JP2007322859A - Optical multiplexer/demultiplexer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光信号を合分配する光合分配装置に関し、複数の波長の光信号を1本の光伝送路から抽出し、また、複数の波長の光信号を1本の光伝送路に挿入して多重化する光合分配装置に関するものである。 The present invention relates to an optical multiplexer / demultiplexer that combines and distributes optical signals, extracts optical signals of a plurality of wavelengths from a single optical transmission line, and inserts optical signals of a plurality of wavelengths into a single optical transmission line. The present invention relates to an optical multiplexing / distribution device that multiplexes them.
近年の波長多重伝送技術の発展に伴い、複数のポートを持つ機能デバイスに注目が集まっている。特に、1つの共通ポート(コモンポート)と複数の入出力ポート(チャネルポート)を有し、各々のチャネルポートから、特定の波長の光信号を抽出または挿入することができる光合分波器は、小型低コスト化、低損失化などの特性を実現するために、多様な方式及び構造のものが提案されている。 With the development of wavelength multiplexing transmission technology in recent years, attention has been focused on functional devices having a plurality of ports. In particular, an optical multiplexer / demultiplexer that has one common port (common port) and a plurality of input / output ports (channel ports), and that can extract or insert an optical signal of a specific wavelength from each channel port, Various systems and structures have been proposed in order to achieve characteristics such as small size, low cost, and low loss.
図7に従来の光合分波器の一例の要部を示す(非特許文献1参照)。図7において、701はコモンポート、702a,702b,702c,702dはチャネルポート、703,703a,703b,703c,703dは凸レンズ(光結合素子)、704a,704b,704c,704dは波長選択素子、705a,705b,705c,705dは導波素子である。 The principal part of an example of the conventional optical multiplexer / demultiplexer is shown in FIG. 7 (refer nonpatent literature 1). In FIG. 7, 701 is a common port, 702a, 702b, 702c, and 702d are channel ports, 703, 703a, 703b, 703c, and 703d are convex lenses (optical coupling elements), 704a, 704b, 704c, and 704d are wavelength selection elements, and 705a , 705b, 705c, and 705d are waveguide elements.
この例において、コモンポート701及びチャネルポート702a〜702dは光ファイバ(発受光素子)とされ、これらファイバの端面を発受光点としている。導波素子705a〜705dは、全反射ミラーとされ、アレイ状に設けられている。例えば、導波素子705a〜705dは、平板状の樹脂ブロック(図示せず)の上に、一列に等間隔で配列されて導波素子アレイブロックとされている。
In this example, the
波長選択素子704a〜704dは、例えば石英基板の上に、特定の波長域の光線を透過させ、この以外の波長域の光線を反射させる膜(誘電体多層膜)を備えたチップである。このように構成された波長選択素子704a〜704dは、透光性を有する平板状のブロック709の上に配列されて固定されている。波長選択素子704a〜704dは、誘電体多層膜が形成された面とは担体側の面が、ブロック709に接着固定されている。
The
なお、この例において、波長選択素子704aは特定の波長域λ1の光線を透過させ、波長選択素子704bは特定の波長域λ2の光線を透過させ、波長選択素子704cは特定の波長域λ3の光線を透過させ、波長選択素子704dは特定の波長域λ4の光線を透過させる。
In this example, the
また、この例では、導波素子ブロックの上に4つの導波素子を設けて導波素子アレイブロックとしたが、導波素子705a〜705dの全体を1枚の平面ミラーとして用いてもよい。また、光結合素子として凸レンズ703,703a〜703dを用いた構成としたが、3次元的に凹面ミラーを配置して光を集光する構成を採用してもよい。
In this example, four waveguide elements are provided on the waveguide element block to form a waveguide element array block. However, the
次に、図7に示す光合分波器を光分波器として用いる場合の動作原理について説明する。図7に示す光合分波器において、コモンポート701からの波長多重光は、凸レンズ703によって平行光とされ、導波素子705aを全反射して波長選択素子波長選択素子704aに入射される。波長選択素子704aに入射された光のうち、特定の波長域λ1の光線が波長選択素子704aを透過し、フィルタブロック709を透過し、チャネルポート702aで受光される。
Next, the operation principle when the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 7 is used as an optical demultiplexer will be described. In the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 7, the wavelength multiplexed light from the
波長選択素子704aに入射された光のうち、特定の波長域λ1を含まない残りの光線は反射され、導波素子705bにて全反射して、波長選択素子704bに入射される。波長選択素子704bに入射された光のうち、特定の波長域λ2の光線が波長選択素子704bを透過し、フィルタブロック709を透過し、チャネルポート702bで受光される。
Of the light incident on the
以下同様にして、波長選択素子704cに入射された光のうち特定の波長域λ3の光線がチャネルポート702cで受光され、波長選択素子704dに入射された光のうち特定の波長域λ4の光線がチャネルポート702dで受光される。このようにして、1本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出(分波)される。
In the same manner, a light beam having a specific wavelength band λ3 out of the light incident on the
次に、図7に示す光合分波器を光合波器として用いる場合の動作原理について説明する。図7に示す光合分波器において、チャネルポート702aからの光は、凸レンズ703aによって平行光とされ、フィルタブロック709を透過し、波長選択素子704aに入射される。波長選択素子704aに入射された光のうち、特定の波長域λ1の光線が波長選択素子704aを透過し、導波素子705aにて全反射し、フィルタブロック709を透過して、コモンポート701へ送られる。
Next, the operation principle when the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 7 is used as an optical multiplexer will be described. In the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 7, light from the
チャネルポート702bからの光は、凸レンズ703bによって平行光とされ、フィルタブロック709を透過し、波長選択素子704bに入射される。波長選択素子704bに入射された光のうち、特定の波長域λ2の光線が波長選択素子704bを透過し、導波素子705bにて全反射して、波長選択素子704aに入射される。波長選択素子704aに入射された特定の波長域λ2の光線は全反射し、導波素子705aへと送られ、コモンポート701への光線に加えられる。
The light from the
