JP2010020272A

JP2010020272A - 平面導波技術を利用した波長選択スイッチ

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Publication number: JP2010020272A
Application number: JP2008286878A
Authority: JP
Inventors: Jang-Uk Shin; チャン−ウクシン; Young-Tak Han; ヨン−タクハン; Sang-Pil Han; サン−ピルハン; Sang-Ho Park; サン−ホパク; Yongsoon Baek; ヨン−スンペク
Original assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Current assignee: Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-01-28
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: KR20100006293A; KR100960919B1; US20100008670A1; JP4719786B2

Abstract

【課題】平面導波技術を利用した波長選択スイッチを提供する。
【解決手段】本発明による波長選択スイッチは、Ｍ個の波長チャンネルの光信号の入力を受けて各波長チャンネル別に分離して光伝送線路に出力する第１波長分割多重化器と、前記第１波長分割多重化器から前記Ｍ個の波長チャンネル別に出力された光信号の経路をＮ個の出力ポートのうち何れか一つの出力ポートに変更する前記Ｍ個の光スイッチと、前記光スイッチの前記Ｎ個の出力ポートのうち一つずつ連結され、前記Ｎ個の入力された光信号を結合して出力する（Ｍ＋Ｎ−１）個の光結合器と、前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の入力ポート及び前記Ｎ個の出力ポートを有し、前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の前記光結合器の出力信号が各々前記入力ポートに連結され、前記入力された信号を多重化させて前記Ｎ個の出力ポートに出力する第２波長分割多重化器とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の光波長各々の光信号を同時に伝送する波長分割多重化（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光伝送システムで使用される波長選択スイッチ（ＷＷＳ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｅｌｅｃｔｉｖｅＳｗｉｔｃｈ）に関し、さらに具体的には、平面光導波路技術を利用して簡便な方法で構成することができる波長選択スイッチに関する。

波長選択スイッチは、一つの光線路を通って複数の波長を有する多数の光チャンネルが伝送される波長分割多重化光通信システムにおいて、任意の波長に対応する任意の光チャンネルを任意の入出力ポートに自由に入出力できるようにするスイッチである。本発明は、特に１より大きい整数ＭとＭより小さいか等しい整数Ｎに対してＭ個の波長を伝送する光線路と連結される入力ポートと、Ｎ個の出力ポートを有し前記光線路上の全ての波長に対して前記Ｎ個の出力ポートのうち、任意の出力ポートに自由に出力できる１ｘＮ波長選択スイッチに関する。特に、本発明は、平面光導波路集積技術を利用して信頼性の高い波長選択スイッチの製作が可能な波長選択スイッチ構成方法を提供する。

図１は、従来の平面導波路技術を利用した波長選択スイッチ１０の構造を示す図である。図１を参照すると、波長選択スイッチ１０は、入力ポート１１、波長分割多重化器１２、可変光減衰器１３、１ｘＮ光スイッチ１４、Ｎ個の波長分割多重化器１５、及び出力ポート１６を含む。

先ず、複数の波長に対応する複数チャンネルの光信号が入力ポート１１に入力される。この時、入力された光信号は、波長分割多重化器１２で各波長別に分離して出力される。前記波長別に分離した光信号は、光導波路を通って可変光減衰器１３に到達する。

可変光減衰器１３は、各チャンネル別光信号を適切に調節して各チャンネル間の光パワーのバランスを取る機能を行う。可変光減衰器１３で適切に光パワーが調節された光信号は、続いて、１ｘＮ光スイッチ１４を通ってＮ個の出力ポートのうち一つに出力される。１ｘＮ光スイッチ１４の各出力ポートは、各々Ｎ個の波長分割多重化器１５のうち一つに連結されている。ここで整数Ｎは、波長選択スイッチ１０の出力ポートの数と同一である。従って、光スイッチ１４から出力された光信号は、連結されたＮ個の波長分割多重化器１５のうち一つを通って任意の出力ポートに出力される。従って、任意の波長に対してその波長のチャンネルと連結された１ｘＮ光スイッチ１４で光路を調節すると、そのチャンネルの光信号を任意の出力ポートに出力できるようになる。前記波長選択スイッチ１０は、前記光伝送方向に対して逆方向にも動作するように具現される。

