résultant d'une diffraction de la lumière incidente dans la condition dans laquelle un groupement de guides d'ondes est considéré comme un réseau de diffraction. Un tel multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique est appelé un démultiplexeur de longueur d'onde optique à
structure AWG.
Un tel démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG est un dispositif optique utilisé dans un système de multiplexage par répartition en longueur d'onde pour coupler des signaux optiques de différentes longueurs d'onde, ou pour décomposer un signal optique en signaux de différentes longueurs d'onde. La lumière incidente sur un tel démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG présente une variation de phase lorsqu'elle traverse trois parties du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG, c'est-à-dire un premier guide d'ondes à plaque, une structure AWG et un second guide d'ondes à plaque. Les variations de phase de la lumière qui sont respectivement produites par les parties du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG sont sommées dans le plan de sortie final du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG, de façon à obtenir un effet
d'interférence renforcé dans le plan de sortie final.
L'équation de réseau de diffraction mentionnée ci-dessus est une équation pour établir une condition dans laquelle un effet d'interférence renforcé est obtenu dans le plan de sortie final du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG, grâce à la somme des variations de phase. Le plan de sortie final est ici une interface du seconde guide d'ondes à plaque avec un guide d'ondes de sortie. En supposant que la lumière tombe sur un guide d'ondes d'entrée central, l'équation de réseau de diffraction mentionnée ci-dessus s'exprime de la façon suivante: [Expression 1] nsdsinO + ncAL = ml dans laquelle "ns" représente l'indice de réfraction effectif des premier et second guides d'ondes à plaque, "nc" représente un indice de réfraction effectif de la structure AWG, "d" représente le pas de la structure AWG, "m" représente l'ordre de diffraction, "AL" représente une différence de longueur entre des guides d'ondes adjacents dans la structure AWG, et "X" représente la longueur d'onde
de la lumière incidente, respectivement.
La fréquence de fonctionnement centrale X0 correspond à la longueur d'onde de la lumière lorsque "O" dans l'Expression 1 correspond à zéro. Cette fréquence de fonctionnement centrale X est définie de la façon suivante: [Expression 2] ncAL m D'après l'Expression 1, il est possible d'établir une équation d'une variation de l'angle de diffraction de la lumière sous la dépendance d'une variation de longueur d'onde. Après différentiation des deux membres de l'Expression 1 par rapport à la longueur d'onde X, on obtient l'Expression 3 suivante: [Expression 3] dO m dX nsd En se référant à l'Expression 3, on peut trouver qu'une variation de la longueur d'onde de la lumière incidente entraîne une variation de la direction du front d'onde de la lumière. Une telle variation de la direction du front d'onde de la lumière occasionne une variation de la position du lobe principal d'une figure d'interférence qui est formée sur le plan image du second guide d'ondes à
plaque.
On peut établir la réponse spectrale du démultiplexeur de longueur d'onde optique en utilisant une intégration en chevauchement entre la figure d'interférence formée sur le plan image du second guide d'ondes à plaque, et le mode du guide d'ondes de sortie connecté au second
guide d'ondes à plaque.
Cependant, des démultiplexeurs de longueur d'onde optiques caractéristiques présentent des réponses spectrales Gaussiennes du fait que leurs figures d'interférences et leurs modes de guide d'ondes de sortie ont une forme Gaussienne. Lorsque des démultiplexeurs de longueur d'onde optiques présentant une telle réponse spectrale Gaussienne sont appliqués à un système, il est nécessaire de maîtriser avec précision une variation spectrale se produisant dans une diode laser qui constitue une source pour le système. Lorsque de tels démultiplexeurs de longueur d'ondes optiques sont couplés ensemble en série, il se produit une réduction de la largeur de la bande passante de la réponse spectrale entre des démultiplexeurs adjacents parmi les démultiplexeurs de longueur d'onde optiques. Ceci occasionne un inconvénient dans la mesure o les coûts d'installation et de
maintenance du système augmentent.