以下同様にして、チャネルポート702cからの光のうち特定の波長域λ3の光線が波長選択素子704cを透過し、チャネルポート702dからの光のうち特定の波長域λ4の光線が波長選択素子704dを透過し、コモンポート701への光線に加えられる。このようにして、1本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入(合波)される。
Similarly, light in a specific wavelength region λ3 of light from the
なお、図7には従来の光合分配器の一例として光合分波器を示したが、波長選択素子704a〜704dを構成する膜面をハーフミラーなどとすれば、特定の波長域の光線を合分波する光合分波器としてではなく、光のパワーを合分配する光合分配器として用いることも可能である。
In FIG. 7, an optical multiplexer / demultiplexer is shown as an example of a conventional optical multiplexer / demultiplexer. However, if the film surfaces constituting the
ところで、上述した光合分波器では、光分波器及び光合波器の両方の機能を同時に用いることができない。ここで、光分波器及び光合波器の両方を同時に実現するためには、図8に示すように、2つの光合分波器を接続すればよい。しかしながら、例えば、合波された光線(光信号)を4つの光信号に分波し、4つの光信号を合波して出力する場合、図8に示すように、8つのチャネルポート702に対応して8つの波長選択素子704が必要となり、また9つの導波素子705も必要となり、装置全体が大きくなってしまう。合分波する光信号の数が多いほど、この問題は顕著となる。
By the way, in the optical multiplexer / demultiplexer mentioned above, the function of both an optical demultiplexer and an optical multiplexer cannot be used simultaneously. Here, in order to realize both the optical demultiplexer and the optical multiplexer at the same time, as shown in FIG. 8, two optical multiplexers / demultiplexers may be connected. However, for example, when the multiplexed light beam (optical signal) is demultiplexed into four optical signals and the four optical signals are combined and output, as shown in FIG. 8, it corresponds to eight
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、装置の大型化を抑制した状態で、光分波及び光合波の両方を同時に実現できるようにすることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to realize both optical demultiplexing and optical multiplexing at the same time in a state in which an increase in size of the apparatus is suppressed. To do.
本発明に係る光合分配装置は、入力光を入力して、入力した光より少なくとも一部の分配光を分配し、また、入力光に少なくとも1つの挿入光を合波して出力光を出力する光合分配装置において、入力光を入力する入力部と、一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、入力部より入力された入力光を反射して光線分岐素子に入射させる第1導波素子と、この第1導波素子を反射して光線分岐素子を透過した分配光を出力する分配光出力部と、挿入光を入力する挿入光入力部と、この挿入光入力部より入力されて光線分岐素子を透過した挿入光及び第1導波素子を反射してかつ光線分岐素子を反射した入力光を反射する第2導波素子と、この第2導波素子を反射して、合波された挿入光及び入力光を出力する出力部とを少なくとも備えるものである。この光合分配装置によれば、入力光の分配と、挿入光の合波とが、同一の光分岐素子を介して行われる。 An optical multiplexing / distributing device according to the present invention receives input light, distributes at least part of the distributed light from the input light, and combines the input light with at least one insertion light to output output light. In the optical combiner / distributor, an input unit that inputs input light, a beam splitter that transmits part of the light and reflects the remainder, and a light splitter that reflects the input light input from the input unit and enters the beam splitter. One waveguide element, a distribution light output unit that outputs the distribution light reflected by the first waveguide element and transmitted through the beam branching element, an insertion light input unit that inputs the insertion light, and the insertion light input unit Reflecting the input light that has been input and transmitted through the beam splitter and the second waveguide device that reflects the input light reflected from the first waveguide device and reflected from the beam splitter, and reflected from the second waveguide device And at least an output unit for outputting the combined insertion light and input light It is obtain things. According to this optical multiplexing and distribution device, the distribution of the input light and the multiplexing of the inserted light are performed via the same optical branching element.
上記光合分配装置において、入力光は、波長多重された光であり、光線分岐素子は、特定の波長域の光を透過させてこれ以外の波長域の光を反射させる波長選択素子である。また、上記光合分配装置において、光線分岐素子を透過した分配光を分配光出力部に光結合させる分配光結合素子と、挿入光入力部より入力された挿入光を光線分岐素子に光結合させる挿入光結合素子とを備えるようにしてもよい。 In the optical multiplexing / distributing device, the input light is wavelength-multiplexed light, and the light beam splitting element is a wavelength selection element that transmits light in a specific wavelength range and reflects light in other wavelength ranges. Further, in the optical coupling / distributing device, a distribution light coupling element for optically coupling the distribution light transmitted through the light beam branching element to the distribution light output unit, and an insertion for optically coupling the insertion light input from the insertion light input unit to the light beam branching element. You may make it provide an optical coupling element.
