JP2000162546A - フォトニクスシステム - Google Patents
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- 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
- G02B6/29304—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 operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
- G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations
- G02B6/2932—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations comprising a directional router, e.g. directional coupler, circulator
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
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- G02B6/29379—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 characterised by the function or use of the complete device
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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- G—PHYSICS
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- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長選択によって光信号を制御し、経路指定
またはスイッチングする配列を提供する。 【解決手段】 フォトニクスシステムは、各々が複数の
波長からなる複数の空間的に分離した光信号を受信する
複数のポートを含む１つの光サーキュレータを備えてい
る。光サーキュレータは、複数の光信号を第２のポート
へ通過させてそれらに空間的に分離した信号を発生させ
る。複数の光波長フィルタが第２のポートに配列され、
各光波長フィルタは第２のポートにおける複数の光信号
の個々の光信号に整列し、それぞれの光信号内に含まれ
る複数の波長の選択された１つの波長を選択的に反射さ
せ、且つ複数の波長の他の波長を選択的に通過させるよ
うになっている。
またはスイッチングする配列を提供する。 【解決手段】 フォトニクスシステムは、各々が複数の
波長からなる複数の空間的に分離した光信号を受信する
複数のポートを含む１つの光サーキュレータを備えてい
る。光サーキュレータは、複数の光信号を第２のポート
へ通過させてそれらに空間的に分離した信号を発生させ
る。複数の光波長フィルタが第２のポートに配列され、
各光波長フィルタは第２のポートにおける複数の光信号
の個々の光信号に整列し、それぞれの光信号内に含まれ
る複数の波長の選択された１つの波長を選択的に反射さ
せ、且つ複数の波長の他の波長を選択的に通過させるよ
うになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフォトニクスの分野
に関し、より詳しく述べれば、波長選択によって光信号
を制御し、経路を指定し、またはスイッチングする配列
に関する。
に関し、より詳しく述べれば、波長選択によって光信号
を制御し、経路を指定し、またはスイッチングする配列
に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１に例として示してあるような光サー
キュレータは、１つのポートから次の順番のポート（即
ち、ポート１からポート２へ、２から３へ、３から４へ
等）へ光信号またはビームを一方向に伝送し、その逆方
向（即ち、２から１へ、３から２へ、４から３へ等）へ
は伝送しない公知のデバイスである。ここで使用する
「光」には、例えば、フォトニクスの目的に適する光信
号のような可視及び不可視放射が含まれる。複数の光フ
ァイバからの信号を処理する場合に必要なように幾つか
のビームを操作するためには、普通は幾つかの光サーキ
ュレータが必要である。光信号内の異なる波長で搬送さ
れるチャネルを分離する全ての光のアッド・ドロップ
（ add-drop ）機能（即ち、波長分割多重化（ＷＤＭ）
波長チャネル）も多くの光サーキュレータを必要とす
る。
キュレータは、１つのポートから次の順番のポート（即
ち、ポート１からポート２へ、２から３へ、３から４へ
等）へ光信号またはビームを一方向に伝送し、その逆方
向（即ち、２から１へ、３から２へ、４から３へ等）へ
は伝送しない公知のデバイスである。ここで使用する
「光」には、例えば、フォトニクスの目的に適する光信
号のような可視及び不可視放射が含まれる。複数の光フ
ァイバからの信号を処理する場合に必要なように幾つか
のビームを操作するためには、普通は幾つかの光サーキ
ュレータが必要である。光信号内の異なる波長で搬送さ
れるチャネルを分離する全ての光のアッド・ドロップ
（ add-drop ）機能（即ち、波長分割多重化（ＷＤＭ）
波長チャネル）も多くの光サーキュレータを必要とす
る。
【０００３】複数の波長チャネルが単一の光ファイバに
よって搬送されるＷＤＭが普及するにつれて、多数の波
長チャネルを独立的に操作するコンパクトで安価な手段
に対する要望がより一層大きくなりつつある。
よって搬送されるＷＤＭが普及するにつれて、多数の波
長チャネルを独立的に操作するコンパクトで安価な手段
に対する要望がより一層大きくなりつつある。
【０００４】波長多重化多重チャネル光ネットワークに
おける要求は、ネットワークノードにおける完全に柔軟
な光アッド・ドロップと、クロス接続機能とを有するこ
とである。これは、そのノードへデータを搬送するどの
波長チャネルもそのノードの複数の受信機の何れへもド
ロップできること、またそのノードのどの送信機もその
ノードからデータを送る波長を再使用できることを意味
している。
おける要求は、ネットワークノードにおける完全に柔軟
な光アッド・ドロップと、クロス接続機能とを有するこ
とである。これは、そのノードへデータを搬送するどの
波長チャネルもそのノードの複数の受信機の何れへもド
ロップできること、またそのノードのどの送信機もその
ノードからデータを送る波長を再使用できることを意味
している。
【０００５】これらの機能を達成するためには、ＷＤＭ
波長チャネルのスイッチング及び逆多重化（デマルチプ
レクシング）が必要である。ＷＤＭ波長チャネルからな
る信号を２組の波長チャネルに分類するために、同調可
能な反射性光格子を光サーキュレータと共に使用するこ
とができる。８、16、32、またはそれ以上のチャネルを
用いてアッド・ドロップ機能を遂行するためには、分類
機能を多数回繰り返す必要があり、それは多数のフィル
タ及び光サーキュレータを使用することを必要とする。
波長チャネルのスイッチング及び逆多重化（デマルチプ
レクシング）が必要である。ＷＤＭ波長チャネルからな
る信号を２組の波長チャネルに分類するために、同調可
能な反射性光格子を光サーキュレータと共に使用するこ
とができる。８、16、32、またはそれ以上のチャネルを
用いてアッド・ドロップ機能を遂行するためには、分類
機能を多数回繰り返す必要があり、それは多数のフィル
タ及び光サーキュレータを使用することを必要とする。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、１つの光サーキュレータ、１
つの集束手段、及び複数の光波長フィルタを備えたフォ
トニクスシステムを提供する。上記光サーキュレータは
複数のポートを含み、第１のポートは、各々が複数の波
長からなる複数の空間的に分離した光信号を受信し、上
記複数の光信号は空間的に分離した光源のアレイを上記
第１のポートに発生するようになっており、上記光サー
キュレータは上記複数の光信号を第２のポートへ通過さ
せるようになっている。上記集束手段は上記第１のポー
トに設けられ、上記光源の空間的に分離したイメージの
アレイを上記第２のポートに発生するようになってい
る。上記複数の光波長フィルタは上記第２のポートに配
列され、各光波長フィルタは上記第２のポートにおける
上記複数の光信号の個々の光信号に整列し、それぞれの
光信号内に含まれる上記複数の波長の選択された１つの
波長を選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他の波
長を選択的に通過させるようになっている。
つの集束手段、及び複数の光波長フィルタを備えたフォ
トニクスシステムを提供する。上記光サーキュレータは
複数のポートを含み、第１のポートは、各々が複数の波
長からなる複数の空間的に分離した光信号を受信し、上
記複数の光信号は空間的に分離した光源のアレイを上記
