JP3242369B2 - 光合分波回路 - Google Patents
光合分波回路Info
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長多重された
複数の光信号を波長に応じて分波または合波する光合分
波回路に関するものである。
複数の光信号を波長に応じて分波または合波する光合分
波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】複数の光信号を異なる光周波数に割り当
てて1本の光ファイバで伝送する光波長分割多重(WD
M)伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大するこ
とが可能である。この光WDMシステムにより光伝送網
を構築する際は、異なる波長の光信号を一本の光ファイ
バに合波して波長多重する、または一本の光ファイバ内
に波長多重化された光信号をその波長毎に分波する光合
分波回路が必要となる。
てて1本の光ファイバで伝送する光波長分割多重(WD
M)伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大するこ
とが可能である。この光WDMシステムにより光伝送網
を構築する際は、異なる波長の光信号を一本の光ファイ
バに合波して波長多重する、または一本の光ファイバ内
に波長多重化された光信号をその波長毎に分波する光合
分波回路が必要となる。
【0003】図1はアレイ導波路格子型光合分波回路
(Arrayed−waveguide gratin
g:AWG)を示すもので、図中、1は所定の導波路長
差で順次長くなる複数の導波路からなる導波路アレイ、
2は複数の入力ポートを構成する複数の入力導波路、3
は複数の出力ポートを構成する複数の出力導波路、4は
複数の入力導波路2及び導波路アレイ1を接続する第1
のスラブ導波路、5は導波路アレイ1及び複数の出力導
波路3を接続する第2のスラブ導波路、6はこれらの導
波路を形成する基板である。
(Arrayed−waveguide gratin
g:AWG)を示すもので、図中、1は所定の導波路長
差で順次長くなる複数の導波路からなる導波路アレイ、
2は複数の入力ポートを構成する複数の入力導波路、3
は複数の出力ポートを構成する複数の出力導波路、4は
複数の入力導波路2及び導波路アレイ1を接続する第1
のスラブ導波路、5は導波路アレイ1及び複数の出力導
波路3を接続する第2のスラブ導波路、6はこれらの導
波路を形成する基板である。
【0004】波長λ1〜λnの光波長多重された光信号を
入力導波路2の一本に入力すると、入力光は、第1のス
ラブ導波路4に入射して回折により広がり、その回折波
面と垂直に配置された導波路アレイ1により受光され
る。導波路アレイ1は、各導波路が所定の導波路長差、
例えばΔLで順次長くなっているので、各導波路を伝搬
して第2のスラブ導波路5に到達した光には導波路長差
ΔLに対応する位相差が生じている。
入力導波路2の一本に入力すると、入力光は、第1のス
ラブ導波路4に入射して回折により広がり、その回折波
面と垂直に配置された導波路アレイ1により受光され
る。導波路アレイ1は、各導波路が所定の導波路長差、
例えばΔLで順次長くなっているので、各導波路を伝搬
して第2のスラブ導波路5に到達した光には導波路長差
ΔLに対応する位相差が生じている。
【0005】この位相差は光波長により異なるので、第
2のスラブ導波路5のレンズ効果で出力導波路3の入力
端に集光する際に、光波長毎に異なる導波路に集光する
ことになる。即ち、入力導波路2、第1のスラブ導波路
4、導波路アレイ1、第2のスラブ導波路5及び出力導
波路3からなるアレイ導波路格子は光分波回路として動
作する。なお、光信号の入出力関係を逆にすれば、光合
波器として動作する。
2のスラブ導波路5のレンズ効果で出力導波路3の入力
端に集光する際に、光波長毎に異なる導波路に集光する
ことになる。即ち、入力導波路2、第1のスラブ導波路
4、導波路アレイ1、第2のスラブ導波路5及び出力導
波路3からなるアレイ導波路格子は光分波回路として動
作する。なお、光信号の入出力関係を逆にすれば、光合
波器として動作する。
【0006】出力導波路3の入力端における集光位置ず
れの光波長依存性は、集光位置をx、光波長をλ、スラ
ブ導波路でのレンズ焦点距離をr、回折次数をm、スラ
ブ導波路の実効屈折率をns、導波路の実効屈折率を
nc、スラブ導波路接続点での導波路アレイ1の導波路
ピッチをd、入力導波路2の中央から入力した光信号が
出力導波路3の中央に分波される中心波長をλoとする
と、 dx/dλ=rm/nsd ……(1) m=ncΔL/λo ……(2) と表すことができる。また、FSR(Free Spe
ctral Range)は近似的にλo/mで表され
る。
れの光波長依存性は、集光位置をx、光波長をλ、スラ
ブ導波路でのレンズ焦点距離をr、回折次数をm、スラ
ブ導波路の実効屈折率をns、導波路の実効屈折率を
nc、スラブ導波路接続点での導波路アレイ1の導波路
ピッチをd、入力導波路2の中央から入力した光信号が
出力導波路3の中央に分波される中心波長をλoとする
と、 dx/dλ=rm/nsd ……(1) m=ncΔL/λo ……(2) と表すことができる。また、FSR(Free Spe
ctral Range)は近似的にλo/mで表され
る。
【0007】アレイ導波路格子型光合分波回路は複数の
入力導波路を有するため、入出力導波路本数をそれぞれ
N本とすると、N×N光合分波回路として動作する。F
SRを合分波波長間隔のN倍に設計すると、周期的な入
出力関係が得られる。
入力導波路を有するため、入出力導波路本数をそれぞれ
N本とすると、N×N光合分波回路として動作する。F
SRを合分波波長間隔のN倍に設計すると、周期的な入
出力関係が得られる。
【0008】図2は入出力導波路数が4本、即ち4×4
光合分波回路における波長配置の一例、ここでは入力ポ
ート2から出力ポート3への波長λ1が設計上の中心波
長となる例を示すものである。4入力4出力のポート間
には16(N×N)個のパスが形成されるが、たった4
(N)種類の波長λ1〜λ4で全てのパスを独立に設定す
ることが可能である。これは、スター型ネットワークに
おいて全てのノード間回線を最小限の光波長数で設定で
きるため、光WDMシステムにおいて重要な機能であ
る。
光合分波回路における波長配置の一例、ここでは入力ポ
ート2から出力ポート3への波長λ1が設計上の中心波
長となる例を示すものである。4入力4出力のポート間
には16(N×N)個のパスが形成されるが、たった4
(N)種類の波長λ1〜λ4で全てのパスを独立に設定す
ることが可能である。これは、スター型ネットワークに
おいて全てのノード間回線を最小限の光波長数で設定で
きるため、光WDMシステムにおいて重要な機能であ
る。
【0009】しかし、本来、アレイ導波路格子型光合分
波回路では、同一の回折次数で分波される波長の出力導
波路の位置は各入力導波路に対応してずれている。図2
中の斜線のない部分の波長は設計回折次数、例えばmで
分波されたものであるが、斜線で示した部分の波長は、
前記斜線のない部分の波長が用いる設計回折次数mとは
異なる回折次数、即ちm+1またはm−1を利用して得
られた波長となり、実際には他の部分と波長間隔にずれ
があり、理想的な周期的な入出力関係は実現できない。
そこで、従来は、アレイ導波路格子型光合分波回路と光
カプラとを組み合わせることにより、周期的な入出力関
係を実現していた。
波回路では、同一の回折次数で分波される波長の出力導
波路の位置は各入力導波路に対応してずれている。図2
中の斜線のない部分の波長は設計回折次数、例えばmで
分波されたものであるが、斜線で示した部分の波長は、
前記斜線のない部分の波長が用いる設計回折次数mとは
異なる回折次数、即ちm+1またはm−1を利用して得
られた波長となり、実際には他の部分と波長間隔にずれ
があり、理想的な周期的な入出力関係は実現できない。
そこで、従来は、アレイ導波路格子型光合分波回路と光
カプラとを組み合わせることにより、周期的な入出力関
係を実現していた。
【0010】図3はアレイ導波路格子型光合分波回路と
光カプラとを用いた従来のN×N光合分波回路の一例を
示すもので、図中、11はN本の入力伝送路、12はN
本の出力伝送路、13はアレイ導波路格子型光合分波回
路、14は複数の2×1光カプラ、15はアレイ導波路
格子型光合分波回路12と光カプラ14とを接続する複
数の接続用導波路である。
光カプラとを用いた従来のN×N光合分波回路の一例を
示すもので、図中、11はN本の入力伝送路、12はN
本の出力伝送路、13はアレイ導波路格子型光合分波回
路、14は複数の2×1光カプラ、15はアレイ導波路
格子型光合分波回路12と光カプラ14とを接続する複
数の接続用導波路である。
【0011】なお、本願明細書では、N×N光合分波回
路全体に対する入力用及び出力用の導波路を、アレイ導
波路格子型光合分波回路内での入力導波路及び出力導波
路と区別するため、入力伝送路及び出力伝送路と呼ぶも
のとする(請求項及び実施の形態でも同様)。
路全体に対する入力用及び出力用の導波路を、アレイ導
波路格子型光合分波回路内での入力導波路及び出力導波
路と区別するため、入力伝送路及び出力伝送路と呼ぶも
のとする(請求項及び実施の形態でも同様)。
【0012】ここで、波長間隔がΔλ、FSRがN×Δ
λ、多重波長数がM波のN×N光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路13の入出力ポ
ート数はM+(N−1)以上、いいかえればFSRを波
長間隔Δλの{M+(N−1)}倍以上に設定する必要
がある。設計上の入出力ポート数またはFSRを大きく
設定する程、出力における損失バラツキが抑制される。
図3では一例として、入出力導波路数が4、波長数が
4、アレイ導波路格子型光合分波回路13のポート数が
7の場合を示している。
λ、多重波長数がM波のN×N光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路13の入出力ポ
ート数はM+(N−1)以上、いいかえればFSRを波
長間隔Δλの{M+(N−1)}倍以上に設定する必要
がある。設計上の入出力ポート数またはFSRを大きく
設定する程、出力における損失バラツキが抑制される。
図3では一例として、入出力導波路数が4、波長数が
4、アレイ導波路格子型光合分波回路13のポート数が
7の場合を示している。
【0013】アレイ導波路格子型光合分波回路13の4
つの入力導波路(ポート)にそれぞれ接続された4本の
入力伝送路11から、4波多重された光信号A1,A
2,A3,A4、B1,B2,B3,B4、C1,C
2,C3,C4、D1,D2,D3,D4を、アレイ導
波路格子型光合分波回路13に入射する。ここで、アル
ファベット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を
表しており、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入
力ポートに入射されたことを示し、数字が同じ光信号は
同じ光波長であることを示す。従って、ここでは4種類
の波長で16の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
つの入力導波路(ポート)にそれぞれ接続された4本の
入力伝送路11から、4波多重された光信号A1,A
2,A3,A4、B1,B2,B3,B4、C1,C
2,C3,C4、D1,D2,D3,D4を、アレイ導
波路格子型光合分波回路13に入射する。ここで、アル
ファベット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を
表しており、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入
力ポートに入射されたことを示し、数字が同じ光信号は
同じ光波長であることを示す。従って、ここでは4種類
の波長で16の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【0014】入力光信号はアレイ導波路格子型光合分波
回路13で分波され、図示したような波長配置、即ち各
入力ポートからの光信号が波長毎に1つずつずれた出力
ポートに波長分波され、各接続用導波路15に出力され
る。
回路13で分波され、図示したような波長配置、即ち各
入力ポートからの光信号が波長毎に1つずつずれた出力
ポートに波長分波され、各接続用導波路15に出力され
る。
【0015】次に、接続用導波路15のうち、アレイ導
波路格子型光合分波回路13の出力ポート(1)と(5)、
(2)と(6)、(3)と(7)に対応する導波路同士を2×1光カ
プラ14で合流する。その結果、2×1光カプラ14の
出力端に接続されたN本の出力伝送路12において、図
2で説明した周期的な入出力関係が実現される。この場