このように、前記従来技術を利用した平面導波路１ｘＮ波長選択スイッチ１０の場合、光部品としては、（１＋Ｎ）個の波長分割多重化器１５とチャンネル数と同じ数の１ｘＮ光スイッチ１４とが必須的に使用される。ここで、波長分割多重化器１５は、最も平面導波路で具現し難い素子の一つである。特に、波長分割多重化器１５を具現するためには、広い面積が必要であり、波長チューニングが難しく不良率が高いので高度の技術が要求される。従って、前記のように多数の波長分割多重化器１５を要する従来技術の平面導波路波長選択スイッチ１０の場合、製作が難しくて不良率が高く製品の生産性が低くなる短所がある。上述の波長選択スイッチに対する説明は、特許文献１に「ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｅｌｅｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＳｗｉｔｃｈ、ＯｐｔｉｃａｌＭｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ、ＯｐｔｉｃａｌＤｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ、ＡｎｄＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＳｅｌｅｃｔｉｖｅＯｐｔｉｃａｌＳｗｉｔｃｈＭｏｄｕｌｅ」という題目で記載されており、この出願のレファレンスとして含まれる。

特開２００７−１４８０４２号公報 Jin Tae Kim, Choon-Gi Choi, and Hee-Kyung Sung, "Polymer Planar-Lightwave-Circuit-Type Variable Optical Attenuator Fabricated by Hot Embossing Process," ETRI Journal, Vol. 27, No. 1, Feb. 2005, pp. 122-125． Jang-Uk Shin, Dug-June Kim, Sang-Ho Park, Young-Tak Han, Hee-Kyung Sung, Jeha Kim, and Soo-Jin Park, "An Etch-Stop Technique Using Cr203 Thin Film and Its Application to Silica PLC Platform Fabrication," ETRI Journal, Vol. 24, No. 5, Oct. 2002, pp. 398-400． Oh-Kee Kwon, Eundeok Sim, Kang-Ho Kim, Jong-Hoi Kim, Ho-Gyeong Yun, O Kyun Kwon, and Kwang Ryoug Oh, "Widely Tunable Grating Cavity Lasers," ETRI Journal, Vol. 28, No. 5, Oct. 2006, pp. 545-554．

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、技術的に具現が難しくコストが高い波長分割多重化器の所要量を最小化する簡単な形態の波長選択スイッチ構造及びその製造方法を提供することにある。

本発明による波長選択スイッチは、Ｍ個の波長チャンネルの光信号の入力を受けて各波長チャンネル別に分離して光伝送線路に出力する第１波長分割多重化器と、前記第１波長分割多重化器から前記Ｍ個の波長チャンネル別に出力された光信号の経路をＮ個の出力ポートのうち何れか一つの出力ポートに変更する前記Ｍ個の光スイッチと、前記光スイッチの前記Ｎ個の出力ポートのうち一つずつ連結され、前記Ｎ個の入力された光信号を結合して出力する（Ｍ＋Ｎ−１）個の光結合器と、前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の入力ポート及び前記Ｎ個の出力ポートを有し、前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の前記光結合器の出力信号が各々前記入力ポートに連結され、前記入力された信号を多重化させて前記Ｎ個の出力ポートに出力する第２波長分割多重化器とを含む。

実施の形態において、前記光スイッチのうちＩ（前記Ｉは、１より大きく前記Ｍより小さい整数）番目光スイッチのＪ（前記Ｊは、１より大きく前記Ｎより小さい整数）番目出力ポートは、（Ｉ＋Ｊ−１）番目光結合器の入力ポートのうち何れか一つと連結されることを特徴とする。