この場合、分配光結合素子及び挿入光結合素子と光線分岐素子との第1距離は、光線分岐素子と第1導波素子及び第2導波素子との第2距離の、1.5倍もしくは0.5倍とされているとよい。また、例えば、分配光結合素子及び挿入光結合素子は、凸レンズから構成されたものであればよい。また、分配光結合素子及び挿入光結合素子は、凹面鏡から構成されたものであってもよい。また、分配光結合素子と挿入光結合素子とは、同一の光結合素子としてもよい。 In this case, the first distance between the distribution light coupling element, the insertion light coupling element, and the light beam branching element is 1.5 times the second distance between the light beam branching element, the first waveguide element, and the second waveguide element, or It is good to be 0.5 times. Further, for example, the distribution light coupling element and the insertion light coupling element may be configured by a convex lens. Further, the distribution light coupling element and the insertion light coupling element may be constituted by a concave mirror. Further, the distribution optical coupling element and the insertion optical coupling element may be the same optical coupling element.
上記光合分配装置において、第1導波素子及び第2導波素子は、反射鏡から構成されていればよい。また、第1導波素子と第2導波素子とは、一体に構成されていてもよい。また、第1導波素子及び第2導波素子は、凹面鏡から構成されていてもよい。 In the optical coupling / distributing device, the first waveguide element and the second waveguide element may be formed of a reflecting mirror. The first waveguide element and the second waveguide element may be integrally formed. Further, the first waveguide element and the second waveguide element may be constituted by a concave mirror.
以上説明したように、本発明では、入力光を入力する入力部と、一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、入力部より入力された入力光を、第1導波素子により反射して光線分岐素子に入射させて光線分岐素子を透過した分配光を分配光出力部より出力し、挿入光入力部より入力された挿入光を上記光線分岐素子に入射させ、ここを透過した挿入光に第1導波素子を反射してかつ光線分岐素子を反射した入力光を第2導波素子に反射させ、挿入光及び上記入力光を合波して出力部より出力させるようにした。このように、本発明によれば、入力光の分配と、挿入光の合波とが、同一の光分岐素子を介して行われるので、装置の大型化を抑制した状態で、光分波及び光合波の両方を同時に実現できるようになるという優れた効果が得られる。 As described above, according to the present invention, the input unit for inputting the input light, the beam splitter for transmitting a part of the light and reflecting the remaining light, and the input light input from the input unit for the first waveguide. The distribution light reflected by the element and incident on the light beam branching element and transmitted through the light beam branching element is output from the distribution light output unit, and the insertion light input from the insertion light input unit is incident on the light beam branching element. The input light reflected by the first waveguide element and reflected by the light beam splitting element is reflected by the second waveguide element by the transmitted insertion light, and the insertion light and the input light are combined and output from the output unit. I made it. Thus, according to the present invention, since the distribution of the input light and the multiplexing of the insertion light are performed through the same optical branching element, the optical demultiplexing and An excellent effect is obtained that both optical multiplexing can be realized simultaneously.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る光合分配装置の構成例を示す構成図である。図1において、101は入力コモンポート、102a,102b,102c,102dは出力チャネルポート(分配光出力部)、103は入力コモンポート101用の凸レンズ(光結合素子),103a,103b,103c,103dは出力チャネルポート側の凸レンズ(分配光結合素子)、104a,104b,104c,104dは波長選択素子(光線分岐素子)、105a,105b,105c,105d,105eは導波素子、151は出力コモンポート、152a,152b,152c,152dは入力チャネルポート(挿入光入力部)、153は出力コモンポート151用の凸レンズ(光結合素子),153a,153b,153c,153dは入力チャネルポート側の凸レンズ(挿入光結合素子)である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration example of an optical multiplexing / distributing device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 101 is an input common port, 102a, 102b, 102c, and 102d are output channel ports (distributed light output units), 103 is a convex lens (optical coupling element) for the input
図1に示す光合分配装置において、入力コモンポート101及び入力チャネルポート152a〜152dは、光ファイバ(発光素子)であり、これらファイバの端面を発光点としている。一方、出力コモンポート151,及び出力チャネルポート102a〜102dは、光ファイバ(受光素子)であり、これらファイバの端面を受光点としている。また、導波素子105a〜105eは、全反射ミラーとされ、アレイ状に設けられている。例えば、導波素子105a〜105eは、平板状の樹脂ブロック(図示せず)の上に、一列に等間隔で配列されて導波素子アレイブロックとされている。
In the optical combining and distributing apparatus shown in FIG. 1, the input
波長選択素子104a〜104dは、例えば石英基板の上に、特定の波長域の光線(光信号)を透過させ、これ以外の波長域の光線を反射させる膜(誘電体多層膜)を備えたチップである。このように構成された波長選択素子104a〜104dは、透光性を有する平板状のブロック109の上に配列されて固定されている。フィルタブロック109は、例えばガラスから構成されている。波長選択素子104a〜104dは、誘電体多層膜が形成された面とは担体側の面が、ブロック109に接着固定されている。