第１のポートに発生するようになっており、上記光サー
キュレータは上記複数の光信号を第２のポートへ通過さ
せるようになっている。上記集束手段は上記第１のポー
トに設けられ、上記光源の空間的に分離したイメージの
アレイを上記第２のポートに発生するようになってい
る。上記複数の光波長フィルタは上記第２のポートに配
列され、各光波長フィルタは上記第２のポートにおける
上記複数の光信号の個々の光信号に整列し、それぞれの
光信号内に含まれる上記複数の波長の選択された１つの
波長を選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他の波
長を選択的に通過させるようになっている。
【０００７】本発明は更に、上記第１の光サーキュレー
タと類似の機能を遂行させるための第２の光サーキュレ
ータ、及び上記第２の光サーキュレータの若干のポート
に設けられている複数のさらなるフィルタを備えている
フォトニクスシステムを提供する。上記第１の光サーキ
ュレータ及び上記第２の光サーキュレータは互いに通信
し合い、上記第１の光サーキュレータの選択されたポー
トから出力される光信号を上記第２の光サーキュレータ
の入力ポートへ進入させる。
タと類似の機能を遂行させるための第２の光サーキュレ
ータ、及び上記第２の光サーキュレータの若干のポート
に設けられている複数のさらなるフィルタを備えている
フォトニクスシステムを提供する。上記第１の光サーキ
ュレータ及び上記第２の光サーキュレータは互いに通信
し合い、上記第１の光サーキュレータの選択されたポー
トから出力される光信号を上記第２の光サーキュレータ
の入力ポートへ進入させる。
【０００８】本発明は、本発明のフォトニクスシステム
を備えている光ネットワークを更に提供する。
を備えている光ネットワークを更に提供する。
【０００９】本発明は、本発明のフォトニクスシステム
を備えている遠隔通信ネットワークを更に提供する。
を備えている遠隔通信ネットワークを更に提供する。
【００１０】本発明は、光サーキュレータ、及び複数の
光波長フィルタを備えたフォトニクスシステムを更に提
供する。上記光サーキュレータは、複数のポートを含
み、第１のポートは、各々が複数の波長からなる複数の
空間的に分離した光信号を受信し、上記複数の光信号を
第２のポートへ通過させて上記第２のポートに複数の空
間的に分離した光信号を発生するようになっている。上
記複数の光波長フィルタは上記第２のポートに配列さ
れ、各光波長フィルタは上記第２のポートにおける上記
複数の光信号の個々の信号に整列し、それぞれの光信号
内に含まれる上記複数の波長の選択された１つの波長を
選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他の波長を選
択的に通過させるようになっている。
光波長フィルタを備えたフォトニクスシステムを更に提
供する。上記光サーキュレータは、複数のポートを含
み、第１のポートは、各々が複数の波長からなる複数の
空間的に分離した光信号を受信し、上記複数の光信号を
第２のポートへ通過させて上記第２のポートに複数の空
間的に分離した光信号を発生するようになっている。上
記複数の光波長フィルタは上記第２のポートに配列さ
れ、各光波長フィルタは上記第２のポートにおける上記
複数の光信号の個々の信号に整列し、それぞれの光信号
内に含まれる上記複数の波長の選択された１つの波長を
選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他の波長を選
択的に通過させるようになっている。
【００１１】以下に添付図面を参照して本発明の実施の
形態を説明する。
形態を説明する。
【００１２】
【実施の形態】図１は、例として、４つのポート１、
２、３、及び４を含む従来の技術の光サーキュレータを
示す。この光サーキュレータは、ポート１からの光入力
をポート２へは伝送するが、その逆には伝送しないので
交換的でないことに注目されたい。以下に光サーキュレ
ータに関して、図面を参照して詳細に説明する。この実
施の形態においては、レンズ６が各ポート１〜４におけ
る光サーキュレータへの入口に位置決めされている。レ
ンズは、光入力を対応する出力ポートにおける１つのポ
ートに集束させるように機能する。この機能は、適当に
湾曲させた鏡のような他の集束手段によって達成させる
ことができるので、レンズが不可欠なものではない。
２、３、及び４を含む従来の技術の光サーキュレータを
示す。この光サーキュレータは、ポート１からの光入力
をポート２へは伝送するが、その逆には伝送しないので
交換的でないことに注目されたい。以下に光サーキュレ
ータに関して、図面を参照して詳細に説明する。この実
施の形態においては、レンズ６が各ポート１〜４におけ
る光サーキュレータへの入口に位置決めされている。レ
ンズは、光入力を対応する出力ポートにおける１つのポ
ートに集束させるように機能する。この機能は、適当に
湾曲させた鏡のような他の集束手段によって達成させる
ことができるので、レンズが不可欠なものではない。
【００１３】ポート１から光サーキュレータへ進入する
光は、偏光鏡８に遭遇する。偏光鏡８は、光を２つの直
交的に偏光されたビームに分割（スプリット）するよう
に機能し、これらの偏光されたビームは異なる経路に沿
って光サーキュレータを通過する。例えば、ポート１か
らの光入力は、第１の偏光を有する光が偏光鏡８を通過
して直進するのに対して、直交偏光を有する光は90°反
射されて鏡１０に向かい、鏡１０によって２回目の反射
をされる。光サーキュレータの中心に位置する２つの偏
光回転子（ローテータ）は各々、入射光を45°回転させ
るように働く。第１の偏光回転子１２は、一方向に通過
する（例えば、図において左から右へ）光の偏光を時計
方向へ回転させ、逆方向に通過する（例えば、図におい
て右から左へ）光の偏光を反時計方向へ回転させるよう
に交換的に働く。これに対して、第２の偏光回転子１４
はいわゆるファラデー回転子であり、これは非交換的に
働く。ファラデー回転子材料の指向特性は磁場によって
影響を受け、実際には飽和磁場をそれに印加する。ファ
ラデー回転子を第１の方向（例えば、図において左から
右へ）通過する光は、第１の方向、例えば時計方向へ偏
光回転させられる。ファラデー回転子を第２の方向（例
えば、図において右から左へ）通過する光もその偏光を
時計方向に回転させられる。光サーキュレータの中心に
一緒に配列されているこれら２つの異なる型の偏光回転
子の効果は、どのポートからのどの光入力も、以下のよ
うに両要素を通過しなければならないことである。第１
の方向に（上例においては、左から右へ）回転子を通過
する光は、回転子１２において時計方向に45°偏光回転
させられ、回転子１４において更に時計方向に45°回転
させられるので、合計90°回転させられることになる。
しかしながら逆方向に（上例においては、右から左へ）
回転子を通って走行する光は、偏光回転子１４において
時計方向に45°偏光回転させられ、回転子１２において
逆に反時計方向に45°偏光回転させられるので、合計回
転は０°になる。即ち、光はその偏光の向きの変化を全
く受けずに直進することになる。
光は、偏光鏡８に遭遇する。偏光鏡８は、光を２つの直
交的に偏光されたビームに分割（スプリット）するよう
に機能し、これらの偏光されたビームは異なる経路に沿
って光サーキュレータを通過する。例えば、ポート１か
らの光入力は、第１の偏光を有する光が偏光鏡８を通過
して直進するのに対して、直交偏光を有する光は90°反
射されて鏡１０に向かい、鏡１０によって２回目の反射
をされる。光サーキュレータの中心に位置する２つの偏
光回転子（ローテータ）は各々、入射光を45°回転させ
るように働く。第１の偏光回転子１２は、一方向に通過
する（例えば、図において左から右へ）光の偏光を時計
方向へ回転させ、逆方向に通過する（例えば、図におい
て右から左へ）光の偏光を反時計方向へ回転させるよう
に交換的に働く。これに対して、第２の偏光回転子１４
はいわゆるファラデー回転子であり、これは非交換的に
働く。ファラデー回転子材料の指向特性は磁場によって
影響を受け、実際には飽和磁場をそれに印加する。ファ
ラデー回転子を第１の方向（例えば、図において左から
右へ）通過する光は、第１の方向、例えば時計方向へ偏
光回転させられる。ファラデー回転子を第２の方向（例
えば、図において右から左へ）通過する光もその偏光を
時計方向に回転させられる。光サーキュレータの中心に
一緒に配列されているこれら２つの異なる型の偏光回転
子の効果は、どのポートからのどの光入力も、以下のよ
うに両要素を通過しなければならないことである。第１
の方向に（上例においては、左から右へ）回転子を通過
する光は、回転子１２において時計方向に45°偏光回転
させられ、回転子１４において更に時計方向に45°回転
させられるので、合計90°回転させられることになる。
しかしながら逆方向に（上例においては、右から左へ）
回転子を通って走行する光は、偏光回転子１４において
時計方向に45°偏光回転させられ、回転子１２において
逆に反時計方向に45°偏光回転させられるので、合計回
転は０°になる。即ち、光はその偏光の向きの変化を全
く受けずに直進することになる。
【００１４】以下に、図１に示す光サーキュレータをポ
ート１からポート２へ通過する光に関して光サーキュレ
