JP2009128644A - Light signal processor - Google Patents

Light signal processor Download PDF

Info

Publication number
JP2009128644A
JP2009128644A JP2007303673A JP2007303673A JP2009128644A JP 2009128644 A JP2009128644 A JP 2009128644A JP 2007303673 A JP2007303673 A JP 2007303673A JP 2007303673 A JP2007303673 A JP 2007303673A JP 2009128644 A JP2009128644 A JP 2009128644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical signal
signal processing
mirror
optical
light signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007303673A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4802175B2 (en
Inventor
Shinji Mino
真司 美野
Masaya Suzuki
賢哉 鈴木
Naoki Oba
直樹 大庭
Motohaya Ishii
元速 石井
Atsushi Aratake
淳 荒武
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP2007303673A priority Critical patent/JP4802175B2/en
Publication of JP2009128644A publication Critical patent/JP2009128644A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4802175B2 publication Critical patent/JP4802175B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflection type light signal processor provided with a monitor function. <P>SOLUTION: This light signal processor includes a spectral diffraction element 51 for dispersing an incident light signal into a plurality of light signals having different wavelengths, to be emitted at emission angles in response to the wavelengths, a convergence lens 52 for converging the light signal dispersed in each wavelength by the spectral diffraction element, a signal processing element 53 for modulating each of the light signals converged by the convergence lens, a mirror 100 for reflecting one part to change an optical path, and for transmitting one part of the residual, as to each light signal modulated by the signal processing element, and one or a plurality of photodiodes 101 for monitoring an intensity of each light signal transmitted through the mirror. The light signal processor is compactified and integrated by this manner, since branch elements such as photocouplers of the number corresponding to the wavelengths are not required to be provided further in the reflection type light signal processor. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、光信号処理装置に関する。より詳細には、モニタ機能を備えた反射型の光信号処理装置に関する。   The present invention relates to an optical signal processing device. More specifically, the present invention relates to a reflection type optical signal processing apparatus having a monitor function.

光通信ネットワークの高速化、大容量化が進み、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)伝送信号の処理に代表されるような光信号処理装置へのニーズも高まっている。例えば、多重化された光信号をノード間で経路切り替えする機能が要請されている。光−電気変換を経ないで、光信号のまま経路変換を行なうことで、光信号処理装置の高速化が進められている。   As the speed and capacity of optical communication networks have increased, there has been an increasing need for optical signal processing apparatuses such as those represented by processing of wavelength division multiplexing (WDM) transmission signals. For example, there is a demand for a function of switching the path of multiplexed optical signals between nodes. An optical signal processing apparatus has been increased in speed by performing path conversion without changing the optical-electrical conversion.

一方、光信号処理装置の小型化・集積化の観点から、導波路型光回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)の開発研究が進められている。PLCでは、例えばシリコン基板上に石英ガラスを材料としたコアを形成して1つのチップに多様な機能を集積し、低損失で信頼性の高い光機能デバイスを実現している。さらには、複数のPLCチップと他の光機能部品とを組み合わせた複合的な光信号処理部品(装置)も登場している。   On the other hand, from the viewpoint of miniaturization and integration of an optical signal processing device, research and development of a waveguide type optical circuit (PLC: Planar Lightwave Circuit) is in progress. In a PLC, for example, a core made of quartz glass is formed on a silicon substrate, and various functions are integrated on one chip, thereby realizing an optical functional device with low loss and high reliability. Furthermore, a complex optical signal processing component (apparatus) that combines a plurality of PLC chips and other optical functional components has also appeared.

例えば、特許文献1には、AWGなどを含む導波路型光回路(PLC)と液晶素子などの空間変調素子とを組み合わせた、光信号処理装置が開示されている。より具体的には、液晶素子を中心として対称に配置されたPLC、コリメートレンズからなる波長ブロッカをはじめ、波長イコライザ、分散補償器などの検討が進められている。これらの光信号処理装置では、異なる波長を持つ複数の光信号に対して、波長毎に独立して光信号処理を行う。   For example, Patent Document 1 discloses an optical signal processing device in which a waveguide type optical circuit (PLC) including AWG or the like and a spatial modulation element such as a liquid crystal element are combined. More specifically, a wavelength blocker including a PLC and a collimating lens arranged symmetrically with respect to the liquid crystal element, a wavelength equalizer, a dispersion compensator, and the like are being studied. In these optical signal processing devices, optical signal processing is performed independently for each wavelength for a plurality of optical signals having different wavelengths.

