JP2006313820A

JP2006313820A - Optical doubling device and optical triplicating device

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Publication number: JP2006313820A
Application number: JP2005135816A
Authority: JP
Inventors: Adrian O'donnell; オドネルエイドリアン; Fang Wu; ウーファン; Valery I Tolstikhin; アイトルスチヒンヴァレリー
Original assignee: Metrophotonics Inc
Current assignee: Metrophotonics Inc
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2006-11-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical element which is hybrid-integrated for materializing a two-way transmission of three wavelengths. <P>SOLUTION: In an optical triplicating device 200, an external optical signal is passed through a laser light source 202 in a first wavelength band for propagation therein. The laser light source supplies the optical signal having a second wavelength band. The triplicating device 200 has an optical detector 203 for supplying a strong feedback signal to the laser light source, and a high density wavelength division multiplexer 204 for dividing external light. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学的二重化装置および三重化装置に関する。この光学的素子は、家庭までのファイバ接続（ＦＴＴＨ）システムで用いられることが多い。より具体的には、本発明は、使いやすく経済的で低価格の光学的二重化装置および三重化装置を提供することを目的とする光学的基体上の素子の設計および配置に関するものである。 The present invention relates to an optical duplexer and a tripler. This optical element is often used in a fiber-to-home (FTTH) system. More specifically, the present invention relates to the design and placement of elements on an optical substrate aimed at providing an easy to use, economical and low cost optical duplexer and tripler.

（背景技術）
家庭までのファイバ接続（ＦＴＴＨ）システムは、種々の通信装置およびサービスを支える。多重化技術が提案され、その重要性が評価されているけれども、今日の主要な多重化方法は、受動的光学ネットワーク（ＰＯＮ）に依存している。該受動的光学ネットワークは、縮小化した物理的な基幹施設によって、顧客にサービスの配信を提供する。提供するサービスが進化するので、工業的基準は、ブロードバンドＰＯＮ（Ｂ−ＰＯＮ）から、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（Ｅ−ＰＯＮ）を経て、ギガバンドＰＯＮ（Ｇ−ＰＯＮ）まで、そして究極的には波長分割多重化ＰＯＮ（ＷＤＭ−ＰＯＮ）までの一連の工程をカバーする。 (Background technology)
Fiber to home (FTTH) systems support a variety of communication devices and services. Although multiplexing techniques have been proposed and their importance has been evaluated, today's primary multiplexing method relies on passive optical networks (PON). The passive optical network provides service delivery to customers through a reduced physical infrastructure. As the services offered evolve, industrial standards range from broadband PON (B-PON) to Ethernet (registered trademark) PON (E-PON) to Gigaband PON (G-PON) and ultimately A series of processes up to wavelength division multiplexing PON (WDM-PON) is covered.

これらのＰＯＮ技術およびＦＴＴＨシステムの全てに共通するのは、単一の光導波路を通して光信号を提供し及び受信する加入者インタフェースに対する要求である。単一の光導波路上の双方向の送信の使用は、基幹施設を縮小化し、さらにコストを下げる。新生の工業的標準によると、前記ＦＴＴＨシステムは、一般に、３つの波長（約１３１０ｎｍ／１４９０ｎｍ／１５５０ｎｍ）での光信号の使用に基づいており、セット・トップ・ボックスでの加入者インタフェースまたは居住地インタフェースを提供する素子は三重化装置と呼ばれている。この光学的三重化装置は、１の上流に向かう光信号（約１３１０ｎｍで）を送信する一方、約１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長で２つの下流に向かう光信号を受信する。これらの信号は波長によって分離されており、第１の波長、典型的には１５５０ｎｍが映像の信号に当てられ、第２の波長、典型的には１４９０ｎｍは、音声およびデータ信号に当てることができる。 Common to all of these PON technologies and FTTH systems is a requirement for a subscriber interface to provide and receive optical signals through a single optical waveguide. The use of bidirectional transmission on a single optical waveguide reduces the infrastructure and further reduces costs. According to emerging industrial standards, the FTTH system is generally based on the use of optical signals at three wavelengths (approximately 1310 nm / 1490 nm / 1550 nm) and is either a subscriber interface or a residential area in a set top box The element that provides the interface is called a triplexer. The optical triplexer transmits one upstream optical signal (at about 1310 nm) while receiving two downstream optical signals at wavelengths of about 1490 nm and 1550 nm. These signals are separated by wavelength, a first wavelength, typically 1550 nm, can be devoted to video signals, and a second wavelength, typically 1490 nm, can be devoted to audio and data signals. .

現在、そのような光学的三重化装置は、種々の別体の素子を組立品に統合することによって製造されるだろう。これらの素子は、１３１０ｎｍのレーザ光源でフィードバック信号を提供するためのフォトダイオードをもつもの、第１の波長分割マルチプレクサ（以下「ＷＤＭ」という）であって前記１３１０ｎｍ信号を１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号から分離するもの、第２のＷＤＭであって前記１４９０ｎｍ信号を１５５０ｎｍ信号から分離するもの、および１組の光検出器であって前記１４９０ｎｍ信号および１５５０ｎｍ信号を検知するものを含有する。上記レーザ光源および光検知器は、本来、最初に組み立てられ、密封される素子である。この三重化装置それ自体は、それ自体高度に製造される実体である多重化部品の一部を使用するために高価であり、これらの部品を物理的に組み立てることのみならず最終的な調製および調節を実行するという両方の高度な労働要素を伴う。この三重化装置それ自体は十分に高価であるので、システムの実行者は、単一の家族の住居内の商業的な使用を支えられず、それによって全体の住民への非常に高速のサービスの浸透を制限する。 Currently, such optical triplex devices will be manufactured by integrating various separate elements into the assembly. These elements are photodiodes for providing a feedback signal with a 1310 nm laser light source, a first wavelength division multiplexer (hereinafter referred to as “WDM”), which separates the 1310 nm signal from the 1490 nm and 1550 nm signals. A second WDM that separates the 1490 nm signal from the 1550 nm signal, and a set of photodetectors that sense the 1490 nm signal and the 1550 nm signal. The laser light source and the light detector are essentially elements that are first assembled and sealed. This triplexer itself is expensive to use some of the multiplexed parts that are themselves highly manufactured entities, and these parts are not only physically assembled but also final prepared and It involves both advanced labor elements of implementing regulation. The tripler itself is expensive enough that system implementers cannot support commercial use within a single family residence, thereby providing very fast service to the entire population. Limit penetration.