The
なお、波長選択素子104aは特定の波長域λ1の光線を透過させ、波長選択素子104bは特定の波長域λ2の光線を透過させ、波長選択素子104cは特定の波長域λ3の光線を透過させ、波長選択素子104dは特定の波長域λ4の光線を透過させる。
The
また、導波素子ブロックの上に5つの導波素子を設けて導波素子アレイブロックとしたが、導波素子105a〜105eの全体を1枚の平面ミラーとして用いてもよい。また、光結合素子として凸レンズを用いた構成としたが、3次元的に凹面ミラーを配置して光を集光する構成を採用してもよい。
Further, although five waveguide elements are provided on the waveguide element block to form a waveguide element array block, the
次に、図1に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図1に示す光合分配装置において、入力コモンポート101からの波長多重光は、凸レンズ103によって平行光とされ、導波素子105aを全反射して波長選択素子波長選択素子104aに入射される。なお、波長選択素子104の入出射面の法線方向とは異なる方向より入射される。波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1の光線が波長選択素子104aを透過し、フィルタブロック109を透過し、出力チャネルポート102aで受光される。波長選択素子104aを透過した波長域λ1の光線は、凸レンズ103aにより集光され、出力チャネルポート102aの入力端に光結合される。
Next, the operation principle of the optical demultiplexing of the optical combining / distributing device shown in FIG. 1 will be described. In the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 1, the wavelength multiplexed light from the input
波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1を含まない残りの光線は反射され、導波素子105bにて全反射して波長選択素子104bに入射される。波長選択素子104bに入射された光のうち、特定の波長域λ2の光線が波長選択素子104bを透過し、フィルタブロック109を透過し、出力チャネルポート102bで受光される。波長選択素子104bを透過した波長域λ2の光線は、凸レンズ103bにより集光され、出力チャネルポート102bの入力端に光結合される。
Of the light incident on the
以下同様にして、波長選択素子104cに入射された光のうち特定の波長域λ3の光線が出力チャネルポート102cで受光され、波長選択素子104dに入射された光のうち特定の波長域λ4の光線が出力チャネルポート102dで受光される。このようにして、1本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出(分波)される。
In the same manner, a light beam having a specific wavelength band λ3 out of the light incident on the
次に、図1に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図1に示す光合分配装置において、入力チャネルポート152dからの光(挿入光)は、凸レンズ153dによって平行光とされ、フィルタブロック109を透過し、波長選択素子104dに入射される。なお、波長選択素子104の入出射面の法線方向とは異なる方向より入射される。入力チャネルポート152dより入力された挿入光は、凸レンズ153dにより集光されて波長選択素子104aに光結合される。このようにして波長選択素子104dに入射された光のうち、特定の波長域λ4の光線が波長選択素子104dを透過し、導波素子105eにて全反射して出力コモンポート151へ送られる。導波素子105eを全反射した光は、凸レンズ153により集光され、出力コモンポート151の入力端に光結合される。
Next, the operation principle of optical multiplexing of the optical multiplexing / distribution device shown in FIG. 1 will be described. In the optical combiner / distributor shown in FIG. 1, light (inserted light) from the
入力チャネルポート152cからの光は、凸レンズ153cによって平行光とされ、フィルタブロック109を透過し、波長選択素子104cに入射(光結合)される。波長選択素子104cに入射された光のうち、特定の波長域λ3の光線が波長選択素子104cを透過し、導波素子105dにて全反射して、波長選択素子104dに入射される。波長選択素子104dに入射された特定の波長域λ3の光線は全反射し、導波素子105eへと送られ、出力コモンポート151への光線に加えられる(挿入される)。
The light from the
以下同様にして、入力チャネルポート152bからの光のうち特定の波長域λ2の光線が波長選択素子104bを透過し、入力チャネルポート152aからの光のうち特定の波長域λ1の光線が波長選択素子104aを透過し、出力コモンポート151への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート101からの波長多重光の内、波長選択素子104a〜104dの全てを反射した光も、出力コモンポート151への光線に加えられる(挿入される)。このようにして、1本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入(合波)される。
In the same manner, the light beam in the specific wavelength band λ2 of the light from the
以上説明したように、図1に示す光合分配装置によれば、4つの波長選択素子により、各々4つのチャネルポートの光分波及び光合波の両方が同時に行えるようになり、8つの波長選択素子を必要とした従来の装置に比較して、大型化が抑制されている。また、同一波長の出力チャネルポートと入力チャネルポートとが、隣に配置されているので、受光素子及び発光素子(光ファイバ)を屈曲させることなく、容易にトランシーバモジュールと接続させることができる。なお、波長選択素子の代わりにハーフミラーなどを用いるようにすれば、特定の波長域の光線を合分波する光合分波器としてではなく、光のパワーを合分配する光合分配器として用いることも可能である。 As described above, according to the optical multiplexing / distribution apparatus shown in FIG. 1, the four wavelength selection elements can simultaneously perform both the optical demultiplexing and the optical multiplexing of the four channel ports, and the eight wavelength selection elements. Compared to a conventional apparatus that requires a large size, the increase in size is suppressed. In addition, since the output channel port and the input channel port having the same wavelength are arranged adjacent to each other, the light receiving element and the light emitting element (optical fiber) can be easily connected to the transceiver module. If a half mirror or the like is used instead of the wavelength selection element, it is not used as an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes light beams in a specific wavelength range, but as an optical multiplexer / distributor that combines and distributes the power of light. Is also possible.
