JP2910711B2 - 光波長セレクタおよび光通信システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムな
どに利用される光波長セレクタと、このような光波長セ
レクタを利用した光通信システムとに関する。

【０００２】

【従来の技術】異なる波長の光を多重して１本の光導波
路で伝送する技術を波長多重と云い、このように複数の
波長の光を多重したものを波長多重光と云う。波長多重
技術を光ネットワークに適用した光通信システムである
波長多重光ネットワークにおいては、光波長セレクタな
どの波長選択デバイスを用いることにより、ネットワー
クの構成を動的に変更したり複数のチャネルから所望の
チャネルを選択的に受信することが可能になる。つま
り、波長が相違する複数の光を多重させた波長多重光を
光伝送媒体である光ファイバ等で伝送し、受信側で波長
多重光から一つの波長の光を受信するようなことができ
る。

【０００３】光波長セレクタとしては、従来よりファイ
バ・ファブリ・ペロー・フィルタ（Ｆｉｂｅｒ Ｆａｂ
ｒｙ−Ｐｅｒｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ） 、音響光学効果フ
ィルタ（Ａｃｏｕｓｔｏｏｐｔｉｃ Ｆｉｌｔｅｒ，Ａ
Ｏ Ｆｉｌｔｅｒ）、誘電体干渉膜フィルタ等の光帯域
透過フィルタが用いられてきた。しかしながら、これら
は何れもアナログ量の精密な制御が必要で、使い勝手が
良くないという問題を有する。例えば、ファイバ・ファ
ブリ・ペロー・フィルタでは圧電アクチュエータなどを
用いてエタロンの共振器長を精密に制御する必要がある
し、音響光学効果フィルタでは電圧制御発振器等を用い
て導波路に与える音波の周波数を精密に制御する必要が
ある。

【０００４】この問題を克服した光波長セレクタとし
て、光波長分波器、光ゲート・スイッチ、光波長合波器
を組み合わせた光波長セレクタがある。この光波長セレ
クタでは、光ゲート・スイッチのオン／オフというデジ
タル値を制御することにより所望の波長を選択すること
ができる。

【０００５】このような光波長セレクタを従来の技術と
して図２４を参照して以下に説明する。図２４は光波長
セレクタを示す模式図である。この光波長セレクタは、
光波長分波器２０と、オンで光を透過してオフで光を遮
断する光ゲート・スイッチとして動作する半導体光増幅
器４０〜４３と、光合波器７０からなり、半導体光増幅
器４０〜４３のうちの何れか１つをオンにし、それ以外
をオフにすることにより、波長λ₀〜λ₃の４波の光から
任意の１波を選択することができる。

【０００６】このような光波長セレクタとして、光波長
分波器２０および光合光器７０としてアレイ導波路回折
格子デバイス（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
ＧｒａｔｉｎｇまたはＷａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉ
ｎｇ Ｒｏｕｔｅｒ）を用いたもの（例えば、Ｍ Ｚｉ
ｒｎｇｉｂｌ ｅｔ． ａｌ．， Ｄｉｇｉｔａｌｌｙ
Ｔｕｒｎａｂｌｅ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｄｒｏｐｐｉｎ
ｇ Ｆｉｌｔｅｒ／Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ ＧｒａｔｉｎｇＲｏｕｔ
ｅｒ ａｎｄ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ， ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉ
ｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒ， Ｖｏ
ｌ．６，Ｎｏ．４，ｐｐ．５１３，Ａｐｒｉｌ １９９
４）が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の光
波長セレクタは、同時に単一の波長しか選択できないと
いう問題点がある。例えば、光通信システムである波長
多重光ネットワークでは、１チャネルあたりの伝送容量
を高めるために、１チャネルに複数の波長を割り当てる
場合がある。

【０００８】このような波長多重光ネットワークの従来
の技術を図２５を参照して以下に説明する。図２５は波
長多重光ネットワークを示す模式図である。この波長多
重光ネットワークは、各ノードが光送信機、光波長セレ
クタ、光受信機を各々４個ずつ備える。例えば、ノード
１は光送信機１１０〜１１３、光波長セレクタ１４０〜
１４３、光受信機１５０〜１５３を備える。

【０００９】ノード１の送信波長としてλ₀、λ₁、
λ₂、λ₃が、ノード２の送信波長としてλ₄、λ₅、
λ₆、λ₇が、ノード３の送信波長としてλ₈、λ₉、
λ₁₀、λ₁₁が、ノード４の送信波長としてλ₁₂、λ₁₃、
λ₁₄、λ₁₅が割り当てられており、１６個の光送信機１
１０〜１１３、２１０〜２１３、３１０〜３１３、４１
０〜４１３から送信された波長λ₀〜λ₁₅の光は、光伝
送媒体である光ファイバ１２０〜１２３、２２０〜２２
３、３２０〜３２３、４２０〜４２３を経て光波長合分
波器１００により合波され、合波された光が光ファイバ
１３０〜１３３、２３０〜２３３、３３０〜３３３、４
３０〜４３３の全てに出力される。

【００１０】各ノードは、ノード１から送信された信号
を受信するときは波長λ₀、λ₁、λ ₂、λ₃を、ノード２
から送信された信号を受信するときは波長λ₄、λ₅、λ
₆、λ₇を選択して受信する。例えば、ノード１からノー
ド２にデータを送信する場合は、ノード２の光波長セレ
クタ２４０、２４１、２４２、２４３により波長λ ₀、
λ₁、λ₂、λ₃を各々選択する。

【００１１】この波長多重光ネットワークでは、各ノー
ドの受信部には各々４個の光送信機と、４個の光波長セ
レクタと、４個の光受信機が必要になるので、ノードあ
たりのコストは各ノードに割り当てられた送信波長が１
つの場合の約４倍になる。すなわち、従来の光波長セレ
クタを用いた場合、図２５のような構成の波長多重ネッ
トワークにおいて、ノードあたりのコストは各波長群に
含まれる波長の数に比例して増加することになる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光波長セレクタ
は、ｍ個の波長の光が多重された波長多重光を波長群毎
にｎ個有する波長多重光群が単一の入力ポートから入力
されると該波長多重光群を前記波長群毎にｎ個の波長多
重光に分離してｎ個の出力ポートに個々に出力する光波
長分波器と、該光波長分波器のｎ個の出力ポートの各々
に接続されて前記波長多重光を透過または遮断するｎ個
の光ゲート・スイッチと、該光ゲート・スイッチに個々
に接続されたｎ個の入力ポートから前記光ゲート・スイ
ッチを透過した波長多重光が入力されると該波長多重光
を波長毎にｍ個の光に分離してｍ個の出力ポートに個々
に出力する光波長ルータとを具備している。

【００１３】従って、光波長分波器は波長多重光群を波
長群毎にｎ個の波長多重光に分離して個々に出力し、こ
の波長群毎の複数の波長多重光はｎ個の光ゲート・スイ
ッチにより１つが光波長ルータに入力される。この光波
長ルータでは、ｎ個の入力ポートの１つから波長多重光
の１つが入力されると、この波長多重光を波長毎にｍ個
の光に分離してｍ個の出力ポートに個々に出力する。つ
まり、光ゲート・スイッチをオン／オフすれば、波長の
異なるｍ個の光からなる光群から１つの波長群を容易に
選択することができ、このように選択された波長群のｍ
個の光は各々異なる出力ポートから出力される。

【００１４】なお、本発明で云う波長多重光とは、複数
の波長の光を多重させた一つの波長群の光を意味してお
り、波長多重光群とは、複数の波長群の波長多重光を集
合させた光を意味している。

【００１５】上述のような光波長セレクタは、光波長分
波器と光波長ルータとの透過特性により、波長多重光群
を波長群毎に波長多重光に分離し、一つの波長多重光の
ｍ個の光を波長毎に出力する。従って、光波長分波器と
光波長ルータとに所定の透過特性を付与すれば、特定の
波長多重光群からｍ個の光を抽出することができる。

【００１６】例えば、１からｎ−１までの自然数である
任意のａ番目の波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，・・・，λ
_am-2，λ_am-1｝が、１からｍ−１までの自然数である任
意のｂに対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”な
る関係を満たす波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個の
波長多重光に分離し、光ゲート・スイッチを透過した前
記波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力するこ
とができる。

【００１７】さらに、このような光波長セレクタにおい
て、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上に各々連続
に並び、かつ、各波長群同士の波長間隔が等しい波長多
重光群を、前記波長群毎にｎ個の波長多重光に分離し、
光ゲート・スイッチを透過した前記波長多重光を波長毎
にｍ個の光に分離して出力することもできる。また、各
波長群に属するｍ個の波長が波長軸上でｎ波長毎に周回
的に並び、かつ、各波長群内ではｍ個の波長の波長間隔
が等しい波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個の波長多
重光に分離し、光ゲート・スイッチを透過した前記波長
多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力することもで
きる。

【００１８】なお、上述のような光波長分波器を具備し
た光波長セレクタにおいては、光波長ルータがアレイ導
波路回折格子デバイスを具備している構造とすることも
できる。

【００１９】上述のような光波長セレクタに入力される
波長多重光群としては、例えば、１からｎ−１までの自
然数である任意のａ番目の波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，
・・・，λ_am-2，λ_am-1｝が、１からｍ−１までの自然
数である任意のｂに対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−
λ_{a b-1}”なる関係を満たすものとすることができる。

【００２０】さらに、このような波長多重光群を、各波
長群に属するｍ個の波長が波長軸上に各々連続に並び、
かつ、各波長群同士の波長間隔が等しいものとすること
もできる。また、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸
上でｎ波長毎に周回的に並び、かつ、各波長群内ではｍ
個の波長の波長間隔が等しいものとすることもできる。
本発明の光通信システムは、ｍ個の波長の光が多重さ
れた波長多重光を波長群毎にｎ個有する波長多重光群を
出力する波長多重光送信器と、前記波長多重光群を伝送
する光伝送媒体と、前記波長多重光群が入力される請求
項１ないし６の何れか一記載の光波長セレクタと、該光
波長セレクタから波長毎に出力されるｍ個の光を個々に
受信するｍ個の光受信器とを具備している。

