JP2000171762A - 共鳴光波長グレ―ティング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ネットワークのさまざまなコンポーネント
で波長フィルタとして使用するために、波長選択性共鳴
グレーティングをさらに改良する。 【解決手段】 受信光信号の波長の所定のバンドに対す
るストップバンドフィルタを形成する単一の分割グレー
ティングを用いて実現される共鳴光波長グレーティング
装置を実現する。分割グレーティングの第１セクション
２０１と第２セクション２０２は、ストップバンド内の
選択された波長に対してπ／２でない位相シフトを生成
する光遅延パスによって分離されることにより、その選
択された波長がこの装置を透過することが可能とされ
る。また、共鳴光波長グレーティング装置は、合分波器
あるいは波長モニタの一部とすることが可能である。光
遅延パスは、制御信号に応答して、この装置を透過する
波長を選択するための可変光遅延パスとすることが可能
である。
で波長フィルタとして使用するために、波長選択性共鳴
グレーティングをさらに改良する。 【解決手段】 受信光信号の波長の所定のバンドに対す
るストップバンドフィルタを形成する単一の分割グレー
ティングを用いて実現される共鳴光波長グレーティング
装置を実現する。分割グレーティングの第１セクション
２０１と第２セクション２０２は、ストップバンド内の
選択された波長に対してπ／２でない位相シフトを生成
する光遅延パスによって分離されることにより、その選
択された波長がこの装置を透過することが可能とされ
る。また、共鳴光波長グレーティング装置は、合分波器
あるいは波長モニタの一部とすることが可能である。光
遅延パスは、制御信号に応答して、この装置を透過する
波長を選択するための可変光遅延パスとすることが可能
である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光グレーティング
に関し、特に、波長選択性共鳴グレーティングに関す
る。
に関し、特に、波長選択性共鳴グレーティングに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光波ネットワークの成長および拡大は、
光技術に対する新たな需要を引き起こしている。特に、
波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワークは、容量の管理お
よび提供(provisioning)、保守、ならびに信頼性が高く
頑強（ロバスト）な動作を可能にする新たな光回路を必
要としている。このような光回路には、端末サイトにお
ける波長の多重および分離、ならびに、システム性能を
測定するための波長モニタが含まれる。
光技術に対する新たな需要を引き起こしている。特に、
波長分割多重（ＷＤＭ）ネットワークは、容量の管理お
よび提供(provisioning)、保守、ならびに信頼性が高く
頑強（ロバスト）な動作を可能にする新たな光回路を必
要としている。このような光回路には、端末サイトにお
ける波長の多重および分離、ならびに、システム性能を
測定するための波長モニタが含まれる。
【０００３】最近、ＷＤＭ信号において、選択した波長
チャネルを抽出（分離）し、分離したチャネルと同じ波
長に位置する置換チャネルを合波（多重）するために合
分波(Add/Drop)マルチプレクサが用いられている。ＷＤ
Ｍ信号の波長分離多重の使用により、時分割多重（ＴＤ
Ｍ）光信号を使用するネットワークにおいてローカルな
電子トラフィックを抽出・注入するための電子分離化回
路の使用が回避される。
チャネルを抽出（分離）し、分離したチャネルと同じ波
長に位置する置換チャネルを合波（多重）するために合
分波(Add/Drop)マルチプレクサが用いられている。ＷＤ
Ｍ信号の波長分離多重の使用により、時分割多重（ＴＤ
Ｍ）光信号を使用するネットワークにおいてローカルな
電子トラフィックを抽出・注入するための電子分離化回
路の使用が回避される。
【０００４】合分波マルチプレクサおよび波長モニタ
は、波長フィルタを用いて、処理すべき所望の波長を選
択する。このような波長フィルタは、分布帰還反射器や
グレーティングを用いて実現される。分布期間反射器あ
るいはグレーティングにおいては、屈折率の周期変調が
ストップバンドを生成することが知られている。ストッ
プバンドとは、反射率がほぼ１であり透過率がほぼ０で
あるような周波数の領域である。このグレーティングを
中央で分割し、生じるギャップが４分の１波長すなわち
位相π／２になるようにすると、鋭い透過共鳴がストッ
プバンドの中央に現れる。個の波長選択性共鳴グレーテ
ィング構造（図１）は、４分の１波長シフトグレーティ
ングとして知られている［２，３］。（なお、各括弧内
の参照符号（例えば［２，３］）は、添付の「付録」の
参考文献の番号を示す。）この等価共鳴の性質は、ギャ
ップが位相でπ／２の任意の奇数倍の場合も同じである
［４，５］。
は、波長フィルタを用いて、処理すべき所望の波長を選
択する。このような波長フィルタは、分布帰還反射器や
グレーティングを用いて実現される。分布期間反射器あ
るいはグレーティングにおいては、屈折率の周期変調が
ストップバンドを生成することが知られている。ストッ
プバンドとは、反射率がほぼ１であり透過率がほぼ０で
あるような周波数の領域である。このグレーティングを
中央で分割し、生じるギャップが４分の１波長すなわち
位相π／２になるようにすると、鋭い透過共鳴がストッ
プバンドの中央に現れる。個の波長選択性共鳴グレーテ
ィング構造（図１）は、４分の１波長シフトグレーティ
ングとして知られている［２，３］。（なお、各括弧内
の参照符号（例えば［２，３］）は、添付の「付録」の
参考文献の番号を示す。）この等価共鳴の性質は、ギャ
ップが位相でπ／２の任意の奇数倍の場合も同じである
［４，５］。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光ネットワークのさま
ざまなコンポーネントで波長フィルタとして使用するた
めに、波長選択性共鳴グレーティングをさらに改良する
ことが依然として必要とされている。
ざまなコンポーネントで波長フィルタとして使用するた
めに、波長選択性共鳴グレーティングをさらに改良する
ことが依然として必要とされている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、共鳴光
波長グレーティングは、分割したグレーティングの２つ
のセクションの間の単一のギャップが、４分の１波長す
なわち位相π／２でない位相シフトを提供するように使
用されるときに、透過共鳴を示すことが可能である。ギ
ャップが４分の１波長とは異なるとき、透過共鳴はスト
ップバンドの中心から移動する。区間πにわたり位相を
適当に調整することにより、ストップバンド全体にわた
る共鳴の同調が可能となる。