ところで、特定の波長域を固定して利用する場合の波長選択素子の具体例としては、誘電体多層膜を利用したバンドパスフィルタ、エッジフィルタ、また、波長オーダーの微細格子構造が表面に周期的に形成された共振モードフィルタなどがある。また、透過させる波長域は、外部からの制御により、各波長選択素子について独立に変化させることも可能であり、この場合は、電気光学効果又は熱光学効果を利用した波長可変フィルタ、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を利用したエタロンフィルタなどがある。 By the way, as specific examples of wavelength selection elements when a specific wavelength range is fixed, a band pass filter using a dielectric multilayer film, an edge filter, and a wavelength-order fine grating structure are periodically formed on the surface. There is a resonance mode filter formed in the above. In addition, the wavelength range to be transmitted can be changed independently for each wavelength selection element by external control. In this case, a wavelength tunable filter using the electro-optic effect or the thermo-optic effect, MEMS (Micro There are etalon filters using Electro Mechanical Systems) technology.
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図2は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図2に示す光合分配装置は、図1に示す光合分配装置の出力チャネルポート側の凸レンズ103aと、入力チャネルポート側の凸レンズ153aとを、同一のチャネルポート用凸レンズ(光結合素子)203aとしたものである。同様に、図2に示す光結合装置は、チャネルポート用凸レンズ203b,203c,203dを備える。他の構成は、図1と同様である。
Next, another optical coupling / distributing device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the optical coupling / distributing device of the present embodiment. In the optical combining and distributing apparatus shown in FIG. 2, the
次に、図2に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図2に示す光合分配装置において、入力コモンポート101からの波長多重光は、チャネルポート用凸レンズ203aによって平行光とされ、導波素子105aを全反射して波長選択素子波長選択素子104aに入射される。波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1の光線が波長選択素子104aを透過し、フィルタブロック109を透過し、出力チャネルポート102aで受光される。
Next, the operation principle of the optical demultiplexing of the optical combining / distributing device shown in FIG. 2 will be described. In the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 2, the wavelength multiplexed light from the input
波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1を含まない残りの光線は反射され、導波素子105bにて全反射して、波長選択素子104bに入射される。波長選択素子104bに入射された光のうち、特定の波長域λ2の光線が波長選択素子104bを透過し、フィルタブロック109を透過し、チャネルポート用凸レンズ203bにより集光され、出力チャネルポート102bで受光される。
Of the light incident on the
以下同様にして、波長選択素子104cに入射された光のうち特定の波長域λ3の光線が、チャネルポート用凸レンズ203cにより集光されて出力チャネルポート102cで受光され、波長選択素子104dに入射された光のうち特定の波長域λ4の光線が、チャネルポート用凸レンズ203dにより集光されて出力チャネルポート102dで受光される。このようにして、1本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出(分波)される。
In the same manner, among the light incident on the
次に、図2に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図2に示す光合分配装置において、入力チャネルポート152dからの光は、チャネルポート用凸レンズ203dにより平行光とされ、フィルタブロック109を透過し、波長選択素子104dに入射される。波長選択素子104dに入射された光のうち、特定の波長域λ4の光線が波長選択素子104dを透過し、導波素子105eにて全反射し、出力コモンポート151へ送られる。
Next, the operation principle of optical multiplexing of the optical multiplexing / distribution device shown in FIG. 2 will be described. 2, the light from the
入力チャネルポート152cからの光は、チャネルポート用凸レンズ203cによって平行光とされ、フィルタブロック109を透過し、波長選択素子104cに入射される。波長選択素子104cに入射された光のうち、特定の波長域λ3の光線が波長選択素子104cを透過し、導波素子105dにて全反射して、波長選択素子104dに入射される。波長選択素子104dに入射された特定の波長域λ3の光線は全反射し、導波素子105eへと送られ、出力コモンポート151への光線に加えられる。
The light from the
以下同様にして、入力チャネルポート152bから出力されてチャネルポート用凸レンズ203bにより平行光とされた光のうち特定の波長域λ2の光線が波長選択素子104bを透過し、入力チャネルポート152aから出力されてチャネルポート用凸レンズ203bにより平行光とされた光のうち特定の波長域λ1の光線が波長選択素子104aを透過し、出力コモンポート151への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート101からの波長多重光のうち、波長選択素子104a〜104dの全てを反射した光も、出力コモンポート151への光線に加えられる。このようにして、1本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入される。
Similarly, a light beam having a specific wavelength band λ2 out of the light output from the
以上に示したように、図2に示す光合分配装置によれば、出力チャネルポートに入射させるための光結合素子と入力チャネルポートから出射される光を平行光とするための光結合素子とが、同一とされ、1つのチャネルポートあたり1つの光結合素子を備えるようにしている。この結果、図2に示す光合分配装置によれば、図1に示す光合分配装置に比較して、部品点数を減らすことができ、価格を低減させることができる。また、装置をより小さくすることができる。 As described above, according to the optical combiner / distributor shown in FIG. 2, the optical coupling element for making the light incident on the output channel port and the optical coupling element for making the light emitted from the input channel port into parallel light include , And one optical coupling element per channel port. As a result, according to the optical coupler / distributor shown in FIG. 2, the number of parts can be reduced and the price can be reduced as compared with the optical coupler / distributor shown in FIG. Also, the device can be made smaller.
