JP2002236227A - 単一エシェル導波路回折格子をベースとする双方向マルチプレクサおよびデマルチプレクサ - Google Patents

単一エシェル導波路回折格子をベースとする双方向マルチプレクサおよびデマルチプレクサ

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JP2002236227A JP2001389768A JP2001389768A JP2002236227A JP 2002236227 A JP2002236227 A JP 2002236227A JP 2001389768 A JP2001389768 A JP 2001389768A JP 2001389768 A JP2001389768 A JP 2001389768A JP 2002236227 A JP2002236227 A JP 2002236227A
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エッチイー ジアン−ジュン
Orazio Berolo
ベロロ オラズィオ
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デイビス マイケル
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の導波路回折格子をベースとする双方向
マルチプレクサおよびデマルチプレクサを提供する。 【解決手段】 入力ポート２１ａからの波長多重光は入
力導波路２２ａからエシェル回折格子２６に向けてファ
ンアウトされる。エシェル回折格子２６は、波長毎に反
射角度を変えて分散回折し、それぞれの波長チャンネル
毎の信号を対応する出力導波路２３ａ１〜２３ａＮを通
して各出力ポート２４ａ１〜２４ａＮから分波出力す
る。入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮのそれぞれから入力
する波長チャンネル信号は導波路２３ｂ１〜２３ｂＮを
通してエシェル回折格子２６に向けてファンアウトされ
る。エシェル回折格子２６は、それらの信号を共通の出
力導波路２２ｂに反射多重し、この波長多重光は出力ポ
ート２１ｂから取り出される。これらの動作により同一
エシェル回折格子２６を用いて波長多重分離と波長多重
の動作が同時に行い得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して光通信に関
し、特に集積化された光回折格子マルチプレクサ／デマ
ルチプレクサに関する。
【０００２】
【背景技術】ほとんどの光通信ネットワークを介して送
信される情報は、通常、複数の異なる波長チャンネル内
にエンコードされ、光ファイバを介した送信のための信
号に多重化（合波）される。したがって、有用な情報を
抽出するためには、多重化された信号を、そのコンポー
ネント波長チャンネルに分離することによって、多重化
された光信号の多重分離化（分波）を行う必要がある。
しばしば、少なくともいくつかのコンポーネント波長チ
ャンネルが、光信号から引き落とされる（ドロップされ
る）。あるいは、たとえば光ネットワークのノードにお
いて、ある波長チャンネルを介して搬送される信号は変
調、検波またはその他の処理が行われる。最終的には、
光通信ネットワークを介したさらなる送信のために新し
い多重化された信号が構成される。
【０００３】図１（ａ）は、波長マルチプレクサおよび
デマルチプレクサを包含するマルチ波長トランシーバの
一例を示している。このマルチ波長トランシーバを使用
する光ネットワーク・ノードの一例を図１（ｂ）に示
す。入り側ファイバは、波長の異なるｎ（たとえばｎ＝
３２）の光信号チャンネルを含む。この信号チャンネル
のサブセット（たとえばｍ＝４チャンネル）が、このノ
ードにおいてバンド・パス・フィルタの使用によって引
き落とされる。これらのチャンネルは、そのノードにお
いて、光デマルチプレクサ（光分波器）を使用して分離
された後、電気信号に変換される。同時に、引き落とさ
れたチャンネルと同数の、そのノードにおいて生成され
たチャンネルをそれらと同じ波長を用いて送信すること
が可能になり、光マルチプレクサ（光合波器）、つまり
デマルチプレクサと同一であるが動作が逆方向になる光
マルチプレクサを使用してシングル・モード・ファイバ
に結合される。多重化された信号は、別のバンド・パス
・フィルタを使用してパス−スルー・チャンネルととも
に出力ファイバに追加（アッド）される。
【０００４】上記の例のように、多くのネットワーク・
アプリケーションに関しては、多重化された光信号のコ
ンポーネント波長チャンネルの分離および結合のため
に、各ノードにマルチプレクサおよびデマルチプレクサ
が必要になる。これらは、高密度波長分割多重（ＤＷＤ
Ｍ）光通信ネットワークにおける重要なコンポーネント
である。各種のＤＷＤＭテクノロジが知られており、そ
れには次のようなものが含まれる：すなわち薄膜フィル
タ、ファイバ・ブラッグ回折格子、フェーズド・アレイ
導波路回折格子（ＡＷＧ）およびエッチングによるワン
−チップ構成のエシェル回折格子スペクトル計である。
集積化されたデバイスは、コンパクト性、信頼性、製造
ならびにパッケージングのコストの削減、および各種機
能を持った能動デバイスとのモノリシック集積化の可能
性といった多くの利点を有している。しかしながら、現
時点においては、薄膜フィルタならびにファイバ・ブラ
ッグ回折格子ベースのデマルチプレクサは、低チャンネ
ル数デバイスにより適しており、一方ＡＷＧおよびエシ
ェル回折格子ベースの導波路デマルチプレクサは、高チ
ャンネル数デバイスにより良好に適しているとの認識が
一般的である。
【０００５】多くのネットワーク・アプリケーションに
ついて、特に都市域ネットワークについては、システム
がスケーラブルであることが望ましく、たとえばある１
つのノードにおいて、当初は少数のチャンネルの追加／
引き落としが行われるが、その後、ネットワークの需要
の増加に伴って、システム内のチャンネルの合計数とと
もにその数が増加するというケースに対応できることが
望ましい。つまり、ＡＷＧおよびエシェル回折格子等の
集積化デバイスは、この種のアプリケーションに求めら
れる少ないチャンネル数のために、あまりそれに適して
いない。
【０００６】前述の例のネットワーク・ノードにおいて
使用されるデマルチプレクサおよびマルチプレクサは、
整合チャンネル波長を伴う２つのＡＷＧまたはエシェル
回折格子ベースのデバイスを用いて具体化することがで
きる。しかしながら残念なことに、光信号の多重分離化
ならびにその多重化という個別のステップのそれぞれに
関して２つの異なるデバイスを使用することは、不整合
チャンネル波長に関連するエラーを生じやすい。ペアと
なるデバイスは、良好な整合を達成するために製造ロッ
トから非常に慎重に選択しなければならず、しかもそれ
らの動作状態を個別に調整しなければならない。その製
造歩留まりは、一般に非常に低くなっている。さらに業
界の傾向は、システム内においてより多くの波長チャン
ネルを処理するために、これまで以上に狭いチャンネル
間隔を使用する方向に向かっている。このチャンネル間
隔の減少に起因して、この種の高密度のＷＤＭ通信シス
テムが有するデバイス不整合の許容誤差は、一段と小さ
いものとなっている。当業者にとっては明らかであろう
が、まったく同じに整合させたデバイスを製造すること
の困難性ならびに費用は、チャンネル間隔の減少ととも
に劇的に増加する。
【０００７】１９９５年にタチカワ等に付与された米国
特許第５，４１４，５４８号は、ループ・バック光路を
伴うアレイ構成の導波路回折格子マルチプレクサ／デマ
ルチプレクサについて述べている。同じアレイ構成の導
波路回折格子が信号の光路内において２回にわたって使
用されており、１回目は多重化された入力信号を分離す
るためのデマルチプレクサとして、２回目は、同じ波長
チャンネルをファイバ送信ラインに出力する多重化され
た信号に結合するためのマルチプレクサとして使用され
ている。ループ・バック・パス内においては光学スイッ
チまたはその他の信号処理手段が使用され、光学的な追
加／引き込み等の機能が具体化される。類似のコンセプ
トが、わずかに異なる構成を伴って１９９８年のＩＥＥ