実施の形態において、前記波長選択スイッチは、前記第１波長分割多重化器及び前記光スイッチの間に連結され、前記チャンネル別光信号パワーを調節する可変光減衰器や或いは光増幅器をさらに含む。

実施の形態において、前記第１及び第２波長分割多重化器は、配列導波路波長分割多重化器に具現されることを特徴とする。

実施の形態において、前記第１及び第２波長分割多重化器は、反射型回折格子波長分割多重化器に具現されることを特徴とする。

実施の形態において、前記光スイッチには、各々入力ポート及び出力ポートが一つずつ追加され、追加された前記入力ポート及び前記出力ポートを利用して複数の波長選択スイッチが連結されることによって前記Ｎ個よりさらに多い出力が提供されることを特徴とする。

実施の形態において、前記波長選択スイッチは、一つの平面基板に単一集積光素子に具現されることを特徴とする。

実施の形態において、前記波長選択スイッチに利用される光素子は、各々光ファイバーを利用して連結されることを特徴とする。

本発明によるまた他の波長選択スイッチは、Ｍ個の波長チャンネルの光信号の入力を受けて各波長チャンネル別に分離して出力する第１波長分割多重化器と、前記第１波長分割多重化器から前記Ｍ個の波長チャンネル別に出力された光信号の経路をＮ個の出力ポートのうち何れか一つの出力ポートに変更する前記Ｍ個の光スイッチと、前記光スイッチと連結され、（Ｎ＊（Ｍ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｎ−１）＋１）個の入力チャンネル及び前記Ｎ個の出力チャンネルを有し、前記入力チャンネルの間の波長間隔は、前記光信号のチャンネル波長の１／Ｎであり、前記出力チャンネルの間の波長間隔は、前記光信号のチャンネル波長の１／（Ｎ−１）である第２波長分割多重化器とを含む。

実施の形態において、前記光スイッチののうちＩ（前記Ｉは、１より大きく前記Ｍより小さい整数）番目光スイッチのＪ（前記Ｊは、１より大きく前記Ｎより小さい整数）番目出力ポートは、前記第２波長分割多重化器の（Ｎ＊（Ｉ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｊ−１）＋１）番目入力ポートに連結されることを特徴とする。

上述の通り、本発明は、平面光導波路技術を利用して二つの波長分割多重化器を使用して簡単に構成することができる波長選択スイッチを提示した。

従って、本発明の波長選択スイッチを使用する場合、従来技術の波長選択スイッチに比べて波長分割多重化器の数を大きく減少させることができる。これによって、波長選択スイッチの全体大きさを減少させることができ不良率が低く生産性が高い低価格の波長選択スイッチを製造することができるようになる。

尚、本発明の波長選択スイッチを使用する場合、追加的な損失の増加無しに複数の波長選択スイッチをお互いに連結して波長選択スイッチの入出力ポート数を效果的に増加させることが可能である。

以下、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者が本発明の技術的思想を容易に行い得るように、本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

本発明による平面導波路技術を利用した波長選択スイッチは、２個の波長分割多重化器で具現される。これによって、本発明の波長選択スイッチは、スイッチング動作の信頼性を高めるのみならず占有面積を減少させ、またコストも減少させることができるようになる。

図２は、本発明による波長選択スイッチ１００に対する実施の形態を示す図である。図２を参照すると、波長選択スイッチ１００は、第１波長分割多重化器１１０、スイッチアレイ１２０、光合波器１３１〜１３Ｋ、第２波長分割多重化器１４０を含む。図２を参照すると、光信号は下記のように行われる。

