JP3242369B2 - 光合分波回路 - Google Patents
光合分波回路Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長多重された
複数の光信号を波長に応じて分波または合波する光合分
波回路に関するものである。
複数の光信号を波長に応じて分波または合波する光合分
波回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】複数の光信号を異なる光周波数に割り当
てて１本の光ファイバで伝送する光波長分割多重（ＷＤ
Ｍ）伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大するこ
とが可能である。この光ＷＤＭシステムにより光伝送網
を構築する際は、異なる波長の光信号を一本の光ファイ
バに合波して波長多重する、または一本の光ファイバ内
に波長多重化された光信号をその波長毎に分波する光合
分波回路が必要となる。
てて１本の光ファイバで伝送する光波長分割多重（ＷＤ
Ｍ）伝送システムは、伝送路の容量を大幅に増大するこ
とが可能である。この光ＷＤＭシステムにより光伝送網
を構築する際は、異なる波長の光信号を一本の光ファイ
バに合波して波長多重する、または一本の光ファイバ内
に波長多重化された光信号をその波長毎に分波する光合
分波回路が必要となる。
【０００３】図１はアレイ導波路格子型光合分波回路
（Ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎ
ｇ：ＡＷＧ）を示すもので、図中、１は所定の導波路長
差で順次長くなる複数の導波路からなる導波路アレイ、
２は複数の入力ポートを構成する複数の入力導波路、３
は複数の出力ポートを構成する複数の出力導波路、４は
複数の入力導波路２及び導波路アレイ１を接続する第１
のスラブ導波路、５は導波路アレイ１及び複数の出力導
波路３を接続する第２のスラブ導波路、６はこれらの導
波路を形成する基板である。
（Ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎ
ｇ：ＡＷＧ）を示すもので、図中、１は所定の導波路長
差で順次長くなる複数の導波路からなる導波路アレイ、
２は複数の入力ポートを構成する複数の入力導波路、３
は複数の出力ポートを構成する複数の出力導波路、４は
複数の入力導波路２及び導波路アレイ１を接続する第１
のスラブ導波路、５は導波路アレイ１及び複数の出力導
波路３を接続する第２のスラブ導波路、６はこれらの導
波路を形成する基板である。
【０００４】波長λ1〜λnの光波長多重された光信号を
入力導波路２の一本に入力すると、入力光は、第１のス
ラブ導波路４に入射して回折により広がり、その回折波
面と垂直に配置された導波路アレイ１により受光され
る。導波路アレイ１は、各導波路が所定の導波路長差、
例えばΔＬで順次長くなっているので、各導波路を伝搬
して第２のスラブ導波路５に到達した光には導波路長差
ΔＬに対応する位相差が生じている。
入力導波路２の一本に入力すると、入力光は、第１のス
ラブ導波路４に入射して回折により広がり、その回折波
面と垂直に配置された導波路アレイ１により受光され
る。導波路アレイ１は、各導波路が所定の導波路長差、
例えばΔＬで順次長くなっているので、各導波路を伝搬
して第２のスラブ導波路５に到達した光には導波路長差
ΔＬに対応する位相差が生じている。
【０００５】この位相差は光波長により異なるので、第
２のスラブ導波路５のレンズ効果で出力導波路３の入力
端に集光する際に、光波長毎に異なる導波路に集光する
ことになる。即ち、入力導波路２、第１のスラブ導波路
４、導波路アレイ１、第２のスラブ導波路５及び出力導
波路３からなるアレイ導波路格子は光分波回路として動
作する。なお、光信号の入出力関係を逆にすれば、光合
波器として動作する。
２のスラブ導波路５のレンズ効果で出力導波路３の入力
端に集光する際に、光波長毎に異なる導波路に集光する
ことになる。即ち、入力導波路２、第１のスラブ導波路
４、導波路アレイ１、第２のスラブ導波路５及び出力導
波路３からなるアレイ導波路格子は光分波回路として動
作する。なお、光信号の入出力関係を逆にすれば、光合
波器として動作する。
【０００６】出力導波路３の入力端における集光位置ず
れの光波長依存性は、集光位置をｘ、光波長をλ、スラ
ブ導波路でのレンズ焦点距離をｒ、回折次数をｍ、スラ
ブ導波路の実効屈折率をｎs、導波路の実効屈折率を
ｎc、スラブ導波路接続点での導波路アレイ１の導波路
ピッチをｄ、入力導波路２の中央から入力した光信号が
出力導波路３の中央に分波される中心波長をλoとする
と、 ｄｘ／ｄλ＝ｒｍ／ｎsｄ ……（１） ｍ＝ｎcΔＬ／λo ……（２） と表すことができる。また、ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅ
ｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）は近似的にλo／ｍで表され
る。
れの光波長依存性は、集光位置をｘ、光波長をλ、スラ
ブ導波路でのレンズ焦点距離をｒ、回折次数をｍ、スラ
ブ導波路の実効屈折率をｎs、導波路の実効屈折率を
ｎc、スラブ導波路接続点での導波路アレイ１の導波路
ピッチをｄ、入力導波路２の中央から入力した光信号が
出力導波路３の中央に分波される中心波長をλoとする
と、 ｄｘ／ｄλ＝ｒｍ／ｎsｄ ……（１） ｍ＝ｎcΔＬ／λo ……（２） と表すことができる。また、ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅ
ｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）は近似的にλo／ｍで表され
る。
【０００７】アレイ導波路格子型光合分波回路は複数の
入力導波路を有するため、入出力導波路本数をそれぞれ
Ｎ本とすると、Ｎ×Ｎ光合分波回路として動作する。Ｆ
ＳＲを合分波波長間隔のＮ倍に設計すると、周期的な入
出力関係が得られる。
入力導波路を有するため、入出力導波路本数をそれぞれ
Ｎ本とすると、Ｎ×Ｎ光合分波回路として動作する。Ｆ
ＳＲを合分波波長間隔のＮ倍に設計すると、周期的な入
出力関係が得られる。
【０００８】図２は入出力導波路数が４本、即ち４×４
光合分波回路における波長配置の一例、ここでは入力ポ
ート２から出力ポート３への波長λ1が設計上の中心波
長となる例を示すものである。４入力４出力のポート間
には１６（Ｎ×Ｎ）個のパスが形成されるが、たった４
（Ｎ）種類の波長λ1〜λ4で全てのパスを独立に設定す
ることが可能である。これは、スター型ネットワークに
おいて全てのノード間回線を最小限の光波長数で設定で
きるため、光ＷＤＭシステムにおいて重要な機能であ
る。
光合分波回路における波長配置の一例、ここでは入力ポ
ート２から出力ポート３への波長λ1が設計上の中心波
長となる例を示すものである。４入力４出力のポート間
には１６（Ｎ×Ｎ）個のパスが形成されるが、たった４
（Ｎ）種類の波長λ1〜λ4で全てのパスを独立に設定す
ることが可能である。これは、スター型ネットワークに
おいて全てのノード間回線を最小限の光波長数で設定で
きるため、光ＷＤＭシステムにおいて重要な機能であ
る。
【０００９】しかし、本来、アレイ導波路格子型光合分
波回路では、同一の回折次数で分波される波長の出力導
波路の位置は各入力導波路に対応してずれている。図２
中の斜線のない部分の波長は設計回折次数、例えばｍで
分波されたものであるが、斜線で示した部分の波長は、
前記斜線のない部分の波長が用いる設計回折次数ｍとは
異なる回折次数、即ちｍ＋１またはｍ−１を利用して得
られた波長となり、実際には他の部分と波長間隔にずれ
があり、理想的な周期的な入出力関係は実現できない。
そこで、従来は、アレイ導波路格子型光合分波回路と光
カプラとを組み合わせることにより、周期的な入出力関
係を実現していた。
波回路では、同一の回折次数で分波される波長の出力導
波路の位置は各入力導波路に対応してずれている。図２
中の斜線のない部分の波長は設計回折次数、例えばｍで
分波されたものであるが、斜線で示した部分の波長は、
前記斜線のない部分の波長が用いる設計回折次数ｍとは
異なる回折次数、即ちｍ＋１またはｍ−１を利用して得
られた波長となり、実際には他の部分と波長間隔にずれ
があり、理想的な周期的な入出力関係は実現できない。
そこで、従来は、アレイ導波路格子型光合分波回路と光
カプラとを組み合わせることにより、周期的な入出力関
係を実現していた。
【００１０】図３はアレイ導波路格子型光合分波回路と
光カプラとを用いた従来のＮ×Ｎ光合分波回路の一例を
示すもので、図中、１１はＮ本の入力伝送路、１２はＮ
本の出力伝送路、１３はアレイ導波路格子型光合分波回
路、１４は複数の２×１光カプラ、１５はアレイ導波路
格子型光合分波回路１２と光カプラ１４とを接続する複
数の接続用導波路である。
光カプラとを用いた従来のＮ×Ｎ光合分波回路の一例を
示すもので、図中、１１はＮ本の入力伝送路、１２はＮ
本の出力伝送路、１３はアレイ導波路格子型光合分波回
路、１４は複数の２×１光カプラ、１５はアレイ導波路
格子型光合分波回路１２と光カプラ１４とを接続する複
数の接続用導波路である。
【００１１】なお、本願明細書では、Ｎ×Ｎ光合分波回
路全体に対する入力用及び出力用の導波路を、アレイ導
波路格子型光合分波回路内での入力導波路及び出力導波
路と区別するため、入力伝送路及び出力伝送路と呼ぶも
のとする（請求項及び実施の形態でも同様）。
路全体に対する入力用及び出力用の導波路を、アレイ導
波路格子型光合分波回路内での入力導波路及び出力導波
路と区別するため、入力伝送路及び出力伝送路と呼ぶも
のとする（請求項及び実施の形態でも同様）。
【００１２】ここで、波長間隔がΔλ、ＦＳＲがＮ×Δ
λ、多重波長数がＭ波のＮ×Ｎ光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路１３の入出力ポ
ート数はＭ＋（Ｎ−１）以上、いいかえればＦＳＲを波
長間隔Δλの｛Ｍ＋（Ｎ−１）｝倍以上に設定する必要
がある。設計上の入出力ポート数またはＦＳＲを大きく
設定する程、出力における損失バラツキが抑制される。
図３では一例として、入出力導波路数が４、波長数が
４、アレイ導波路格子型光合分波回路１３のポート数が
７の場合を示している。
λ、多重波長数がＭ波のＮ×Ｎ光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路１３の入出力ポ
ート数はＭ＋（Ｎ−１）以上、いいかえればＦＳＲを波
長間隔Δλの｛Ｍ＋（Ｎ−１）｝倍以上に設定する必要
がある。設計上の入出力ポート数またはＦＳＲを大きく
設定する程、出力における損失バラツキが抑制される。
図３では一例として、入出力導波路数が４、波長数が
４、アレイ導波路格子型光合分波回路１３のポート数が
７の場合を示している。
【００１３】アレイ導波路格子型光合分波回路１３の４
つの入力導波路（ポート）にそれぞれ接続された４本の
入力伝送路１１から、４波多重された光信号Ａ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を、アレイ導