図5は、光信号処理装置の一例を概念図で示したものである。この光信号処理装置では、分光素子51を経由して光信号が入出力される。分光素子51は、異なる波長を持つ複数の光信号を、その波長に応じた出射角度θで分波する。分波された光信号は、集光レンズ52へ向かって出射する。集光レンズ52によって集光された光信号は、出射角度θに対応して、強度変調、位相変調または偏向する機能を持つ信号処理素子53の所定の位置の各集光点に集光される。すなわち、入力光信号の波長に応じて、光信号は信号処理素子の異なる位置に集光されることに留意をされたい。信号処理素子53は、例えば複数の要素素子(ピクセル)からなる液晶素子などである。各要素素子の透過率などの制御によって、各波長の光信号は強度変調などを受け、所定の信号処理機能が実現される。信号処理を受けた光信号は、ミラー54で反射されて進行方向を反転させる。光信号はさらに集光レンズ52を通って、再び分光素子51において合波される。一般によく知られているように、分光素子51は、進行方向によって光信号を合波することもできる。合波された各波長の光信号は、再び出力光として、光信号処理装置外へ出力される。   FIG. 5 is a conceptual diagram illustrating an example of an optical signal processing apparatus. In this optical signal processing apparatus, an optical signal is input / output via the spectroscopic element 51. The spectroscopic element 51 demultiplexes a plurality of optical signals having different wavelengths at an emission angle θ corresponding to the wavelengths. The demultiplexed optical signal is emitted toward the condenser lens 52. The optical signal condensed by the condensing lens 52 is condensed on each condensing point at a predetermined position of the signal processing element 53 having a function of intensity modulation, phase modulation or deflection corresponding to the emission angle θ. . That is, it should be noted that the optical signal is collected at different positions of the signal processing element depending on the wavelength of the input optical signal. The signal processing element 53 is, for example, a liquid crystal element composed of a plurality of element elements (pixels). By controlling the transmittance of each element, the optical signal of each wavelength is subjected to intensity modulation and the like, and a predetermined signal processing function is realized. The optical signal subjected to the signal processing is reflected by the mirror 54 to reverse the traveling direction. The optical signal further passes through the condenser lens 52 and is multiplexed again in the spectroscopic element 51. As is generally well known, the spectroscopic element 51 can also multiplex optical signals according to the traveling direction. The combined optical signal of each wavelength is output again as output light to the outside of the optical signal processing device.

図5において、分光素子51は概念的に示したものであり、光信号の波長に応じて分波および合波をできるものであれば良い。例えば、分光素子には、グレーティング、プリズム、アレイ導波路回折格子(AWG:Arrayed Waveguide Grating)などがある。信号処理素子は、光信号の強度もしくは位相、または強度および位相を変調できるもの、または光信号の進行方向を偏向できるものであれば良い。例えば、信号処理素子には、液晶素子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、非線形結晶などがある。   In FIG. 5, the spectroscopic element 51 is conceptually shown and may be any element that can demultiplex and multiplex according to the wavelength of the optical signal. For example, the spectroscopic elements include a grating, a prism, and an arrayed waveguide grating (AWG). The signal processing element only needs to be capable of modulating the intensity or phase of the optical signal, or the intensity and phase, or capable of deflecting the traveling direction of the optical signal. For example, the signal processing element includes a liquid crystal element, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror, and a nonlinear crystal.

図5に示した光信号処理装置は、ミラーを使用して光信号を折り返すことで、1つの分光素子によって光信号の分波および合波の両方を行なう構成である(本明細書において、この構成を反射型と呼ぶ。)。波長ブロック等の光信号処理を行なう装置は、この構成だけに限られない。   The optical signal processing device shown in FIG. 5 is configured to perform both demultiplexing and multiplexing of an optical signal by one spectroscopic element by folding the optical signal using a mirror (in this specification, this The configuration is called a reflective type.) An apparatus that performs optical signal processing such as a wavelength block is not limited to this configuration.

また、異なる波長を持つ複数の光信号を入力し波長毎に独立して光信号処理を行う波長ブロッカ、波長イコライザ、分散補償器などの光信号処理装置では、波長毎に光信号の強度をモニタすることで光信号パワー等のパラメータを取得して信号処理に供する。そのため、光信号処理装置の内部あるいは外部には、光信号処理装置へ入力するあるいは光信号処理装置から出力する光信号の一部を光カプラ等の分岐素子を用いて分岐して、さらに波長分波素子を用いて異なる波長を有する光信号に分波して各波長の光信号を各々モニタするための機構が必要となる。   In addition, optical signal processing devices such as wavelength blockers, wavelength equalizers, and dispersion compensators that input multiple optical signals with different wavelengths and perform optical signal processing independently for each wavelength monitor the intensity of the optical signal for each wavelength. By doing so, parameters such as optical signal power are acquired and used for signal processing. Therefore, a part of the optical signal that is input to or output from the optical signal processing device is branched inside or outside of the optical signal processing device using a branching element such as an optical coupler, and is further divided into wavelength components. A mechanism for demultiplexing optical signals having different wavelengths using a wave element and monitoring the optical signals of the respective wavelengths is required.