Pour résoudre le problème mentionné ci-dessus, la réponse spectrale dans chaque canal doit être plate. Deux procédés ont été proposés pour obtenir une réponse
spectrale plate. La description suivante sera faite en
relation avec ces procédés. Un procédé consiste à ajuster la longueur du chemin optique de la structure AWG. Ce procédé est décrit dans le brevet des E.U.A. n 5 467 418 délivré à Corrado Dragone, Lucent Technologies, et intitulé "FREQUENCY ROUTING DEVICE
HAVING A SPATIALLY FILTERED OPTICAL GRATING FOR PROVIDING
AN INCREASED PASSBAND WIDTH". Conformément à ce procédé, la distribution de champ de la lumière incidente sur le second guide d'ondes à plaque a la forme d'une fonction sinc. Un phénomène de diffraction se produisant dans le second guide d'ondes à plaque peut être considéré comme une transformée de Fourier de la lumière incidente apparaissant dans le plan de sortie. Par conséquent, pour obtenir un profil de sortie plat, le procédé ci-dessus est adapté de façon à ajuster le profil de la lumière incidente de façon qu'il ait la forme d'une fonction sinc correspondant à une transformée de Fourier inverse d'un profil de sortie désiré. Pour obtenir un tel profil de lumière incidente dans ce procédé, il est nécessaire d'ajuster les longueurs de guides d'ondes dans la structure AWG d'une manière telle qu'il y ait une différence de longueur correspondant à la moitié d'une longueur d'onde dans au moins une partie de la région de la structure AWG, tout en introduisant
intentionnellement une perte conformément à son enveloppe.
Pour cette raison, il y a un inconvénient consistant en ce que le dispositif entier fait apparaître une perte d'insertion supplémentaire correspondant à la perte
intentionnelle introduite dans la structure AWG.
Un autre procédé consiste à appliquer un guide d'ondes en forme de cornet parabolique à un guide d'ondes d'entrée couplé au premier guide d'ondes à plaque d'un démultiplexeur de longueur d'onde, afin d'obtenir des caractéristiques de réponse spectrale plate. Ce procédé est décrit dans une demande de brevet déposée par K. Okamoto, NTT, Japon. Le procédé proposé par K. Okamoto et al. est décrit en détail dans un article intitulé "FLAT SPECTRAL
RESPONSE ARRAYED WAVEGUIDE GRATING MULTIPLEXER WITH
PARABOLIC WAVEGUIDE HORNS", Electronics, 32, pages 1961-
1962, 1996.
Conformément à ce procédé, le guide d'ondes à cornet parabolique utilise les caractéristiques du démultiplexeur de longueur d'onde grâce auxquelles le profil de mode de longueur d'onde dans le plan d'entrée du premier guide d'ondes à plaque peut être reconstruit de manière inchangée dans le plan image de sortie du second guide d'ondes à plaque, pour transformer ainsi le profil de mode du guide d'ondes d'entrée en un profil à double pic, tout en obtenant une réponse spectrale finale plate dans le plan de sortie en utilisant une intégration en chevauchement pour le profil à double pic. Bien qu'il soit inutile d'introduire une perte intentionnelle, comme dans le procédé mentionné ci-dessus, ce procédé introduit inévitablement une perte résultant du fait que l'image du double pic dans le plan image de sortie ne correspond pas
au mode local du guide d'ondes de sortie.
Comme il ressort de la description ci-dessus, les
deux procédés classiques mentionnés ci-dessus introduisent inévitablement une perte supplémentaire de 2 à 4 dB, en comparaison avec le cas faisant intervenir une réponse spectrale Gaussienne, du fait qu'ils sont adaptés pour faire varier seulement l'image dans le plan image, tout en
maintenant le mode du guide d'ondes de sortie.
La présente invention a donc été faite en considération des problèmes mentionnés ci-dessus, et un but de l'invention est de procurer un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG utilisant un guide d'ondes effilé disposé entre son second guide d'ondes à plaque et son guide d'ondes de sortie, grâce à quoi il est
capable de parvenir à une réduction des pertes.
Un autre but de l'invention est de procurer un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG utilisant un guide d'ondes effilé disposé entre son second guide d'ondes à plaque et son guide d'ondes de sortie, grâce à quoi il est capable de présenter une réponse
spectrale plate.
Un autre but de l'invention est de procurer un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG utilisant un guide d'ondes effilé disposé entre le second guide d'ondes à plaque et le guide d'ondes de sortie, grâce à quoi il est capable de présenter une réponse spectrale plate tout en éliminant une perte supplémentaire qui peut
apparaître dans des procédés classiques.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la
description qui va suivre de modes de réalisation, donnés à
titre d'exemples non limitatifs. La suite de la description
se réfère aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schématique
agrandie illustrant une puce de multiplexeur / démulti-
plexeur de longueur d'onde optique à faible perte avec une réponse spectrale plane, utilisant une structure AWG conforme à un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective schématique agrandie illustrant une configuration du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG qui est représenté sur la figure 1; la figure 3 est une représentation schématique agrandie illustrant un guide d'ondes effilé de sortie conforme à un mode de réalisation de la présente invention; la figure 4a est une représentation graphique montrant un champ de mode local fondamental d'un guide d'ondes de sortie et un champ focal formé sur un plan image dans un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG classique; la figure 4b est une représentation graphique montrant un champ de mode local fondamental d'un guide d'ondes de sortie et un champ focal formé sur un plan image dans le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention; la figure 5 est une représentation graphique montrant une intégration en chevauchement entre une figure d'interférence formée sur un plan image et chacun des modes d'un guide d'ondes de sortie dans le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention; et la figure 6 est une représentation graphique montrant des caractéristiques de pertes calculées pour un canal du démultiplexeur de longueur d'onde optique à
structure AWG de la présente invention.