波路格子型光合分波回路１３に入射する。ここで、アル
ファベット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を
表しており、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入
力ポートに入射されたことを示し、数字が同じ光信号は
同じ光波長であることを示す。従って、ここでは４種類
の波長で１６の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
つの入力導波路（ポート）にそれぞれ接続された４本の
入力伝送路１１から、４波多重された光信号Ａ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４、Ｃ１，Ｃ
２，Ｃ３，Ｃ４、Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４を、アレイ導
波路格子型光合分波回路１３に入射する。ここで、アル
ファベット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を
表しており、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入
力ポートに入射されたことを示し、数字が同じ光信号は
同じ光波長であることを示す。従って、ここでは４種類
の波長で１６の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【００１４】入力光信号はアレイ導波路格子型光合分波
回路１３で分波され、図示したような波長配置、即ち各
入力ポートからの光信号が波長毎に１つずつずれた出力
ポートに波長分波され、各接続用導波路１５に出力され
る。
回路１３で分波され、図示したような波長配置、即ち各
入力ポートからの光信号が波長毎に１つずつずれた出力
ポートに波長分波され、各接続用導波路１５に出力され
る。
【００１５】次に、接続用導波路１５のうち、アレイ導
波路格子型光合分波回路１３の出力ポート(1)と(5)、
(2)と(6)、(3)と(7)に対応する導波路同士を２×１光カ
プラ１４で合流する。その結果、２×１光カプラ１４の
出力端に接続されたＮ本の出力伝送路１２において、図
２で説明した周期的な入出力関係が実現される。この場
合、アレイ導波路格子型光合分波回路１３で分波される
光信号は全て同一の回折次数で分波されるため、波長間
隔のずれの問題は生じない。
波路格子型光合分波回路１３の出力ポート(1)と(5)、
(2)と(6)、(3)と(7)に対応する導波路同士を２×１光カ
プラ１４で合流する。その結果、２×１光カプラ１４の
出力端に接続されたＮ本の出力伝送路１２において、図
２で説明した周期的な入出力関係が実現される。この場
合、アレイ導波路格子型光合分波回路１３で分波される
光信号は全て同一の回折次数で分波されるため、波長間
隔のずれの問題は生じない。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の回路では２×１光カプラを用いているため、回路作
製技術が向上し、回路損失がいかに低減したとしても、
原理的に３ｄＢの光パワー損失が生じてしまうという問
題があった。
来の回路では２×１光カプラを用いているため、回路作
製技術が向上し、回路損失がいかに低減したとしても、
原理的に３ｄＢの光パワー損失が生じてしまうという問
題があった。
【００１７】また、さらに入力波長数を入力伝送路１１
の数より多くして、波長λi，λi+j xN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ
＝１〜ｋ−１）（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）を同
一の出力伝送路１２に分波するような周回的な分波を行
う場合、２×１光カプラを３×１，４×１，……（ｋ＋
１）×１と入力数の多い光カプラにする必要があり、原
理的損失はさらに増大してしまうという問題があった。
の数より多くして、波長λi，λi+j xN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ
＝１〜ｋ−１）（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）を同
一の出力伝送路１２に分波するような周回的な分波を行
う場合、２×１光カプラを３×１，４×１，……（ｋ＋
１）×１と入力数の多い光カプラにする必要があり、原
理的損失はさらに増大してしまうという問題があった。
【００１８】本発明の目的は、光波長分割多重（ＷＤ
Ｍ）伝送システムにおいて用いられる、周期的な入出力
関係となる分波特性を有し、かつ原理的な損失が零であ
るＮ×Ｎ光合分波回路を提供することにある。
Ｍ）伝送システムにおいて用いられる、周期的な入出力
関係となる分波特性を有し、かつ原理的な損失が零であ
るＮ×Ｎ光合分波回路を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、所定の導波路長差で順次長くなる複数
の導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを
構成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成
する複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路