先ず、Ｍ個の波長チャンネルの光信号は、波長分割多重化光伝送線路を通って第１波長分割多重化器１１０の入力ポート１１１に入力される。第１波長分割多重化器１１０のＭ個の出力ポートからは、波長分割多重化光伝送線路から入力された光信号が波長によって各チャンネル別に分離して出力される。従って、第１波長分割多重化器１１０は、少なくとも１個以上の入力ポート及び少なくとも波長分割多重化光線路のチャンネル数Ｍ個以上の出力ポートを含む。

第１波長分割多重化器１１０の各チャンネルから出力された光信号は、１ｘＮ光スイッチに入力される。各波長チャンネル別光信号の光パワーを調節するために、第１波長分割多重化器１１０の各チャンネルの出力及びこれに連結される１ｘＮ光スイッチの間に各々可変光減衰器（図示せず）が挿入されることができる。

１ｘＮ光スイッチの総個数は、光線路の波長チャンネルの総数Ｍと等しく、全て同時にアレイ形態にパッケージングしてスイッチアレイ１２０を構成する。すなわち、スイッチアレイ１２０には、Ｍ個の１ｘＮ光スイッチ１２１〜１２Ｎが含まれる。ここで、ＮはＭと等しいか小さい整数である。

１ｘＮ光スイッチのＮ個の出力各々は、Ｎチャンネル光結合器１３１、１３２、…、１３Ｋの入力ポートののうち一つに入力される。この時、１ｘＮ光スイッチの出力と連結されるＮチャンネル光結合器の総数は（Ｍ＋Ｎ−１）個である。各々の１ｘＮ光結合器１３１、１３２、…、１３Ｋから結合された光信号は、（Ｍ＋Ｎ−１）個の入力ポート及びＮ個の出力ポート１４１を有する第２波長分割多重化器１４０に入力される。

下記では、本発明による１ｘＮ光スイッチとＮチャンネル光結合器との間の連結方法に対して詳しく説明する。先ず、一番目チャンネルの１ｘＮ光スイッチ１２１の一番目出力ポートは、一番目Ｎチャンネル光結合器１３１の入力ポートのうち何れか一つに連結される。一番目チャンネルの１ｘＮ光スイッチ１２１の二番目出力ポートは、二番目Ｎチャンネル光結合器１３２の入力ポートのうち何れか一つに連結される。一番目チャンネルの１ｘＮ光スイッチ１２１の三番目出力ポートは、三番目Ｎチャンネル光結合器１３３の入力ポートのうち何れか一つに連結される。前述のように、一番目チャンネルの１ｘＮ光スイッチ１２１のＮ個の出力ポートは、一番目からＮ番目までのＮチャンネル光結合器１３１〜１３Ｎの入力ポートのうち何れか一つに各々連結される。

二番目チャンネルの１ｘＮ光スイッチ１２２の場合も、一番目光スイッチ１２１と同じ方法によって、光スイッチ１２２のＮ個の出力は、二番目から（Ｎ＋１）番目までのＮチャンネル光結合器１３２〜１３（Ｎ＋１）の入力ポートのうち何れか一つに入力される。前述のように、Ｉ番目１ｘＮ光スイッチ１２ＩのＪ番目出力ポートは、（Ｉ＋Ｊ−１）番目光結合器１３（Ｉ＋Ｊ−１）の入力ポートのうち何れか一つに連結される。

次に、本発明の波長選択スイッチ１００の動作原理に対して記述する。先ず、第１波長分割多重化器１１０の一番目チャンネル波長の光信号出力は、一番目１ｘＮ光スイッチ１２１と一番目からＮ番目までの光結合器１３１〜１３Ｎうち何れか一つを通って、第２波長分割多重化器１４０の一番目からＮ番目までの入力ポートのうち何れか一つに伝送される。もし、一番目入力ポートに伝送される場合には、第２波長分割多重化器１４０の一番目出力ポートに出力される。もし、一番目１ｘＮ光スイッチ１２１で光路を変更して二番目光結合器１３２を経て第２波長分割多重化器１４０の二番目入力ポートに入力される場合には、第２波長分割多重化器１４０の二番目出力ポートに出力される。

