JP2005043866A - セグメント化された反射機を用いた通過帯域平坦化デマルチプレクサ及びそれに由来する装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ノイズが削減され、平坦な頂点をもつ光学的マルチプレクサ装置を提供する。
【解決手段】光は第１の波長分散要素５０１に伝送され、波長に応じて分散される。その分散された光は、セグメント化され、またはのこぎり歯状のミラー５０２に向かって伝送されそのミラー５０２で反射され第２の波長分散要素５０３に入射する。そのミラーの反射面の幾何形状に起因して、第２の波長分散要素５０３に入射して反射された光は単一の出力光線に結合されないで、異なる角度で供給され、または波長に応じた点から出力する。
【選択図】図５

Description

本発明は、集積化した波長（デ）マルチプレクサの構造に関し、特に、光学的分散要素と組み合わせた選択的逆反射を採用する平坦な頂点をもつ（フラットトップ）通過帯域の振る舞いを有する集積化波長制御装置に関する。そのような制御装置は、プログラム可能デマルチプレクサ、部品変更可能な追加―離脱マルチプレクサおよび光学インターリーバを含むが、これに限られるものではない。

先進の光学ネットワークにおいて、高密度の波長分割多重化（ＤＷＤＭ）伝送のために波長多重化/波長分割化、経路の設定、及び光学的追加―離脱の適用範囲において、平面状導波路格子装置が広く提案されかつ実行されてきた。一般に、この実行は、配列導波路格子（ＡＷＧ）またはエシェル格子のようなエッチングされた反射または伝送回折格子のいずれかで成し遂げられる。そのような平面状装置は、非常に高い労働内容による多重離散的要素から慣用技術で組立てられる光学要素に対し、借入資本によって運用される半導体製造のコストの削減により、広く市場の好評を得た。前記装置がデマルチプレクサ機能を実行する場合に、光ファイバを伝送する種々の波長をもつ多重化された単一チャネルは、前記装置の入力導波路内に照射され、その波長に応じてそれらを分割する分散要素に向かい、そして各信号のチャネルは複数の出力導波路のような予め定めた出力導波路に向かう。そのような装置の典型的な分光応答が図１に示されている。このような装置の最も好ましい特徴の１つは、各信号チャネルの通過帯域内での広くかつ平坦な応答をもつ分光応答である。この特徴は、システム設計者が、前記要素自体からの信号の歪曲を最小にする一方、より高い変調周波数、または伝送されたネットワーク信号のより高いデータ速度を可能にする。さらに、通過帯域にわたる平担部分をもつ分光応答グラフは、入力導波路で受信した入力信号の波長の変化に対する大きな耐性をもった装置、および、例えば、温度の変化、経年または製造上のずれの結果による装置の通過帯域波長の変化に耐性をもつ装置を示している。また、上述したように分光応答は、平板状の導波路の形状からの結果による偏光分散の効果を削減する。さらに、そのような平坦で広い通過帯域を有する装置は、ＤＷＤＭネットワークにおいて特に重要であり、そこでは、多重化フィルタが縦続接続され、積層された前記通過帯域が、単一フィルタの通過帯域よりも一層狭くなっている。

伝送係数が、前記分光応答内での通過帯域の端で鋭く落ち込むことが望ましい。これによって、隣接するチャネルは、許容できないクロストークを引き起こさずに接近して間隔を開けることができる。明らかに、伝送係数におけるより鋭い変化は、ほぼ等しい減衰をもって通過し、それによって、全体の通過帯域において同様な応答を与える通過帯域内の信号に帰着する。

平板状の導波路のデマルチプレクサ装置において、前記分光応答の形状は、出力の焦点面において振幅分布のコンボリューションによって決定され、そのことは、分散格子によって、出力導波路自体のモード像について形成された導波路モード像の画像である。前記チャネルの分光応答は、従来の装置における入力導波路および出力導波路の双方のために、単一モードの導波路が使用される場合には、前記チャネル分光応答は、ほぼガウス分布的な形状である。前記通過帯域は狭く、その通過帯域の頂点は平坦ではなく、もし、非常に広い間隔が用いられなければ、隣接するチャネルにおける比較的高いクロストークの結果によりその変化は遅くなり、それによって、前記システム内におけるチャネル数を制限する。