アレイを接続する第１のスラブ導波路と、導波路アレイ
及び複数の出力導波路を接続する第２のスラブ導波路と
を備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合
分波回路であって、複数の入力伝送路から複数の入力ポ
ートにそれぞれ入力された波長の異なる複数の光信号を
複数の出力ポートへそれぞれ波長合分波して出力する第
１のアレイ導波路格子型光合分波回路と、第１のアレイ
導波路格子型光合分波回路と同等の光学的特性を有し、
第１のアレイ導波路格子型光合分波回路の複数の出力ポ
ートから出力される光信号を、波長構成は同一でかつ前
記複数の入力伝送路毎に入力された光信号のみを含む光
信号に揃えて出力する第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路と、第１のアレイ導波路格子型光合分波回路と同
一の光学的特性を有し、第２のアレイ導波路格子型光合
分波回路の複数の出力ポートから出力される光信号を複
数の入力ポートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそ
れぞれ波長合分波して複数の出力伝送路へ出力する第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路とを備えたことを特
徴とする。
め、本発明では、所定の導波路長差で順次長くなる複数
の導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを
構成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成
する複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路
アレイを接続する第１のスラブ導波路と、導波路アレイ
及び複数の出力導波路を接続する第２のスラブ導波路と
を備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合
分波回路であって、複数の入力伝送路から複数の入力ポ
ートにそれぞれ入力された波長の異なる複数の光信号を
複数の出力ポートへそれぞれ波長合分波して出力する第
１のアレイ導波路格子型光合分波回路と、第１のアレイ
導波路格子型光合分波回路と同等の光学的特性を有し、
第１のアレイ導波路格子型光合分波回路の複数の出力ポ
ートから出力される光信号を、波長構成は同一でかつ前
記複数の入力伝送路毎に入力された光信号のみを含む光
信号に揃えて出力する第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路と、第１のアレイ導波路格子型光合分波回路と同
一の光学的特性を有し、第２のアレイ導波路格子型光合
分波回路の複数の出力ポートから出力される光信号を複
数の入力ポートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそ
れぞれ波長合分波して複数の出力伝送路へ出力する第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路とを備えたことを特
徴とする。
【００２０】本発明によれば、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路の各入力ポートに入力され、複数の出力
ポートへそれぞれ波長合分波されて出力された光信号
が、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路にて波長構
成は同一でかつ複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えられて出力され、さらに、第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路で第１のアレイ導波
路格子型光合分波回路と対称的な波長合分波が行われ
て、入力に対して周期的な波長配置を有する光信号とし
て出力伝送路に出力されるため、光カプラのような原理
的な損失を有する回路を用いることなく、周期的な入出
力関係を実現できる。
型光合分波回路の各入力ポートに入力され、複数の出力
ポートへそれぞれ波長合分波されて出力された光信号
が、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路にて波長構
成は同一でかつ複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えられて出力され、さらに、第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路で第１のアレイ導波
路格子型光合分波回路と対称的な波長合分波が行われ
て、入力に対して周期的な波長配置を有する光信号とし
て出力伝送路に出力されるため、光カプラのような原理
的な損失を有する回路を用いることなく、周期的な入出
力関係を実現できる。
【００２１】そして、このような光合分波回路は、第１
のアレイ導波路格子型光合分波回路、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路及び第３のアレイ導波路格子型光
合分波回路を互いに独立したモジュールで構成するとと
もに、各アレイ導波路格子型光合分波回路間を光ファイ
バで接続することにより、容易に構成できる。
のアレイ導波路格子型光合分波回路、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路及び第３のアレイ導波路格子型光