波長グレーティングは、分割したグレーティングの２つ
のセクションの間の単一のギャップが、４分の１波長す
なわち位相π／２でない位相シフトを提供するように使
用されるときに、透過共鳴を示すことが可能である。ギ
ャップが４分の１波長とは異なるとき、透過共鳴はスト
ップバンドの中心から移動する。区間πにわたり位相を
適当に調整することにより、ストップバンド全体にわた
る共鳴の同調が可能となる。
【０００７】具体的には、本発明は、受信光信号の波長
の所定のバンドに対するストップバンドフィルタを形成
する単一の分割グレーティングを用いて実現される共鳴
光波長グレーティング装置に関する。分割グレーティン
グの第１セクションと第２セクションは、ストップバン
ド内の選択された波長に対してπ／２でない位相シフト
を生成する光遅延パスによって分離されることにより、
その選択された波長がこの装置を透過することが可能と
される。
の所定のバンドに対するストップバンドフィルタを形成
する単一の分割グレーティングを用いて実現される共鳴
光波長グレーティング装置に関する。分割グレーティン
グの第１セクションと第２セクションは、ストップバン
ド内の選択された波長に対してπ／２でない位相シフト
を生成する光遅延パスによって分離されることにより、
その選択された波長がこの装置を透過することが可能と
される。
【０００８】本発明のもう１つの特徴によれば、共鳴光
波長グレーティング装置は、合分波器あるいは波長モニ
タの一部とすることが可能である。光遅延パスは、制御
信号に応答して、この装置を透過する波長を選択するた
めの可変光遅延パスとすることが可能である。可変光遅
延パスは、屈折率あるいは物理的パス長を変化させるこ
とによって実現される。
波長グレーティング装置は、合分波器あるいは波長モニ
タの一部とすることが可能である。光遅延パスは、制御
信号に応答して、この装置を透過する波長を選択するた
めの可変光遅延パスとすることが可能である。可変光遅
延パスは、屈折率あるいは物理的パス長を変化させるこ
とによって実現される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、従来の分割グレーティン
グのブロック図である。図示のように、分割グレーティ
ングの２つのセクション１０１と１０２は、ギャップ１
０３によって分離されている。ギャップ１０３は、４分
の１波長、あるいはより一般的には、λ／４＋ｍλ／２
である。ただし、ｍは０以上の整数である。すなわち、
ギャップ１０３は、π（ｍ＋１／２）の位相シフトを生
じる。この分割グレーティングは、ストップバンドの中
央に鋭い透過共鳴を生じ、一般に、４分の１波長シフト
グレーティングとして知られている。この４分の１波長
の概念は最初にレーザに適用された［２，３，４，
５］。長さが４分の１波長のグレーティングのほかに、
π／２の位相シフトを得るためには他の多くの方法があ
る。例えば、非対称テーパ［７］、チャープグレーティ
ング［６］、変動幅［７］、位相ジャンプ［８］、複数
周期［９］、および曲がった導波路などである。透過共
鳴の形状は、グレーティングを縦続接続することによっ
て鋭くすることができる［１０］。実際の実装で、設計
者は、深さ、周期、幅、屈折率などのようなグレーティ
ング特性を修正して、グレーティングが厳密には周期的
でないようにしている。このようなチャーピングおよび
アポダイゼーションは、グレーティングの周波数性質を
擾乱することになる。例えば、サイドローブを抑圧し、
共鳴を形成し、ストップバンドを広げるなどのことが可
能である。
グのブロック図である。図示のように、分割グレーティ
ングの２つのセクション１０１と１０２は、ギャップ１
０３によって分離されている。ギャップ１０３は、４分
の１波長、あるいはより一般的には、λ／４＋ｍλ／２
である。ただし、ｍは０以上の整数である。すなわち、
ギャップ１０３は、π（ｍ＋１／２）の位相シフトを生
じる。この分割グレーティングは、ストップバンドの中
央に鋭い透過共鳴を生じ、一般に、４分の１波長シフト
グレーティングとして知られている。この４分の１波長
の概念は最初にレーザに適用された［２，３，４，
５］。長さが４分の１波長のグレーティングのほかに、
π／２の位相シフトを得るためには他の多くの方法があ
る。例えば、非対称テーパ［７］、チャープグレーティ
ング［６］、変動幅［７］、位相ジャンプ［８］、複数
周期［９］、および曲がった導波路などである。透過共
鳴の形状は、グレーティングを縦続接続することによっ
て鋭くすることができる［１０］。実際の実装で、設計
者は、深さ、周期、幅、屈折率などのようなグレーティ
ング特性を修正して、グレーティングが厳密には周期的
でないようにしている。このようなチャーピングおよび
アポダイゼーションは、グレーティングの周波数性質を
擾乱することになる。例えば、サイドローブを抑圧し、
共鳴を形成し、ストップバンドを広げるなどのことが可
能である。
【００１０】あまり広く知られていないことは、２つの
グレーティングの間のギャップが４分の１波長あるいは
位相π／２ではないときにも共鳴が起こることである。
ギャップが４分の１波長とは異なる場合、透過共鳴はス
トップバンドの中心から移動する。区間πにわたり位相
を適当に調整することにより、ストップバンド全体にわ
たる共鳴の同調が可能となる。なお、位相差φは、φ＋
２ｍπ（ただしｍは０以上の整数）と同じ共鳴を生じ
る。
グレーティングの間のギャップが４分の１波長あるいは
位相π／２ではないときにも共鳴が起こることである。
ギャップが４分の１波長とは異なる場合、透過共鳴はス
トップバンドの中心から移動する。区間πにわたり位相
を適当に調整することにより、ストップバンド全体にわ
たる共鳴の同調が可能となる。なお、位相差φは、φ＋
２ｍπ（ただしｍは０以上の整数）と同じ共鳴を生じ
る。
【００１１】本発明によれば、共鳴光波長グレーティン
グは、分割グレーティングの２つのセクションの間の単
一のギャップが、４分の１波長すなわち位相π／２でな
い位相シフトを提供するように使用されるときに、透過
共鳴を示すことが可能である。いくつかの非π／２位相
シフトが提案されているが［１４−１６］、これらの非
π／２位相シフトはすべて、その非π／２位相シフトを
提供するために本発明のように単一の位相シフトを使用
するのではなく複数の位相シフトを含むものである。単
一の位相シフトは、ただ１つのギャップによって分離さ
れた２つのグレーティングを使用するのに対して、複数
の位相シフトは、複数（Ｍ個）のギャップと少なくとも
Ｍ＋１個のグレーティングを含む。従来、共鳴光波長グ
レーティングにおいては、単一の位相シフトは、π／２
の奇数倍を生成するのに使用されるのみであった。
グは、分割グレーティングの２つのセクションの間の単
一のギャップが、４分の１波長すなわち位相π／２でな
い位相シフトを提供するように使用されるときに、透過
共鳴を示すことが可能である。いくつかの非π／２位相
シフトが提案されているが［１４−１６］、これらの非
π／２位相シフトはすべて、その非π／２位相シフトを
提供するために本発明のように単一の位相シフトを使用
するのではなく複数の位相シフトを含むものである。単
一の位相シフトは、ただ１つのギャップによって分離さ
れた２つのグレーティングを使用するのに対して、複数
の位相シフトは、複数（Ｍ個）のギャップと少なくとも
Ｍ＋１個のグレーティングを含む。従来、共鳴光波長グ
レーティングにおいては、単一の位相シフトは、π／２
の奇数倍を生成するのに使用されるのみであった。
【００１２】図２に、可変非π／２位相シフトを有する
分割グレーティングを使用する本発明の波長選択性共鳴
グレーティング装置を示す。図示のように、光位相シフ
ト要素２０３は、分割グレーティングのセクション２０
１と２０２の間の可変位相φを提供するために使用され
る。例えば、後で説明するように、制御ユニット２０５
の制御下で動作可能な屈折率可変デバイス（これは、Ｍ
ＱＷ、電気吸収材料、電気光学材料、熱材料、あるいは
キャリア加熱材料とすることが可能である）２０４が、
要素２０３の位相シフトを制御する。
分割グレーティングを使用する本発明の波長選択性共鳴
グレーティング装置を示す。図示のように、光位相シフ
ト要素２０３は、分割グレーティングのセクション２０
１と２０２の間の可変位相φを提供するために使用され
る。例えば、後で説明するように、制御ユニット２０５
の制御下で動作可能な屈折率可変デバイス（これは、Ｍ
ＱＷ、電気吸収材料、電気光学材料、熱材料、あるいは
キャリア加熱材料とすることが可能である）２０４が、
要素２０３の位相シフトを制御する。
【００１３】図３は、さまざまな位相シフトに対する波
長の関数として、本発明の波長選択性共鳴グレーティン
グを通る透過パワーの図である。ストップバンド３０１
は、透過パワーが入力パワーの１０-3より小さいところ
であり、およそ、波長１５２５ｎｍと１５７２ｎｍの間
にあるように示されている。対応する表（図４）に、選
択された波長共鳴の群に対する位相φ（πを単位とす
る）と、その共鳴の半値全幅（ＦＷＨＭ）を示す。な
お、位相シフト要素２０３においてφ／π比を変化させ
ることによって、他の波長を選択することも可能であ
る。
長の関数として、本発明の波長選択性共鳴グレーティン
グを通る透過パワーの図である。ストップバンド３０１
は、透過パワーが入力パワーの１０-3より小さいところ
であり、およそ、波長１５２５ｎｍと１５７２ｎｍの間
にあるように示されている。対応する表（図４）に、選
択された波長共鳴の群に対する位相φ（πを単位とす
る）と、その共鳴の半値全幅（ＦＷＨＭ）を示す。な
お、位相シフト要素２０３においてφ／π比を変化させ
ることによって、他の波長を選択することも可能であ
る。
【００１４】任意の位相シフトを達成するには、従来技
術のさまざまな方法が使用可能である。さらに、グレー
ティングは、透過パスバンドを整形するために修正した
り縦続接続したりすることが可能である。例えば、グレ
ーティングの周期のチャーピングを用いて、ストップバ
ンドおよび透過共鳴の周波数レンジを増大させることが
可能である。
術のさまざまな方法が使用可能である。さらに、グレー
ティングは、透過パスバンドを整形するために修正した
り縦続接続したりすることが可能である。例えば、グレ
ーティングの周期のチャーピングを用いて、ストップバ
ンドおよび透過共鳴の周波数レンジを増大させることが
可能である。
【００１５】光パス位相シフト要素２０３は、（１）パ
スの長さを変えることによって、または、（２）パスの
屈折率を変えることによって、変更可能である。屈折率
は、音響光学効果、電気光学効果、加熱および電流注入
により影響される。また、屈折率は、別の光信号の存在
により、四波混合、光ポンピング、カー効果、およびラ
マン効果のような（ただしこれらには限定されない）さ
まざまな非線形効果によって変更可能である。パス長
は、曲げ、伸長、圧縮、あるいは加熱によって変更可能
である。
スの長さを変えることによって、または、（２）パスの
屈折率を変えることによって、変更可能である。屈折率
は、音響光学効果、電気光学効果、加熱および電流注入
により影響される。また、屈折率は、別の光信号の存在
により、四波混合、光ポンピング、カー効果、およびラ
マン効果のような（ただしこれらには限定されない）さ
まざまな非線形効果によって変更可能である。パス長
は、曲げ、伸長、圧縮、あるいは加熱によって変更可能
である。
【００１６】再び図２を参照して、本発明の好ましい実
施例について説明する。図示のように、図２の位相シフ
ト要素２０３は、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）デバイス２０４を有する。ＭＱＷデバイス２０４に
おいて、屈折率は、制御ユニット２０５による電流注入
または加熱を用いて変更可能である。制御信号２０６
は、ユニット２０５によって生成される電流注入または
加熱の量、従って、ＭＱＷデバイス２０４の屈折率を制
御するために使用される。このようにして、制御信号
は、ＭＱＷデバイス２０４の位相シフトを選択するため
に使用され、その結果、図２の波長選択性共鳴グレーテ
ィング装置を通る透過波長が選択される。
施例について説明する。図示のように、図２の位相シフ
ト要素２０３は、ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（ＭＱ
Ｗ）デバイス２０４を有する。ＭＱＷデバイス２０４に
おいて、屈折率は、制御ユニット２０５による電流注入
または加熱を用いて変更可能である。制御信号２０６
は、ユニット２０５によって生成される電流注入または
加熱の量、従って、ＭＱＷデバイス２０４の屈折率を制
御するために使用される。このようにして、制御信号
は、ＭＱＷデバイス２０４の位相シフトを選択するため
に使用され、その結果、図２の波長選択性共鳴グレーテ
ィング装置を通る透過波長が選択される。
【００１７】ＭＱＷデバイス２０４において、位相はｋ
Ｌｎである。ただし、ｋは伝搬定数（＝２π／波長）、
Ｌは材料の長さ、ｎは屈折率である。半導体材料の屈折
率は、ガラスの１．４５からＧａＡｓやＩｎＰの約３．
４までの範囲にある。屈折率は、よくても数パーセント
以上は変化させることはできない。ＭＱＷデバイス２０
４のもとの位相シフトが０．５πである場合、共鳴は、
屈折率の１％の変化ではあまり移動することはできな
い。図３に示すように、ストップバンド内の任意の場所
に共鳴を移動させるには、φ／π比の範囲が２９．５±
１より大きいことが必要である。所望の波長を選択する
には１π以上の大きい同調範囲が必要であるため、しか
も、１πはもとの基礎位相シフトの本の数パーセントに
しかならないため、もとの基礎位相シフトは非常に大き
くなければならない。例えば、全部で１００πの位相シ