特開2002−250828号公報(第20図、第29D図など)Japanese Patent Laid-Open No. 2002-250828 (FIGS. 20, 29D, etc.)

光信号処理装置の小型化・集積化の観点から、各波長の光信号を各々モニタするための機構は、小型で、光信号処理装置の内部に設けられると共に、簡略化された構成であることが望ましい。   From the viewpoint of miniaturization and integration of the optical signal processing device, the mechanism for monitoring each optical signal of each wavelength is small and is provided inside the optical signal processing device and has a simplified configuration. Is desirable.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、モニタ機能を備えた反射型の光信号処理装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a reflection type optical signal processing apparatus having a monitor function.

このような目的を達成するために、本発明に係る光信号処理装置は、入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光して波長に応じた出射角度で出射する分光手段と、前記分光手段により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光手段と、前記集光手段により集光された光信号の各々を変調する信号処理手段と、前記信号処理手段により変調された光信号の各々を反射して光路を変化させるミラーとを備えた反射型の光信号処理装置であって、前記ミラーが前記信号処理手段により変調された光信号の各々について一部を反射するとともに残りの一部を透過させように構成されるとともに、前記ミラーを透過した光信号の強度を各々モニタするための1つあるいは複数のフォトダイオードをさらに備える。   In order to achieve such an object, an optical signal processing device according to the present invention includes a spectroscopic unit that splits an incident optical signal into a plurality of optical signals having different wavelengths and emits them at an emission angle according to the wavelength, Condensing means for condensing each of the optical signals separated by wavelength by the spectroscopic means, signal processing means for modulating each of the optical signals collected by the condensing means, and modulation by the signal processing means A reflection-type optical signal processing apparatus including a mirror that reflects each of the optical signals and changes an optical path, wherein the mirror reflects a part of each of the optical signals modulated by the signal processing means And further includes one or a plurality of photodiodes for monitoring the intensity of the optical signal transmitted through the mirror.

一実施形態では、アレイ導波路回折格子を分光手段として用いる。また、屈折率の異なる膜を積層した誘電体多層膜ミラーをミラーとして用いる。さらに、ミラーとフォトダイオードとの間に、ミラーを透過した光信号をフォトダイオードに集光させる第2のレンズのアレイを備えることができる。   In one embodiment, an arrayed waveguide grating is used as the spectroscopic means. In addition, a dielectric multilayer mirror in which films having different refractive indexes are stacked is used as a mirror. Further, a second lens array for condensing the optical signal transmitted through the mirror onto the photodiode can be provided between the mirror and the photodiode.

以上説明したように、本発明によれば、反射型の光信号処理装置の内部に本質的に備えられたミラーを光信号の一部を反射するとともに残りの一部を透過させように構成し、ミラーの背後に設けたフォトダイオードでミラーを透過した光信号を直接または間接的に受光するようにしたことにより、反射型の光信号処理装置内に波長数に応じた数の光カプラ等の分岐素子をさらに設ける必要がなくなり、小型化・集積化した光信号処理装置の提供が可能となる。   As described above, according to the present invention, the mirror essentially provided in the reflection type optical signal processing apparatus is configured to reflect a part of the optical signal and transmit the remaining part. The optical signal transmitted through the mirror is received directly or indirectly by the photodiode provided behind the mirror, so that the number of optical couplers or the like corresponding to the number of wavelengths is reflected in the reflective optical signal processing device. There is no need to further provide a branch element, and a miniaturized and integrated optical signal processing apparatus can be provided.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る光信号処理装置の一例を概念図で示したものである。本実施形態の光信号処理装置は、入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光して波長に応じた出射角度で出射する分光素子51と、分光素子51により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光レンズ52と、集光レンズ52により集光された光信号の各々を変調する信号処理素子53と、信号処理素子53により変調された光信号の各々について、一部を反射して光路を変化させるとともに残りの一部を透過するミラー100と、ミラー100を透過した光信号の強度を各々モニタするための複数のフォトダイオード101−1,101−2および101−3とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of an optical signal processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The optical signal processing apparatus according to the present embodiment splits an incident optical signal into a plurality of optical signals having different wavelengths and splits the optical signal for each wavelength by the spectral element 51 that emits the optical signal at an emission angle corresponding to the wavelength. A condensing lens 52 for condensing each optical signal, a signal processing element 53 for modulating each of the optical signals collected by the condensing lens 52, and each of the optical signals modulated by the signal processing element 53 , A mirror 100 that reflects part of the light and changes the optical path and transmits the remaining part, and a plurality of photodiodes 101-1 and 101-2 for monitoring the intensity of the optical signal transmitted through the mirror 100, 101-3.