前述の方法によって、一番目チャンネル波長の光信号は、一番目１ｘＮ光スイッチ１２１の連結位置によって第２波長分割多重化器１４０の一番目からＮ番目までの任意の出力ポートに出力することが可能である。同一な方式によって、第１波長分割多重化器１１０のＩ番目チャンネル波長の光信号出力は、Ｉ番目１ｘＮ光スイッチ１２１の連結位置によって第２波長分割多重化器１４０のＩ番目から（Ｉ＋Ｎ−１）番目入力ポートのうち一つに入力されて、一番目からＮ番目までの任意の出力ポートに出力することが可能である。このように、全ての波長チャンネルの光信号は、各々のチャンネル波長に連結された１ｘＮ光スイッチの連結位置によって、第２波長分割多重化器１４０の一番目からＮ番目までの任意の出力ポートに出力することが可能である。このような本発明の波長選択スイッチ１００の動作原理は、光信号の伝送方向が記述した方向と反対の場合に対しても同一に適用される。

図３は、本発明による第２波長分割多重化器１４０に対する実施の形態を示す図である。図３を参照すると、第２波長分割多重化器１４０は、（Ｍ＋Ｎ−１）個の入力導波路１４１、第１スラブ導波路１４２、配列導波路１４３、第２スラブ導波路１４４、Ｎ個の出力導波路１４５を含む。

本発明による配列導波路波長分割多重化器１４０の場合には、各チャンネル波長が各々の入力チャンネルに対応するポートに入力されると、全ての波長が指定された出力ポートに多重化されて出力される。これは、もし各チャンネル波長が指定された入力ポートからＩ番目移動した入力チャンネルに入力されると、出力の場合も、指定された出力ポートからＩ番目移動した出力ポートに出力される性質を利用している。

しかし、本発明で使用できる波長分割多重化器は、図３に例示された配列導波路波長分割多重化器に限られないということは当業者にとって自明である。本発明の波長分割多重化器は、反射型回折格子波長分割多重化器など配列導波路波長分割多重化器のように、波長が変更されると出力ポートが移動する特性を有する多様な種類の波長分割多重化器にも使用されることができる。

一方、本発明の第１波長分割多重化器１１０も、図３に示した波長分割多重化器１４０と同一な構造に具現されることができる。この場合、第１波長分割多重化器１１０は、１個の入力導波路とＭ個の出力導波路で構成される。

図４は、本発明による１ｘＮ光スイッチ１２１に対する実施の形態を示す図である。図４に示す１ｘＮ光スイッチ１２１は、８個のポリマーＴＩＲ（ＴｏｔａｌＩｎｔｅｒｎａｌＲｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）光スイッチ１２１＿１〜１２１＿８を利用した１ｘ９光スイッチである。ここで、ＴＩＲ光スイッチ１２１＿１〜１２１＿８各々は、ヒータのオン／オフによってスイッチング動作を行う。図４に示すように、ヒータがオフ状態であると、ポリマーＴＩＲ光スイッチ１２１＿１は入射光を透過させる。一方、ヒータがオン状態であると、ポリマーＴＩＲ光スイッチ１２１＿１は入射光を反射させる。

本発明の１ｘ９光スイッチ１２１に入力された光信号は、８個のポリマーＴＩＲ光スイッチ１２１＿１〜１２１＿８のうち何れか一つが動作されることによって、９個の光出力ポートのうち任意の出力ポートに伝送するようになる。

図４に示す１ｘＮ光スイッチ１２１は、ポリマーＴＩＲ光スイッチを利用して具現されたが、本発明の１ｘＮ光スイッチが必ずしもこれに限られる必要はないということは当業者にとって自明である。本発明の１ｘＮ光スイッチは、ＭＺ干渉計型光スイッチを利用して構成されるかその他の方法によって光路を変更することができる光スイッチで具現され得る。

