JP2000267147A - マルチチャネル光学通信システム用チャネルセレクタ - Google Patents
マルチチャネル光学通信システム用チャネルセレクタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学通信システム内で所望の宛先に経路指定
するために、入力マルチチャネル信号から１つあるいは
複数のチャネルを選択するチャネルセレクタを提供する
こと。 【解決手段】 本発明のチャネルセレクタは、複数の光
学パスを通る入力マルチチャネル光学信号の一部を分離
することによりチャネルを選択する。その後所望の位相
応答をこの分離した部分に加える。その結果チャネル
は、互いに建設的／破壊的に干渉し合う。本発明のチャ
ネルセレクタ１１０は、複数の入力ポート１１５と複数
の出力ポート１１７とスプリッタ１１６とコンバイナー
１１９とオールパス光学フィルタ１１８と複数の光学パ
ス１２５とを有する。
するために、入力マルチチャネル信号から１つあるいは
複数のチャネルを選択するチャネルセレクタを提供する
こと。 【解決手段】 本発明のチャネルセレクタは、複数の光
学パスを通る入力マルチチャネル光学信号の一部を分離
することによりチャネルを選択する。その後所望の位相
応答をこの分離した部分に加える。その結果チャネル
は、互いに建設的／破壊的に干渉し合う。本発明のチャ
ネルセレクタ１１０は、複数の入力ポート１１５と複数
の出力ポート１１７とスプリッタ１１６とコンバイナー
１１９とオールパス光学フィルタ１１８と複数の光学パ
ス１２５とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学通信システム
に関し、特に波長分割多重化（wavelength division mu
ltiplexed=ＷＤＭ）光学通信システムに用いられるチャ
ネルセレクタに関する。
に関し、特に波長分割多重化（wavelength division mu
ltiplexed=ＷＤＭ）光学通信システムに用いられるチャ
ネルセレクタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学通信システムは、様々な装置（例、
光源，光ディテクタ，スイッチ，光ファイバ，変調器，
増幅器，フィルタ）を有する。例えば、図１に示す光通
信システム１においては、光源２は光学信号３を生成す
る。各光学信号３は、複数の波長を含む。光学信号３は
光源２から検出器５に送信される。通常、光ファイバ４
は光学信号３を光源２から検出器５に送信する。光ファ
イバ４は、その延長線上に増幅器（図示せず）とフィル
タ（図示せず）とを有する。この増幅器とフィルタは、
光学信号３を光ファイバ４に沿って光源２から検出器５
に伝播させる。
光源，光ディテクタ，スイッチ，光ファイバ，変調器，
増幅器，フィルタ）を有する。例えば、図１に示す光通
信システム１においては、光源２は光学信号３を生成す
る。各光学信号３は、複数の波長を含む。光学信号３は
光源２から検出器５に送信される。通常、光ファイバ４
は光学信号３を光源２から検出器５に送信する。光ファ
イバ４は、その延長線上に増幅器（図示せず）とフィル
タ（図示せず）とを有する。この増幅器とフィルタは、
光学信号３を光ファイバ４に沿って光源２から検出器５
に伝播させる。
【０００３】ある種の光学通信システムは、１本のチャ
ネルを含む。１本の単一チャネル光学通信システムは、
光学信号を１つの特定のチャネル波長でもって送信す
る。単一チャネルの伝送レートは、約２．５ギガビット
／秒である。従って１本の単一チャネル光学通信システ
ムの伝送容量は２．５ギガビット／秒に限られる。
ネルを含む。１本の単一チャネル光学通信システムは、
光学信号を１つの特定のチャネル波長でもって送信す
る。単一チャネルの伝送レートは、約２．５ギガビット
／秒である。従って１本の単一チャネル光学通信システ
ムの伝送容量は２．５ギガビット／秒に限られる。
【０００４】光学通信システムの伝送容量を増加させる
のに用いられる技術は、波長分割多重化（ＷＤＭ）技術
である。このＷＤＭ光学通信システムは、マルチチャン
ネルシステムである。このマルチチャネルシステムの各
チャネルは、互いに異なる波長を用いて光学信号を透過
する。
のに用いられる技術は、波長分割多重化（ＷＤＭ）技術
である。このＷＤＭ光学通信システムは、マルチチャン
ネルシステムである。このマルチチャネルシステムの各
チャネルは、互いに異なる波長を用いて光学信号を透過
する。
【０００５】ＷＤＭシステムにおいては、光学信号は複
数のチャネルを介して同時に送信される。ＷＤＭシステ
ムが好ましい理由は、その全伝送容量がチャネルの数に
比例して増加するからである。例えば、４チャネルＷＤ
Ｍ光学通信システムは、１０ギガビット／秒（４×２．
５ギガビット／秒）のレートで光学信号を送信できる。
単一チャネルシステムは、２．５ギガビット／秒のレー
トで光学信号を伝送できるだけなので、４チャネルＷＤ
Ｍシステムは、単一チャネルシステムよりも４００％そ
の伝送容量が大きい。
数のチャネルを介して同時に送信される。ＷＤＭシステ
ムが好ましい理由は、その全伝送容量がチャネルの数に
比例して増加するからである。例えば、４チャネルＷＤ
Ｍ光学通信システムは、１０ギガビット／秒（４×２．
５ギガビット／秒）のレートで光学信号を送信できる。
単一チャネルシステムは、２．５ギガビット／秒のレー
トで光学信号を伝送できるだけなので、４チャネルＷＤ
Ｍシステムは、単一チャネルシステムよりも４００％そ
の伝送容量が大きい。
【０００６】ＷＤＭ光学通信システムにおいては、光学
信号は、複数のチャネル上に多重化される。この後この
多重化された光学信号は、導波路（例、光ファイバ）を
介して送信される。受信端においては、この多重化され
た光学信号は脱多重化（分離）され、その結果各多重チ
ャネルはチャネルセレクタにより個々に指定された受信
機に配送される。通常このチャネルはモードカプラ
（例、マルチモード干渉カプラあるいはスターカプラ）
あるいは複屈折グレーティングを用いて配送される。
信号は、複数のチャネル上に多重化される。この後この
多重化された光学信号は、導波路（例、光ファイバ）を
介して送信される。受信端においては、この多重化され
た光学信号は脱多重化（分離）され、その結果各多重チ
ャネルはチャネルセレクタにより個々に指定された受信
機に配送される。通常このチャネルはモードカプラ
（例、マルチモード干渉カプラあるいはスターカプラ）
あるいは複屈折グレーティングを用いて配送される。
【０００７】チャネルセレクタが各チャネルを指定され
た受信機に経路指定するためには、選択されたチャネル
の波長がチャネルセレクタのパスバンドに対応する必要
がある。本明細書で用いる用語「パスバンド」とは、チ
ャネルセレクタにより送信される波長バンド（図２の符
号１０）を意味する。選択されたチャネルの波長と、チ
ャネルセレクタのパス（通過）バンドが対応しないとき
にはチャネルセレクタは選択され指定された受信機に送
信することができない。さらにまたこのチャネルセレク
タは、鋭いカットオフ領域を具備するパスバンドを有す
るのが好ましい。
た受信機に経路指定するためには、選択されたチャネル
の波長がチャネルセレクタのパスバンドに対応する必要
がある。本明細書で用いる用語「パスバンド」とは、チ
ャネルセレクタにより送信される波長バンド（図２の符
号１０）を意味する。選択されたチャネルの波長と、チ
ャネルセレクタのパス（通過）バンドが対応しないとき
にはチャネルセレクタは選択され指定された受信機に送
信することができない。さらにまたこのチャネルセレク
タは、鋭いカットオフ領域を具備するパスバンドを有す
るのが好ましい。
【０００８】パスバンドの「カットオフ領域」とは、パ
ス（通過）バンドからストップ（停止）バンドへの遷移
領域（図２Ａの符号１２）を意味する。本明細書におい
て、用語「ストップオフバンド（停止バンド）」とは、
チャネルセレクタにより送信することのない波長のバン
ド（図２Ａの符号１１）を示す。シャープなカットオフ
領域は鋭い傾斜領域を有する。チャネルセレクタのパス
バンドがチャネルに隣接して鋭い傾斜を有するカットオ
フ領域を有さない場合には、互いに干渉し合う（クロス
トークが起きる）。隣接するチャネル間の干渉（図２Ｂ
の符号１４）は、伝送エラーを引き起こす。
ス（通過）バンドからストップ（停止）バンドへの遷移
領域（図２Ａの符号１２）を意味する。本明細書におい
て、用語「ストップオフバンド（停止バンド）」とは、
チャネルセレクタにより送信することのない波長のバン
ド（図２Ａの符号１１）を示す。シャープなカットオフ
領域は鋭い傾斜領域を有する。チャネルセレクタのパス
バンドがチャネルに隣接して鋭い傾斜を有するカットオ
フ領域を有さない場合には、互いに干渉し合う（クロス
トークが起きる）。隣接するチャネル間の干渉（図２Ｂ
の符号１４）は、伝送エラーを引き起こす。
【０００９】Oda, K. et al.著の"A Wide-Band Guided-
Wave Periodic Multi/Demultiplexer with a Ring Reso
nator for Optical FDM Transmission Systems", IEEE
J. Light. Tech., Vol. 6, No. 6, pp. 1016-1022 (198
8)は、ＷＤＭ光学通信システムで用いられるチャネルセ
レクタを記載している。このチャネルセレクタは、シン
グルMach-Zehnder Interferometer(ＭＺＩ）とリング共
鳴器とを結合する構造を有する。前掲のOda et al.著の