【００２１】従って、波長多重光送信器が出力する波長
多重光群を、光波長セレクタにより波長群毎にｎ個の波
長多重光に分離して一つの波長群のｍ個の光を波長毎に
出力させ、このｍ個の光をｍ個の光受信器により波長毎
に受信することができるので、波長多重光による光通信
を実行することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態として
請求項１記載の発明の実施の形態を図１ないし図３を参
照して以下に説明する。なお、これより以下の実施の形
態の説明では、それより以前に説明した部分と同一の部
分には同一の名称および符号を使用して詳細な説明は省
略する。図１は本実施の形態の光波長セレクタの全体構
造を示す模式図、図２は光波長分波器の内部構造を示す
模式図、図３は光波長ルータの内部構造を示す模式図で
ある。

【００２３】まず、本実施の形態の光波長セレクタは、
図１に示すように、１本の光ファイバ１０を具備してお
り、この光ファイバ１０に波長多重光群が入力される。
この波長多重光群は、ｎ個（ここでは４個）の波長群の
波長多重光を集合させたもので、その波長多重光は、ｍ
個（ここでは４個）の波長の光が多重されたものであ
る。

【００２４】前記光ファイバ１０には、光波長分波器２
０の１つの入力ポートが接続されており、前記光波長分
波器２０の４個の出力ポートには、４本の光ファイバ３
０〜３３により光ゲート・スイッチである４個の半導体
光増幅器４０〜４３が個々に接続されている。これらの
半導体光増幅器４０〜４３には、４本の光ファイバ５０
〜５３により光波長ルータ６０の４個の入力ポートが個
々に接続されており、前記光波長ルータ６０の４個の出
力ポートには、４本の光ファイバ９０〜９３が個々に接
続されている。

【００２５】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光に含まれる光の波長λ ₀、λ₁・・・、λ₁₅
は、例えば、λ₀がｌ５４０ｎｍであり、以後１ｎｍず
つ増加し、λ₁₅は１５５５ｎｍである。このうち、波長
λ₀、λ₁、λ₂、λ₃（からなる光）を波長群Ａ（の波長
多重光）、波長λ₄、λ₅、λ₆、λ₇を波長群Ｂ、波長λ
₈、λ₉、λ₁₀、λ₁₁を波長群Ｃ、波長λ₁₂、λ₁₃、
λ₁₄、λ₁₅を波長群Ｄと呼称する。

【００２６】前記光波長分波器２０は、図２に示すよう
に、光ファイバ製の入力ポート５１０と、石英ガラス製
のアレイ導波路回折格子デバイス５００と、１６本の光
ファイバ５２０によりアレイ導波路回折格子デバイス５
００に接続された光ファイバ製の４個の光合波器５３０
〜５３３と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜
５４３とからなる。前記アレイ導波路回折格子デバイス
５００は、１本の入力導波路６１０、スラブ導波路６２
０、アレイ導波路回折格子６３０、スラブ導波路６４
０、１６本の出力導波路６５０からなる。

【００２７】前記入力ポート５１０から前記アレイ導波
路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０に入力さ
れた波長が各々λ₀、λ₁・・・、λ₁₅の１６波の光は、
前記スラブ導波路６２０を経て前記アレイ導波路回折格
子６３０を伝搬され、前記スラブ導波路６４０に入力さ
れる。このスラブ導波路６４０において波長λ₀の光は
出力導波路６５０−０に集光され、同様に波長λ₁、λ₂
・・・、λ₁₅の光は出力導波路６５０−１、６５０−
２、・・・、６５０−１５に集光される。

【００２８】これらの出力導波路６５０−０、６５０−
１、６５０−２、６５０−３は、前記光ファイバ５２０
により前記光合波器５３０の入力ポートに接続されてい
るので、波長λ₀、λ₁、λ₂、λ₃の４波は出力ポート５
４０から出力される。同様に、波長λ₄、λ₅、λ₆、λ₇
の４波は光合波器５３１により合波されて出力ポート５
４１から出力され、波長λ₈、λ₉、λ₁₀、λ₁₁の４波は
光合波器５３２により合波されて出力ポート５４２から
出力され、波長λ₁₂、λ₁₃、λ₁₄、λ₁₅の４波は光合波
器５３３により合波されて出力ポート５４３から出力さ
れる。

【００２９】前記半導体光増幅器４０〜４３は、駆動回
路（図示せず）が接続されており、この駆動回路からバ
イアス電流が個々に入力される。前記半導体光増幅器４
０〜４３は、バイアス電流が３０ｍＡのとき利得が０ｄ
Ｂとなり、バイアス電流が０ｍＡのとき利得が−６０ｄ
Ｂとなるので、バイアス電流が３０ｍＡのときオンとな
りバイアス電流が０ｍＡのときオフとなる光ゲート・ス
イッチとして動作する。前記駆動回路は、４個の前記半
導体光増幅器４０〜４３に対し、ここでは一度には１個
のみ選択的にオンとなるようにバイアス電流を出力す
る。

【００３０】前記光波長ルータ６０は、図３に示すよう
に、光ファイバ製の４個の入力ポート５１０〜５１３、
石英ガラス製の４個のアレイ導波路回折格子デバイス５
００〜５０３、１６本の光ファイバ５２０により４個の
アレイ導波路回折格子デバイス５００〜５０３に接続さ
れた光ファイバ製の４個の光合波器５３０〜５３３と、
光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜５４３とから
なる。

【００３１】前記アレイ導波路回折格子デバイス５００
〜５０３は、１本の入力導波路６１０、スラブ導波路６
２０、アレイ導波路回折格子６３０、スラブ導波路６４
０、４本の出力導波路６５０からなる。つまり、４個の
前記アレイ導波路回折格子デバイス５００〜５０３は４
個の出力導波路６５０を各々具備しているが、この合計
１６個の出力導波路６５０が４個の前記光合波器５３０
〜５３３に４個ずつ振り分けられている。

【００３２】前記入力ポート５１０から前記アレイ導波
路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０に入力さ
れた波長が各々λ₀、λ₁、λ₂、λ₃の４波の光は、前記
スラブ導波路６２０を経て前記アレイ導波路回折格子６
３０を伝搬され、前記スラブ導波路６４０に入力され
る。このスラブ導波路６４０において波長λ₀の光は出
力導波路６５０−０に集光され、同様に波長λ₁、λ₂、
λ₃の光は出力導波路６５０−１、６５０−２、６５０
−３に集光される。前記出力導波路６５０−０、６５０
−１、６５０−２、６５０−３は前記光ファイバ５２０
により各々前記光合波器５３０、５３１、５３２、５３
３の入力ポートに接続されているので、波長λ₀、λ₁、
λ₂、λ₃の４波は各々前記出力ポート５４０、５４１、
５４２、５４３から出力される。

【００３３】同様にして、光ファイバ５１１から波長λ
₄、λ₅、λ₆、λ₇の４波が入力されると、これらは各々
出力導波路６５０−０、６５０−１、６５０−２、６５
０−３に集光され、出力ポート５４０、５４１、５４
２、５４３から出力される。光ファイバ５１２から波長
λ₈、λ₉、λ₁₀、λ₁₁の４波が入力されると、これらは
各々出力導波路６５０−０、６５０−１、６５０−２、
６５０−３に集光され、出力ポート５４０、５４１、５
４２、５４３から出力される。光ファイバ５１３から波
長λ₁₂、λ₁₃、λ₁₄、λ₁₅の４波が入力されると、これ
らは各々出力導波路６５０−０、６５０−１、６５０−
２、６５０−３に集光され、出力ポート５４０、５４
１、５４２、５４３から出力される。

【００３４】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。まず、
光ファイバ１０から入力される１６波の波長多重光群
は、光波長分波器２０により波長群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄごと
に４個の波長多重光に分波されるので、光ファイバ３０
には波長群Ａの４波の光からなる波長多重光が伝搬さ
れ、以下同様に、光ファイバ３１には波長群Ｂの波長多
重光が、光ファイバ３２には波長群Ｃの波長多重光が、
光ファイバ３３には波長群Ｄの波長多重光が伝搬され
る。

【００３５】今、第一の半導体光増幅器４０だけがオン
で他の半導体光増幅器４１〜４３がオフであるとする
と、光波長ルータ６０には波長群Ａの波長多重光の波長
λ₀、λ₁、λ₂、λ₃の光だけが入力される。この光波長
ルータ６０は入力される波長多重光を波長毎に分離して
出力するので、光ファイバ９０から波長λ₀の光が、光
ファイバ９１から波長λ₁の光が、光ファイバ９２から
波長λ₂の光が、光ファイバ９３から波長λ₃の光が出力
される。

【００３６】第二の半導体光増幅器４１だけがオンで他
が全てオフの場合は、光波長ルータ６０には波長群Ｂの
波長多重光のλ₄、λ₅、λ₆、λ₇の光だけが光ファイバ
５１から入力されるので、光ファイバ９０から波長λ₄
の光が、光ファイバ９１から波長λ₅の光が、光ファイ
バ９２から波長λ₆の光が、光ファイバ９３から波長λ ₇
の光が出力される。以下同様に、半導体光増幅器４２だ
けがオンのときは波長群Ｃの４波の光が、半導体光増幅
器４３だけがオンのときは波長群Ｄの４波の光が、光フ
ァイバ９０〜９３から出力される。

【００３７】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの波長
多重光を選択的に出力することができる。このように出
力される波長群の波長多重光は、４個の波長の光が各々
異なる光ファイバ９０〜９３から出力されるので、光フ
ィルタなどを介さず光受信機で直接に受信することがで
きる。

【００３８】したがって、本実施の形態の光波長セレク
タを用いることにより、例えば、図２５に示した波長多
重光ネットワークの構造を図４のように簡略化すること
ができる。ここで例示する光通信システムである波長多
重光ネットワークでは、各ノード毎に光送信機と光受信
機とを４個ずつ備えるが、光波長セレクタは各ノードに
１個である。