代わりに、単一の導波基板又はチップ内への全ての必要な部品を供給することが非常に望ましい。あいにく、光学技術の現状は、光学的三重化素子は、燐化インジウムを基礎とした導波路要素に１個の半導体結晶として集積化され、そのときでさえ、この部品は簡単には組み立てられない。特に、その装置の任意の共通の導波路部分は同時に１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号を支えることを意図している。受動的光導波路はこれらの広く分散した波長を応分な距離にわたって支えるけれども、３つの波長の全てで、好ましい動作を持つ光信号を生成することは非常に難しい。したがって、前記集積化した光学的三重化装置は、支えられた最も長い波長、この場合は１５５０ｎｍで光信号を伝送しようとする共通の波長を特別扱いする（スポットを当てて扱う）。したがって、残念ながら、このことは、前記１３１０ｎｍ波長源によって供給される任意の光信号の実質上の減衰に帰着する。実質上１３１０ｎｍの光信号を減衰させない光学的三重化装置を供給することは利益があるであろう。 Instead, it is highly desirable to supply all the necessary components in a single waveguide substrate or chip. Unfortunately, the current state of the optical technology is that the optical triplex element is integrated as a single semiconductor crystal in a waveguide element based on indium phosphide, and even then, this component is not easily assembled. . In particular, any common waveguide portion of the device is intended to simultaneously support 1310 nm, 1490 nm, and 1550 nm optical signals. Although passive optical waveguides support these widely dispersed wavelengths over a reasonable distance, it is very difficult to generate optical signals with favorable behavior at all three wavelengths. Thus, the integrated optical triplexer specially treats the longest supported wavelength, in this case the common wavelength at which the optical signal is to be transmitted at 1550 nm. Therefore, unfortunately this results in a substantial attenuation of any optical signal supplied by the 1310 nm wavelength source. It would be beneficial to provide an optical triplexer that does not substantially attenuate the 1310 nm optical signal.

それはそれとして集積化光学的三重化装置の従来技術を検索しても資料がないことが分かった。最新の研究および割り出した従来技術は、単一のＷＤＭ素子を、シリコン上のシリカのような平面状の導波路基板上に集積化およびそれに続く半導体レーザおよび光検出器を伴うこれらのハイブリッド集積化に関係する。 As a result, it was found that there was no data even when searching the prior art of the integrated optical triplexer. State-of-the-art research and determined prior art has integrated a single WDM device onto a planar waveguide substrate, such as silica on silicon, followed by their hybrid integration with semiconductor lasers and photodetectors Related to.

（発明の概要）
前記発明は、光学的素子を教示する。該光学的素子は、基板と、レーザ波長帯域に相当する固有の波長で光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、前記レーザと光学的に接続した第１の光検出器と、第１の出力端子および第１の入力端子をもつフィルタと、前記基板に設けられ、光学的に前記第１の出力端子と接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは第1のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、前記第２のレーザポートは、前記レーザの波長帯域と異なる第１の所定波長に相当する波長をもつ第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給される光信号の強度に応じてデータを供給し、前記フィルタは、前記第１の外部光信号を有する光を第１の入力端子において受信し、波長に応じて前記光を濾過し、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、そこに入力した光の強度に応じたデータ出力信号を供給するものである。 (Summary of Invention)
The invention teaches optical elements. The optical element includes a substrate, a laser that supplies light at a specific wavelength corresponding to a laser wavelength band, a first photodetector that is provided on the substrate and is optically connected to the laser, and a first detector A filter having an output terminal and a first input terminal, and a second photodetector optically connected to the first output terminal provided on the substrate, wherein the laser is a first laser And a second laser port, wherein the second laser port receives a first external optical signal having a wavelength corresponding to a first predetermined wavelength different from the wavelength band of the laser, The optical detector supplies data according to the intensity of the optical signal supplied by the laser, and the filter receives light having the first external optical signal at a first input terminal, and converts it into a wavelength. In response, the light is filtered and applied to the first output terminal. In this case, the light corresponding to the first predetermined wavelength band is supplied, and the second photodetector supplies a data output signal corresponding to the intensity of the light input thereto.

本発明は、また、実行の際に、光学的素子の設計に帰する指示データを格納するための格納媒体を提供し、前記光学的素子は、
基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長で光を供給するレーザと、前記基板に設けられ、光学的に前記レーザと接続した第１の光検出器と、第１の出力端子および第１の入力端子を有するフィルタと、前記基板上に設けられ光学的に前記第１の出力端子と接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは、第１のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、該第２のレーザポートは、前記レーザ波長帯域とは異なる第１の所定波長に相当する波長を有する第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給される光信号の強度に応じたデータを供給し、前記フィルタは、前記第１の外部光信号を有する光を前記第１の入力端子で受信しかつ波長に応じて前記光を濾過し、前記第１の出力端子で前記第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じてデータ出力信号を供給する。 The present invention also provides a storage medium for storing instruction data that, when executed, is attributed to the design of the optical element, the optical element comprising:
A substrate, a laser that supplies light at a natural wavelength corresponding to a laser wavelength band, a first photodetector that is provided on the substrate and optically connected to the laser, a first output terminal, and a first A filter having an input terminal; and a second photodetector optically connected to the first output terminal provided on the substrate, wherein the laser includes a first laser port and a second laser. The second laser port receives a first external optical signal having a wavelength corresponding to a first predetermined wavelength different from the laser wavelength band, and the first photodetector comprises: Data is supplied according to the intensity of an optical signal supplied by the laser, and the filter receives light having the first external optical signal at the first input terminal and outputs the light according to wavelength. Filtered and at the first output terminal the first location Supplying a light corresponding to a wavelength band, said second photodetector provides a data output signal in response to the intensity of the incident light.

前記発明の実施の形態に係る光学的素子は、通信ポートを有する基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長において光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を有するフィルタと、上記基板に設けられかつ光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器と、
上記基板上に設けられ前記フィルタの前記第１出力端子と光学的に接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは、エネルギー放射領域を有し、前記フィルタは、前記入力端子において光を受信し、波長に応じて前記光を分散させ、前記フィルタは、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、該第１の波長帯域は前記レーザ波長帯域とは異なり、該フィルタは、第２の出力端子において前記レーザ波長帯域に相当する光を供給し、該第２の出力端子は、前記レーザのエネルギー放射領域と光学的に接続し、前記入力端子は、前記通信ポートと光学的に接続し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給された光信号の強度に応じたデータを供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じたデータ出力信号を供給する。 The optical element according to the embodiment of the present invention includes a substrate having a communication port, a laser that supplies light at a natural wavelength corresponding to a laser wavelength band, an input terminal, and a first output terminal provided on the substrate. And a filter having a second output terminal; a first photodetector provided on the substrate and optically connected to the laser;
A second photodetector optically connected to the first output terminal of the filter provided on the substrate, the laser having an energy emission region, and the filter at the input terminal Receiving light, dispersing the light according to wavelength, the filter supplying light corresponding to a first predetermined wavelength band at the first output terminal, wherein the first wavelength band is the laser wavelength; Unlike the band, the filter supplies light corresponding to the laser wavelength band at a second output terminal, the second output terminal optically connected to the energy emission region of the laser, and the input The terminal is optically connected to the communication port, the first photodetector supplies data according to the intensity of the optical signal supplied by the laser, and the second photodetector is incident Depending on the intensity of the light And supplies the data output signal.