Des modes de réalisation de la présente invention vont être décrits en détail, en référence aux dessins
annexés. Il faut noter qu'une description détaillée d'une
fonction ou d'une structure connue de la présente invention sera omise si on estime qu'elle risque de rendre moins
clair le sujet de la présente invention.
La figure 1 est une vue en perspective schématique
agrandie illustrant une puce de multiplexeur / démulti-
plexeur de longueur d'onde optique à faibles pertes avec une réponse spectrale plate, utilisant une structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes (AWG)
conforme à un mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est une vue en perspective schématique agrandie illustrant une configuration du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG représenté sur la
figure 1.
Comme représenté sur la figure 1, le multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique comporte un motif de guides d'ondes qui est formé sur un substrat 10 en soumettant le substrat 10 à plusieurs processus de définition de motif. Le "motif de guides d'ondes" comprend ici des guides d'ondes à travers lesquels passe un signal optique. Le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG comprend au moins un guide d'ondes d'entrée pour recevoir des signaux optiques de différentes longueurs d'ondes, un premier guide d'ondes à plaque 112 pour diviser la puissance optique reçue à partir du guide d'ondes d'entrée 110, et une structure AWG 114 couplée à la sortie du premier guide d'ondes à plaque 112 et adaptée pour guider des signaux optiques reçus à partir du premier guide d'ondes à plaque 112 d'une manière telle que ces signaux optiques aient une différence de phase constante dans des guides d'ondes voisins. Le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG comprend également un second guide d'ondes à plaque 116 couplé à la sortie de la structure AWG 114 et adapté pour séparer ou coupler les longueurs d'onde des signaux optiques émis par la structure AWG 114, et un guide d'ondes effilé (représenté sur les figures 2 et 3) disposé entre la sortie du second guide d'ondes à plaque 116 et des guides d'ondes de sortie 118 et
adapté pour obtenir une réponse spectrale plate.
On va maintenant décrire le fonctionnement du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG ayant la configuration mentionnée cidessus. Des signaux optiques reçus dans au moins un guide d'ondes d'entrée 110 traversent le premier guide d'ondes à plaque 112 et entrent ensuite dans la structure AWG 114 ayant une pluralité de guides d'ondes avec différentes longueurs. Les signaux optiques qui émergent de la structure AWG 114 ont respectivement différentes phases. Les signaux optiques de différentes phases tombent ensuite sur le second guide d'ondes à plaque 116, dans lequel des interférences et un renforcement ont lieu pour les signaux optiques. Il en résulte que les signaux optiques sont focalisés sur l'un des guides d'ondes de sortie 118 d'une manière formant automatiquement une image. L'image résultante est ensuite
émise par le guide d'ondes de sortie 118 associé.
On va maintenant décrire, en se référant à la figure 2, le principe de fonctionnement du démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG conforme au mode
de réalisation de la présente invention qui est illustré.
Des démultiplexeurs de longueur d'onde optiques à structure AWG sont réalisés au moyen d'un réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes ayant une configuration prévue pour faire varier sa direction de front d'onde sous la dépendance d'une variation de la longueur d'onde de la lumière. Dans de tels démultiplexeurs de longueur d'onde optiques à structure AWG, une dispersion linéaire indiquant une variation dans le décalage du pic principal d'une figure d'interférence sur un plan focal (ou plan image) en fonction d'une variation de longueur d'onde, peut s'exprimer de la façon suivante: [Expression 4] dx fm dy nsd dans cette expression, "f" représente la distance focale d'un guide d'ondes à plaque, "m" représente l'ordre de diffraction, "d" représente le pas d'une structure AWG, et "ns" représente l'indice de réfraction effectif du guide
d'ondes à plaque, respectivement.
Conformément à l'Expression 4, la distribution de longueur d'onde d'un signal optique qui tombe sur le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG est focalisée de façon spatiale sur le plan image du second guide d'ondes à plaque 216. Par conséquent, lorsqu'une pluralité de guides d'ondes de sortie 218 sont couplés au plan image en étant espacés les uns des autres d'une distance prédéterminée, il est possible de réaliser un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG ayant un écartement de longueur d'onde déterminé par la
position des guides d'ondes de sortie 218.