Ｅ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈ． Ｌｅｔｔ．１０
号６７８〜６８０ページに「コンパクトな集積化インジ
ウム−リン−ベース・シングル・フェーザ光クロスコネ
クト」と題されたＣ． Ｇ． Ｐ． Ｈｅｒｂｅｎ等に
よる論文にも報告されている。原理的にこれらのデバイ
スは、マルチ波長トランシーバにおけるデュアル機能マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサとして使用することも
できる。その種の応用に関するこれらのデバイスの欠点
は、２つのファイバ・アレイを、ＡＷＧの両側の入力／
出力ポートに結合する必要があるということである。
【０００８】１９９９年にトヨハラに付与された米国特
許第５，９３３，２７０は、１回目はデマルチプレクサ
として、２回目はマルチプレクサとして通過する、２回
のＷＤＭカプラの通過がある光イコライザ（光等化器）
について述べている。１回目のパスの後にチャンネル化
された信号が、光反射手段によって同じポートに反射さ
れ、２回目のパスの後に多重化された信号が、多重化さ
れた入力信号と同一のポートから出力される。このデバ
イスは、それぞれのポートが入力および出力に関して２
回にわたって使用され、したがって入力から出力を分離
するために各ポートにサーキュレータが必要になること
からマルチ波長トランシーバ・アプリケーションに適し
ていない。
【０００９】同一の分散性エレメントを使用する、マル
チ波長トランシーバにおいて同時に多重化ならびに多重
分離化の両方の機能を実行するための導波路回折格子ベ
ースの装置を提供することは好都合であると考えられ
る。その種のデバイスは、必要なデバイス数を減少させ
る一方、単一の回折格子デバイス上のチャンネル数を増
加し、その結果、チャンネル数の小さい市場の場合であ
っても、導波路回折格子ベースのテクノロジがより効率
的かつ経済的に、より競争力を持ったものとなる。さら
に、多重化ならびに多重分離化が同一の回折格子デバイ
スによって実行されることから、これらのチャンネル波
長が自動的に整合される。
【００１０】以上に加えて、多重化ならびに多重分離化
の両方を同時に実行するエシェル回折格子ベースのデバ
イスを提供することはさらに好都合であると考えられ
る。エシェル回折格子に関連する本来的な利点に加え
て、このデュアル機能デバイスの入力ポートおよび出力
ポートは、チップの一方のサイドにある単一のファイバ
・アレイに結合することが可能であり、それによりパッ
ケージのコストを下げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、マル
チ波長トランシーバにおいて多重化ならびに多重分離化
の両方の機能を同時に実行するための導波路回折格子ベ
ースの装置を提供することにある。より詳細を述べれ
ば、本発明の目的は、入力ポートおよび出力ポートが適
切に配列され、その結果、回折格子ファセットのブレー
ジング（ｂｌａｚｉｎｇ）角が、マルチプレクサ・ポー
トならびにデマルチプレクサ・ポートに関して同時に最
適化されるエシェル回折格子ベースのデュアル・マルチ
プレクサ−デマルチプレクサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、次の構成をもって課題を解決する手段として
いる。すなわち、第１の発明は、光波長分割マルチプレ
クサ／デマルチプレクサ・デバイスにおいて、第１の複
数の波長チャンネルを含む第１の多重化された光信号を
光ファイバから入力導波路２２ａに結合するための入力
ポート２１ａと；前記第１の複数の波長チャンネルのチ
ャンネル化された信号ごとにそれぞれを対応する導波路
２３ａ１〜２３ａＮから光ファイバに結合する複数の出
力ポート２４ａ１〜２４ａＮと；第２の複数の波長チャ
ンネルのチャンネル化された波長信号ごとにそれぞれを
光ファイバから対応する導波路２３ｂ１〜２３ｂＮに結
合する複数の入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮと；前記第
２の複数の波長チャンネルを含む第２の多重化された光
信号を出力導波路２２ｂから光ファイバに結合するため
の出力ポート２１ｂと；前記入力導波路２２ａから受け
取った前記第１の多重化された光信号を個別の波長チャ
ンネル内の信号に分離し、それぞれを対応する出力導波
路２３ａ１〜２３ａＮに指向するため、および入力導波
路２３ｂ１〜２３ｂＮから受け取った対応する波長チャ
ンネル内の第２の複数の信号を第２の多重化された光信
号に結合し、この第２の多重化された光信号を出力導波
路２２ｂに提供するために配置されたエシェル回折格子
エレメント２６と；を包含す構成をもって課題を解決す
る手段としている。
【００１３】また、第２の発明は、前記第１の発明の構
成を備えた上で、エシェル回折格子と前記入力および出
力ポートは、第２の複数の波長チャンネルの波長が、第
１の複数の波長チャンネルのそれと実質的に同一になる
ように配置されることを特徴とする。
【００１４】さらに、第３の発明は、前記第２の発明の
構成を備えた上で、入力ならびに出力ポートのそれぞれ
は、導波路と光学的に結合されており、そしてそれらの
導波路は、エシェル回折格子の反射ファセットが入力ポ
ート２１ａから出力ポート２４ａ１〜２４ａＮへ伝播す
る光信号および入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮから出力
ポート２１ｂへ伝播する光信号に対してほぼ同時にブレ
ージングされるように配置されていることを特徴とす
る。
【００１５】さらに、第４の発明は、前記第３の発明の
構成を備えた上で、回折格子ファセットの中心をポイン
トＰとしたとき、そのファセットに対する法線は、入力
ポート２１ａに光学的に結合された導波路の反対側のエ
ンドポイントと、前記ポイントＰと、出力ポート２４ａ
１、２４ａＮに光学的に結合された導波路のそれぞれの
反対側のエンドポイントの間の中点と、によって作られ
る角度を実質的に２等分し、かつ、前記ファセットに対
する法線は、出力ポート２１ｂに光学的に結合された導
波路の反対側のエンドポイントと、前記ポイントＰと、
入力ポート２４ｂ１、２４ｂＮに光学的に結合された導
波路の反対側のエンドポイントの間の中点と、によって
作られる角度を実質的に２等分することを特徴とする。
【００１６】さらに、第５の発明は、前記第４の発明の
構成を備えた上で、入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮに光
学的に結合されたそれぞれの導波路の反対側のエンド
は、導波路のエンドの導波路開口が異なる幅をもつよう
に、出力ポート２４ａ１〜２４ａＮに光学的に結合され
た導波路に対するそれらとは異なるテーパーが施されて
いることを特徴とする。
【００１７】さらに、第６の発明は、前記第４の発明の
構成を備えた上で、入力ポート２１ａに光学的に結合さ
れた導波路の反対側のエンドは、導波路のエンドの導波
路開口が異なる幅をもつように、出力ポート２１ｂに光
学的に結合された導波路に対するそれとは異なるテーパ
ーが施されていることを特徴とする。
【００１８】さらに、第７の発明は、前記第４の発明の
構成を備えた上で、入力および出力ポートの少なくとも
１つと光学的に結合された導波路の反対側のエンドは、
わずかにデフォーカスされたポジションに配置されてい
ることを特徴とする。
【００１９】さらに、第８の発明は、前記第４の発明の
構成を備えた上で、複数の出力ポート２４ａ１〜２４ａ
Ｎのそれぞれを、複数の入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮ
の対応するポートに光学的に結合するためのカプラを包
含することを特徴とする。
【００２０】さらに、第９の発明は、前記第８の発明の
構成を備えた上で、カプラは、複数の出力ポート２４ａ
１〜２４ａＮのそれぞれと、複数の入力ポート２４ｂ１
〜２４ｂＮの対応するポートの間を結合する各光路内に
配置された、少なくとも１つの光信号処理コンポーネン
トを包含し、前記少なくとも１つの光信号処理コンポー
ネントは、前記出力ポート２４ａ１〜２４ａＮと前記入