論文においては、リング共鳴器とＭＺＩとの結合比率
は、８／９の一定値を有する。
Wave Periodic Multi/Demultiplexer with a Ring Reso
nator for Optical FDM Transmission Systems", IEEE
J. Light. Tech., Vol. 6, No. 6, pp. 1016-1022 (198
8)は、ＷＤＭ光学通信システムで用いられるチャネルセ
レクタを記載している。このチャネルセレクタは、シン
グルMach-Zehnder Interferometer(ＭＺＩ）とリング共
鳴器とを結合する構造を有する。前掲のOda et al.著の
論文においては、リング共鳴器とＭＺＩとの結合比率
は、８／９の一定値を有する。
【００１０】この結合比率が一定値であることにより、
Oda et al.著のチャネルセレクタのパスバンド幅は、自
由スペクトラルレンジ（free spectral range=ＦＳＲ）
の半分に制限される。通常このＦＳＲは、ＷＤＭシステ
ムで伝送される多重化チャネル波長のバンド（幅）を規
定する。チャネルセレクタのパスバンド幅は、ＦＳＲの
波長の半分にしか相当しないのでOda et al.著の構成の
チャネルセレクタは、限られた数の多重化チャネルのみ
しか選択するのに有効ではない。
Oda et al.著のチャネルセレクタのパスバンド幅は、自
由スペクトラルレンジ（free spectral range=ＦＳＲ）
の半分に制限される。通常このＦＳＲは、ＷＤＭシステ
ムで伝送される多重化チャネル波長のバンド（幅）を規
定する。チャネルセレクタのパスバンド幅は、ＦＳＲの
波長の半分にしか相当しないのでOda et al.著の構成の
チャネルセレクタは、限られた数の多重化チャネルのみ
しか選択するのに有効ではない。
【００１１】ＷＤＭ光学通信システム用の別のチャネル
セレクタと自動回帰移動平均（autoregressive moving
average=ＡＲＭＡ）フィルタが、Jinguji, K.著の論文"
Synthesis of Coherent Two-Port Optical Delay-Line
Circuit with Ring Waveguides", IEEE J.Light. Tec
h., Vol. 14, No. 8, pp. 1882-1898 (1996)に記載され
ている。この自動回帰移動平均フィルタは、その伝達関
数内にポールとゼロの両方を有する。
セレクタと自動回帰移動平均（autoregressive moving
average=ＡＲＭＡ）フィルタが、Jinguji, K.著の論文"
Synthesis of Coherent Two-Port Optical Delay-Line
Circuit with Ring Waveguides", IEEE J.Light. Tec
h., Vol. 14, No. 8, pp. 1882-1898 (1996)に記載され
ている。この自動回帰移動平均フィルタは、その伝達関
数内にポールとゼロの両方を有する。
【００１２】Jingujiの開示したＡＲＭＡフィルタは、
ＭＺＩと各ＭＺＩの１つのアーム上の単一リング共鳴器
とのカスケード構造を含む。ＭＺＩとリング共鳴器は、
位相シフト制御器を有する。このようなフィルタ構造
は、複雑であり製造することが困難である。その理由
は、多数のＭＺＩがチャネル選択用に必要とされるから
である。さらにまたJingujiの開示したフィルタアーキ
テクチャは、リング共鳴器をベースにした構造でなけれ
ばならないからである。
ＭＺＩと各ＭＺＩの１つのアーム上の単一リング共鳴器
とのカスケード構造を含む。ＭＺＩとリング共鳴器は、
位相シフト制御器を有する。このようなフィルタ構造
は、複雑であり製造することが困難である。その理由
は、多数のＭＺＩがチャネル選択用に必要とされるから
である。さらにまたJingujiの開示したフィルタアーキ
テクチャは、リング共鳴器をベースにした構造でなけれ
ばならないからである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＷＤ
Ｍシステムで使用される従来のチャネルセレクタに比較
して様々な利点を具備する新規のチャネルセレクタを提
供することである。
Ｍシステムで使用される従来のチャネルセレクタに比較
して様々な利点を具備する新規のチャネルセレクタを提
供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、マルチチャネ
ルのＷＤＭ光学通信システム用に用いられるチャネルセ
レクタを提供する。本発明のチャネルセレクタは光学通
信システム内の所定の宛先に経路指定するために、入力
マルチチャネル光学信号から１つあるいは複数のチャネ
ルを選択する。マルチチャネル光学信号は、１つあるい
は複数のチャネルを有し、各チャネルは特定の波長の光
学信号を送信する。
ルのＷＤＭ光学通信システム用に用いられるチャネルセ
レクタを提供する。本発明のチャネルセレクタは光学通
信システム内の所定の宛先に経路指定するために、入力
マルチチャネル光学信号から１つあるいは複数のチャネ
ルを選択する。マルチチャネル光学信号は、１つあるい
は複数のチャネルを有し、各チャネルは特定の波長の光
学信号を送信する。
【００１５】チャネルセレクタは、複数の光学パスに入
力マルチチャネル光学信号の一部をまず分割することに
より、１つあるいは複数のチャネルを選択（分離）す
る。その後所望の位相応答をこのマルチチャネル光学信
号のスプリット（分離）部分に加える。この所望の位相
応答がマルチチャネル光学信号のスプリット部分に加え
られ、その結果その中のチャネルは、マルチチャネル光
学信号のスプリット部分が結合される際に、互いに建設
的（加算的）にあるいは破壊的（減算的）に干渉し合
う。
力マルチチャネル光学信号の一部をまず分割することに
より、１つあるいは複数のチャネルを選択（分離）す
る。その後所望の位相応答をこのマルチチャネル光学信
号のスプリット（分離）部分に加える。この所望の位相
応答がマルチチャネル光学信号のスプリット部分に加え
られ、その結果その中のチャネルは、マルチチャネル光
学信号のスプリット部分が結合される際に、互いに建設
的（加算的）にあるいは破壊的（減算的）に干渉し合
う。
【００１６】この所望の位相応答は、マルチチャネル光
学信号内の各チャネルの位相を周波数の関数としてシフ
トすることによりマルチチャネル光学信号のスプリット
部分に加えられる。ほぼ同一位相を有する位相シフトチ
ャネルは、その振幅の和がゼロ以上となるときに互いに
建設的に干渉しあう。位相シフトチャネルは、その振幅
の和がゼロになるときには互いに破壊的に干渉し合う。
互いに建設的に干渉し合うチャネルは、チャネルセレク
タが選択する。互いに破壊的に干渉し合うチャネルは、
チャネルセレクタは選択しない。
学信号内の各チャネルの位相を周波数の関数としてシフ
トすることによりマルチチャネル光学信号のスプリット
部分に加えられる。ほぼ同一位相を有する位相シフトチ
ャネルは、その振幅の和がゼロ以上となるときに互いに
建設的に干渉しあう。位相シフトチャネルは、その振幅
の和がゼロになるときには互いに破壊的に干渉し合う。
互いに建設的に干渉し合うチャネルは、チャネルセレク
タが選択する。互いに破壊的に干渉し合うチャネルは、
チャネルセレクタは選択しない。
【００１７】本発明のチャネルセレクタの構造は、複数
の入力ポートと複数の出力ポートと、スプリッタと、コ
ンバイナと、１つあるいは複数のオールパス光学フィル
タと、複数の光学パスとを有する。各光学パスは、１つ
の入力と１つの出力とを有する。複数の入力ポートは、
複数の光学パスの入力にスプリッタを介して接続され
る。複数の光学パスの出力は、複数の出力ポートにコン
バイナを介して接続される。１つあるいは複数のオール
パス光学フィルタは、複数の光学パスに接続される。
の入力ポートと複数の出力ポートと、スプリッタと、コ
ンバイナと、１つあるいは複数のオールパス光学フィル
タと、複数の光学パスとを有する。各光学パスは、１つ
の入力と１つの出力とを有する。複数の入力ポートは、
複数の光学パスの入力にスプリッタを介して接続され
る。複数の光学パスの出力は、複数の出力ポートにコン
バイナを介して接続される。１つあるいは複数のオール
パス光学フィルタは、複数の光学パスに接続される。
【００１８】スプリッタは、入力マルチパスチャネル光
学信号のどの部分が複数の光学パスに分離（分割）され
るかを決定する。通常、マルチチャネル光学信号は、複
数の光学パスにカプラ（例、マルチモード干渉カプラと
スターカプラ）により分離される。
学信号のどの部分が複数の光学パスに分離（分割）され
るかを決定する。通常、マルチチャネル光学信号は、複
数の光学パスにカプラ（例、マルチモード干渉カプラと
スターカプラ）により分離される。
【００１９】マルチチャネル光学パスが複数の光学パス
に分離された後、１つあるいは複数のオールパス光学フ
ィルタが周波数依存性の位相シフト（例、時間遅延）を
マルチチャネル光学信号の各チャネルに加える。その後
コンバイナが位相シフトされたマルチチャネル光学信号
を結合し、選択されたチャネルを光学通信システム内の
所定の宛先に複数の出力ポートのうちの１つあるいは複
数を介して向ける。通常、マルチチャネル光学信号は、
カプラ（例、マルチモード干渉カプラとスターカプラ）
を用いて結合される。
に分離された後、１つあるいは複数のオールパス光学フ
ィルタが周波数依存性の位相シフト（例、時間遅延）を
マルチチャネル光学信号の各チャネルに加える。その後
コンバイナが位相シフトされたマルチチャネル光学信号
を結合し、選択されたチャネルを光学通信システム内の
所定の宛先に複数の出力ポートのうちの１つあるいは複
数を介して向ける。通常、マルチチャネル光学信号は、
カプラ（例、マルチモード干渉カプラとスターカプラ）
を用いて結合される。
【００２０】本発明のチャネルセレクタの１つあるいは
複数のオールパス光学フィルタの各々は、少なくとも１
つのフィードバックパスと、スプリッタ／コンバイナ
と、フィルタ入力ポートと、フィルタ出力ポートとを有
する。このスプリッタ／コンバイナは、少なくとも１つ
のフィードバックパスとフィルタ入力ポートとフィルタ
出力ポートに接続される。
複数のオールパス光学フィルタの各々は、少なくとも１
つのフィードバックパスと、スプリッタ／コンバイナ
と、フィルタ入力ポートと、フィルタ出力ポートとを有
する。このスプリッタ／コンバイナは、少なくとも１つ
のフィードバックパスとフィルタ入力ポートとフィルタ
出力ポートに接続される。
【００２１】スプリッタ／コンバイナの結合比率とフィ
ードバックパスが、マルチチャネル光学信号のどの部分
が光学パスからフィードバックパスに結合され、そして
結合されないかを決定する。スプリッタ／コンバイナの
結合比率の大きさとフィードバックパスは、設計的選択
事項である。
ードバックパスが、マルチチャネル光学信号のどの部分
が光学パスからフィードバックパスに結合され、そして
結合されないかを決定する。スプリッタ／コンバイナの
結合比率の大きさとフィードバックパスは、設計的選択
事項である。
【００２２】オールパス光学フィルタの少なくとも１つ
のフィードバックパスが、所望の位相応答をマルチチャ
ネル光学信号の各チャネルに加える。１つあるいは複数
のオールパス光学フィルタの少なくとも１つのフィード
バックパスは、あるパス長さを有する。各フィードバッ
クパスのパス長さは、異なってもよい。異なるパス長さ
を有するフィードバックパスが好ましい理由は、それら
はチャネルセレクタのＦＳＲを潜在的に増加させること
ができるからである。
のフィードバックパスが、所望の位相応答をマルチチャ
ネル光学信号の各チャネルに加える。１つあるいは複数
のオールパス光学フィルタの少なくとも１つのフィード
バックパスは、あるパス長さを有する。各フィードバッ
クパスのパス長さは、異なってもよい。異なるパス長さ
を有するフィードバックパスが好ましい理由は、それら
はチャネルセレクタのＦＳＲを潜在的に増加させること
ができるからである。
【００２３】本発明の一実施例においては、１つあるい
は複数のオールパス光学フィルタの少なくとも１つのフ
ィードバックパスは、リング共鳴器構造を有する。この
リング共鳴器構造は、１つあるいは複数のリング共鳴器
を有し、各共鳴器は閉鎖ループである。このリング共鳴
器は、リングカスケードとしてあるいは一連の結合リン
グとして構成することもできる。リングカスケードにお
いては、１つのリング共鳴器がスプリッタ／コンバイナ
に残りのリング共鳴器を互いに接続することにより接続
される。一連の結合リングにおいては、各リングはスプ
リッタ／コンバイナに接続される。
は複数のオールパス光学フィルタの少なくとも１つのフ
ィードバックパスは、リング共鳴器構造を有する。この
リング共鳴器構造は、１つあるいは複数のリング共鳴器
を有し、各共鳴器は閉鎖ループである。このリング共鳴
器は、リングカスケードとしてあるいは一連の結合リン
グとして構成することもできる。リングカスケードにお
いては、１つのリング共鳴器がスプリッタ／コンバイナ
に残りのリング共鳴器を互いに接続することにより接続
される。一連の結合リングにおいては、各リングはスプ
リッタ／コンバイナに接続される。
【００２４】本発明の他の実施例においては、オールパ
ス光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、キャビティと複数の反射器とを有する。複数の反射
器のうちの少なくとも１つの反射器は反射率が１００％
であり、残りの反射器は反射率が１００％未満の部分反
射器である。キャビティの長さの２倍がフィードバック
パスのパス長さにほぼ等しい。部分反射器は、スプリッ
タ／コンバイナの機能を実行する。
ス光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、キャビティと複数の反射器とを有する。複数の反射
器のうちの少なくとも１つの反射器は反射率が１００％
であり、残りの反射器は反射率が１００％未満の部分反
射器である。キャビティの長さの２倍がフィードバック
パスのパス長さにほぼ等しい。部分反射器は、スプリッ
タ／コンバイナの機能を実行する。
【００２５】本発明の他の実施例は、光子バンドギャッ
プ（photonic band gap=ＰＢＧ）構造をオールパス光学
フィルタの少なくとも１つのフィードバックパスとして
用いる。この光子バンドギャップＰＧＢ構造は、ある範
囲の波長をこのような周期的な層内に閉じこめる周期的
材料層を有する。このような層の二次元アレイ（２−Ｄ
ＰＢＧ）内の欠陥は、マルチチャネル光学信号の導波フ
ィードバックパスを提供する。２−ＤＰＢＧのエッヂに
形成された点欠陥（defect）がスプリッタ／コンバイナ
の機能を実行し、このようなフィードバックパスからの
光学信号を結合したり、結合を解除したりする。
プ（photonic band gap=ＰＢＧ）構造をオールパス光学
フィルタの少なくとも１つのフィードバックパスとして
用いる。この光子バンドギャップＰＧＢ構造は、ある範
囲の波長をこのような周期的な層内に閉じこめる周期的
材料層を有する。このような層の二次元アレイ（２−Ｄ
ＰＢＧ）内の欠陥は、マルチチャネル光学信号の導波フ
ィードバックパスを提供する。２−ＤＰＢＧのエッヂに
形成された点欠陥（defect）がスプリッタ／コンバイナ
の機能を実行し、このようなフィードバックパスからの
光学信号を結合したり、結合を解除したりする。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明はマルチチャネルＷＤＭ光
学通信システムで使用されるチャネルセレクタである。
図３に示すように、ＷＤＭ光学通信システム１００は、
チャネルセレクタ１１０に接続された入力ポート１１５
を有し、このチャネルセレクタ１１０は出力ポート１１
７に接続されている。光学通信システム１００は、例え
ば光源，光ディテクタ，スイッチ，変調器，増幅器，フ
ィルタ等の様々な素子を選択的に含むことができる。マ
ルチチャネル光学信号は、ＷＤＭ光学通信システム１０
０内を入力ポート１１５に接続された光ファイバ（図示
せず）に沿って伝送される。マルチチャネル光学信号の
各チャネルは、異なる波長（周波数）を有する。
学通信システムで使用されるチャネルセレクタである。
図３に示すように、ＷＤＭ光学通信システム１００は、
チャネルセレクタ１１０に接続された入力ポート１１５
を有し、このチャネルセレクタ１１０は出力ポート１１
７に接続されている。光学通信システム１００は、例え
ば光源，光ディテクタ，スイッチ，変調器，増幅器，フ
ィルタ等の様々な素子を選択的に含むことができる。マ
ルチチャネル光学信号は、ＷＤＭ光学通信システム１０
０内を入力ポート１１５に接続された光ファイバ（図示
せず）に沿って伝送される。マルチチャネル光学信号の
各チャネルは、異なる波長（周波数）を有する。
【００２７】ＷＤＭ光学通信システム１００内で送信さ
れるマルチチャネル光学信号は、チャネルセレクタ１１
０に入力ポート１１５を介して入力される。チャネルセ
レクタ１１０は、マルチチャネル光学信号から１つある
いは複数のチャネルを選択し、それらを光学通信システ
ム１００内の所定の宛先に経路指定（ルーティング）す
る。このチャネルセレクタは、１つあるいは複数のチャ
ネルを、入力マルチチャネル信号の一部を複数の光学パ
スに沿って分離（分割）することにより選択する。その
後、所望の位相応答がこのマルチチャネル光学信号の分
離部分に加えられる。所望の位相応答が、マルチチャネ
ル光学信号の分離部分に加えられることにより分離部分
が結合される際に互いに建設的あるいは破壊的のいずれ
かで干渉し合う。
れるマルチチャネル光学信号は、チャネルセレクタ１１
０に入力ポート１１５を介して入力される。チャネルセ
レクタ１１０は、マルチチャネル光学信号から１つある
いは複数のチャネルを選択し、それらを光学通信システ
ム１００内の所定の宛先に経路指定（ルーティング）す
る。このチャネルセレクタは、１つあるいは複数のチャ
ネルを、入力マルチチャネル信号の一部を複数の光学パ
スに沿って分離（分割）することにより選択する。その
後、所望の位相応答がこのマルチチャネル光学信号の分
離部分に加えられる。所望の位相応答が、マルチチャネ
ル光学信号の分離部分に加えられることにより分離部分
が結合される際に互いに建設的あるいは破壊的のいずれ
かで干渉し合う。
【００２８】所望の位相応答が、周波数依存性の位相シ
フトをマルチチャネル光学信号内の各チャネルに加え
る。その後、各光学パス内のチャネルが結合されたとき
には、チャネルはほぼ同一の位相を有し互いに建設的に
干渉する。例えば２×２のシステム（例、２入力ポート
と２出力ポート）においては、ほぼ同一の位相を有する
チャネルは振幅の和がゼロを超えるときには、互いに建
設的に干渉し合う。互いにπだけ異なる位相を有するチ
ャネルは、その振幅の和がゼロとなるため互いに破壊的
に干渉し合う。
フトをマルチチャネル光学信号内の各チャネルに加え
る。その後、各光学パス内のチャネルが結合されたとき
には、チャネルはほぼ同一の位相を有し互いに建設的に
干渉する。例えば２×２のシステム（例、２入力ポート
と２出力ポート）においては、ほぼ同一の位相を有する
チャネルは振幅の和がゼロを超えるときには、互いに建
設的に干渉し合う。互いにπだけ異なる位相を有するチ
ャネルは、その振幅の和がゼロとなるため互いに破壊的
に干渉し合う。
【００２９】チャネルセレクタ１１０は、スプリッタ１
１６とコンバイナ１１９とオールパス光学フィルタ１１
８と光学パス１２５とを有する。このスプリッタ１１６
は、入力ポート１１５と光学パス１２５との間に接続さ
れる。コンバイナ１１９は、光学パス１２５と出力ポー
ト１１７との間に接続される。オールパス光学フィルタ
１１８が光学パス１２５に接続される。
１６とコンバイナ１１９とオールパス光学フィルタ１１
８と光学パス１２５とを有する。このスプリッタ１１６
は、入力ポート１１５と光学パス１２５との間に接続さ
れる。コンバイナ１１９は、光学パス１２５と出力ポー
ト１１７との間に接続される。オールパス光学フィルタ
１１８が光学パス１２５に接続される。
【００３０】スプリッタ１１６は、入力マルチチャネル
光学信号のどの部分が光学パス１２５に与えられるかを
決定する。スプリッタ１１６と光学パス１２５の結合比
率が各光学パス１２５に向けられるマルチチャネル光学
信号の一部を決定する。スプリッタ１１６と光学パス１
２５の結合比率の大きさは設計的選択事項である。マル
チチャネル光学信号の一部を光学パスに向けるのに適し
たスプリッタは、マルチモード干渉カプラとスターカプ
ラである。
光学信号のどの部分が光学パス１２５に与えられるかを
決定する。スプリッタ１１６と光学パス１２５の結合比
率が各光学パス１２５に向けられるマルチチャネル光学
信号の一部を決定する。スプリッタ１１６と光学パス１
２５の結合比率の大きさは設計的選択事項である。マル
チチャネル光学信号の一部を光学パスに向けるのに適し
たスプリッタは、マルチモード干渉カプラとスターカプ
ラである。
【００３１】マルチチャネル光学信号の一部が光学パス
１２５に与えられた後、オールパス光学フィルタ１１８
は、周波数依存性の位相シフトをマルチチャネル光学信
号の各チャネルに与える。図４Ａに示すように、本発明
のチャネルセレクタのオールパス光学フィルタ１１８の
各々は、少なくとも１つのフィードバックパス１４５と
スプリッタ／コンバイナ１４３とフィルタ入力ポート１
４０とフィルタ出力ポート１５０とを有する。このスプ
リッタ／コンバイナ１４３はフィードバックパス１４５
の１つとフィルタ入力ポート１４０とフィルタ出力ポー
ト１５０に接続される。
１２５に与えられた後、オールパス光学フィルタ１１８
は、周波数依存性の位相シフトをマルチチャネル光学信
号の各チャネルに与える。図４Ａに示すように、本発明
のチャネルセレクタのオールパス光学フィルタ１１８の
各々は、少なくとも１つのフィードバックパス１４５と
スプリッタ／コンバイナ１４３とフィルタ入力ポート１
４０とフィルタ出力ポート１５０とを有する。このスプ
リッタ／コンバイナ１４３はフィードバックパス１４５
の１つとフィルタ入力ポート１４０とフィルタ出力ポー
ト１５０に接続される。
【００３２】マルチチャネル光学信号がオールパス光学
フィルタ１１８に入ると、このマルチチャネル光学信号
の一部はフィードバックパス１４５に与えられる。この
フィードバックパス１４５に与えられたマルチチャネル
光学信号の一部は、その中を何回も繰り返して巡回す
る。しかし、フィードバックパス１４５内のマルチチャ
ネル光学信号の各パスにおいては、その一部はスプリッ
タ／コンバイナ１４３を介してフィルタ出力ポート１５
０に与えられる。フィードバックパス１４５内を巡回し
たマルチチャネル光学信号の一部を、スプリッタ／コン
バイナ１４３を介してフィルタ出力ポート１５０に与え
ることにより、フィードバックパス１４５内を巡回する
マルチチャネル光学信号の一部を段階的に減らしてそれ
を取り除く。
フィルタ１１８に入ると、このマルチチャネル光学信号
の一部はフィードバックパス１４５に与えられる。この
フィードバックパス１４５に与えられたマルチチャネル
光学信号の一部は、その中を何回も繰り返して巡回す
る。しかし、フィードバックパス１４５内のマルチチャ
ネル光学信号の各パスにおいては、その一部はスプリッ
タ／コンバイナ１４３を介してフィルタ出力ポート１５
０に与えられる。フィードバックパス１４５内を巡回し
たマルチチャネル光学信号の一部を、スプリッタ／コン
バイナ１４３を介してフィルタ出力ポート１５０に与え
ることにより、フィードバックパス１４５内を巡回する
マルチチャネル光学信号の一部を段階的に減らしてそれ
を取り除く。
【００３３】スプリッタ／コンバイナ１４３とフィード
バックパス１４５の結合比率が、マルチチャネル光学信
号の一部がフィードバックパス１４５に結合されるかあ
るいは切り離されるかを決定する。スプリッタ／コンバ
イナ１４３とフィードバックパス１４５の結合比率の大
きさは、設計上の選択事項である。
バックパス１４５の結合比率が、マルチチャネル光学信
号の一部がフィードバックパス１４５に結合されるかあ
るいは切り離されるかを決定する。スプリッタ／コンバ
イナ１４３とフィードバックパス１４５の結合比率の大
きさは、設計上の選択事項である。
【００３４】フィードバックパス１４５の長さはマルチ
チャネル光学信号の長さよりも遙かに（約一桁）短い。
かくして各入力マルチチャネル光学信号がフィードバッ
クパス１４５に沿って繰り返し巡回するにつれて信号は
それ自身と干渉する。即ち、フィードバックパス内を巡
回するマルチチャネル光学信号の先端エッヂ部分は、そ
こに入力される光学信号の後端エッヂ部分と干渉しあ
う。マルチチャネル光学信号の先端（leading edge）と
後端（trailing edge）との間の干渉により、光学信号
の各周波数の位相を周波数の関数に応じてシフトする。
チャネル光学信号の長さよりも遙かに（約一桁）短い。
かくして各入力マルチチャネル光学信号がフィードバッ
クパス１４５に沿って繰り返し巡回するにつれて信号は
それ自身と干渉する。即ち、フィードバックパス内を巡
回するマルチチャネル光学信号の先端エッヂ部分は、そ
こに入力される光学信号の後端エッヂ部分と干渉しあ
う。マルチチャネル光学信号の先端（leading edge）と
後端（trailing edge）との間の干渉により、光学信号
の各周波数の位相を周波数の関数に応じてシフトする。
【００３５】オールパス光学フィルタ１１８の構造は、
図４Ｂに示すように複数のフィードバックパス１４５を
有してもよい。複数のフィードバックパス１４５は、１
つあるいは複数のオールパス光学フィルタ１２８を有し
てもよい。オールパス光学フィルタ１２８がフィードバ
ックパス１４５内に含まれる場合には、このオールパス
光学フィルタ１２８は位相シフトをフィードバックパス
１４５内を循環する光学信号の一部に与え、これはフィ
ードバックパス１４５により加えられた位相シフトとは
独立のものである。
図４Ｂに示すように複数のフィードバックパス１４５を
有してもよい。複数のフィードバックパス１４５は、１
つあるいは複数のオールパス光学フィルタ１２８を有し
てもよい。オールパス光学フィルタ１２８がフィードバ
ックパス１４５内に含まれる場合には、このオールパス
光学フィルタ１２８は位相シフトをフィードバックパス
１４５内を循環する光学信号の一部に与え、これはフィ
ードバックパス１４５により加えられた位相シフトとは
独立のものである。
【００３６】図５は、８次の楕円光学フィルタのフィー
ドバックパスにより加えられた位相シフトと光学パス１
５６，１５７を通して伝送される光学信号との関係を表
すグラフである。図５において、正規化した周波数と位
相との関係が示されている。光学パス１５６，１５７の
領域１５８の周波数はそれに加えられる位相と同一位相
を有する。
ドバックパスにより加えられた位相シフトと光学パス１
５６，１５７を通して伝送される光学信号との関係を表
すグラフである。図５において、正規化した周波数と位
相との関係が示されている。光学パス１５６，１５７の
領域１５８の周波数はそれに加えられる位相と同一位相
を有する。
【００３７】光学パス１５６，１５７の領域１５９の位
相は、それに加えられる位相とはπだけ位相がずれてい
る。光学パス１５６，１５７の領域１５８の周波数は、
それに加えられる位相と同一であるため領域１５８の周
波数のチャネルは建設的に干渉しあう。光学パス１５
６，１５７の領域１５９の周波数はそれに加えられる位
相とはπだけずれているために領域１５９内の周波数の
チャネルは破壊的に干渉しあう。
相は、それに加えられる位相とはπだけ位相がずれてい
る。光学パス１５６，１５７の領域１５８の周波数は、
それに加えられる位相と同一であるため領域１５８の周
波数のチャネルは建設的に干渉しあう。光学パス１５
６，１５７の領域１５９の周波数はそれに加えられる位
相とはπだけずれているために領域１５９内の周波数の
チャネルは破壊的に干渉しあう。
【００３８】図３において、位相シフトがマルチチャネ
ル光学信号に加えられた後、コンバイナ１１９は選択さ
れたチャネルを光学通信システム内の所定の宛先に出力
ポート１１７を介して経路指定する。特定の出力におい
ては、互いに建設的に干渉しあうチャネルが選択したチ
ャネル（選択チャネル）であり、一方互いに破壊的に干
渉しあうチャネルは選択チャネルではない。
ル光学信号に加えられた後、コンバイナ１１９は選択さ
れたチャネルを光学通信システム内の所定の宛先に出力
ポート１１７を介して経路指定する。特定の出力におい
ては、互いに建設的に干渉しあうチャネルが選択したチ
ャネル（選択チャネル）であり、一方互いに破壊的に干
渉しあうチャネルは選択チャネルではない。
【００３９】コンバイナ１１９は、位相シフト光学信号
のどの部分が光学パス１２５からの出力ポート１１７に
加えられるかを決定する。コンバイナ１１９と光学パス
１２５の結合比率が、位相シフトされた光学信号の出力
ポート１１７に向けられる部分を決定する。コンバイナ
１１９と光学パス１２５の結合比率の大きさは、設計的
選択事項である。マルチチャネル光学信号の一部を光学
パスに向けるのに適したコンバイナは、マルチモード干
渉カプラとスターカプラである。
のどの部分が光学パス１２５からの出力ポート１１７に
加えられるかを決定する。コンバイナ１１９と光学パス
１２５の結合比率が、位相シフトされた光学信号の出力
ポート１１７に向けられる部分を決定する。コンバイナ
１１９と光学パス１２５の結合比率の大きさは、設計的
選択事項である。マルチチャネル光学信号の一部を光学
パスに向けるのに適したコンバイナは、マルチモード干
渉カプラとスターカプラである。
【００４０】本発明の一実施例においては、オールパス
光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、図６Ａ，６Ｂに示すようなリング共鳴器構造を有す
る。このリング共鳴器構造は、１つあるいは複数のリン
グ共鳴器１８０，１８１を有し、各リング共鳴器は閉鎖
ループを構成する。
光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、図６Ａ，６Ｂに示すようなリング共鳴器構造を有す
る。このリング共鳴器構造は、１つあるいは複数のリン
グ共鳴器１８０，１８１を有し、各リング共鳴器は閉鎖
ループを構成する。
【００４１】このリング共鳴器は、リングカスケードあ
るいは一連の結合リングとして配置することもできる。
図６Ａは、一連の接続リング１７５を具備する構造を示
し、同図において第１のリング共鳴器１８１は、スプリ
ッタ／コンバイナ１７８に接続され、その後の残りのリ
ング共鳴器１８０は別のリング共鳴器に接続される。一
連の接続リング１７５においては、フィードバックパス
はリング共鳴器１８０，１８１の各々の長さを含む長さ
を有する。結合係数κ（各リングに対してはκ 1，κ2，
κ3）で、そして位相φ（各共鳴器に対してはφ1，
φ2，φ3）の様なフィルタパラメータが示されている。
リング共鳴器の結合係数と位相は所望の位相応答に基づ
いて決定される。
るいは一連の結合リングとして配置することもできる。
図６Ａは、一連の接続リング１７５を具備する構造を示
し、同図において第１のリング共鳴器１８１は、スプリ
ッタ／コンバイナ１７８に接続され、その後の残りのリ
ング共鳴器１８０は別のリング共鳴器に接続される。一
連の接続リング１７５においては、フィードバックパス
はリング共鳴器１８０，１８１の各々の長さを含む長さ
を有する。結合係数κ（各リングに対してはκ 1，κ2，
κ3）で、そして位相φ（各共鳴器に対してはφ1，
φ2，φ3）の様なフィルタパラメータが示されている。
リング共鳴器の結合係数と位相は所望の位相応答に基づ
いて決定される。
【００４２】図６Ｂはリングカスケード構造を示し、各
リング共鳴器１８０は独立にスプリッタ／コンバイナ１
７８に接続される。このリングカスケード構造において
は、フィードバックパスはリング共鳴器１８０の各々の
長さを含む長さである。
リング共鳴器１８０は独立にスプリッタ／コンバイナ１
７８に接続される。このリングカスケード構造において
は、フィードバックパスはリング共鳴器１８０の各々の
長さを含む長さである。
【００４３】本発明の他の実施例においては、オールパ
ス光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、少なくとも１つのキャビティ２０５と複数のリフレ
クタ（反射器）２０９，２１０を有する（図７Ａ）。複
数のリフレクタ２１０の内の少なくとも１つは反射率が
１００％で、一方残りの反射器は反射率が１００％未満
のリフレクタ２０９である。キャビティ２０５の長さの
２倍がフィードバックパスのパス長と等しい。リフレク
タ２０９はスプリッタ／コンバイナの機能を実行する。
複数のフィードバックパスが複数のリフレクタ２０９，
２１０とキャビティ２０５を組み合わせることにより形
成される（図７Ｂ）。
ス光学フィルタの少なくとも１つのフィードバックパス
は、少なくとも１つのキャビティ２０５と複数のリフレ
クタ（反射器）２０９，２１０を有する（図７Ａ）。複
数のリフレクタ２１０の内の少なくとも１つは反射率が
１００％で、一方残りの反射器は反射率が１００％未満
のリフレクタ２０９である。キャビティ２０５の長さの
２倍がフィードバックパスのパス長と等しい。リフレク
タ２０９はスプリッタ／コンバイナの機能を実行する。
複数のフィードバックパスが複数のリフレクタ２０９，
２１０とキャビティ２０５を組み合わせることにより形
成される（図７Ｂ）。
【００４４】本発明の他の実施例は、光子バンドギャッ
プ（ＰＢＧ）構造２２０をオールパス光学フィルタのフ
ィードバックパスとして用いる（図８）。図８は光子バ
ンドギャップ（ＰＢＧ）構造２２０の上面図である。光
子バンドギャップ（ＰＢＧ）構造は、誘電体材料製の周
期的な層を有し、これらが周波数範囲をこの周期的層内
に閉じこめる。
プ（ＰＢＧ）構造２２０をオールパス光学フィルタのフ
ィードバックパスとして用いる（図８）。図８は光子バ
ンドギャップ（ＰＢＧ）構造２２０の上面図である。光
子バンドギャップ（ＰＢＧ）構造は、誘電体材料製の周
期的な層を有し、これらが周波数範囲をこの周期的層内
に閉じこめる。
【００４５】このような誘電体層の二次元的アレー（２
−Ｄ ＰＢＧ）内に形成されたディフェクトが、光学パ
ルスが伝送される導波ガイドフィードバックパス２２５
を提供する。２−ＤＰＢＧ構造のエッヂに形成された点
欠陥（図示せず）が、スプリッタ／コンバイナの機能を
実行し、光学信号をフィードバックパスに結合したり外
したりする。
−Ｄ ＰＢＧ）内に形成されたディフェクトが、光学パ
ルスが伝送される導波ガイドフィードバックパス２２５
を提供する。２−ＤＰＢＧ構造のエッヂに形成された点
欠陥（図示せず）が、スプリッタ／コンバイナの機能を
実行し、光学信号をフィードバックパスに結合したり外
したりする。
【００４６】マルチチャネル光学信号内の各チャネルに
オールパス光学フィルタにより加えられる位相シフト
は、各チャネルに対し、０または１を近似するような２
つのオールパス機能を与えるように行なわれる。
オールパス光学フィルタにより加えられる位相シフト
は、各チャネルに対し、０または１を近似するような２
つのオールパス機能を与えるように行なわれる。
【００４７】例えば２×２の例においては、各オールパ
ス機能の周波数応答が次式
ス機能の周波数応答が次式
【数１】 で表される場合、（ここでωは角度周波数、φ（ω）は
位相、Ａ1とＡ2の和と差は、振幅応答の２つの式Ｇ
（ω）とＨ（ω）のそれぞれを与える。）
位相、Ａ1とＡ2の和と差は、振幅応答の２つの式Ｇ
（ω）とＨ（ω）のそれぞれを与える。）
【数２】 オールパス関数のＡ1とＡ2の両方が同一の位相を持つ場
合には、Ｇ（ω）は最大となり、Ｈ（ω）は最小とな
る。この位相応答がポールとゼロの位置を決定する。さ
らにまたＧ（ω）とＨ（ω）は、パワーが相補的であ
る、即ち次式である。
合には、Ｇ（ω）は最大となり、Ｈ（ω）は最小とな
る。この位相応答がポールとゼロの位置を決定する。さ
らにまたＧ（ω）とＨ（ω）は、パワーが相補的であ
る、即ち次式である。
【数３】
【００４８】２つのオールパス関数の上記の和と差は、
図９Ａの構造体３００に示した方向性カプラを用いた光
フィルタ内で実現できる。構造体３００は、方向性カプ
ラ３０１，３０５と光学パス３０３とオールパス光学フ
ィルタ３０４とを有する。方向性カプラ３０１はスプリ
ッタの機能を与え、他の方向性カプラ３０５はコンバイ
ナの機能を与える。方向性カプラ３０１，３０５のパワ
ー結合比率はκ＝５０％で、式（２），（３）に記載し
たオールパス関数のＡ1，Ａ2の和と差は、図９Ａに示す
クロスとバーの出力ポートで実現される。
図９Ａの構造体３００に示した方向性カプラを用いた光
フィルタ内で実現できる。構造体３００は、方向性カプ
ラ３０１，３０５と光学パス３０３とオールパス光学フ
ィルタ３０４とを有する。方向性カプラ３０１はスプリ
ッタの機能を与え、他の方向性カプラ３０５はコンバイ
ナの機能を与える。方向性カプラ３０１，３０５のパワ
ー結合比率はκ＝５０％で、式（２），（３）に記載し
たオールパス関数のＡ1，Ａ2の和と差は、図９Ａに示す
クロスとバーの出力ポートで実現される。
【００４９】構造体３００に適したオールパス光学フィ
ルタ３０４は、リング共鳴器構造で実現することができ
る。例えばカスケードリング共鳴器構造を有するＮ次の
光学フィルタにおいては、各リングの結合比率とポール
位置は、次式の伝達関数から計算できる。
ルタ３０４は、リング共鳴器構造で実現することができ
る。例えばカスケードリング共鳴器構造を有するＮ次の
光学フィルタにおいては、各リングの結合比率とポール
位置は、次式の伝達関数から計算できる。
【数４】
【００５０】ここで、方向性カプラのバー状態振幅透過
は、ρ＝（１−κ）1/2で、ここでκはリング共鳴器の
結合比率で、φはフィードバックパスの位相である。自
由スペクトラム領域ＦＳＲ≒ｃ／（ｎg２πＲ）で与え
られる。ここでＲはリング半径で、ｎgは基本モードの
有効グループ屈折率である。ポールは式（５）の分母の
ルートから決定される。一方、ゼロは分子のルートから
決定される。
は、ρ＝（１−κ）1/2で、ここでκはリング共鳴器の
結合比率で、φはフィードバックパスの位相である。自
由スペクトラム領域ＦＳＲ≒ｃ／（ｎg２πＲ）で与え
られる。ここでＲはリング半径で、ｎgは基本モードの
有効グループ屈折率である。ポールは式（５）の分母の
ルートから決定される。一方、ゼロは分子のルートから
決定される。
【００５１】式（５）からｚnにおけるポールを決定す
るために、図９Ｂに示す構造においては、κn＝１−｜
ｚn｜2の結合比率と、φn＝ａｒｇ（ｚn）の位相応答が
必要である。リング３１０は、増分長さΔｌあるいは長
さｌに対する屈折率変化Δｎとが各リングに加えられる
ような公称上の同一の環境を有し、そして例えば以下の
位相応答を実現する。
るために、図９Ｂに示す構造においては、κn＝１−｜
ｚn｜2の結合比率と、φn＝ａｒｇ（ｚn）の位相応答が
必要である。リング３１０は、増分長さΔｌあるいは長
さｌに対する屈折率変化Δｎとが各リングに加えられる
ような公称上の同一の環境を有し、そして例えば以下の
位相応答を実現する。
【数５】 また、φtotは各オールパスフィルタの全てのｅ^(jφn)
の和に等しい。βは式（２），（３）を加えたものから
決定される定数であり、ω＝０における和を評価するも
のである。
の和に等しい。βは式（２），（３）を加えたものから
決定される定数であり、ω＝０における和を評価するも
のである。
【００５２】ヒーター３１５が図９Ｂに示すように、リ
ングの一部に選択的事項として配置され、局部的に屈折
率を変化させて所望の位相を生成する。これらのＮ次の
光学フィルタは、Ｎ＋２個のカプラとＮ＋２個の位相シ
フタを最大限必要とする。これはＮ次のフィルタを実現
するのに２Ｎ＋１個のカプラと２Ｎ個の位相シフタを必
要とする通常の導波路フィルタアーキテクチャとは異な
る。
ングの一部に選択的事項として配置され、局部的に屈折
率を変化させて所望の位相を生成する。これらのＮ次の
光学フィルタは、Ｎ＋２個のカプラとＮ＋２個の位相シ
フタを最大限必要とする。これはＮ次のフィルタを実現
するのに２Ｎ＋１個のカプラと２Ｎ個の位相シフタを必
要とする通常の導波路フィルタアーキテクチャとは異な
る。
【００５３】別の結合キャビティ構造３００が、ブラグ
グレーティングあるいは高屈折率と低屈折率のフィルム
を交互に重ね合わせるような反射器でもって実現でき
る。このような構造体は、単位振幅反射即ち｜ρ0｜＝
１の反射器を有する。図９Ｃは２つのオールパス反射性
格子フィルタ３２０を有する結合キャビティ構造を示
す。各オールパス反射性格子フィルタ３２０は、部分リ
フレクタ３２５と反射率が１００％の１個の全リフレク
タ３２２を有する。ＦＳＲは、ＦＳＲ＝ｃ／（２ｎ
gＬ）から近似できる。ここでＬは、公称キャビティ長
さである。
グレーティングあるいは高屈折率と低屈折率のフィルム
を交互に重ね合わせるような反射器でもって実現でき
る。このような構造体は、単位振幅反射即ち｜ρ0｜＝
１の反射器を有する。図９Ｃは２つのオールパス反射性
格子フィルタ３２０を有する結合キャビティ構造を示
す。各オールパス反射性格子フィルタ３２０は、部分リ
フレクタ３２５と反射率が１００％の１個の全リフレク
タ３２２を有する。ＦＳＲは、ＦＳＲ＝ｃ／（２ｎ
gＬ）から近似できる。ここでＬは、公称キャビティ長
さである。
【００５４】キャビティ長さまたは屈折率は、相対位相
φnを形成する各段に対して変化する。式（５）におい
ては、振幅反射率（amplitude reflectances）はρで与
えられる。部分リフレクタ３２５は、ＦＳＲから波長が
独立しているのが好ましく、その結果ポールとゼロはほ
ぼ一定である。高屈折率の層と低屈折率の層を交互にし
て形成した薄膜フィルムあるいはブラググレーティング
は、部分反射器を実現するのに用いることができる。い
ずれの場合にも屈折率差は、波長独立条件を満たすため
に十分大きくなければならない。
φnを形成する各段に対して変化する。式（５）におい
ては、振幅反射率（amplitude reflectances）はρで与
えられる。部分リフレクタ３２５は、ＦＳＲから波長が
独立しているのが好ましく、その結果ポールとゼロはほ
ぼ一定である。高屈折率の層と低屈折率の層を交互にし
て形成した薄膜フィルムあるいはブラググレーティング
は、部分反射器を実現するのに用いることができる。い
ずれの場合にも屈折率差は、波長独立条件を満たすため
に十分大きくなければならない。
【００５５】本発明のチャネルセレクタは、図１０に示
すような鎖状シリーズ３５０として構成することもでき
る。この鎖状シリーズ３５０は、３個のチャネルセレク
タ３５４，３５５，３５６を有する。各チャネルセレク
タ３５４，３５５，３５６はマルチモード干渉（ＭＭ
Ｉ）カプラ３６０と複数の反射性キャビティ３６５を有
する。鎖状シリーズ３５０へのマルチチャネル光学信号
入力は、２回以上のチャネル選択に曝される。例えば、
鎖状シリーズ３５０へのマルチチャネル光学信号はチャ
ネルセレクタ３５４に向けられ、そこで第１回目のチャ
ネル選択が行われる。その後チャネルセレクタ３５４に
より選択されたパスバンドの一部は、チャネルセレクタ
３５５，３５６に向けられ、そこで第２回目のチャネル
選択が行われる。
すような鎖状シリーズ３５０として構成することもでき
る。この鎖状シリーズ３５０は、３個のチャネルセレク
タ３５４，３５５，３５６を有する。各チャネルセレク
タ３５４，３５５，３５６はマルチモード干渉（ＭＭ
Ｉ）カプラ３６０と複数の反射性キャビティ３６５を有
する。鎖状シリーズ３５０へのマルチチャネル光学信号
入力は、２回以上のチャネル選択に曝される。例えば、
鎖状シリーズ３５０へのマルチチャネル光学信号はチャ
ネルセレクタ３５４に向けられ、そこで第１回目のチャ
ネル選択が行われる。その後チャネルセレクタ３５４に
より選択されたパスバンドの一部は、チャネルセレクタ
３５５，３５６に向けられ、そこで第２回目のチャネル
選択が行われる。
【００５６】以下の例は、本発明の一実施例を示すため
のものである。 実験例１ ８次の楕円光学フィルタを具備したチャネルセレクタを
示す。この８次の楕円フィルタは、Ｇ（ω），Ｈ（ω）
の両方に対し３０ｄＢのストップバンド拒絶を有し、そ
のカットオフ幅は０．１×ＦＳＲである。３０ｄＢのＨ
（ω）のストップバンド拒絶の要件は、Ｇ（ω）に対し
ては０．００４ｄＢのパスバンド平坦さが必要であるこ
とを意味する。
のものである。 実験例１ ８次の楕円光学フィルタを具備したチャネルセレクタを
示す。この８次の楕円フィルタは、Ｇ（ω），Ｈ（ω）
の両方に対し３０ｄＢのストップバンド拒絶を有し、そ
のカットオフ幅は０．１×ＦＳＲである。３０ｄＢのＨ
（ω）のストップバンド拒絶の要件は、Ｇ（ω）に対し
ては０．００４ｄＢのパスバンド平坦さが必要であるこ
とを意味する。
【００５７】フィルタ応答Ｇ（ω）とＨ（ω）を決定す
る詳細およびオールパス関数Ａ1（ω）とＡ2（ω）は、
Mitra, S et al.著の"Handbook for Digital Signal Pr
ocessing", John Wiley and Sons, New York, (1993)
を参照のこと。このオールパス関数は４次関数で、次式
で表される。
る詳細およびオールパス関数Ａ1（ω）とＡ2（ω）は、
Mitra, S et al.著の"Handbook for Digital Signal Pr
ocessing", John Wiley and Sons, New York, (1993)
を参照のこと。このオールパス関数は４次関数で、次式
で表される。
【数６】 ここで、Ｄ1（ｚ）とＤ2（ｚ）は多項式（Ｄ（ｚ）＝ｄ
0＋ｄ1ｚ-1…ｄnｚ-n）で、その係数（ｄn）は次の表１
に示す。
0＋ｄ1ｚ-1…ｄnｚ-n）で、その係数（ｄn）は次の表１
に示す。
【００５８】 表１ ----------------------------------------------------------------------- Ｄn Ｄ1（ｚ） Ｄ2（ｚ） ----------------------------------------------------------------------- ｄ0 1 １ ｄ1 -3.4645-0.1483i -3.4645+0.1483i ｄ2 4.6227+0.3638i 4.6227-0.3638i ｄ3 -2.8027-0.3076i -2.8027+0.3076i ｄ4 0.6516+0.0864i 0.6516-0.0864i -----------------------------------------------------------------------
【００５９】位相係数β＝−１．３９４９２は、ラジア
ンで与えられる。Ａ1（ｚ）とＡ2（ｚ）が与えられる
と、結合係数κと位相φと部分反射ρとは、カスケード
リングとキャビティ構造に対しては、式（５）により決
定され、格子構造（結合リングまたは結合キャビティ）
に対しては、ステップダウン繰り返し関係（step-downr
ecursion relations）を用いて決定できる。
ンで与えられる。Ａ1（ｚ）とＡ2（ｚ）が与えられる
と、結合係数κと位相φと部分反射ρとは、カスケード
リングとキャビティ構造に対しては、式（５）により決
定され、格子構造（結合リングまたは結合キャビティ）
に対しては、ステップダウン繰り返し関係（step-downr
ecursion relations）を用いて決定できる。
【００６０】図１１Ａは、透過クロス状態と透過バー状
態に対する８次の楕円フィルタの振幅応答を示す。図１
１Ａにおいては、フィルタ透過率（ｄＢ）と正規化周波
数との関係が示されている。０から１の範囲の正規化周
波数は、周波数応答の１つのＦＳＲに対応する。図１１
Ａのグラフは、８次の設計においては、Ｇ（ω）とＨ
（ω）のそれぞれが無視可能なパスバンド透過拒絶と３
０ｄＢのストップバンド透過拒絶を有することを示して
いる。
態に対する８次の楕円フィルタの振幅応答を示す。図１
１Ａにおいては、フィルタ透過率（ｄＢ）と正規化周波
数との関係が示されている。０から１の範囲の正規化周
波数は、周波数応答の１つのＦＳＲに対応する。図１１
Ａのグラフは、８次の設計においては、Ｇ（ω）とＨ
（ω）のそれぞれが無視可能なパスバンド透過拒絶と３
０ｄＢのストップバンド透過拒絶を有することを示して
いる。
【００６１】図１１Ｂは、０．５ｄＢ／フィードバック
パスの損失を有する８次の楕円フィルタの振幅応答のグ
ラフである。Ｇ（ω）のピークパスバンド透過が低減す
るが、Ｇ（ω）とＨ（ω）の３０ｄＢストップバンド拒
絶は維持される。
パスの損失を有する８次の楕円フィルタの振幅応答のグ
ラフである。Ｇ（ω）のピークパスバンド透過が低減す
るが、Ｇ（ω）とＨ（ω）の３０ｄＢストップバンド拒
絶は維持される。
【００６２】実験例２ 図１２は、２つのマルチモード干渉カプラ４０５を接続
する各光学パス４０３上に配置されたオールパスフィル
タ４００を有する４×４のチャネルセレクタを表す。各
光学パス４０３は、０Ｌ，１Ｌ，２Ｌ，３Ｌに示す異な
るパス長を有する。各光学パス４０３内のオールパスフ
ィルタ４００は、パスバンド損失を増加させることなく
チャネルセレクタのパスバンド応答を平坦化する。図１
３Ａは、図１２に示すチャネルセレクタのスペクトラム
応答のグラフである。図１３Ａに示すように、各出力の
周波数応答は、Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4に対応する。各出力
応答のパスバンドは、図１３Ａの符号４１５で示すよう
に平坦なピーク透過範囲を有する。
する各光学パス４０３上に配置されたオールパスフィル
タ４００を有する４×４のチャネルセレクタを表す。各
光学パス４０３は、０Ｌ，１Ｌ，２Ｌ，３Ｌに示す異な
るパス長を有する。各光学パス４０３内のオールパスフ
ィルタ４００は、パスバンド損失を増加させることなく
チャネルセレクタのパスバンド応答を平坦化する。図１
３Ａは、図１２に示すチャネルセレクタのスペクトラム
応答のグラフである。図１３Ａに示すように、各出力の
周波数応答は、Ｈ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4に対応する。各出力
応答のパスバンドは、図１３Ａの符号４１５で示すよう
に平坦なピーク透過範囲を有する。
【００６３】比較のためにオールパスフィルタを具備し
ない４段のフィルタのスペクトラム応答のグラフを図１
３Ｂに示す。図１３ＢのＨ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4のピーク透
過範囲は、図１３Ａのピーク透過範囲に比較すると、パ
スバンドの平坦さがかけている。さらにまた、各バンド
の利用可能な幅は、３０ｄＢのストップバンド拒絶を決
定し、図１３Ｂのパスバンドの約６％から図１３Ａのパ
スバンドの少なくとも７４％へ増加させる。
ない４段のフィルタのスペクトラム応答のグラフを図１
３Ｂに示す。図１３ＢのＨ1，Ｈ2，Ｈ3，Ｈ4のピーク透
過範囲は、図１３Ａのピーク透過範囲に比較すると、パ
スバンドの平坦さがかけている。さらにまた、各バンド
の利用可能な幅は、３０ｄＢのストップバンド拒絶を決
定し、図１３Ｂのパスバンドの約６％から図１３Ａのパ
スバンドの少なくとも７４％へ増加させる。
【００６４】実験例３ ０．１５≦ν≦０．８５の周波数範囲に亘って線形な自
乗振幅応答を具備するフィルタを設計した。このフィル
タは、各アームに単一段オールパスフィルタを具備する
ＭＺＩである。オールパスフィルタに対するポール振幅
と位相は、それぞれ０．２９２５∠０．００８８（ラジ
アン）と０．７８６５∠−０．００９９（ラジアン）で
ある。
乗振幅応答を具備するフィルタを設計した。このフィル
タは、各アームに単一段オールパスフィルタを具備する
ＭＺＩである。オールパスフィルタに対するポール振幅
と位相は、それぞれ０．２９２５∠０．００８８（ラジ
アン）と０．７８６５∠−０．００９９（ラジアン）で
ある。
【００６５】残りの設計パラメータは、κ＝０．５，φ
＝−０．７１２１，２β＝−１．５８９６ラジアンであ
る。この２次フィルタの自乗振幅応答を図１４に示す。
この自乗振幅応答は、０．１８≦ν≦０．８２の間に亘
って約±０．００５範囲で線形である。このような自乗
振幅応答を有するフィルタは、レーザ波長を安定させる
ための周波数ディスクリミネータおよびアナログ伝送用
に入力信号に線形に応答する変調器として適したもので
ある。
＝−０．７１２１，２β＝−１．５８９６ラジアンであ
る。この２次フィルタの自乗振幅応答を図１４に示す。
この自乗振幅応答は、０．１８≦ν≦０．８２の間に亘
って約±０．００５範囲で線形である。このような自乗
振幅応答を有するフィルタは、レーザ波長を安定させる
ための周波数ディスクリミネータおよびアナログ伝送用
に入力信号に線形に応答する変調器として適したもので
ある。
【００６６】実験例４ 図１５Ａに示すような構造を有するフィルタ５００を設
計した。このフィルタ５００は、アーム５１５内に１個
のリング共鳴器５０２を有するＭＺＩ５０１である。Ｍ
ＺＩ５０１の各アーム５１０，５１５は特定の長さ
（Ｍ，Ｎ）を有する。各アームの長さ（Ｍ，Ｎ）の比
（ρ）は、周波数依存性の位相変化をマルチチャネル光
学信号に与える。ＭＺＩの各アームの長さの比率が変化
すると、フィルタは階段状の振幅応答を示し、これによ
り階段状の振幅応答を示し、これにより特定の透過応答
を与える。階段状の振幅応答に対しては、クロス透過と
バー透過は、ほぼ一定の中間ステップを有する。
計した。このフィルタ５００は、アーム５１５内に１個
のリング共鳴器５０２を有するＭＺＩ５０１である。Ｍ
ＺＩ５０１の各アーム５１０，５１５は特定の長さ
（Ｍ，Ｎ）を有する。各アームの長さ（Ｍ，Ｎ）の比
（ρ）は、周波数依存性の位相変化をマルチチャネル光
学信号に与える。ＭＺＩの各アームの長さの比率が変化
すると、フィルタは階段状の振幅応答を示し、これによ
り階段状の振幅応答を示し、これにより特定の透過応答
を与える。階段状の振幅応答に対しては、クロス透過と
バー透過は、ほぼ一定の中間ステップを有する。
【００６７】
【発明の効果】アーム長さ５１０（Ｍ＝４）、５１５
（Ｎ＝３）を有するＭＺＩは、図１５Ｂに示す振幅応答
を有する。アーム５１２の透過応答と５１６の透過応答
は、中間ステップ５１１を有するカットオフ領域を含
む。中間ステップ５１１に応答する周波数は、フィルタ
により部分的に伝送される。階段状の振幅応答を有する
フィルタは、マルチレベル光学変調器として有効であ
る。
（Ｎ＝３）を有するＭＺＩは、図１５Ｂに示す振幅応答
を有する。アーム５１２の透過応答と５１６の透過応答
は、中間ステップ５１１を有するカットオフ領域を含
む。中間ステップ５１１に応答する周波数は、フィルタ
により部分的に伝送される。階段状の振幅応答を有する
フィルタは、マルチレベル光学変調器として有効であ
る。
【図１】光源と光ファイバとディテクタ（検出器）を含
む光学通信システムを表すブロック図
む光学通信システムを表すブロック図
【図２】Ａ マルチチャネル光学信号のパスバンドとス
トップバンドを表すグラフ Ｂ マルチチャネル光学信号のパスバンド間のクロスト
ークを表すグラフ
トップバンドを表すグラフ Ｂ マルチチャネル光学信号のパスバンド間のクロスト
ークを表すグラフ
【図３】入力ポートとスプリッタと光学パスと光学フィ
ルタとコンバイナと出力ポートとを有する本発明のチャ
ネルセレクタを表す図
ルタとコンバイナと出力ポートとを有する本発明のチャ
ネルセレクタを表す図
【図４】Ａ １つのフィードバックパスを含むオールパ
ス光学フィルタを表す図 Ｂ 複数のフィードバックパスを含むオールパス光学フ
ィルタを表す図
ス光学フィルタを表す図 Ｂ 複数のフィードバックパスを含むオールパス光学フ
ィルタを表す図
【図５】８次の楕円型オールパス光学フィルタのフィー
ドバックパスにより加えられる位相シフトを表すグラフ
ドバックパスにより加えられる位相シフトを表すグラフ
【図６】Ａ フィードバックパスが一連の結合リングを
含むオールパス光学フィルタの一実施例を表す図 Ｂ フィードバックパスがリングカスケード構造を有す
るオールパス光学フィルタの一実施例を表す図
含むオールパス光学フィルタの一実施例を表す図 Ｂ フィードバックパスがリングカスケード構造を有す
るオールパス光学フィルタの一実施例を表す図
【図７】Ａ フィードバックパスがキャビティと複数の
リフレクタ（反射器）とを結合するオールパス光学フィ
ルタの一実施例を表す図で少なくとも１つのリフレクタ
は反射率が１００％である Ｂ フィードバックパスが複数のキャビティと複数のリ
フレクタを有するオールパス光学フィルタの一実施例を
表す図
リフレクタ（反射器）とを結合するオールパス光学フィ
ルタの一実施例を表す図で少なくとも１つのリフレクタ
は反射率が１００％である Ｂ フィードバックパスが複数のキャビティと複数のリ
フレクタを有するオールパス光学フィルタの一実施例を
表す図
【図８】フィードバックパスが光子バンドギャップ（Ｐ
ＢＧ）構造を含むオールパス光学フィルタの一実施例を
表す図
ＢＧ）構造を含むオールパス光学フィルタの一実施例を
表す図
【図９】Ａ 結合キャビティ構造を含む本発明のチャネ
ルセレクタの一実施例を表すブロック図 Ｂ Ａの結合キャビティ構造がリング共鳴器構造により
実現される本発明のチャネルセレクタの一実施例を表す
図 Ｃ Ａの結合キャビティ構造が反射構造により実現され
る本発明のチャネルセレクタの一実施例を表す図
ルセレクタの一実施例を表すブロック図 Ｂ Ａの結合キャビティ構造がリング共鳴器構造により
実現される本発明のチャネルセレクタの一実施例を表す
図 Ｃ Ａの結合キャビティ構造が反射構造により実現され
る本発明のチャネルセレクタの一実施例を表す図
【図１０】連結配置された３個のチャネルセレクタを表
す図
す図
【図１１】Ａ 実験例１の８次の楕円形光学フィルタの
振幅応答を表すグラフ Ｂ ０．２ｄＢ／フィードバックパスのフィードバック
損失を有するＡの８次の楕円光学フィルタの振幅応答を
表すグラフ
振幅応答を表すグラフ Ｂ ０．２ｄＢ／フィードバックパスのフィードバック
損失を有するＡの８次の楕円光学フィルタの振幅応答を
表すグラフ
【図１２】実験例２の４×４チャネルセレクタを表す図
【図１３】Ａ 実験例２のチャネルセレクタの振幅応答
を表すグラフ Ｂ 光学パス内で２つのカプラを接続するオールパスフ
ィルタを具備しない４×４ＭＭＩカプラの振幅応答を表
すグラフ
を表すグラフ Ｂ 光学パス内で２つのカプラを接続するオールパスフ
ィルタを具備しない４×４ＭＭＩカプラの振幅応答を表
すグラフ
【図１４】各アーム内に単一段のオールパスフィルタを
含むＭＺＩの振幅応答を表すグラフ
含むＭＺＩの振幅応答を表すグラフ
【図１５】Ａ 実験例４のフィルタの構造を表す図 Ｂ Ａのフィルタの振幅応答を表すグラフ
１ 光通信システム ２ 光源 ３ 光学信号 ４ 光ファイバ ５ 検出器 １００ ＷＤＭ光学通信システム １１０ チャネルセレクタ １１５ 入力ポート １１６ スプリッタ １１７ 出力ポート １１８ オールパス光学フィルタ １１９ コンバイナ １２５，１５６，１５７，３０３ 光学パス １２８，３０４ オールパス光学フィルタ １４０ フィルタ入力ポート １４３，１７８ スプリッタ／コンバイナ １４５ フィードバックパス １５０ フィルタ出力ポート １７５ 一連の接続リング １８０，１８１ リング共鳴器 ２０５ キャビティ ２０９，２１０ リフレクタ（反射器） ２２０ 光子バンドギャップ（ＰＰＧ）構造 ２２５ ガイドフィードバックパス ３００ 構造体 ３０１，３０５ 方向性カプラ ３１５ ヒーター ３２０ オールパス反射性格子フィルタ ３２２ 全リフレクタ ３２５ 部分リフレクタ ３５０ 鎖状シリーズ ３５４，３５５，３５６ チャネルセレクタ ３６０，４０５ マルチモード干渉カプラ ３６５ 反射性キャビティ ４００ オールパスフィルタ ４０３ 光学パス ５００ フィルタ ５０１ ＭＺＩ ５０２ リング共鳴器 ５１０，５１５ アーム ５１１ 中間ステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 クリスティー ケイ マッドセン アメリカ合衆国、07080 ニュージャージ ー、サウス プレインフィールド、ジョア ン ストリート 436
Claims (20)
- 【請求項１】 複数の入力ポート（１１５）と、 複数の出力ポート（１１７）と、 前記複数の入力ポートと複数の光学パスに接続されるス
プリッタ（１１６）と、 前記複数の光学パスのうちの少なくとも１つに接続され
る１つあるいは複数のオールパス光学フィルタ（１１
８）と、 複数の光学パスに接続されるコンバイナ（１１９）と、
を有し、 前記スプリッタ（１１６）は、複数の入力ポートから複
数の光学パスを介して送信される入力マルチチャネル光
学信号の少なくとも一部を分離するよう構成され、 前記オールパス光学フィルタの各々（１１８）は、フィ
ルタ入力ポート（１４０）とフィルタ出力ポート（１５
０）とスプリッタ／コンバイナ（１４３）と少なくとも
１つのフィードバックパス（１４５）とを有し、 前記オールパス光学フィルタの各々（１１８）は、所望
の位相応答をマルチチャネル光学信号入力の一部に加え
るよう構成され、 前記コンバイナ（１１９）は、１つあるいは複数のオー
ルパス光学信号から出力されたマルチチャネル光学信号
の一部を結合して、複数の出力ポートを介して送信する
よう構成されることを特徴とするマルチチャネル光学通
信システム用チャネルセレクタ。 - 【請求項２】 前記の少なくとも１つのフィードバック
パス（１４５）は、リング共鳴器（１８０，１８１）を
有することを特徴とする請求項１記載のチャネルセレク
タ。 - 【請求項３】 前記の少なくとも１つのフィードバック
パス（１４５）は、リングカスケードととして構成され
る複数のリング共鳴器を有することを特徴とする請求項
２記載のチャネルセレクタ。 - 【請求項４】 前記の少なくとも１つのフィードバック
パス（１４５）は、一連の結合リングとして構成される
複数のリング共鳴器を有することを特徴とする請求項２
記載のチャネルセレクタ。 - 【請求項５】 前記の少なくとも１つのフィードバック
パス（１４５）は、キャビティ（２０５）と複数の反射
器（２０９、２１０）とを有し、 前記複数の反射器のうちの１つの反射器（２１０）は、
反射率が１００％であることを特徴とする請求項１記載
のチャネルセレクタ。 - 【請求項６】 複数の反射器のうちの１つあるいは複数
の反射器（２０９）は、部分反射器であることを特徴と
する請求項５記載のチャネルセレクタ。 - 【請求項７】 前記の少なくとも１つのフィードバック
パス（１４５）は、光子バンドギャップ（ＰＢＧ）構造
を含むことを特徴とする請求項１記載のチャネルセレク
タ。 - 【請求項８】 前記オールパス光学信号フィルタは、鎖
状シリーズとして構成されていることを特徴とする請求
項１記載のチャネルセレクタ。 - 【請求項９】 前記スプリッタは、マルチモード干渉カ
プラとスターカプラからなるグループから選択されたも
のであることを特徴とする請求項１記載のチャネルセレ
クタ。 - 【請求項１０】 前記コンバイナは、マルチモード干渉
カプラとスターカプラからなるグループから選択された
ものであることを特徴とする請求項１記載のチャネルセ
レクタ。 - 【請求項１１】 （Ａ）マルチチャネル光学信号を複数
の入力ポートを介してスプリッタに与えるステップと、 （Ｂ）複数の光学パスを介してスプリッタに与えられる
マルチチャネル光学信号の少なくとも一部を分離するス
テップと、 （Ｃ）前記分離されたマルチチャネル光学信号の少なく
とも一部を複数の光学パスの少なくとも１つのパスに接
続された１つあるいは複数のオールパス光学フィルタに
入力するステップと、 前記各オールパス光学フィルタは、フィルタ入力ポート
とフィルタ出力ポートとスプリッタ／コンバイナと、少
なくとも１つのフィードバックパスとを有し、 （Ｄ）所望の位相応答をオールパス光学フィルタに入力
されるマルチチャネル光学信号の一部に加えるステップ
と、 （Ｅ）オールパス光学フィルタから出力されたマルチチ
ャネル光学信号の一部をコンバイナでさらに複数の出力
ポートを介して送信するよう結合するステップと を有することを特徴とするマルチチャネル光学信号から
チャネルを選択する方法。 - 【請求項１２】 前記の少なくとも１つのフィードバッ
クパスは、リング共鳴器を有することを特徴とする請求
項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記の少なくとも１つのフィードバッ
クパスは、リングカスケードととして構成される複数の
リング共鳴器を有することを特徴とする請求項１２記載
の方法。 - 【請求項１４】 前記の少なくとも１つのフィードバッ
クパスは、一連の結合リングとして構成される複数のリ
ング共鳴器を有することを特徴とする請求項１２記載の
方法。 - 【請求項１５】 前記の少なくとも１つのフィードバッ
クパスは、キャビティと複数の反射器とを有し、前記複
数の反射器のうちの１つの反射器は、反射率が１００％
であることを特徴とする請求項１１記載の方法。 - 【請求項１６】 複数の反射器のうちの１つあるいは複
数の反射器は、部分反射器であることを特徴とする請求
項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 前記の少なくとも１つのフィードバッ
クパスは、光子バンドギャップ（ＰＢＧ）構造を含むこ
とを特徴とする請求項１１記載の方法。 - 【請求項１８】 前記オールパス光学信号フィルタは、
鎖状シリーズとして構成されていることを特徴とする請
求項１１記載の方法。 - 【請求項１９】 前記スプリッタは、マルチモード干渉
カプラとスターカプラからなるグループから選択された
ものであることを特徴とする請求項１１記載の方法。 - 【請求項２０】 前記コンバイナは、マルチモード干渉
カプラとスターカプラからなるグループから選択された
ものであることを特徴とする請求項１１記載の方法。
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|---|---|---|---|
| US09/238,222 US6580534B2 (en) | 1999-01-27 | 1999-01-27 | Optical channel selector |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000015649A Pending JP2000267147A (ja) | 1999-01-27 | 2000-01-25 | マルチチャネル光学通信システム用チャネルセレクタ |
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