【００３９】例えば、ノード１は光送信機１１０〜１１
３、光波長セレクタ１４０、光受信機１５０〜１５３を
備える。ノード１の送信波長としてλ₀、λ₁、λ₂、λ₃
が、ノード２の送信波長としてλ₄、λ₅、λ₆、λ₇が、
ノード３の送信波長としてλ ₈、λ₉、λ₁₀、λ₁₁が、ノ
ード４の送信波長としてλ₁₂、λ₁₃、λ₁₄、λ₁₅が割り
当てられており、１６個の光送信機１１０〜１１３、２
１０〜２１３、３１０〜３１３、４１０〜４１３から送
信された波長λ₀〜λ₁₅の光は、１６本の光伝送媒体で
ある光ファイバ１２０〜１２３、２２０〜２２３、３２
０〜３２３、４２０〜４２３を経て１個の光波長合分波
器１００により合波され、合波された光が光伝送媒体で
ある４本の光ファイバ１３０，２３０，３３０，４３０
に出力される。

【００４０】つまり、上述のような部分が波長多重光送
信器として光波長セレクタ１４０，２４０，３４０，４
４０に波長多重光群を出力するので、これらの光波長セ
レクタ１４０，２４０，３４０，４４０が波長群Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄの光を波長毎に出力すれば、このように出力
される波長群の複数波長の光は光受信機１５０〜１５
３，２５０〜２５３，３５０〜３５３，４５０〜４５３
により直接に受信される。

【００４１】上述のような波長多重光ネットワークで
は、光ファイバ１３０〜１３３、２３０〜２３３、３３
０〜３３３、４３０〜４３３および光波長セレクタ１４
０〜１４３、２４０〜２４３、３４０〜３４３、４４０
〜４４３の数が、図２５の波長多重光ネットワークの１
／４になっているので、その分、小型化や生産性向上お
よび低コスト化が可能である。また、光波長合分波器１
００において、出力側の分岐数が１６個から４個に減少
するので、光パワーの損失が最低６ｄＢ低減される。

【００４２】つぎに、本発明の実施の第二の形態として
請求項２記載の発明の実施の形態を図５ないし図９を参
照して以下に説明する。なお、図５は本実施の形態の光
波長セレクタの全体構造を示す模式図、図６は光波長分
波器の内部構造を示す模式図、図７は光波長分波器の透
過特性を示すグラフ、図８は光波長ルータの内部構造を
示す模式図、図９は光波長ルータの透過特性を示すグラ
フである。

【００４３】まず、本実施の形態の光波長セレクタも、
図５に示すように、光ファイバ１０に光波長分波器２０
の入力ポートが接続され、この光波長分波器２０の出力
ポートには光ファイバ３０〜３３により半導体光増幅器
４０〜４３が接続されている。これらの半導体光増幅器
４０〜４３の出力ポートは、光ファイバ５０〜５３によ
り光波長ルータ６０の４個の入力ポートに接続されてお
り、この光波長ルータ６０の４個の出力ポートには光フ
ァイバ９０〜９３が接続されている。

【００４４】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光群の波長λ₀、λ₁、・・・、λ₃₁は、λ₀
が１５４０ｎｍであり、以後１ｎｍずつ増加し、λ₃₁は
１５７１ｎｍである。このうち、波長λ₀、λ₁、λ₃、
λ₆を波長群Ａ、波長λ₈、λ₉、λ₁₁、λ₁₄を波長群
Ｂ、波長λ₁₆、λ₁₇、λ₁₉、λ₂₂を波長群Ｃ、波長
λ₂₅、λ₂₆、λ₂₈、λ₃₁を波長群Ｄと呼称する。つま
り、この波長多重光群は、各々ｍ個（ここでは４個）の
波長の光からなるｎ個（ここでは４個）の波長多重光を
有しており、１からｎ−１までの自然数である任意のａ
番目の波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，・・・，λ_am-2，λ
_am-1｝が、１からｍ−１までの自然数である任意のｂに
対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”なる関係を
満たしている。

【００４５】光波長分波器２０は、図６に示すように、
光ファイバ製の入力ポート５１０と、石英ガラス製のア
レイ導波路回折格子デバイス５００と、光ファイバ製の
４本の出力ポート５４０〜５４３とからなり、光合波器
５３０〜５３３は省略されている。アレイ導波路回折格
子デバイス５００は、１本の入力導波路６１０、スラブ
導波路６２０、アレイ導波路回折格子６３０、スラブ導
波路６４０、４本の出力導波路６５０からなり、これら
の４本の出力導波路６５０に４本の出力ポート５４０〜
５４３が個々に直接に接続されている。入力ポート５１
０からアレイ導波路回折格子デバイス５００の入力導波
路６１０に入力された光は、スラブ導波路６２０を経て
アレイ導波路回折格子６３０を伝搬され、スラブ導波路
６４０において波長により異なる位置に集光される。

【００４６】上述のような構造の光波長分波器２０は、
例えば、図７に示すような透過特性を有している。アレ
イ導波路回折格子デバイス５００の透過波長帯域幅は８
ｎｍである。入力ポート５１０から出力ポート５４０ヘ
の透過率７００は、波長λ₀〜λ₇においては−１ｄＢで
あり、波長λ₈〜λ₃₁においては−３０ｄＢである。同
様に、入力ポート５１０から出力ポート５４１ヘの透過
率７０１、入力ポート５１０から出力ポート５４２ヘの
透過率７０２、入力ポート５１０から出力ポート５４３
ヘの透過率７０３は、各々、波長λ₈〜λ₁₅、λ₁₆〜λ
₂₃、λ₂₄〜λ₃₁において−１ｄＢであり、それ以外の波
長では−３０ｄＢである。

【００４７】したがって、波長群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１６
波の光を入力ポート５１０から入力すると、波長群Ａの
４波は出力ポート５４０ヘ、波長群Ｂの４波は出力ポー
ト５４１ヘ、波長群Ｃの４波は出力ポート５４２ヘ、波
長群Ｄの４波は出力ポート５４３ヘ出力される。

【００４８】一方、光波長ルータ６０は、図８に示すよ
うに、光ファイバ製の４本の入力ポート５１０〜５１３
と、石英ガラス製の１個のアレイ導波路回折格子デバイ
ス５００と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜
５４３とからなり、各々４本の入力ポート５１０〜５１
３と出力ポート５４０〜５４３とは一個のアレイ導波路
回折格子デバイス５００に接続されている。このアレイ
導波路回折格子デバイス５００は、３２本の入力導波路
６１０、スラブ導波路６２０、アレイ導波路回折格子６
３０、スラブ導波路６４０、３２本の出力導波路６５０
からなる。

【００４９】入力ポート５１０、５１１、５１２、５１
３はアレイ導波路回折格子デパイス５００の入力導波路
６１０−０、６１０−８、６１０−ｌ６、６１０−２５
に接続されており、出力ポート５４０、５４１、５４
２、５４３はアレイ導波路回折格子デバイス５００の出
力導波路６５０−０、６５０−ｌ、６５０−３、６５０
−６に接続されている。

【００５０】入力ポート５１０からアレイ導波路回折格
子デバイス５００の入力導波路６１０−０に入力された
光は、スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子
６３０を伝搬され、スラブ導波路６４０において波長に
より異なる位置に集光される。図９に光波長ルータ６０
の透過特性を示す。アレイ導波路回折格子デバイス５０
０の透過波長帯域幅は１ｎｍである。入力ポート５１０
から出力ポート５４０ヘの透過率７００は波長λ₀にお
いて極大となる。同様に、入力ポート５１０から出力ポ
ート５４１ヘの透過率７０１は波長λ₁において、入力
ポート５１０から出力ポート５４２ヘの透過率７０２は
波長λ₃において、入力ポート５１０から出力ポート５
４３ヘの透過率７０３は波長λ₆において、各々極大と
なる。

【００５１】入力ポート５１１、５１２、５１３からア
レイ導波路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０
−８、６１０−１６、６１０−２５に入力された光も、
スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子６３０
を伝搬され、スラブ導波路６４０において波長により異
なる位置に集光される。ただし、入力ポート５１０、５
１１、５１２、５１３の何れから光を入力するかによっ
て、同じ出力ポートから出力される光の波長は異なる。
ここで、アレイ導波路回折格子デバイス５００における
入力導波路６１０、出力導波路６５０と、これらを透過
する光の波長の対応関係は、下記の表１に示すように、

【００５２】

【表１】 となる。

【００５３】なお、上記表中では簡単のため、入力導波
路６１０−０、６１０−１、６１０−２、・・・、およ
び出力導波路６５０−０、６５０−１、６５０−２、・
・・、を単に０、１、２、・・・、と示している。上記
表１より、入力ポート５１０から波長λ₀、λ₁、λ₃、
λ₆の光が入力されると、出力ポート５４０からλ₀、出
力ポート５４１からλ₁、出力ポート５４２からλ₃、出
力ポート５４３からλ ₆が出力されることがわかる。ま
た、入力ポート５１１から波長λ₈、λ₉、λ₁₁、λ₁₄、
の光が入力されると、出力ポート５４０からλ₈、出力
ポート５４１からλ₉、出力ポート５４２からλ₁₁、出
力ポート５４３からλ₁₄が出力され、入力ポート５１２
から波長λ₁₆、λ₁₇、λ₁₉、λ₂₂の光が入力されると、
出力ポート５４０からλ₁₆、出力ポート５４１から
λ_l7、出力ポート５４２からλ₁₉、出力ポート５４３か
らλ₂₂が出力され、入力ポート５１３から波長λ₂₅、λ
₂₆、λ ₂₈、λ₃₁の光が入力されると、出力ポート５４０
からλ₂₅、出力ポート５４１からλ₂₆、出力ポート５４
２からλ₂₈、出力ポート５４３からλ₃₁が出力される。