力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮの間における伝播の間に、
光信号に対して作用を及ぼすためのものであることを特
徴とする。
【００２１】さらに、第１０の発明は、前記第９の発明
の構成を備えた上で、光信号処理コンポーネントは、光
学的な追加／引き落とし機能を実行するための光スイッ
チであることを特徴とする。
【００２２】さらに、第１１の発明は、前記第９の発明
の構成を備えた上で、光信号処理コンポーネントは、信
号のイコライザ機能を実行するための可変アッテネータ
であることを特徴とする。
【００２３】さらに、第１２の発明は、前記第９の発明
の構成を備えた上で、入力および出力ポート、エシェル
回折格子、および光信号処理コンポーネントが集積化さ
れた基板を有することを特徴とする。
【００２４】さらに、第１３の発明は、前記第１２の発
明の構成を備えた上で、基板は、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＯ２およびＳｉのグループから選択された材料により
形成されていることを特徴とする。
【００２５】さらに、第１４の発明は、光波長分割マル
チプレクサ／デマルチプレクサ・デバイスにおいて：少
なくとも２つのあらかじめ決定された波長チャンネル内
の光信号ををもつ第１の信号が伝播する第１のポート
と；前記第１のポートに関連付けされ、前記第１の信号
のあらかじめ決定された１つの波長チャンネル内の光信
号が伝播する複数の第３のポートと；少なくとも２つの
あらかじめ決定された波長チャンネル内の光信号を有す
る第２の信号が伝播する第２のポートと；前記第２のポ
ートに関連付けされ、前記第２の信号の１つのあらかじ
め決定された波長チャンネル内の光信号が伝播する複数
の第４のポートと；前記第１のポートと前記複数の第３
のポートの間、および前記第２のポートと前記複数の第
４のポートの間において光学的に配置された同一エシェ
ル回折格子と；を備え、前記第１ならびに第２のポート
のそれぞれにおいて提供された信号は、順方向の光路に
沿って前記同一エシェル回折格子へ伝播し、前記エシェ
ル回折格子は、波長に応じて信号を分散し、あらかじめ
決定された波長チャンネル内の分離された光信号を、関
連付けされた複数の前記第３のポートならびに前記第４
のポートの各ポートに提供するものとし、複数の第３の
ポートの個別のポートにおいて、個別のあらかじめ決定
された波長チャンネル内に提供された少なくとも２つの
光信号は、少なくとも２つの関連付けされた逆方向光路
に沿って前記同一エシェル回折格子へ伝播し、前記エシ
ェル回折格子は、その２つの光信号を多重化して、少な
くとも２つのあらかじめ決定された波長チャンネル内の
光信号を関連付けされた前記第１のポートに提供するも
のとし、前記複数の第４のポートの個別のポートにおい
て、個別のあらかじめ決定された波長チャンネル内に提
供された少なくとも２つの光信号は、少なくとも２つの
関連付けされた逆方向光路に沿って前記同一エシェル回
折格子へ伝播し、前記エシェル回折格子は、この２つの
光信号を多重化して、その少なくとも２つのあらかじめ
決定された波長チャンネル内の光信号を、関連付けされ
た前記第２のポートに提供する、構成をもって課題を解
決する手段としている。
【００２６】さらに、第１５の発明は、前記第１４の発
明の構成を備えた上で、第１および第２のポート、複数
の第３および第４のポート、および同一エシェル回折格
子が集積化された基板を有することを特徴とする。
【００２７】さらに、第１６の発明は、前記第１５の発
明の構成を備えた上で、第１のポートと複数の第３のポ
ートの間、および第２のポートと複数の第４のポートの
間に配置される少なくとも１つの領域を有し、前記少な
くとも１つの領域は、使用時に、それに沿って第１およ
び第２の信号が伝播するスラブ導波路と成したことを特
徴とする。
【００２８】さらに、第１７の発明は、前記第１６の発
明の構成を備えた上で、基板は、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、Ｓ
ｉＯ２およびＳｉのグループから選択され材料により形
成されていることを特徴とする。
【００２９】さらに、第１８の発明は、前記第１６の発
明の構成を備えた上で、エシェル回折格子は、スラブ導
波路に沿って配置され、前記スラブ導波路内を伝播する
第１および第２の信号をインターセプトし、前記第１お
よび第２の信号を、互いに角度的に分散された異なる波
長の成分信号に回折して、前記エシェル回折格子からあ
らかじめ決定された距離において、各成分信号が略チャ
ンネル化され、第１の信号のそれぞれチャンネル化され
た成分信号が、第１のポートに関連付けされた複数の第
３のポートの対応する１つに導かれ、第２の信号のそれ
ぞれチャンネル化された成分信号が、第２のポートに関
連付けされた複数の第４のポートの対応する１つに導か
れることを特徴とする。
【００３０】さらに、第１９の発明は、前記第１８の発
明の構成を備えた上で、第１の信号の２つの波長チャン
ネルは、第２の信号の２つの波長チャンネルに同様であ
ることを特徴とする。
【００３１】さらに、第２０の発明は、前記第１９の発
明の構成を備えた上で、第１の信号の第１の伝播の方向
と第２の信号の第２の伝播の方向は、略逆の伝播方向で
あることを特徴とする。
【００３２】さらに、第２１の発明は、前記第１９の発
明の構成を備えた上で、第１の信号の第１の伝播の方向
と第２の信号の第２の伝播の方向は、略平行な伝播方向
であることを特徴とする。
【００３３】さらに、第２２の発明は、前記第２０の発
明の構成を備えた上で、複数の第３のポートのそれぞれ
を、第４のポートの対応するポートに光学的に結合する
ためのカプラを包含することを特徴とする。
【００３４】さらに、第２３の発明は、前記第２２の発
明の構成を備えた上で、複数の第３のポートのそれぞれ
を、第４のポートの対応するポートに光学的に結合する
ためのカプラ内に、少なくとも１つの光信号処理コンポ
ーネントを包含し、前記少なくとも１つの光信号処理コ
ンポーネントは、前記第３のポートと前記第４のポート
の間の伝播の間に、光信号に対して作用を及ぼすための
ものであることを特徴とす。
【００３５】さらに、第２４の発明は、前記第１４の発
明の構成を備えた上で、エシェル回折格子は、集束特性
を有する反射タイプのエシェル回折格子であることを特
徴とする。
【００３６】さらに、第２５の発明は、前記第２４の発
明の構成を備えた上で、第１、第２、第３および第４の
ポートのそれぞれは、導波路と光学的に結合され、エシ
ェル回折格子の反射ファセットが、それぞれの導波路に
対して同時にブレージングされるように配置されている
ことを特徴とする。
【００３７】さらに、第２６の発明は、前記第２５の発
明の構成を備えた上で、回折格子ファセットの中心ポイ
ントをＰとしたとき、ファセットの法線は、第１のポー
トに光学的に結合された導波路の反対側のエンドポイン
トと、ポイントＰと、複数の第３のポートに光学的に結
合された導波路の反対側のエンドポイント間の中点と、
によって作られる角度を実質的に２等分し、かつ、前記
ファセットの法線は、第２のポートに光学的に結合され
た導波路の反対側のエンドポイントと、前記ポイントＰ
と、複数の第４のポートに光学的に結合された導波路の
反対側のエンドポイント間の中点と、によって作られる
角度を実質的に２等分することを特徴とする。
【００３８】さらに、第２７の発明は、光波長分割マル
チプレクサ／デマルチプレクサ・デバイスにおいて；あ
らかじめ決定された少なくとも２つの異なる波長チャン
ネル内の光信号を有する第１の信号を受信する第１のポ
ートと；少なくとも２つの異なるあらかじめ決定された
波長チャンネル内の光信号を有する第２の信号を出力す
る第２のポートと；前記第１のポートに関連付けされ、
前記第１のポートにおいて受信される光信号の、あらか
じめ決定された波長チャンネル内の異なる１つの光信号
をそれぞれ提供する複数の第３のポートと；第２のポー
トに関連付けされ、前記第２のポートから出力される光
信号の、あらかじめ決定された波長チャンネル内の異な
る１つの光信号をそれぞれ提供する複数の第４のポート
と；前記第１のポートから受信した光信号を波長に応じ