分光素子51は、例えば、グレーティング、プリズム、アレイ導波路回折格子(AWG)などを用いて構成することができる。   The spectroscopic element 51 can be configured using, for example, a grating, a prism, an arrayed waveguide diffraction grating (AWG), or the like.

信号処理素子53は、光信号の強度もしくは位相、または強度および位相を変調できるもの、または光信号の進行方向を偏向できるものであれば良い(本明細書において、光信号の強度もしくは位相、または強度および位相を変調することおよび光信号の進行方向を偏向することを変調という。)。信号処理素子は、例えば、液晶素子、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)ミラー、非線形結晶などを用いて構成することができる。   The signal processing element 53 only needs to be capable of modulating the intensity or phase of the optical signal, or the intensity and phase, or capable of deflecting the traveling direction of the optical signal (in this specification, the intensity or phase of the optical signal, or Modulating intensity and phase and deflecting the traveling direction of an optical signal is called modulation.) The signal processing element can be configured using, for example, a liquid crystal element, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) mirror, a nonlinear crystal, or the like.

ミラー100は、例えば、屈折率の異なる膜を積層した誘電体多層膜ミラーを用いて構成することができる。   The mirror 100 can be configured using, for example, a dielectric multilayer mirror in which films having different refractive indexes are stacked.

また、本実施形態の光信号処理装置は、ミラー100を透過した光信号をフォトダイオード101の受光面に集光させる第2のレンズのアレイ102(図2(b))をさらに備えてもよい。凸レンズを用いて第2のレンズを構成することができる。   The optical signal processing apparatus according to the present embodiment may further include a second lens array 102 (FIG. 2B) that focuses the optical signal transmitted through the mirror 100 on the light receiving surface of the photodiode 101. . The second lens can be configured using a convex lens.

本実施形態の光信号処理装置では、分光素子51を経由して光信号が入出力される。分光素子51は、異なる波長を持つ複数の光信号を、その波長に応じた出射角度θで分波する。図1において、分波された光信号の波長をそれぞれλ1,λ2,λ3(λ1<λ2<λ3)として示している。分波された光信号は、それぞれ集光レンズ52へ向かって出射する。 In the optical signal processing apparatus of this embodiment, optical signals are input / output via the spectroscopic element 51. The spectroscopic element 51 demultiplexes a plurality of optical signals having different wavelengths at an emission angle θ corresponding to the wavelengths. In FIG. 1, the wavelengths of the demultiplexed optical signals are shown as λ 1 , λ 2 , and λ 3123 ), respectively. The demultiplexed optical signals are emitted toward the condenser lens 52, respectively.

集光レンズ52によって集光された各光信号は、出射角度θに対応して、強度変調、位相変調または偏向など変調する機能を持つ信号処理素子53の所定の位置の各集光点に集光される。すなわち、入力光信号の波長に応じて、光信号は信号処理素子の異なる位置に集光される。信号処理素子53は、例えば複数の要素素子(ピクセル)からなる液晶素子などである。各要素素子の透過率などを制御することによって、各波長の光信号は強度変調などの変調を受け、所定の信号処理機能が実現される。信号処理を受けた光信号の一部は、ミラー100で反射されて進行方向を反転させる。ミラー100で反射された光信号はさらに集光レンズ52を通って、再び分光素子51において合波される。合波された各波長の光信号は、再び出力光として、光信号処理装置外へ出力される。   Each optical signal collected by the condensing lens 52 is collected at each condensing point at a predetermined position of the signal processing element 53 having a function of modulating intensity modulation, phase modulation, or deflection in accordance with the emission angle θ. Lighted. That is, the optical signal is condensed at different positions of the signal processing element according to the wavelength of the input optical signal. The signal processing element 53 is, for example, a liquid crystal element composed of a plurality of element elements (pixels). By controlling the transmittance and the like of each element element, the optical signal of each wavelength is modulated such as intensity modulation, and a predetermined signal processing function is realized. A part of the optical signal subjected to the signal processing is reflected by the mirror 100 to reverse the traveling direction. The optical signal reflected by the mirror 100 further passes through the condenser lens 52 and is multiplexed again by the spectroscopic element 51. The combined optical signal of each wavelength is output again as output light to the outside of the optical signal processing device.