さらに、本発明は、動作中に、光学的素子の設計に帰着する指示データを格納する格納媒体を教示する。該光学的素子は、通信ポートを有する基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長で光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を有するフィルタと、上記基板に設けられかつ光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器と、上記基板上に設けられ前記フィルタの前記第１出力端子と光学的に接続した第２の光検出器とを有し、前記レーザは、エネルギー放射領域を有し、前記フィルタは、前記入力端子において光を受信し、前記波長に応じて前記光を分散させ、前記フィルタは、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、該第１の波長帯域は前記レーザ波長帯域とは異なり、該フィルタは、第２の出力端子において、前記レーザ波長帯域に相当する光を供給し、該第２の出力端子は、前記レーザのエネルギー放射領域と光学的に接続し、前記入力端子は、前記通信ポートと光学的に接続し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給された光信号の強度に応じてデータを供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じたデータ出力信号を供給する。 In addition, the present invention teaches a storage medium that stores instruction data that results in the design of the optical element during operation. The optical element is provided on a substrate having a communication port, a laser that supplies light at a natural wavelength corresponding to a laser wavelength band, the substrate, and includes an input terminal, a first output terminal, and a second output terminal. A first light detector provided on the substrate and optically connected to the laser, and a second light provided on the substrate and optically connected to the first output terminal of the filter. A detector, the laser has an energy emission region, the filter receives light at the input terminal, disperses the light in accordance with the wavelength, and the filter has the first Light corresponding to a first predetermined wavelength band is supplied at an output terminal, the first wavelength band is different from the laser wavelength band, and the filter corresponds to the laser wavelength band at a second output terminal. Provide light The second output terminal is optically connected to the energy emission region of the laser, the input terminal is optically connected to the communication port, and the first photodetector is connected to the laser by the laser. Data is supplied according to the intensity of the supplied optical signal, and the second photodetector supplies a data output signal according to the intensity of the incident light.

（発明の詳細な説明）
ここに記載された前記光信号は、１５５０ｎｍのような非常に明確な波長値で提供される。光ネットワークの分野の当業者は、そのような波長は一般に用いられる波長帯域（またはバンド）を記述し、したがって、１５５４ｎｍの光信号は、低密度の素子内でその信号を送信する目的では１５５０ｎｍとして取り扱われることを理解すべきである。一方、高密度の波長分割多重化（ＤＷＤＭ）素子が関係する場合には、１５５０ｎｍ信号は、１５５１ｎｍ信号とは混同されるべきではないだろう。 (Detailed description of the invention)
The optical signal described here is provided with a very distinct wavelength value, such as 1550 nm. Those skilled in the field of optical networks will describe such a wavelength band (or band) where such wavelengths are commonly used, so an optical signal at 1554 nm is assumed to be 1550 nm for the purpose of transmitting that signal in a low density device. It should be understood that it is handled. On the other hand, a 1550 nm signal should not be confused with a 1551 nm signal when high density wavelength division multiplexing (DWDM) devices are involved.

図１に関して、従来技術に係る光学的三重化装置１００が図示されている。スクロブコ等による米国特許第６６７４９６７号においては、そのような従来技術に係る光学的三重化装置がゲインコントロールとともに開示されている。前記光学的三重化装置１００は、光学的入力／出力端子１０１、第１のＷＤＭ１０２、第２のＷＤＭ１０３、第１の光検出器１０４、第２の光検出器１０５、共通光路１０６および１３１０ｎｍの光信号を供給するレーザ光源１０７を有する。使用に際して、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長での光信号が、前記入力／出力端子１０１を介して前記三重化装置に供給され、これらの信号は、前記共通光路１０６に沿って伝播する。該共通光路１０６は、一般には、空気中の自由空間を介した前記第１のＷＤＭ１０２までの伝播であって、前記１５５０ｎｍの波長信号を前記１４９０ｎｍ波長信号から分離する。前記１５５０ｎｍ信号は、前記第１の光検出器１０４にまで伝播して対応する電気信号を生成する。前記１４９０ｎｍ光信号は、前記共通導波路に沿って伝播し続けて、前記第２のＷＤＭによって受信され、該第２のＷＤＭは前記１４９０ｎｍ光信号を第２の光検出器１０５に分散させる。前記第２の光検出器１０５は、前記１４９０ｎｍ光信号に相当する電気信号を供給する。 With reference to FIG. 1, an optical triplex device 100 according to the prior art is illustrated. US Pat. No. 6,674,967 to Scrobco et al. Discloses such a prior art optical triplexer with gain control. The optical triplex device 100 includes an optical input / output terminal 101, a first WDM 102, a second WDM 103, a first photodetector 104, a second photodetector 105, a common optical path 106 and light of 1310 nm. A laser light source 107 for supplying a signal is included. In use, optical signals at wavelengths of 1490 nm and 1550 nm are supplied to the triplexer via the input / output terminal 101 and these signals propagate along the common optical path 106. The common optical path 106 is generally a propagation to the first WDM 102 via free space in the air, and separates the 1550 nm wavelength signal from the 1490 nm wavelength signal. The 1550 nm signal propagates to the first photodetector 104 and generates a corresponding electrical signal. The 1490 nm optical signal continues to propagate along the common waveguide and is received by the second WDM, which disperses the 1490 nm optical signal to the second photodetector 105. The second photodetector 105 supplies an electric signal corresponding to the 1490 nm optical signal.

前記レーザ光源１０７は、１３１０ｎｍで光信号を供給する。この光信号は共通光路１０６に伝播し、前記ＷＤＭ１０２，１０３を通って前記入力／出力端子１０１の外に伝播する。光導波路設計分野の当業者には周知なように、光信号を１５５０ｎｍで支えるように設計されている能動的基板導波路内、すなわち前記三重化装置の共通光路１０６内で前記１３１０ｎｍの波長の信号が伝播するのを避けるのが最も良い。したがって、光学的三重化装置１００のモノリシックな（１個の半導体結晶上に作られた）半導体による実装は、それが生み出す１３１０ｎｍの光信号を部分的に減衰させる。したがって、前記１３１０ｎｍのレーザ光源１０７は、前記入力／出力端子１０１で供給される強度よりも実質上より高い強度で光信号を供給する。残念ながら、前記レーザ光源１０７の見かけ上のパワーにおける縮小は、採用した前記レーザの設計の複雑さが増すことによって、前記三重化装置のコストを直接的に増加させる。ある状況では、これは光ネットワークの設計者にとって重大な問題を表す。前記光学的三重化装置によって供給された光信号が、図１に示すような設計を用いて支えられない十分な強度を持つ必要がある場合には、離散的な素子の組立による光学的三重化装置を使用する必要があるかもしれない。残念ながら、これらの組立品は、その相対的な複雑さに起因して、大きく、高価で多少失敗しやすい。こうして、図１の従来技術に係る装置は、ある場合には十分であるが、多くの他の応用に対しては、十分に強度のある１３１０ｎｍの光信号を供給しない。 The laser light source 107 supplies an optical signal at 1310 nm. This optical signal propagates to the common optical path 106, propagates out of the input / output terminal 101 through the WDMs 102 and 103. As is well known to those skilled in the art of optical waveguide design, the 1310 nm wavelength signal in an active substrate waveguide designed to support an optical signal at 1550 nm, ie, in the common optical path 106 of the triplex device. Is best avoided. Therefore, the monolithic (made on a single semiconductor crystal) semiconductor implementation of the optical triplexer 100 partially attenuates the 1310 nm optical signal it produces. Accordingly, the 1310 nm laser light source 107 supplies an optical signal with a substantially higher intensity than that supplied at the input / output terminal 101. Unfortunately, the reduction in the apparent power of the laser light source 107 directly increases the cost of the tripler by increasing the complexity of the laser design employed. In some situations, this represents a significant problem for optical network designers. If the optical signal supplied by the optical triplexer needs to be strong enough to be unsupported using the design as shown in FIG. 1, the optical triplex by assembly of discrete elements You may need to use the device. Unfortunately, these assemblies are large, expensive and somewhat prone to failure due to their relative complexity. Thus, while the prior art device of FIG. 1 is sufficient in some cases, it does not provide a sufficiently strong 1310 nm optical signal for many other applications.