て分散させて前記第３のポートのそれぞれに対してチャ
ンネル化された光信号を提供し、およびあらかじめ決定
された異なる波長の、前記第４のポートから受信した光
信号を結合し、多重化した光信号を前記第２のポートに
提供するための同一分散性エレメントと；を包含する構
成をもって課題を解決する手段としている。
【００３９】さらに、第２８の発明は、前記第２７の発
明の構成を備えた上で、同一分散性エレメントは、エシ
ェル回折格子であることを特徴とするさらに、第２９の
発明は、前記第２８の発明の構成を備えた上で、エシェ
ル回折格子は、集束特性を有する反射タイプのエシェル
回折格子であることを特徴とする。
【００４０】さらに、第３０の発明は、前記第２９の発
明の構成を備えた上で、第１、第２、第３および第４の
ポートのそれぞれは、導波路と光学的に結合され、エシ
ェル回折格子の反射ファセットが、それぞれの導波路に
対して同時にブレージングされるように配置されている
ことを特徴とする。
【００４１】さらに、第３１の発明は、前記第３０の発
明の構成を備えた上で、回折格子ファセットの中心ポイ
ントをＰとしたとき、前記ファセットの法線は、第１の
ポートに光学的に結合された導波路の反対側のエンドポ
イントと、前記ポイントＰと、複数の第３のポートに光
学的に結合された導波路の反対側のエンドポイント間の
中点と、によって作られる角度を実質的に２等分し、か
つ、前記ファセットの法線は、前記第２のポートに光学
的に結合された導波路の反対側のエンドポイントと、前
記ポイントＰと、前記複数の第４のポートに光学的に結
合された導波路の反対側のエンドポイント間の中点と、
によって作られる角度を実質的に２等分することを特徴
とする。
【００４２】
【発明の実施の態様】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づいて説明する。なお、説明の都合上、本発明の実
施形態例の詳細説明に先立って先行技術を説明すること
とし、参照する各図の同一符号は同一の構成部分（構成
要素）を示している。
【００４３】ここに開示する本発明の好ましい実施形態
例の説明は、１つの第１の多重化された光信号を波長に
応じて個別の波長チャンネルに分散させるため、および
複数の個別の波長チャンネルを１つの多重化された光信
号に結合するために同一の分散性エレメントが備えられ
る特定の例となっているが、多重化された信号を受信
し、出力するためのポート数を修正することによって、
また個別の波長チャンネルを受信するための他のポート
の数を修正することによって、以下に示す本発明の教示
から実質的に逸脱することなく、任意数の多重化された
信号の入力および出力を許容する本発明の多数の修正が
可能である。
【００４４】ＡＷＧおよびエシェル回折格子という２つ
の導波路ベースのテクノロジのうち、エシェル回折格子
は、より品質の高い、深いエッチングを行った回折格子
ファセット（回折格子面）を必要とする。デバイスの光
学的損失は、回折格子ファセットの垂直性ならびに平滑
性に対して決定的な依存を示す。しかしながら、回折格
子デバイスのサイズは、フェーズド・アレイ導波路に比
べるとはるかに小さく、また回折格子内の歯の数がフェ
ーズド・アレイにおける導波路の数よりもはるかに多い
という事実に起因して、スペクトルのフィネス（ｆｉｎ
ｅｓｓｅ）もはるかに高い。このことは、エシェル回折
格子ベースのデバイスに、その自由スペクトル・レンジ
（ＦＳＲ）にわたって使用可能な多数のチャンネルを持
つことを可能にし、その結果、高密度オペレーションに
向けたそのスケール−アップが容易に実施可能となる。
また漏話についても、小さい回折格子内において位相エ
ラーを低減することが容易であるという事実に起因して
低い。最近のエッチング・テクノロジにおける進歩に伴
って、エシェル回折格子は、ＡＷＧデバイスの代替手段
を約束するに至っている。したがって、好ましい実施形
態例の説明は、特にエシェル回折格子を参照して行うこ
ととする。
【００４５】図１（ａ）を参照すると、包括的に１とし
て、従来技術に従った従来のマルチ波長トランシーバが
示されている。トランシーバ１は、複数の波長チャンネ
ルの送信ならびに受信を行い、デマルチプレクサ４およ
びマルチプレクサ５を包含する。この例の場合において
は、簡潔化のために４つの波長が示されているが、一般
に多重化することができる波長の数は、完全なシステム
を構成するために本発明とともに使用される他のハード
ウエアに依存する。トランシーバ１においては、４つの
波長を包含する多重化された光信号が、デマルチプレク
サ４によって、個別の波長チャンネル内の光信号に分離
され、その後それらのチャンネル化された信号が、個別
のシングル−チャンネル・トランシーバ・カード上に備
わるレシーバによって電気信号に変換される。同じトラ
ンシーバ・カード上のトランスミッタ（送信器）によっ
て、４つの新しい情報のチャンネルが光信号に変換さ
れ、光マルチプレクサに入力される。多重化された光信
号は、送信のために光ライン３上に送られる。
【００４６】図１（ｂ）は、上記のマルチ波長トランシ
ーバが使用される光帯域の追加／引き落としノードを示
した概要図である。入り側ファイバは、ｎ（たとえばｎ
＝３２）の異なる波長の光信号チャンネルを含む。これ
らの信号チャンネルのサブセット（たとえばｍ＝４チャ
ンネル）が、このノードにおいてバンド・パス・フィル
タの使用によって引き落とされる。これらのチャンネル
は、多重分離化（分波化）された後、マルチ波長トラン
シーバによって電気信号に変換される。同時に、このノ
ードにおいて生成された、（引き落としたチャンネルの
数と）同数の信号が同じ波長において、トランシーバに
よって送信され、多重化される。多重化された信号は、
その後、別のバンド・パス・フィルタを使用してパス−
スルー・チャンネルとともに出力ファイバに導かれる。
【００４７】上記のアプリケーション（適用）において
は、追加と引き落としチャンネルの波長は同一である。
また光マルチプレクサは、逆方向に動作するデマルチプ
レクサと実質的に同一である。
【００４８】上記のマルチ波長トランシーバ１において
は、デマルチプレクサ４およびマルチプレクサ５がとも
に、ペアとして使用されており、そのためデマルチプレ
クサ４およびマルチプレクサ５のデバイス特性の正確な
整合が必要になる。２つの整合されていないデバイスが
組み合わされた場合には、最終的にシステムは高い損失
を持つことになる。それに加えて、チャンネルが適正に
整合されていれば全チャンネル幅が使用可能になるが、
実際上は、その種の完全に一致する整合されたデバイス
を製造することは非常に困難であり、かつ労働集約的で
ある。２つのデバイスが適正に整合することを保証する
ためには、通常、非常に慎重にそれらを選択することが
必要となり、一般に製造歩留まりが非常に低くなる。
【００４９】整合された２つのデバイスがともに使用さ
れたとしても、その後において、経時的あるいは環境条
件に対してそれらの特性が変化しないことが重要にな
る。また、２つのアレイ構成された導波路回折格子（Ａ
ＷＧ）が同じチャンネルセットの多重分離化および多重
化のために使用されている場合には、従来のＡＷＧが温
度変化による波長シフトを受けることから、２つのＡＷ
Ｇを同一温度に置くことが重要になる。これには、２つ
のデバイスに対して非常に効果的な加熱もしくは冷却を
行うか、あるいはそれらを緊密に熱接触させてそれらの
温度が等しくなることを保証する必要がある。それに代
えて、各種のテクニックを通じてそれらの温度補償が行
われる。概して、ＡＷＧの温度補償は、ＡＷＧのコスト
を上昇させ、デバイスの障害の可能性を増加させる。
【００５０】図２（ａ）を参照すると、従来技術に従っ
たアレイ構成の導波路回折格子デバイス１０が示されて
いる。これは、入力／出力導波路アレイ１２、１４およ
びアレイ構成の導波路回折格子１６を備える。スラブ導
波路１７は、入力／出力導波路アレイ１２とアレイ構成
の導波路回折格子１６の間における光学的な伝達を提供
し、また入力／出力導波路アレイ１４とアレイ構成の導
波路回折格子１６の間における光学的な伝達を提供す
る。図２（ｂ）には、従来技術に従ったエッチングによ
る反射回折格子デバイス２０が示されている。デバイス