【００５４】つまり、本実施の形態の光波長セレクタ
は、光波長分波器２０と光波長ルータ６０とに上述のよ
うな透過特性が付与されているので、特定の波長多重光
群から複数の波長の光を抽出する。すなわち、１からｎ
−１までの自然数である任意のａ番目の波長群｛λ_a0，
λ_a1，λ_a2，・・・，λ_am-2，λ_am-1｝が、１からｍ−
１までの自然数である任意のｂに対して“λ_{0 b}−λ_0
b-1＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”なる関係を満たす波長多重光群
を、前記波長群毎にｎ個の波長多重光に分離し、前記波
長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力する。な
お、前述のように本実施の形態では“ｍ＝ｎ＝４”であ
る。

【００５５】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。まず、
光ファイバ１０から入力された波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
１６波の光は、光波長分波器２０により分波され、光フ
ァイバ３０には波長群Ａの４波が、光ファイバ３１には
波長群Ｂの４波が、光ファイバ３２には波長群Ｃの４波
が、光ファイバ３３には波長群Ｄの４波が伝搬される。

【００５６】今、半導体光増幅器４０だけがオンで、半
導体光増幅器４１〜４３がオフであるとすると、光波長
ルータ６０には波長群Ａのλ₀、λ₁、λ₃、λ₆の光だけ
が光ファイバ５０から入力される。したがって、光ファ
イバ９０から波長λ₀の光が、光ファイバ９１から波長
λ₁の光が、光ファイバ９２から波長λ₃の光が、光ファ
イバ９３から波長λ₆の光が出力される。

【００５７】半導体光増幅器４１だけがオンで他が全て
オフの場合は、光波長ルータ６０には波長群Ｂのλ₈、
λ₉、λ_ll、λ₁₄の光だけが光ファイバ５１から入力さ
れ、光ファイバ９０から波長λ₈の光が、光ファイバ９
１から波長λ₉の光が、光ファイバ９２から波長λ₁₁の
光が、光ファイバ９３から波長λ₁₄の光が出力される。
同様に、半導体光増幅器４２だけがオンのときは波長群
Ｃが、半導体光増幅器４３だけがオンのときは波長群Ｄ
が光ファイバ９０〜９３から出力される。

【００５８】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光を
選択的に出力することができる。このように波長群毎に
出力される４個の波長の光は、光フィルタなどを介さず
光受信機で直接に受信することができるので、本実施の
形態の光波長セレクタを用いることにより、光通信シス
テムである波長多重光ネットワークの構造を簡略化する
ことができる。その場合、波長多重光ネットワークの波
長多重光送信器となる部分は、前述のような設定の波長
多重光群を生成して光波長セレクタに出力すれば良い。

【００５９】つぎに、本発明の実施の第三の形態として
請求項３記載の発明の実施の形態を図１０ないし図１４
を参照して以下に説明する。なお、図１０は本実施の形
態の光波長セレクタの全体構造を示す模式図、図１１は
光波長分波器の内部構造を示す模式図、図１２は光波長
分波器の透過特性を示すグラフ、図１３は第二の光波長
分波器の内部構造を示す模式図、図１４は第二の光波長
分波器の透過特性を示すグラフである。

【００６０】本実施の形態の光波長セレクタも、図１０
に示すように、光ファイバ１０には光波長分波器２０の
入力ポートが接続されており、光波長分波器２０の４個
の出力ポートには光ファイパ３０〜３３により半導体光
増幅器４０〜４３が接続されている。しかし、半導体光
増幅器４０〜４３の出力ポートは、光ファイバ５０〜５
３により光ファイバ製の光合波器７０の４個の入力ポー
トに接続されており、この光合波器７０の１つの出力ポ
ートは、光ファイバ７５により光波長分波器８０の入力
ポートに接続されている。

【００６１】つまり、本実施の形態光波長セレクタで
は、光合波器７０と第二の光波長分波器８０との組合せ
の部分が光波長ルータ６０として機能するようになって
おり、その光波長分波器８０の４個の出力ポートに光フ
ァイバ９０〜９３が接続されている。

【００６２】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光群の波長λ₀、λ₁・・・、λ₁₅は、λ₀が
１５４０ｎｍであり、以後１ｎｍずつ増加し、λ₁₅は１
５５５ｎｍである。このうち、波長λ₀、λ₁、λ₂、λ₃
を波長群Ａ、波長λ₄、λ₅、λ₆、λ₇を波長群Ｂ、波長
λ₈、λ₉、λ₁₀、λ₁₁を波長群Ｃ、波長λ₁₂、λ₁₃、λ
₁₄、λ₁₅を波長群Ｄと呼称する。つまり、この波長多重
光群は、ｎ個（ここでは４個）の波長群Ａ〜Ｄに各々属
するｍ個（ここでは４個）の波長が波長軸上に各々連続
に並び、かつ、各波長群Ａ〜Ｄ同士の波長間隔が等し
い。

【００６３】光波長分波器２０は、図１１に示すよう
に、光ファイバ製の１本の入力ポート５１０と、石英ガ
ラス製の１個のアレイ導波路回折格子デバイス５００
と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜５４３と
からなる。アレイ導波路回折格子デバイス５００は、１
本の入力導波路６１０、スラブ導波路６２０、アレイ導
波路回折格子６３０、スラブ導波路６４０、４本の出力
導波路６５０からなる。入力ポート５１０からアレイ導
波路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０に入力
された光は、スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回
折格子６３０を伝搬され、スラブ導波路６４０において
波長により異なる位置に集光される。

【００６４】上述のような構造の光波長分波器２０は、
例えば、図１２に示すような透過特性を有している。ア
レイ導波路回折格子デバイス５００の透過波長帯域幅は
４ｎｍである。入力ポート５１０から出力ポート５４０
ヘの透過率７００は、波長λ ₀〜λ₃においては−１ｄＢ
であり、波長λ₄〜λ₁₅においては−３０ｄＢである。
同様に、入力ポート５１０から出力ポート５４１ヘの透
過率７０１、入力ポート５１０から出力ポート５４２ヘ
の透過率７０２、入力ポート５１０から出力ポート５４
３ヘの透過率７０３は、各々、波長λ₄〜λ₇、λ₈〜λ
₁₁、λ₁₂〜λ₁₅において−１ｄＢであり、それ以外の波
長では−３０ｄＢである。

【００６５】したがって、波長群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１６
波の光を入力ポート５１０から入力すると、波長群Ａの
４波は出力ポート５４０ヘ、波長群Ｂの４波は出力ポー
ト５４１ヘ、波長群Ｃの４波は出力ポート５４２ヘ、波
長群Ｄの４波は出力ポート５４３ヘ出力される。

【００６６】一方、図１３は光波長分波器８０の構成を
示す図である。本実施の形態の光波長セレクタの光波長
分波器８０も、前述した光波長分波器２０と同様に、光
ファイバ製の入力ポート５１０と、石英ガラス製のアレ
イ導波路回折格子デバイス５００と、光ファイバ製の４
本の出力ポート５４０〜５４３とからなるが、アレイ導
波路回折格子デバイス５００の透過特性が光波長分波器
２０と異なっている。

【００６７】この光波長分波器８０の透過特性を図１４
に示す。アレイ導波路回折格子デバイス５００は、約１
ｎｍの透過波長帯域幅を持ち、入力ポート５１０から出
力ポート５４０ヘの透過率７００は、波長λ₀、λ₄、λ
₈、λ₁₂において極大となる。このような透過特性は、
アレイ導波路回折格子のフリー・スペクトラル・レンジ
（ＦＳＲ：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）
を４ｎｍに設定することにより得られる。同様に、入力
ポート５１０から出力ポート５４１ヘの透過率７０１は
波長λ₁、λ₅、λ₉、λ₁₃において、入力ポート５１０
から出力ポート５４２ヘの透過率７０２は、波長λ₂、
λ₆、λ₁₀、λ₁₄において、入力ポート５１０から出力
ポート５４３ヘの透過率７０３は、波長λ₃、λ₇、
λ₁₁、λ₁₅において極大となる。

【００６８】アレイ導波路回折格子デバイス５００の透
過特性が、上述のような周回性を持つことにより、波長
λ₀、λ₁、・・・、λ₁₅の１６波の光を入力ポート５１
０から入力すると波長λ₀、λ₄、λ₈、λ₁₂の４波は出
力ポート５４０ヘ、波長λ₁、λ₅、λ₉、λ₁₃の４波は
出力ポート５４１ヘ、波長λ₂、λ₆、λ₁₀、λ₁₄の４波
は出力ポート５４２ヘ、波長λ₃、λ₇、λ₁₁、λ₁₅の４
波は出力ポート５４３ヘ出力される。

【００６９】本実施の形態の光波長セレクタは、光波長
分波器２０，８０に所定の透過特性が付与されているの
で、ｎ個（ここでは４個）の波長群に各々属するｍ個
（ここでは４個）の波長が波長軸上に各々連続に並び、
かつ、各波長群同士の波長間隔が等しい波長多重光群
を、前記波長群毎にｎ個の波長多重光に分離し、この波
長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力する。

【００７０】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。まず、
光ファイバ１０から入力された波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
１６波の光は、光波長分波器２０により分波され、光フ
ァイバ３０には波長群Ａの４波が、光ファイバ３１には
波長群Ｂの４波が、光ファイバ３２には波長群Ｃの４波
が、光ファイバ３３には波長群Ｄの４波が伝搬される。

【００７１】今、半導体光増幅器４０だけがオンで、半
導体光増幅器４１〜４３がオフであるとすると、光ファ
イバ７５には波長群Ａのλ₀、λ₁、λ₂、λ₃の光だけが
出力される。したがって、光波長分波器８０からは、光
ファイバ９０へ波長λ₀の光が、光ファイバ９１へ波長
λ₁の光が、光ファイバ９２へ波長λ₂の光が、光ファイ
バ９３へ波長λ₃の光が出力される。