図２は本発明の第１の実施の形態に係る光学的二重化装置を示す。２つの波長帯域のどちらかで光信号を受信しようとする光学的三重化装置と異なり、光学的二重化装置は、単一の波長帯域で光信号を受信するだけである。本発明の第１の実施の形態に係る前記光学的二重化装置は、入力／出力端子２０１、レーザ光源２０２、フィードバック光検出器２０３、フィルタ９０４、共通導波路２０５、および、光検出器２０６を有し、これらの全ては、二重化装置の基板上に設けられている。加えて、外部導波路２０８が示されている。使用に際しては、１５５０ｎｍでの光信号が前記外部導波路２０８から、前記入力／出力端子２０１を通って前記光学的二重化装置に供給される。前記光信号は、前記レーザ光源２０２および前記フィードバック光検出器２０３を通って前記フィルタ９０４にまで伝播する。前記１５５０ｎｍ光信号の大部分は、それから、その信号が受信される光検出器２０６にまで伝播する。前記レーザ光源２０２は、１３１０ｎｍ光信号を供給する。前記１３１０ｎｍ光信号の一部は、前記入力／出力端子２０１を通って前記外部導波路２０８と接続する。前記１３１０ｎｍの光信号の第２の部分は、前記フィードバック光検出器２０３によって受信される。前記フィードバック光検出器２０３は、前記レーザの出力パワーを制御することに役に立つ信号を供給する。 FIG. 2 shows an optical duplexer according to the first embodiment of the present invention. Unlike an optical triplexer that attempts to receive an optical signal in either of two wavelength bands, an optical duplexer only receives an optical signal in a single wavelength band. The optical duplexer according to the first embodiment of the present invention includes an input / output terminal 201, a laser light source 202, a feedback photodetector 203, a filter 904, a common waveguide 205, and a photodetector 206. All of these are provided on the substrate of the duplexer. In addition, an external waveguide 208 is shown. In use, an optical signal at 1550 nm is supplied from the external waveguide 208 through the input / output terminal 201 to the optical duplexer. The optical signal propagates through the laser light source 202 and the feedback photodetector 203 to the filter 904. The majority of the 1550 nm optical signal then propagates to the photodetector 206 where it is received. The laser light source 202 supplies a 1310 nm optical signal. A part of the 1310 nm optical signal is connected to the external waveguide 208 through the input / output terminal 201. A second portion of the 1310 nm optical signal is received by the feedback photodetector 203. The feedback photodetector 203 provides a signal useful for controlling the output power of the laser.

図３は本発明の第２の実施の形態に係る集積化三重化装置２００を示す。該三重化装置２００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、波長分散要素２０４と、共通導波路２０５と、光検出器２０６，２０７とを有する。これらの全ては、三重化装置の基板に設けられる。加えて、外部導波路２０８が示されている。使用に際しては、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を通って、１３１０ｎｍで光信号を供給する。前記レーザ光源２０２は、また、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、部分的に、前記フィードバック光検出器２０３で受信される１３１０ｎｍのフィードバック光信号を供給する。当業者は、前記フィードバック光信号の部分的な減衰が、例えば、前記フィードバックセンサーのゲインを修正することによって簡単に補償されることが良く知られている。 FIG. 3 shows an integrated triple device 200 according to a second embodiment of the present invention. The triplex device 200 includes an input / output terminal 201, a laser light source 202, a feedback photodetector 203, a chromatic dispersion element 204, a common waveguide 205, and photodetectors 206 and 207. All of these are provided on the substrate of the triplexer. In addition, an external waveguide 208 is shown. In use, the laser light source 202 provides an optical signal at 1310 nm through the input / output terminal 201. The laser source 202 also provides a 1310 nm feedback optical signal that propagates along the common waveguide 205 and is received in part by the feedback photodetector 203. It is well known to those skilled in the art that partial attenuation of the feedback optical signal is easily compensated, for example, by modifying the gain of the feedback sensor.

前記外部導波路２０８によって供給される光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザキャビティを通って、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３を通って、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、前記波長分散要素２０４によって受信される。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号を、それから、波長に応じて分散される。前記波長分散要素２０４は、１４９０ｎｍ光信号を光検出器２０６に向かわせ、前記１５５０ｎｍの光信号は光検出器２０７に向かわせる。前記波長分散要素２０４によって受信される１３１０ｎｍの光信号は、実質上、光検出器２０６，２０７と接続することが妨げられる。前記１４９０ｎｍ／１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３によって受信され、前記フィードバック信号における潜在的なエラーに導く。いわゆる当業者は、光学的三重化装置の商業的な適用においては、前記１３１０ｎｍの光源が、数ミリワットの電力をもつ光信号を提供するのに対して、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの受信された光信号は数マイクロワットの範囲の電力を持っているということは周知であるだろう。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号の電力は、前記１３１０ｎｍの光源に対するフィードバック信号に対して比較的低いので、前記前記フィードバック光検出器２０３によって供給されるフィードバック信号は、そのような１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号の存在によってほとんど影響を受けない。 The optical signal supplied by the external waveguide 208 propagates from the input / output terminal 201 through the laser cavity to the feedback photodetector 203 along the common waveguide. Some of the 1490 nm and 1550 nm signals propagate through the feedback photodetector 203 along the common waveguide 205 and are received by the chromatic dispersion element 204. The 1490 nm and 1550 nm signals are then distributed as a function of wavelength. The chromatic dispersion element 204 directs the 1490 nm optical signal to the photodetector 206, and the 1550 nm optical signal to the photodetector 207. The 1310 nm optical signal received by the chromatic dispersion element 204 is substantially prevented from connecting to the photodetectors 206 and 207. A portion of the 1490nm / 1550nm signal is received by the feedback photodetector 203, leading to potential errors in the feedback signal. A so-called person skilled in the art knows that in commercial applications of optical triplex devices, the 1310 nm light source provides an optical signal with a power of several milliwatts, whereas the received optical signals at 1490 nm and 1550 nm are It will be well known that it has power in the range of a few microwatts. Since the power of the 1490 nm and 1550 nm signals is relatively low relative to the feedback signal for the 1310 nm light source, the feedback signal provided by the feedback photodetector 203 is due to the presence of such 1490 nm and 1550 nm signals. Almost unaffected.

都合の良いことには、前記レーザ光源２０２によって入力／出力端子２０１に供給される光信号は、前記能動的基板内の共通導波路を介して伝搬する必要がなく、したがって、図１の従来技術に係る装置と異なり、そのような共通導波路によって部分的にも減衰されない。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る光学的三重化装置は、図１の従来術と比較して、出力電力の増加がなくても実質上より高い強度をもつ１３１０ｎｍの光信号を供給することができる。 Conveniently, the optical signal supplied to the input / output terminal 201 by the laser light source 202 need not propagate through a common waveguide in the active substrate, and therefore the prior art of FIG. Unlike the device according to the above, it is not partially attenuated by such a common waveguide. Therefore, the optical triplexing device according to the second embodiment of the present invention can generate an optical signal of 1310 nm having a substantially higher intensity even when the output power is not increased, as compared with the conventional technique of FIG. Can be supplied.