ータの動作を説明する。上述したように、ポート１から
の光入力は先ずレンズ６を通過し、偏光鏡８に遭遇して
第１の偏光を受けた入力光の部分は偏光鏡を通って直進
し、一方直交偏光を受けた光は偏光鏡によって45°反射
される。偏光鏡を通過して直進する光は、上述したよう
に偏光回転子１２及び１４を通過させられる結果として
合計90°の偏光回転を受ける。この光は、第２の偏光鏡
１６に遭遇する。この光は、第１の偏光鏡８を透過した
光に対して直交偏光されており、従って90°反射されて
ポート２へ向かわされる。
ート１からポート２へ通過する光に関して光サーキュレ
ータの動作を説明する。上述したように、ポート１から
の光入力は先ずレンズ６を通過し、偏光鏡８に遭遇して
第１の偏光を受けた入力光の部分は偏光鏡を通って直進
し、一方直交偏光を受けた光は偏光鏡によって45°反射
される。偏光鏡を通過して直進する光は、上述したよう
に偏光回転子１２及び１４を通過させられる結果として
合計90°の偏光回転を受ける。この光は、第２の偏光鏡
１６に遭遇する。この光は、第１の偏光鏡８を透過した
光に対して直交偏光されており、従って90°反射されて
ポート２へ向かわされる。
【００１５】第１の偏光鏡８において直交偏光を受けて
反射された入力光の部分は、鏡１０において90°だけ第
２回目の反射を受けて偏光回転子１２及び１４を通過
し、上述した第１の偏光鏡８を通過して伝送される光と
全く同じように、合計90°の偏光回転を受ける。偏光回
転子１２及び１４を去った後の光は第２の鏡１８によっ
て再び90°反射され、図示のように上方から第２の偏光
鏡１６へ入る。しかしながら、上方から偏光鏡１６へ入
る光は、回転子１２及び１４において90°回転を受けた
ことにより異なる偏光を有しているから、第２の偏光鏡
１６を通過して直進してポート２へ出力される。
反射された入力光の部分は、鏡１０において90°だけ第
２回目の反射を受けて偏光回転子１２及び１４を通過
し、上述した第１の偏光鏡８を通過して伝送される光と
全く同じように、合計90°の偏光回転を受ける。偏光回
転子１２及び１４を去った後の光は第２の鏡１８によっ
て再び90°反射され、図示のように上方から第２の偏光
鏡１６へ入る。しかしながら、上方から偏光鏡１６へ入
る光は、回転子１２及び１４において90°回転を受けた
ことにより異なる偏光を有しているから、第２の偏光鏡
１６を通過して直進してポート２へ出力される。
【００１６】同じようにして、何れかのポートから光サ
ーキュレータへ入る光は、偏光に従って分割され、別々
に経路指定されて適切なポートから出力される。光サー
キュレータの非交換的動作を示すために、ポート２から
の光入力の通過について簡単に説明しておく。第１の偏
光を有するポート２からの光入力は第２の偏光鏡１６に
おいて反射され、偏光回転子１４及び１２を右から左へ
通過する。前述したように、これにより合計の偏光回転
は０になるので回転子１２及び１４から第１の偏光鏡８
へ進入する光は、第２の偏光鏡によって反射された光と
同一の偏光を有しており、この光は第１の偏光鏡８によ
っても90°反射され、ポート１ではなくポート３から出
力される。同じようにして、ポート２から入力され、第
２の偏光鏡１６を透過した光も、同様に第１の偏光鏡８
を通過し（鏡１０及び１８において反射され、回転子１
２及び１４を通過した後に）ポート３から出力される。
ーキュレータへ入る光は、偏光に従って分割され、別々
に経路指定されて適切なポートから出力される。光サー
キュレータの非交換的動作を示すために、ポート２から
の光入力の通過について簡単に説明しておく。第１の偏
光を有するポート２からの光入力は第２の偏光鏡１６に
おいて反射され、偏光回転子１４及び１２を右から左へ
通過する。前述したように、これにより合計の偏光回転
は０になるので回転子１２及び１４から第１の偏光鏡８
へ進入する光は、第２の偏光鏡によって反射された光と
同一の偏光を有しており、この光は第１の偏光鏡８によ
っても90°反射され、ポート１ではなくポート３から出
力される。同じようにして、ポート２から入力され、第
２の偏光鏡１６を透過した光も、同様に第１の偏光鏡８
を通過し（鏡１０及び１８において反射され、回転子１
２及び１４を通過した後に）ポート３から出力される。
【００１７】次に図２を参照して従来技術のファイバブ
ラッグ（ Bragg ）格子（ＦＢＧ）フィルタを簡単に説
明する。ＦＢＧは、同調可能な反射性光フィルタを設け
ることによってフォトニクスの分野に応用することがで
きる。普通のＦＧＢフィルタは光ファイバまたは光導波
器のアレイからなり、一連のブラッグ回折格子が配列さ
れている（例えば、紫外ホログラフィック放射に曝すこ
とにより）。格子は、それらが入射光を狭い波長帯で反
射するように配列されている。更に，反射した波長は、
例えば特定の格子に対してファイバを局部的に加熱また
は引き伸ばすことによって調整することができる。波長
チャネルと共に使用するようになっているＦＢＧフィル
タは、典型的には、格子が反射する光の波長帯には関連
するＷＤＭ波長チャネルの波長帯は含まれていないが、
特定の格子が活性化された時には反射する波長帯をシフ
トさせて所望の波長チャネルを含む波長帯を反射させる
ように作られている。代替として、ＦＢＧフィルタは、
各格子がＷＤＭ波長チャネルを反射させているが、活性
化された時にはそのチャネルを通過させるように、同調
をずらすように作ることができる。以上のように、ＦＢ
Ｇフィルタは、単一のファイバで搬送される複数のチャ
ネルから、特定のＷＤＭ波長チャネルを抽出する便宜な
手段を提供する。図２の上側の線は４つの波長チャネル
からなる典型的なＷＤＭ信号を示している。下側の線は
３つのＦＢＧの反射率を示しており、線の下側レベルは
透過を表し、線の上側レベルは反射を表している。図か
ら明らかなように、１つのＦＢＧの反射波長帯は、波長
チャネルの１つの波長と一致するようにシフトしてお
り、それによってこの波長チャネルは反射によって他の
波長チャネルから分離されるようになる。
ラッグ（ Bragg ）格子（ＦＢＧ）フィルタを簡単に説
明する。ＦＢＧは、同調可能な反射性光フィルタを設け
ることによってフォトニクスの分野に応用することがで
きる。普通のＦＧＢフィルタは光ファイバまたは光導波
器のアレイからなり、一連のブラッグ回折格子が配列さ
れている（例えば、紫外ホログラフィック放射に曝すこ
とにより）。格子は、それらが入射光を狭い波長帯で反
射するように配列されている。更に，反射した波長は、
例えば特定の格子に対してファイバを局部的に加熱また
は引き伸ばすことによって調整することができる。波長
チャネルと共に使用するようになっているＦＢＧフィル
タは、典型的には、格子が反射する光の波長帯には関連
するＷＤＭ波長チャネルの波長帯は含まれていないが、
特定の格子が活性化された時には反射する波長帯をシフ
トさせて所望の波長チャネルを含む波長帯を反射させる
ように作られている。代替として、ＦＢＧフィルタは、
各格子がＷＤＭ波長チャネルを反射させているが、活性
化された時にはそのチャネルを通過させるように、同調
をずらすように作ることができる。以上のように、ＦＢ
Ｇフィルタは、単一のファイバで搬送される複数のチャ
ネルから、特定のＷＤＭ波長チャネルを抽出する便宜な
手段を提供する。図２の上側の線は４つの波長チャネル
からなる典型的なＷＤＭ信号を示している。下側の線は
３つのＦＢＧの反射率を示しており、線の下側レベルは
透過を表し、線の上側レベルは反射を表している。図か
ら明らかなように、１つのＦＢＧの反射波長帯は、波長
チャネルの１つの波長と一致するようにシフトしてお
り、それによってこの波長チャネルは反射によって他の
波長チャネルから分離されるようになる。
【００１８】次に、図３を参照して光サーキュレータを
ＦＢＧと共に用いて単一のチャネルをアッドし、ドロッ
プさせる配列を説明する。
ＦＢＧと共に用いて単一のチャネルをアッドし、ドロッ
プさせる配列を説明する。
【００１９】図３は、本発明の第１の実施の形態による
フォトニクスシステムを示し、一連の分離した光ビーム
のピークからなる入力５によって図式的に表されている
複数の光信号は、単一の光アイソレータ内で同時にサー
キュレートされ、複数のFBGフィルタを使用することに
よって分離される。図１と共通の要素には同一の番号が
付されており、さらなる説明は省略する。
フォトニクスシステムを示し、一連の分離した光ビーム
のピークからなる入力５によって図式的に表されている
複数の光信号は、単一の光アイソレータ内で同時にサー
キュレートされ、複数のFBGフィルタを使用することに
よって分離される。図１と共通の要素には同一の番号が
付されており、さらなる説明は省略する。
【００２０】本発明の配列が提供する多重チャネル光サ
ーキュレータ（ＭＣＯＣ）とは、波長チャネルとして、
即ち異なる光波長として搬送される複数の信号を独立的
に経路指定することができる光サーキュレータのことで
ある。この実施の形態が従来技術と異なるのは、入力信
号が、同一の情報、即ち元の入力信号内に含まれている
波長チャネルの全てを搬送する分離した複数のビームに
パワースプリットされることである。この目的のため
に、十分に広い伝送帯域を有する普通の光スプリッタ２
２を使用することができる。