２０は、入力／出力導波路２２、ｎ個の個別の入力／出
力導波路２３ａ〜２３ｎを包含する入力／出力導波路ア
レイ、および導波路２２と導波路アレイ２３の間におけ
る光路内に配置されるエッチングされた回折格子２６を
包含する。
【００５１】従来技術のデバイス１０ならびに２０は、
いずれも双方向であり、いずれのデバイス１０ならびに
２０も波長マルチプレクサとして、また波長デマルチプ
レクサとして機能する。たとえば、包括的に２０として
示した従来技術の波長マルチプレクサ／デマルチプレク
サ・デバイスが多重分離化機能を実行する場合には、ポ
ート２１を介して多重化された光信号が光ファイバ２８
から入力／出力導波路２２の入力端に結合される。入力
／出力導波路２２の遠端においては、光がスラブ導波路
内に発散し、エッチングによる回折格子２６によって波
長に応じて分散され、その結果、個別の波長チャンネル
内の各光信号が、複数の入力／出力導波路２３ａ〜２３
ｎの入力３０ａ〜３０ｎのあらかじめ決定された１つに
それぞれフォーカスされる。個別の波長チャンネルは、
続く処理のためにポート２４ａ〜２４ｎに提供される。
その逆に、デバイス２０が多重化機能を実行する場合に
は、それぞれが分離された波長チャンネル内の複数の各
信号が、複数の入力／出力導波路２３ａ〜２３ｎのあら
かじめ決定された１つの中にそれぞれ投射されて、複数
の信号がエッチングによる回折格子２６に提供される。
これらの信号はともに多重化され、すなわち、たとえば
それぞれ分離されているチャンネル化された信号が単一
の光信号に結合されて、その多重化された信号が入力／
出力導波路２２に導かれ、光ネットワークを介した送信
のために光ファイバ２８に結合される。
【００５２】包括的に１０および２０として示した２つ
のタイプのデバイスの動作原理は、ともに光エレメント
のアレイに基づいた分散性および集束性を有するコンポ
ーネント含むという点において同様である。これらのエ
レメントのそれぞれは、入力ポートから出力ポートまで
伝播するビームに対して、わずかに異なる光路長を採り
入れている。エッチングによる回折格子においては、こ
の光エレメントが反射ミラー、たとえば回折格子ファセ
ットであり、一方ＡＷＧの場合においては、それが光導
波路になる。エッチングによる回折格子デバイスの好都
合な点は、そのサイズがフェーズド・アレイ導波路のそ
れに比べるとはるかに小さく、またエッチングによる回
折格子内の歯の数がフェーズド・アレイにおける導波路
の数よりもはるかに多いという事実に起因して、スペク
トルのフィネスもはるかに高い。このことは、エッチン
グによる回折格子ベースのデバイスに、その自由スペク
トル・レンジ（ＦＳＲ）にわたって使用可能な多数のチ
ャンネルを持つことを可能にする。
【００５３】図３は、本発明に従った集積化デュアル機
能マルチプレクサ／デマルチプレクサが使用されるトラ
ンシーバ・モジュールの概要図である。マルチプレクサ
およびデマルチプレクサは、同一のチップ上に集積化さ
れ同一モジュール内にパッケージングされている。これ
は、コストを格段に下げるだけでなく、別体のマルチプ
レクサ／デマルチプレクサ・モジュールを使用する従来
方法に関連した、製造エラー、経時変化、および温度的
な不安定性に起因したチャンネル波長の不整合の問題を
取り除く。
【００５４】図４および図５を参照すると、本発明の第
１の好ましい実施形態例に従った、複数の異なる光信号
の多重分離化および多重化に同一の分散性エレメントを
使用する集積化された波長マルチプレクサ／デマルチプ
レクサ・デバイスが、包括的に４０として示されてい
る。このデバイスは、第１の複数の波長チャンネルを含
む第１の多重化された光信号を光ファイバから入力導波
路２２ａに結合するための入力ポート２１ａ；それぞれ
が前記第１の複数の波長チャンネルの各チャンネル化さ
れた１つの信号を単一の対応する導波路２３ａ１〜２３
ａＮから光ファイバに結合する複数の出力ポート２４ａ
１〜２４ａＮ；それぞれが第２の複数の波長チャンネル
の単一の各波長信号を光ファイバから単一の対応する導
波路２３ｂ１〜２３ｂＮに結合する複数の入力ポート２
４ｂ１〜２４ｂＮ；前記第２の複数の波長チャンネルを
含む第２の多重化された光信号を出力導波路２２ｂから
光ファイバに結合するための出力ポート２１ｂ；およ
び、入力導波路２２ａから受け取った第１の多重化され
た光信号を、それぞれが対応する出力導波路２３ａ１〜
２３ａＮに結合される個別の波長チャンネルに分離する
ため、および入力導波路２３ｂ１〜２３ｂＮから受け取
った第２の複数の波長チャンネルを、出力導波路２２ｂ
内へ第２の多重化された光信号に結合するために配置さ
れるエシェル回折格子エレメント２６を包含している。
当業者にあっては明らかになろうが、これらのコンポー
ネントのすべては、単一の基板４７上に随意に形成する
ことができる。
【００５５】図４は、このデバイスの多重分離化オペレ
ーション（動作）を示している。第１の多重化された光
信号がチャンネル導波路２２ａに沿って伝播し、スラブ
導波路を画定している領域に至る。この多重化された信
号は、導波路のエンドポイント４２ａからスラブ導波路
領域内にファン・アウトし（扇状に広がり）、さらに当
該スラブ導波路領域を通って分散性エレメント２６へ伝
播する。回折格子２６は、スラブ導波路に沿って配置さ
れており、スラブ導波路内において第１の光信号をイン
ターセプトし、かつそれを互いに角度的に分散された異
なる波長の成分に回折するべく構成されており、その結
果、回折格子２６からあらかじめ決定された距離におい
て、第１の信号の前記各成分が、空間的に、複数のチャ
ンネル導波路２３ａ１〜２３ａＮの対応する１つの入力
表面のロケーション（指定位置）４３ａ１〜４３ａＮに
分離されるが、各チャンネル導波路は、複数のポート２
４ａ１〜２４ａＮの１つのポートと光学的に連通してい
る。
【００５６】図５は、このデバイスの多重化オペレーシ
ョンを示している。第２の複数の波長チャンネルの各信
号は、それぞれ個別のチャンネル導波路２４ｂ１〜２４
ｂＮに沿って伝播し、スラブ導波路に至る。これらの信
号は、導波路のエンドポイント４３ｂ１〜４３ｂＮから
スラブ導波路内にファン・アウトし、さらに当該スラブ
導波路を通って回折格子２６へ伝播する。回折格子２６
は、スラブ導波路内を伝播する異なる波長の光信号をイ
ンターセプトし、チャンネル導波路２２ｂの入力表面４
２ｂに対応するロケーション（指定位置）において、第
２の多重化された信号に結合する。チャンネル導波路２
２ｂは、多重化された信号をポート２１ｂに導く。
【００５７】本発明の好ましい実施形態例によれば、分
散性エレメント２６が、分散特性だけでなく集束特性を
伴って形成された反射タイプのエシェル回折格子にな
る。それに代えて、別のタイプの分散性エレメントを用
いてもよく、たとえば透過性のアレイ構成された導波路
回折格子は機能的に同様である。しかしながら、反射タ
イプのエシェル回折格子は、サイズが小さいこと、およ
びデュアル機能デバイスの入力および出力ポートが、チ
ップの１つのサイドにある単一のファイバ・アレイに随
意に結合され、その結果パッケージングのコストが削減
されることから、アレイ構成の導波路回折格子より有利
である。
【００５８】本発明の好ましい実施形態例によれば、入
力ならびに出力導波路のエンドポイント４２ａ、４３ａ
１〜４３ａＮ、４２ｂ、および４３ｂ１〜４３ｂＮが、
デマルチプレクサおよびマルチプレクサの両方に関して
同時に、エシェル回折格子の反射表面に対して最適にブ
レージング（ｂｌａｚｉｎｇ）されるように配置され、
つまり、一対一の関係で個別的に最適光結合するように
配置され、その結果両方のデバイスに関する挿入損失が
最小化される。図６は、この構成の概要図を示してい
る。ポイントＰに中心設定される１つの回折格子ファセ
ット（回折格子面）３５に関して、このファセットの法
線は、導波路エンドポイント４２ａ、ポイントＰ、およ
びポイント４３ａ（４３ａは４３ａ１と４３ａＮの中
点）によって作られる角度を実質的に２等分する。同時
に法線は、導波路エンドポイント４２ｂ、ポイントＰ、
およびポイント４３ｂ（４３ｂは４３ｂ１と４３ｂＮの
中点）によって作られる角度を実質的に２等分する。
【００５９】前述の評価基準を満足する本発明の好まし
い実施形態例によれば、入力および出力導波路のエンド