他方、ミラー100を透過した各波長の光信号は、フォトダイオード101で受光される。図1は、波長がλ1,λ2,λ3の光信号がそれぞれフォトダイオード101−1,101−2,101−3で受光されるように示されている。 On the other hand, the optical signal of each wavelength transmitted through the mirror 100 is received by the photodiode 101. FIG. 1 shows that optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are received by the photodiodes 101-1, 101-2, and 101-3, respectively.

図2は、信号処理素子53によって信号処理を受けた光信号の一部がミラー100を透過してフォトダイオード101で直接受光される様子を示す図であり、図2(b)は、ミラー100を透過した光信号が凸レンズ102により集光されフォトダイオード101で受光される様子を示す図である。図2は、図4に示すような液晶素子を用いて信号処理素子53を構成した例を示す。波長がλ1,λ2,λ3の光信号は、それぞれ集光レンズ52によって液晶素子のピクセル要素素子(ピクセル)506−1,506−2,506−3に集光され、信号処理を受ける。 FIG. 2 is a diagram showing a state in which a part of the optical signal subjected to signal processing by the signal processing element 53 passes through the mirror 100 and is directly received by the photodiode 101, and FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which an optical signal transmitted through the light beam is collected by a convex lens 102 and received by a photodiode 101. FIG. FIG. 2 shows an example in which the signal processing element 53 is configured using a liquid crystal element as shown in FIG. The optical signals having wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 are condensed by the condenser lens 52 onto the pixel element elements (pixels) 506-1, 506-2, and 506-3 of the liquid crystal element, respectively, and are subjected to signal processing. .

図4は、信号処理素子53として用いることができる液晶光可変減衰器(液晶VOA)500の概略構成を示す図である。図4(a)は、液晶VOA500のピクセル部の拡大した側面図であり、図4(b)は、液晶VOA500の拡大した正面図である。液晶VOA500は、液晶素子550を、2つの偏光素子502により挟んだ構造である。また、液晶素子550は、液晶510を、ITO(Indium Tin Oxide、インジウムスズ酸化物)電極506および配向膜508が形成された2つのガラス基板504により挟んだ構造である。   FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a liquid crystal optical variable attenuator (liquid crystal VOA) 500 that can be used as the signal processing element 53. 4A is an enlarged side view of the pixel portion of the liquid crystal VOA 500, and FIG. 4B is an enlarged front view of the liquid crystal VOA 500. FIG. The liquid crystal VOA 500 has a structure in which a liquid crystal element 550 is sandwiched between two polarizing elements 502. The liquid crystal element 550 has a structure in which the liquid crystal 510 is sandwiched between two glass substrates 504 on which an ITO (Indium Tin Oxide) electrode 506 and an alignment film 508 are formed.

上述のようにアレイ導波路回折格子(AWG)などの分光素子51によって分光された各光信号が各々集光する場所が図4(b)のITO電極の各ピクセル506の場所に対応する。   As described above, a place where each optical signal dispersed by the spectroscopic element 51 such as an arrayed waveguide diffraction grating (AWG) is collected corresponds to a place of each pixel 506 of the ITO electrode in FIG. 4B.

本実施形態の液晶VOA500は、液晶素子550が、ツイストネマティック型の液晶素子であり、当該液晶素子550が水平方向の偏光のみを透過する偏光子502により前後を挟まれている。この液晶VOA500は、各ピクセルに水平方向の偏光を入射した時に、透明導電膜のITO電極506に所望の電圧を加えることにより、光信号の偏光面を光軸に垂直面上に0〜90度まで回転できる。そして出力側にも偏光子502があるので可変光減衰器として作用する。つまり、光信号は、液晶VOA500において強度変調を受けることで信号処理を受ける。   In the liquid crystal VOA 500 of this embodiment, the liquid crystal element 550 is a twisted nematic liquid crystal element, and the liquid crystal element 550 is sandwiched between the front and rear by a polarizer 502 that transmits only polarized light in the horizontal direction. The liquid crystal VOA 500 applies a desired voltage to the ITO electrode 506 of the transparent conductive film when horizontally polarized light is incident on each pixel, so that the polarization plane of the optical signal is 0 to 90 degrees on the vertical plane with respect to the optical axis. Can rotate up to. Since the polarizer 502 is also provided on the output side, it acts as a variable optical attenuator. That is, the optical signal is subjected to signal processing by being subjected to intensity modulation in the liquid crystal VOA 500.