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図3及び図4は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。まず、図3に示す光合分配装置は、波長選択素子104a,104b,104c,104dと導波素子105a,105b,105c,105d,105eとの間隔(距離)に対し、導波素子105a,105b,105c,105d,105eと凸レンズ103,103a,103b,103c,103d,153,153a,153b,153c,153dとの距離を1.5倍としたものである。このようにすることで、隣り合うチャネルポートの間隔の最も狭いところでも、波長選択素子の間隔の半分となり、あまり狭い箇所がなくなる。
Next, another optical coupling / distributing device according to the embodiment of the present invention will be described. 3 and 4 are configuration diagrams illustrating a configuration example of the optical multiplexing and distribution device according to the present embodiment. First, the optical multiplexing / distribution apparatus shown in FIG. 3 has the
また、図4に示す光合分配装置は、波長選択素子104a,104b,104c,104dと導波素子105a,105b,105c,105d,105eとの間隔(距離)に対し、導波素子105a,105b,105c,105d,105eと凸レンズ103,103a,103b,103c,103d,153,153a,153b,153c,153dとの距離を0.5倍としたものである。このようにすることで、各チャネルポートの間隔が、波長選択素子の間隔の半分となり、あまり狭い箇所がなくなる。
In addition, the optical multiplexing / distribution apparatus shown in FIG. 4 has
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図5は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図5において、503は入力コモンポート101用の凹面鏡(光結合素子)、503a,503b,503c,503dは出力チャネルポート側の凹面鏡(光結合素子)、553は出力コモンポート151用の凹面鏡(光結合素子)、553a,553b,553c,553dは入力チャネルポート側の凹面鏡(光結合素子)、505は、反射板である。反射板505は、図1に示す導波素子105a,105b,105c,105d,105eを一体に構成したものである。他は、図1と同様である。
Next, another optical coupling / distributing device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the optical coupling / distributing device of the present embodiment. In FIG. 5, 503 is a concave mirror (optical coupling element) for the input
次に、図5に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図5に示す光合分配装置において、入力コモンポート101からの波長多重光は、凹面鏡503を反射して進行方向を変更され、反射板505を全反射して波長選択素子波長選択素子104aに入射される。例えば、図5(b)に示すように、入力コモンポート101からの波長多重光は、凹面鏡503を反射して平行光とされ、凹面鏡503に対して入力コモンポート101の側に配置された波長選択素子104a及び反射板505の方に、進行方向を変更される。同様に、波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1の光線が波長選択素子104aを透過し、フィルタブロック109を透過し、凹面鏡503aを反射して進行方向を変更され、また集光されて出力チャネルポート102aに入射される。
Next, the operation principle of the optical demultiplexing of the optical combining / distributing device shown in FIG. 5 will be described. In the optical multiplexing / distribution device shown in FIG. 5, the wavelength multiplexed light from the input
波長選択素子104aに入射された光のうち、特定の波長域λ1を含まない残りの光線は反射され、反射板505にて全反射して波長選択素子104bに入射される。波長選択素子104bに入射された光のうち、特定の波長域λ2の光線が波長選択素子104bを透過し、フィルタブロック109を透過し、凹面鏡503bを反射して進行方向を変更され、出力チャネルポート102bに入射される。
Of the light incident on the
以下同様にして、波長選択素子104cに入射された光のうち特定の波長域λ3の光線が、凹面鏡503cを反射して進行方向を変更されて出力チャネルポート102cに入射され、波長選択素子104dに入射された光のうち特定の波長域λ4の光線が、凹面鏡503dを反射して進行方向を変更されて出力チャネルポート102dに入射される。このようにして、1本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出(分波)される。
In the same manner, the light in the specific wavelength range λ3 out of the light incident on the
次に、図5に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図5に示す光合分配装置において、入力チャネルポート152dからの光は、凹面鏡553dに反射して進行方向を変更され、フィルタブロック109を透過し、波長選択素子104dに入射される。波長選択素子104dに入射された光のうち、特定の波長域λ4の光線が波長選択素子104dを透過し、反射板505にて全反射して出力コモンポート151へ送られる。
Next, the operation principle of optical multiplexing of the optical multiplexing / distribution device shown in FIG. 5 will be described. In the optical combining and distributing apparatus shown in FIG. 5, the light from the
入力チャネルポート152cからの光は、凹面鏡553cに反射して進行方向を変更され、フィルタブロック109を透過して波長選択素子104cに入射される。波長選択素子104cに入射された光のうち、特定の波長域λ3の光線が波長選択素子104cを透過し、反射板505にて全反射して、波長選択素子104dに入射される。波長選択素子104dに入射された特定の波長域λ3の光線は全反射し、反射板505へと送られて出力コモンポート151への光線に加えられる。
The light from the
以下同様にして、入力チャネルポート152bからの光のうち特定の波長域λ2の光線が、凹面鏡553bを反射してから波長選択素子104bを透過し、入力チャネルポート152aからの光のうち特定の波長域λ1の光線が、凹面鏡553aを反射してから波長選択素子104aを透過し、出力コモンポート151への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート101からの波長多重光のうち、波長選択素子104a〜104dの全てを反射した光も、出力コモンポート151への光線に加えられる。このようにして、1本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入される。
Similarly, a light beam having a specific wavelength band λ2 of light from the
以上説明したように、図5に示す光合分配装置によれば、4つの波長選択素子により、各々4つのチャネルポートの光分波及び光合波の両方が同時に行えるようになり、8つの波長選択素子を必要とした従来の装置に比較して、より小型化が可能となる。また、図5に示す光合分配装置によれば、光結合素子として凹面鏡を用いることで、波長選択素子と発光素子及び受光素子とを同じ側に配置するなど、光学系の設計の自由度が向上する。この結果、例えば、複数の波長選択素子の位置決め機構(ブロック109)と複数の光結合素子とを一体に成形することが容易となり、相対的な位置ずれが発生しにくい構造が実現可能となる。 As described above, according to the optical multiplexing / distributing device shown in FIG. 5, the four wavelength selection elements can simultaneously perform both the optical demultiplexing and the optical multiplexing of the four channel ports, and the eight wavelength selection elements. Compared to the conventional apparatus that requires the above, it is possible to further reduce the size. Further, according to the optical coupling / distributing device shown in FIG. 5, the use of a concave mirror as the optical coupling element improves the degree of freedom in designing the optical system, such as arranging the wavelength selection element, the light emitting element, and the light receiving element on the same side. To do. As a result, for example, the positioning mechanism (block 109) of the plurality of wavelength selection elements and the plurality of optical coupling elements can be easily formed integrally, and a structure in which relative positional deviation hardly occurs can be realized.