多数の改良された装置が前記通過帯域の分光応答を平坦化しかつ広げるために提案されている。しかしながら、それらはすべて限界と不利益をもっている。

デリスル等は、平坦な頂点をもつ分光応答を提供する種々の装置を提案している（特許文献１）。これらの装置の構造は、第１の波長の分散要素、反転手段および第２の波長の分散要素を有している。残念ながら、現代の製造技術を用いるにあたり、この型の装置は、商業的に利用できる態様で簡単には製造されない。

米国特許第６３８１０５２号

（発明の概要）
本発明は、平坦な頂点をもつ光学的マルチプレクサ装置を開示し、該装置は、
光学信号を受信する入力ポートと、
前記入力ポートと光学的に接続し、多重化された光学信号を予め定めた波長チャネルに対応する複数の光学信号に分割するための第１の波長分散要素と、
前記光学信号の少なくとも１を反射するための少なくとも１の光学要素と、
前記少なくとも１の光学要素から反射した光学信号を受信し、多重化反射光学信号を供給するために該反射した光学信号を波長多重化し、かつ該多重化反射光学信号を供給する第２の波長分散要素と、
前記第２の波長分散要素と光学的に接続し前記多重化反射光学信号を伝送する少なくとも１の出力ポートとを有する。

さらに、本発明は、波長多重化光学信号を操作して頂点が平坦な応答を生み出す方法を教示し、該方法は、
入力ポートにおいて第１の波長多重化光学信号を供給し、
波長に応じて前記第１の波長多重化光学信号を分散させ、
第１の特性隔離距離をもち予め定めた波長チャネルに対応しミラーアレイに入射した複数の光学信号を供給させ、
前記ミラーアレイを用いて前記複数の光学信号を反射させ、
前記第１の特性隔離距離よりも小さい第２の特性隔離距離をもち、前記ミラーアレイからの第２の光学信号を供給する。

（発明の詳細な説明）
図１は、一対の波長像を示す。垂直軸１１０は光学的強度を示し、水平軸１１１は光学信号の波長に対応する。第１の像１０１は従来の配列導波路格子（ＡＷＧ）のような、従来技術に係る波長デマルチプレクサに一致する。見ての通り、該像による光学信号の減衰は光学信号の波長の変動に非常に敏感である。第２の像１０２が、平坦な頂点をもつ像に対するシステム設計者の要件を表現するように示されている。この場合、伝送された信号の波長における変動は、設計者によって明瞭な通過帯域と呼ばれている、波長領域がλ_１およびλ_２の間に囲まれた、予め定められた波長領域内においては、結果として、減衰は顕著に小さくなっている。また、前記平坦な頂点をもつ像１０２のどちらかの側におけるより鋭い傾斜は、多重波長遠隔通信の当業者によっては良く知られているように隣接する波長チャネルに関するクロストークを禁止する。

平坦な頂点をもつ装置は、より調和した挿入損失をチャネル内に与えるので、この型の装置の周辺に組立てられたシステムは従来部品を用いたシステムよりもより簡単に種々の光源の波長の変動を許容することができる。実際、従来部品を用いたシステムでは、より多くの波長のチャネルが同一の光ファイバ上で多重化されるので、光学信号を供給するレーザは、非常に正確な波長の特徴をもつことを確かめる必要がある。したがって、これらのレーザは、製造するのに全く高価かつ困難である。平坦な頂点をもつ装置を使用することは、より低額でより簡単に利用できるレーザや、波長変換器のような他の光源の使用を可能にする。また、同一の光学システムが高いデータ速度で信号を伝送することを可能にする。これは、この信号の等価のスペクトルはより広く前記光学スペクトルのより広い部分をカバーするからである。

図２によると、従来技術に係る平坦な頂点をもつデマルチプレクサの平面図が示されている。この装置は、デリスレ等によって、２００２年４月３０日に発行された米国特許第６，３８１，０５２号の発明と一致している（特許文献１）。この装置は、配列導波路格子概念（ＡＷＧ）に基礎をおいて、入力導波路２００、第１の導波路アレイ２０１、反射手段２０２、第２の導波路アレイ２０３、および出力導波路２０４を特徴とするものである。この従来技術に係る装置において、光学信号は、前記入力導波路２００内を伝送し、広がって前記第１の導波路アレイ２０１に向かう。前記波長は、この第１の導波路アレイ２０１内を伝送した後、再結合する際に、空間的に分散される。前記光学信号は、それから、前記反射手段２０２によって反射される。前記信号はそれから前記第２の導波路アレイ２０３内を伝送し、前記出力導波路２０４で供給される。この従来技術において、前記反射手段２０２は、前記反射を各チャネルの狭い中央部分にのみ適用する。この場合、前記光学信号の一部を反射し、かつ当初の光学信号から前記光学信号の強度のこの部分を減ずることは、前記支持された波長チャネルの中央で前記光学信号の強度を減少する。この技術は、平坦な頂点の振る舞いを提供するけれども、どのようにしてそれが実行されるかは不明瞭である。実際、反射手段は、前記従来技術内で特定されるけれども、特には記載されていない。従来技術に係る反射手段は、かなり複雑であって、したがって、この装置のような型を製造することは、かなり困難でかつ全く高価となるであろう。明らかに、スペクトルの反射を実行する前記光学的要素におけるいくつかの余分のインタフェースを通過すべきであるので、追加の損失が導入されなければならない。