ーキュレータ（ＭＣＯＣ）とは、波長チャネルとして、
即ち異なる光波長として搬送される複数の信号を独立的
に経路指定することができる光サーキュレータのことで
ある。この実施の形態が従来技術と異なるのは、入力信
号が、同一の情報、即ち元の入力信号内に含まれている
波長チャネルの全てを搬送する分離した複数のビームに
パワースプリットされることである。この目的のため
に、十分に広い伝送帯域を有する普通の光スプリッタ２
２を使用することができる。
【００２１】図３に示すように、スプリッタ２２は光サ
ーキュレータのポート１に接する光源のアレイを発生す
るようになっている。レンズまたは他の集束手段２６
が、光源のアレイとポート１における光サーキュレータ
入力との間に挿入され、光源のアレイのイメージを光サ
ーキュレータの対応する出力（この例においては、ポー
ト２）に発生させる。ポート２には、複数の光波長フィ
ルタ（例えば、ＦＢＧフィルタ）が配列されている。即
ち、ポート１における光サーキュレータへの入力のレン
ズ２６によってポート２に発生された光源の各イメージ
に１つのフィルタが整列するように配列されているの
で、光スプリッタ２２の各出力からの光はフィルタ２４
の異なる１つへ進入する。光波長フィルタ２４は、一連
のＦＢＧ要素またはＦＢＧ要素の「鎖」からなり、各要
素は特定のチャネル波長を「スイッチ」する（即ち、反
射または通過させる）ように設計されている。
ーキュレータのポート１に接する光源のアレイを発生す
るようになっている。レンズまたは他の集束手段２６
が、光源のアレイとポート１における光サーキュレータ
入力との間に挿入され、光源のアレイのイメージを光サ
ーキュレータの対応する出力（この例においては、ポー
ト２）に発生させる。ポート２には、複数の光波長フィ
ルタ（例えば、ＦＢＧフィルタ）が配列されている。即
ち、ポート１における光サーキュレータへの入力のレン
ズ２６によってポート２に発生された光源の各イメージ
に１つのフィルタが整列するように配列されているの
で、光スプリッタ２２の各出力からの光はフィルタ２４
の異なる１つへ進入する。光波長フィルタ２４は、一連
のＦＢＧ要素またはＦＢＧ要素の「鎖」からなり、各要
素は特定のチャネル波長を「スイッチ」する（即ち、反
射または通過させる）ように設計されている。
【００２２】光波長フィルタ２４は、どのＦＢＧ要素が
活性化されているかに依存して、ポート１における光サ
ーキュレータへの入力に到着する波長チャネルに対応す
る１つ、またはそれ以上の光波長（または「色」）を選
択的に反射する能力を有している。このようにして反射
された光は、光サーキュレータの第２のポート（ポート
２）に接して光源のアレイを作る。
活性化されているかに依存して、ポート１における光サ
ーキュレータへの入力に到着する波長チャネルに対応す
る１つ、またはそれ以上の光波長（または「色」）を選
択的に反射する能力を有している。このようにして反射
された光は、光サーキュレータの第２のポート（ポート
２）に接して光源のアレイを作る。
【００２３】上述したように、ポート２における各光波
長フィルタ２４は、ポート１における入力からの波長チ
ャネルの全てを受ける。動作中、各フィルタは、個々の
波長（個々の波長チャネルに対応）または波長のグルー
プを光サーキュレータ内へ反射させて戻すようにセット
することができる。ポート２において光サーキュレータ
内へ戻るように反射された光は、ポート３から出力され
る。ポート２において光サーキュレータとフィルタとの
間に挿入されている集束手段は、ポート２における光源
のアレイのイメージをポート３に発生させる。従って、
各々が入力波長チャネルの個々の１つ、または幾つかの
波長チャネルに対応している光源のアレイをポート３に
発生させることができる。ポート２において特定の光波
長フィルタによって反射されなかったどの波長チャネル
も、フィルタを通過してフィルタのポートから離れた方
の端から出て行くことができる。
長フィルタ２４は、ポート１における入力からの波長チ
ャネルの全てを受ける。動作中、各フィルタは、個々の
波長（個々の波長チャネルに対応）または波長のグルー
プを光サーキュレータ内へ反射させて戻すようにセット
することができる。ポート２において光サーキュレータ
内へ戻るように反射された光は、ポート３から出力され
る。ポート２において光サーキュレータとフィルタとの
間に挿入されている集束手段は、ポート２における光源
のアレイのイメージをポート３に発生させる。従って、
各々が入力波長チャネルの個々の１つ、または幾つかの
波長チャネルに対応している光源のアレイをポート３に
発生させることができる。ポート２において特定の光波
長フィルタによって反射されなかったどの波長チャネル
も、フィルタを通過してフィルタのポートから離れた方
の端から出て行くことができる。
【００２４】代替として、ポート２における各光波長フ
ィルタは、ポート１における波長チャネル入力の１つを
除く全てを反射するようにセットすることができる。も
し各フィルタが個々の波長チャネルを反射しないように
セット（即ち、通過させるようにセット）されていれ
ば、各々が個々の入力波長チャネルに対応している光源
のアレイが光波長フィルタのポート２から離れた方の端
に発生する。
ィルタは、ポート１における波長チャネル入力の１つを
除く全てを反射するようにセットすることができる。も
し各フィルタが個々の波長チャネルを反射しないように
セット（即ち、通過させるようにセット）されていれ
ば、各々が個々の入力波長チャネルに対応している光源
のアレイが光波長フィルタのポート２から離れた方の端
に発生する。
【００２５】フィルタを通過した波長チャネルをその先
へ伝送するように案内するために、光波長フィルタのこ
れらの離れた方の各端に、光ガイド（例えば、ファイバ
または導光器、図示してない）を接続することができ
る。同様に、ポート３から供給される波長チャネルをそ
の先へ伝送するように案内するために、ポート３に光ガ
イド４２のアレイを配列することができる。ポート３の
各光ガイドは、ポート２において光を光サーキュレータ
内へ反射させたフィルタの１つが発生した光源によって
ポート３に発生する対応イメージに正確に整列させる必
要がある。
へ伝送するように案内するために、光波長フィルタのこ
れらの離れた方の各端に、光ガイド（例えば、ファイバ
または導光器、図示してない）を接続することができ
る。同様に、ポート３から供給される波長チャネルをそ
の先へ伝送するように案内するために、ポート３に光ガ
イド４２のアレイを配列することができる。ポート３の
各光ガイドは、ポート２において光を光サーキュレータ
内へ反射させたフィルタの１つが発生した光源によって
ポート３に発生する対応イメージに正確に整列させる必
要がある。
【００２６】以上説明したように、複数の光波長フィル
タの反射率を制御することによってどの所望の波長チャ
ネル、または波長チャネルの所望の組合わせをもポート
２または３における出力ガイドの何れかへ経路指定する
ことができるように、単一の光サーキュレータを使用し
て複数の波長チャネルを選択的にスイッチすることが可
能である。
タの反射率を制御することによってどの所望の波長チャ
ネル、または波長チャネルの所望の組合わせをもポート
２または３における出力ガイドの何れかへ経路指定する
ことができるように、単一の光サーキュレータを使用し
て複数の波長チャネルを選択的にスイッチすることが可
能である。
【００２７】以上のように、単一の光サーキュレータを
使用して、ＷＤＭのための柔軟で、コンパクトな多重チ
ャネル光デマルチプレクサ及びコンバイナが得られる。
使用して、ＷＤＭのための柔軟で、コンパクトな多重チ
ャネル光デマルチプレクサ及びコンバイナが得られる。
【００２８】チャネル間のクロストークは、オプティク
ス内に十分に小さい収差を達成することによって受容可
能な限度に維持することができる。チャネル当たりのコ
ストは、チャネル数が増加するにつれて減少する。導光
器アレイ成分（一次元または二次元アレイの何れか）を
使用して幾つかの入力光ビームを配列し、それらを光サ
ーキュレータシステムを通してイメージすることができ
る。
ス内に十分に小さい収差を達成することによって受容可
能な限度に維持することができる。チャネル当たりのコ
ストは、チャネル数が増加するにつれて減少する。導光
器アレイ成分（一次元または二次元アレイの何れか）を
使用して幾つかの入力光ビームを配列し、それらを光サ
ーキュレータシステムを通してイメージすることができ
る。
【００２９】図４に、本発明の第２の実施の形態を示
す。図４においては入力信号５は（ポート１ではなく）
ポート２へ印加される。しかしながら、光サーキュレー
タの動作の態様の故に、どのポートが選択されるかには
関係なく同じように動作するから、入力のために使用さ
れる実際のポートは本発明にとっては無関係である。
す。図４においては入力信号５は（ポート１ではなく）
ポート２へ印加される。しかしながら、光サーキュレー
タの動作の態様の故に、どのポートが選択されるかには
関係なく同じように動作するから、入力のために使用さ
れる実際のポートは本発明にとっては無関係である。
【００３０】入力信号のためのスプリッタは使用されて
おらず、入力信号は単一の光ガイド３０（即ち、ファイ
バまたは導波器）によって光サーキュレータの入力ポー
ト（ここでは、ポート２）へ供給される。入力光ガイド
３０は、光サーキュレータの次のポート（ここでは、ポ
ート３）からループバックしてくる複数の他のガイド３
２と入力ポート２を共用している。図４の配列では、図
３のポート２が遂行する機能をポート３が実効的に引継
いでいる。ポート２におけるレンズまたは集束配列２６
は、ポート２において終端されている各光ガイド（即
ち、入力及びループバックされたガイド）に対応する各
光源のイメージをポート３に形成させる。ポート３に
は、このように形成された各イメージと整列している光
波長フィルタ３４（ファイバブラッグ格子のような）が
設けられている。光波長フィルタ３４は、それを伝播さ
せるために使用される光の波長に基づいて識別される、
選択された１つまたは複数のチャネルを反射させる、ま
たは伝送させるように制御することができる。
おらず、入力信号は単一の光ガイド３０（即ち、ファイ
バまたは導波器）によって光サーキュレータの入力ポー
ト（ここでは、ポート２）へ供給される。入力光ガイド
３０は、光サーキュレータの次のポート（ここでは、ポ
ート３）からループバックしてくる複数の他のガイド３
２と入力ポート２を共用している。図４の配列では、図
３のポート２が遂行する機能をポート３が実効的に引継
いでいる。ポート２におけるレンズまたは集束配列２６
は、ポート２において終端されている各光ガイド（即
ち、入力及びループバックされたガイド）に対応する各
光源のイメージをポート３に形成させる。ポート３に
は、このように形成された各イメージと整列している光
波長フィルタ３４（ファイバブラッグ格子のような）が
設けられている。光波長フィルタ３４は、それを伝播さ
せるために使用される光の波長に基づいて識別される、
選択された１つまたは複数のチャネルを反射させる、ま
たは伝送させるように制御することができる。
【００３１】従って、ポート３におけるフィルタ３４の
第１のフィルタは、ポート２に入射する入力信号のイメ
ージと整列している。この入力信号は、入力光ガイドに
よって搬送される全ての波長チャネルからなる。第１の
フィルタは、ポート２から受けた波長チャネルの１つを
ポート３において光サーキュレータ内へ戻すように、選
択的に反射させるように制御することができる。サーキ
ュレータのポート３からの光入力はポート４から出力さ
れる。他の波長チャネル、即ちこの第１のフィルタによ
って反射のために選択されなかった波長チャネルは、フ
ァイバ３４の第１のファイバのポート３から離れた方の
端から出力される。フィルタのこの離れた方の端は、入
力光ガイド３０とは異なる点においてポート２で終端さ
れているループバック用光ガイド３２の１つに接続され
ている。ポート２の集束配列２６はこのループバック信
号（今は、第１のフィルタによって選択された波長チャ
ネルを除く全ての波長チャネルを含んでいる）の第２の
イメージをポート３に作る。この第２のイメージは、ポ
ート３のフィルタ３４の第２のフィルタと整列してい
る。第２のフィルタは、第２の波長チャネルを選択的に
反射してポート４から出力するように制御されている。
ポート３のこの第２のフィルタは、第１のフィルタとは
異なる位置にあるから、選択された第２の波長チャネル
は選択された第１の波長チャネルとは異なるポート４の
位置から出力される。この場合も、選択されない波長チ
ャネルは関連フィルタを通って伝播し、ポート２の最初
の２つのガイドとは異なる位置において終端されている
光ガイド３２の別のガイドへループバックされる。この
ループバックは、波長チャネルの各々が選択され、独特
の位置においてポート４から出力されてしまうまで同じ
ように繰り返され、個々の波長チャネルは各ループの始
まりにフィルタによって選択的に反射される。従って、
入力波長チャネルがｎである場合、ポート３からポート
２までにｎ個のフィルタ３４と、ｎ−１本の光ガイドが
必要である。有利なことには、多数の波長チャネル（従
って、ループ３２）が存在しても、導入される減衰を補
償するために１つの光増幅器（図示してない）をループ
３２の１つに組み入れればよい。ポート４から出力され
る波長チャネルをその先へ伝送するのを案内するため
に、光ガイド４４のアレイをポート４に配列することが
できる。
第１のフィルタは、ポート２に入射する入力信号のイメ
ージと整列している。この入力信号は、入力光ガイドに
よって搬送される全ての波長チャネルからなる。第１の
フィルタは、ポート２から受けた波長チャネルの１つを
ポート３において光サーキュレータ内へ戻すように、選
択的に反射させるように制御することができる。サーキ
ュレータのポート３からの光入力はポート４から出力さ
れる。他の波長チャネル、即ちこの第１のフィルタによ
って反射のために選択されなかった波長チャネルは、フ
ァイバ３４の第１のファイバのポート３から離れた方の
端から出力される。フィルタのこの離れた方の端は、入
力光ガイド３０とは異なる点においてポート２で終端さ
れているループバック用光ガイド３２の１つに接続され
ている。ポート２の集束配列２６はこのループバック信
号（今は、第１のフィルタによって選択された波長チャ
ネルを除く全ての波長チャネルを含んでいる）の第２の
イメージをポート３に作る。この第２のイメージは、ポ
ート３のフィルタ３４の第２のフィルタと整列してい
る。第２のフィルタは、第２の波長チャネルを選択的に
反射してポート４から出力するように制御されている。
ポート３のこの第２のフィルタは、第１のフィルタとは
異なる位置にあるから、選択された第２の波長チャネル
は選択された第１の波長チャネルとは異なるポート４の
位置から出力される。この場合も、選択されない波長チ
ャネルは関連フィルタを通って伝播し、ポート２の最初
の２つのガイドとは異なる位置において終端されている
光ガイド３２の別のガイドへループバックされる。この
ループバックは、波長チャネルの各々が選択され、独特
の位置においてポート４から出力されてしまうまで同じ
ように繰り返され、個々の波長チャネルは各ループの始
まりにフィルタによって選択的に反射される。従って、
入力波長チャネルがｎである場合、ポート３からポート
２までにｎ個のフィルタ３４と、ｎ−１本の光ガイドが
必要である。有利なことには、多数の波長チャネル（従
って、ループ３２）が存在しても、導入される減衰を補
償するために１つの光増幅器（図示してない）をループ
３２の１つに組み入れればよい。ポート４から出力され
る波長チャネルをその先へ伝送するのを案内するため
に、光ガイド４４のアレイをポート４に配列することが
できる。
【００３２】以上のように、光スプリッタの必要性を省
きながら、第１の実施の形態の配列と同一の機能が達成
されている。
きながら、第１の実施の形態の配列と同一の機能が達成
されている。
【００３３】図５を参照してさらなる実施の形態を説明
する。上記第２の実施の形態において説明した配列にあ
っては、もし若干の入力波長チャネルがポート４へ出力
するように選択されなければ、別の源からそれらの波長
チャネルを挿入することが望ましいかも知れない。
する。上記第２の実施の形態において説明した配列にあ
っては、もし若干の入力波長チャネルがポート４へ出力
するように選択されなければ、別の源からそれらの波長
チャネルを挿入することが望ましいかも知れない。
【００３４】図５に示すように、この実施の形態におい
ては別の信号３６が付加的な入力光ガイド３８を介して
印加され、ポート１における光サーキュレータの入力に
接して光源のアレイを発生させる。集束手段２６が光サ
ーキュレータとポート１の光源のアレイとの間に挿入さ
れ、光源のイメージをポート２に発生させる。ポート１
における付加的な入力光ガイド３８は、ポート２に生成
されたイメージが入力ガイド３０とは一致しないよう
に、しかしポート３からループバックしてくる他の若干
のガイド３２と一致するように位置決めされている。光
サーキュレータの動作によって、ポート３の信号入力は
光サーキュレータを通して伝播され、ポート４から出力
される。上述したように、ポート２におけるポート１の
光源の各イメージがガイド３２の１つに整列させると、
ポート１における信号入力を、ガイド３２の選択された
１つを通してポート３における光波長フィルタ３４の１
つまで走行させることができる。もしこの光波長フィル
タがその信号によって運ばれる波長チャネルに対応する
波長を通過させるようにセットされていれば、その波長
チャネルはポート３において光サーキュレータに再進入
し、ポート４から出力される。
ては別の信号３６が付加的な入力光ガイド３８を介して
印加され、ポート１における光サーキュレータの入力に
接して光源のアレイを発生させる。集束手段２６が光サ
ーキュレータとポート１の光源のアレイとの間に挿入さ
れ、光源のイメージをポート２に発生させる。ポート１
における付加的な入力光ガイド３８は、ポート２に生成
されたイメージが入力ガイド３０とは一致しないよう
に、しかしポート３からループバックしてくる他の若干
のガイド３２と一致するように位置決めされている。光
サーキュレータの動作によって、ポート３の信号入力は
光サーキュレータを通して伝播され、ポート４から出力
される。上述したように、ポート２におけるポート１の
光源の各イメージがガイド３２の１つに整列させると、