ところで近年、光通信システムにおける光信号の伝送速度は、例えば、40Gbpsに高速化が進んでおり、信号処理素子は、光信号をできるだけ広い帯域で透過できることが望ましい。図4に示した液晶VOA500の例では、ITO電極の各ピクセル506を大きくして、ITO電極の各ピクセル506間のギャップを小さくすることが求められる。   Incidentally, in recent years, the transmission speed of an optical signal in an optical communication system has been increased to, for example, 40 Gbps, and it is desirable that the signal processing element can transmit the optical signal in as wide a band as possible. In the example of the liquid crystal VOA 500 shown in FIG. 4, it is required to increase the size of each ITO electrode pixel 506 to reduce the gap between the ITO electrode pixels 506.

また、より効率的に光信号のパワーをモニタできるように、各フォトダイオード101の受光面を大きくすることが望ましい。   Further, it is desirable to increase the light receiving surface of each photodiode 101 so that the power of the optical signal can be monitored more efficiently.

しかしながら、各フォトダイオード101の受光面を大きくすると、フォトダイオードが隣のチャネルのクロストーク光を受信してモニタ誤差が生じるという問題がある。その原因には、2つの要因がある。   However, when the light receiving surface of each photodiode 101 is enlarged, there is a problem that the photodiode receives the crosstalk light of the adjacent channel and a monitoring error occurs. There are two causes for this.

第1の要因は、図1に示す構造ではミラー100がガウスビームのビームウエストであるため、ミラーを透過した後の光ビームが広がる傾向にあることによるものである。実際にはフォトダイオード101の実装上の都合から、ミラー100とフォトダイオード101は例えば100μmオーダの間隙を設けるため、その広がった光が隣接チャネルの光信号の強度をモニタするためのフォトダイオードに入射する可能性がある。   The first factor is due to the fact that the mirror 100 has a Gaussian beam waist in the structure shown in FIG. 1, and therefore the light beam after passing through the mirror tends to spread. Actually, for the convenience of mounting the photodiode 101, the mirror 100 and the photodiode 101 are provided with a gap on the order of 100 μm, for example, so that the spread light enters the photodiode for monitoring the intensity of the optical signal of the adjacent channel. there's a possibility that.

第2の要因は、フォトダイオード101の実際の実装によるものである。つまり、実際の実装において複数のフォトダイオード101−1、101−2、・・・の受光部を1チップで作製したフォトダイオードアレイを用いると、多数のフォトダイオードを1度に実装できて好都合である。しかしフォトダイオードチップの中で散乱された光が隣チャネルの光信号の強度をモニタするためのフォトダイオードに入力することがある。   The second factor is due to the actual mounting of the photodiode 101. In other words, in the actual mounting, using a photodiode array in which the light receiving portions of a plurality of photodiodes 101-1, 101-2,... Are manufactured on a single chip is advantageous because a large number of photodiodes can be mounted at a time. is there. However, the light scattered in the photodiode chip may be input to the photodiode for monitoring the intensity of the optical signal in the adjacent channel.

このようなクロストークは、図2(a)に示すように各フォトダイオード101の受光面を大きくすることにより、増加する傾向にある。   Such crosstalk tends to increase by increasing the light receiving surface of each photodiode 101 as shown in FIG.

したがって、図2(b)に示すように、ミラー100を透過した各光信号を各フォトダイオード101の受光面に集光するような凸レンズ102をさらに配置することで、フォトダイオード101の受光面を大きくせずに、クロストークの防止、モニタ誤差を低減したモニタが可能になる。   Therefore, as shown in FIG. 2 (b), the light receiving surface of the photodiode 101 is arranged by further arranging a convex lens 102 for condensing each optical signal transmitted through the mirror 100 onto the light receiving surface of each photodiode 101. Without increasing the size, crosstalk can be prevented and monitoring with reduced monitoring error can be performed.

図3は、フォトダイオード101でモニタされるクロストークを説明するための表である。図3の表に示す値は、図2において、各ピクセル506間のピッチ(中心間の距離)を250μmとし、各ピクセル506間のギャップを10μmとし、各フォトダイオード(PD)101の径およびレンズ102の有無をパラメータにしてクロストークを測定した値と評価している。   FIG. 3 is a table for explaining crosstalk monitored by the photodiode 101. The values shown in the table of FIG. 3 are as follows. In FIG. 2, the pitch (distance between the centers) between the pixels 506 is 250 μm, the gap between the pixels 506 is 10 μm, the diameter of each photodiode (PD) 101 and the lens. It is evaluated as a value obtained by measuring crosstalk using the presence or absence of 102 as a parameter.

図3に示すように、レンズ102と共に径の小さいフォトダイオードを用いることでクロストークを防止したモニタ機能を備えた反射型の光信号処理装置を提供することができる。   As shown in FIG. 3, by using a photodiode having a small diameter together with the lens 102, it is possible to provide a reflection type optical signal processing apparatus having a monitoring function that prevents crosstalk.