【００７２】半導体光増幅器４１だけがオンで他が全て
オフの場合は、光ファイバ７５には波長群Ｂのλ₄、
λ₅、λ₆、λ₇の光だけが入力され、光ファイバ９０へ
波長λ₄の光が、光ファイバ９１へ波長λ₅の光が、光フ
ァイバ９２へ波長λ₆の光が、光ファイバ９３へ波長λ₇
の光が出力される。同様に、半導体光増幅器４２だけが
オンのときは波長群Ｃが、半導体光増幅器４３だけがオ
ンのときは波長群Ｄが光ファイバ９０〜９３へ出力され
る。

【００７３】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光を
選択的に出力することができる。このように波長群毎に
出力される４個の波長の光は、光フィルタなどを介さず
光受信機で直接に受信することができるので、本実施の
形態の光波長セレクタを用いることにより、波長多重光
ネットワークの構造を簡略化することができる。その場
合、波長多重光ネットワークの波長多重光送信器となる
部分は、前述のような設定の波長多重光群を生成して光
波長セレクタに出力すれば良い。

【００７４】つぎに、本発明の実施の第四の形態として
請求項４記載の発明の実施の形態を図１５ないし図１９
を参照して以下に説明する。図１５は本実施の形態の光
波長セレクタの全体構造を示す模式図、図１６は光波長
分波器の内部構造を示す模式図、図１７は光波長分波器
の透過特性を示すグラフ、図１８は光波長ルータの内部
構造を示す模式図、図１９は光波長ルータの透過特性を
示すグラフである。

【００７５】本実施の形態の光波長セレクタも、図１５
に示すように、光ファイバ１０には光波長分波器２０の
入力ポートが接続されており、光波長分波器２０の４個
の出力ポートには光ファイバ３０〜３３により半導体光
増幅器４０〜４３が接続されている。半導体光増幅器４
０〜４３の出力ポートは、光ファイバ５０〜５３により
光波長ルータ６０の４個の入力ポートに接続されてお
り、光波長ルータ６０の４個の出力ポートには光ファイ
バ９０〜９３が接続されている。

【００７６】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光群の波長λ₀₀〜λ₃₆は、λ₀₀が１５３５ｎ
ｍであり、以後１ｎｍずつ増加し、λ₁₀、λ₂₀、λ₃₀は
各々１５４２、１５４９、１５５６ｎｍで、λ₃₆は１５
６２ｎｍである。波長λ₀₀、λ₀₁、λ₀₂、λ₀₃を波長群
Ａ、波長λ₁₁、λ₁₂、λ₁₃、λ₁₄を波長群Ｂ、波長
λ ₂₂、λ₂₃、λ₂₄、λ₂₅を波長群Ｃ、波長λ₃₃、λ₃₄、
λ₃₅、λ₃₆を波長群Ｄと呼称する。

【００７７】光波長分波器２０は、図１６に示すよう
に、光ファイバ製の１本の入力ポート５１０と、右英ガ
ラス製の１個のアレイ導波路回折格子デバイス５００
と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜５４３と
からなる。アレイ導波路回折格子デバイス５００は、１
本の入力導波路６１０、スラブ導波路６２０、アレイ導
波路回折格子６３０、スラブ導波路６４０、４本の出力
導波路６５０からなる。

【００７８】入力ポート５１０からアレイ導波路回折格
子デバイス５００の入力導波路６１０に入力された光
は、スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子６
３０を伝搬され、スラブ導波路６４０において波長によ
り異なる位置に集光される。光波長分波器２０の透過特
性を図１７に示す。アレイ導波路回折格子デバイス５０
０の透過波長帯域幅は４ｎｍである。

【００７９】入力ポート５１０から出力ポート５４０ヘ
の透過率７００は、波長λ₀₀〜λ₀₃においては−１ｄＢ
であり、それ以外の波長においては−３０ｄＢである。
同様に、入力ポート５１０から出力ポート５４１ヘの透
過率７０１、入力ポート５１０から出力ポート５４２ヘ
の透過率７０２、入力ポート５１０から出力ポート５４
３ヘの透過率７０３は、各々、波長λ₁₁〜λ₁₄、λ₂₂〜
λ₂₅、λ₃₃〜λ₃₆において−ｌｄＢであり、それ以外の
波長では−３０ｄＢである。

【００８０】したがって、波長群Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの１６
波の光を入力ポート５１０から入力すると、波長群Ａの
４波は出力ポート５４０ヘ、波長群Ｂの４波は出力ポー
ト５４１ヘ、波長群Ｃの４波は出力ポート５４２ヘ、波
長群Ｄの４波は出力ポート５４３ヘ出力される。

【００８１】一方、光波長ルータ６０は、図１８に示す
ように、光ファイバ製の４本の入力ポート５１０〜５１
３と、石英ガラス製の１個のアレイ導波路回折格子デバ
イス５００と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０
〜５４３とからなる。アレイ導波路回折格子デバイス５
００は、４本の入力導波路６１０、スラブ導波路６２
０、アレイ導波路回折格子６３０、スラブ導波路６４
０、４本の出力導波路６５０からなる。

【００８２】入力ポート５１０からアレイ導波路回折格
子デバイス５００の入力導波路６１０−０に入力された
光は、スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子
６３０を伝搬され、スラブ導波路６４０において波長に
より異なる位置に集光される。例えば、波長λ₀₀の光を
入力ポート５１０から入力すると、この光はスラブ導波
路６４０において出力導波路６５０−０に結合され、出
力ポート５４０から出力される。

【００８３】光波長ルータ６０の透過特性を図１９に示
す。アレイ導波路回折格子デバイス５００の透過波長帯
域幅は１ｎｍで、フリー・スペクトラル・レンジは７ｎ
ｍである。したがって、入力ポート５１０から出力ポー
ト５４０ヘの透過率７００は、波長λ₀₀、λ₁₀、λ₂₀、
λ₃₀において極大となる。同様に、入力ポート５１０か
ら出力ポート５４１ヘの透過率７０１は、波長λ₀₁、λ
₁₁、λ₂₁、λ₃₁において極大となり、入力ポート５１０
から出力ポート５４２ヘの透過率７０２は、波長λ₀₂、
λ₁₂、λ₂₂、λ₃₂において極大となり、入力ポート５１
０から出力ポート５４３ヘの透過率７０３は、波長
λ₀₃、λ₁₃、λ₂₃、λ₃₃において極大となる。

【００８４】入力ポート５１１、５１２、５１３からア
レイ導波路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０
−１、６１０−２、６１０−３に入力された光も、スラ
ブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子６３０を伝
搬され、スラブ導波路６４０において波長により異なる
位置に集光される。ただし、入力ポート５１０、５１
１、５１２、５１３の何れから光を入力するかによっ
て、同じ出力ポートから出力される光の波長は異なる。
ここで、アレイ導波路回折格子デバイス５００における
入力導波路６１０、出力導波路６５０と、これらを透過
する光の波長の対応関係は、下記の表２に示すように、

【００８５】

【表２】 となる。

【００８６】上記表中では簡単のため、入力導波路６１
０−０、６１０−１、６１０−２、・・・、および出力
導波路６５０−０、６５０−１、６５０−２、・・・、
を単に０、１、２、・・・、と示している。上記表２よ
り、出力ポート５４０から出力されるのは入力ポート５
１０から入力された波長λ₀₀の光、入力ポート５１１か
ら入力された波長λ₀₁の光、入力ポート５１２から入力
された波長λ₀₂の光、入力ポート５１３から入力された
波長λ₀₃の光であることがわかる。

【００８７】ここで１つ注目すべきことがある。図１９
に示したようにアレイ導波路回折格子デバイス５００は
７ｎｍのフリー・スペクトラル・レンジをもつので、例
えば、入力ポート５１１から出力ポート５４０ヘは、波
長λ₀₁の光だけでなく波長λ ₁₁、λ₂₁、λ₃₁等の光も透
過する。したがって、前述の表２は下記の表３のよう
に、

【００８８】

【表３】 として書き換えることができる。

【００８９】上記表３より、入力ポート５１０から波長
λ₀₀、λ₀₁、λ₀₂、λ₀₃の光が入力されると、出力ポー
ト５４０からλ₀₀、出力ポート５４１からλ₀₁、出力ポ
ート５４２からλ₀₂、出力ポート５４３からλ₀₃が出力
されることがわかる。また、入力ポート５１１から波長
λ₁₁、λ₁₂、λ₁₃、λ₁₄の光が入力されると、出力ポー
ト５４０からλ₁₁、出力ポート５４１からλ₁₂、出力ポ
ート５４２からλ₁₃、出力ポート５４３からλ₁₄が出力
され、入力ポート５１２から波長λ₂₂、λ₂₃、λ₂₄、λ
₂₅の光が入力されると、出力ポート５４０からλ₂₂、出
力ポート５４１からλ₂₃、出力ポート５４２からλ₂₄、
出力ポート５４３からλ₂₅が出力され、入力ポート５１
３から波長λ₃₃、λ₃₄、λ₃₅、λ₃₆の光が入力される
と、出力ポート５４０からλ₃₃、出力ポート５４１から
λ₃₄、出力ポート５４２からλ₃₅、出力ポート５４３か
らλ₃₆が出力される。

【００９０】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。光ファ
イバ１０から入力された波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの１６波
の光は、光波長分波器２０により分波され、光ファイバ
３０には波長群Ａの４波が、光ファイバ３１には波長群
Ｂの４波が、光ファイバ３２には波長群Ｃの４波が、光
ファイバ３３には波長群Ｄの４波が伝搬される。

【００９１】今、半導体光増幅器４０だけがオンで、半
導体光増幅器４１〜４３がオフであるとすると、光波長
ルータ６０には波長群Ａのλ₀₀、λ₀₁、λ₀₂、λ₀₃の光
だけが光ファイバ５０から入力される。したがって、光
ファイバ９０から波長λ₀₀の光が、光ファイバ９１から
波長λ₀₁の光が、光ファイバ９２から波長λ₀₂の光が、
光ファイバ９３から波長λ₀₃の光が出力される。