ポイント４２ａ、４３ａ１〜４３ａＮ、４２ｂ、および
４３ｂ１〜４３ｂＮが、４２ａ、４３ｂ１〜４３ｂＮ、
４２ｂ、および４３ａ１〜４３ａＮの順序に従い、曲線
もしくは直線のライン４５に沿って配置される。これ
は、隣接する任意の２つのエンドポイントの間隔を、波
長ドメイン（波長域）においてチャンネル間隔により離
隔された２つの波長に関して回折格子によって生成され
る空間的な分散と実質的に等しくすることを可能にす
る。ライン４５に沿ったエンドポイントの総合的な広が
り、のゆえに回折格子の光学収差効果は、最小化され
る。このデバイスの、サイド・ウォール３６のシャドウ
効果によってもたらされる伝送損失もまた最小化され
る。導波路の交差を回避するために、入力および出力ポ
ートは、同一の順序、つまり２１ａ、２４ｂ１〜２４ｂ
Ｎ、２１ｂ、および２４ａ１〜２４ａＮの順序で配置さ
れる。
【００６０】マルチ波長トランスミッタにおいては、マ
ルチプレクサおよびデマルチプレクサの特定の仕様上の
要件が異なることがかなり頻繁にある。たとえば、一般
にマルチプレクサは、隣接チャンネル間の漏話に関する
要件があまり厳格でなく、またより大きなパスバンド幅
を有することが好ましいとされる。これは、より大きな
テーパーの導波路幅を、マルチプレクサ用の導波路スラ
ブのインターフェースにおいて使用することによって実
現することができる。また、マルチプレクサに対応する
導波路エンドのポジションにおけるわずかなデフォーカ
ス（ｄｅｆｏｃｕｓｉｎｇ）によっても実現することが
できる。したがって、マルチプレクサおよびデマルチプ
レクサの両方に対して同一の分散性エレメントが使用さ
れる場合であっても、それらに関して異なるパフォーマ
ンス仕様を達成することは可能である。
【００６１】図７を参照すると、包括的に６０として、
本発明の第２の実施形態例に従った、複数の異なる光信
号の多重分離化および多重化を行うための、同一の分散
性エレメントを採用する集積化されたマルチプレクサ／
デマルチプレクサ・デバイスが示されている。
【００６２】このデバイスは、第１の複数の波長チャン
ネルを含む第１の多重化された光信号を光ファイバから
入力導波路２２ａに結合するための入力ポート２１ａ；
それぞれが前記第１の複数の波長チャンネルのチャンネ
ル化された各信号をそれぞれ単一の対応する導波路２３
ａ１〜２３ａＮから光ファイバに結合する複数の出力ポ
ート２４ａ１〜２４ａＮ；第２の複数の波長チャンネル
の単一のそれぞれの波長信号を光ファイバからそれぞれ
対応する単一の導波路２３ｂ１〜２３ｂＮに結合する複
数の入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮ；前記第２の複数の
波長チャンネルを含む第２の多重化された光信号を出力
導波路２２ｂから光ファイバに結合するための出力ポー
ト２１ｂ；および、入力導波路２２ａから受け取った第
１の多重化された光信号を、それぞれが対応する出力導
波路２３ａ１〜２３ａＮ内に結合される個別の波長チャ
ンネルに分離するため、および入力導波路２３ｂ１〜２
３ｂＮから受け取った第２の複数の波長チャンネルを、
出力導波路２２ｂ内へ第２の多重化された光信号に結合
するために配置されるエシェル回折格子エレメント２６
を包含している。当業者にあっては明らかになろうが、
これらのコンポーネントのすべては、単一の基板４７上
に随意に形成することができる。
【００６３】この本発明の第２の実施形態例において
は、複数の出力ポート２４ａ１〜２４ａＮのそれぞれと
複数の入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮの対応するポート
を光学的に結合するための手段が備えられている。当然
のことながら、波長チャンネル内において搬送される信
号に対する変調もしくはその他の処理を行うことなく、
チャンネル化した信号の少なくともいくつかを分散性エ
レメントに直接ループ・バックすることも可能である。
それに代えて、ループ・バック・パス２５の少なくとも
いくつかに、たとえば検波回路／ソース、アッテネー
タ、スイッチ等の光学コンポーネント（光信号処理コン
ポーネント）を備え、それによりループ・バックされる
チャンネル化された信号を、受信時のオリジナルのチャ
ンネル化された同じ信号と異なるものとすることもでき
る。
【００６４】図８を参照すると、包括的に７０として、
本発明の第３の実施形態例に従った、複数の異なる光信
号の多重分離化ならびに多重化を行うための、同一の分
散性エレメントを採用する集積化されたマルチプレクサ
／デマルチプレクサ・デバイスが示されている。この第
３の実施形態例には、さらに光学コンポーネント（光信
号処理コンポーネント）７１を含んだループ・バック・
パスが基板上に集積化される形で形成されている。
【００６５】複数の波長チャンネルの多重分離化ならび
に多重化が、同一の分散性エレメントを使用して同時に
行われることは、この実施形態例の利点である。つま
り、２つの光デバイスのパフォーマンス（動作）の不整
合に関連した問題が回避される。また第１の実施形態例
の別の利点として、ＡＷＧベースのデバイスに比較する
とデバイスが小さく、入力／出力ポートを単一のファイ
バ・アレイに結合することが可能であり、したがってパ
ッケージングのコストを削減できることも挙げられる。
本発明の好ましい実施形態例によれば、すべてのチャン
ネルに対しデマルチプレクサならびにマルチプレクサの
両方に関して、デバイスの挿入損失が最小化される。
【００６６】当業者においては、本発明の教示から実質
的に逸脱することなくこれらの実施形態例に対する修正
ならびに変更が明らかであろう。たとえば、本発明の第
１の好ましい実施形態例から、マルチプレクサおよびデ
マルチプレクサの一方もしくは両方において、信号が伝
播する方向を反転させることができる。またマルチプレ
クサのチャンネル波長をデマルチプレクサのそれと異な
るものとすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はトランスミッタ側においては複数の波
長チャンネルを結合するためにマルチプレクサが使用さ
れ、レシーバ側においては波長に応じて複数の波長チャ
ンネルを分離するためにデマルチプレクサが使用される
従来技術のマルチ波長トランシーバ・モジュールを示し
た概要図であり、（ｂ）は（ａ）のマルチ波長トランシ
ーバが使用されると考えられる光帯域の追加／引き落と
しノードを示した概要図である。
【図２】（ａ）はマルチプレクサまたはデマルチプレク
サとして使用可能な従来技術のアレイ構成の導波路回折
格子を示した概要図であり、（ｂ）はマルチプレクサま
たはデマルチプレクサとして使用可能な従来技術のエシ
ェル回折格子を示した概要図である。
【図３】本発明に従った集積化デュアル機能マルチプレ
クサ／デマルチプレクサが使用されるトランシーバ・モ
ジュールを示した概要図である。
【図４】本発明の第１の好ましい実施形態例に従った集
積化された波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ・デ
バイスを示した概要図である。
【図５】本発明の第１の好ましい実施形態例に従った集
積化された波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ・デ
バイスを示した別の概要図である。
【図６】本発明の第１の好ましい実施形態例に従ったチ
ャンネル導波路のエンドポイント配列に関する回折格子
ファセットのブレージング角設計を示した概要図であ
る。
【図７】本発明の第２の好ましい実施形態例に従った、
接続ポートを伴う集積化された波長マルチプレクサ／デ
マルチプレクサ・デバイスを示した概要図である。
【図８】本発明の第３の好ましい実施形態例に従った、
同一基板上に集積化された接続ポートを伴う集積化され
た波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ・デバイスを