ポート１における信号入力を、ガイド３２の選択された
１つを通してポート３における光波長フィルタ３４の１
つまで走行させることができる。もしこの光波長フィル
タがその信号によって運ばれる波長チャネルに対応する
波長を通過させるようにセットされていれば、その波長
チャネルはポート３において光サーキュレータに再進入
し、ポート４から出力される。
【００３５】もし、ポート３においてこの付加的な波長
チャネルを通過させるフィルタがどの波長チャネルをも
反射しないようにセットされていれば、(i)ポート２に
おける入力信号からの光はこの位置においてポート３へ
反射されることがないから、ポート４から出力されず、
そして(ii)ポート１からポート２及び光ガイド３２の適
切な１つを通って走行する全ての光はフィルタ３４の対
応する１つを通過し、ポート２からの光入力がフィルタ
３４の同じ１つから反射される場合と同じ位置において
ポート３に進入する。その結果、ポート１における、及
びポート３において対応するフィルタを通過した波長チ
ャネル入力は、ポート２からの対応する波長チャネル入
力がポート３におけるフィルタによって反射される場合
と同じ出力光ガイド４０に沿ってポート４から出力され
る。
チャネルを通過させるフィルタがどの波長チャネルをも
反射しないようにセットされていれば、(i)ポート２に
おける入力信号からの光はこの位置においてポート３へ
反射されることがないから、ポート４から出力されず、
そして(ii)ポート１からポート２及び光ガイド３２の適
切な１つを通って走行する全ての光はフィルタ３４の対
応する１つを通過し、ポート２からの光入力がフィルタ
３４の同じ１つから反射される場合と同じ位置において
ポート３に進入する。その結果、ポート１における、及
びポート３において対応するフィルタを通過した波長チ
ャネル入力は、ポート２からの対応する波長チャネル入
力がポート３におけるフィルタによって反射される場合
と同じ出力光ガイド４０に沿ってポート４から出力され
る。
【００３６】もし、ポート１における波長チャネル入力
の代わりに、ポート２から対応する波長チャネル入力が
含まれていると決定されれば、必要なことは、ポート３
におけるフィルタ３４の関連する１つを活性化させてそ
のチャネルに対応する波長を反射させるだけでよい。
の代わりに、ポート２から対応する波長チャネル入力が
含まれていると決定されれば、必要なことは、ポート３
におけるフィルタ３４の関連する１つを活性化させてそ
のチャネルに対応する波長を反射させるだけでよい。
【００３７】今度は、図６を参照してさらなる実施の形
態を説明する。この実施の形態においては、多重チャネ
ル逆多重化及び／または組合わせのために必要な、入力
信号が多重チャネル光サーキュレータ（ＭＣＯＣ）を通
過する回数が減少する。先行実施の形態の配列（図５参
照）においては、波長チャネルがｎである場合には、Ｍ
ＣＯＣのポート２と３との間にｎ−１ループを設けると
共に、それをｎ＋１回通過させる必要がある。波長チャ
ネルの数ｎが増加するにつれて信号減衰の増加が重大に
なり、コスト及び複雑さが増加する。
態を説明する。この実施の形態においては、多重チャネ
ル逆多重化及び／または組合わせのために必要な、入力
信号が多重チャネル光サーキュレータ（ＭＣＯＣ）を通
過する回数が減少する。先行実施の形態の配列（図５参
照）においては、波長チャネルがｎである場合には、Ｍ
ＣＯＣのポート２と３との間にｎ−１ループを設けると
共に、それをｎ＋１回通過させる必要がある。波長チャ
ネルの数ｎが増加するにつれて信号減衰の増加が重大に
なり、コスト及び複雑さが増加する。
【００３８】図６の配列においては、各波長フィルタ４
６、５０、及び５４は、そのフィルタが受けた波長チャ
ネルの半分を通過させ、他の半分を反射させるようにな
っている。光サーキュレータの連続するポートにおいて
整列されているフィルタは、先行フィルタからの個々に
選択された波長チャネルを反射させるように制御され
る。従って、波長チャネルがｎである場合、どのチャネ
ルも最大で（ log2ｎ）＋１回サーキュレータを通過
し、log2ｎ回フィルタを通過する。
６、５０、及び５４は、そのフィルタが受けた波長チャ
ネルの半分を通過させ、他の半分を反射させるようにな
っている。光サーキュレータの連続するポートにおいて
整列されているフィルタは、先行フィルタからの個々に
選択された波長チャネルを反射させるように制御され
る。従って、波長チャネルがｎである場合、どのチャネ
ルも最大で（ log2ｎ）＋１回サーキュレータを通過
し、log2ｎ回フィルタを通過する。
【００３９】図６は、８つの波長チャネル（信号ピーク
５によって図式的に表されている）入力からなる入力信
号がポート１に印加されていることを示しているが、本
発明はより多くの、または少ない入力波長チャネルで使
用することができる。ポート２におけるフィルタ４６
は、これらの波長チャネルの４つを反射するので、これ
らの波長チャネルは４つずつの２つのグループに分割さ
れる。１つのグループは反射されてポート２へ戻される
ので、それらはポート３の第１の位置へ進む。第２のグ
ループはフィルタを通過し、光ガイド４８を介してポー
ト２の第２の位置へループバックされ、光サーキュレー
タを通ってポート３の第２の位置へ伝播する。このプロ
セスはポート３においても繰り返され、４波長チャネル
ずつの２つの各グループはフィルタ５０によって更に２
つのグループ（この場合は、各々２つずつの波長チャネ
ル）に分割され、光サーキュレータを通って（フィルタ
５０によって反射されるか、または光ガイド５２を通し
てループバックされた後に）ポート４の異なる４つの位
置まで伝播する。この場合も、ポート４においてグルー
プ（各々２つずつの波長チャネル）はフィルタ５４によ
って再度２つに分割され、８つの分離した波長チャネル
はポート４において光サーキュレータ内に戻され（フィ
ルタ５４によって反射されるか、または光ガイド５６を
通してループバックされた後に）ポート１の異なる位置
から出力される。８チャネルの場合、ポート１には９つ
のガイド、即ち入力信号のための１つと、出力のための
８つのガイドとを設ける必要がある。
５によって図式的に表されている）入力からなる入力信
号がポート１に印加されていることを示しているが、本
発明はより多くの、または少ない入力波長チャネルで使
用することができる。ポート２におけるフィルタ４６
は、これらの波長チャネルの４つを反射するので、これ
らの波長チャネルは４つずつの２つのグループに分割さ
れる。１つのグループは反射されてポート２へ戻される
ので、それらはポート３の第１の位置へ進む。第２のグ
ループはフィルタを通過し、光ガイド４８を介してポー
ト２の第２の位置へループバックされ、光サーキュレー
タを通ってポート３の第２の位置へ伝播する。このプロ
セスはポート３においても繰り返され、４波長チャネル
ずつの２つの各グループはフィルタ５０によって更に２
つのグループ（この場合は、各々２つずつの波長チャネ
ル）に分割され、光サーキュレータを通って（フィルタ
５０によって反射されるか、または光ガイド５２を通し
てループバックされた後に）ポート４の異なる４つの位
置まで伝播する。この場合も、ポート４においてグルー
プ（各々２つずつの波長チャネル）はフィルタ５４によ
って再度２つに分割され、８つの分離した波長チャネル
はポート４において光サーキュレータ内に戻され（フィ
ルタ５４によって反射されるか、または光ガイド５６を
通してループバックされた後に）ポート１の異なる位置
から出力される。８チャネルの場合、ポート１には９つ
のガイド、即ち入力信号のための１つと、出力のための
８つのガイドとを設ける必要がある。
【００４０】前述したように、光波長フィルタ４６、５
０、５４の反射特性を選択することによって、入力波長
チャネルの何れをも出力ガイドの任意の１つに出力させ
ることができる。この配列は、８チャネルを逆多重化す
るために４つのポートを全て使用している。
０、５４の反射特性を選択することによって、入力波長
チャネルの何れをも出力ガイドの任意の１つに出力させ
ることができる。この配列は、８チャネルを逆多重化す
るために４つのポートを全て使用している。
【００４１】従って、８チャネルの場合、入力信号が印
加されたものと同一のポートから出力を発生させるため
には、（光サーキュレータが図示のように設計されてい
るものとして）４つのパスが必要である。もし３つの各
ポートにおいて信号がフィルタによって反射されれば、
その信号は入力信号と同一の位置において入力ポートに
戻される。選択された出力ビームの１つが、指定された
出力チャネルへではなく、ポート４からポート１の入力
チャネルへ戻されることを回避するために、ポート４か
ら出力される適切な信号をポート３の異なる位置へ戻
し、そこから（ポート４のフィルタを介して）ポート１
の入力信号とは異なる位置へ出力させるための特別光ガ
イドループ５８が使用されている。８つより多くのチャ
ネルを逆多重化するためには、光サーキュレータ上のポ
ートの数よりも多くのパスが必要である。これは、若干
のポートを１回より多く使用しなければならないことを
意味している。このようにすると、あるポートにおいて
同一位置を１回より多く使用する可能性があるので問題
が発生する。あるポートにおける光信号の位置を異なる