図５は、本発明によるＮチャンネル光結合器１３１に対する実施の形態を示す図である。本発明のＮチャンネル光結合器１３１は、図５に示す構造以外にもスターカプラーなど多様な構造の光結合器で具現されることができる。

一方、Ｎチャンネル光結合器１３１は、光信号パワーを１／Ｎに減少させるので損失が発生する。例えば、５チャンネル光結合器の場合、約７ｄＢ程度の理論的な光損失が発生する。本発明の波長選択スイッチの場合、損失増加は主に前記光結合器で発生する。従って、このような光損失を低滅するためには必然的に光結合器を除去する必要がある。

図６は、光結合器を除去した本発明の波長選択スイッチ２００及びそれの分岐損失を除去する方法を説明する図である。図６を参照すると、波長選択スイッチ２００は、第１波長分割多重化器２１０、１ｘＮスイッチアレイ２２０及び第２波長分割多重化器２４０を含む。ここで第１波長分割多重化器２１０は、図２に示す第１波長分割多重化器１１０と同一な構造を有し、１ｘＮスイッチアレイ２２０は、図２に示すスイッチアレイ１２０と同一な構造を有する。

第２波長分割多重化器２４０は、分岐器を除去するために｛Ｎ＊（Ｍ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｎ−１）＋１｝個の入力チャンネル数を有する。ここで第２波長分割多重化器２４０の各入力チャンネル間の波長間隔は、元のチャンネル波長間隔の１／Ｎに変更され、第２波長分割多重化器２４０の出力チャンネル間の波長間隔は、元のチャンネル波長間隔の１／（Ｎ−１）に変更されるように具現される。前述のように、入力チャンネル数とチャンネル間の波長間隔が変更された第２波長分割多重化器２４０の入力チャンネルは、光結合器を使用することなく１ｘＮ光スイッチの出力ポートに直接連結される。この時、１ｘＮ光スイッチの出力ポートの連結方法では、Ｉ番目スイッチのＪ番目出力ポートは、変更された第２波長分割多重化器２４０の｛Ｎ＊（Ｉ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｊ−１）＋１}番目入力チャンネルに連結される。

このような方法は、分岐損失が発生するスターカプラーの多重化機能を第２波長分割多重化器２４０の波長分割多重化機能に統合する方法である。しかし、このような方法を使用すると、光結合器の分岐損失を除去することはできるが、第２波長分割多重化器２４０の入力ポートの数が大きく増加する短所がある。

図７は、本発明による複数の波長選択スイッチ３０１，３０２が結合して入出力ポートの数を増加させる方法を説明する図である。

従来の波長選択スイッチの入出力ポートの数を増加させる方法の場合、第１波長選択スイッチ３０１のＮ個の出力のうち一つを第２波長選択スイッチ３０２の入力ポートと連結する多段連結（ｃａｓｃａｄｅ）方法が使用される。この場合、出力ポートの総数は、第１波長選択スイッチ３０１の第２波長選択スイッチ３０２と連結されない出力ポート（Ｎ−１）個及び第２波長選択スイッチ３０２の出力ポートＮ個を足して、（２Ｎ−１）個になる。しかし、この場合、多段連結された出力ポートの挿入損失は波長選択スイッチの損失全体が合算されて発生するようになる。

一方、本発明の好ましい実施の形態による波長選択スイッチを図７に示す方法を利用して連結する場合、多段連結による損失増加は１ｘ２単位光スイッチの損失程度に過ぎないので、低損失で複数の波長選択スイッチ３０１、３０２を連結して出力ポートの数を増加することができる。

図７に示すように、複数の本発明の波長選択スイッチ３０１、３０２をお互いに連結するために、１ｘＮ光スイッチの前段に他の波長選択スイッチと連結するための入力ポート及び出力ポートが各々一つずつ別途に具備される。