合分波回路を互いに独立したモジュールで構成するとと
もに、各アレイ導波路格子型光合分波回路間を光ファイ
バで接続することにより、容易に構成できる。
【００２２】また、この際、第１及び第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構
成するとともに、第２のアレイ導波路格子型光合分波回
路を第１または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路
と同一の複数のモジュールで構成すれば、第１乃至第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路を全て同一のモジュ
ールで構成できる。
路格子型光合分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構
成するとともに、第２のアレイ導波路格子型光合分波回
路を第１または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路
と同一の複数のモジュールで構成すれば、第１乃至第３
のアレイ導波路格子型光合分波回路を全て同一のモジュ
ールで構成できる。
【００２３】また、前述した光合分波回路は、第１のア
レイ導波路格子型光合分波回路、第２のアレイ導波路格
子型光合分波回路及び第３のアレイ導波路格子型光合分
波回路のうちの少なくとも１つを他のアレイ導波路格子
型光合分波回路と共通のモジュールで構成することによ
り、必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を減
少でき、回路全体の小型化を図ることができる。
レイ導波路格子型光合分波回路、第２のアレイ導波路格
子型光合分波回路及び第３のアレイ導波路格子型光合分
波回路のうちの少なくとも１つを他のアレイ導波路格子
型光合分波回路と共通のモジュールで構成することによ
り、必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を減
少でき、回路全体の小型化を図ることができる。
【００２４】さらに、この際、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路、第２のアレイ導波路格子型光合分波回
路及び第３のアレイ導波路格子型光合分波回路を１個の
大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で構成すれば、
必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を１個に
でき、極めて小型の回路を実現できる。
型光合分波回路、第２のアレイ導波路格子型光合分波回
路及び第３のアレイ導波路格子型光合分波回路を１個の
大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で構成すれば、
必要なアレイ導波路格子型光合分波回路の個数を１個に
でき、極めて小型の回路を実現できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】本発明は、Ｍ個の波長の光信号が
波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出力伝送路と
の間（但し、Ｍ，Ｎは正の整数で、Ｍ≧２，Ｎ≧２）で
Ｎ×Ｎの伝送パスを構成するＮ×Ｎ光合分波回路である
が、以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に
説明する。
波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出力伝送路と
の間（但し、Ｍ，Ｎは正の整数で、Ｍ≧２，Ｎ≧２）で
Ｎ×Ｎの伝送パスを構成するＮ×Ｎ光合分波回路である
が、以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に
説明する。
【００２６】（実施の形態１）図４は本発明の光合分波
回路の第１の実施の形態、ここでは４個の波長の光信号
が波長多重された４本の入力伝送路と４本の出力伝送路
との間で４×４の伝送パスを構成する４波多重４×４光
合分波回路を示すもので、図中、２１は４本の入力伝送
路、２２は４本の出力伝送路、２３，２４，２５，２６
はアレイ導波路格子型光合分波回路、２７，２８は接続
用導波路である。
回路の第１の実施の形態、ここでは４個の波長の光信号
が波長多重された４本の入力伝送路と４本の出力伝送路
との間で４×４の伝送パスを構成する４波多重４×４光
合分波回路を示すもので、図中、２１は４本の入力伝送
路、２２は４本の出力伝送路、２３，２４，２５，２６
はアレイ導波路格子型光合分波回路、２７，２８は接続
用導波路である。
【００２７】４本の入力伝送路２１上には、それぞれ波
長多重化された、図３の場合と同様な光信号Ａ１〜Ａ
４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４が伝搬してい
る。ここで、アルファベット文字は入力伝送路の位置
を、数字は光波長を表しており、アルファベット文字が
同じ光信号は同じ入力伝送路を伝搬していることを示
し、数字が同じ光信号は同じ光波長であることを示す。
従って、ここでは、４種類の波長で１６個の異なる光信
号が伝搬していることになる。
長多重化された、図３の場合と同様な光信号Ａ１〜Ａ
４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４が伝搬してい