なお、凹面鏡に光線が入射する場合の入射角が大きくなるとコマ収差が大きくなり、損失が大きくなる。このため、入射角は可能な限り小さい方が望ましい。一方で、入射角が小さすぎると、反射光が入射光と干渉して所望の特性が得られなくなる。これらのことより、凹面鏡に対する光線の入射角は、小さすぎても大きすぎても問題であり、適切な角度に設計した方がよい。結合ミラーに通常の球面ミラーを用いて損失を実用的な範囲に抑え、光学系のサイズを小さくするためには、これまでの検討結果を踏まえると、上記入射角は、少なくとも45°以内には押さえることが望ましい。 Note that coma aberration increases and loss increases as the incident angle increases when light enters the concave mirror. For this reason, it is desirable that the incident angle be as small as possible. On the other hand, if the incident angle is too small, the reflected light interferes with the incident light and desired characteristics cannot be obtained. For these reasons, the incident angle of the light beam on the concave mirror is a problem whether it is too small or too large, and it is better to design it at an appropriate angle. In order to reduce the loss to a practical range by using a normal spherical mirror for the coupling mirror and reduce the size of the optical system, the above incident angle should be at least within 45 °, based on the results of previous studies. It is desirable to hold down.
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図6は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図6において、605a,605b,605c,605d,605eは、凹面鏡から構成された導波素子であり、他は、図1と同様である。このように構成された図6に示す光合分配装置によれば、伝播して導波素子605a,605b,605c,605d,605eを反射する光(光信号)を、集光させることができ、光信号の拡散を抑制できるようになる。
Next, another optical coupling / distributing device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the optical multiplexing and distribution device according to the present embodiment. In FIG. 6,
例えば、より多くのチャネルポートを備える場合、波長選択素子に対する光信号の入射角をより小さくする場合、及び波長選択素子の配列間隔をより広くする場合など、入力ポートの結合素子から出力ポートの結合素子までの光路長が長くなる。このように光路長が長くなると、伝播する光信号が拡散して所望の特性が得られない場合がある。これに対し、図6に示す光合分配装置によれば、光信号の拡散を抑制できるので、光路長を長くすることが可能となり、より多くのチャネルポートを備える、波長選択素子に対する光信号の入射角をより小さくできる,及び波長選択素子の配列間隔をより広くすることができるなど、設計の自由度が向上する。 For example, when the number of channel ports is provided, when the incident angle of the optical signal to the wavelength selection element is made smaller, and when the arrangement interval of the wavelength selection elements is made wider, the coupling of the input port to the output port is performed. The optical path length to the element becomes long. When the optical path length is thus increased, the propagating optical signal may be diffused and desired characteristics may not be obtained. On the other hand, according to the optical multiplexing / distribution device shown in FIG. 6, since the diffusion of the optical signal can be suppressed, the optical path length can be increased, and the optical signal can be incident on the wavelength selection element having more channel ports. The degree of freedom in design is improved, for example, the angle can be made smaller and the arrangement interval of the wavelength selection elements can be made wider.
101…入力コモンポート、102a,102b,102c,102d…出力チャネルポート(分配光出力部)、103…凸レンズ(光結合素子)、103a,103b,103c,103d…凸レンズ(分配光結合素子)、104a,104b,104c,104d…波長選択素子(光線分岐素子)、105a,105b,105c,105d…導波素子、152a,152b,152c,152d…入力チャネルポート(挿入光入力部)、153a,153b,153c,153d…凸レンズ(挿入光結合素子)。 101 ... Input common port, 102a, 102b, 102c, 102d ... Output channel port (distributed light output unit), 103 ... Convex lens (optical coupling element), 103a, 103b, 103c, 103d ... Convex lens (distributed optical coupling element), 104a , 104b, 104c, 104d... Wavelength selection elements (light beam splitting elements), 105a, 105b, 105c, 105d... Waveguide elements, 152a, 152b, 152c, 152d ... input channel ports (inserted light input units), 153a, 153b, 153c, 153d ... convex lenses (insertion optical coupling elements).