フトに１％の変化を起こす場合、この変化は１πであ
り、ストップバンド内の任意の場所に共鳴を移動させる
ことができる。
Ｌｎである。ただし、ｋは伝搬定数（＝２π／波長）、
Ｌは材料の長さ、ｎは屈折率である。半導体材料の屈折
率は、ガラスの１．４５からＧａＡｓやＩｎＰの約３．
４までの範囲にある。屈折率は、よくても数パーセント
以上は変化させることはできない。ＭＱＷデバイス２０
４のもとの位相シフトが０．５πである場合、共鳴は、
屈折率の１％の変化ではあまり移動することはできな
い。図３に示すように、ストップバンド内の任意の場所
に共鳴を移動させるには、φ／π比の範囲が２９．５±
１より大きいことが必要である。所望の波長を選択する
には１π以上の大きい同調範囲が必要であるため、しか
も、１πはもとの基礎位相シフトの本の数パーセントに
しかならないため、もとの基礎位相シフトは非常に大き
くなければならない。例えば、全部で１００πの位相シ
フトに１％の変化を起こす場合、この変化は１πであ
り、ストップバンド内の任意の場所に共鳴を移動させる
ことができる。
【００１８】図３に示すような大きいストップバンドを
必要とする場合、屈折率が数パーセント変動する強いグ
レーティングを使用しなければならない。屈折率差が大
きい場合、ファブリ・ペロー効果が透過プロファイルに
擾乱を生じることがある。これは、（大きい位相シフト
を得るために）グレーティング間に任意に長い分離を使
用することができないことを意味する。ファブリ・ペロ
ー共鳴は、周波数ｆ＝ｍｃ／（２ｎＬ）において生じる
からである。ただし、ｍは任意の整数であり、ｃは真空
中の光速である。すなわち、ファブリ・ペローには小さ
いＬのほうが有利である。図３においてＬ＝２８の使用
は単なる例示的な値である。Ｌの値は、ファブリ・ペロ
ー制限と、達成可能な屈折率変化の間の単なる妥協点で
ある。
必要とする場合、屈折率が数パーセント変動する強いグ
レーティングを使用しなければならない。屈折率差が大
きい場合、ファブリ・ペロー効果が透過プロファイルに
擾乱を生じることがある。これは、（大きい位相シフト
を得るために）グレーティング間に任意に長い分離を使
用することができないことを意味する。ファブリ・ペロ
ー共鳴は、周波数ｆ＝ｍｃ／（２ｎＬ）において生じる
からである。ただし、ｍは任意の整数であり、ｃは真空
中の光速である。すなわち、ファブリ・ペローには小さ
いＬのほうが有利である。図３においてＬ＝２８の使用
は単なる例示的な値である。Ｌの値は、ファブリ・ペロ
ー制限と、達成可能な屈折率変化の間の単なる妥協点で
ある。
【００１９】これを避ける方法は、グレーティングセク
ションあるいは位相シフトセクションにアポダイゼーシ
ョンあるいはテーパを施して、その間の境界を緩やかに
することである。もう１つの方法は、小さい屈折率変化
の弱いグレーティングを使用して、ファブリ・ペロー効
果を無視しうるようにすることである。
ションあるいは位相シフトセクションにアポダイゼーシ
ョンあるいはテーパを施して、その間の境界を緩やかに
することである。もう１つの方法は、小さい屈折率変化
の弱いグレーティングを使用して、ファブリ・ペロー効
果を無視しうるようにすることである。
【００２０】残念ながら、ほとんどのＭＱＷは複屈折性
である。グレーティングがどのようにエッチングあるい
は成長されるかに応じて、グレーティングも複屈折性に
なりうる。ここで、２つの複屈折のバランスをとり互い
に相殺するようにすることが可能である。もう１つの選
択肢は、非複屈折性のグレーティングと非複屈折性のＭ
ＱＷを使用することである。
である。グレーティングがどのようにエッチングあるい
は成長されるかに応じて、グレーティングも複屈折性に
なりうる。ここで、２つの複屈折のバランスをとり互い
に相殺するようにすることが可能である。もう１つの選
択肢は、非複屈折性のグレーティングと非複屈折性のＭ
ＱＷを使用することである。
【００２１】図２に示す本発明の波長選択性共鳴グレー
ティング装置（あるいは同調可能フィルタともいう）の
透過共鳴の同調により、これを合分波マルチプレクサ
（ＡＤＭ：add/drop multiplexer）として使用すること
が可能となる。このようなデバイスは、波長分割多重
（ＷＤＭ）光ファイバ伝送システムを、容量および信号
ルーティングの需要に合わせて再構成する際に使用する
ことが可能である。
ティング装置（あるいは同調可能フィルタともいう）の
透過共鳴の同調により、これを合分波マルチプレクサ
（ＡＤＭ：add/drop multiplexer）として使用すること
が可能となる。このようなデバイスは、波長分割多重
（ＷＤＭ）光ファイバ伝送システムを、容量および信号
ルーティングの需要に合わせて再構成する際に使用する
ことが可能である。
【００２２】図５に、一般的なＡＤＭを示す。多くの波
長を含む光信号が入力ポートに入る。所望の波長の光λ
iが分離（分波、ドロップ）され、Ｄｒｏｐポートに送
られる。その波長の光λi′をＡｄｄポートで多重（合
波、アッド）することができる。多重された光λi′は
他の波長とともに出力ポートを出る。
長を含む光信号が入力ポートに入る。所望の波長の光λ
iが分離（分波、ドロップ）され、Ｄｒｏｐポートに送
られる。その波長の光λi′をＡｄｄポートで多重（合
波、アッド）することができる。多重された光λi′は
他の波長とともに出力ポートを出る。
【００２３】図６および図７に、本発明の共鳴グレーテ
ィングを使用した２つのＡＤＭを示す。図６は、本発明
のＷＤＭ波長フィルタで、サーキュレータおよびグレー
ティングをどのように使用することが可能かを示す。こ
の構成は、米国特許第５，２８３，６８６号および５，
４７９，０８２号に記載のものと同様である。図６にお
いて、まず、同じ波長が分離および多重されると仮定す
る。ＷＤＭ信号は、入力ポートで受信され、サーキュレ
ータ６０１を通り、パス６２０を通って本発明の共鳴グ
レーティング６１０に進む。ここで、ＷＤＭ信号のう
ち、共鳴グレーティング６１０によって選択される所定
の波長以外のすべての波長は反射され、パス６２０およ
びサーキュレータ６０１を通って出力ポートに出る。選
択波長は共鳴グレーティング６１０を通り、サーキュレ
ータ６０７を通って、Ｄｒｏｐポートに出力される。新
しい選択波長信号がＡｄｄポートで受信され、サーキュ
レータ６０７、共鳴グレーティング６１０、パス６２
０、サーキュレータ６０１を通り、出力ポートを出る。
出力ポートにおけるＷＤＭ信号は、新しく多重された選
択波長が分離された選択波長を置き換えていることを除
いては入力ポートで受信されたＷＤＭ信号と同じであ
る。
ィングを使用した２つのＡＤＭを示す。図６は、本発明
のＷＤＭ波長フィルタで、サーキュレータおよびグレー
ティングをどのように使用することが可能かを示す。こ
の構成は、米国特許第５，２８３，６８６号および５，
４７９，０８２号に記載のものと同様である。図６にお
いて、まず、同じ波長が分離および多重されると仮定す
る。ＷＤＭ信号は、入力ポートで受信され、サーキュレ
ータ６０１を通り、パス６２０を通って本発明の共鳴グ
レーティング６１０に進む。ここで、ＷＤＭ信号のう
ち、共鳴グレーティング６１０によって選択される所定
の波長以外のすべての波長は反射され、パス６２０およ
びサーキュレータ６０１を通って出力ポートに出る。選
択波長は共鳴グレーティング６１０を通り、サーキュレ
ータ６０７を通って、Ｄｒｏｐポートに出力される。新
しい選択波長信号がＡｄｄポートで受信され、サーキュ
レータ６０７、共鳴グレーティング６１０、パス６２
０、サーキュレータ６０１を通り、出力ポートを出る。
出力ポートにおけるＷＤＭ信号は、新しく多重された選
択波長が分離された選択波長を置き換えていることを除
いては入力ポートで受信されたＷＤＭ信号と同じであ
る。
【００２４】通常、ＷＤＭシステムでは、ＡＤＭにおい
てＷＤＭ信号の他の波長チャネルのトラフィックを中断
せずに波長を切り替える（例えばλiからλkに）ことが
できることが重要である。残念ながら、可変共鳴グレー
ティング６１０をλiからλkに同調すると、その間のす
べての波長が影響を受ける。本発明によれば、スイッチ
６０２を追加して（パス６２０を置き換え）、制御信号
に応じて共鳴グレーティング６１０とミラーあるいはグ
レーティング６０３の間でＷＤＭ信号を切り替える。共
鳴グレーティング６１０によって選択される波長に変更
があるとき、制御信号により、スイッチ６０２は、ミラ
ーあるいはグレーティング６０３に切り替えるように接
続される。共鳴グレーティング６１０が例えばλiから
λkに再同調した後、ＷＤＭトラフィックは再び共鳴グ
レーティング６１０側に切り替えられる。このようにし
て、相異なる多重・分離波長を、同じ可変共鳴グレーテ
ィング６１０でフィルタリングすることが可能となる。
てＷＤＭ信号の他の波長チャネルのトラフィックを中断
せずに波長を切り替える（例えばλiからλkに）ことが
できることが重要である。残念ながら、可変共鳴グレー
ティング６１０をλiからλkに同調すると、その間のす
べての波長が影響を受ける。本発明によれば、スイッチ
６０２を追加して（パス６２０を置き換え）、制御信号
に応じて共鳴グレーティング６１０とミラーあるいはグ
レーティング６０３の間でＷＤＭ信号を切り替える。共
鳴グレーティング６１０によって選択される波長に変更
があるとき、制御信号により、スイッチ６０２は、ミラ
ーあるいはグレーティング６０３に切り替えるように接
続される。共鳴グレーティング６１０が例えばλiから
λkに再同調した後、ＷＤＭトラフィックは再び共鳴グ
レーティング６１０側に切り替えられる。このようにし
て、相異なる多重・分離波長を、同じ可変共鳴グレーテ
ィング６１０でフィルタリングすることが可能となる。
【００２５】図７には、文献１１に記載のものに類似の
マッハ・ツェンダＡＤＭ構成の例を示す。まず、同じ波
長が分離および多重されると仮定する。ＷＤＭ信号は、
入力ポートで受信され、５０／５０カプラ７０１で分割
され、共鳴グレーティング７０２および７０３を通る。
共鳴グレーティング７０２および７０３では、ＷＤＭ信
号のうち、共鳴グレーティング７０２および７０３によ
って選択される所定の波長以外のすべての波長が反射さ
れ、カプラ７０１の出力ポートで強めあうように再び重
ね合わされる。選択波長は共鳴グレーティング７０２お
よび７０３を通り、カプラ７０４のＤｒｏｐポートで強
めあうように重ね合わされる。新しい選択波長信号がＡ
ｄｄポートで受信され、５０／５０カプラ７０４で分割
され、共鳴グレーティング７０２および７０３を通り、
カプラ７０１の出力ポートで強めあうように重ね合わさ
れる。出力ポートにおけるＷＤＭ信号は、新しく多重さ
れた選択波長が分離された選択波長を置き換えているこ
とを除いては入力ポートで受信されたＷＤＭ信号と同じ
である。
マッハ・ツェンダＡＤＭ構成の例を示す。まず、同じ波
長が分離および多重されると仮定する。ＷＤＭ信号は、
入力ポートで受信され、５０／５０カプラ７０１で分割
され、共鳴グレーティング７０２および７０３を通る。
共鳴グレーティング７０２および７０３では、ＷＤＭ信
号のうち、共鳴グレーティング７０２および７０３によ
って選択される所定の波長以外のすべての波長が反射さ
れ、カプラ７０１の出力ポートで強めあうように再び重
ね合わされる。選択波長は共鳴グレーティング７０２お
よび７０３を通り、カプラ７０４のＤｒｏｐポートで強
めあうように重ね合わされる。新しい選択波長信号がＡ
ｄｄポートで受信され、５０／５０カプラ７０４で分割
され、共鳴グレーティング７０２および７０３を通り、
カプラ７０１の出力ポートで強めあうように重ね合わさ
れる。出力ポートにおけるＷＤＭ信号は、新しく多重さ
れた選択波長が分離された選択波長を置き換えているこ
とを除いては入力ポートで受信されたＷＤＭ信号と同じ
である。
【００２６】図７のＡＤＭにおいて、ＷＤＭ信号の他の
波長チャネルのトラフィックを中断せずに波長を切り替
える（例えばλiからλkに）ことができるためには、ス
イッチ７０５および７０６、ミラーあるいはグレーティ
ング７０７および７０８を追加することが必要であり、
さらに、共鳴グレーティング７０２および７０３が可変
であることが必要である。これは、λiからλkに可変共
鳴グレーティング７０２および７０３を同調することに
より、それらの間のすべての波長λi＜λ＜λkが影響を
受けることになるからである。共鳴グレーティング７０
２および７０３によって選択される波長に変更があると
き、制御信号７２０により、スイッチ７０５および７０
６は、可変共鳴グレーティング７０２および７０３から
それぞれミラーあるいはグレーティング７０７および７
０８へと切り替えられる。共鳴グレーティング７０２お
よび７０３が例えばλiからλkに再同調した後、ＷＤＭ
トラフィックは再び共鳴グレーティング７０２および７
０３側に切り替えられる。このようにして、相異なる多
重・分離波長を、可変共鳴グレーティング７０２および
７０３によって選択することが可能となる。
波長チャネルのトラフィックを中断せずに波長を切り替
える（例えばλiからλkに）ことができるためには、ス
イッチ７０５および７０６、ミラーあるいはグレーティ
ング７０７および７０８を追加することが必要であり、
さらに、共鳴グレーティング７０２および７０３が可変
であることが必要である。これは、λiからλkに可変共
鳴グレーティング７０２および７０３を同調することに
より、それらの間のすべての波長λi＜λ＜λkが影響を
受けることになるからである。共鳴グレーティング７０
２および７０３によって選択される波長に変更があると
き、制御信号７２０により、スイッチ７０５および７０
６は、可変共鳴グレーティング７０２および７０３から
それぞれミラーあるいはグレーティング７０７および７
０８へと切り替えられる。共鳴グレーティング７０２お
よび７０３が例えばλiからλkに再同調した後、ＷＤＭ
トラフィックは再び共鳴グレーティング７０２および７
０３側に切り替えられる。このようにして、相異なる多
重・分離波長を、可変共鳴グレーティング７０２および
７０３によって選択することが可能となる。
【００２７】本発明のグレーティング（同調可能フィル
タ）は、光信号の正確な波長を測定するための分光計あ
るいは波長モニタとしても使用可能である。これは、Ｗ
ＤＭシステムにおける周波数ドリフトを特徴づけるため
に有用である。フィードバック機構を組み込むことによ
って、上流レーザが正しい周波数レンジに入るように上
流レーザの周波数を設定することが可能である。これ
は、重大なシステム劣化を防ぐ。共鳴グレーティングを
どのようにして波長モニタデバイスに組み込むことがで
きるかの例を図８〜図１１に示す。
タ）は、光信号の正確な波長を測定するための分光計あ
るいは波長モニタとしても使用可能である。これは、Ｗ
ＤＭシステムにおける周波数ドリフトを特徴づけるため
に有用である。フィードバック機構を組み込むことによ
って、上流レーザが正しい周波数レンジに入るように上
流レーザの周波数を設定することが可能である。これ
は、重大なシステム劣化を防ぐ。共鳴グレーティングを
どのようにして波長モニタデバイスに組み込むことがで
きるかの例を図８〜図１１に示す。
【００２８】図８に、検出器８０１がＤｒｏｐポートに
接続され、Ａｄｄポートには信号が入力されないことを
除いては図７のものと構造および動作が同様のＡＤＭを
示す。制御信号８２０は、共鳴グレーティング７０２お
よび７０３の波長を選択する。
接続され、Ａｄｄポートには信号が入力されないことを
除いては図７のものと構造および動作が同様のＡＤＭを
示す。制御信号８２０は、共鳴グレーティング７０２お
よび７０３の波長を選択する。
【００２９】図９に、図７の構造の対称性を利用したＡ
ＤＭを示す。図９では、ミラー９０１により、入力カプ
ラ７０１と、共鳴グレーティング７０２および７０３の
半分のみがあればよい。こうして、分割グレーティング
（９１０および９２０）の前半９０２と、半分の遅延の
みを有する位相シフト要素９０３しか必要としない。信
号は、ミラー９０１によって反射された後も位相シフト
要素９０３を通るため、位相シフト要素９０３の遅延値
は半分にされる。反射された信号はカプラ７０１の出力
ポートで強めあうように重ね合わされる。制御信号９３
０は、共鳴グレーティング９１０および９２０の波長を
選択する。
ＤＭを示す。図９では、ミラー９０１により、入力カプ
ラ７０１と、共鳴グレーティング７０２および７０３の
半分のみがあればよい。こうして、分割グレーティング
（９１０および９２０）の前半９０２と、半分の遅延の
みを有する位相シフト要素９０３しか必要としない。信
号は、ミラー９０１によって反射された後も位相シフト
要素９０３を通るため、位相シフト要素９０３の遅延値
は半分にされる。反射された信号はカプラ７０１の出力
ポートで強めあうように重ね合わされる。制御信号９３
０は、共鳴グレーティング９１０および９２０の波長を
選択する。
【００３０】図１０に、スイッチ６０２、ミラー６０
３、およびサーキュレータ６０７がないことを除いては
図６と同様のもう１つのモニタ構成を示す。図１０の動
作は、検出器１００１が選択波長信号を受信することを
除いては本質的に図６について説明したのと同じであ
る。他の波長は出力ポートへと反射される。制御信号１
０１０は、共鳴グレーティング６１０の波長を選択す
る。
３、およびサーキュレータ６０７がないことを除いては
図６と同様のもう１つのモニタ構成を示す。図１０の動
作は、検出器１００１が選択波長信号を受信することを
除いては本質的に図６について説明したのと同じであ
る。他の波長は出力ポートへと反射される。制御信号１
０１０は、共鳴グレーティング６１０の波長を選択す
る。
【００３１】モニタとして用いられる場合、図８〜図１
０の回路は以下のように動作する。まず、共鳴グレーテ
ィングにおける選択共鳴周波数を（制御信号を用いて）
設定した後、検出器でパワーを測定する。これにより、
選択波長あるいは周波数における光の量が得られる。次
に、制御信号を用いて、共鳴周波数を変更し、パワー測
定を繰り返す。多くの波長（あるいは周波数）を測定す
る場合、このプロセスは長時間を要することがある。図
１１の信号モニタ装置は、互いに周波数をわずかにずら
した２つの波長モニタを使用する。図１１では、５０／
５０スプリッタ１１０１が、共鳴グレーティング１１０
２および１１０３を通して信号を検出器ＡおよびＢに送
る。制御信号１１０４および１１０５は、共鳴グレーテ
ィング１１０２および１１０３の波長をそれぞれ選択す
る。図１２に示すように、入力信号１２０１の形状が既
知である場合、２つのモニタから検出されるパワー１２
０２と１２０３の比は、入力信号１２０１の強度ととも
に、中心波長１２０４の予測を与える。
０の回路は以下のように動作する。まず、共鳴グレーテ
ィングにおける選択共鳴周波数を（制御信号を用いて）
設定した後、検出器でパワーを測定する。これにより、
選択波長あるいは周波数における光の量が得られる。次
に、制御信号を用いて、共鳴周波数を変更し、パワー測
定を繰り返す。多くの波長（あるいは周波数）を測定す
る場合、このプロセスは長時間を要することがある。図
１１の信号モニタ装置は、互いに周波数をわずかにずら
した２つの波長モニタを使用する。図１１では、５０／
５０スプリッタ１１０１が、共鳴グレーティング１１０
２および１１０３を通して信号を検出器ＡおよびＢに送
る。制御信号１１０４および１１０５は、共鳴グレーテ
ィング１１０２および１１０３の波長をそれぞれ選択す
る。図１２に示すように、入力信号１２０１の形状が既
知である場合、２つのモニタから検出されるパワー１２
０２と１２０３の比は、入力信号１２０１の強度ととも
に、中心波長１２０４の予測を与える。
【００３２】［付録］ 文献 1. H. Kogelnik and C. V. Shank, "Coupled-wave theo
ry of distributed feedback lasers", J. Applied Phy
sics, 1972, 43, pp.2327-35 2. H. A. Haus and C. V. Shank, "Antisymmetric tape
r of distributed feedback lasers", IEEE J. Quantum
Electronics, 1976, QE-12, pp.532-9 3. H. A. Haus and C. V. Shank, 米国特許第４，０９
６，４４６号（発行日：１９７８年６月２０日） 4. F. Koyama, Y. Suematsu, K. Kojima, K. Furuya, "
1.5 μm phase adjusted active distributed reflecto
r laser for complete dynamic single-mode operatio
n", Electronics Letters, 1984, 20, pp.391-3 5. K. Wakao and H. Soda, 米国特許第４，７２６，０
３１号（発行日：１９８８年２月１６日） 6. A. Suzuki and K. Tada, "Theory and experiment o
n distributed feedback lasers with chirped grating
s", Proc. SPIE, 1981, 239, pp.532-9 7. K. Tada, Y. Nakano, and A. Ushirokawa, "Proposa
l of a distributed feedback laser with nonuniform
stripe for complete operation", Electronics Letter
s, 1984, 20, pp.82-4 8. K. Sekartedjo, N. Eda, K. Furuya, Y. Suematsu,
F. Koyama, and T. Tanbunek, "1.5 μm phase shifted
DFB laser for single-mode operation", Electronics
Letters, 1984, 20, pp.80-1 9. M. Okai, T. Tsuchiya, K. Uomi, N. Chinone, T. H
arada, "Corrugation-pitch modulated MQW-DFB lasers
with narrow spectral linewidth", IEEE J.Quantum E
lectronics, 1991, 27, pp.1767-72 10. H. A. Haus and Y. Lai, "Theory of cascaded qua
rter wave shifted distributed feedback resonator
s", IEEE J. Quantum Electronics, 1992, 28, pp.205-
13 11. G. E. Kohnke, C. H. Henry, E. J. Laskowski, M.
A. Cappuzzo, T. A.Strasser, and A. E. White, "Sil
ica based Mach-Zehnder add-drop filter fabricated
with UV induced gratings", Electronics Letters, 19
96, 32, pp.1579-80 12. T. Kimura and A. Sugimura, "Linewidth reductio
n by coupled phase-shift distributed-feedback lase
rs", Electronics Letters, 1987, 23, pp.1014-1015 13. S. Ogita et al., "Optimum design for multiple-
phase-shift distributed feedback laser", Electroni
cs Letters, 1988, 24, pp.731-732 14. G. P. Agrawal et al., "Distributed feedback la
sers with multiple phase-shift regions", Appl. Phy
s. Lett., July 1988, 53, pp.178-179
ry of distributed feedback lasers", J. Applied Phy
sics, 1972, 43, pp.2327-35 2. H. A. Haus and C. V. Shank, "Antisymmetric tape
r of distributed feedback lasers", IEEE J. Quantum
Electronics, 1976, QE-12, pp.532-9 3. H. A. Haus and C. V. Shank, 米国特許第４，０９
６，４４６号（発行日：１９７８年６月２０日） 4. F. Koyama, Y. Suematsu, K. Kojima, K. Furuya, "
1.5 μm phase adjusted active distributed reflecto
r laser for complete dynamic single-mode operatio
n", Electronics Letters, 1984, 20, pp.391-3 5. K. Wakao and H. Soda, 米国特許第４，７２６，０
３１号（発行日：１９８８年２月１６日） 6. A. Suzuki and K. Tada, "Theory and experiment o
n distributed feedback lasers with chirped grating
s", Proc. SPIE, 1981, 239, pp.532-9 7. K. Tada, Y. Nakano, and A. Ushirokawa, "Proposa
l of a distributed feedback laser with nonuniform
stripe for complete operation", Electronics Letter
s, 1984, 20, pp.82-4 8. K. Sekartedjo, N. Eda, K. Furuya, Y. Suematsu,
F. Koyama, and T. Tanbunek, "1.5 μm phase shifted
DFB laser for single-mode operation", Electronics
Letters, 1984, 20, pp.80-1 9. M. Okai, T. Tsuchiya, K. Uomi, N. Chinone, T. H
arada, "Corrugation-pitch modulated MQW-DFB lasers
with narrow spectral linewidth", IEEE J.Quantum E
lectronics, 1991, 27, pp.1767-72 10. H. A. Haus and Y. Lai, "Theory of cascaded qua
rter wave shifted distributed feedback resonator
s", IEEE J. Quantum Electronics, 1992, 28, pp.205-
13 11. G. E. Kohnke, C. H. Henry, E. J. Laskowski, M.