図３によると、従来技術に係る単純な湾曲したミラーのような等価物が示され、単純な光線図を用いる本発明の基本原理を説明している。ＡＷＧ、エシェル格子または他の分散要素のような分散要素３０１に入射した光は、球面ミラー３０２のような種々の領域に向かっている。いわゆる当業者によって良く理解されているように、前記波長分散要素３０１は、波長に応じて光を分散する。したがって、第１の波長をもつ光が、前記球面ミラー３０２の第１の位置に向けて進み、第２の他の波長をもつ光が前記球面ミラー３０２上の第２の位置に向かって進む。前記球面ミラー３０２は、全ての波長を等しく反射させて波長分散要素３０１にまで戻す。前記分散要素３０１を通る第２の通過の後、前記光は、それが伝送する経路に沿って戻る。この場合における動作は自明なので、そのようなシステムは、単純なミラーとして振舞う。

図４によると、従来技術に係る図３に比べてより複雑なシステムをもつ概念図を、再び、本発明の動作原理を説明するために示している。第１の導波路４００に沿って伝送する光が前記波長分散要素４０１によって、波長に応じて分散される。前記波長分散要素４０１から伝送する光学信号が、前記球面ミラー４０２に向かって伝送する。前記球面ミラー４０２は、前記分散要素４０１をもった半径軸に向いているが、前記光学信号を第２の分散要素４０３に前記光学信号を向ける。示されている前記第２の分散要素４０３は、機能的には前記第１の分散要素と同一である。この装置の全てにわたる動作は、直線的に一貫した接続と等価である。

非自明な光学動作を提供するために、図４の前記ミラーは、図５に示すように変更すべきである。

図５によると、本発明の実施の形態が示され、セグメント化され、またはのこぎり歯のようなミラー５０２を特徴としている。本発明のこの実施の形態にあっては、光は、第１の波長分散要素５０１に伝送し、波長に応じて分散される。分散された前記光は、前記セグメント化されたミラー５０２に向かって伝送する。前記セグメント化されたミラーは、そこに入射する光を反射する。我々が空間的にそこを横切った際に種々の方向で反射する前記セグメント化されたミラーに起因して、前記セグメント化されたミラーは、光学信号のいくつかを前記第２の波長分散要素５０３に向かって伝送させ、他のものを、前記第２の分散要素から離れるように向かわせる。前記ミラーの反射面の幾何形状に起因して、前記第２の波長分散要素５０３に入射して反射した前記光は、単一の出力光線に結合されない。その代わりとして、前記第２の波長分散要素５０３から伝送する種々の光線がやや異なる角度で供給され、またはその波長に応じた点から出力する。