図８は、複数の波長選択スイッチをお互いに連結できるように、１ｘＮ光スイッチの代わりに入出力ポートを各々一つずつ加えた２ｘ（Ｎ＋１）光スイッチ３２１に変更する方法を説明する図である。

図８に示すように、変更された２ｘ（Ｎ＋１）光スイッチ３２１で増加した出力ポートは、他の波長選択スイッチの増加した入力ポートとチャンネル別にお互いに対応するように連結される。変更された２ｘ（Ｎ＋１）光スイッチ３２１を利用して上述の方法を利用して本発明の波長選択スイッチをお互いに連結する場合、第１波長選択スイッチ３０１の第１波長分割多重化器３１０に入力された光信号は、第１波長選択スイッチ３０１の任意の出力ポートに出力されるだけでなく、第１波長選択スイッチ３０１の追加された光出力ポートを通って第２波長選択スイッチ３０２の追加された光スイッチ入力ポートに入力され、第２波長選択スイッチ３０２の任意の出力ポートに出力されることができる。

この時、第１波長選択スイッチ３０１から出力される光信号と第２波長選択スイッチ３０２から出力される光信号の光路をお互いに比べると、１ｘ２単位光スイッチによって光路が変更されること以外には同一な光素子を通過することが分かる。従って、上述の方法によって複数の波長選択スイッチをお互いに連結しても別途の損失増加が発生しないことが分かる。

前述のように、従来技術の波長選択スイッチでは複数の波長分割多重化器が使用された。一方、本発明の波長選択スイッチでは第１及び第２波長分割多重化器二つだけが使用される。これによって、より簡単に波長選択スイッチを構成することができる。

前述のように、本発明の波長選択スイッチの製造方法は、光波路素子製造工程をそのまま使用する。例えば、ポリマー光導波路素子製造方法（非特許文献１参照）、シリカ光導波路素子製造方法（非特許文献２参照）、半導体光素子製造方法（非特許文献３参照）、ＳｉＯＮ光導波路素子製造方法、シリコン光素子製造方法など多様な平面導波路光素子製造方法が使用されることができる。

本発明の波長選択スイッチの構成に必要な各々の光素子は、別途に製作されて光ファイバーなどを利用して連結する方式によって構成することができ、全素子を一つの基板に構成する単一光集積回路素子として構成することもできる。

また、本発明の波長選択スイッチにおいて、各々の素子に対してお互いに異なる平面導波路製造工程を適用して各々製造した後、光ファイバーなどを利用してお互いに連結する方法を使用して全体波長選択スイッチを構成することができる。

一方、本発明の詳細な説明では具体的な実施の形態に対して説明したが、本発明の範囲から離脱しない限度内で多様に変形することができる。従って、本発明の範囲は上述した実施の形態に限定されてはならなく、後述する特許請求範囲だけでなくこの発明の特許請求範囲と均等なものなどによって決まるべきである。

従来の技術による平面導波路技術を利用した波長選択スイッチを示す図である。本発明の実施の形態による波長選択スイッチに対する実施の形態を示す図である。本発明の実施の形態による波長分割多重化器に対する実施の形態を示す図である。本発明の実施の形態による１ｘＮ光スイッチに対する実施の形態を示す図である。本発明の実施の形態によるＮチャンネル光結合器に対する実施の形態を示す図である。本発明の実施の形態による光結合器を除去した本発明の波長選択スイッチ及びそれの分岐損失を除去する方法を説明する図である。本発明の実施の形態による複数の波長選択スイッチが結合して入出力ポートの個数を増加させる方法を説明する図である。複数の波長選択スイッチをお互いに連結するように１ｘＮ光スイッチの代わりに入出力ポートを各々一つずつ加えた２ｘ（Ｎ＋１）光スイッチに変更する方法を説明する図である。