なお、図2において、フォトダイオード101は、単体(個別)のフォトダイオードを複数実装したものを用いてもよく、多アレイのフォトダイオードが1つのチップとして集積されたものを用いてもよい。また、図2において、レンズ102は、単体(個別)のレンズを複数組み合わせてもよく、多アレイのマイクロレンズアレイを用いてもよい。また、上述の目的を達成すべく光を集光する機能を有するレンズであれば種類は特に限定しない。   In FIG. 2, a photodiode 101 in which a plurality of single (individual) photodiodes are mounted may be used, or a photodiode in which multiple arrays of photodiodes are integrated as one chip. In FIG. 2, the lens 102 may be a combination of a plurality of single (individual) lenses or a multi-array microlens array. Further, the type is not particularly limited as long as the lens has a function of condensing light so as to achieve the above-described object.

また、信頼性向上の観点から、このようなフォトダイオードは、気密封止パッケージに封入されることもあるが、この場合、パッケージ前面の窓材が図2(a)および(b)に示すミラー100を兼ねてもよい。部材数が減り、実装が容易になるというメリットがある。   From the viewpoint of improving reliability, such a photodiode may be enclosed in a hermetically sealed package. In this case, the window material on the front surface of the package is a mirror shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b). 100 may also be used. There are advantages that the number of members is reduced and mounting becomes easy.

なお本実施形態においては、図1のようにミラーで反射して同様の光路に戻す形態の例を掲げたが、本特許は、同様の利点を有するなら、全くその形態のみに限るわけではない。例えばミラーに光信号が、図1の紙面に垂直な方向に少し垂直からずれて入射して入力ポートと出力ポートが、紙面垂直方向の上下に分かれるものであってもよい。   In the present embodiment, an example of a form that is reflected by a mirror and returned to the same optical path as shown in FIG. 1 is described. However, this patent is not limited to that form as long as it has the same advantage. . For example, an optical signal may be incident on the mirror in a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 with a slight deviation from vertical, and the input port and the output port may be separated vertically in the paper surface vertical direction.

本発明の一実施形態に係る光信号処理装置の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the optical signal processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る光信号処理装置における作用を説明するための図であり、(a)はミラーを透過した光信号がフォトダイオードで直接受光される場合を示す図であり、(b)は、ミラーを透過した光信号が凸レンズにより集光されてフォトダイオードで受光される場合を示す図である。It is a figure for demonstrating the effect | action in the optical signal processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is a figure which shows the case where the optical signal which permeate | transmitted the mirror is directly received by a photodiode, (b) ) Is a diagram illustrating a case where an optical signal transmitted through a mirror is collected by a convex lens and received by a photodiode. 本発明の一実施形態に係る光信号処理装置のフォトダイオードでモニタされるクロストークを説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating the crosstalk monitored with the photodiode of the optical signal processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る光信号処理装置に用いる液晶光可変減衰器(液晶VOA)の概略構成を説明するための図であり、(a)は側面図、(b)は正面図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the liquid crystal optical variable attenuator (liquid crystal VOA) used for the optical signal processing apparatus which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is a side view, (b) is a front view. . 従来の光信号処理装置の概略構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating schematic structure of the conventional optical signal processing apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

51 分光素子
52 レンズ
53 信号処理素子
54,100 ミラー
101 フォトダイオード
102 レンズ
500 液晶VOA
506 電極(ピクセル)
51 Spectral Element 52 Lens 53 Signal Processing Element 54,100 Mirror 101 Photodiode 102 Lens 500 Liquid Crystal VOA
506 Electrode (pixel)

Claims (4)