本発明の第２の実施の形態に係る自明な変更例が、前記従来技術をしのぐ利益を提供するであろうことは当業者には周知であろう。例えば、所望により、前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長に対する光検出器は、前記三重化装置の基板２００に設けられていない。前記三重化装置の基板は、その上の光検出器の集積化を支えるので、前記三重化装置上に光検出器を集積化することは、費用の節約になりかつ簡単であり、したがって、合理的な設計の判断である。当業者は、そのような他の変更例を知っているだろう。 It will be known to those skilled in the art that obvious modifications according to the second embodiment of the present invention will provide benefits over the prior art. For example, if desired, photodetectors for the wavelengths of 1490 nm and 1550 nm are not provided on the substrate 200 of the triplexer. Since the substrate of the triplexer supports the integration of photodetectors thereon, integrating the photodetectors on the triplexer is cost-saving and simple, and therefore rational. Design decision. Those skilled in the art will know such other modifications.

本発明の第３の実施の形態は、図４に記載されているように、レーザ光源３０２が基板３００に隣接して設けられている。該レーザ光源３０２が、第１の面に設けた入力／出力端子３０１からのレーザ光を供給する。該レーザ光源３０２は、前記第1の面に対向する第２の面からも光を供給する。該第２の面からの光は、前記基板３００に接続する。前記基板はフィードバック光検出器２０３、波長分散要素２０４、共通導波路２０５、および光検出器２０６、２０７を有している。前記レーザ光源３０２の第２の面から供給された光が、前記基板内に接続され、前記フィードバック光検出器２０３に伝播する。前記フィードバック光検出器２０３は、そこに入射する光の一部を検知し、電気的フィードバック信号を供給して、前記レーザ光源３０２の制御の補助に役立たせることができる。前記光の第２の部分は、前記フィードバック光検出器２０３によって吸収されることなく、前記共通導波路２０５に沿って前記波長分散要素２０４にまで伝播し、その波長に応じて分散される。約１４９０ｎｍの波長をもつ光は第１の光検出器２０６に供給され、約１５５０ｎｍの波長をもつ光が、第２の光検出器２０７に供給される。当業者であれば、本発明の前記第３の実施の形態が、第２の実施の形態に非常に類似した態様で作動することを理解するであろう。レーザ光源３０２を前記基板３００から離して設けることは、異なる基板を提供することなしに異なるレーザ光源の置き換えを裏付ける。 In the third embodiment of the present invention, a laser light source 302 is provided adjacent to the substrate 300 as shown in FIG. The laser light source 302 supplies laser light from an input / output terminal 301 provided on the first surface. The laser light source 302 also supplies light from a second surface facing the first surface. Light from the second surface is connected to the substrate 300. The substrate includes a feedback photodetector 203, a chromatic dispersion element 204, a common waveguide 205, and photodetectors 206 and 207. The light supplied from the second surface of the laser light source 302 is connected into the substrate and propagates to the feedback photodetector 203. The feedback light detector 203 can detect a part of the light incident thereon and supply an electrical feedback signal to help control the laser light source 302. The second portion of the light propagates along the common waveguide 205 to the chromatic dispersion element 204 without being absorbed by the feedback photodetector 203 and is dispersed according to the wavelength. Light having a wavelength of about 1490 nm is supplied to the first photodetector 206, and light having a wavelength of about 1550 nm is supplied to the second photodetector 207. One skilled in the art will appreciate that the third embodiment of the present invention operates in a manner very similar to the second embodiment. Providing the laser light source 302 away from the substrate 300 supports the replacement of different laser light sources without providing a different substrate.

図５は本発明の第４の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。この三重化装置５００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、波長分散要素５０４と、共通導波路２０５と、光検出器２０６，２０７とを有し、これらの全ては、三重化装置の基板に設けられている。加えて、外部導波路２０８を示す。 FIG. 5 shows an optical triplexing device according to a fourth embodiment of the present invention. The triplexing device 500 includes an input / output terminal 201, a laser light source 202, a feedback photodetector 203, a wavelength dispersion element 504, a common waveguide 205, and photodetectors 206 and 207. All of these are provided on the substrate of the triplexer. In addition, an external waveguide 208 is shown.

使用に際しては、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を介して１３１０ｎｍの光信号を供給する。前記レーザ光源２０２は、また、フィードバック光信号を１３１０ｎｍで供給し、前記共通導波路２０５に沿って伝播する。前記外部導波路２０８によって供給される光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザキャビティ２０２を通って共通導波路に沿って前記波長分散要素５０４にまで伝播する。加えて、前記レーザ光源２０２からの１３１０ｎｍフィードバック信号は、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。前記１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号がそれから波長に応じて分散される。前記波長分散要素５０４は、１３１０ｎｍ光信号をフィードバック光検出器２０３に、１４９０ｎｍ光信号を光検出器２０６に、１５５０ｎｍ光信号を光検出器２０７に導く。この設計は、本発明の第２の実施の形態によって提示した設計と同様であるが、この実施の形態では、前記１３１０ｎｍのフィードバック信号は、前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号と独立である。 In use, the laser light source 202 supplies a 1310 nm optical signal via the input / output terminal 201. The laser source 202 also provides a feedback optical signal at 1310 nm and propagates along the common waveguide 205. The optical signal supplied by the external waveguide 208 propagates from the input / output terminal 201 through the laser cavity 202 to the chromatic dispersion element 504 along a common waveguide. In addition, the 1310 nm feedback signal from the laser light source 202 propagates along the common waveguide to the feedback photodetector 203. The 1310 nm, 1490 nm and 1550 nm signals are then dispersed according to wavelength. The chromatic dispersion element 504 guides the 1310 nm optical signal to the feedback photodetector 203, the 1490 nm optical signal to the photodetector 206, and the 1550 nm optical signal to the photodetector 207. This design is similar to the design presented by the second embodiment of the present invention, but in this embodiment, the 1310 nm feedback signal is independent of the 1490 nm and 1550 nm signals.

図６は、本発明の第５の実施の形態に係る高密度の波長分割多重化装置を特徴とする光学的三重化装置を示す。前記三重化装置６００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、高密度の波長分散要素６０４と、共通導波路２０５と、光検出器６０６ａないし光検出器６０６ｄとを有し、これらの全ては、三重化装置の基板上に設けられている。加えて、外部導波路２０８が示されている。 FIG. 6 shows an optical triplex device characterized by a high-density wavelength division multiplexing device according to a fifth embodiment of the present invention. The triplexing device 600 includes an input / output terminal 201, a laser light source 202, a feedback photodetector 203, a high-density chromatic dispersion element 604, a common waveguide 205, and photodetectors 606a to 606d. All of these are provided on the substrate of the triplexer. In addition, an external waveguide 208 is shown.