る。ここで、アルファベット文字は入力伝送路の位置
を、数字は光波長を表しており、アルファベット文字が
同じ光信号は同じ入力伝送路を伝搬していることを示
し、数字が同じ光信号は同じ光波長であることを示す。
従って、ここでは、４種類の波長で１６個の異なる光信
号が伝搬していることになる。
【００２８】アレイ導波路格子型光合分波回路２３は、
少なくとも７つの入出力ポートを有する周知、例えば図
１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、そ
の７つの入力ポートのうちの４つの入力ポートには４本
の入力伝送路２１がそれぞれ接続され、７つの出力ポー
トは７本の接続用導波路２７を介してアレイ導波路格子
型光合分波回路２４，２５に接続されている。本アレイ
導波路格子型光合分波回路２３は、請求項でいう第１の
アレイ導波路格子型光合分波回路を構成する。
少なくとも７つの入出力ポートを有する周知、例えば図
１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、そ
の７つの入力ポートのうちの４つの入力ポートには４本
の入力伝送路２１がそれぞれ接続され、７つの出力ポー
トは７本の接続用導波路２７を介してアレイ導波路格子
型光合分波回路２４，２５に接続されている。本アレイ
導波路格子型光合分波回路２３は、請求項でいう第１の
アレイ導波路格子型光合分波回路を構成する。
【００２９】また、アレイ導波路格子型光合分波回路２
４，２５は、アレイ導波路格子型光合分波回路２３と同
等の光学的特性を有し、７つの入力ポートのうち、回路
２４では４つの入力ポートに、また、回路２５では３つ
の入力ポートに接続用導波路２７がそれぞれ接続され、
また、７つの出力ポートのうち、回路２４では４つの出
力ポートが、また、回路２５では３つの入力ポートが７
本の接続用導波路２８を介してアレイ導波路格子型光合
分波回路２６に接続されている。本アレイ導波路格子型
光合分波回路２４，２５は、請求項でいう第２のアレイ
導波路格子型光合分波回路を構成する。
４，２５は、アレイ導波路格子型光合分波回路２３と同
等の光学的特性を有し、７つの入力ポートのうち、回路
２４では４つの入力ポートに、また、回路２５では３つ
の入力ポートに接続用導波路２７がそれぞれ接続され、
また、７つの出力ポートのうち、回路２４では４つの出
力ポートが、また、回路２５では３つの入力ポートが７
本の接続用導波路２８を介してアレイ導波路格子型光合
分波回路２６に接続されている。本アレイ導波路格子型
光合分波回路２４，２５は、請求項でいう第２のアレイ
導波路格子型光合分波回路を構成する。
【００３０】また、アレイ導波路格子型光合分波回路２
６は、アレイ導波路格子型光合分波回路２３と同一の光
学的特性を有し、その７つの入力ポートには７本の接続
用導波路２８がそれぞれ接続され、また、７つの出力ポ
ートのうちの４つの出力ポートには４本の出力伝送路２
２がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格子型光
合分波回路２６は、請求項でいう第３のアレイ導波路格
子型光合分波回路を構成する。
６は、アレイ導波路格子型光合分波回路２３と同一の光
学的特性を有し、その７つの入力ポートには７本の接続
用導波路２８がそれぞれ接続され、また、７つの出力ポ
ートのうちの４つの出力ポートには４本の出力伝送路２
２がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格子型光
合分波回路２６は、請求項でいう第３のアレイ導波路格
子型光合分波回路を構成する。
【００３１】一般に、波長間隔がΔλ、ＦＳＲがＮ×Δ
λ、多重波長数がＭ波のＮ×Ｎ光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路２３〜２６の入
出力ポート数はＭ＋（Ｎ−１）以上、また、そのＦＳＲ
は｛Ｍ＋（Ｎ−１）｝×Δλ以上が必要である。アレイ
導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観点か
らは、この入出力ポート数を多く、またはＦＳＲの値を
大きく設計して、中央付近のＭ＋（Ｎ−１）本の入出力
ポートを利用することが有効である。
λ、多重波長数がＭ波のＮ×Ｎ光合分波回路を構成する
場合、アレイ導波路格子型光合分波回路２３〜２６の入
出力ポート数はＭ＋（Ｎ−１）以上、また、そのＦＳＲ
は｛Ｍ＋（Ｎ−１）｝×Δλ以上が必要である。アレイ
導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観点か
らは、この入出力ポート数を多く、またはＦＳＲの値を
大きく設計して、中央付近のＭ＋（Ｎ−１）本の入出力
ポートを利用することが有効である。
【００３２】本実施の形態では、アレイ導波路格子型光
合分波回路２３〜２６は同一のものとし、中央付近の７
本（＝４＋（４−１））の入出力ポートを用いるものと
した（なお、図面では実際に使用する７本の入出力ポー
トのみを表している。）。
合分波回路２３〜２６は同一のものとし、中央付近の７
本（＝４＋（４−１））の入出力ポートを用いるものと
した（なお、図面では実際に使用する７本の入出力ポー
トのみを表している。）。
【００３３】以下、本実施の形態における動作を、本発
明の原理とともに説明する。
明の原理とともに説明する。
【００３４】４本の入力伝送路２１は、第１のアレイ導
波路格子型光合分波回路２３の４つの入力ポート(2)(3)