Des signaux optiques respectivement émis par les guides d'ondes du groupement de guides d'ondes de la structure AWG 214, bien qu'ayant des phases différentes, sont soumis à une diffraction de Fraunhofer en traversant le second guide d'ondes à plaque 216. Par conséquent, une figure d'interférence est formée sur le plan image. La diffraction de Fraunhofer décrit la relation entre les signaux optiques d'entrée et la figure de diffraction sous la forme d'une transformée de Fourier. Par conséquent, si l'un des signaux optiques d'entrée ou la figure de diffraction est connu, il est alors possible de calculer l'amplitude et la phase du signal restant en utilisant une transformée de Fourier ou une transformée de Fourier inverse. Conformément à la présente invention, comme représenté sur la figure 3, un guide d'ondes effilé 317 est interposé entre le second guide d'ondes à plaque et le guide d'ondes de sortie 318. Le guide d'ondes effilé 317 est adapté pour permettre au démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG d'obtenir une réponse
spectrale plate tout en ayant une faible perte.
On va maintenant décrire en détail le guide d'ondes
effilé 317.
Le guide d'ondes effilé 317 est interposé entre la sortie du second guide d'ondes à plaque et le guide d'ondes de sortie 318. Le guide d'onde effilé 317 est un guide d'ondes effilé multimode ayant une pluralité de modes de guide d'ondes. Ce guide d'ondes effilé 317 remplit la fonction d'une structure d'entrée du guide d'ondes de
sortie 318.
Le guide d'ondes effilé 317 a de préférence une structure adiabatique afin d'éviter un échange d'énergie entre des modes de guide d'ondes pendant le passage de signaux optiques à travers lui. Le guide d'ondes effilé 317 agrandit l'angle d'acceptation de la lumière incidente, ce
qui a pour effet de minimiser la perte optique.
L'extrémité d'entrée 317a du guide d'ondes effilé 317 faisant face au second guide d'ondes à plaque a une structure multimode. D'autre part, l'extrémité de sortie 317b du guide d'ondes effilé 317 couplée au guide d'ondes de sortie 318 a la même taille que le guide d'ondes de
sortie 318.
La figure 4a est une représentation graphique représentant un champ de mode local fondamental d'un guide d'ondes de sortie et un champ focal formé sur un plan image dans un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG classique. En se référant à la figure 4a, on peut voir qu'une figure d'interférence ayant un profil à double pic est formée sur le plan image, conformément au démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG classique. La figure 4b est une représentation graphique montrant un champ de mode local fondamental d'un guide d'ondes de sortie et un champ focal formé sur un plan image dans le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention. En se référant à la figure 4b, on peut voir qu'une figure d'interférence ayant le même profil que le mode local du guide d'ondes de sortie est formée sur le plan image, conformément au démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention. Le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention est caractérisé en ce que l'entrée du guide d'ondes de sortie couplée au second guide d'ondes à plaque a une structure effilée afin d'obtenir une réponse spectrale plate. Sur les figures 4a et 4b, l'axe des abscisses indique la position d'une image formée sur le plan image. L'image formée sur le plan image est une image de lumière émise par le second
guide d'ondes à plaque.
Le guide d'ondes effilé est un guide d'ondes multimode ayant une pluralité de modes de guide d'ondes. Du fait que la largeur de mode du guide d'ondes de sortie est suffisamment grande conformément à la présente invention, il est possible de minimiser la différence de mode entre la figure d'interférence dans le plan focal et le mode
fondamental du guide d'ondes effilé.
La figure 5 est une représentation graphique montrant une intégration en chevauchement entre la figure d'interférence formée sur le plan image et chacun des modes du guide d'ondes de sortie dans le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG. Dans le cas de la figure 5, la figure d'interférence formée sur le plan image est couplée à cinq modes, c'est-à-dire les modes allant du mode fondamental jusqu'au mode du quatrième ordre, dans le guide d'ondes de sortie. L'axe des abscisses indique une
longueur d'onde normalisée.
Pour un couplage multimode, une structure de guide d'ondes effilé adiabatique est appliquée à l'entrée du guide d'ondes de sortie, c'est-à-dire le plan image, conformément à la présente invention. Grâce à une telle structure de guide d'ondes effilé adiabatique, les composantes d'ordre supérieur de signaux optiques à l'exception des composantes de mode fondamental sont coupées ou rayonnées pendant le passage à travers le guide d'ondes effilé. Il en résulte qu'on obtient une réponse en fréquence finale ayant un profil avec un creux central. Un tel profil avec un creux central résulte de la coupure de la puissance couplée de modes pairs à la longueur d'onde centrale de chaque canal. Ce profil avec un creux central a
pour effet d'augmenter la planéité de la réponse spectrale.
Pour évaluer le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG ayant une configuration prévue pour obtenir une réponse spectrale plate, tout en minimisant la perte d'insertion conformément à la présente invention, on a conçu un démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG à 16 canaux ayant une bande de longueur d'onde de 1,5 tm. Ce démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG utilisait également des guides d'ondes de canal ayant une largeur de 6,5 tm et une différence d'indice de réfraction de 0,75% entre les couches de coeur et de gaine. Le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG utilisait également un guide d'ondes effilé ayant une largeur W (figure 3) de 25,3 tm et une longueur L (figure 3) de 4800 tm dans sa partie de guide d'ondes de sortie. On a utilisé un procédé de propagation de faisceau bidimensionnel pour calculer les caractéristiques de réponse spectrale du démultiplexeur de
longueur d'onde optique à structure AWG.
La figure 6 est une représentation graphique montrant des caractéristiques de réponse spectrale calculées pour le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG ci-dessus, ayant une configuration conforme à la présente invention. Comme représenté sur la figure 6, le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention présentait une perte d'insertion de 1,16 dB et une largeur de bande passante à 3 dB de 72,3 GHz. Bien qu'on ne prenne pas en considération la perte qui résulte du couplage vers la fibre optique finale et la perte résultant de guides d'ondes courbes, le démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure AWG de la présente invention présentait une amélioration considérable de la perte d'insertion, en comparaison avec
les procédés classiques.
Il est inutile de limiter la taille du guide d'ondes effilé à une taille particulière, comme mentionné ci-dessus. Conformément à la présente invention, il est possible de réaliser une variété de démultiplexeurs de longueur d'onde optiques à structure AWG utilisant une variété de guides d'ondes ayant respectivement différentes tailles. Bien que la présente invention ait été décrite en détail en se référant au mode de réalisation spécifique, ceci n'est qu'un exemple d'applications. Il faut donc bien noter que de nombreux changements peuvent être apportés par l'homme
de l'art, dans l'esprit et le cadre de la présente invention.
Comme il résulte de la description ci-dessus, la présente invention procure un démultiplexeur de longueur
d'onde optique à structure AWG utilisant un guide d'ondes effilé disposé entre son second guide d'ondes à plaque et5 son guide d'ondes de sortie, ce qui lui permet de parvenir à une réduction de perte. Le guide d'ondes effilé de la présente invention peut être appliqué à des dispositifs
optiques existants sans aucun problème concernant des processus de fabrication.
Claims (5)
1. Multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes, pour coupler ou diviser des signaux optiques de différentes longueurs d'onde reçus sur une pluralité de guides d'ondes optiques d'entrée (110, 210), et émettre les signaux optiques divisés ou couplés vers une pluralité de guides d'ondes optiques de sortie (118, 218, 318), respectivement, caractérisé en ce qu'il comprend: un premier guide d'ondes à plaque (112, 212) pour diviser des puissances des signaux optiques d'entrée couplés à partir des guides d'ondes optiques d'entrée (110, 210); un réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes (114, 214) pour guider à travers lui les signaux optiques provenant du premier guide d'ondes à plaque (112, 212), de manière que les signaux optiques aient une différence de phase constante dans des guides d'ondes voisins; un second guide d'ondes à plaque (116, 216) pour diviser ou coupler les longueurs d'onde des signaux optiques émis par le réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes (114, 214), et pour émettre les signaux optiques résultants vers les guides d'ondes de sortie (118, 218, 318), respectivement; et un guide d'ondes effilé (317) interposé entre le second guide d'ondes à plaque (116, 216) et les guides d'ondes de sortie (118, 218, 318) et adapté pour obtenir une réponse
spectrale plate tout en minimisant une perte d'insertion.
2. Multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'ondes effilé (317) est un guide d'ondes
effilé linéaire.
3. Multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide d'ondes effilé (317) a une structure adiabatique, de façon à empêcher un échange de puissance entre des modes de guide d'tondes pendant le
passage de signaux optiques à travers celui-ci.
4. Multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'ondes effilé (317) a une structure multimode à la sortie du second guide d'ondes à plaque
(116, 216).