【００９２】半導体光増幅器４１だけがオンで他が全て
オフの場合は、光波長ルータ６０には波長群Ｂのλ₁₁、
λ₁₂、λ₁₃、λ₁₄の光だけが光ファイバ５１から入力さ
れ、光ファイバ９０から波長λ₁₁の光が、光ファイバ９
１から波長λ₁₂の光が、光ファイバ９２から波長λ₁₃の
光が、光ファイバ９３から波長λ₁₄の光が出力される。
同様に、半導体光増幅器４２だけがオンのときは波長群
Ｃが、半導体光増幅器４３だけがオンのときは波長群Ｄ
が光ファイバ９０〜９３から出力される。

【００９３】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光を
選択的に出力することができる。このように波長群毎に
出力される４個の波長の光は、光フィルタなどを介さず
光受信機で直接に受信することができるので、本実施の
形態の光波長セレクタを用いることにより、波長多重光
ネットワークの構造を簡略化することができる。

【００９４】つぎに、本発明の実施の第五の形態として
請求項５記載の発明の実施の形態を図２０を参照して以
下に説明する。図２０は本実施の形態の光波長セレクタ
の全体構造を示す模式図である。

【００９５】本実施の形態の光波長セレクタも、光ファ
イバ１０には光波長分波器２０の入力ポートが接続され
ており、光波長分波器２０の４個の出力ポートには光フ
ァイバ３０〜３３により半導体光増幅器４０〜４３が接
続されている。これらの半導体光増幅器４０〜４３の出
力ポートは、光ファイバ５０〜５３により光ファイバ製
の光合波器７０の４個の入力ポートに接続されており、
これらの光合波器７０の出力ポートは、光ファイバ７５
により光波長分波器８０の入力ポートに接続されてい
る。つまり、本実施の形態の光波長セレクタでも、光合
波器７０と第二の光波長分波器８０との組合せの部分が
光波長ルータ６０として機能し、その光波長分波器８０
の４個の出力ポートに光ファイバ９０〜９３が接続され
ている。

【００９６】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光群の波長λ₀、λ₁、・・・、λ₁₅は、λ₀
が１５４０ｎｍであり、以後１ｎｍずつ増加し、λ₁₅は
ｌ５５５ｎｍである。このうち、波長λ₀、λ₄、λ₈、
λ₁₂を波長群Ａ、波長λ₁、λ ₅、λ₉、λ₁₃を波長群
Ｂ、波長λ₂、λ₆、λ₁₀、λ₁₄を波長群Ｃ、波長λ₃、
λ₇、λ₁₁、λ₁₅を波長群Ｄと呼称する。つまり、この
波長多重光群は、ｎ個（ここでは４個）の波長群に各々
属するｍ個（ここでは４個）の波長が波長軸上でｎ波長
毎に周回的に並び、かつ、各波長群内ではｍ個の波長の
波長間隔が等しい。

【００９７】本実施の形態における光波長分波器２０の
構成および動作は、実施の第三の形態における光波長分
波器８０の構成および動作と等しく、本実施の形態にお
ける光波長分波器８０の構成および動作は、実施の第三
の形態における光波長分波器２０の構成および動作と等
しい。

【００９８】本実施の形態の光波長セレクタは、光波長
分波器２０，８０に所定の透過特性が付与されているの
で、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上でｎ波長毎
に周回的に並び、各波長群内ではｍ個の波長の波長間隔
が等しい波長多重光群を、波長群毎にｎ個の波長多重光
に分離し、この波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離し
て出力する。

【００９９】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。まず、
光ファイバ１０から入力された波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
１６波の光は、光波長分波器２０により分波され、光フ
ァイバ３０には波長群Ａの４波が、光ファイバ３１には
波長群Ｂの４波が、光ファイバ３２には波長群Ｃの４波
が、光ファイバ３３には波長群Ｄの４波が伝搬される。

【０１００】今、半導体光増幅器４０だけがオンで、半
導体光増幅器４１〜４３がオフであるとすると、光ファ
イバ７５には波長群Ａのλ₀、λ₄、λ₈、λ₁₂の光だけ
が出力される。したがって光波長分波器８０からは、光
ファイバ９０に波長λ₀の光が、光ファイバ９１に波長
λ₄の光が、光ファイバ９２に波長λ₈の光が、光ファイ
バ９３に波長λ₁₂の光が出力される。

【０１０１】半導体光増幅器４１だけがオンで他が全て
オフの場合は、光ファイバ７５には波長群Ｂのλ₁、
λ₅、λ₉、λ₁₃の光だけが入力され、光ファイバ９０か
ら波長λ₁の光が、光ファイバ９１から波長λ₅の光が、
光ファイバ９２から波長λ₉の光が、光ファイバ９３か
ら波長λ₁₃の光が出力される。同様に、半導体光増幅器
４２だけがオンのときは波長群Ｃが、半導体光増幅器４
３だけがオンのときは波長群Ｄが光ファイバ９０〜９３
から出力される。

【０１０２】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光を
選択的に出力することができる。このように波長群毎に
出力される４個の波長の光は、光フィルタなどを介さず
光受信機で直接に受信することができるので、本実施の
形態の光波長セレクタを用いることにより、波長多重光
ネットワークの構造を簡略化することができる。その場
合、波長多重光ネットワークの波長多重光送信器となる
部分は、前述のような設定の波長多重光群を生成して光
波長セレクタに出力すれば良い。

【０１０３】つぎに、本発明の実施の第六の形態として
請求項６記載の発明の実施の形態を図２１ないし図２３
を参照して以下に説明する。図２１は本実施の形態の光
波長セレクタの全体構造を示す模式図、図２２は光波長
ルータの内部構造を示す模式図、図２３は光波長ルータ
の透過特性を示すグラフである。

【０１０４】まず、本実施の形態の光波長セレクタも、
光ファイバ１０には光波長分波器２０の入力ポートが接
続されており、光波長分波器２０の４個の出力ポートに
は光ファイバ３０〜３３により半導体光増幅器４０〜４
３が接続されている。これらの半導体光増幅器４０〜４
３の出力ポートは、光ファイバ５０〜５３により光波長
ルータ６０の４個の入力ポートに接続されており、これ
らの光波長ルータ６０の４個の出力ポートには、光ファ
イバ９０〜９３が接続されている。

【０１０５】本実施の形態の光波長セレクタに入力され
る波長多重光群の波長λ₀、λ₁、・・・、λ₁₅は、λ₀
が１５４０ｎｍであり、以後ｌｎｍずつ増加し、λ₁₅は
ｌ５５５ｎｍである。このうち、波長λ₀、λ₄、λ₈、
λ₁₂を波長群Ａ、波長λ₁、λ ₅、λ₉、λ₁₃を波長群
Ｂ、波長λ₂、λ₆、λ₁₀、λ₁₄を波長群Ｃ、λ₃、λ₇、
λ ₁₁、λ₁₅を波長群Ｄと呼称する。

【０１０６】なお、本実施の形態における光波長分波器
２０の構成および動作は、実施の第三の形態における光
波長分波器８０の構成および動作と等しい。

【０１０７】光波長ルータ６０は、図２２に示すよう
に、光ファイバ製の４本の入力ポート５１０〜５１３
と、石英ガラス製の１個のアレイ導波路回折格子デバイ
ス５００と、光ファイバ製の４本の出力ポート５４０〜
５４３とからなる。アレイ導波路回折格子デバイス５０
０は、４本の入力導波路６１０、スラブ導波路６２０、
アレイ導波路回折格子６３０、スラブ導波路６４０、４
本の出力導波路６５０からなる。

【０１０８】入力ポート５１０からアレイ導波路回折格
子デバイス５００の入力導波路６１０−０に入力された
光は、スラブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子
６３０を伝搬され、スラブ導波路６４０において波長に
より異なる位置に集光される。光波長ルータ６０の透過
特性を図２３に示す。アレイ導波路回折格子デバイス５
００の透過波長帯域幅は４ｎｍで、フリー・スペクトラ
ル・レンジはｌ６ｎｍである。

【０１０９】したがって、入力ポート５１０から出力ポ
ート５４０ヘの透過率７００は、波長λ₀〜λ₃において
極大となる。同様に、入力ポート５１０から出力ポート
５４１ヘの透過率７０１は、波長λ₄〜λ₇において極大
となり、入力ポート５１０から出力ポート５４２ヘの透
過率７０２は、波長λ₈〜λ₁₁において極大となり、入
力ポート５１０から出力ポート５４３ヘの透過率７０３
は、波長λ₁₂〜λ₁₅において極大となる。

【０１１０】入力ポート５１１、５１２、５１３からア
レイ導波路回折格子デバイス５００の入力導波路６１０
−１、６１０−２、６１０−３に入力された光も、スラ
ブ導波路６２０を経てアレイ導波路回折格子６３０を伝
搬され、スラブ導波路６４０において波長により異なる
位置に集光される。ただし、入力ポート５１０、５１
１、５１２、５１３の何れから光を入力するかによっ
て、同じ出力ポートから出力される光の波長は異なる。
ここで、アレイ導波路回折格子デバイス５００における
入力導波路６１０、出力導波路６５０と、これらを透過
する光の波長の対応関係は、下記の表４に示すように、

【０１１１】

【表４】 となる。

【０１１２】上記表中では簡単のため入力導波路６１０
−０、６１０−１、６１０−２、６１０−３および出力
導波路６５０−０、６５０−１、６５０−２、６５０−
３を単に０、１、２、３と示す。上記表４より、入力ポ
ート５１０から波長λ₀、λ₄、λ₈、λ₁₂の光が入力さ
れると、出力ポート５４０からλ₀、出力ポート５４１
からλ₄、出力ポート５４２からλ₈、出力ポート５４３
からλ₁₂が出力されることがわかる。また、入力ポート
５１１から波長λ₁、λ₅、λ₉、λ₁₃の光を入力する
と、出力ポート５４０からλ₅、出力ポート５４１から
λ₉、出力ポート５４２からλ₁₃、出力ポート５４３か
らλ₁が出力され、入力ポート５１２から波長λ₂、
λ₆、λ₁₀、λ₁₄の光が入力されると、出力ポート５４
０からλ₁₀、出力ポート５４１からλ₁₄、出力ポート５
４２からλ₂、出力ポート５４３からλ₆が出力され、入
力ポート５１３から波長λ₃、λ₇、λ₁₁、λ₁₅の光が入
力されると、出力ポート５４０からλ₁₅、出力ポート５
４１からλ₃、出力ポート５４２からλ₇、出力ポート５
４３からλ₁₁が出力される。

【０１１３】上述のような構成において、本実施の形態
の光波長セレクタの動作を以下に順次説明する。まず、
光ファイバ１０から入力された波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの
１６波の光は、光波長分波器２０により分波され、光フ
ァイバ３０には波長群Ａの４波が、光ファイバ３１には
波長群Ｂの４波が、光ファイバ３２には波長群Ｃの４波
が、光ファイバ３３には波長群Ｄの４波が伝搬される。

【０１１４】今、半導体光増幅器４０だけがオンで、半
導体光増幅器４１〜４３がオフであるとすると、光波長
ルータ６０には波長群Ａのλ₀、λ₄、λ₈、λ₁₂の光だ
けが光ファイバ５０から入力される。したがって、光フ
ァイバ９０から波長λ₀の光が、光ファイバ９１から波
長λ₄の光が、光ファイバ９２から波長λ₈の光が、光フ
ァイバ９３から波長λ₁₂の光が出力される。

【０１１５】半導体光増幅器４１だけがオンで他が全て
オフの場合は、光波長ルータ６０には波長群Ｂのλ₁、
λ₅、λ₉、λ₁₃の光だけが光ファイバ５１から入力さ
れ、光ファイバ９０から波長λ₅の光が、光ファイバ９
１から波長λ₉の光が、光ファイバ９２から波長λ₁₃の
光が、光ファイバ９３から波長λ₁の光が出力される。
同様に、半導体光増幅器４２だけがオンのときは波長群
Ｃが、半導体光増幅器４３だけがオンのときは波長群Ｄ
が光ファイバ９０〜９３から出力される。

【０１１６】本実施の形態の光波長セレクタは、上述の
ように波長多重光群の入力に対して半導体光増幅器４０
〜４３のオン／オフにより波長群Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの光を
選択的に出力することができる。このように波長群毎に
出力される４個の波長の光は、光フィルタなどを介さず
光受信機で直接に受信することができるので、本実施の
形態の光波長セレクタを用いることにより、波長多重光
ネットワークの構造を簡略化することができる。

【０１１７】なお、本発明は上記した各種の形態に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種
の変形を許容するものである。例えば、上記した各種の
形態では、波長多重光群として、４個の波長の光を多重
させた波長多重光を４個有するものを例示したが、これ
らの個数は４個である必要はなく任意に設定することが
できる。また、光ゲート・スイッチである半導体光増幅
器４０〜４３を一度には一個だけオンとして４個の波長
多重光から１個を選択することを例示したが、一度に複
数をオンとして複数の波長多重光を選択することも可能
である。

【０１１８】また、第一、第六の形態の光波長分波器２
０および第三、第五の形態の光波長分波器８０として、
アレイ導波路回折格子デバイスを用いたものを例示した
が、これを他の形態の回折格子を用いたものや、ファイ
バ・ファブリ・ペロー・フィルタ、音響光学効果フィル
タ、誘電体千渉膜フィルタ等を用いたものとすることも
可能である。

【０１１９】また、第一、第三、第五の形態では、光合
波器７０，５１０〜５１３として何れも光ファイバ製の
ものを例示したが、これを石英導波路や半導体導波路等
により作成されたものとすることも可能であり、石英導
波路や半導体導波路等により作成されたアレイ導波路格
子型光波長合波器、他の形態の回折格子を用いた光波長
合波器、ファイバ・ファブリ・ペロー・フィルタ、音響
光学効果フィルタ、誘電体干渉膜フィルタ等を用いたも
のとすることも可能である。

【０１２０】さらに、第二の形態では、光波長ルータ６
０として石英ガラス製のアレイ導波路回折格子デバイス
を例示したが、これを半導体導波路やポリマー導波路に
より作成されたアレイ導波路回折格子デバイスとするこ
とも可能であり、他の形態の回折格子を用いた光波長ル
ータ、ファイバ・ファブリ・ペロー・フィルタ、音響光
学効果フイルタ、誘電体干渉膜フィルタ等を用いた光波
長ルータとすることも可能である。

【０１２１】第四、第六の形態では、光波長ルータ６０
として石英ガラス製のアレイ導波路回折格子デバイスを
例示したが、これを半導体導波路やポリマー導波路によ
り作成されたアレイ導波路回折格子デバイスとすること
も可能である。

【０１２２】第一から第六の形態では、入出力ポート、
光波長分波器、光波長ルータ、半導体光増幅器の接続部
などに光ファイバを用いることを例示したが、これらは
何れも石英導波路、半導体導波路、ポリマー導波路な
ど、他の光導波路であっても良い。また、光ゲート・ス
イッチとして半導体光増幅器を用いることを例示した
が、光ゲート・スイッチとしては電界吸収型光変調器、
ニオブ酸リチウム製光変調器、ニオブ酸リチウム製光ス
イッチ、ポリマー光スイッチ、液晶光スイッチ、機械式
光スイッチなどを用いることも可能である。

【０１２３】実施の第一の形態では、光の波長が等間隔
に設定されていることを例示したが、これを不等間隔と
することも可能である。また、第三、第四の形態では、
波長が各波長群内で等間隔に設定されていることを例示
したが、これも各波長群内では不等間隔とすることが可
能である。第五、第六の形態では、全ての波長が等間隔
に設定されていることを例示したが、これも各波長群内
で等開隔であれば、波長群同士の間隔は不等間隔とする
ことが可能である。また、全ての実施の形態において使
用する光の波長や波長数は任意に設定することができ
る。

【０１２４】実施の第二の形態では、光波長ルータ６０
を構成するアレイ導波路回折格子デバイス５００に、３
２本の入力導波路６１０と３２本の出力導波路６５０が
形成されていることを例示したが、このうち実際に必要
なのは各々４本ずつであり、他は形成されている必要は
ない。

【０１２５】

【発明の効果】請求項１記載の発明の光波長セレクタ
は、ｍ個の波長の光が多重された波長多重光を波長群毎
にｎ個有する波長多重光群が単一の入力ポートから入力
されると該波長多重光群を前記波長群毎にｎ個の波長多
重光に分離してｎ個の出力ポートに個々に出力する光波
長分波器と、該光波長分波器のｎ個の出力ポートの各々
に接続されて前記波長多重光を透過または遮断するｎ個
の光ゲート・スイッチと、該光ゲート・スイッチに個々
に接続されたｎ個の入力ポートから前記光ゲート・スイ
ッチを透過した波長多重光が入力されると該波長多重光
を波長毎にｍ個の光に分離してｍ個の出力ポートに個々
に出力する光波長ルータと、を具備していることによ
り、波長の異なるｍ個の光からなる光群を１つの光群に
つき１個の光ゲート・スイッチのオン／オフにより容易
に選択することができ、しかも、このように選択された
光群は、その光群を構成するｍ個の光が各々異なるポー
トから出力されるので、光フィルタなどを介さずそのま
ま光受信機で受信することができ、本発明の光波長セレ
クタを用いることにより、例えば、光通信システムであ
る波長多重光ネットワークの構造を簡略化することが可
能である。

【０１２６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の光
波長セレクタであって、１からｎ−１までの自然数であ
る任意のａ番目の波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，・・・，
λ_{am -2}，λ_am-1｝が、１からｍ−１までの自然数である
任意のｂに対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”
なる関係を満たす波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個
の波長多重光に分離し、光ゲート・スイッチを透過した
前記波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力する
ことにより、光波長ルータを１個のアレイ導波路回折格
子デバイスにより形成することができるので、光波長セ
レクタの構造を簡略化することができる。

【０１２７】請求項３記載の発明は、請求項２記載の光
波長セレクタであって、各波長群に属するｍ個の波長が
波長軸上に各々連続に並び、かつ、各波長群同士の波長
間隔が等しい波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個の波
長多重光に分離し、光ゲート・スイッチを透過した前記
波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力すること
により、光波長分波器や光波長ルータを周回性の透過特
性を持つデバイスを活用して低コストに実現することが
でき、例えば、一般に入手が容易な規則的な透過特性を
持つアレイ導波路回折格子デバイスなどを利用すること
ができるので、光波長セレクタの生産性を向上させるこ
とができる。

【０１２８】請求項４記載の発明は、請求項３記載の光
波長セレクタであって、光波長ルータがアレイ導波路回
折格子デバイスを具備していることにより、必要な機能
の光波長ルータを簡単な構造で実現することができ、光
波長セレクタの構造を簡略化することができる。

【０１２９】請求項５記載の発明は、請求項２記載の光
波長セレクタであって、各波長群に属するｍ個の波長が
波長軸上でｎ波長毎に周回的に並び、かつ、各波長群内
ではｍ個の波長の波長間隔が等しい波長多重光群を、前
記波長群毎にｎ個の波長多重光に分離し、光ゲート・ス
イッチを透過した前記波長多重光を波長毎にｍ個の光に
分離して出力することにより、光波長分波器や光波長ル
ータを周回性の透過特性を持つデバイスを活用して低コ
ストに実現することができ、例えば、一般に入手が容易
な規則的な透過特性を持つアレイ導波路回折格子デバイ
スなどを利用することができるので、光波長セレクタの
生産性を向上させることができる。

【０１３０】請求項６記載の発明は、請求項５記載の光
波長セレクタであって、光波長ルータがアレイ導波路回
折格子デバイスを具備していることにより、必要な機能
の光波長ルータを簡単な構造で実現することができ、光
波長セレクタの構造を簡略化することができる。