(4)(5)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路２３の４つの入力ポート(2)(3)
(4)(5)にそれぞれ接続されている。
【００３５】第１のアレイ導波路格子型光合分波回路２
３では、入力ポート(2)に入力された光信号Ａ１〜Ａ４
がそれぞれ出力ポート(4)〜(7)へ出力されるよう設計し
ている。同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分波回
路２３では、入力ポート(3)に入力された光信号Ｂ１〜
Ｂ４がそれぞれ出力ポート(3)〜(6)へ、入力ポート(4)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ４がそれぞれ出力ポート
(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信号Ｄ１〜
Ｄ４がそれぞれ出力ポート(1)〜(4)へ出力されるよう設
計している。
３では、入力ポート(2)に入力された光信号Ａ１〜Ａ４
がそれぞれ出力ポート(4)〜(7)へ出力されるよう設計し
ている。同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分波回
路２３では、入力ポート(3)に入力された光信号Ｂ１〜
Ｂ４がそれぞれ出力ポート(3)〜(6)へ、入力ポート(4)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ４がそれぞれ出力ポート
(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信号Ｄ１〜
Ｄ４がそれぞれ出力ポート(1)〜(4)へ出力されるよう設
計している。
【００３６】また、第１のアレイ導波路格子型光合分波
回路２３の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路２７の
うちの４本の導波路２７ａにより、第２のアレイ導波路
格子型光合分波回路２４の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路２４は、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路２３と同じである。
回路２３の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路２７の
うちの４本の導波路２７ａにより、第２のアレイ導波路
格子型光合分波回路２４の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路２４は、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路２３と同じである。
【００３７】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
２４の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にＡ１、出力ポート(3)にＢ
１，Ｂ２、出力ポート(4)にＣ１〜Ｃ３、出力ポート(5)
にＤ１〜Ｄ４という組み合わせ、即ち波長構成は同一で
かつ複数の入力伝送路２１毎に入力された光信号成分の
みを含む光信号に揃えられて出力される。
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
２４の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にＡ１、出力ポート(3)にＢ
１，Ｂ２、出力ポート(4)にＣ１〜Ｃ３、出力ポート(5)
にＤ１〜Ｄ４という組み合わせ、即ち波長構成は同一で
かつ複数の入力伝送路２１毎に入力された光信号成分の
みを含む光信号に揃えられて出力される。
【００３８】同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路２３の出力ポート(5)〜(7)は、接続用導波路２７
のうちの３本の導波路２７ｂにより、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路２５の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(7)に接続されている。ここで、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路２５は、第１のアレイ導波路格
子型光合分波回路２３と同じである。
波回路２３の出力ポート(5)〜(7)は、接続用導波路２７
のうちの３本の導波路２７ｂにより、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路２５の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(7)に接続されている。ここで、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路２５は、第１のアレイ導波路格
子型光合分波回路２３と同じである。
【００３９】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
２５の入力ポート(5)〜(7)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にＡ２〜Ａ４、出力ポート(3)
にＢ３，Ｂ４、出力ポート(4)にＣ４という組み合わ
せ、即ち波長構成は同一でかつ複数の入力伝送路２１毎