合、アレイ導波路格子型光合分波回路13で分波される
光信号は全て同一の回折次数で分波されるため、波長間
隔のずれの問題は生じない。
波路格子型光合分波回路13の出力ポート(1)と(5)、
(2)と(6)、(3)と(7)に対応する導波路同士を2×1光カ
プラ14で合流する。その結果、2×1光カプラ14の
出力端に接続されたN本の出力伝送路12において、図
2で説明した周期的な入出力関係が実現される。この場
合、アレイ導波路格子型光合分波回路13で分波される
光信号は全て同一の回折次数で分波されるため、波長間
隔のずれの問題は生じない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回路では2×1光カプラを用いているため、回路作
製技術が向上し、回路損失がいかに低減したとしても、
原理的に3dBの光パワー損失が生じてしまうという問
題があった。
来の回路では2×1光カプラを用いているため、回路作
製技術が向上し、回路損失がいかに低減したとしても、
原理的に3dBの光パワー損失が生じてしまうという問
題があった。
【0017】また、さらに入力波長数を入力伝送路11
の数より多くして、波長λi,λi+j xN(i=1〜N、j
=1〜k−1)(但し、kは正の整数で、k≧1)を同
一の出力伝送路12に分波するような周回的な分波を行
う場合、2×1光カプラを3×1,4×1,……(k+
1)×1と入力数の多い光カプラにする必要があり、原
理的損失はさらに増大してしまうという問題があった。
の数より多くして、波長λi,λi+j xN(i=1〜N、j
=1〜k−1)(但し、kは正の整数で、k≧1)を同
一の出力伝送路12に分波するような周回的な分波を行
う場合、2×1光カプラを3×1,4×1,……(k+
1)×1と入力数の多い光カプラにする必要があり、原
理的損失はさらに増大してしまうという問題があった。
【0018】本発明の目的は、光波長分割多重(WD
M)伝送システムにおいて用いられる、周期的な入出力
関係となる分波特性を有し、かつ原理的な損失が零であ
るN×N光合分波回路を提供することにある。
M)伝送システムにおいて用いられる、周期的な入出力
関係となる分波特性を有し、かつ原理的な損失が零であ
るN×N光合分波回路を提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、所定の導波路長差で順次長くなる複数
の導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを
構成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成
する複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路
アレイを接続する第1のスラブ導波路と、導波路アレイ
及び複数の出力導波路を接続する第2のスラブ導波路と
を備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合
分波回路であって、複数の入力伝送路から複数の入力ポ
ートにそれぞれ入力された波長の異なる複数の光信号を
複数の出力ポートへそれぞれ波長合分波して出力する第
1のアレイ導波路格子型光合分波回路と、第1のアレイ
導波路格子型光合分波回路と同等の光学的特性を有し、
第1のアレイ導波路格子型光合分波回路の複数の出力ポ
ートから出力される光信号を、波長構成は同一でかつ前
記複数の入力伝送路毎に入力された光信号のみを含む光
信号に揃えて出力する第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路と、第1のアレイ導波路格子型光合分波回路と同
一の光学的特性を有し、第2のアレイ導波路格子型光合
分波回路の複数の出力ポートから出力される光信号を複
数の入力ポートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそ
れぞれ波長合分波して複数の出力伝送路へ出力する第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路とを備えたことを特
徴とする。
め、本発明では、所定の導波路長差で順次長くなる複数
の導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを
構成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成
する複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路
アレイを接続する第1のスラブ導波路と、導波路アレイ
及び複数の出力導波路を接続する第2のスラブ導波路と
を備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合
分波回路であって、複数の入力伝送路から複数の入力ポ
ートにそれぞれ入力された波長の異なる複数の光信号を
複数の出力ポートへそれぞれ波長合分波して出力する第
1のアレイ導波路格子型光合分波回路と、第1のアレイ
導波路格子型光合分波回路と同等の光学的特性を有し、
第1のアレイ導波路格子型光合分波回路の複数の出力ポ
ートから出力される光信号を、波長構成は同一でかつ前
記複数の入力伝送路毎に入力された光信号のみを含む光
信号に揃えて出力する第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路と、第1のアレイ導波路格子型光合分波回路と同
一の光学的特性を有し、第2のアレイ導波路格子型光合
分波回路の複数の出力ポートから出力される光信号を複
数の入力ポートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそ
れぞれ波長合分波して複数の出力伝送路へ出力する第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路とを備えたことを特
徴とする。
【0020】本発明によれば、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路の各入力ポートに入力され、複数の出力
ポートへそれぞれ波長合分波されて出力された光信号
が、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路にて波長構
成は同一でかつ複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えられて出力され、さらに、第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路で第1のアレイ導波
路格子型光合分波回路と対称的な波長合分波が行われ
て、入力に対して周期的な波長配置を有する光信号とし
て出力伝送路に出力されるため、光カプラのような原理
的な損失を有する回路を用いることなく、周期的な入出
力関係を実現できる。
型光合分波回路の各入力ポートに入力され、複数の出力
ポートへそれぞれ波長合分波されて出力された光信号
が、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路にて波長構
成は同一でかつ複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えられて出力され、さらに、第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路で第1のアレイ導波
路格子型光合分波回路と対称的な波長合分波が行われ
て、入力に対して周期的な波長配置を有する光信号とし
て出力伝送路に出力されるため、光カプラのような原理
的な損失を有する回路を用いることなく、周期的な入出
力関係を実現できる。
【0021】そして、このような光合分波回路は、第1
のアレイ導波路格子型光合分波回路、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路及び第3のアレイ導波路格子型光
合分波回路を互いに独立したモジュールで構成するとと
もに、各アレイ導波路格子型光合分波回路間を光ファイ
バで接続することにより、容易に構成できる。
のアレイ導波路格子型光合分波回路、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路及び第3のアレイ導波路格子型光
合分波回路を互いに独立したモジュールで構成するとと
もに、各アレイ導波路格子型光合分波回路間を光ファイ
バで接続することにより、容易に構成できる。
【0022】また、この際、第1及び第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構
成するとともに、第2のアレイ導波路格子型光合分波回
路を第1または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路
と同一の複数のモジュールで構成すれば、第1乃至第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路を全て同一のモジュ
ールで構成できる。
路格子型光合分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構
成するとともに、第2のアレイ導波路格子型光合分波回
路を第1または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路
と同一の複数のモジュールで構成すれば、第1乃至第3
のアレイ導波路格子型光合分波回路を全て同一のモジュ
ールで構成できる。
【0023】また、前述した光合分波回路は、第1のア
レイ導波路格子型光合分波回路、第2のアレイ導波路格
子型光合分波回路及び第3のアレイ導波路格子型光合分
波回路のうちの少なくとも1つを他のアレイ導波路格子
型光合分波回路と共通のモジュールで構成することによ
り、必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を減
少でき、回路全体の小型化を図ることができる。
レイ導波路格子型光合分波回路、第2のアレイ導波路格
子型光合分波回路及び第3のアレイ導波路格子型光合分
波回路のうちの少なくとも1つを他のアレイ導波路格子
型光合分波回路と共通のモジュールで構成することによ
り、必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を減
少でき、回路全体の小型化を図ることができる。
【0024】さらに、この際、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路、第2のアレイ導波路格子型光合分波回
路及び第3のアレイ導波路格子型光合分波回路を1個の
大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で構成すれば、
必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を1個に
でき、極めて小型の回路を実現できる。
型光合分波回路、第2のアレイ導波路格子型光合分波回
路及び第3のアレイ導波路格子型光合分波回路を1個の
大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で構成すれば、
必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を1個に
でき、極めて小型の回路を実現できる。
【0025】
【発明の実施の形態】本発明は、M個の波長の光信号が
波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出力伝送路と
の間(但し、M,Nは正の整数で、M≧2,N≧2)で
N×Nの伝送パスを構成するN×N光合分波回路である
が、以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に
説明する。
波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出力伝送路と
の間(但し、M,Nは正の整数で、M≧2,N≧2)で
N×Nの伝送パスを構成するN×N光合分波回路である
が、以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に
説明する。
【0026】(実施の形態1)図4は本発明の光合分波
回路の第1の実施の形態、ここでは4個の波長の光信号
が波長多重された4本の入力伝送路と4本の出力伝送路
との間で4×4の伝送パスを構成する4波多重4×4光
合分波回路を示すもので、図中、21は4本の入力伝送
路、22は4本の出力伝送路、23,24,25,26
はアレイ導波路格子型光合分波回路、27,28は接続
用導波路である。
回路の第1の実施の形態、ここでは4個の波長の光信号