使用の際には、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を介して、１３１０ｎｍで光信号を供給する。前記レーザ光源２０２はまた１３１０ｎｍでフィードバック光信号を供給し、それは前記共通導波路２０５に沿って伝播し、部分的に前記フィードバック光検出器２０３によって受信される。 In use, the laser light source 202 provides an optical signal at 1310 nm via the input / output terminal 201. The laser source 202 also provides a feedback optical signal at 1310 nm, which propagates along the common waveguide 205 and is received in part by the feedback photodetector 203.

前記外部導波路２０８によって供給された光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザ光源２０２を通って、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。これらの信号の一部は前記フィードバック光検出器２０３によって受信され、誤ったフィードバック信号に導く。当業者は、光学的三重化装置の商業的応用において前記１３１０ｎｍ光源が、数ミリワットの電力を持つ光信号を提供するのに対して、１５５０ｎｍで受信された信号は、数マイクロワットの範囲の電力を持つことを知っている。前記１５５０ｎｍの電力は、前記１３１０ｎｍ光源に対するフィードバック信号に比べて比較的低いのであるから、前記フィードバック光検出器２０３によって供給されるフィードバック信号は、前記１５５０ｎｍ信号の存在によってほとんど影響を受けない。
前記１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３を通って、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、前記波長分散要素６０４によって受信される。前記１５５０ｎｍ信号は、それから波長に応じて分散される。前記波長分散要素６０４は、１５４６ｎｍ光信号を光検出器６０６ａに、１５４８ｎｍ光信号を、光検出器６０６ｂに、１５５０ｎｍ光信号を光検出器６０６ｃに、そして１５５２ｎｍ光信号を光検出器６０６ｄに導く。１３１０ｎｍで、前記波長分散要素２０４によって受信された光信号は、実質上、光検出器６０６ａないし光検出器６０６ｄと接続することが妨げられている。 The optical signal supplied by the external waveguide 208 propagates from the input / output terminal 201 through the laser light source 202 to the feedback photodetector 203 along the common waveguide. Some of these signals are received by the feedback photodetector 203 and lead to erroneous feedback signals. Those skilled in the art will appreciate that in a commercial application of an optical triplex device, the 1310 nm light source provides an optical signal with a power of several milliwatts, whereas a signal received at 1550 nm has a power in the range of a few microwatts. Know to have. Since the 1550 nm power is relatively low compared to the feedback signal for the 1310 nm light source, the feedback signal supplied by the feedback photodetector 203 is hardly affected by the presence of the 1550 nm signal.
A portion of the 1550 nm signal propagates along the common waveguide 205 through the feedback photodetector 203 and is received by the chromatic dispersion element 604. The 1550 nm signal is then dispersed according to wavelength. The chromatic dispersion element 604 guides the 1546 nm optical signal to the photodetector 606a, the 1548nm optical signal to the photodetector 606b, the 1550nm optical signal to the photodetector 606c, and the 1552nm optical signal to the photodetector 606d. At 1310 nm, the optical signal received by the chromatic dispersion element 204 is substantially prevented from connecting to the photodetectors 606a to 606d.

本発明の第５の実施の形態に係る光検出器の設計は、波長が約１５５０ｎｍの多数の光チャネルを支えるように簡単に変更されることを当業者は知っているだろう。同様に、前記設計の他の変更例が、約１４９０ｎｍの多数の波長を支えるであろう。本発明に係る装置の他の変更例は、１５５０ｎｍでの１組の波長および１４９０ｎｍでの１組の波長を支える。そのようなシステムは、種々の利益を提供する。第１に、例えば、１６個の光学的三重化装置を支える帯域において、各々が１６個の１５５０ｎｍの同一の組の光信号を受信する場合には、各々の三重化装置は、データを受信するために、所望により、１６個の前記１５５０ｎｍ光信号の１を使用する。したがって、もし、各々の三重化装置が１の家庭に対応するならば、各家庭は、テレビジョン用に１４９０ｎｍデータ信号を受信し、この１４９０ｎｍ信号は各家庭に共通である。同様に、各家庭は、その家庭に特有な専用の１５５０ｎｍのデータ信号を受信する。そのようなデータの流れは、所望により、オン・デマンド型の映像およびインターネットからダウンロードする高い帯域幅のデータファイルに使用される。明らかに、所望の広い変更例は当業者にとって明らかである。 One skilled in the art will know that the design of the photodetector according to the fifth embodiment of the present invention can be easily modified to support multiple optical channels with wavelengths of about 1550 nm. Similarly, other variations of the design will support multiple wavelengths of about 1490 nm. Another variation of the device according to the invention supports a set of wavelengths at 1550 nm and a set of wavelengths at 1490 nm. Such a system provides various benefits. First, for example, in a band that supports 16 optical triplex devices, each triplex device receives data if it receives 16 identical sets of 1550 nm optical signals. Therefore, if desired, one of the 16 said 1550 nm optical signals is used. Thus, if each triplexer corresponds to one home, each home receives a 1490 nm data signal for television, and this 1490 nm signal is common to each home. Similarly, each home receives a dedicated 1550 nm data signal specific to that home. Such data streams are used for on-demand video and high bandwidth data files downloaded from the Internet, as desired. Obviously, a wide variety of desired variations will be apparent to those skilled in the art.

図７は、本発明の第６の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。前記光学的三重化装置は、入力／出力端子２０１と、エネルギー放射領域７０２と、反射端７０３ａを持つ光検出器と、導波路７１０と、波長分散要素７０４と、部分的反射面７１１と、光検出器２０６，２０７とを有する。加えて、外部導波路２０８が示されている。本発明のこの実施の形態は、光学的三重化装置を製造するために多重縞状アレイ格子集積化キャビティ（ＭＡＧＩＣ）の設計的特徴を含む。使用の際には、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長をもつ外部光信号は、前記外部導波路２０８から伝播し、前記入力／出力端子２０１を通って前記光学的三重化装置に入力する。前記外部光信号は、前記エネルギー放射領域７０２を通って伝播し、前記波長分散要素７０４によって分散される。前記１４９０ｎｍの光信号の一部は、光検出器２０６に伝播する。前記１５５０ｎｍ光信号の一部は、光検出器２０７に伝播する。１３１０ｎｍレーザキャビティが入力／出力端子２０１の近傍の部分的反射面７１１と光検出器７０３の前記反射面７０３ａとの間に設けられている。前記エネルギー放射領域７０２内の１３１０ｎｍの光信号は、前記波長分散要素７０４に伝播する。前記波長分散要素７０４は、前記１３１０ｎｍ光信号を前記導波路７１０に導く。前記１３１０ｎｍ光信号は、前記光検出器７０３に伝播し、前記光信号の一部は、前記光検出器７０３によって受信される。光検出器７０３によって供給されるフィードバック信号は、所望により前記エネルギー放射領域に供給されるエネルギーの量を制御するために使用される。１３１０ｎｍ光信号の第２の部分は、前記反射端７０３ａによって反射され、前記光検出器７０３および導波路７１０を介して波長分散要素７０４方向に戻るように伝播する。前記波長分散要素７０４は、導波路７１０から受信した１３１０ｎｍでの光エネルギーを前記エネルギー放射領域７０２に導く。前記反射端７０３ａと前記部分的反射面７１１との間の前記光路長は１３１０ｎｍでのレーザ発振を支えるように選択される。前記エネルギー放射領域７０２が十分にエネルギーが与えられると、１３１０ｎｍの光信号は前記入力／出力端子２０１から前記外部導波路２０８に伝播するだろう。前記導波路７１０は、１３１０ｎｍで光信号を伝播するために役に立ち、したがって、その波長での光信号の減衰を最小化するように設計されている。 FIG. 7 shows an optical triplexing device according to a sixth embodiment of the present invention. The optical triplexing device includes an input / output terminal 201, an energy emission region 702, a photodetector having a reflection end 703a, a waveguide 710, a wavelength dispersion element 704, a partial reflection surface 711, a light And detectors 206 and 207. In addition, an external waveguide 208 is shown. This embodiment of the invention includes the design features of a multi-striped array grating integrated cavity (MAGIC) to fabricate an optical triplex device. In use, external optical signals having wavelengths of 1490 nm and 1550 nm propagate from the external waveguide 208 and enter the optical triplexer through the input / output terminal 201. The external optical signal propagates through the energy emitting region 702 and is dispersed by the chromatic dispersion element 704. A part of the 1490 nm optical signal propagates to the photodetector 206. A part of the 1550 nm optical signal propagates to the photodetector 207. A 1310 nm laser cavity is provided between the partially reflective surface 711 near the input / output terminal 201 and the reflective surface 703 a of the photodetector 703. The 1310 nm optical signal in the energy emitting region 702 propagates to the chromatic dispersion element 704. The chromatic dispersion element 704 guides the 1310 nm optical signal to the waveguide 710. The 1310 nm optical signal propagates to the photodetector 703, and a part of the optical signal is received by the photodetector 703. The feedback signal supplied by the photodetector 703 is used to control the amount of energy supplied to the energy emitting region as desired. A second portion of the 1310 nm optical signal is reflected by the reflection end 703a and propagates back toward the wavelength dispersion element 704 via the photodetector 703 and the waveguide 710. The chromatic dispersion element 704 directs the light energy at 1310 nm received from the waveguide 710 to the energy emitting region 702. The optical path length between the reflection end 703a and the partial reflection surface 711 is selected to support laser oscillation at 1310 nm. If the energy emitting region 702 is sufficiently energized, a 1310 nm optical signal will propagate from the input / output terminal 201 to the external waveguide 208. The waveguide 710 is useful for propagating optical signals at 1310 nm and is therefore designed to minimize attenuation of the optical signal at that wavelength.

図８は、本発明の第７の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。本発明の第７の実施の形態は、入力／出力端子２０１と、部分的反射面７１１と、波長分散要素８０４と、エネルギー放射領域８０２と、部分的反射面８０３ａをもつ光検出器８０３と、光検出器２０６，２０７とを有する。使用の際には、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長をもつ外部光信号が、外部導波路２０８から光学的三重化装置にまで伝播する。前記外部光信号は、前記波長分散要素８０４に、入力／出力端子２０１を通して伝播する。
前記光信号は、それから、その波長に応じて分散される。１４９０ｎｍの波長をもつ光信号は、光検出器２０６にまで伝播し、１５５０ｎｍの波長をもつ光信号は、光検出器２０７にまで伝播する。 FIG. 8 shows an optical triplexing device according to a seventh embodiment of the present invention. The seventh embodiment of the present invention includes an input / output terminal 201, a partially reflecting surface 711, a chromatic dispersion element 804, an energy emitting region 802, a photodetector 803 having a partially reflecting surface 803a, And photodetectors 206 and 207. In use, an external optical signal having wavelengths of 1490 nm and 1550 nm propagates from the external waveguide 208 to the optical triplexer. The external optical signal propagates through the input / output terminal 201 to the chromatic dispersion element 804.
The optical signal is then dispersed according to its wavelength. An optical signal having a wavelength of 1490 nm propagates to the photodetector 206, and an optical signal having a wavelength of 1550 nm propagates to the photodetector 207.

１３１０ｎｍのレーザキャビティは、前記部分的反射面７１１と、光検出器８０３の部分的反射面８０３ａとの間に分散される。したがって、１３１０ｎｍの光信号は前記エネルギー放射領域８０２から供給されて、前記光検出器８０３にまで伝播して、そこで信号の一部が受信される。前記光検出器８０３は、前記レーザの出力パワーを制御するのに役に立つデータを供給する。前記信号の第２の部分は、前記光検出器８０３の反射面８０３ａに伝播して反射される。反射された前記信号は、光検出器８０３を通って波長分散要素８０４およびエネルギー放射領域８０２にまで伝播する。前記波長分散要素８０４は、前記１３１０ｎｍ反射信号を前記入力／出力端子２０１にまで導く。反射信号の一部は、部分的反射面７１１によって反射する。前記エネルギー放射領域８０２に供給されたエネルギーは、エネルギー閾値に達すると、１３１０ｎｍのレーザ光線が前記外部導波路２０８に供給される。 The 1310 nm laser cavity is dispersed between the partially reflecting surface 711 and the partially reflecting surface 803a of the photodetector 803. Thus, a 1310 nm optical signal is supplied from the energy emitting region 802 and propagates to the photodetector 803 where a portion of the signal is received. The photodetector 803 provides data useful for controlling the output power of the laser. The second part of the signal propagates to the reflecting surface 803a of the photodetector 803 and is reflected. The reflected signal propagates through the photodetector 803 to the chromatic dispersion element 804 and the energy emitting region 802. The chromatic dispersion element 804 guides the 1310 nm reflected signal to the input / output terminal 201. A part of the reflected signal is reflected by the partially reflecting surface 711. When the energy supplied to the energy emitting region 802 reaches an energy threshold, a 1310 nm laser beam is supplied to the external waveguide 208.

明らかに、本発明の実施の形態に係る広範囲の種々の変更は当業者には明らかである。例えば、本発明のいくつかの実施の形態は、波長分散要素を含むのに対して、本発明の第１の実施の形態はフィルタを有する。波長分散要素として、アレイ状導波路格子（ＡＷＧ）、エシェル格子のような種々の波長分割多重化部品が所望により含まれることは当業者には周知であろう。加えて、本発明によって支えられる光学的三重化装置の種々の設計があることは当業者には周知であろう。例えば、本発明の第１の実施の形態は、図３に示された本発明の第２の実施の形態で開示された光学的三重化装置に存在する設計的特徴を含有する光学的二重化装置である。光学的素子の設計の分野の当業者が認識しているように、光学的三重化装置の他の設計は光学的二重化装置の対応する他の設計事項を支えるであろう。 Obviously, a wide variety of modifications according to embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art. For example, some embodiments of the present invention include a chromatic dispersion element, whereas the first embodiment of the present invention has a filter. It will be well known to those skilled in the art that various wavelength division multiplexing components such as an arrayed waveguide grating (AWG) and an echelle grating are optionally included as wavelength dispersion elements. In addition, it will be well known to those skilled in the art that there are various designs of optical triplexers supported by the present invention. For example, the first embodiment of the present invention is an optical duplexer that includes design features present in the optical triplexer disclosed in the second embodiment of the present invention shown in FIG. It is. As those skilled in the art of optical element design will recognize, other designs of the optical triplex device will support the corresponding other design considerations of the optical duplexer.