図６によると、図５のシステムの操作がより詳細に示されている。前記システムは、第１の波長分散要素６０１、セグメント化されたまたはのこぎり歯状のミラー６０２、および第２の波長分散要素６０３を有している。使用の際には、光学信号が前記第１の波長分散要素６０１に供給される。前記光学信号は、波長に応じて分散され、前記セグメント化されたミラー６０２へ伝送される。いわゆる当業者には良く知られているように、多重波長を支える光学的通信部品は、典型的には、ＩＴＵ(International Telecommunication Union)格子として知られる工業的標準に対応する波長を支える。前記ＩＴＵ格子は、各支持されたチャネルに対する波長範囲を提供する。波長の分散の影響を減少させるために、前記ＩＴＵ格子は前記チャネル間に支持されない波長範囲を含む。光学信号がこの非支持波長範囲内にあるのならば、前記システムに好ましくないノイズを導入しやすい。再び図６に戻ると、前記第１の波長分散要素６０１から伝送する前記光学信号が、平行な光線６０６ａから６０６ｆによって示されている。前記６０６ａから６０６ｆまでの光線は平行であるとして示されている。これは、例示の目的でのみ示されている。前記６０６ａから６０６ｆまでの光線は前記セグメント化されたミラー６０２に入射する。例示の目的のために、６０６ａから６０６ｆまでの光線は、前記セグメント化されたミラー６０２を介して投射され、パネル６０４上に示されている。第１の領域６０５ａは第１の指示されたチャネルに対応し、第２の領域６０５ｂは第２の支持されたチャネルに対応する。前記距離６０９ａは領域６０５ａおよび６０５ｂの間の領域に対応するチャネル間の不使用領域に対応する。前記セグメント化されたミラーは、前記第１の領域６０５ａおよび前記第２の領域６０５ｂに対応する光学信号が、前記第２の波長分散要素６０３に反射されることを確実にするように設けられている。距離６０９ｂは、しかしながら、反射後には、前記距離６０９ａに一致し、前記光学信号は、相互に接近するように変位し、したがって、６０９ｂは６０９ａよりもやや小さい。チャネル間の間隔における突然の減少は、多重光学信号の方向に沿った非連続的変化に対応し、前記装置の通過帯域が平坦化された改良された動作に導く。このようにして、本発明のこの実施の形態に係る装置は、デリスレ等によって記述された前記光学的動作を反射手段なしに達成する。実際、光学的格子および反射端面の製作はこの分野では良く知られておりかつ比較的製造するのには単純である。さらに、前記セグメント化されたミラー６０２は、支持された波長チャネルに対応しない領域における前記セグメント化されたミラー上に入射した光を濾過するように作動する。したがって、前記パネル６０４上の位置６０８に対応する波長をもつ光学信号は、前記第２の波長分散要素６０３に反射されない。隣接する支持された波長チャネル間にある光学信号は、希望するならば、前記支持された波長チャネルに対応する光学信号からそらせる。したがって、図６で記述された装置は、波長の多重化光学信号に対しては、波長のフィルタとして作動する。事実、その変化は、前記セグメント化されたミラーの完成に依存して非常に突然でありうる。

図７によると、本発明の第１の実施の形態の平面図が示されている。この実施の形態は、入力導波路７００、入力平板７０１、導波路７０２の第１のアレイおよび中間平板領域７０３、ミラーアレイ７０４、導波路７０５の第２のアレイ、出力平板７０６及び出力導波路７０７を特徴とする。この実施の形態は、予め定めた波長チャネル間に存在する任意の光学的ノイズの光学的強度を減少させるためのフィルターとして使用できる。使用に際して、光学信号は前記入力導波路７００内を前記入力平板７０１を介して前記導波路７０２の前記第１のアレイにまで伝送する。前記光学信号は、それから、前記ミラーアレイ７０４と相互作用する前記中間平板領域７０３に供給される。前記ミラーアレイ７０４は、予め定めた組の波長チャネルに相当する光学信号の部分にのみを反射する。したがって、予め定めた波長チャネルに相当しない光学信号は減衰する。残りの光学信号は、前記ミラーアレイ７０４から反射され前記中間平板領域７０３内を伝送する。この光学信号は、それから。導波路７０５の前記第２のアレイに接続し、それから、出力平板７０６に接続する。このようにして、望まない光学ノイズは、光から電子へそして光への高価な変換（ＯＥＯ変換）なしに前記多重化光学信号から濾過される。高い反射率をもつミラーアレイ７０４を提供するために、そこへ入射した前記光学信号の全体的内部反射をミラーが支援することが示唆されている。加えて、前記ミラーアレイ７０４は、フォトリソグラフマスクを有する化学的エッチング法を使用して、製造されることが示唆されている。

図８によると、本発明の第２の実施の形態が示され、入力導波路８００、入力平板８０１、導波路８０２の第１のアレイ、中間平板８０３、調節可能ミラー８０４のアレイ、導波路８０５の第２のアレイ、第１の出力平板８０６、第１の組の出力ポート８０７、導波路８０８の第３のアレイ、第２の出力平板８０９、および第２の組の出力ポート８１０を特徴とするものである。この実施の形態にあっては、波長多重化光学信号が前記入力導波路８００に供給され、前記入力平板８０１に伝送し、そこでは、それは、導波路８０２の前記第１のアレイと接続する。前記波長多重化光学信号は、前記中間平板領域８０３内で伝送し、調節可能ミラー８０４のアレイに焦点を合わせている。前記装置は、予め定めた波長チャネルに相当する光学信号が、前記調節可能ミラー８０４のアレイの特定のミラーに供給される。前記予め定めた波長チャネル間のギャップに相当する光学信号は、それらが前記ミラー要素８０４を通過して分散される際に減衰する。調節可能ミラーの前記アレイは、制御されて、前記ミラーに入射した前記光学信号を、導波路８０５および８０８の第２および第３のいずれかに、向け直す。導波路８０５の前記第２のアレイに供給された光学信号は、第１の出力平板８０６内で前記第１の出力ポート８０７に伝送する。代わりに、「切り替えられた」ミラーによる前記光学信号は、導波路８０８の前記第３のアレイに供給される。導波路８０８の前記第３のアレイに供給された光学信号は、前記第２の出力平板８０９内で前記第２のポート８１０に伝送する。したがって、本発明のこの実施の形態は、予め定めた前記チャネル間の望ましくないノイズを同時に減少させながら、個々のチャネルの切り替えを可能にする。前記光学信号の前記方向は、前記入力導波路８００から調節可能ミラー８０４の前記アレイにまで伝送する際に、明瞭に特定されるけれども、このことはこの装置が完全に２方向の態様で選択的に使用するような場合のものに限られることには必ずしもならない。

図９によると、本発明の第３の実施の形態が示されている。図９に示された要素の機能および記述は、同一の参照番号をもつ他の図の要素と等価である。中間導波路９０７は、
多重化された光学信号を前記出力平板７０６から受ける。前記多重化された光学信号は、前記デマルチプレクサ入力平板９０８に向かって伝送する。前記多重化された光学信号の複数の部分がそれから前記導波路９０９の前記デマルチプレクサアレイに沿って伝送し、前記デマルチプレクサ出力平板９１０によって受信される。１組の光学信号が出力導波路９１１の前記アレイに供給される。その構造の幾何的および物理的性質は、出力導波路９１１のアレイに存在する各光学信号が予め定めた波長チャネルに一致するように選ばれる。したがって、本発明のこの実施の形態は、多重化した光学信号を受信し、その信号を濾過し、それから濾過された多重化された光学信号を特定の予め定めた波長チャネルに対応する１組の光学信号に分割する。

図１０によると、本発明の第４の実施の形態の平面図が示されている。この実施の形態は、第１の導波路１００１、第２の導波路１００２および第３の導波路１００３、第１のサーキュレータ１００４、入力ポート１００６をもった導波基板１００５、第１の平板領域１００７、第１の導波路アレイ１００８、中間平板領域１００９、調節可能ミラー１０１０のアレイ、第２の導波路アレイ１０１１、第２の平板領域１０１２、複数の出力ポート１０１３、第４の導波路１０１４、第５の導波路１０１５、第６の導波路１０１６および第２のサーキュレータ１０１７を有する。使用の際には、前記第１の導波路１００１内を伝送する光学信号は前記第１のサーキュレータ１００４を介して前記第２の導波路１００２と結合する。前記光学信号は前記第２の導波路１００２に沿って伝送し、前記入力ポート１００６で前記導波基板１００５に入力する。前記入力ポート１００６から、前記光学信号は前記第１の平板領域１００７を通って伝送し、導波路１００８の前記第１のアレイに入力する。前記光学信号は、それから、中間平板領域１００９を通って伝送し、１組のチャネル信号に分割再生（デマルチプレクサ）される。各チャネル信号は調節可能ミラー１０１０の前記アレイによって反射される。本発明のこの実施の形態において、前記光学信号は、複数のチャネル信号を支援する波長多重化された光学信号であって、各々は、特徴的波長範囲をもつている。各特長的波長範囲は予め定めた波長チャネルと一致する。予め定めた前記波長チャネル間の前記光学信号内に存在する光学的ノイズは調節可能ミラー１０１０のアレイの領域に入射し、分散に対するノイズを引き起こす。したがって、前記光学的ノイズは、実質上、導波路１００８の第１のアレイまたは導波路１０１１の第２のアレイのいずれかと結合することが防止される。

調節可能ミラー１０１０の前記ミラーは、活性化されて特定の波長チャネルに対応する個々のチャネル信号を導波路１００８の前記第１のアレイまたは導波路１０１１の前記第２のアレイのいずれかに伝送する。調節可能ミラー１０１０の前記アレイから導波路１００８の前記第１のアレイに向けられたチャネル信号は導波路１００８の前記第１のアレイ内を伝送し、前記入力ポート１００６を通って前記第２の導波路１００２に沿って前記第１のサーキュレータ１００４にまで続くであろう。前記第１のサーキュレータ１００４はそれからこのチャネル信号を前記第３の導波路１００３と結合させる。代わりに、チャネル信号が調節可能ミラー１０１０の前記アレイから導波路１０１１の前記第２のアレイにまで向く場合には、前記チャネル信号はその際、導波路１０１１のこの第２のアレイを通って、前記第２の平板領域１０１２にまで伝送される。導波路１０１１の前記第２のアレイに供給された前記光学信号は、多重化され多重化出力信号を生成する。この多重化出力信号は導波路１０１８に供給されてそれに沿って伝送する。予め定めた個々のチャネルに対応する光学信号を供給するためには、前記多重化出力信号は、ＡＷＧ入力平板１０１９、導波路１０２０のＡＷＧアレイおよびＡＷＧ出力平板１０２１をもつ配列導波路格子と結合する。出力導波路１０１４は、予め定めた個々のチャネルに対応するそのような光学信号の１と結合し、それ以降、第２のサーキュレータ１０１７へのチャネル信号として引き合いに出される。前記チャネル信号が前記第２のサーキュレータ１０１７によって受信されると、それは、前記第５の導波路１０１５と結合する。このチャネル信号は、「離脱」として記述される。前記第６の導波路１０１６に沿って前記第２のサーキュレータ１０１７に向かって伝送する前述したチャネル信号と同様の波長チャネルに対応する第２のチャネル信号は前記第２のサーキュレータ１０１７によって前記第４の導波路１０１４と結合するであろう。前記第２のチャネル信号は、前記第１のチャネル信号が伝送する前記光学的経路と同様な経路に沿って伝送するが、前記第２のチャネル信号の伝送の方向は前記第１のチャネル信号の方向と反対であるので、前記第２のチャネル信号は、前記第１のサーキュレータと異なった態様で相互作用する。特に、前記第２のチャネル信号は前記第２の導波路１００２に沿って伝送し、前記第１のサーキュレータ１００４によって受信される。前記第２のチャネル信号は、それから、前記第３の導波路１００３に供給されてそれにそって伝送する。この第２のチャネル信号は、「追加」として記述される。このチャネル信号の「追加」および「離脱」の用語は、追加／離脱分解モジュールの技術分野の当業者にとっては周知であろう。

有益なことには、この実施の形態に係る装置はまた前記支持された波長チャネル間の光学ノイズを減少させるのに役に立つ。１の出力ポートのみが、チャネル信号を追加しかつ離脱させるために他の光学装置に結合するように示されているが、このことは、必ずしもその場合に限られるものではない。明らかに、出力ポート１０１３の各々は、任意に前記第４の導波路１０１４、前記第５の導波路１０１５、前記第６の導波路１０１６及び前記第２のサーキュレータ１０１７に類似する１組の光学要素と結合する。前記出力ポ−ト１０１３は、任意に外部の光学回路に結合するので、任意の利用可能なチャネルを支持することを希望するので、追加の導波路およびサーキュレータを追加することは単純である。種々の異なった希望が利用できて調節可能ミラー１０１０を活性化する。例えば、前記ミラーは、選択的にマイクロ電子機構システム（ＭＥＭＳ）アクチュエータを含有させる。

明瞭に、その分野の当事者は、図１０の実施の形態に対する広い種々の変形を簡単に構想することができる。例えば、種々の出力ポート１０１３における複数のチャネル信号を提供するよりも、チャネル信号の複数性は、任意に、波長を多重化させ、図１１に示されているように、単一の共通の出力ポート１１００において供給される。この配置において、従来の配列された導波路格子の形態での他の装置１１０１が、個々のチャネル信号を分離しかつ任意に他のチャネル信号を供給するために使用される。したがって、この配置において、サーキュレータの数は多数の光学的波長のチャネルが任意に切り替えられる図６の実施の形態に比較して削減される。

図１２によると、本発明の実施の形態に係る光学的動作を表す光線ダイアグラムが示されている。前記ダイアグラムは、１組の光線１〜６、およびセグメント化されたミラー７を示している。簡単のために、前記光線１〜６が並行に示されている。前記セグメント化されたミラー７の端面が偶数の光線２，４，６が第１の方向に沿って反射し、奇数の光源１、３、５が第２の方向に沿って反射するように設けられている。いわゆる当業者であれば、この装置の光学的振る舞いは、光学的インターリーバを提供するのに有益である。

代わりに、図１３に示すように、本発明に係る光学的インターリーバの構造に相当する光線ダイアグラムが示されている。前記インターリーバは、セグメント化されたミラー１３０９に入射する光学信号を４つの出力平板の１に向ける。本発明のこの実施の形態において、前記セグメント化されたミラー１３０９内に４組の端面がある。端面の１組は、予め定めた入力ポートから供給された光学信号を特定の出力平板へ向けるためである。したがって、光線１３０１，１３０５は、第１のポートへ向き、光線１３０２，１３０６は、第２のポートへ伝送し、光線１３０３，１３０７は第３のポートへ伝送し、光線１３０４，１３０８は第４のポートへ伝送する。したがって、25GHzのチャネルが100GHzのチャネルの４つの流れから生成されかつ分解される。明らかに、他のこのような変形は、いわゆる当業者にとって明瞭である。

いわゆる当業者にとって、セグメント化され、のこぎり状のミラー構造が平坦なチャネル形状を提供することは明らかであろう。このチャネル形状は高度に有益である。本発明の多数の他の実施の形態が、光学通信及び配列された導波路装置の分野での当業者によって構想される。

平坦な頂点をもつデマルチプレクサからの第１の光学信号および従来例に係るガウス分布のデマルチプレクサによって供給された同一の中央の波長をもつ第２の光学信号を特徴とする波長像である。 従来例に係る平面図であり、デリスレ等の平坦な頂点をもつ出力特性をもつ平坦な頂点をもつ波長分散要素である。 単純な反射機として作用する光学的光線図の概要を表示する平面図である。 連続的な導波路として作用する本発明の自明な実施の形態のような光学的光線図の概要を示す平面図である。 図４に類似する、前記光学的経路内に設けられた多面体ミラーをもった本発明の実施の形態に係る前記光線図の概要を表示する平面図である。 光線を転送し、前記ミラーの隣接する歯に入射した光線間での物理的分離を変化させ、支持しない波長を濾過するのこぎり歯状ミラーのような形態の本発明の実施の形態によって提供された１組の光学経路を表す光線概要を示す平面図である。 縦続接続された格子の基礎となるＤＷＤＭ要素及び多面体反射面をもった本発明に係る波長デマルチプレクサの平面図である。 本発明に係る波長スイッチの平面図である。 本発明に係る多重波長フィルタの平面図である。 個々の波長チャネルが共通の基板の出力ポートから進入可能である追加―離脱ノードをもつて使用するための本発明に係るスイッチ装置である。 光学信号が共通の出力ポート近傍で波長多重化される追加―離脱ノードをもって使用する本発明に係るスイッチ装置である。 本発明に係る多数の小面のあるミラーを含む光学的インターリーバの図である。 本発明に係る光学的インターリーバに関する光線図である。

符号の説明

５０１，５０３，６０１，６０３ 波長分散要素
５０２，６０２，１３０９ ミラー
６０４ パネル
６０５ａ，６０５ｂ 領域
６０６ａ〜６０６ｆ，１３０１〜１３０８ 光線
６０８ 位置
６０９ａ，６０９ｂ 距離
７００，８００， 入力導波路
７０１，８０１，１０１９ 入力平板
７０２，７０５，８０２，８０５，８０８，９０９，１００１，１００２，１００３，１０１５，１０１６，１０１８，１０２０ 導波路
７０３，８０３，１００９ 中間平板（中間平板領域）
７０４ ミラーアレイ
７０６，８０６，８０９，１０２１ 出力平板
７０７，９１１，１０１４ 出力導波路（導波路）
８０４，１０１０ 調節可能ミラー（ミラー要素）
８０７，８１０，１０１３，１１００ 出力ポート
９０７ 中間導波路
９０８，９１０ デマルチプレクサ入力平板
１００４，１０１７ サーキュレータ
１００５ 導波基板
１００６ 入力ポート
１００７，１０１２ 平板領域
１００８，１０１１ 導波路アレイ（導波路）
１１０１ 装置

Claims (17)

1. 光学信号を受信する入力ポートと、
   前記入力ポートと光学的に接続し、多重化された光学信号を予め定めた波長チャネルに対応する複数の光学信号に分割するための第１の波長分散要素と、
   前記光学信号の少なくとも１を反射するための少なくとも１の光学要素と、
   前記少なくとも１の光学要素から反射した光学信号を受信し、多重化反射光学信号を供給するために該反射した光学信号を波長多重化し、かつ該多重化反射光学信号を供給する第２の波長分散要素と、
   前記第２の波長分散要素と光学的に接続し前記多重化反射光学信号を伝送する少なくとも１の出力ポートとを有する平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
2. 前記光学要素は光学的に２方向に向いている請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
3. 光学的減衰領域を有し、前記光学要素は、選択的かつ光学的に予め定めた波長チャネルに対応する光学信号を前記第２の波長分散要素または前記光学的減衰領域のいずれか１と接続する同調可能反射機を有する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
4. 前記光学要素は、選択的かつ光学的に予め定めた波長チャネルに対応する光学信号を前記第２の波長分散要素のいずれか１と結合させまたは前記光学信号を前記第１の波長分散要素に反射して戻す同調可能反射機を有する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
5. 前記光学要素は、一連の反射的セグメントを有し、前記ミラーの各セグメントは、予め定めた波長チャネルに対応し、前記ミラーの隣接するセグメントに入射した光学信号間の隔離距離は、前記隣接するセグメント上の前記信号の反射の結果として削減される請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
6. 前記光学要素は、一連の反射的セグメントを有し、前記反射的セグメントの少なくとも１つは、マイクロ電子機構ミラーを有する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
7. 前記光学要素は、一連の反射的セグメントを有し、前記反射的セグメントは、のこぎり歯の形状のパターンを形成し、前記反射セグメントは、フォトリソグラフのマスクを使用する化学的エッチングによって製造された請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
8. 前記光学要素は、一連の反射的セグメントを有し、前記反射的セグメントの少なくとも１は、内部全反射を用いて光を反射する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
9. 光学的に少なくとも１の光学要素と結合した第３の波長分散要素と、
   前記第３の波長分散要素と光学的に結合した第２の出力ポートとを有し、
   前記第３の波長分散要素は、前記光学要素からの光学信号を受信し、第２の反射された多重化光学信号を供給し、前記第２の出力ポートは、前記第２の波長多重化光学信号を供給する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
10. 前記光学要素は、選択的かつ光学的に予め定めた波長チャネルに対応する光学信号を前記第２または第３の波長分散要素のいずれか１と結合させる同調可能反射機を有する請求項９に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
11. 前記同調可能反射機は、同調可能な反射要素のアレイを有し、前記同調可能反射機のアレイの各反射要素は、選択的かつ光学的に予め定めた波長チャネルを前記第２の波長分散要素または前記第３の波長分散要素のいずれか１と結合可能である請求項１０に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
12. 少なくとも１の光学信号を前記出力ポートから受信する第３の波長分散要素と、
    複数の出力ポートとを有し、
    前記第３の波長分散要素は分散のためであり、前記複数の出力ポートの各々は、光学的に前記第２の波長分散要素と接続し、前記複数の出力ポートは、前記支持された波長チャネルに対応する光学信号を供給する請求項１に記載の平坦な頂点をもつ光学的多重化装置。
13. 入力ポートにおいて第１の波長多重化光学信号を供給し、
    波長に応じて前記第１の波長多重化光学信号を分散させ、
    第１の特性隔離距離をもち予め定めた波長チャネルに対応しミラーアレイに入射した複数の光学信号を供給させ、
    前記ミラーアレイを用いて前記複数の光学信号を反射させ、
    前記第１の特性隔離距離よりも小さい第２の特性隔離距離をもち、前記ミラーアレイからの第２の光学信号を供給する工程を有する波長多重化光学信号を操作して平坦な頂点をもつ応答を生じさせる方法。
14. 前記第２の複数の光学信号を波長多重化させ、出力ポートにおいて、波長多重化光学信号を供給する請求項１３に記載の方法。
15. 前記反射工程は、予め定めたチャネルの何れにも対応しない波長をもつ光を分散させる
    工程を有する請求項１４に記載の方法。
16. 前記ミラーアレイの１のミラーの特性角度を変化させて、そこに入射した光学信号を選択的に導く請求項１３に記載の方法。
17. 前記ミラーの前記角度は、電子制御信号を介して制御する請求項１６に記載の方法。
    

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