【０１３１】請求項７記載の発明の光通信システムは、
ｍ個の波長の光が多重された波長多重光を波長群毎にｎ
個有する波長多重光群を出力する波長多重光送信器と、
前記波長多重光群を伝送する光伝送媒体と、前記波長多
重光群が入力される請求項１ないし６の何れか一記載の
光波長セレクタと、該光波長セレクタから波長毎に出力
されるｍ個の光を個々に受信するｍ個の光受信器とを具
備していることにより、波長多重光による光通信を実行
することができ、その光波長セレクタの個数を削減して
システム全体の小型化や生産性向上を実現することがで
きる。

【０１３２】請求項８記載の発明は、請求項７記載の光
通信システムであって、波長多重光送信器が出力する波
長多重光群は、１からｎ−１までの自然数である任意の
ａ番目の波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，・・・，λ_am-2，
λ_am-1｝が、１からｍ−１までの自然数である任意のｂ
に対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”なる関係
を満たすことにより、光波長セレクタの光波長ルータを
１個のアレイ導波路回折格子デバイスにより形成するこ
とができるので、光波長セレクタの構造を簡略化してシ
ステム全体の小型化や生産性の向上を実現することがで
きる。

【０１３３】請求項９記載の発明は、請求項８記載の光
通信システムであって、波長多重光送信器が出力する波
長多重光群は、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上
に各々連続に並び、かつ、各波長群同士の波長間隔が等
しいことにより、光波長セレクタの光波長分波器や光波
長ルータを周回性の透過特性を持つデバイスを活用して
低コストに実現することができ、例えば、一般に入手が
容易な規則的な透過特性を持つアレイ導波路回折格子デ
バイスなどを利用することができるので、光波長セレク
タやシステム全体の生産性を向上させることができる。

【０１３４】請求項１０記載の発明は、請求項８記載の
光通信システムであって、波長多重光送信器が出力する
波長多重光群は、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸
上でｎ波長毎に周回的に並び、かつ、各波長群内ではｍ
個の波長の波長間隔が等しいことにより、光波長セレク
タの光波長分波器や光波長ルータを周回性の透過特性を
持つデバイスを活用して低コストに実現することがで
き、例えば、一般に入手が容易な規則的な透過特性を持
つアレイ導波路回折格子デバイスなどを利用することが
できるので、光波長セレクタやシステム全体の生産性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の第一の形態の光波長セレクタの
全体構造を示す模式図

【図２】実施の第一の形態における光波長分波器を示す
模式図

【図３】実施の第一の形態における光波長ルータを示す
模式図

【図４】本発明の光通信システムの実施の一形態である
光波長多重ネットワークの例を示す模式図

【図５】本発明の実施の第二の形態の光波長セレクタを
示す模式図

【図６】実施の第二の形態における光波長分波器を示す
模式図

【図７】実施の第二の形態における光波長分波器の透過
特性を示すグラフ

【図８】実施の第二の形態における光波長ルータを示す
模式図

【図９】実施の第二の形態における光波長ルータの透過
特性を示すグラフ

【図１０】本発明の実施の第三の形態の光波長セレクタ
を示す模式図

【図１１】実施の第三の形態における第１の光波長分波
器を示す模式図

【図１２】実施の第三の形態における第ｌの光波長分波
器の透過特性を示すグラフ

【図１３】実施の第三の形態における第２の光波長分波
器を示す模式図

【図１４】実施の第三の形態における第２の光波長分波
器の透過特性を示すグラフ

【図１５】本発明の実施の第四の形態の光波長セレクタ
を示す模式図

【図１６】実施の第四の形態における光波長分波器を示
す模式図

【図１７】実施の第四の形態における光波長分波器の透
過特性を示すグラフ

【図１８】実施の第四の形態における光波長ルータを示
す模式図

【図１９】実施の第四の形態における光波長ルータの透
過特性を示すグラフ

【図２０】本発明の実施の第五の形態の光波長セレクタ
を示す模式図

【図２１】本発明の実施の第六の形態の光波長セレクタ
を示す模式図

【図２２】実施の第六の形態における光波長ルータを示
す模式図

【図２３】実施の第六の形態における光波長ルータの透
過特性を示すグラフ

【図２４】従来の技術の光波長セレクタを示す模式図

【図２５】従来の技術の光通信システムである光波長多
重ネットワークを示す模式図

【符号の説明】

１ ノード ２ ノード ３ ノード ４ ノード １０ 光ファイバ ２０ 光波長分波器 ３０〜３３ 光ファイバ ４０〜４３ 半導体光増幅器 ５０〜５３ 光ファイバ ６０ 光波長ルータ ７０ 光合波器 ７５ 光ファイバ ８０ 光波長分波器 ９０〜９３ 光ファイバ １００ 光波長合分波器 １１０〜１１３ 光送信機 １２０〜１２３ 光ファイバ １３０〜１３３ 光ファイバ １４０〜１４３ 光波長セレクタ １５０〜ｌ５３ 光受信機 ２１０〜２１３ 光送信機 ２２０〜２２３ 光ファイバ ２３０〜２３３ 光ファイバ ２４０〜２４３ 光波長セレクタ ２５０〜２５３ 光受信機 ３１０〜３１３ 光送信機 ３２０〜３２３ 光ファイバ ３３０〜３３３ 光ファイバ ３４０〜３４３ 光波長セレクタ ３５０〜３５３ 光受信機 ４１０〜４１３ 光送信機 ４２０〜４２３ 光ファイバ ４３０〜４３３ 光ファイバ ４４０〜４４３ 光波長セレクタ ４５０〜４５３ 光受信機 ５００〜５０３ アレイ導波路回折格子デバイス ５１０〜５１３ 入力ポート ５２０ 光ファイバ ５３０〜５３３ 光合波器 ５４０〜５４３ 出力ポート ６１０ 入力導波路 ６２０ スラブ導波路 ６３０ アレイ導波路回折格子 ６４０ スラブ導波路 ６５０ 出力導波路 ７００ 入力ポート５１０から出力ポート５４０ヘの
透過率 ７０１ 入力ポート５１０から出力ポート５４１ヘの
透過率 ７０２ 入力ポート５１０から出力ポート５４２ヘの
透過率 ７０３ 入力ポート５１０から出力ポート５４３ヘの
透過率

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｍ個の波長の光が多重された波長多重光
   を波長群毎にｎ個有する波長多重光群が単一の入力ポー
   トから入力されると該波長多重光群を前記波長群毎にｎ
   個の波長多重光に分離してｎ個の出力ポートに個々に出
   力する光波長分波器と、 該光波長分波器のｎ個の出力ポートの各々に接続されて
   前記波長多重光を透過または遮断するｎ個の光ゲート・
   スイッチと、 該光ゲート・スイッチに個々に接続されたｎ個の入力ポ
   ートから前記光ゲート・スイッチを透過した波長多重光
   が入力されると該波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離
   してｍ個の出力ポートに個々に出力する光波長ルータ
   と、 を具備していることを特徴とする光波長セレクタ。
2. 【請求項２】 １からｎ−１までの自然数である任意の
   ａ番目の波長群｛λ _a0，λ_a1，λ_a2，・・・，λ_am-2，
   λ_am-1｝が、１からｍ−１までの自然数である任意のｂ
   に対して“λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”なる関係
   を満たす波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個の波長多
   重光に分離し、光ゲート・スイッチを透過した前記波長
   多重光を波長毎にｍ個の光に分離して出力することを特
   徴とする請求項１記載の光波長セレクタ。
3. 【請求項３】 各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上
   に各々連続に並び、かつ、各波長群同士の波長間隔が等
   しい波長多重光群を、前記波長群毎にｎ個の波長多重光
   に分離し、光ゲート・スイッチを透過した前記波長多重
   光を波長毎にｍ個の光に分離して出力することを特徴と
   する請求項２記載の光波長セレクタ。
4. 【請求項４】 光波長ルータがアレイ導波路回折格子デ
   バイスを具備していることを特徴とする請求項３記載の
   光波長セレクタ。
5. 【請求項５】 各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上
   でｎ波長毎に周回的に並び、かつ、各波長群内ではｍ個
   の波長の波長間隔が等しい波長多重光群を、前記波長群
   毎にｎ個の波長多重光に分離し、光ゲート・スイッチを
   透過した前記波長多重光を波長毎にｍ個の光に分離して
   出力することを特徴とする請求項２記載の光波長セレク
   タ。
6. 【請求項６】 光波長ルータがアレイ導波路回折格子デ
   バイスを具備していることを特徴とする請求項５記載の
   光波長セレクタ。
7. 【請求項７】 ｍ個の波長の光が多重された波長多重光
   を波長群毎にｎ個有する波長多重光群を出力する波長多
   重光送信器と、前記波長多重光群を伝送する光伝送媒体
   と、前記波長多重光群が入力される請求項１ないし６の
   何れか一記載の光波長セレクタと、該光波長セレクタか
   ら波長毎に出力されるｍ個の光を個々に受信するｍ個の
   光受信器と、を具備していることを特徴とする光通信シ
   ステム。
8. 【請求項８】 波長多重光送信器が出力する波長多重光
   群は、１からｎ−１までの自然数である任意のａ番目の
   波長群｛λ_a0，λ_a1，λ_a2，・・・，λ_am-2，λ_am-1｝
   が、１からｍ−１までの自然数である任意のｂに対して
   “λ_{0 b}−λ_{0 b-1}＝λ_{a b}−λ_{a b-1}”なる関係を満たす
   ことを特徴とする請求項７記載の光通信システム。
9. 【請求項９】 波長多重光送信器が出力する波長多重光
   群は、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上に各々連
   続に並び、かつ、各波長群同士の波長間隔が等しいこと
   を特徴とする請求項８記載の光通信システム。
10. 【請求項１０】 波長多重光送信器が出力する波長多重
    光群は、各波長群に属するｍ個の波長が波長軸上でｎ波
    長毎に周回的に並び、かつ、各波長群内ではｍ個の波長
    の波長間隔が等しいことを特徴とする請求項８記載の光
    通信システム。