位置へシフトさせる手段が必要である。これは、ある信
号が関連フィルタを通過して伝送されて同一のポートに
ループバックされる場合には自動的に発生するが、反射
信号の場合には特別な対策が必要になる。これを達成す
る一方法は、同一のポートの異なる位置において光サー
キュレータ内へ戻され、そのポートにおいて受信された
信号を取り扱う一連のループされた光ガイドのために１
つのポートを専用し、それによって光サーキュレータの
複数のポートを介して別の「ラウンド・トリップ」させ
る機会を与えることである。
加されたものと同一のポートから出力を発生させるため
には、（光サーキュレータが図示のように設計されてい
るものとして）４つのパスが必要である。もし３つの各
ポートにおいて信号がフィルタによって反射されれば、
その信号は入力信号と同一の位置において入力ポートに
戻される。選択された出力ビームの１つが、指定された
出力チャネルへではなく、ポート４からポート１の入力
チャネルへ戻されることを回避するために、ポート４か
ら出力される適切な信号をポート３の異なる位置へ戻
し、そこから（ポート４のフィルタを介して）ポート１
の入力信号とは異なる位置へ出力させるための特別光ガ
イドループ５８が使用されている。８つより多くのチャ
ネルを逆多重化するためには、光サーキュレータ上のポ
ートの数よりも多くのパスが必要である。これは、若干
のポートを１回より多く使用しなければならないことを
意味している。このようにすると、あるポートにおいて
同一位置を１回より多く使用する可能性があるので問題
が発生する。あるポートにおける光信号の位置を異なる
位置へシフトさせる手段が必要である。これは、ある信
号が関連フィルタを通過して伝送されて同一のポートに
ループバックされる場合には自動的に発生するが、反射
信号の場合には特別な対策が必要になる。これを達成す
る一方法は、同一のポートの異なる位置において光サー
キュレータ内へ戻され、そのポートにおいて受信された
信号を取り扱う一連のループされた光ガイドのために１
つのポートを専用し、それによって光サーキュレータの
複数のポートを介して別の「ラウンド・トリップ」させ
る機会を与えることである。
【００４２】別の要因は、実際のファイバブラッグ格子
フィルタが選択された周波数の100％を反射することは
できず、従って反射信号は純粋に単一のチャネル内に閉
じ込めることができるとしても、どの透過信号も、反射
させるように選択された何れかのチャネルの要素をも有
しており、従って純粋ではないことである。その結果、
理想的には、ＭＣＯＣデマルチプレクサからのどの信号
出力も、透過信号ではなく反射信号になる。これを達成
するためには、スプリッティングアルゴリズムを注意深
く選択する必要がある。代替として、選択された波長チ
ャネルの波長純度を改善するために、デバイス内に付加
的な反射ステージを組み込むことができる。
フィルタが選択された周波数の100％を反射することは
できず、従って反射信号は純粋に単一のチャネル内に閉
じ込めることができるとしても、どの透過信号も、反射
させるように選択された何れかのチャネルの要素をも有
しており、従って純粋ではないことである。その結果、
理想的には、ＭＣＯＣデマルチプレクサからのどの信号
出力も、透過信号ではなく反射信号になる。これを達成
するためには、スプリッティングアルゴリズムを注意深
く選択する必要がある。代替として、選択された波長チ
ャネルの波長純度を改善するために、デバイス内に付加
的な反射ステージを組み込むことができる。
【００４３】上述した実施の形態の何れの好ましい実施
においても、複数の光信号は光サーキュレータを平行ビ
ームとして通過する。
においても、複数の光信号は光サーキュレータを平行ビ
ームとして通過する。
【００４４】本発明は光サーキュレータのどのような特
定の形状にも限定されず、当業者ならば本発明の範囲内
で、例えば異なる数のポートを有する他の形状の光サー
キュレータを使用した代替実施の形態を実現することが
できよう。
定の形状にも限定されず、当業者ならば本発明の範囲内
で、例えば異なる数のポートを有する他の形状の光サー
キュレータを使用した代替実施の形態を実現することが
できよう。
【００４５】またもし、例えば異なる波長チャネルが多
数であるために、例えば光サーキュレータを通過する回
数が過度に大きくなれば、本発明は本発明の範囲から逸
脱することなく複数の光サーキュレータの接続を有利に
実現することができる。このような配列（図示してな
い）の一実施の形態においては、第１の光サーキュレー
タの最後のポートが第２のサーキュレータの最初のポー
トと通信するように配列される。これらの光サーキュレ
ータは、光ガイドによって、または直接相互接続するこ
とができる（実際には第１の光サーキュレータの最後か
ら２番目のポートから第２の光サーキュレータの第２の
ポートを通してイメージし、第１のサーキュレータの最
後のポートと第２の光サーキュレータの最初のポートを
互いに接触させるか、または密に近接させる）。同様態
様で付加的な光サーキュレータを接続し、光サーキュレ
ータの「鎖」を形成させることができる。限定されたポ
ート数の光サーキュレータを用いたこのような配列によ
れば、必要に応じて、例えば光増幅器によって信号を適
切にブーストするために、どのような数のポートをも追
加することができる。
数であるために、例えば光サーキュレータを通過する回
数が過度に大きくなれば、本発明は本発明の範囲から逸
脱することなく複数の光サーキュレータの接続を有利に
実現することができる。このような配列（図示してな
い）の一実施の形態においては、第１の光サーキュレー
タの最後のポートが第２のサーキュレータの最初のポー
トと通信するように配列される。これらの光サーキュレ
ータは、光ガイドによって、または直接相互接続するこ
とができる（実際には第１の光サーキュレータの最後か
ら２番目のポートから第２の光サーキュレータの第２の
ポートを通してイメージし、第１のサーキュレータの最
後のポートと第２の光サーキュレータの最初のポートを
互いに接触させるか、または密に近接させる）。同様態
様で付加的な光サーキュレータを接続し、光サーキュレ
ータの「鎖」を形成させることができる。限定されたポ
ート数の光サーキュレータを用いたこのような配列によ
れば、必要に応じて、例えば光増幅器によって信号を適
切にブーストするために、どのような数のポートをも追
加することができる。
【図１】従来技術の光サーキュレータの断面図である。
【図２】単一の波長チャネルを選択的に反射する従来技
術のファイバブラッグ格子の動作を説明する図である。
術のファイバブラッグ格子の動作を説明する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態の断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態の断面図である。
１、２、３、４ 入力ポート ５ 光ビーム入力 ６、２６ レンズ（集束配列） ８、１６ 偏光鏡 １０、１８ 鏡 １２、１４ 偏光回転子 ２２ 光スプリッタ ２４、３４、４６、５０、５４ 光波長フィルタ ３０、３２、３８、４２、４４、４８、５２、５６ 光
ガイド ３６ 別の信号 ５８ 特別光ガイドループ
ガイド ３６ 別の信号 ５８ 特別光ガイドループ
Claims (16)
- 【請求項１】 フォトニクスシステムであって、 複数のポート（１、２、３、４）を含む１つの光サーキ
ュレータを備え、 上記光サーキュレータの第１のポート（１、２）は、各
々が複数の波長からなる複数の空間的に分離した光信号
を受信し、上記複数の光信号は上記第１のポートに空間
的に分離した光源のアレイを発生し、上記光サーキュレ
ータは上記複数の光信号を第２のポート（２、３）へ通
過させるようになっており、 上記フォトニクスシステムは更に、 空間的に分離している各光源のイメージを上記第２のポ
ートに発生するようになっている集束手段（２６）と、 上記第２のポートに配列されている複数の光波長フィル
タ（２４、３４、５０）と、を備え、 上記複数の各光波長フィルタは、上記第２のポートにお
ける上記複数の光信号の個々の光信号に整列しており、
それぞれの光信号内に含まれる上記複数の波長の選択さ
れた波長を選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他
の波長を選択的に通過させるようになっている、ことを
特徴とするフォトニクスシステム。 - 【請求項２】 上記第１のポート（１）に配列され、単
一の入力光信号（５）から、複数の空間的に分離した光
信号を発生するビームスプリッタ（２２）を備えている
請求項１に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項３】 上記第１のポート（１、２）において受
信される上記複数の空間的に分離した光信号は、上記フ
ォトニクスシステム外からの光信号（５）と、上記複数
の光波長フィルタ（２４、３４）が通過させた複数の光
信号とからなる請求項１に記載のフォトニクスシステ
ム。 - 【請求項４】 上記複数の各光波長フィルタ（２４、３
４）は、上記第２のポート（２、３）に接して配列され
ている第１の端と、第２の端とを備え、上記フォトニク
スシステムは更に複数の光ガイド（３２）を備え、上記
複数の各光ガイドは、上記第１の端が上記第１のポート
に接して配列され、上記第２の端が上記光波長フィルタ
の個々のフィルタの第２の端に整列していて、それぞれ
の上記光フィルタからの上記複数の光信号の１つを、上
記入力光信号（５）とは異なる位置において上記第１の
ポートから上記光サーキュレータへ進入させるように上
記第１のポートまで案内するようになっている、請求項
３に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項５】 上記フォトニクスシステムは第３のポー
ト（１）を更に備え、上記第３のポートは、各々が１つ
またはそれ以上の波長からなる１つまたはそれ以上の空
間的に分離した付加的な光信号（３６）を受信するよう
になっており、上記１つまたはそれ以上の空間的に分離
した付加的な光信号は、空間的に分離した付加的な光源
の１つまたはアレイを上記第３のポートに発生するよう
になっており、 上記フォトニクスシステムは更に、空間的に分離してい
る上記各付加的な光源のイメージを上記第１のポート
（２）に発生するようになっている集束手段（２６）を
備え、 上記フォトニクスシステムは、上記付加的な光信号を上
記光サーキュレータを介して上記第１のポート（２）へ
通過させ、そこから上記複数の光ガイド（３２）の１つ
またはそれ以上を介して上記第２のポート（３）に配列
されている１つまたはそれ以上の上記光波長フィルタへ
通過させるようになっており、 上記１つまたはそれ以上の光波長フィルタ（３４）は、
上記付加的な光信号（３６）に含まれている１つまたは
それ以上の波長の若干または全てを上記第２のポート
（３）へ選択的に通過させるようになっている、請求項
４に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項６】 上記フォトニクスシステムは、第３のポ
ート（１）を更に備え、上記第１のポート（２）は、上
記第３のポート（１）における複数の波長入力からなる
光信号（５）を受信するようになっており、上記入力信
号は光源を上記第３のポート（１）に発生するようにな
っており、 上記フォトニクスシステムは更に、上記光源のイメージ
を上記第３のポートに発生する集束手段（２６）を備
え、 上記フォトニクスシステムは更に、上記第１のポート
（２）に配列されていて上記第１のポートにおける上記
入力光信号に整列し、上記入力光信号内に含まれる上記
複数の波長の選択された波長を選択的に反射させ、且つ
上記複数の波長の他の波長を選択的に通過させるように
なっている光フィルタ（４６）を備え、 上記ポート（２、３、４）に配列されている上記各光フ
ィルタ（４６、５０、５４）は、それぞれのフィルタが
通過させた波長からなる光信号をそのポートへループバ
ックさせてそのポートに複数の空間的に分離した光信号
を供給する光ガイド（４８、５２、５６）と組合わされ
ている、請求項１に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項７】 １つのポート（４）の第１の位置におけ
る光信号出力を通過させ、それを同一ポートの、または
異なるポート（３）の異なる位置に入力させるための光
ガイド（５８）を更に備えている請求項６に記載のフォ
トニクスシステム。 - 【請求項８】 先行請求項の何れかに記載の上記第１の
光サーキュレータ及びフィルタと類似の機能を遂行する
ための第２の光サーキュレータと、上記第２の光サーキ
ュレータの若干のポートに設けられている複数のさらな
るフィルタとを備え、 上記第１の光サーキュレータ及び上記第２の光サーキュ
レータは互いに通信し合い、上記第１の光サーキュレー
タの選択されたポートから出力される光信号が上記第２
の光サーキュレータの入力ポートからそれへ進入するよ
うに配列されている、先行請求項の何れかに記載のフォ
トニクスシステム。 - 【請求項９】 上記第１及び第２の光サーキュレータ
は、互いに直接通信し合うように配列されている請求項
８に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項１０】 上記第１及び第２の光サーキュレータ
は、複数の光ガイドを介して通信し合うように配列され
ている請求項８に記載のフォトニクスシステム。 - 【請求項１１】 上記複数の光ファイバは、ブラッグ格
子からなる先行請求項の何れかに記載のフォトニクスシ
ステム。 - 【請求項１２】 上記光サーキュレータ外の上記光信号
の１つの経路内に配列されている光増幅器を更に備えて
いる先行請求項の何れかに記載のフォトニクスシステ
ム。 - 【請求項１３】 先行請求項の何れか１つに記載のフォ
トニクスシステムを備えていることを特徴とする光アッ
ド・ドロップマルチプレクサ。 - 【請求項１４】 請求項１乃至１２の何れか１つに記載
のフォトニクスシステムを備えていることを特徴とする
光ネットワーク。 - 【請求項１５】 請求項１乃至１２の何れか１つに記載
のフォトニクスシステムを備えていることを特徴とする
遠隔通信ネットワーク。 - 【請求項１６】 フォトニクスシステムであって、 複数のポート（１、２、３、４）を含む１つの光サーキ
ュレータを備え、 上記光サーキュレータの第１のポート（１、２）は、各
々が複数の波長からなる複数の空間的に分離した光信号
を受信するようになっており、上記光サーキュレータ
は、上記複数の光信号を第２のポートへ通過させて上記
第２のポートに複数の空間的に分離した光信号を発生さ
せるようになっており、 上記フォトニクスシステムは更に、上記第２のポートに
配列されている複数の光波長フィルタを更に備え、 上記複数の各光波長フィルタは、上記第２のポートにお
ける上記複数の光信号の個々の光信号に整列し、それぞ
れの光信号内に含まれる上記複数の波長の選択された波
長を選択的に反射させ、且つ上記複数の波長の他の波長
を選択的に通過させるようになっている、ことを特徴と
するフォトニクスシステム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9826108A GB2344238B (en) | 1998-11-28 | 1998-11-28 | Photonics system |
| GB9826108:4 | 1998-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000162546A true JP2000162546A (ja) | 2000-06-16 |
| JP2000162546A5 JP2000162546A5 (ja) | 2007-09-06 |
Family
ID=10843242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11317726A Pending JP2000162546A (ja) | 1998-11-28 | 1999-11-09 | フォトニクスシステム |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6188817B1 (ja) |
| EP (1) | EP1004909A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000162546A (ja) |
| CN (1) | CN1127825C (ja) |
| AU (1) | AU5959499A (ja) |
| GB (1) | GB2344238B (ja) |
| HK (1) | HK1026538A1 (ja) |
| NO (1) | NO995820L (ja) |
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| US6888976B2 (en) * | 2001-10-02 | 2005-05-03 | Micron Optics | Hitless tuning apparatus and methods for add/drop filters |
| US6760140B1 (en) | 2002-03-01 | 2004-07-06 | The Ohio State University Research Foundation | Binary optical interconnection |
| US6674939B1 (en) | 2002-03-26 | 2004-01-06 | The Ohio State University | Using fibers as delay elements in optical true-time delay devices based on the white cell |
| US6724951B1 (en) | 2002-03-26 | 2004-04-20 | The Ohio State University | Using fibers as shifting elements in optical interconnection devices based on the white cell |
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