本発明の実施の形態は、能動的部品を含有するのであるから、前記基板は、燐化インジウム（ＩｎＰ）から成る３成分のまたは４成分の物質あたりに基礎を置いた第III族−第Ｖ族の半導体化合物を有する。明らかに、当業者は、どんな選択が本発明に係る装置に適用できるかを知っている。 Since embodiments of the present invention contain active components, the substrate is based on a ternary or quaternary material composed of indium phosphide (InP), Group III-V. Group semiconductor compounds. Obviously, the person skilled in the art knows which choices can be applied to the device according to the invention.

多数の他の本発明の実施の形態は光学的素子の設計分野の当業者にとって明らかである。 Many other embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art of optical element design.

本発明は図面を参照して記述される。 The present invention will be described with reference to the drawings.

従来技術に係る光学的三重化装置の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the optical triplexer based on a prior art. 本発明の第１の実施の形態に係る光学的二重化装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an optical duplexer according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施の形態に係る光学的三重化装置の構造を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the optical triplexing apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、前記レーザ光源が基板から分離されている場合の概略図である。It is the optical triplexing device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, Comprising: It is the schematic when the said laser light source is isolate | separated from the board | substrate. 本発明の第４の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、低密度のＷＤＭが、１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍにおいて光信号を分離するために使用される場合の概略図である。FIG. 10 is a schematic diagram of an optical triplexing device according to a fourth embodiment of the present invention, in which low-density WDM is used to separate optical signals at 1310 nm, 1490 nm, and 1550 nm. 本発明の第５の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、１５５０ｎｍの波長帯域での１組の光信号を支えることを可能にする高密度のＷＤＭを特徴とするものの概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an optical triplexing device according to a fifth embodiment of the present invention, characterized by a high-density WDM that makes it possible to support a set of optical signals in the 1550 nm wavelength band. is there. 本発明の第６の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、レーザ光放射キャビティ内に設けた光学的三重化装置を特徴とするものの概略図である。It is the schematic of the optical triplexing device concerning the 6th Embodiment of this invention, Comprising: The optical triplexing device provided in the laser beam radiation cavity is characterized. 本発明の第７の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、光検出器と波長分散要素との間に光学的に設けられたものの概略図である。It is the schematic of the optical triplex device which concerns on the 7th Embodiment of this invention, and was optically provided between the photodetector and the wavelength dispersion element.

Explanation of symbols

２００、３００基板
２０１、３０１入力／出力端子
２０２、３０２レーザ光源
２０３フィードバック光検出器
２０４、５０４、６０４、７０４、８０４波長分散要素
２０５、７１０（共通）導波路
２０６、２０７、６０６ａ−６０６ｄ、７０３（第１または第２の）光検出器
２０８外部導波路
６００光学的三重化装置
７０２、８０２エネルギー放射領域 200, 300 Substrate 201, 301 Input / output terminal 202, 302 Laser light source 203 Feedback optical detector 204, 504, 604, 704, 804 Wavelength dispersion element 205, 710 (Common) Waveguides 206, 207, 606a-606d, 703 (First or second) photodetector 208 external waveguide 600 optical triplex 702, 802 energy emission region

Claims

A substrate, a laser that supplies light at a natural wavelength corresponding to a laser wavelength band, and a first photodetector that is provided on the substrate and optically connects to the laser. One laser port and a second laser port, wherein the second laser port receives a first external optical signal having a wavelength corresponding to a first predetermined wavelength different from the laser wavelength band; The first photodetector is an optical element that supplies data according to the intensity of an optical signal supplied by the laser,
A filter having a first output terminal and a first input terminal, and a second photodetector optically connected to the first output terminal provided on the substrate, the filter comprising: Light having the first external signal is received at the first input terminal, and the light is filtered according to wavelength, and the filter corresponds to the first predetermined wavelength band at the first output terminal. And the second photodetector supplies a data output signal corresponding to the intensity of light incident thereon.

The optical element according to claim 1, wherein the laser light source is provided on the substrate.

3. The optical element according to claim 1, wherein the first portion of the end face of the first laser port is coated with a reflective coating. 4.

The optical element according to claim 1, wherein the optical coating forms an end wall of an optical cavity.

The optical element according to claim 1, wherein the substrate has an active material.

6. The optical element according to claim 1, wherein the substrate includes a group III-group V semiconductor material.

The optical element according to claim 6, wherein the substrate contains indium phosphide.

8. The optical element according to claim 1, wherein the first wavelength band has 1 of 1490 nm and 1550 nm, and the laser wavelength band contains 1310 nm.

The filter further comprises a third photodetector provided on the substrate, the filter having a second output terminal for supplying light corresponding to a second predetermined wavelength band, and the second predetermined wavelength. The band is a band different from the laser wavelength band and the first predetermined wavelength band, and the third photodetector is optically connected to the second output terminal. The optical element according to claim 1.

The filter according to claim 9, wherein the filter supplies light in the laser wavelength band incident on the input terminal, and the first photodetector is optically connected to a third output terminal. Optical element.

The optical element according to claim 1, wherein the filter has a wavelength dispersion element.

The optical element further includes a waveguide optically provided on the substrate so as to propagate an external signal that is connected and propagates from the laser light source to the dispersive element, Light having a wavelength corresponding to a laser wavelength band and having an attenuation characteristic such that light propagating in the waveguide attenuates substantially faster than light corresponding to one of the first and second wavelength bands. The optical element according to any one of claims 1 to 10, wherein:

The filter is a high-density wavelength division multiplexing device, and the second wavelength band corresponds to a predetermined wavelength band adjacent to a wavelength of a first predetermined wavelength band corresponding to the first wavelength band; The optical element according to any one of claims 1 to 12, wherein the predetermined wavelength band exists in an ITU grid.

A first photodetector and a fifth photodetector; the filter has a third output terminal and a fourth output terminal; each output terminal of the filter has a unique wavelength band Each of the output terminals corresponds to a different wavelength band, the third output terminal is optically connected to the fourth photodetector, and the fourth output terminal. 14. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is optically connected to a fifth photodetector.

A substrate, a laser that supplies light at a specific wavelength corresponding to a laser wavelength band, and a first photodetector that is provided on the substrate and is optically connected to the laser; And a second laser port, the second laser port receives a first external optical signal having a wavelength corresponding to a first predetermined wavelength different from the laser wavelength band, and 1 optical detector is an optical element for supplying data according to the intensity of the optical signal supplied by the laser,
A filter having a first output terminal and a first input terminal; and a second photodetector provided on the substrate and optically connected to the first output terminal, the filter comprising: Receiving the light having the first external optical signal at the input terminal, filtering the light according to the wavelength, supplying light corresponding to a first predetermined wavelength band at the first output terminal, and The second photodetector supplies a data output signal corresponding to the intensity of the light incident thereon, and has a structure of an optical element that supplies data corresponding to the intensity of the optical signal. A storage medium for storing computer instruction data when executed.

16. The storage medium according to claim 15, wherein, when executed, data is stored in a storage medium provided in a laser light source on the substrate.