入射した光信号を異なる波長を有する複数の光信号に分光して波長に応じた出射角度で出射する分光手段と、
前記分光手段により波長毎に分光された光信号を各々に集光する集光手段と、
前記集光手段により集光された光信号の各々を変調する信号処理手段とを備えた光信号処理装置において、
前記信号処理手段により変調された光信号の各々について、一部を反射して光路を変化させ、残りの一部を透過するミラーと、
前記ミラーを透過した光信号の強度を各々モニタするための1つあるいは複数のフォトダイオードと
を備えたことを特徴とする光信号処理装置。
A spectroscopic unit that splits an incident optical signal into a plurality of optical signals having different wavelengths and emits the optical signal at an emission angle corresponding to the wavelength;
Condensing means for condensing the optical signals spectrally separated for each wavelength by the spectroscopic means;
In an optical signal processing device comprising signal processing means for modulating each of the optical signals collected by the light collecting means,
For each of the optical signals modulated by the signal processing means, a mirror that reflects part of the optical signal to change the optical path and transmits the remaining part of the optical signal;
An optical signal processing apparatus comprising: one or a plurality of photodiodes for monitoring the intensity of an optical signal transmitted through the mirror.
前記分光手段は、アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。   The optical signal processing apparatus according to claim 1, wherein the spectroscopic means is an arrayed waveguide diffraction grating. 前記ミラーは、屈折率の異なる膜を積層した誘電体多層膜ミラーであることを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。   The optical signal processing apparatus according to claim 1, wherein the mirror is a dielectric multilayer mirror in which films having different refractive indexes are stacked. 前記ミラーと前記フォトダイオードとの間に、前記ミラーを透過した光信号を前記フォトダイオードに集光させる第2のレンズのアレイをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の光信号処理装置。   2. The optical signal processing according to claim 1, further comprising an array of second lenses for condensing the optical signal transmitted through the mirror onto the photodiode, between the mirror and the photodiode. apparatus.
JP2007303673A 2007-11-22 2007-11-22 Optical signal processor Expired - Fee Related JP4802175B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007303673A JP4802175B2 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Optical signal processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007303673A JP4802175B2 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Optical signal processor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009128644A true JP2009128644A (en) 2009-06-11
JP4802175B2 JP4802175B2 (en) 2011-10-26

Family

ID=40819629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007303673A Expired - Fee Related JP4802175B2 (en) 2007-11-22 2007-11-22 Optical signal processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4802175B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250828A (en) * 1996-09-02 2002-09-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical signal processor and optical signal processing method
JP2003043382A (en) * 2001-08-03 2003-02-13 Hitachi Ltd Optical matrix switch
JP2004219523A (en) * 2003-01-10 2004-08-05 Fujitsu Ltd Optical monitor device
JP2004226501A (en) * 2003-01-20 2004-08-12 Fujitsu Ltd Variable optical attenuator
JP2005292521A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Fujitsu Ltd Micromirror element and optical switch
JP2005301123A (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical signal processing device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002250828A (en) * 1996-09-02 2002-09-06 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical signal processor and optical signal processing method
JP2003043382A (en) * 2001-08-03 2003-02-13 Hitachi Ltd Optical matrix switch
JP2004219523A (en) * 2003-01-10 2004-08-05 Fujitsu Ltd Optical monitor device
JP2004226501A (en) * 2003-01-20 2004-08-12 Fujitsu Ltd Variable optical attenuator
JP2005292521A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Fujitsu Ltd Micromirror element and optical switch
JP2005301123A (en) * 2004-04-15 2005-10-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical signal processing device

Also Published As

Publication number Publication date
JP4802175B2 (en) 2011-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9225454B1 (en) Aggregation and de-agreggation of bandwidth within data centers using passive optical elements
CN213659025U (en) Light receiving assembly and optical module
US8897646B2 (en) Optical add/drop multiplexer
JP5373291B2 (en) Wavelength selective switch
Sakurai et al. LCOS-based wavelength blocker array with channel-by-channel variable center wavelength and bandwidth
JP2003329993A (en) Dynamic gain equalizer
US9854336B2 (en) Systems and methods for coupling a fiber to a polarization sensitive photonic integrated circuit
JP4949355B2 (en) Wavelength selective switch
JP4842226B2 (en) Wavelength selective switch
EP1202091A2 (en) A polarization-independent, configurable optical multiplexer
JP4974918B2 (en) Optical signal processing apparatus and method for controlling optical signal processing apparatus
US7894722B2 (en) Packaged optical device stack
JPH03211529A (en) Optical multiplexer and demultiplexer integrated at high density
Sorimoto et al. Compact and phase-error-robust multilayered AWG-based wavelength selective switch driven by a single LCOS
Seno et al. Wavelength selective devices for SDM applications based on SPOC platform
US9185475B1 (en) Signal quality in bi-directional optical links using optical circulators
JP4802175B2 (en) Optical signal processor
US6868199B2 (en) Fast tunable wavelength selective optical switch
US6766081B2 (en) Focal length dispersion compensation for field curvature
US20080219668A1 (en) Liquid crystal optical device with arrayed waveguide grating
WO2019203307A1 (en) Wavelength-selective optical switch
US20230231642A1 (en) Tunable optical add/drop multiplexer
KR101501140B1 (en) Planar Lightwave Circuit Module Having an Improved Structure of an Optical Power Monitor
CN216670325U (en) Novel narrow-band light tunable optical filter
JP5669140B2 (en) Optical performance monitor

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100520

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20100520

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20100909

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110107

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110224

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110729

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110808

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140812

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees