JP2002116341A

JP2002116341A - 波長合分波器

Info

Publication number: JP2002116341A
Application number: JP2000305799A
Authority: JP
Inventors: Shiyoukou Tei; 昌鎬鄭
Original assignee: Suntech Co
Current assignee: Suntech Co
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-19

Abstract

(57)【要約】【課題】波長多重光において交互に波長を分波し、又
は合波する波長合分波器において、透過帯域を広く、阻
止帯域の阻止量を確保できるようにすること。【解決手段】第１ステージの共振器１１は、入力され
た波長多重光の周波数間隔の２倍のＦＳＲを持ち、ピー
ク波長を入力光からシフト周波数Δｆ_S ずらせた共振器
とする。又第２ステージの共振器１２，１３はこれと同
一の構成の逆方向のシフト周波数をずらせた共振器とす
る。又第３ステージに共振器１４，１５を設け、入力周
波数と同一間隔のＦＳＲを持ち、そのピーク波長で最大
減衰となる共振器を用いる。こうすれば通過帯域と阻止
帯域を広くすることができ、又阻止量を大きくすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光波長多重（ＷＤ
Ｍ）伝送における波長合分波器、特に偶数波と奇数波を
合分波する波長合分波器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インターネットの普及で情報伝送ネット
ワークインフラの拡張が進んでいる。その一端を担うと
期待されているのが波長多重光を光ファイバで伝送する
伝送ＷＤＭ伝送である。例えば波長域１４８０ｎｍから
１６２０ｎｍは帯域がおよそ１７．５ＴＨｚあるので、
この周波数帯域を１００ＧＨｚ，５０ＧＨｚ又は２５Ｇ
Ｈｚの間隔で波長多重伝送すれば、夫々１７５チャンネ
ル，３５０チャンネル，７００チャンネルの多重伝送が
できる。このようにＷＤＭの波長多重度を上げるために
は、波長チャンネル間隔が狭くても合分波やアド、ドロ
ップできるフィルターデバイスが必要である。しかし現
在のところのこの要求を満たすフィルタができない状況
にあり、１００波以上のＷＤＭは実用化されていない。

【０００３】従って光ファイバの潜在的な伝送容量を有
効に使う為には、光ファイバに多くの波長成分を狭いチ
ャンネル間隔で入れたり、取り出したりするデバイスが
要望されている。特に一定の周波数間隔を隔てて配置さ
れたｆ_i （ｉ＝０〜ｍ）の波長成分を含む波長多重信号
の複数波長を、ｉが偶数の偶数波とｉが奇数の奇数波と
に分けたり、偶数波と奇数波の信号を合成して元の間隔
の波長多重光とする合分波器が有効である。この装置は
このような波長合分波器は、最近インターリーバとも呼
ばれている。波長合分波器を一回用いると、波長多重光
から高密度に配置された信号成分を１つおきに取り出す
ことができるので、その後のアド、ドロップ操作がそれ
だけ容易になる。

【０００４】従来の波長合分波器として、マッハツェン
ダー干渉系を応用した波長合分波器が提案されている。
この波長合分波器は、入射光を分離し、マッハツェンダ
ー干渉系の２つのアームに所定の行路差（通常は位相
板）を付けることによって、波長成分を分離することが
できる。光路差を発生させるためにバルクの光学系に代
えて、光ファイバの光路長を異ならせて接続する方法も
ある。

【０００５】このような従来の波長合分波器は、マッハ
ツェンダー干渉系の透過波長を波長多重光の透過波長に
合わせ、マッハツェンダー干渉系の阻止波長を波長多重
光の阻止波長と一致させて波長多重光を分波し、又は合
波させるものであった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような従
来の方法では、アド、ドロップ操作に有利なように夫々
のチャンネルに対して透過帯域を広く、且つ平坦とする
こと、及び阻止帯域に高して高い阻止量を確保すること
は満たすことが難しいという欠点があった。

【０００７】本発明はこのような従来の波長合分波器の
問題点に鑑みてなされたものであって、基本的な合分波
器を組合せることによりアド、ドロップ操作に必要な透
過特性を得ると共に、阻止帯域で阻止率の高い合分波器
を得ることを技術的課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、等しい周波数間隔Δｆ_i を隔てて配置された複数の
波長成分から成る複数チャンネルの波長多重光信号に対
し、該波長多重光の偶数番目及び奇数番目の光を分離
し、又は合波する波長合分波器であって、波長多重光の
チャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、そ
の周波数のピークを信号チャンネルの周波数のピークか
ら一方の波長方向にΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた
第１の共振器と、前記第１の共振器の一方の出力ポート
に接続され、波長多重光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i
の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数のピークを信号チャ
ンネルの波長多重光の偶数番目の波長多重光に対して前
記第１の共振器と逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／
３の範囲内でずらせた第２の共振器と、前記第１の共振
器の他方の出力ポートに接続され、波長多重光のチャン
ネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波
数のピークを信号チャンネルの波長多重光の奇数番目の
波長多重光に対して前記第１の共振器と逆方向に周波数
ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第３の共振
器と、を具備することを特徴とするものである。

【０００９】これにより第２，第３の共振器の出力側か
ら夫々波長多重光の偶数番目及び奇数番目の多重光を分
離して波長多重光のうち偶数番目及び奇数番目の光を夫
々前記第２，第３の共振器に入射して合波することがで
きる。

【００１０】本願の請求項２の発明は、請求項１の波長
合分波器において、前記第１又は第２共振器より出力さ
れる偶数番目の波長多重光が入射され、前記波長多重光
のチャンネル周波数間隔Δｆ_i に等しいＦＳＲを有し、
奇数及び偶数番目の波長で最大の損失となる第４の共振
器と、前記第１又は第３の共振器より出力される波長多
重光の奇数番目の波長多重光が入射され、前記波長多重
光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i に等しいＦＳＲを持
ち、奇数及び偶数番目の波長多重光で最大の損失となる
第５の共振器と、を更に有することを特徴とするもので
ある。

【００１１】本願の請求項３の発明は、請求項１又は２
の波長合分波器において、前記第１〜３の共振器は、そ
の周波数シフト量をΔｆ_i の１／５〜１／１０の範囲内
としたことを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項４の発明は、請求項１又は２
の波長合分波器において、前記第１〜第３の共振器とし
てマッハツェンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴
とするものである。

【００１３】本願の請求項５の発明は、請求項１又は２
の波長合分波器において、前記第１〜第３の共振器とし
てマイケルソン干渉系の共振器を用いたことを特徴とす
るものである。

【００１４】本願の請求項６の発明は、請求項１又は２
の波長合分波器において、前記第１〜第３の共振器とし
てファブリペローエタロンを用いたことを特徴とするも
のである。

【００１５】本願の請求項７の発明は、請求項２の波長
合分波器において、前記第４及び第５の共振器は、透過
損失の最大値と最小値との差が１〜４ｄＢの共振器であ
ることを特徴とするものである。

【００１６】本願の請求項８の発明は、請求項２の波長
合分波器において、前記第４，５の共振器としてマッハ
ツェンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴とするも
のである。

【００１７】本願の請求項９の発明は、請求項２の波長
合分波器において、前記第４，５の共振器としてマイケ
ルソン干渉系の共振器を用いたことを特徴とするもので
ある。

【００１８】本願の請求項１０の発明は、請求項２の波
長合分波器において、前記第４，５の共振器としてファ
ブリペローエタロンを用いたことを特徴とするものであ
る。

【００１９】本願の請求項１１の発明は、請求項１の波
長合分波器において、前記第２の共振器の入力側又は出
力側のいずれか一方に挿入され、信号チャンネルの偶数
波と同一周波数のピークを有する第６の共振器と、前記
第３の共振器の入力側又は出力側のいずれか一方に挿入
され、信号チャンネルの奇数波と同一周波数のピークを
有する第７の共振器と、を具備することを特徴とするも
のである。

【００２０】本願の請求項１２の発明は、請求項１１の
波長合分波器において、前記第６，７の共振器としてマ
ッハツェンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴とす
るものである。

【００２１】本願の請求項１３の発明は、請求項１１の
波長合分波器において、前記第６，７の共振器としてマ
イケルソン干渉系の共振器を用いたことを特徴とするも
のである。

【００２２】本願の請求項１４の発明は、請求項１１の
波長合分波器において、前記第６，７の共振器としてフ
ァブリペローエタロンを用いたことを特徴とするもので
ある。

【００２３】本願の請求項１５の発明は、等しい周波数
間隔Δｆ_i を隔てて配置された複数の波長成分から成る
複数チャンネルの波長多重光信号に対し、該波長多重光
の偶数番目及び奇数番目の光を分離し、又は合波する波
長合分波器であって、前記複数チャンネルの波長多重光
を分離するスプリッタと、前記スプリッタによって分離
した一方の波長多重信号が入射され、入射光のチャンネ
ル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数
を偶数チャンネルの周波数ピークから一方の波長方向に
Δｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第７の共振器と、前
記第７の共振器の出力ポートに接続され、波長多重光の
チャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、そ
の周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光の偶数
番目の波長多重光に対して前記第７の共振器と逆方向に
周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第８
の共振器と、前記スプリッタによって分離した他方の波
長多重信号が入射され、入射光のチャンネル周波数間隔
Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数を奇数チャン
ネルの周波数ピークから一方の波長方向にΔｆ_i の１／
３の範囲内でずらせた第９の共振器と、前記第９の共振
器の出力ポートに接続され、波長多重光のチャンネル周
波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数のピ
ークを信号チャンネルの波長多重光の奇数番目の波長多
重光に対して前記第９の共振器と逆方向に周波数ピーク
をΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第１０の共振器
と、を具備することを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項１６の発明は、等しい周波数
間隔Δｆ_i を隔てて配置された複数の波長成分から成る
複数チャンネルの波長多重光信号に対し、該波長多重光
の偶数番目及び奇数番目の光を分離し、又は合波する波
長合分波器であって、波長多重光のチャンネル周波数間
隔の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数ピークを信号チャ
ンネルの波長多重光に一致させた第１１の共振器と、前
記第１１の共振器によって分離された偶数番目の波長多
重光が入射され、波長多重光のチャンネル周波数間隔Δ
ｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数のピークを信号
チャンネルの周波数のピークから一方の波長方向にΔｆ
_i の１／３の範囲内でずらせた第１２の共振器と、前記
第１２の共振器の出力ポートに接続され、波長多重光の
チャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、そ
の周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光の偶数
番目の波長多重光に対して前記第１２の共振器と逆方向
に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第
１３の共振器と、前記第１１の共振器によって分離され
た奇数番目の波長多重光が入射され、波長多重光のチャ
ンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周
波数のピークを信号チャンネルの周波数のピークから一
方の波長方向にΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第１
４の共振器と、前記第１４の共振器の出力ポートに接続
され、波長多重光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍
のＦＳＲを持ち、その周波数のピークを信号チャンネル
の波長多重光の奇数番目の波長多重光に対して前記第１
４の共振器と逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の
範囲内でずらせた第１５の共振器と、を有することを特
徴とするものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】図１はマッハツェンダー干渉系に
よる波長分離を示す図である。本図においてビームスプ
リッタ１に波長多重光が入射するものとする。この入射
光は等しい周波数間隔Δｆ_i を隔てて配置された複数の
波長成分を含む波長多重光信号であり、その一部の光は
ビームスプリッタ１を介してミラー２に入射する。ミラ
ー２で反射された光は光路４を介してビームスプリッタ
６に加わる。ビームスプリッタ１で反射された光は光路
５を介してミラー３に入射する。光路５には所定の位相
変化を生じさせる位相器７が配置されており、又ミラー
３で反射された光は光路５内の位相器７を介してビーム
スプリッタ６に入射する。ビームスプリッタ６では光の
干渉によってポート１及びポート２より光が出射する。
入力部から入射され、分離され、ビームスプリッタ６に
入射する光を夫々Ｅ₁ ，Ｅ₂ とすると、これは次式で示
される。Ｅ₁ ＝Ａ₁ ｃｏｓ（ωｔ＋ｋｚ−φ₁ ）Ｅ₂ ＝Ａ₂ ｃｏｓ（ωｔ＋ｋｚ−φ₂ ）ここで出力での電磁界ＥはＥ₁ とＥ₂ の和で次のように
表せる。Ｅ＝Ｅ₁ ＋Ｅ₂ ＝（Ａ₁ ｃｏｓ＋Ａ₂ ｃｏｓ）・ｓｉｎ（ωｔ＋ｋｚ＋φ）＝Ａｃｏｓ（ωｔ＋ｋｚ−φ）但しφ，Ａは以下のものである。

【数１】

【００２６】ここで光強度ＩはＩ＝Ａ² ＝Ａ₁ ²＋Ａ₂ ²＋２Ａ₁ Ａ₂ ｃｏｓ（ｋＬ−Δφ）・・・（１）ここでビームスプリッタ１，６をハーフミラーとする
と、Ａ₁ ²＝Ａ₂ ²＝Ｉ₀ ／４Ｉ＝Ｉ₀ ｛１＋ｃｏｓ（ｋＬ−Δφ）｝＝２Ｉ₀ ｃｏｓ² （ｋＬ／２−Δφ／２）と表せる。出力側のポート１，２で観測される光強度
は、夫々２つの光路における光路差と反射による位相差
分を考慮すると、次のように表せる。ここでビームスプ
リッタの反射による位相差はポート１ではΔφ＝０とな
り、次式（１）のように表せる。又ポート２ではΔφ＝πとなり、次式（２）のように表
せる。即ちＬの光路差をΔｆ_F ｃ／ｆに調整することによっ
て、夫々の出力端の光強度はΔｆ_F ＝ｆ・Ｌ／ｃの周期
（あるいはＦＳＲ）で周波数依存性を持つことになる。
ここでポート１と２とはπ／２だけずれているので、夫
々はΔｆ_F ／２だけずれていて、元の入力光がポート１
とポート２にΔｆ_F で交互に分離されることになる。以
下簡略的にポート１の出力を偶数波（ｅｖｅｎ）、ポー
ト２の出力を奇数波（ｏｄｄ）と呼ぶことにする。図２
はポート１，２に得られる光強度を示すものである。

【００２７】又入力端のビームスプリッタ１，６の分岐
比、又は以下に示される透過率を調整することによっ
て、偶数波と奇数波の抑圧比を調整することも可能であ
る。ａ＝Ａ₁ ²／Ａ₁ ²＋Ａ₂ ² このとき、ポート１の出力は次式で表せる。Ｉ＝Ｉ₀ ４ａ（１−ａ）ｃｏｓ² （２πｆ・Ｌ／ｃ）・・・（４）又ポート２の出力は次式で表せる。Ｉ＝Ｉ₀ ｛１−４ａ（１−ａ）ｃｏｓ² （２πｆ・Ｌ／ｃ）｝・・・（５）

【００２８】更にミラー２，３が共に反射率ｒのミラー
と仮定すると、ポート１では、Ａ₁ ²＝Ａ₂ ²＝ｒ（１−ｒ）Ｉ₀ となり、（１）に代入すると、Ｉ＝２ｒ（１−ｒ）Ｉ₀ ｛１＋ｃｏｓｋＬ｝＝４ｒ（１−ｒ）Ｉ₀ ｃｏｓ² （ｋＬ／２）となる。同様にポート２では、Ａ₁ ²＝（１−ｒ）² Ｉ₀ Ａ₂ ²＝ｒ² Ｉ₀ Ｉ＝Ｉ₀ ［１−２ｒ（１−ｒ）｛１−ｃｏｓ（ｋＬ−Δφ｝］＝Ｉ₀ ［１−４ｒ（１−ｒ）ｓｉｎ² （ｋＬ／２−Δφ／２）］＝Ｉ₀ ｛１−４ｒ（１−ｒ）ｃｏｓ² （ｋＬ／２）｝（Δφ＝π）

【００２９】（第１の実施の形態）図３は本発明の第１
の実施の形態による波長合分波器の構成を示すブロック
図である。この波長合分波器１０は、図１に示すマッハ
ツェンダー干渉系を組合せて、入力された波長多重光で
偶数波と奇数波とに分波する分波器である。ここで１４
８０〜１６２０ｎｍの範囲内で一定の周波数間隔Δｆ
_i 、例えば５０ＧＨｚ間隔（１９０．０±０．０５ｋ）
ＴＨｚ（ｋは整数）で波長多重された波長多重光を１０
０ＧＨｚ間隔の偶数波と奇数波とに分波するものとす
る。図４（ａ）では波長多重光の周波数１９０．１ＴＨ
ｚの付近のスペクトルを示している。

【００３０】波長多重光は第１のステージの第１の共振
器である図１のマッハツェンダー干渉系（ＭＺＩ１）１
１に入射される。第１の共振器１１の周波数間隔ＦＳＲ
は、分波される周波数間隔と同じく１００ＧＨｚ、即ち
２Δｆ_i とするが、偶数波又は奇数波の選択される周波
数よりピークが所定周波数Δｆ_S 、例えば＋８ＧＨｚず
れるように光学系の位相差を調整したものである。図４
（ｂ）の曲線Ａ１は第１の共振器１１の偶数波の出力ポ
ートの特性を示すものであり、ピーク波長である１９
０．１ＴＨｚ，１９０．１±０．１，±０．２ＴＨｚ離
れた波長から図示のように＋８ＧＨｚ高い帯域にピーク
を有するくし形の波長特性を有している。又図６（ｂ）
の曲線Ｂ１は第１の共振器１１の奇数波の出力ポートの
特性を示すものである。この第１の共振器１１によって
も偶数波と奇数波とが分離される。

【００３１】さて第１，第２のポートの出力である偶数
波及び奇数波の出力側には、第２ステージの第２，第３
の共振器１２，１３を配置する。第２ステージの第２，
第３の共振器１２，１３は図１に示すマッハツェンダー
干渉系と同一の構成であるが、そのＦＳＲを２Δｆ_i 、
即ち１００ＧＨｚとし、透過周波数のピーク値を入射さ
れる多重光のピーク周波数より所定周波数Δｆ_S 、ここ
では−８ＧＨｚ第１の共振器１１とは逆方向にずらせて
構成したものである。第２の共振器１２の特性Ａ２を図
４（ｃ）に示す。奇数側の波長が加わる第２共振器１３
についても図６（ｃ）に示すように同様に、奇数波の周
波数より所定周波数Δｆ_S 、即ち−８ＧＨｚずらせて構
成する。第２ステージの共振器１２，１３はいずれも分
波すべき波長から図示のように−８ＧＨｚ低い帯域にピ
ークを有するくし形の波長特性を示している。又図５
（ｄ）の曲線Ａ３はこれらの第１ステージと第２ステー
ジの共振器１１，１２の特性Ａ１，Ａ２を合成したもの
であり、１つのマッハツェンダー干渉系を用いた場合に
比べ−２５ｄＢ以下の阻止帯域を図示のように広くする
ことができる。

【００３２】一方第１ステージの第１の共振器１１の奇
数側出力では、図６（ｂ）に示すような通過特性Ｂ１が
得られており、第２ステージの第２の共振器１３では図
６（ｃ）に示す特性Ｂ２が得られる。従ってこれらの統
合特性は図７（ｄ）の特性Ｂ３に示すものとなる。図３
に示すように、第２ステージの第１の共振器１２は図示
のように偶数波のみを取り出すものとし、第２ステージ
の第２の共振器１３からは奇数波のみを取り出すものと
する。

【００３３】更に偶数波，奇数波の抽出される第２，第
３の共振器の出力側に夫々第３ステージの第４，第５の
共振器１４，１５を配置する。第３ステージの共振器１
４，１５は透過帯域を平坦化するための平坦化手段であ
り、図１に示すマッハツェンダー干渉系（ＭＺＩ）で構
成するが、入力の分岐比が９：１程度又は透過率が１０
％程度のビームスプリッタを用い、光路差を第１ステー
ジ，第２ステージの１／２、即ちＦＳＲを入力信号の周
波数間隔Δｆ_i と同じく５０ＧＨｚとする。又損失のピ
ークを入力される多重光の周波数と一致するように調整
する。こうして３ステージ構成の波長合分波器を構成す
る。

【００３４】第３ステージ目の第４の共振器１４によっ
て図５（ｅ）に示す曲線Ａ４の特性が得られるものとす
ると、これと図４（ｄ）に示す曲線特性とを合わせたも
のが図５（ｅ）に示す曲線Ａ５となる。又第３のステー
ジの共振器１５によって図７（ｅ）に示す特性Ｂ４が得
られるとすると、総合特性は図７（ｅ）示す特性Ｂ５と
なる。

【００３５】総合特性Ａ５，Ｂ５から明らかなように、
透過帯域が平坦化され、広い通過帯域特性を得ることが
できる。又通過帯域から５０ＧＨｚ離れた阻止帯域を広
くし、広い範囲で入射光を阻止することができる。この
ため入射光の波長に変動があって全体として波長が長波
長側、又は短波長側にずれた場合にも、所望の帯域の偶
数波を通過させ、奇数波を遮断することができる。

【００３６】次にこの実施の形態の場合と、Δｆ_S ，−
Δｆ_S を零とした第１，第２ステージのマッハツェンダ
ー干渉系による共振器を用いた比較例１、及びこの比較
例１に平坦化のための第３ステージの共振器１４，１５
を加えた比較例２について、パラメータを以下に示す。

【表１】

【００３７】この表からも知られるように本実施の形態
は、比較例１に比べて０．５ｄＢ，１ｄＢでの通過帯域
は広く、阻止量が大きい。又比較例２に比べても阻止量
が大きくなっていることがわかる。

【００３８】このようにして偶数波と奇数波とをあらか
じめ分離すれば、最終的に夫々のチャンネルに分波する
際に従来では５０ＧＨｚの狭帯域フィルタが必要である
のに対して、本実施の形態によれば周波数の間隔が倍増
するため、結果的に１００ＧＨｚの狭帯域フィルタで各
チャンネルに分波することができる。従って最終ステー
ジのフィルタ構成を容易にすることができる。

【００３９】尚この実施の形態では第１ステージの共振
器１１を通過させるべき周波数からΔｆ_S だけ高くずら
せるように調整し、第２ステージの共振器をΔｆ_S だけ
低くずらせるようにしているが、第１ステージの共振器
を入力される波長多重光より低くし、第２ステージの共
振器１２，１３をこれより高くするようにしてもよい。
又第１ステージと第２ステージの周波数をずらせる幅は
必ずしも同一とする必要がない。又ずらせる周波数幅Δ
ｆ_S をこの実施の形態では＋８ＧＨｚとしているが、ず
らせることによって通過帯域を広くし遮断帯域を広くす
ることができれば、この値に限定されるものではない。
例えば周波数シフトΔｆ_S を周波数間隔Δｆ_i の１／３
の範囲内（０＜Δｆ_S ＜Δｆ_i ／３）で夫々上下にずら
せることによって本発明の機能を達成することができ
る。上記の特性を達成するため、Δｆ_S はΔｆ_i の１／
５〜１／１０の範囲内とすることが好ましい。

【００４０】尚、この実施の形態１では第１〜第３ステ
ージの共振器を用いているが、第１，第２ステージの共
振器を構成する第１〜第３の共振器１１，１２，１３の
みで波長合分波器を構成することもできる。この場合に
は通過帯域での阻止量が低下するが、隣接するチャンネ
ルの阻止量を大きくすることができる。

【００４１】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について図８を用いて説明する。前述した第
１の実施の形態に示す構成に加えて、本実施の形態で
は、更に阻止量を下げるため、分波する周波数間隔とＦ
ＳＲが同じ１００ＧＨｚでピークの阻止帯域上にある第
４ステージの共振器であるＭＺＩを加えたものであり、
図３と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。この実施の形態では図８に示すように第３ステージ
の共振器１４の出力側に、ＦＳＲが１００ＧＨｚで偶数
波を通過させる第４ステージの第６の共振器としてマッ
ハツェンダー干渉系（ＭＺＩ４）１６を加える。又第３
ステージの共振器１５の出力側に奇数波を通過させる第
４ステージの第７の共振器であるマッハツェンダー干渉
系（ＭＺＩ４）１７を加える。こうすれば偶数波から奇
数成分の阻止量を大きくすることができ、奇数波では偶
数波成分の阻止量を更に大きくすることができる。

【００４２】次にこの実施の形態２の場合と、３つのス
テージでマッハツェンダー干渉系のΔｆ_S を零とし、更
に平坦化のためのステージの共振器を加えた比較例３に
ついて以下の表に示す。

【表２】このようにこの実施の形態では隣接するチャンネルの阻
止量を大きくすることができる。又バンド幅を比較例３
に比べて大きくすることができる。

【００４３】又前述した第１，第２の実施の形態におい
て、波長分波器に用いられている共振器１１〜１７をマ
イケルソン干渉系に置き換えることによっても同一の効
果が得られる。図９はマイケルソン干渉系の基本構成を
示す図である。本図に示すように一対のプリズム３１，
３２とハーフミラー３３を用いて、ハーフミラー３３が
入射光に対し４５°の角度になる方向に配置する。ハー
フミラー３３で反射され、又はハーフミラー３３を透過
した光に対し、その斜面が４５°の角度となるようにプ
リズム３１，３２を図示のように配置する。こうすれば
プリズム３２の位置を調整することによって、周波数を
調整して図２と同様の出力を得ることができる。

【００４４】更に前述した波長合分波器に用いられてい
る共振器１１〜１７を夫々エタロンを用いて構成するこ
ともできる。

【００４５】（第３の実施の形態）図１０は本発明の第
３の実施の形態を示すブロック図である。この実施の形
態では、入射光をあらかじめスプリッタ、例えばファイ
バカップラ４１で５０：５０の強度に分波し、その後実
施の形態１と同様の３ステージ構成のエタロンで入射光
を分波する。ファイバカップラ４１で分波した光をチャ
ンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを有する第１，
第２ステージの第７，第８の共振器であるエタロン４
２，４３に入射する。第１ステージではシフト周波数Δ
ｆ_S を＋８ＧＨｚ、第２ステージでは−８ＧＨｚとす
る。又第３ステージのエタロン４４は入射光の波長多重
光の周波数間隔と同一のＦＳＲを持ち、その波長で最大
の損失となるエタロンとする。ファイバカップラ４１で
分波した他方の多重光についても入射された多重光をチ
ャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、シフ
ト周波数Δｆ_S が＋８ＧＨｚ及び−８ＧＨｚの第１ステ
ージ，第２ステージの第９，第１０の共振器であるエタ
ロン４５，４６を用いる。又第３ステージではＦＳＲを
入射光と等しく、奇数波の周波数で最大損失となるエタ
ロン４７を用いる。

【００４６】図１１はエタロンの構成の一例を示す図で
ある。本図において光ファイバを介して入射される入射
光は２芯ファイバコリメータレンズ５１の２芯キャピラ
５２に入力される。２芯キャピラ５２は２つの光ファイ
バが接続できるように構成された部材であり、その端部
にはＧＲＩＮレンズ５３が設けられる。ＧＲＩＮレンズ
５３は入射光の光の径を広げ、図示のようにそのレンズ
の断面に近い一定の径とするものであり、その端部には
ＧＲＩＮレンズ５３と共にエタロン５４を構成する他の
反射部材５４ａが設けられる。エタロンの反射部材５４
ａとＧＲＩＮレンズ５３との対向面には反射コートが形
成されており、この間隔を適宜選択することによってエ
タロンの特性が調整される。エタロンからの出力はＧＲ
ＩＮレンズ５３，２芯キャピラ５２を介して出力用のフ
ァイバに導かれる。

【００４７】図１２は第４の実施の形態による波長分波
器の総合特性を示すグラフである。この実施の形態で
は、ファイバカップラ４１での損失−３ｄＢが加わる
が、前述した場合と同様に阻止帯域と通過帯域との拡大
を図ることができる。マッハツェンダー干渉系やマイケ
ルソン干渉系と比較し、エタロンのスペクトル自体は後
ステージで通過帯域を平坦化する処理を行うことなくあ
る程度平坦となっている。従ってエタロン４４，４７で
の平坦化処理を除いても通過帯域での平坦特性が保持で
きる。この場合にはエタロンによる損失と３ｄＢカップ
ラによる３ｄＢの損失が全体の損失となる。

【００４８】（第４の実施の形態）次に本発明の第４の
実施の形態について図１３を用いて説明する。図１３は
波長多重光の周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを有し、
ピーク波長を波長多重光と一致させたマッハツェンダー
干渉系（第１１の共振器）６１を用い、これによって偶
数波と奇数波とを分波する。更に前述した実施の形態と
同様に、ＦＳＲが１００ＧＨｚで抽出すべき奇数波又は
偶数波に対して夫々±８ＧＨｚ共振周波数をずらせた第
１ステージ及び第２ステージの第１２，第１３の共振器
であるエタロン６２，６３を用いて偶数波を分離し、第
１，第２ステージの第１４，第１５の共振器であるエタ
ロン６４，６５を用いて奇数波を分離することができ
る。この場合には第３ステージの平滑化処理を除いて構
成を簡略化している。図１４は第４の実施の形態の出力
特性を示すグラフである。

【００４９】又前述した各実施の形態では、波長多重さ
れた光信号を偶数波と奇数波とに分離する波長合分波器
について説明しているが、一定の周波数間隔の偶数波と
奇数波の光をこの素子を用いて合波して波長多重光を構
成することができる。

【００５０】次にこの波長合分波器の応用例について説
明する。このように構成される各実施の形態による波長
合分波器を用いて、５０ＧＨｚ／１００ＧＨｚ間の合分
波器、１００ＧＨｚ／２００ＧＨｚ間の合分波器、２０
０ＧＨｚ／４００ＧＨｚ間の合分波器のように各合分波
器を多ステージ縦続して接続することによって、チャン
ネル間隔を倍々として増加させることができる。こうす
れば最終ステージでのフィルタの仕様を緩和することが
でき、異なったチャンネル間隔のシステムとの連結や相
互伝送が可能となる。

【００５１】図１５では５０ＧＨｚ間隔のλ１〜λ１６
の波長多重波を波長合分波器１０１によって奇数波ｆ
１，ｆ３・・・と偶数波ｆ２，ｆ４・・・に分波し、そ
の後１００ＧＨｚ間隔の８つの光バンドパスフィルタ
（ＯＢＰＦ）１０２，１０３によって各８波の波長を分
離している。

【００５２】図１６ではこれと同一の波長合分波器１０
１を用い、更に奇数波と偶数波の夫々に対して波長合分
波器１１１，１１２を用いて２００ＧＨｚ毎の波長に分
波する。そして２００ＧＨｚ間隔の光バンドパスフィル
タ１１３〜１１６によって各波長に分離している。

【００５３】図１７ではこれらの波長合分波器１０１，
１１１，１１２に加えて、更に４つの波長合分波器１２
１〜１２４を用いることによって、最終ステージで４０
０ＧＨＺ毎の光バンドパスフィルタ１２５〜１３２を用
いて各波長を分離することができる。更に最終ステージ
にもこの発明による波長合分波器を用いれば、全ての分
波に波長分波用の光バンドパスフィルタを用いることな
く全ての波長を分離することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、多段の共振器を用いて波長合分波器を構成している
ため、所望の通過帯域で通過波長幅を大きくすることが
でき、又阻止帯域においても阻止帯域幅を広くすること
ができる。このため波長合分波器を使用して確実に偶数
波と奇数波を分波したり合波することができる。このよ
うな分波器を用いることによってその後のアドドロップ
操作を容易に行うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の波長合分波器に用いられるマッハツェ
ンダー干渉系の構成を示す概略図である。

【図２】マッハツェンダー干渉系の出力特性を示す図で
ある。

【図３】本発明による波長合分波器の第１の実施の形態
を示す図である。

【図４】第１の実施の形態の出力特性を示すグラフであ
る。

【図５】第１の実施の形態の出力特性を示すグラフであ
る。

【図６】第１の実施の形態の出力特性を示すグラフであ
る。

【図７】第１の実施の形態の出力特性を示すグラフであ
る。

【図８】本発明の第２の実施の形態による波長合分波器
の構成を示すブロック図である。

【図９】本発明の波長合分波器に用いられるマイケルソ
ン干渉系の構成を示す概略図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態による波長合分波
器の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態に用いられるエタ
ロンの構成を示すブロック図である。

【図１２】第３の実施の形態による波長合分波器の出力
特性を示すグラフである。

【図１３】本発明の第４の実施の形態による波長合分波
器の構成を示すブロック図である。

【図１４】第４の実施の形態による波長合分波器の出力
特性を示すグラフである。

【図１５】波長合分波器の使用例を示すブロック図であ
る。

【図１６】波長合分波器の使用例を示すブロック図であ
る。

【図１７】波長合分波器の使用例を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１，６ビームスプリッタ２，３ミラー４，５光路７位相器１１〜１７，４１共振器４１ファイバカップラ４２〜４７，５４，６２〜６５エタロン１０１，１１１，１１２，１２１〜１２４波長合分波
器１０２，１０３，１１３〜１１６，１２５〜１３２光
バンドパスフィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】等しい周波数間隔Δｆ_i を隔てて配置さ
れた複数の波長成分から成る複数チャンネルの波長多重
光信号に対し、該波長多重光の偶数番目及び奇数番目の
光を分離し、又は合波する波長合分波器であって、波長多重光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳ
Ｒを持ち、その周波数のピークを信号チャンネルの周波
数のピークから一方の波長方向にΔｆ_i の１／３の範囲
内でずらせた第１の共振器と、前記第１の共振器の一方の出力ポートに接続され、波長
多重光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを
持ち、その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重
光の偶数番目の波長多重光に対して前記第１の共振器と
逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずら
せた第２の共振器と、前記第１の共振器の他方の出力ポートに接続され、波長
多重光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを
持ち、その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重
光の奇数番目の波長多重光に対して前記第１の共振器と
逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずら
せた第３の共振器と、を具備することを特徴とする波長
合分波器。
【請求項２】前記第１又は第２共振器より出力される
偶数番目の波長多重光が入射され、前記波長多重光のチ
ャンネル周波数間隔Δｆ_i に等しいＦＳＲを有し、奇数
及び偶数番目の波長で最大の損失となる第４の共振器
と、前記第１又は第３の共振器より出力される波長多重光の
奇数番目の波長多重光が入射され、前記波長多重光のチ
ャンネル周波数間隔Δｆ_i に等しいＦＳＲを持ち、奇数
及び偶数番目の波長多重光で最大の損失となる第５の共
振器と、を更に有することを特徴とする請求項１記載の
波長合分波器。
【請求項３】前記第１〜３の共振器は、その周波数シ
フト量をΔｆ_i の１／５〜１／１０の範囲内としたこと
を特徴とする請求項１又は２記載の波長合分波器。
【請求項４】前記第１〜第３の共振器としてマッハツ
ェンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求
項１又は２記載の波長合分波器。
【請求項５】前記第１〜第３の共振器としてマイケル
ソン干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求項１
又は２記載の波長合分波器。
【請求項６】前記第１〜第３の共振器としてファブリ
ペローエタロンを用いたことを特徴とする請求項１又は
２記載の波長合分波器。
【請求項７】前記第４及び第５の共振器は、透過損失
の最大値と最小値との差が１〜４ｄＢの共振器であるこ
とを特徴とする請求項２記載の波長合分波器。
【請求項８】前記第４，５の共振器としてマッハツェ
ンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求項
２記載の波長合分波器。
【請求項９】前記第４，５の共振器としてマイケルソ
ン干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求項２記
載の波長合分波器。
【請求項１０】前記第４，５の共振器としてファブリ
ペローエタロンを用いたことを特徴とする請求項２記載
の波長合分波器。
【請求項１１】前記第２の共振器の入力側又は出力側
のいずれか一方に挿入され、信号チャンネルの偶数波と
同一周波数のピークを有する第６の共振器と、前記第３の共振器の入力側又は出力側のいずれか一方に
挿入され、信号チャンネルの奇数波と同一周波数のピー
クを有する第７の共振器と、を具備することを特徴とす
る請求項１記載の波長合分波器。
【請求項１２】前記第６，７の共振器としてマッハツ
ェンダー干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求
項１１記載の波長合分波器。
【請求項１３】前記第６，７の共振器としてマイケル
ソン干渉系の共振器を用いたことを特徴とする請求項１
１記載の波長合分波器。
【請求項１４】前記第６，７の共振器としてファブリ
ペローエタロンを用いたことを特徴とする請求項１１記
載の波長合分波器。
【請求項１５】等しい周波数間隔Δｆ_i を隔てて配置
された複数の波長成分から成る複数チャンネルの波長多
重光信号に対し、該波長多重光の偶数番目及び奇数番目
の光を分離し、又は合波する波長合分波器であって、前記複数チャンネルの波長多重光を分離するスプリッタ
と、前記スプリッタによって分離した一方の波長多重信号が
入射され、入射光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍
のＦＳＲを持ち、その周波数を偶数チャンネルの周波数
ピークから一方の波長方向にΔｆ_i の１／３の範囲内で
ずらせた第７の共振器と、前記第７の共振器の出力ポートに接続され、波長多重光
のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、
その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光の偶
数番目の波長多重光に対して前記第７の共振器と逆方向
に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第
８の共振器と、前記スプリッタによって分離した他方の波長多重信号が
入射され、入射光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍
のＦＳＲを持ち、その周波数を奇数チャンネルの周波数
ピークから一方の波長方向にΔｆ_i の１／３の範囲内で
ずらせた第９の共振器と、前記第９の共振器の出力ポートに接続され、波長多重光
のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、
その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光の奇
数番目の波長多重光に対して前記第９の共振器と逆方向
に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第
１０の共振器と、を具備することを特徴とする波長合分
波器。
【請求項１６】等しい周波数間隔Δｆ_i を隔てて配置
された複数の波長成分から成る複数チャンネルの波長多
重光信号に対し、該波長多重光の偶数番目及び奇数番目
の光を分離し、又は合波する波長合分波器であって、波長多重光のチャンネル周波数間隔の２倍のＦＳＲを持
ち、その周波数ピークを信号チャンネルの波長多重光に
一致させた第１１の共振器と、前記第１１の共振器によって分離された偶数番目の波長
多重光が入射され、波長多重光のチャンネル周波数間隔
Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数のピークを信
号チャンネルの周波数のピークから一方の波長方向にΔ
ｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第１２の共振器と、前記第１２の共振器の出力ポートに接続され、波長多重
光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持
ち、その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光
の偶数番目の波長多重光に対して前記第１２の共振器と
逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずら
せた第１３の共振器と、前記第１１の共振器によって分離された奇数番目の波長
多重光が入射され、波長多重光のチャンネル周波数間隔
Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持ち、その周波数のピークを信
号チャンネルの周波数のピークから一方の波長方向にΔ
ｆ_i の１／３の範囲内でずらせた第１４の共振器と、前記第１４の共振器の出力ポートに接続され、波長多重
光のチャンネル周波数間隔Δｆ_i の２倍のＦＳＲを持
ち、その周波数のピークを信号チャンネルの波長多重光
の奇数番目の波長多重光に対して前記第１４の共振器と
逆方向に周波数ピークをΔｆ_i の１／３の範囲内でずら
せた第１５の共振器と、を有することを特徴とする波長
合分波器。