Claims (10)
前記入力光を入力する入力部と、
一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、
前記入力部より入力された前記入力光を反射して前記光線分岐素子に入射させる第1導波素子と、
この第1導波素子を反射して前記光線分岐素子を透過した分配光を出力する分配光出力部と、
挿入光を入力する挿入光入力部と、
この挿入光入力部より入力されて前記光線分岐素子を透過した挿入光及び前記第1導波素子を反射してかつ前記光線分岐素子を反射した入力光を反射する第2導波素子と、
この第2導波素子を反射して、合波された前記挿入光及び前記入力光を出力する出力部と
を少なくとも備えることを特徴とする光合分配装置。 In an optical combining / distributing device that inputs input light, distributes at least part of the distribution light from the input light, and outputs at least one insertion light to the input light to output output light,
An input unit for inputting the input light;
A beam splitter that transmits some light and reflects the rest,
A first waveguide element that reflects the input light input from the input unit and causes the input light to enter the beam splitter;
A distribution light output unit that outputs the distribution light reflected from the first waveguide element and transmitted through the light beam branching element;
An insertion light input section for inputting the insertion light;
A second waveguide element that reflects the input light that is input from the insertion light input unit and is transmitted through the light beam branching element and the input light that is reflected from the first waveguide element and reflected from the light beam branching element;
An optical combining / distributing device comprising at least an output unit that reflects the second waveguide element and outputs the combined insertion light and the input light.
前記入力光は、波長多重された光であり、
前記光線分岐素子は、特定の波長域の光を透過させてこれ以外の波長域の光を反射させる波長選択素子である
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling / distribution device according to claim 1.
The input light is wavelength multiplexed light,
The light beam splitting device is a wavelength selection device that transmits light in a specific wavelength range and reflects light in other wavelength ranges.
前記光線分岐素子を透過した分配光を前記分配光出力部に光結合させる分配光結合素子と、
前記挿入光入力部より入力された挿入光を前記光線分岐素子に光結合させる挿入光結合素子と
を備えることを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling / distributing device according to claim 1 or 2,
A distribution light coupling element for optically coupling the distribution light transmitted through the light beam branching element to the distribution light output unit;
An optical coupling / distributing device comprising: an insertion light coupling element that optically couples the insertion light input from the insertion light input unit to the light beam branching element.
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子と前記光線分岐素子との第1距離は、
前記光線分岐素子と前記第1導波素子及び前記第2導波素子との第2距離の、1.5倍もしくは0.5倍とされている
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling / distributing device according to claim 3.
The first distance between the distribution light coupling element and the insertion light coupling element and the beam branching element is:
The optical coupling / dividing device, wherein the second distance between the light beam branching element, the first waveguide element, and the second waveguide element is 1.5 times or 0.5 times.
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子は、凸レンズから構成されたものである
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical combining / distributing device according to claim 3 or 4,
The distribution light coupling element and the insertion light coupling element are each composed of a convex lens.
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子は、凹面鏡から構成されたものである
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical combining / distributing device according to claim 3 or 4,
The distribution light coupling element and the insertion light coupling element are each composed of a concave mirror.
前記分配光結合素子と前記挿入光結合素子とは、同一の光結合素子である
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling / distributing device according to any one of claims 3 to 6,
The distribution optical coupling device and the insertion optical coupling device are the same optical coupling device.
前記第1導波素子及び前記第2導波素子は、反射鏡から構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。 In the optical combining and distributing device according to any one of claims 1 to 7,
The optical waveguide distribution device, wherein the first waveguide element and the second waveguide element are configured by reflecting mirrors.
前記第1導波素子と前記第2導波素子とは、一体に構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling / distributing device according to claim 8,
The optical waveguide distribution device, wherein the first waveguide element and the second waveguide element are integrally formed.
前記第1導波素子及び前記第2導波素子は、凹面鏡から構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。 The optical coupling device according to claim 8,
The first waveguide element and the second waveguide element are configured by concave mirrors.
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JP2014500977A (en) * | 2010-10-29 | 2014-01-16 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | Optical interconnect fabric implemented using star couplers |
JP2014182224A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | Optical element |
CN114895407A (en) * | 2022-05-27 | 2022-08-12 | 苏州天孚光通信股份有限公司 | Wavelength division multiplexing assembly and device |
-
2006
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100988910B1 (en) | 2008-11-03 | 2010-10-20 | 한국전자통신연구원 | Photonics device |
JP2014500977A (en) * | 2010-10-29 | 2014-01-16 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. | Optical interconnect fabric implemented using star couplers |
JP2014182224A (en) * | 2013-03-18 | 2014-09-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | Optical element |
CN114895407A (en) * | 2022-05-27 | 2022-08-12 | 苏州天孚光通信股份有限公司 | Wavelength division multiplexing assembly and device |
CN114895407B (en) * | 2022-05-27 | 2023-05-23 | 苏州天孚光通信股份有限公司 | Wavelength division multiplexing assembly and device |
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