A. Cappuzzo, T. A.Strasser, and A. E. White, "Sil
ica based Mach-Zehnder add-drop filter fabricated
with UV induced gratings", Electronics Letters, 19
96, 32, pp.1579-80 12. T. Kimura and A. Sugimura, "Linewidth reductio
n by coupled phase-shift distributed-feedback lase
rs", Electronics Letters, 1987, 23, pp.1014-1015 13. S. Ogita et al., "Optimum design for multiple-
phase-shift distributed feedback laser", Electroni
cs Letters, 1988, 24, pp.731-732 14. G. P. Agrawal et al., "Distributed feedback la
sers with multiple phase-shift regions", Appl. Phy
s. Lett., July 1988, 53, pp.178-179
【００３３】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、共
鳴光波長グレーティングは、分割したグレーティングの
２つのセクションの間の単一のギャップが、４分の１波
長すなわち位相π／２でない位相シフトを提供するよう
に使用されるときに、透過共鳴を示すことが可能であ
る。ギャップが４分の１波長とは異なるとき、透過共鳴
はストップバンドの中心から移動する。区間πにわたり
位相を適当に調整することにより、ストップバンド全体
にわたる共鳴の同調が可能となる。
鳴光波長グレーティングは、分割したグレーティングの
２つのセクションの間の単一のギャップが、４分の１波
長すなわち位相π／２でない位相シフトを提供するよう
に使用されるときに、透過共鳴を示すことが可能であ
る。ギャップが４分の１波長とは異なるとき、透過共鳴
はストップバンドの中心から移動する。区間πにわたり
位相を適当に調整することにより、ストップバンド全体
にわたる共鳴の同調が可能となる。
【図１】４分の１波長すなわちπ／２の位相シフトを提
供するギャップを有する従来の分割グレーティングのブ
ロック図である。
供するギャップを有する従来の分割グレーティングのブ
ロック図である。
【図２】本発明による、可変な非π／２位相シフトを有
する波長選択性共鳴グレーティングの図である。
する波長選択性共鳴グレーティングの図である。
【図３】さまざまな位相シフトに対する波長の関数とし
ての、透過パワーの図である。
ての、透過パワーの図である。
【図４】位相（πを単位とする）、共鳴の波長、および
共鳴の半値全幅（ＦＷＨＭ）の例示的な値を示す表の図
である。
共鳴の半値全幅（ＦＷＨＭ）の例示的な値を示す表の図
である。
【図５】一般的な合分波マルチプレクサの図である。
【図６】本発明による合分波マルチプレクサの図であ
る。
る。
【図７】本発明による合分波マルチプレクサの図であ
る。
る。
【図８】本発明による波長モニタの図である。
【図９】本発明による波長モニタの図である。
【図１０】本発明による波長モニタの図である。
【図１１】本発明による波長モニタの図である。
【図１２】図１１の波長モニタを用いて信号波形の特性
を決定する使用例を説明する図である。
を決定する使用例を説明する図である。
１０１ セクション １０２ セクション １０３ ギャップ ２０１ セクション ２０２ セクション ２０３ 光位相シフト要素 ２０４ ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸（ＭＱＷ）デバイ
ス ２０５ 制御ユニット ２０６ 制御信号 ３０１ ストップバンド ６０１ サーキュレータ ６０２ スイッチ ６０３ グレーティング ６０７ サーキュレータ ６１０ 共鳴グレーティング ７０１ ５０／５０カプラ ７０２ 共鳴グレーティング ７０３ 共鳴グレーティング ７０４ ５０／５０カプラ ７０５ スイッチ ７０６ スイッチ ７０７ グレーティング ７０８ グレーティング ７２０ 制御信号 ８０１ 検出器 ８２０ 制御信号 ９０１ ミラー ９０３ 位相シフト要素 ９１０ 共鳴グレーティング ９２０ 共鳴グレーティング ９３０ 制御信号 １００１ 検出器 １０１０ 制御信号 １１０１ ５０／５０スプリッタ １１０２ 共鳴グレーティング １１０３ 共鳴グレーティング １１０４ 制御信号 １１０５ 制御信号 １２０１ 入力信号 １２０４ 中心波長
ス ２０５ 制御ユニット ２０６ 制御信号 ３０１ ストップバンド ６０１ サーキュレータ ６０２ スイッチ ６０３ グレーティング ６０７ サーキュレータ ６１０ 共鳴グレーティング ７０１ ５０／５０カプラ ７０２ 共鳴グレーティング ７０３ 共鳴グレーティング ７０４ ５０／５０カプラ ７０５ スイッチ ７０６ スイッチ ７０７ グレーティング ７０８ グレーティング ７２０ 制御信号 ８０１ 検出器 ８２０ 制御信号 ９０１ ミラー ９０３ 位相シフト要素 ９１０ 共鳴グレーティング ９２０ 共鳴グレーティング ９３０ 制御信号 １００１ 検出器 １０１０ 制御信号 １１０１ ５０／５０スプリッタ １１０２ 共鳴グレーティング １１０３ 共鳴グレーティング １１０４ 制御信号 １１０５ 制御信号 １２０１ 入力信号 １２０４ 中心波長
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｃ (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (14)
- 【請求項１】 光信号を受信する分割グレーティングの
第１セクションと、前記分割グレーティングの第２セク
ションと、 前記第１セクションと前記第２セクションの間に接続さ
れた光遅延パスとを有する共鳴光波長グレーティング装
置において、 前記分割グレーティングの第１セクションと第２セクシ
ョンの特性の組合せは、受信光信号の波長の所定のバン
ドに対するストップバンドフィルタを形成し、 前記光遅延パスは、前記ストップバンド内の選択波長に
対して非π／２位相シフトを引き起こすことにより該選
択波長が前記装置を透過することを可能にすることを特
徴とする共鳴光波長グレーティング装置。 - 【請求項２】 前記光遅延パスは、制御信号に応じて、
前記装置を透過する波長を選択する可変位相シフト要素
であることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記可変位相シフト要素の可変位相シフ
ト範囲は約πであることを特徴とする請求項２に記載の
装置。 - 【請求項４】 ｍを整数として、前記可変位相シフト要
素の位相シフト変動範囲が約πになるように、前記可変
位相シフト要素の全位相シフト範囲はπ（ｍ＋１／２）
であることを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項５】 前記共鳴光波長グレーティング装置は、
合分波装置の一部であり、該合分波装置は、 前記合分波装置の入力ポートおよび出力ポートを提供す
る第１サーキュレータと、 前記合分波装置の合波ポートおよび分波ポートを提供す
る第２サーキュレータとを有することを特徴とする請求
項２に記載の装置。 - 【請求項６】 前記合分波装置の入力ポートの入力光信
号をミラーまたはグレーティングへと切り替え、該ミラ
ーまたはグレーティングから反射された光信号を前記合
分波装置の出力ポートに出力する光スイッチをさらに有
し、該光スイッチは、前記光遅延パスが別の選択波長に
設定される前に作動することを特徴とする請求項５に記
載の装置。 - 【請求項７】 前記可変位相シフト要素は、前記光遅延
パスの長さを変化させることによって変化することを特
徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項８】 前記光遅延パスは屈折率可変デバイスを
含むことを特徴とする請求項２に記載の装置。 - 【請求項９】 前記光遅延パスは、多重量子井戸デバイ
ス、音響光学材料、電気吸収材料、電気光学材料、熱材
料、感光性材料、および電流注入材料からなる群から選
択される位相シフト生成材料を有することを特徴とする
請求項２に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記共鳴光波長グレーティング装置
は、前記選択波長に対するマッハ・ツェンダ合分波装置
の一部であることを特徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記共鳴光波長グレーティング装置
は、前記選択波長を光検出器に入力するためのマッハ・
ツェンダ波長モニタ装置の一部であることを特徴とする
請求項１に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記共鳴光波長グレーティング装置
は、合分波装置の一部であり、該合分波装置は、 前記合分波装置の入力ポートおよび出力ポートを提供す
る第１サーキュレータと、 前記合分波装置の合波ポートおよび分波ポートを提供す
る第２サーキュレータとを有することを特徴とする請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記共鳴光波長グレーティング装置
は、波長モニタ装置の一部であり、該波長モニタ装置
は、前記選択波長を検出する光検出器を有することを特
徴とする請求項１に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記共鳴光波長グレーティング装置
は、受信光信号を分析するための光信号モニタ装置の一
部であり、該光信号モニタ装置は、 前記受信光信号の第１選択波長を検出する第１共鳴光波
長グレーティング装置および第１光検出器と、 前記受信光信号の第２選択波長を検出する第２共鳴光波
長グレーティング装置および第２光検出器とを有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の装置。
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