が波長多重された4本の入力伝送路と4本の出力伝送路
との間で4×4の伝送パスを構成する4波多重4×4光
合分波回路を示すもので、図中、21は4本の入力伝送
路、22は4本の出力伝送路、23,24,25,26
はアレイ導波路格子型光合分波回路、27,28は接続
用導波路である。
【0027】4本の入力伝送路21上には、それぞれ波
長多重化された、図3の場合と同様な光信号A1〜A
4、B1〜B4、C1〜C4、D1〜D4が伝搬してい
る。ここで、アルファベット文字は入力伝送路の位置
を、数字は光波長を表しており、アルファベット文字が
同じ光信号は同じ入力伝送路を伝搬していることを示
し、数字が同じ光信号は同じ光波長であることを示す。
従って、ここでは、4種類の波長で16個の異なる光信
号が伝搬していることになる。
長多重化された、図3の場合と同様な光信号A1〜A
4、B1〜B4、C1〜C4、D1〜D4が伝搬してい
る。ここで、アルファベット文字は入力伝送路の位置
を、数字は光波長を表しており、アルファベット文字が
同じ光信号は同じ入力伝送路を伝搬していることを示
し、数字が同じ光信号は同じ光波長であることを示す。
従って、ここでは、4種類の波長で16個の異なる光信
号が伝搬していることになる。
【0028】アレイ導波路格子型光合分波回路23は、
少なくとも7つの入出力ポートを有する周知、例えば図
1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、そ
の7つの入力ポートのうちの4つの入力ポートには4本
の入力伝送路21がそれぞれ接続され、7つの出力ポー
トは7本の接続用導波路27を介してアレイ導波路格子
型光合分波回路24,25に接続されている。本アレイ
導波路格子型光合分波回路23は、請求項でいう第1の
アレイ導波路格子型光合分波回路を構成する。
少なくとも7つの入出力ポートを有する周知、例えば図
1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、そ
の7つの入力ポートのうちの4つの入力ポートには4本
の入力伝送路21がそれぞれ接続され、7つの出力ポー
トは7本の接続用導波路27を介してアレイ導波路格子
型光合分波回路24,25に接続されている。本アレイ
導波路格子型光合分波回路23は、請求項でいう第1の
アレイ導波路格子型光合分波回路を構成する。
【0029】また、アレイ導波路格子型光合分波回路2
4,25は、アレイ導波路格子型光合分波回路23と同
等の光学的特性を有し、7つの入力ポートのうち、回路
24では4つの入力ポートに、また、回路25では3つ
の入力ポートに接続用導波路27がそれぞれ接続され、
また、7つの出力ポートのうち、回路24では4つの出
力ポートが、また、回路25では3つの入力ポートが7
本の接続用導波路28を介してアレイ導波路格子型光合
分波回路26に接続されている。本アレイ導波路格子型
光合分波回路24,25は、請求項でいう第2のアレイ
導波路格子型光合分波回路を構成する。
4,25は、アレイ導波路格子型光合分波回路23と同
等の光学的特性を有し、7つの入力ポートのうち、回路
24では4つの入力ポートに、また、回路25では3つ
の入力ポートに接続用導波路27がそれぞれ接続され、
また、7つの出力ポートのうち、回路24では4つの出
力ポートが、また、回路25では3つの入力ポートが7
本の接続用導波路28を介してアレイ導波路格子型光合
分波回路26に接続されている。本アレイ導波路格子型
光合分波回路24,25は、請求項でいう第2のアレイ
導波路格子型光合分波回路を構成する。
【0030】また、アレイ導波路格子型光合分波回路2
6は、アレイ導波路格子型光合分波回路23と同一の光
学的特性を有し、その7つの入力ポートには7本の接続
用導波路28がそれぞれ接続され、また、7つの出力ポ
ートのうちの4つの出力ポートには4本の出力伝送路2
2がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格子型光
合分波回路26は、請求項でいう第3のアレイ導波路格
子型光合分波回路を構成する。
6は、アレイ導波路格子型光合分波回路23と同一の光
学的特性を有し、その7つの入力ポートには7本の接続
用導波路28がそれぞれ接続され、また、7つの出力ポ
ートのうちの4つの出力ポートには4本の出力伝送路2
2がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格子型光
合分波回路26は、請求項でいう第3のアレイ導波路格
子型光合分波回路を構成する。
【0031】一般に、波長間隔がΔλ、FSRがN×Δ
λ、多重波長数がM波のN×N光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路23〜26の入
出力ポート数はM+(N−1)以上、また、そのFSR
は{M+(N−1)}×Δλ以上が必要である。アレイ
導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観点か
らは、この入出力ポート数を多く、またはFSRの値を
大きく設計して、中央付近のM+(N−1)本の入出力
ポートを利用することが有効である。
λ、多重波長数がM波のN×N光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路23〜26の入
出力ポート数はM+(N−1)以上、また、そのFSR
は{M+(N−1)}×Δλ以上が必要である。アレイ
導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観点か
らは、この入出力ポート数を多く、またはFSRの値を
大きく設計して、中央付近のM+(N−1)本の入出力
ポートを利用することが有効である。
【0032】本実施の形態では、アレイ導波路格子型光
合分波回路23〜26は同一のものとし、中央付近の7
本(=4+(4−1))の入出力ポートを用いるものと
した(なお、図面では実際に使用する7本の入出力ポー
トのみを表している。)。
合分波回路23〜26は同一のものとし、中央付近の7
本(=4+(4−1))の入出力ポートを用いるものと
した(なお、図面では実際に使用する7本の入出力ポー
トのみを表している。)。
【0033】以下、本実施の形態における動作を、本発
明の原理とともに説明する。
明の原理とともに説明する。
【0034】4本の入力伝送路21は、第1のアレイ導
波路格子型光合分波回路23の4つの入力ポート(2)(3)
(4)(5)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路23の4つの入力ポート(2)(3)
(4)(5)にそれぞれ接続されている。
【0035】第1のアレイ導波路格子型光合分波回路2
3では、入力ポート(2)に入力された光信号A1〜A4
がそれぞれ出力ポート(4)〜(7)へ出力されるよう設計し
ている。同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分波回
路23では、入力ポート(3)に入力された光信号B1〜
B4がそれぞれ出力ポート(3)〜(6)へ、入力ポート(4)
に入力された光信号C1〜C4がそれぞれ出力ポート
(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信号D1〜
D4がそれぞれ出力ポート(1)〜(4)へ出力されるよう設
計している。
3では、入力ポート(2)に入力された光信号A1〜A4
がそれぞれ出力ポート(4)〜(7)へ出力されるよう設計し
ている。同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分波回
路23では、入力ポート(3)に入力された光信号B1〜
B4がそれぞれ出力ポート(3)〜(6)へ、入力ポート(4)
に入力された光信号C1〜C4がそれぞれ出力ポート
(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信号D1〜
D4がそれぞれ出力ポート(1)〜(4)へ出力されるよう設
計している。
【0036】また、第1のアレイ導波路格子型光合分波
回路23の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路27の
うちの4本の導波路27aにより、第2のアレイ導波路
格子型光合分波回路24の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路24は、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路23と同じである。
回路23の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路27の
うちの4本の導波路27aにより、第2のアレイ導波路
格子型光合分波回路24の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路24は、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路23と同じである。
【0037】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
24の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にA1、出力ポート(3)にB
1,B2、出力ポート(4)にC1〜C3、出力ポート(5)
にD1〜D4という組み合わせ、即ち波長構成は同一で
かつ複数の入力伝送路21毎に入力された光信号成分の
みを含む光信号に揃えられて出力される。
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
24の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にA1、出力ポート(3)にB
1,B2、出力ポート(4)にC1〜C3、出力ポート(5)
にD1〜D4という組み合わせ、即ち波長構成は同一で
かつ複数の入力伝送路21毎に入力された光信号成分の
みを含む光信号に揃えられて出力される。
【0038】同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路23の出力ポート(5)〜(7)は、接続用導波路27
のうちの3本の導波路27bにより、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路25の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(7)に接続されている。ここで、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路25は、第1のアレイ導波路格
子型光合分波回路23と同じである。
波回路23の出力ポート(5)〜(7)は、接続用導波路27
のうちの3本の導波路27bにより、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路25の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(7)に接続されている。ここで、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路25は、第1のアレイ導波路格
子型光合分波回路23と同じである。
【0039】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
25の入力ポート(5)〜(7)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にA2〜A4、出力ポート(3)
にB3,B4、出力ポート(4)にC4という組み合わ
せ、即ち波長構成は同一でかつ複数の入力伝送路21毎
に入力された光信号成分のみを含む光信号に揃えられて
出力される。
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
25の入力ポート(5)〜(7)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にA2〜A4、出力ポート(3)
にB3,B4、出力ポート(4)にC4という組み合わ
せ、即ち波長構成は同一でかつ複数の入力伝送路21毎
に入力された光信号成分のみを含む光信号に揃えられて
出力される。
【0040】なお、本実施の形態では、請求項でいう第
2のアレイ導波路格子型光合分波回路を、2つのアレイ
導波路格子型光合分波回路回路24,25で構成してい
るが、これは第1のアレイ導波路格子型光合分波回路2
3(または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路2
6)と同一のものを用いるためであり、必ずしも2つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路24,25
もアレイ導波路格子型光合分波回路23または26と同
一である必要はない。即ち、前述したような導波路27
aと導波路28aとの間の波長配置及び導波路27bと
導波路28bとの間の波長配置を実現できる、第1また
は第3のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特性
を有しているものであれば、入出力ポート数やFSRが
異なっていても構成上、何ら問題は無い。
2のアレイ導波路格子型光合分波回路を、2つのアレイ
導波路格子型光合分波回路回路24,25で構成してい
るが、これは第1のアレイ導波路格子型光合分波回路2
3(または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路2
6)と同一のものを用いるためであり、必ずしも2つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路24,25
もアレイ導波路格子型光合分波回路23または26と同
一である必要はない。即ち、前述したような導波路27
aと導波路28aとの間の波長配置及び導波路27bと
導波路28bとの間の波長配置を実現できる、第1また
は第3のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特性
を有しているものであれば、入出力ポート数やFSRが
異なっていても構成上、何ら問題は無い。
【0041】また、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路24の出力ポート(2)〜(5)は、接続用導波路28の
うちの4本の導波路28aにより、第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路26の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路24に接続された第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路23の出力ポートの番号に対応する。
回路24の出力ポート(2)〜(5)は、接続用導波路28の
うちの4本の導波路28aにより、第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路26の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路24に接続された第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路23の出力ポートの番号に対応する。
【0042】同様に、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路25の出力ポート(2)〜(4)は、接続用導波路28
のうちの3本の導波路28bにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路26の入力ポート(5)〜(7)に接続
されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路25に接続された第1のアレイ導波路格子型光合
分波回路23の出力ポートの番号に対応する。
波回路25の出力ポート(2)〜(4)は、接続用導波路28
のうちの3本の導波路28bにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路26の入力ポート(5)〜(7)に接続
されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路25に接続された第1のアレイ導波路格子型光合
分波回路23の出力ポートの番号に対応する。
【0043】第3のアレイ導波路格子型光合分波回路2
6は第1のアレイ導波路格子型光合分波回路23と同一
の光学特性を有している。
6は第1のアレイ導波路格子型光合分波回路23と同一
の光学特性を有している。
【0044】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の合分波特性の対称性より、第3のアレイ導波路格子型
光合分波回路26の入力ポート(1)に入力された光信号
A1は出力ポート(5)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号B1,B2は出力ポート(4)(5)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号C1〜C3は出力ポート(3)〜(5)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号D1〜D4は出
力ポート(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号A2〜A4は出力ポート(2)〜(4)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号B3,B4は出力ポート(2)(3)へ、
入力ポート(7)に入力された光信号C4は出力ポート(2)
へ分波される。
の合分波特性の対称性より、第3のアレイ導波路格子型
光合分波回路26の入力ポート(1)に入力された光信号
A1は出力ポート(5)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号B1,B2は出力ポート(4)(5)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号C1〜C3は出力ポート(3)〜(5)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号D1〜D4は出
力ポート(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号A2〜A4は出力ポート(2)〜(4)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号B3,B4は出力ポート(2)(3)へ、
入力ポート(7)に入力された光信号C4は出力ポート(2)
へ分波される。
【0045】以上説明したように、結果として4本の出
力伝送路22を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路21と出力伝送路22との波長配置関係は図2
に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光カ
プラを一切用いていないため、光の合流による原理的な
損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波回
路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数の
ずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない(図2の斜線
部分に関しても波長間隔のずれがない。)。
力伝送路22を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路21と出力伝送路22との波長配置関係は図2
に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光カ
プラを一切用いていないため、光の合流による原理的な
損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波回
路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数の
ずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない(図2の斜線
部分に関しても波長間隔のずれがない。)。
【0046】なお、本実施の形態では、M,N=4の場
合の例として説明したが、これらの値が異なる場合でも
同様の原理が適用できることは自明である。
合の例として説明したが、これらの値が異なる場合でも
同様の原理が適用できることは自明である。
【0047】(実施の形態2)図5は本発明の光合分波
回路の第2の実施の形態、ここではM=k×N個の波長
の光信号が波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出
力伝送路との間(但し、kは正の整数で、k≧1)で、
波長λi,λi+jxN(i=1〜N、j=1〜k−1)が同
一出力伝送路に導かれるN×Nの伝送パスを構成するN
×N光合分波回路、特に2×4=8波長の光信号が波長
多重された4本の入力伝送路と4本の出力伝送路との間
で4×4の伝送パスを構成する8波多重4×4光合分波
回路を示すもので、図中、31は4本の入力伝送路、3
2は4本の出力伝送路、33,34,35,36,37
はアレイ導波路格子型光合分波回路、38,39は接続
用導波路である。
回路の第2の実施の形態、ここではM=k×N個の波長
の光信号が波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出
力伝送路との間(但し、kは正の整数で、k≧1)で、
波長λi,λi+jxN(i=1〜N、j=1〜k−1)が同
一出力伝送路に導かれるN×Nの伝送パスを構成するN
×N光合分波回路、特に2×4=8波長の光信号が波長
多重された4本の入力伝送路と4本の出力伝送路との間
で4×4の伝送パスを構成する8波多重4×4光合分波
回路を示すもので、図中、31は4本の入力伝送路、3
2は4本の出力伝送路、33,34,35,36,37
はアレイ導波路格子型光合分波回路、38,39は接続
用導波路である。
【0048】4本の入力伝送路31上には、それぞれ波
長多重化された光信号A1〜A8、B1〜B8、C1〜
C8、D1〜D8が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、8種類の
波長で32個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
長多重化された光信号A1〜A8、B1〜B8、C1〜
C8、D1〜D8が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、8種類の
波長で32個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【0049】アレイ導波路格子型光合分波回路33は、
少なくとも11個の入出力ポートを有する周知、例えば
図1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、
その11個の入力ポートのうちの4つの入力ポートには
4本の入力伝送路31がそれぞれ接続され、11個の出
力ポートは11本の接続用導波路38を介してアレイ導
波路格子型光合分波回路34,35,36に接続されて
いる。本アレイ導波路格子型光合分波回路33は、請求
項でいう第1のアレイ導波路格子型光合分波回路を構成
する。
少なくとも11個の入出力ポートを有する周知、例えば
図1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、
その11個の入力ポートのうちの4つの入力ポートには
4本の入力伝送路31がそれぞれ接続され、11個の出
力ポートは11本の接続用導波路38を介してアレイ導
波路格子型光合分波回路34,35,36に接続されて
いる。本アレイ導波路格子型光合分波回路33は、請求
項でいう第1のアレイ導波路格子型光合分波回路を構成
する。
【0050】また、アレイ導波路格子型光合分波回路3
4,35,36は、アレイ導波路格子型光合分波回路3
3と同等の光学的特性を有し、11個の入力ポートのう
ち、回路34では4つの入力ポートに、また、回路35
では4つの入力ポートに、また、回路36では3つの入
力ポートに接続用導波路38がそれぞれ接続され、ま
た、11個の出力ポートのうち、回路34では4つの出
力ポートが、また、回路35では4つの入力ポートが、
また、回路36では3つの入力ポートが11本の接続用
導波路39を介してアレイ導波路格子型光合分波回路3
7に接続されている。本アレイ導波路格子型光合分波回
路34,35,36は、請求項でいう第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路を構成する。
4,35,36は、アレイ導波路格子型光合分波回路3
3と同等の光学的特性を有し、11個の入力ポートのう
ち、回路34では4つの入力ポートに、また、回路35
では4つの入力ポートに、また、回路36では3つの入
力ポートに接続用導波路38がそれぞれ接続され、ま
た、11個の出力ポートのうち、回路34では4つの出
力ポートが、また、回路35では4つの入力ポートが、
また、回路36では3つの入力ポートが11本の接続用
導波路39を介してアレイ導波路格子型光合分波回路3
7に接続されている。本アレイ導波路格子型光合分波回
路34,35,36は、請求項でいう第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路を構成する。
【0051】また、アレイ導波路格子型光合分波回路3
7は、アレイ導波路格子型光合分波回路33と同一の光
学的特性を有し、その11個の入力ポートには11本の
接続用導波路39がそれぞれ接続され、また、11個の
出力ポートのうちの4つの出力ポートには4本の出力伝
送路32がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格
子型光合分波回路37は、請求項でいう第3のアレイ導
波路格子型光合分波回路を構成する。
7は、アレイ導波路格子型光合分波回路33と同一の光
学的特性を有し、その11個の入力ポートには11本の
接続用導波路39がそれぞれ接続され、また、11個の
出力ポートのうちの4つの出力ポートには4本の出力伝
送路32がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格
子型光合分波回路37は、請求項でいう第3のアレイ導
波路格子型光合分波回路を構成する。
【0052】一般に、波長間隔がΔλ、FSRがN×Δ
λ、多重波長数がM=k×N波(ここで、kを波長多重
繰り返し次数と定義する。)のN×N光合分波回路を構
成する場合、アレイ導波路格子型光合分波回路33〜3
7の入出力ポート数はk×N+(N−1)以上、また、
そのFSRは{k×N+(N−1)}×Δλ以上が必要
である。アレイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を
低減する観点からは、この入出力ポート数を多く、また
はFSRの値を大きく設計して、中央付近のk×N+
(N−1)本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
λ、多重波長数がM=k×N波(ここで、kを波長多重
繰り返し次数と定義する。)のN×N光合分波回路を構
成する場合、アレイ導波路格子型光合分波回路33〜3
7の入出力ポート数はk×N+(N−1)以上、また、
そのFSRは{k×N+(N−1)}×Δλ以上が必要
である。アレイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を
低減する観点からは、この入出力ポート数を多く、また
はFSRの値を大きく設計して、中央付近のk×N+
(N−1)本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
【0053】本実施の形態では、アレイ導波路格子型光
合分波回路33〜37は同一のものとし、中央付近の1
1本(=2×4+(4−1))の入出力ポートを用いる
ものとした(なお、図面では実際に使用する11本の入
出力ポートのみを表している。)。
合分波回路33〜37は同一のものとし、中央付近の1
1本(=2×4+(4−1))の入出力ポートを用いる
ものとした(なお、図面では実際に使用する11本の入
出力ポートのみを表している。)。
【0054】また、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路として、第1または第3のアレイ導波路格子型光合
分波回路と同一の回路を用いる場合、その台数は(1+
k)台必要となる。
回路として、第1または第3のアレイ導波路格子型光合
分波回路と同一の回路を用いる場合、その台数は(1+
k)台必要となる。
【0055】以下、本実施の形態における動作を、本発
明の原理とともに説明する。
明の原理とともに説明する。
【0056】4本の入力伝送路31は、第1のアレイ導
波路格子型光合分波回路33の4つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路33の4つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
【0057】第1のアレイ導波路格子型光合分波回路3
3では、入力ポート(4)に入力された光信号A1〜A8
がそれぞれ出力ポート(4)〜(11)へ出力されるよう設計
している。同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分波
回路33では、入力ポート(5)に入力された光信号B1
〜B8がそれぞれ出力ポート(3)〜(10)へ、入力ポート
(6)に入力された光信号C1〜C8がそれぞれ出力ポー
ト(2)〜(9)へ、入力ポート(7)に入力された光信号D1
〜D8がそれぞれ出力ポート(1)〜(8)へ出力されるよう
設計している。
3では、入力ポート(4)に入力された光信号A1〜A8
がそれぞれ出力ポート(4)〜(11)へ出力されるよう設計
している。同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分波
回路33では、入力ポート(5)に入力された光信号B1
〜B8がそれぞれ出力ポート(3)〜(10)へ、入力ポート
(6)に入力された光信号C1〜C8がそれぞれ出力ポー
ト(2)〜(9)へ、入力ポート(7)に入力された光信号D1
〜D8がそれぞれ出力ポート(1)〜(8)へ出力されるよう
設計している。
【0058】また、第1のアレイ導波路格子型光合分波
回路33の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路38の
うちの4本の導波路38aにより、第2のアレイ導波路
格子型光合分波回路34の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路34は、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路33と同じである。
回路33の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路38の
うちの4本の導波路38aにより、第2のアレイ導波路
格子型光合分波回路34の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路34は、第1のアレイ導波路格子
型光合分波回路33と同じである。
【0059】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
34の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にA1、出力ポート(5)にB
1,B2、出力ポート(6)にC1〜C3、出力ポート(7)
にD1〜D4という組み合わせで出力される。
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
34の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にA1、出力ポート(5)にB
1,B2、出力ポート(6)にC1〜C3、出力ポート(7)
にD1〜D4という組み合わせで出力される。
【0060】同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路33の出力ポート(5)〜(8)は、接続用導波路38
のうちの4本の導波路38bにより、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路35の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(8)に接続されている。ここで、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路35は、第1のアレイ導波路格
子型光合分波回路33と同じである。
波回路33の出力ポート(5)〜(8)は、接続用導波路38
のうちの4本の導波路38bにより、第2のアレイ導波
路格子型光合分波回路35の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(8)に接続されている。ここで、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路35は、第1のアレイ導波路格
子型光合分波回路33と同じである。
【0061】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
35の入力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にA2〜A5、出力ポート(5)
にB3〜B6、出力ポート(6)にC4〜C7、出力ポー
ト(7)にD5〜D8という組み合わせで出力される。
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
35の入力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にA2〜A5、出力ポート(5)
にB3〜B6、出力ポート(6)にC4〜C7、出力ポー
ト(7)にD5〜D8という組み合わせで出力される。
【0062】同様に、第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路33の出力ポート(9)〜(11)は、接続用導波路3
8のうちの3本の導波路38cにより、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路36の同じポート番号の入力ポ
ート(9)〜(11)に接続されている。ここで、第2のアレ
イ導波路格子型光合分波回路36は、第1のアレイ導波
路格子型光合分波回路33と同じである。
波回路33の出力ポート(9)〜(11)は、接続用導波路3
8のうちの3本の導波路38cにより、第2のアレイ導
波路格子型光合分波回路36の同じポート番号の入力ポ
ート(9)〜(11)に接続されている。ここで、第2のアレ
イ導波路格子型光合分波回路36は、第1のアレイ導波
路格子型光合分波回路33と同じである。
【0063】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
36の入力ポート(9)〜(11)に入力された光信号は、図
示したように出力ポート(4)にA6〜A8、出力ポート
(5)にB7,B8、出力ポート(6)にC8という組み合わ
せで出力される。
の対称性から、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路
36の入力ポート(9)〜(11)に入力された光信号は、図
示したように出力ポート(4)にA6〜A8、出力ポート
(5)にB7,B8、出力ポート(6)にC8という組み合わ
せで出力される。
【0064】なお、本実施の形態では、請求項でいう第
2のアレイ導波路格子型光合分波回路を、3つのアレイ
導波路格子型光合分波回路34,35,36で構成して
いるが、これは第1のアレイ導波路格子型光合分波回路
33(または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路3
7)と同一のものを用いるためであり、必ずしも3つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路34,3
5,36もアレイ導波路格子型光合分波回路33または
37と同一である必要はない。即ち、前述したような導
波路38aと導波路39aとの間の波長配置、導波路3
8bと導波路39bとの間の波長配置及び導波路38c
と導波路39cとの間の波長配置を実現できる、第1ま
たは第3のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特
性を有しているものであれば、入出力ポート数やFSR
が異なっていても構成上、何ら問題は無い。
2のアレイ導波路格子型光合分波回路を、3つのアレイ
導波路格子型光合分波回路34,35,36で構成して
いるが、これは第1のアレイ導波路格子型光合分波回路
33(または第3のアレイ導波路格子型光合分波回路3
7)と同一のものを用いるためであり、必ずしも3つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路34,3
5,36もアレイ導波路格子型光合分波回路33または
37と同一である必要はない。即ち、前述したような導
波路38aと導波路39aとの間の波長配置、導波路3
8bと導波路39bとの間の波長配置及び導波路38c
と導波路39cとの間の波長配置を実現できる、第1ま
たは第3のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特
性を有しているものであれば、入出力ポート数やFSR
が異なっていても構成上、何ら問題は無い。
【0065】また、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路34の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路39の
うちの4本の導波路39aにより、第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路37の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路34に接続された第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路33の出力ポートの番号に対応する。
回路34の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路39の
うちの4本の導波路39aにより、第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路37の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分波
回路34に接続された第1のアレイ導波路格子型光合分
波回路33の出力ポートの番号に対応する。
【0066】同様に、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路35の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路39
のうちの4本の導波路39bにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路37の入力ポート(5)〜(8)に接続
されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路35に接続された第1のアレイ導波路格子型光合
分波回路33の出力ポートの番号に対応する。
波回路35の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路39
のうちの4本の導波路39bにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路37の入力ポート(5)〜(8)に接続
されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路35に接続された第1のアレイ導波路格子型光合
分波回路33の出力ポートの番号に対応する。
【0067】同様に、第2のアレイ導波路格子型光合分
波回路36の出力ポート(4)〜(6)は、接続用導波路39
のうちの3本の導波路39cにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路37の入力ポート(9)〜(11)に接
続されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合
分波回路36に接続された第1のアレイ導波路格子型光
合分波回路33の出力ポートの番号に対応する。
波回路36の出力ポート(4)〜(6)は、接続用導波路39
のうちの3本の導波路39cにより、第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路37の入力ポート(9)〜(11)に接
続されている。これは、第2のアレイ導波路格子型光合
分波回路36に接続された第1のアレイ導波路格子型光
合分波回路33の出力ポートの番号に対応する。
【0068】第3のアレイ導波路格子型光合分波回路3
7は第1のアレイ導波路格子型光合分波回路33と同一
の光学特性を有している。
7は第1のアレイ導波路格子型光合分波回路33と同一
の光学特性を有している。
【0069】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の合分波特性の対称性より、第3のアレイ導波路格子型
光合分波回路37の入力ポート(1)に入力された光信号
A1は出力ポート(7)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号B1,B2は出力ポート(6)(7)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号C1〜C3は出力ポート(5)〜(7)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号D1〜D4は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号A2〜A5は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号B3〜B6は出力ポート(4)〜(7)
へ、入力ポート(7)に入力された光信号C4〜C7は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(8)に入力された光信
号D5〜D8は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(9)
に入力された光信号A6〜A8は出力ポート(4)〜(6)
へ、入力ポート(10)に入力された光信号B7,B8は出
力ポート(4)(5)へ、入力ポート(11)に入力された光信号
C8は出力ポート(4)へそれぞれ分波される。
の合分波特性の対称性より、第3のアレイ導波路格子型
光合分波回路37の入力ポート(1)に入力された光信号
A1は出力ポート(7)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号B1,B2は出力ポート(6)(7)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号C1〜C3は出力ポート(5)〜(7)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号D1〜D4は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号A2〜A5は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号B3〜B6は出力ポート(4)〜(7)
へ、入力ポート(7)に入力された光信号C4〜C7は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(8)に入力された光信
号D5〜D8は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(9)
に入力された光信号A6〜A8は出力ポート(4)〜(6)
へ、入力ポート(10)に入力された光信号B7,B8は出
力ポート(4)(5)へ、入力ポート(11)に入力された光信号
C8は出力ポート(4)へそれぞれ分波される。
【0070】以上説明したように、結果として4本の出
力伝送路32を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路31と出力伝送路32との波長配置関係は、同
じ入力伝送路からの波長λi,λi+4の光信号が同じ出力
伝送路に出力された、図2に示した周期的な波長配置に
なる。また、ここでは光カプラを一切用いていないた
め、光の合流による原理的な損失は生じない。また、ア
レイ導波路格子型光合分波回路の同一回折次数のみを利
用しているので、回折次数のずれによる波長間隔ずれ等
も一切生じない。
力伝送路32を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路31と出力伝送路32との波長配置関係は、同
じ入力伝送路からの波長λi,λi+4の光信号が同じ出力
伝送路に出力された、図2に示した周期的な波長配置に
なる。また、ここでは光カプラを一切用いていないた
め、光の合流による原理的な損失は生じない。また、ア
レイ導波路格子型光合分波回路の同一回折次数のみを利
用しているので、回折次数のずれによる波長間隔ずれ等
も一切生じない。
【0071】本実施の形態では、M=k×N=2×4=
8、N=4の場合の例として説明したが、これらの値が
異なる場合でも同様の原理が適用できることは自明であ
る。
8、N=4の場合の例として説明したが、これらの値が
異なる場合でも同様の原理が適用できることは自明であ
る。
【0072】(実施の形態3)第1及び第2の実施の形
態では、それぞれ独立したアレイ導波路格子型光合分波
回路を光学的に接続して構成したが、論理的な接続が同
じであれば、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で
複数のアレイ導波路格子型光合分波回路を兼ねるような
構成でも何ら問題ない。
態では、それぞれ独立したアレイ導波路格子型光合分波
回路を光学的に接続して構成したが、論理的な接続が同
じであれば、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で
複数のアレイ導波路格子型光合分波回路を兼ねるような
構成でも何ら問題ない。
【0073】図6は本発明の光合分波回路の第3の実施
の形態、ここでは1台の大規模アレイ導波路格子型光合
分波回路を用いて図4の場合と同様な4波多重4×4光
合分波回路を構成した例を示すもので、図中、41は4
本の入力伝送路、42は4本の出力伝送路、43は大規
模アレイ導波路格子型光合分波回路、44,45は接続
用導波路である。
の形態、ここでは1台の大規模アレイ導波路格子型光合
分波回路を用いて図4の場合と同様な4波多重4×4光
合分波回路を構成した例を示すもので、図中、41は4
本の入力伝送路、42は4本の出力伝送路、43は大規
模アレイ導波路格子型光合分波回路、44,45は接続
用導波路である。
【0074】本実施の形態は、M=k×N個の波長の光
信号が波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出力伝
送路との間(但し、kは正の整数で、k≧1)で、波長
λi,λi+jxN(i=1〜N、j=1〜k−1)が同一出
力伝送路に導かれるN×Nの伝送パスを構成するN×N
光合分波回路、特に4波多重4×4光合分波回路(k=
1、N=4)という、第1の実施の形態と同じ機能を1
台の大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で実現した
例を示すものである。
信号が波長多重されたN本の入力伝送路とN本の出力伝
送路との間(但し、kは正の整数で、k≧1)で、波長
λi,λi+jxN(i=1〜N、j=1〜k−1)が同一出
力伝送路に導かれるN×Nの伝送パスを構成するN×N
光合分波回路、特に4波多重4×4光合分波回路(k=
1、N=4)という、第1の実施の形態と同じ機能を1
台の大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で実現した
例を示すものである。
【0075】4本の入力伝送路41上には、それぞれ波
長多重化された光信号A1〜A4、B1〜B4、C1〜
C4、D1〜D4が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、4種類の
波長で16個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
長多重化された光信号A1〜A4、B1〜B4、C1〜
C4、D1〜D4が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、4種類の
波長で16個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【0076】大規模アレイ導波路格子型光合分波回路4
3は、少なくとも18個の入出力ポートを有する周知、
例えば図1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路で
あり、その18個の入力ポートのうちの4つの入力ポー
トには4本の入力伝送路41がそれぞれ接続され、ま
た、18個の出力ポートのうちの4つの出力ポートには
4本の出力伝送路42がそれぞれ接続されている。ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の18
個の出力ポートのうちの他の7個の出力ポートは7本の
接続用導波路44を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路43の残りの7個の出力ポートに接続され、ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の18
個の入力ポートのうちの他の7個の出力ポートは7本の
接続用導波路45を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路43の残りの7個の入力ポートに接続されてい
る。
3は、少なくとも18個の入出力ポートを有する周知、
例えば図1と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路で
あり、その18個の入力ポートのうちの4つの入力ポー
トには4本の入力伝送路41がそれぞれ接続され、ま
た、18個の出力ポートのうちの4つの出力ポートには
4本の出力伝送路42がそれぞれ接続されている。ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の18
個の出力ポートのうちの他の7個の出力ポートは7本の
接続用導波路44を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路43の残りの7個の出力ポートに接続され、ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の18
個の入力ポートのうちの他の7個の出力ポートは7本の
接続用導波路45を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路43の残りの7個の入力ポートに接続されてい
る。
【0077】一般に、波長間隔がΔλ、FSRがN×Δ
λ、多重波長数がM=k×N波(ここで、kを波長多重
繰り返し次数と定義する。)のN×N光合分波回路を構
成する場合、請求項でいう第1乃至第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に兼ねた大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路の入出力ポート数はN+2{k×
N+(N−1)}以上、また、そのFSRは〔N+2
{k×N+(N−1)}〕×Δλ以上が必要である。ア
レイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観
点からは、この入出力ポート数を多く、またはFSRの
値を大きく設計して、中央付近のN+2{k×N+(N
−1)}本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
λ、多重波長数がM=k×N波(ここで、kを波長多重
繰り返し次数と定義する。)のN×N光合分波回路を構
成する場合、請求項でいう第1乃至第3のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に兼ねた大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路の入出力ポート数はN+2{k×
N+(N−1)}以上、また、そのFSRは〔N+2
{k×N+(N−1)}〕×Δλ以上が必要である。ア
レイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観
点からは、この入出力ポート数を多く、またはFSRの
値を大きく設計して、中央付近のN+2{k×N+(N
−1)}本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
【0078】本実施の形態では、大規模アレイ導波路格
子型光合分波回路43の中央付近の18本(=4+2
{1×4+(4−1)})の入出力ポートを用いるもの
とした(なお、図面では実際に使用する18本の入出力
ポートのみを表している。)。以下、本実施の形態にお
ける動作を、本発明の原理とともに説明する。
子型光合分波回路43の中央付近の18本(=4+2
{1×4+(4−1)})の入出力ポートを用いるもの
とした(なお、図面では実際に使用する18本の入出力
ポートのみを表している。)。以下、本実施の形態にお
ける動作を、本発明の原理とともに説明する。
【0079】4本の入力伝送路41は、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路43の4つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路43の4つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
【0080】大規模アレイ導波路格子型光合分波回路4
3では、入力ポート(4)に入力された光信号A1〜A4
がそれぞれ出力ポート(12)〜(15)へ出力されるように設
計している。同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43では、入力ポート(5)に入力された光信号B
1〜B4がそれぞれ出力ポート(11)〜(14)へ、入力ポー
ト(6)に入力された光信号C1〜C4がそれぞれ出力ポ
ート(10)〜(13)へ、入力ポート(7)に入力された光信号
D1〜D4がそれぞれ出力ポート(9)〜(12)へ出力され
るよう設計している。
3では、入力ポート(4)に入力された光信号A1〜A4
がそれぞれ出力ポート(12)〜(15)へ出力されるように設
計している。同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43では、入力ポート(5)に入力された光信号B
1〜B4がそれぞれ出力ポート(11)〜(14)へ、入力ポー
ト(6)に入力された光信号C1〜C4がそれぞれ出力ポ
ート(10)〜(13)へ、入力ポート(7)に入力された光信号
D1〜D4がそれぞれ出力ポート(9)〜(12)へ出力され
るよう設計している。
【0081】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43の入力ポート(4)〜(7)と出力ポート(9)〜(1
5)との組み合わせが、請求項でいう第1のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路43の入力ポート(4)〜(7)と出力ポート(9)〜(1
5)との組み合わせが、請求項でいう第1のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【0082】また、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路43の出力ポート(9)〜(12)は、接続用導波路44
のうちの4本の導波路44aにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の出力ポート(5)〜(8)に接続
されている。
回路43の出力ポート(9)〜(12)は、接続用導波路44
のうちの4本の導波路44aにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の出力ポート(5)〜(8)に接続
されている。
【0083】アレイ導波路格子型光合分波回路の対称性
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の出
力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示したよう
に大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入力ポ
ート(8)にA1、入力ポート(9)にB1,B2、入力ポー
ト(10)にC1〜C3、入力ポート(11)にD1〜D4とい
う組み合わせで出力される。
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の出
力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示したよう
に大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入力ポ
ート(8)にA1、入力ポート(9)にB1,B2、入力ポー
ト(10)にC1〜C3、入力ポート(11)にD1〜D4とい
う組み合わせで出力される。
【0084】同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43の出力ポート(13)〜(15)は、接続用導波路4
4のうちの3本の導波路44bにより、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路43の出力ポート(16)〜(18)に
接続されている。
波回路43の出力ポート(13)〜(15)は、接続用導波路4
4のうちの3本の導波路44bにより、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路43の出力ポート(16)〜(18)に
接続されている。
【0085】アレイ導波路格子型光合分波回路の対称性
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の出
力ポート(16)〜(18)に入力された光信号は、図示したよ
うに大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入力
ポート(1)にA2〜A4、入力ポート(2)にB3,B4、
入力ポート(3)にC4という組み合わせで出力される。
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の出
力ポート(16)〜(18)に入力された光信号は、図示したよ
うに大規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入力
ポート(1)にA2〜A4、入力ポート(2)にB3,B4、
入力ポート(3)にC4という組み合わせで出力される。
【0086】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43の出力ポート(5)〜(8)と入力ポート(8)〜(1
1)との組み合わせ、並びに出力ポート(16)〜(18)と入力
ポート(1)〜(3)との組み合わせが、請求項でいう第2の
アレイ導波路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路43の出力ポート(5)〜(8)と入力ポート(8)〜(1
1)との組み合わせ、並びに出力ポート(16)〜(18)と入力
ポート(1)〜(3)との組み合わせが、請求項でいう第2の
アレイ導波路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【0087】また、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路43の入力ポート(8)〜(11)は、接続用導波路45
のうちの4本の導波路45aにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の入力ポート(12)〜(15)に接
続されている。
回路43の入力ポート(8)〜(11)は、接続用導波路45
のうちの4本の導波路45aにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の入力ポート(12)〜(15)に接
続されている。
【0088】同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43の入力ポート(1)〜(3)は、接続用導波路45
のうちの3本の導波路45bにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の入力ポート(16)〜(18)に接
続されている。
波回路43の入力ポート(1)〜(3)は、接続用導波路45
のうちの3本の導波路45bにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路43の入力ポート(16)〜(18)に接
続されている。
【0089】アレイ導波路格子型光合分波回路の合分波
特性の対称性より、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路43の入力ポート(12)に入力された光信号A1は出
力ポート(4)へ、入力ポート(13)に入力された光信号B
1,B2は出力ポート(3)(4)へ、入力ポート(14)に入力
された光信号C1〜C3は出力ポート(2)〜(4)へ、入力
ポート(15)に入力された光信号D1〜D4は出力ポート
(1)〜(4)へ、入力ポート(16)に入力された光信号A2〜
A4は出力ポート(1)〜(3)へ、入力ポート(17)に入力さ
れた光信号B3,B4は出力ポート(1)(2)へ、入力ポー
ト(18)に入力された光信号C4は出力ポート(1)へ分波
される。
特性の対称性より、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路43の入力ポート(12)に入力された光信号A1は出
力ポート(4)へ、入力ポート(13)に入力された光信号B