5. Multiplexeur / démultiplexeur de longueur d'onde optique à structure de réseau de diffraction à groupement de guides d'ondes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide d'ondes effilé (317) a une taille identique à la taille des guides d'ondes de sortie (118, 218, 318) au niveau d'une sortie de celui-ci couplée aux guides d'ondes de sortie (118, 218, 318), de façon à guider les signaux
optiques vers les guides d'ondes de sortie (118, 218, 318).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990016784A KR100293954B1 (ko) | 1999-05-11 | 1999-05-11 | 평탄한 주파수 응답을 가진 저손실 광파장 분할기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2793563A1 true FR2793563A1 (fr) | 2000-11-17 |
Family
ID=19584767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9912212A Pending FR2793563A1 (fr) | 1999-05-11 | 1999-09-30 | Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique comportant une structure de reseau de diffraction a groupement de guides d'ondes |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6188818B1 (fr) |
| JP (1) | JP2000321447A (fr) |
| KR (1) | KR100293954B1 (fr) |
| CN (1) | CN1130047C (fr) |
| DE (1) | DE19946363A1 (fr) |
| FR (1) | FR2793563A1 (fr) |
| GB (1) | GB2349957B (fr) |
Families Citing this family (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6396977B1 (en) * | 1998-12-29 | 2002-05-28 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength router with a wide passband realized using two gratings of opposite angular dispersions |
| JP3448518B2 (ja) * | 1999-07-30 | 2003-09-22 | 古河電気工業株式会社 | アレイ導波路回折格子 |
| JP3434489B2 (ja) * | 1999-09-24 | 2003-08-11 | 古河電気工業株式会社 | アレイ導波路型回折格子 |
| US6266464B1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-24 | Nortel Networks Limited | Optical arrayed waveguide grating devices |
| JP4460031B2 (ja) * | 2000-03-28 | 2010-05-12 | 古河電気工業株式会社 | アレイ導波路型回折格子 |
| JP3736303B2 (ja) * | 2000-06-29 | 2006-01-18 | 日本電気株式会社 | アレイ導波路格子、マルチプレクサ装置、デマルチプレクサ装置、ノード装置および光通信システム |
| GB2379030B (en) * | 2000-06-29 | 2003-07-30 | Nec Corp | Arrayed waveguide grating and optical communication system using arrayed waveguide grating |
| JP3539369B2 (ja) * | 2000-08-23 | 2004-07-07 | 日立電線株式会社 | アレイ導波路型光波長合分波器およびその製造方法 |
| US6580850B1 (en) * | 2000-11-24 | 2003-06-17 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide multimode to single mode transformer |
| GB2369686A (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-05 | Kymata Ltd | Optical array waveguide grating for power monitor |
| KR100357851B1 (ko) * | 2000-12-19 | 2002-10-25 | 삼성전자 주식회사 | 모드 부정합을 이용한 다채널 광통신 모듈 손실 변화균일화장치 |
| GB2370370A (en) * | 2000-12-22 | 2002-06-26 | Kymata Ltd | Arrayed waveguide grating |
| GB0106014D0 (en) * | 2001-03-12 | 2001-05-02 | Kymata Ltd | Arrayed waveguide grating |
| JP2002311264A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Nec Corp | アレイ導波路格子、アレイ導波路格子モジュールおよび光通信システム |
| US6526187B1 (en) | 2001-05-17 | 2003-02-25 | Optronx, Inc. | Polarization control apparatus and associated method |
| US6646747B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-11-11 | Sioptical, Inc. | Interferometer apparatus and associated method |
| US6608945B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-08-19 | Optronx, Inc. | Self-aligning modulator method and associated apparatus |
| US6947615B2 (en) | 2001-05-17 | 2005-09-20 | Sioptical, Inc. | Optical lens apparatus and associated method |
| US6748125B2 (en) | 2001-05-17 | 2004-06-08 | Sioptical, Inc. | Electronic semiconductor control of light in optical waveguide |
| US6654511B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-11-25 | Sioptical, Inc. | Optical modulator apparatus and associated method |
| US6625348B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-09-23 | Optron X, Inc. | Programmable delay generator apparatus and associated method |
| US6493502B1 (en) | 2001-05-17 | 2002-12-10 | Optronx, Inc. | Dynamic gain equalizer method and associated apparatus |
| US6912330B2 (en) * | 2001-05-17 | 2005-06-28 | Sioptical Inc. | Integrated optical/electronic circuits and associated methods of simultaneous generation thereof |
| US6891685B2 (en) * | 2001-05-17 | 2005-05-10 | Sioptical, Inc. | Anisotropic etching of optical components |
| US6603889B2 (en) | 2001-05-17 | 2003-08-05 | Optronx, Inc. | Optical deflector apparatus and associated method |
| US6690844B2 (en) | 2001-05-17 | 2004-02-10 | Optronx, Inc. | Optical fiber apparatus and associated method |
| US6941042B2 (en) * | 2001-05-18 | 2005-09-06 | Intel Corporation | High-efficiency arrayed-waveguide grating router by wavefront formation |
| CN1191481C (zh) * | 2001-05-25 | 2005-03-02 | 李志扬 | 阵列波导干涉器 |
| US20020181869A1 (en) * | 2001-06-01 | 2002-12-05 | Wenhua Lin | Tunable dispersion compensator |
| SE521419C2 (sv) * | 2001-11-09 | 2003-10-28 | Ericsson Telefon Ab L M | MMI-baserad anordning |
| US6714704B2 (en) * | 2001-11-29 | 2004-03-30 | Lightcross, Inc. | Optical component having selected bandwidth |
| JPWO2003083534A1 (ja) * | 2002-03-29 | 2005-08-04 | エヌティティエレクトロニクス株式会社 | アレイ導波路型波長分波器およびその製造方法 |
| US6882778B2 (en) * | 2002-04-15 | 2005-04-19 | Jds Uniphase Corporation | Chromatic dispersion compensation in waveguide arrays |
| US7412121B2 (en) * | 2002-10-24 | 2008-08-12 | Applied Research And Photonics, Inc. | Nanophotonic integrated circuit and fabrication thereof |
| US7110627B2 (en) * | 2002-10-24 | 2006-09-19 | Applied Research & Photonics, Inc. | Reflective arrayed waveguide grating |
| KR20040049985A (ko) * | 2002-12-06 | 2004-06-14 | 삼성전자주식회사 | 파라볼릭 혼 형태의 도파로를 이용한 파장 분할다중화/역다중화기 |
| JP3775673B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2006-05-17 | 日本電信電話株式会社 | アレイ導波路格子型光合分波回路 |
| US7065273B2 (en) * | 2003-06-20 | 2006-06-20 | Intel Corporation | Wideband arrayed waveguide grating |
| US7149387B2 (en) * | 2004-03-24 | 2006-12-12 | Enablence Inc. | Double diffraction grating with flat passband output |
| US7423804B2 (en) * | 2004-10-06 | 2008-09-09 | Jds Uniphase Corporation | Spectrally resolved fast monitor |
| JP2008018190A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Ge Medical Systems Global Technology Co Llc | 磁気共鳴イメージング装置 |
| US20100165352A1 (en) * | 2006-09-18 | 2010-07-01 | Cyoptics, Inc. | Adiabatic tapered composite waveguide for athermalization |
| US8086105B2 (en) | 2007-12-14 | 2011-12-27 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Wavelength division multiplexer/demultiplexer having flat wavelength response |
| WO2016179869A1 (fr) * | 2015-05-08 | 2016-11-17 | 华为技术有限公司 | Guide d'ondes conique et puce à base de silicium |
| KR20210023511A (ko) | 2019-08-23 | 2021-03-04 | (주)웨이옵틱스 | 배열도파로 격자 형태의 파장역다중화 소자 및 그 제조방법 |
| TWI719870B (zh) * | 2020-03-31 | 2021-02-21 | 國立高雄科技大學 | 用於大容量光傳輸的分波多工裝置 |
| WO2024119502A1 (fr) * | 2022-12-09 | 2024-06-13 | 华为技术有限公司 | Réseau de guides d'ondes en réseau, dispositif électroluminescent, dispositif de réception de lumière et système de communication optique |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002350A (en) * | 1990-02-26 | 1991-03-26 | At&T Bell Laboratories | Optical multiplexer/demultiplexer |
| JPH05313029A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| US5706377A (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-06 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength routing device having wide and flat passbands |
| EP0816877A1 (fr) * | 1996-07-01 | 1998-01-07 | Corning Incorporated | Multiplexeur/démultiplexeur avec réponse spectrale aplatie |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL9500004A (nl) * | 1995-01-02 | 1996-08-01 | Nederland Ptt | Geintegreerd optische golflengte-demultiplexer. |
| US5513196A (en) * | 1995-02-14 | 1996-04-30 | Deacon Research | Optical source with mode reshaping |
| US5499256A (en) * | 1995-02-14 | 1996-03-12 | Deacon Research | Polarized frequency-selective optical source |
| FR2743234B1 (fr) * | 1995-12-28 | 1998-01-23 | Alcatel Optronics | Demultiplexeur de longueurs d'onde |
| US5745618A (en) * | 1997-02-04 | 1998-04-28 | Lucent Technologies, Inc. | Optical device having low insertion loss |