符号の説明

１００、２００、３０１、３０２波長選択スイッチ
１１０、１４０、２１０、２４０、３４０、３４２波長分割多重化器
１１１入力ポート
１２０、２２０、３２０、３２２スイッチアレイ
１２１〜１２Ｎ、３２１光スイッチ
１２１＿１〜１２１＿８ポリマーＴＩＲ光スイッチ
１３１〜１３Ｋ光結合器
１４０、２４０第２波長分割多重化器
１４１出力ポート
１４２、１４４スラブ導波路
１４３配列導波路

Claims

Ｍ（前記Ｍは、１より大きい整数）個の波長チャンネルの光信号の入力を受けて各波長チャンネル別に分離して出力する第１波長分割多重化器と、
前記第１波長分割多重化器から前記Ｍ個の波長チャンネル別に出力された光信号の経路をＮ（前記Ｎは、１より大きく前記Ｍより小さいか等しい整数）個の出力ポートのうち何れか一つの出力ポートに変更する前記Ｍ個の光スイッチと、
前記光スイッチの前記Ｎ個の出力ポートに各々連結され、前記Ｎ個の入力された光信号を結合して出力する（Ｍ＋Ｎ−１）個の光結合器と、
前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の入力ポート及び前記Ｎ個の出力ポートを有し、前記（Ｍ＋Ｎ−１）個の前記光結合器の出力信号が各々前記入力ポートに連結され、前記入力された信号を多重化させて前記Ｎ個の出力ポートに出力する第２波長分割多重化器と
を含むことを特徴とする波長選択スイッチ。
前記光スイッチのうちＩ（前記Ｉは、１より大きく前記Ｍより小さい整数）番目光スイッチのＪ（前記Ｊは、１より大きく前記Ｎより小さい整数）番目出力ポートは、（Ｉ＋Ｊ−１）番目光結合器の入力ポートのうち何れか一つと連結されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記波長選択スイッチは、前記第１波長分割多重化器及び前記光スイッチの間に連結され、前記チャンネル別光信号パワーを調節する可変光減衰器或いは光増幅器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記第１及び第２波長分割多重化器は、配列導波路波長分割多重化器で具現されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記第１及び第２波長分割多重化器は、反射型回折格子波長分割多重化器に具現されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記光スイッチには、各々入力ポート及び出力ポートが一つずつ追加され、
追加された前記入力ポート及び前記出力ポートを利用して複数の波長選択スイッチが連結されることによって前記Ｎ個よりも多い出力を提供されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記波長選択スイッチは、一つの平面基板に単一集積光素子で具現されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
前記波長選択スイッチに利用される光素子は、各々光ファイバーを利用して連結されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択スイッチ。
Ｍ（前記Ｍは、１より大きい整数）個の波長チャンネルの光信号の入力を受けて各波長チャンネル別に分離して出力する第１波長分割多重化器と、
前記第１波長分割多重化器から前記Ｍ個の波長チャンネル別に出力された光信号の経路をＮ（前記Ｎは、１より大きく前記Ｍより小さいか等しい整数）個の出力ポートのうち何れか一つの出力ポートに変更する前記Ｍ個の光スイッチと、
前記光スイッチと連結され、（Ｎ＊（Ｍ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｎ−１）＋１）個の入力チャンネル及び前記Ｎ個の出力チャンネルを有し、前記入力チャンネルの間の波長間隔は、前記光信号のチャンネル波長の１／Ｎであり、前記出力チャンネルの間の波長間隔は、前記光信号のチャンネル波長の１／（Ｎ−１）である第２波長分割多重化器と
を含むことを特徴とする波長選択スイッチ。
前記光スイッチのうちＩ（前記Ｉは、１より大きく前記Ｍより小さい整数）番目光スイッチのＪ（前記Ｊは、１より大きく前記Ｎより小さい整数）番目出力ポートは、前記第２波長分割多重化器の（Ｎ＊（Ｉ−１）＋（Ｎ−１）＊（Ｊ−１）＋１）番目入力ポートに連結されることを特徴とする波長選択スイッチ。