示した概要図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501492731 1887 Ｓｔ．Ｊｏｓｅｐｈ Ｂｌｖｄ． Ｏｔｔａｗａ，Ｏｎｔａｒｉｏ Ｃａｎａ ｄａ Ｋ７Ｃ ７Ｊ２ (72)発明者 オラズィオ ベロロ カナダ オンタリオ州 Ｋ１Ｓ ２Ｊ７ オタワ サード アベニュー 53 １／２ (72)発明者 マイケル デイビス カナダ オンタリオ州 Ｋ１Ｍ １Ｗ１ オタワ クライトン ストリート 171 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 LA19 MA05 QA02 QA04 RA08 TA05 TA12 2H049 AA16 AA59 AA62 AA63

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光波長分割マルチプレクサ／デマルチプ
    レクサ・デバイスにおいて：第１の複数の波長チャンネ
    ルを含む第１の多重化された光信号を光ファイバから入
    力導波路２２ａに結合するための入力ポート２１ａと；
    前記第１の複数の波長チャンネルのチャンネル化された
    信号ごとにそれぞれを対応する導波路２３ａ１〜２３ａ
    Ｎから光ファイバに結合する複数の出力ポート２４ａ１
    〜２４ａＮと；第２の複数の波長チャンネルのチャンネ
    ル化された波長信号ごとにそれぞれを光ファイバから対
    応する導波路２３ｂ１〜２３ｂＮに結合する複数の入力
    ポート２４ｂ１〜２４ｂＮと；前記第２の複数の波長チ
    ャンネルを含む第２の多重化された光信号を出力導波路
    ２２ｂから光ファイバに結合するための出力ポート２１
    ｂと；前記入力導波路２２ａから受け取った前記第１の
    多重化された光信号を個別の波長チャンネル内の信号に
    分離し、それぞれを対応する出力導波路２３ａ１〜２３
    ａＮに指向するため、および入力導波路２３ｂ１〜２３
    ｂＮから受け取った対応する波長チャンネル内の第２の
    複数の信号を第２の多重化された光信号に結合し、この
    第２の多重化された光信号を出力導波路２２ｂに提供す
    るために配置されたエシェル回折格子エレメント２６
    と；を包含する、マルチプレクサ／デマルチプレクサ・
    デバイス。
  2. 【請求項２】 エシェル回折格子と前記入力および出力
    ポートは、第２の複数の波長チャンネルの波長が、第１
    の複数の波長チャンネルのそれと実質的に同一になるよ
    うに配置されることを特徴とする請求項１記載のデバイ
    ス。
  3. 【請求項３】 入力ならびに出力ポートのそれぞれは、
    導波路と光学的に結合されており、そしてそれらの導波
    路は、エシェル回折格子の反射ファセットが入力ポート
    ２１ａから出力ポート２４ａ１〜２４ａＮへ伝播する光
    信号および入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮから出力ポー
    ト２１ｂへ伝播する光信号に対してほぼ同時にブレージ
    ングされるように配置されている、請求項２記載のデバ
    イス。
  4. 【請求項４】 回折格子ファセットの中心をポイントＰ
    としたとき、そのファセットに対する法線は、入力ポー
    ト２１ａに光学的に結合された導波路の反対側のエンド
    ポイントと、前記ポイントＰと、出力ポート２４ａ１、
    ２４ａＮに光学的に結合された導波路のそれぞれの反対
    側のエンドポイントの間の中点と、によって作られる角
    度を実質的に２等分し、かつ、 前記ファセットに対する法線は、出力ポート２１ｂに光
    学的に結合された導波路の反対側のエンドポイントと、
    前記ポイントＰと、入力ポート２４ｂ１、２４ｂＮに光
    学的に結合された導波路の反対側のエンドポイントの間
    の中点と、によって作られる角度を実質的に２等分する
    ことを特徴とする請求項３記載のデバイス。
  5. 【請求項５】 入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮに光学的
    に結合されたそれぞれの導波路の反対側のエンドは、導
    波路のエンドの導波路開口が異なる幅をもつように、出
    力ポート２４ａ１〜２４ａＮに光学的に結合された導波
    路に対するそれらとは異なるテーパーが施されているこ
    とを特徴とする請求項４記載のデバイス。
  6. 【請求項６】 入力ポート２１ａに光学的に結合された
    導波路の反対側のエンドは、導波路のエンドの導波路開
    口が異なる幅をもつように、出力ポート２１ｂに光学的
    に結合された導波路に対するそれとは異なるテーパーが
    施されていることを特徴とする請求項４記載のデバイ
    ス。
  7. 【請求項７】 入力および出力ポートの少なくとも１つ
    と光学的に結合された導波路の反対側のエンドは、わず
    かにデフォーカスされたポジションに配置されているこ
    とを特徴とする請求項４記載のデバイス。
  8. 【請求項８】 複数の出力ポート２４ａ１〜２４ａＮの
    それぞれを、複数の入力ポート２４ｂ１〜２４ｂＮの対
    応するポートに光学的に結合するためのカプラを包含す
    ることを特徴とする請求項４記載のデバイス。
  9. 【請求項９】 カプラは、複数の出力ポート２４ａ１〜
    ２４ａＮのそれぞれと、複数の入力ポート２４ｂ１〜２
    ４ｂＮの対応するポートの間を結合する各光路内に配置
    された、少なくとも１つの光信号処理コンポーネントを
    包含し、前記少なくとも１つの光信号処理コンポーネン
    トは、前記出力ポート２４ａ１〜２４ａＮと前記入力ポ
    ート２４ｂ１〜２４ｂＮの間における伝播の間に、光信
    号に対して作用を及ぼすためのものであることを特徴と
    する請求項８記載のデバイス。
  10. 【請求項１０】 光信号処理コンポーネントは、光学的
    な追加／引き落とし機能を実行するための光スイッチで
    あることを特徴とする請求項９記載のデバイス。
  11. 【請求項１１】 光信号処理コンポーネントは、信号の
    イコライザ機能を実行するための可変アッテネータであ
    ることを特徴とする請求項９記載のデバイス。
  12. 【請求項１２】 入力および出力ポート、エシェル回折
    格子、および光信号処理コンポーネントが集積化された
    基板を有することを特徴とする請求項９記載のデバイ
    ス。
  13. 【請求項１３】 基板は、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＳｉＯ２
    およびＳｉのグループから選択された材料により形成さ
    れていることを特徴とする請求項１２記載のデバイス。
  14. 【請求項１４】 光波長分割マルチプレクサ／デマルチ
    プレクサ・デバイスにおいて：少なくとも２つのあらか
    じめ決定された波長チャンネル内の光信号ををもつ第１
    の信号が伝播する第１のポートと；前記第１のポートに
    関連付けされ、前記第１の信号のあらかじめ決定された
    １つの波長チャンネル内の光信号が伝播する複数の第３
    のポートと；少なくとも２つのあらかじめ決定された波
    長チャンネル内の光信号を有する第２の信号が伝播する
    第２のポートと；前記第２のポートに関連付けされ、前
    記第２の信号の１つのあらかじめ決定された波長チャン
    ネル内の光信号が伝播する複数の第４のポートと；前記
    第１のポートと前記複数の第３のポートの間、および前
    記第２のポートと前記複数の第４のポートの間において
    光学的に配置された同一エシェル回折格子と；を備え、
    前記第１ならびに第２のポートのそれぞれにおいて提供
    された信号は、順方向の光路に沿って前記同一エシェル
    回折格子へ伝播し、前記エシェル回折格子は、波長に応
    じて信号を分散し、あらかじめ決定された波長チャンネ
    ル内の分離された光信号を、関連付けされた複数の前記
    第３のポートならびに前記第４のポートの各ポートに提
    供するものとし、 複数の第３のポートの個別のポートにおいて、個別のあ
    らかじめ決定された波長チャンネル内に提供された少な
    くとも２つの光信号は、少なくとも２つの関連付けされ
    た逆方向光路に沿って前記同一エシェル回折格子へ伝播
    し、前記エシェル回折格子は、その２つの光信号を多重
    化して、少なくとも２つのあらかじめ決定された波長チ
    ャンネル内の光信号を関連付けされた前記第１のポート
    に提供するものとし、 前記複数の第４のポートの個別のポートにおいて、個別
    のあらかじめ決定された波長チャンネル内に提供された
    少なくとも２つの光信号は、少なくとも２つの関連付け
    された逆方向光路に沿って前記同一エシェル回折格子へ
    伝播し、前記エシェル回折格子は、この２つの光信号を
    多重化して、その少なくとも２つのあらかじめ決定され
    た波長チャンネル内の光信号を、関連付けされた前記第
    ２のポートに提供する、ことを特徴としたマルチプレク
    サ／デマルチプレクサ・デバイス。
  15. 【請求項１５】 第１および第２のポート、複数の第３
    および第４のポート、および同一エシェル回折格子が集
    積化された基板を有することを特徴とする請求項１４記
    載のデバイス。
  16. 【請求項１６】 第１のポートと複数の第３のポートの
    間、および第２のポートと複数の第４のポートの間に配
    置される少なくとも１つの領域を有し、前記少なくとも
    １つの領域は、使用時に、それに沿って第１および第２
    の信号が伝播するスラブ導波路と成したことを特徴とす
    る請求項１５記載のデバイス。
  17. 【請求項１７】 基板は、ＩｎＰ、ＧａＡｓ、ＳｉＯ２
    およびＳｉのグループから選択され材料により形成され
    ていることを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
  18. 【請求項１８】 エシェル回折格子は、スラブ導波路に
    沿って配置され、前記スラブ導波路内を伝播する第１お
    よび第２の信号をインターセプトし、前記第１および第
    ２の信号を、互いに角度的に分散された異なる波長の成
    分信号に回折して、前記エシェル回折格子からあらかじ
    め決定された距離において、各成分信号が略チャンネル
    化され、第１の信号のそれぞれチャンネル化された成分
    信号が、第１のポートに関連付けされた複数の第３のポ
    ートの対応する１つに導かれ、第２の信号のそれぞれチ
    ャンネル化された成分信号が、第２のポートに関連付け
    された複数の第４のポートの対応する１つに導かれるこ
    とを特徴とする請求項１６記載のデバイス。
  19. 【請求項１９】 第１の信号の２つの波長チャンネル
    は、第２の信号の２つの波長チャンネルに同様であるこ
    とを特徴とする請求項１８記載のデバイス。
  20. 【請求項２０】 第１の信号の第１の伝播の方向と第２
    の信号の第２の伝播の方向は、略逆の伝播方向であるこ
    とを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
  21. 【請求項２１】 第１の信号の第１の伝播の方向と第２
    の信号の第２の伝播の方向は、略平行な伝播方向である
    ことを特徴とする請求項１９記載のデバイス。
  22. 【請求項２２】 複数の第３のポートのそれぞれを、第
    ４のポートの対応するポートに光学的に結合するための
    カプラを包含することを特徴とする請求項２０記載のデ
    バイス。
  23. 【請求項２３】 複数の第３のポートのそれぞれを、第
    ４のポートの対応するポートに光学的に結合するための
    カプラ内に、少なくとも１つの光信号処理コンポーネン
    トを包含し、前記少なくとも１つの光信号処理コンポー
    ネントは、前記第３のポートと前記第４のポートの間の
    伝播の間に、光信号に対して作用を及ぼすためのもので
    あることを特徴とする請求項２２記載のデバイス。
  24. 【請求項２４】 エシェル回折格子は、集束特性を有す
    る反射タイプのエシェル回折格子であることを特徴とす
    る請求項１４記載のデバイス。
  25. 【請求項２５】 第１、第２、第３および第４のポート
    のそれぞれは、導波路と光学的に結合され、エシェル回
    折格子の反射ファセットが、それぞれの導波路に対して
    同時にブレージングされるように配置されていることを
    特徴とする請求項２４記載のデバイス。
  26. 【請求項２６】 回折格子ファセットの中心ポイントを
    Ｐとしたとき、ファセットの法線は、第１のポートに光
    学的に結合された導波路の反対側のエンドポイントと、
    ポイントＰと、複数の第３のポートに光学的に結合され
    た導波路の反対側のエンドポイント間の中点と、によっ
    て作られる角度を実質的に２等分し、かつ、 前記ファセットの法線は、第２のポートに光学的に結合
    された導波路の反対側のエンドポイントと、前記ポイン
    トＰと、複数の第４のポートに光学的に結合された導波
    路の反対側のエンドポイント間の中点と、によって作ら
    れる角度を実質的に２等分することを特徴とする請求項
    ２５記載のデバイス。
  27. 【請求項２７】 光波長分割マルチプレクサ／デマルチ
    プレクサ・デバイスにおいて：あらかじめ決定された少
    なくとも２つの異なる波長チャンネル内の光信号を有す
    る第１の信号を受信する第１のポートと；少なくとも２
    つの異なるあらかじめ決定された波長チャンネル内の光
    信号を有する第２の信号を出力する第２のポートと；前
    記第１のポートに関連付けされ、前記第１のポートにお
    いて受信される光信号の、あらかじめ決定された波長チ
    ャンネル内の異なる１つの光信号をそれぞれ提供する複
    数の第３のポートと；第２のポートに関連付けされ、前
    記第２のポートから出力される光信号の、あらかじめ決
    定された波長チャンネル内の異なる１つの光信号をそれ
    ぞれ提供する複数の第４のポートと；前記第１のポート
    から受信した光信号を波長に応じて分散させて前記第３
    のポートのそれぞれに対してチャンネル化された光信号
    を提供し、およびあらかじめ決定された異なる波長の、
    前記第４のポートから受信した光信号を結合し、多重化
    した光信号を前記第２のポートに提供するための同一分
    散性エレメントと；を包含することを特徴とするマルチ
    プレクサ／デマルチプレクサ・デバイス。
  28. 【請求項２８】 同一分散性エレメントは、エシェル回
    折格子であることを特徴とする請求項２７記載のデバイ
    ス。
  29. 【請求項２９】 エシェル回折格子は、集束特性を有す
    る反射タイプのエシェル回折格子であることを特徴とす
    る請求項２８記載のデバイス。
  30. 【請求項３０】 第１、第２、第３および第４のポート
    のそれぞれは、導波路と光学的に結合され、エシェル回
    折格子の反射ファセットが、それぞれの導波路に対して
    同時にブレージングされるように配置されていることを
    特徴とする請求項２９記載のデバイス。
  31. 【請求項３１】 回折格子ファセットの中心ポイントを
    Ｐとしたとき、前記ファセットの法線は、第１のポート
    に光学的に結合された導波路の反対側のエンドポイント
    と、前記ポイントＰと、複数の第３のポートに光学的に
    結合された導波路の反対側のエンドポイント間の中点
    と、によって作られる角度を実質的に２等分し、かつ、 前記ファセットの法線は、前記第２のポートに光学的に
    結合された導波路の反対側のエンドポイントと、前記ポ
    イントＰと、前記複数の第４のポートに光学的に結合さ
    れた導波路の反対側のエンドポイント間の中点と、によ
    って作られる角度を実質的に２等分することを特徴とす
    る請求項３０記載のデバイス。
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