1,B2は出力ポート(3)(4)へ、入力ポート(14)に入力
された光信号C1〜C3は出力ポート(2)〜(4)へ、入力
ポート(15)に入力された光信号D1〜D4は出力ポート
(1)〜(4)へ、入力ポート(16)に入力された光信号A2〜
A4は出力ポート(1)〜(3)へ、入力ポート(17)に入力さ
れた光信号B3,B4は出力ポート(1)(2)へ、入力ポー
ト(18)に入力された光信号C4は出力ポート(1)へ分波
される。
【0090】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路43の入力ポート(12)〜(18)と出力ポート(1)〜
(4)との組み合わせが、請求項でいう第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路43の入力ポート(12)〜(18)と出力ポート(1)〜
(4)との組み合わせが、請求項でいう第3のアレイ導波
路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【0091】以上説明したように、結果として4本の出
力伝送路42を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路41と出力伝送路42との波長配置関係は、図
2に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光
カプラを一切用いていないため、光の合流による原理的
な損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波
回路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数
のずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない。
力伝送路42を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路41と出力伝送路42との波長配置関係は、図
2に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光
カプラを一切用いていないため、光の合流による原理的
な損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波
回路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数
のずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない。
【0092】本実施の形態では、M,N=4の場合の例
として説明したが、これらの値が異なる場合でも同様の
原理が適用できることは自明である。また、請求項でい
う第1乃至第3のアレイ導波路格子型光合分波回路を論
理的に構成できるのであれば、本実施の形態に示した大
規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入出力ポー
トの組み合わせ以外の構成が適用できることも自明であ
る。
として説明したが、これらの値が異なる場合でも同様の
原理が適用できることは自明である。また、請求項でい
う第1乃至第3のアレイ導波路格子型光合分波回路を論
理的に構成できるのであれば、本実施の形態に示した大
規模アレイ導波路格子型光合分波回路43の入出力ポー
トの組み合わせ以外の構成が適用できることも自明であ
る。
【0093】また、本実施の形態では、第1乃至第3の
アレイ導波路格子型光合分波回路を1台の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したが、本実施の形態
と同様の手法により、複数の第2のアレイ導波路格子型
光合分波回路のみを1台の大規模アレイ導波路格子型光
合分波回路で構成する等の構成が可能であることも自明
である。
アレイ導波路格子型光合分波回路を1台の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したが、本実施の形態
と同様の手法により、複数の第2のアレイ導波路格子型
光合分波回路のみを1台の大規模アレイ導波路格子型光
合分波回路で構成する等の構成が可能であることも自明
である。
【0094】また、これまで説明した実施の形態におけ
る、各アレイ導波路格子型光合分波回路23,24,2
5,26,33,34,35,36,37及び大規模ア
レイ導波路格子型光合分波回路43は、通常、それぞれ
が1つのユニットとして製造され、接続用導波路として
光ファイバを用いてポート同士が接続されて構成される
が、接続用導波路も基板上に形成して全体を一体的に構
成することも可能である。
る、各アレイ導波路格子型光合分波回路23,24,2
5,26,33,34,35,36,37及び大規模ア
レイ導波路格子型光合分波回路43は、通常、それぞれ
が1つのユニットとして製造され、接続用導波路として
光ファイバを用いてポート同士が接続されて構成される
が、接続用導波路も基板上に形成して全体を一体的に構
成することも可能である。
【0095】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光波長分割多重(WDM)伝送システムにおいて用いら
れる、周期的な入出力関係となる分波特性を有し、かつ
原理的な損失が零であるN×N光合分波回路を実現でき
る。
光波長分割多重(WDM)伝送システムにおいて用いら
れる、周期的な入出力関係となる分波特性を有し、かつ
原理的な損失が零であるN×N光合分波回路を実現でき
る。
【図1】アレイ導波路格子型光合分波回路を示す説明図
【図2】4×4光合分波回路における波長配置の説明図
【図3】アレイ導波路格子型光合分波回路と光カプラを
用いた従来のN×N光合分波回路の一例を示す説明図
用いた従来のN×N光合分波回路の一例を示す説明図
【図4】本発明のN×N光合分波回路の第1の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
【図5】本発明のN×N光合分波回路の第2の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
【図6】本発明のN×N光合分波回路の第3の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
21,31,41:入力伝送路、22,32,42:出
力伝送路、23,24,25,26,33,34,3
5,36,37:アレイ導波路格子型光合分波回路、2
7,28,38,39,44,45:接続用導波路、4
3:大規模アレイ導波路格子型光合分波回路。
力伝送路、23,24,25,26,33,34,3
5,36,37:アレイ導波路格子型光合分波回路、2
7,28,38,39,44,45:接続用導波路、4
3:大規模アレイ導波路格子型光合分波回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 勝就 東京都新宿区西新宿3丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−221551(JP,A) 特開 平10−177115(JP,A) 特開 平11−30730(JP,A) 特開 平8−69021(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/12 - 6/14
Claims (5)
- 【請求項1】 所定の導波路長差で順次長くなる複数の
導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを構
成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成す
る複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路ア
レイを接続する第1のスラブ導波路と、導波路アレイ及
び複数の出力導波路を接続する第2のスラブ導波路とを
備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合分
波回路であって、 複数の入力伝送路から複数の入力ポートにそれぞれ入力
された波長の異なる複数の光信号を複数の出力ポートへ
それぞれ波長合分波して出力する第1のアレイ導波路格
子型光合分波回路と、 第1のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等の光学的
特性を有し、第1のアレイ導波路格子型光合分波回路の
複数の出力ポートから出力される光信号を、波長構成は
同一でかつ前記複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えて出力する第2のアレイ導波路
格子型光合分波回路と、 第1のアレイ導波路格子型光合分波回路と同一の光学的
特性を有し、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路の
複数の出力ポートから出力される光信号を複数の入力ポ
ートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそれぞれ波長
合分波して複数の出力伝送路へ出力する第3のアレイ導
波路格子型光合分波回路とを備えたことを特徴とする光
合分波回路。 - 【請求項2】 第1のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第3の
アレイ導波路格子型光合分波回路を互いに独立したモジ
ュールで構成するとともに、各アレイ導波路格子型光合
分波回路間を光ファイバで接続したことを特徴とする請
求項1記載の光合分波回路。 - 【請求項3】 第1及び第3のアレイ導波路格子型光合
分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構成するととも
に、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路を第1また
は第3のアレイ導波路格子型光合分波回路と同一の複数
のモジュールで構成したことを特徴とする請求項2記載
の光合分波回路。 - 【請求項4】 第1のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第3の
アレイ導波路格子型光合分波回路のうちの少なくとも1
つを他のアレイ導波路格子型光合分波回路と共通のモジ
ュールで構成したことを特徴とする請求項1記載の光合
分波回路。 - 【請求項5】 第1のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第2のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第3の
アレイ導波路格子型光合分波回路を1個の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したことを特徴とする
請求項4記載の光合分波回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21067998A JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21067998A JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000047042A JP2000047042A (ja) | 2000-02-18 |
JP3242369B2 true JP3242369B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=16593324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21067998A Expired - Fee Related JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3242369B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3439162B2 (ja) | 1999-08-13 | 2003-08-25 | 日本電信電話株式会社 | 光波長分割多重伝送ネットワーク装置 |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP21067998A patent/JP3242369B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000047042A (ja) | 2000-02-18 |
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