| US6052397A (en) * | 1997-12-05 | 2000-04-18 | Sdl, Inc. | Laser diode device having a substantially circular light output beam and a method of forming a tapered section in a semiconductor device to provide for a reproducible mode profile of the output beam |
-
1999
- 1999-05-11 KR KR1019990016784A patent/KR100293954B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-09-28 DE DE19946363A patent/DE19946363A1/de not_active Withdrawn
- 1999-09-30 FR FR9912212A patent/FR2793563A1/fr active Pending
- 1999-09-30 CN CN99122471A patent/CN1130047C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-10-01 US US09/410,802 patent/US6188818B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-05 GB GB9923448A patent/GB2349957B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-11-05 JP JP11315658A patent/JP2000321447A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5002350A (en) * | 1990-02-26 | 1991-03-26 | At&T Bell Laboratories | Optical multiplexer/demultiplexer |
| JPH05313029A (ja) * | 1992-05-13 | 1993-11-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| EP0816877A1 (fr) * | 1996-07-01 | 1998-01-07 | Corning Incorporated | Multiplexeur/démultiplexeur avec réponse spectrale aplatie |
| US5706377A (en) * | 1996-07-17 | 1998-01-06 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength routing device having wide and flat passbands |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 018, no. 126 (P - 1702) 2 March 1994 (1994-03-02) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1130047C (zh) | 2003-12-03 |
| US6188818B1 (en) | 2001-02-13 |
| GB9923448D0 (en) | 1999-12-08 |
| GB2349957A (en) | 2000-11-15 |
| KR100293954B1 (ko) | 2001-06-15 |
| DE19946363A1 (de) | 2000-12-07 |
| KR20000073473A (ko) | 2000-12-05 |
| JP2000321447A (ja) | 2000-11-24 |
| GB2349957B (en) | 2002-02-20 |
| CN1273471A (zh) | 2000-11-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR2793563A1 (fr) | Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique comportant une structure de reseau de diffraction a groupement de guides d'ondes | |
| US5973838A (en) | Apparatus which includes a virtually imaged phased array (VIPA) in combination with a wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (WDM) light | |
| CA2350267C (fr) | Dispositif a reseau de guide d'ondes planaire offrant une bande passante a sommet plat et transitions brusques | |
| FR2685965A1 (fr) | Dispositif de division/combinaison optique. | |
| US6304382B1 (en) | Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile | |
| WO2017126386A1 (fr) | Dispositif de déflexion de lumière et appareil lidar | |
| FR2789182A1 (fr) | Multiplexeur/demultiplexeur de longueur d'onde optique | |
| FR2758675A1 (fr) | Multiplexeur-demultiplexeur en longueurs d'onde | |
| EP0275795A1 (fr) | Multiplexeur-démultiplexeur utilisant un réseau concave elliptique et réalisé en optique intégrée | |
| JPH10133054A (ja) | 光導波路を含む物品 | |
| FR2544883A1 (fr) | Multiplexeur/demultiplexeur optique | |
| US7872788B2 (en) | Method of digitally processing optical waves in integrated planar optical devices that operate on the principle of digital planar holography | |
| Shirasaki et al. | Virtually imaged phased array with graded reflectivity | |
| EP0945745A2 (fr) | Multiplexeur avec une forme plate de canal spectral | |
| US20030206694A1 (en) | Photonic multi-bandgap lightwave device and methods for manufacturing thereof | |
| EP1326104A1 (fr) | Filtre optique et procédé de filtrage | |
| EP0783118A1 (fr) | Démultiplexeur en longueur d'onde | |
| FR2655430A1 (fr) | Coupeur optique et systeme informatique a processeurs repartis. | |
| EP0877266A1 (fr) | Dispositif optique sélectif et multiplexeur-démultiplexeur en longueur d'onde | |
| FR2742882A1 (fr) | Demultiplexeur de longueurs d'onde, realise en optique integree | |
| JPH11223745A (ja) | 波長多重（ｗｄｍ）光を分波するための波長分波器と組み合せたバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ（ｖｉｐａ）を備える装置 | |
| US6757100B2 (en) | Cascaded semiconductor optical amplifier | |
| EP1678540B1 (fr) | Dispositif de couplage-decouplage de lumiere selectif en frequence | |
| FR2725529A1 (fr) | Coupleur optique selectif en longueur d'onde | |
| JP2005043866A (ja) | セグメント化された反射機を用いた通過帯域平坦化デマルチプレクサ及びそれに由来する装置 |