に入力された光信号成分のみを含む光信号に揃えられて
出力される。
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
２５の入力ポート(5)〜(7)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(2)にＡ２〜Ａ４、出力ポート(3)
にＢ３，Ｂ４、出力ポート(4)にＣ４という組み合わ
せ、即ち波長構成は同一でかつ複数の入力伝送路２１毎
に入力された光信号成分のみを含む光信号に揃えられて
出力される。
【００４０】なお、本実施の形態では、請求項でいう第
２のアレイ導波路格子型光合分波回路を、２つのアレイ
導波路格子型光合分波回路回路２４，２５で構成してい
るが、これは第１のアレイ導波路格子型光合分波回路２
３（または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路２
６）と同一のものを用いるためであり、必ずしも２つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路２４，２５
もアレイ導波路格子型光合分波回路２３または２６と同
一である必要はない。即ち、前述したような導波路２７
ａと導波路２８ａとの間の波長配置及び導波路２７ｂと
導波路２８ｂとの間の波長配置を実現できる、第１また
は第３のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特性
を有しているものであれば、入出力ポート数やＦＳＲが
異なっていても構成上、何ら問題は無い。
２のアレイ導波路格子型光合分波回路を、２つのアレイ
導波路格子型光合分波回路回路２４，２５で構成してい
るが、これは第１のアレイ導波路格子型光合分波回路２
３（または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路２
６）と同一のものを用いるためであり、必ずしも２つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路２４，２５
もアレイ導波路格子型光合分波回路２３または２６と同
一である必要はない。即ち、前述したような導波路２７
ａと導波路２８ａとの間の波長配置及び導波路２７ｂと
導波路２８ｂとの間の波長配置を実現できる、第１また
は第３のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特性
を有しているものであれば、入出力ポート数やＦＳＲが
異なっていても構成上、何ら問題は無い。
【００４１】また、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路２４の出力ポート(2)〜(5)は、接続用導波路２８の
うちの４本の導波路２８ａにより、第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路２６の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路２４に接続された第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路２３の出力ポートの番号に対応する。
回路２４の出力ポート(2)〜(5)は、接続用導波路２８の
うちの４本の導波路２８ａにより、第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路２６の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路２４に接続された第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路２３の出力ポートの番号に対応する。
【００４２】同様に、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路２５の出力ポート(2)〜(4)は、接続用導波路２８
のうちの３本の導波路２８ｂにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路２６の入力ポート(5)〜(7)に接続
されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路２５に接続された第１のアレイ導波路格子型光合
分波回路２３の出力ポートの番号に対応する。
波回路２５の出力ポート(2)〜(4)は、接続用導波路２８
のうちの３本の導波路２８ｂにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路２６の入力ポート(5)〜(7)に接続
されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路２５に接続された第１のアレイ導波路格子型光合
分波回路２３の出力ポートの番号に対応する。
【００４３】第３のアレイ導波路格子型光合分波回路２
６は第１のアレイ導波路格子型光合分波回路２３と同一
の光学特性を有している。
６は第１のアレイ導波路格子型光合分波回路２３と同一
の光学特性を有している。
【００４４】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の合分波特性の対称性より、第３のアレイ導波路格子型
光合分波回路２６の入力ポート(1)に入力された光信号
Ａ１は出力ポート(5)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号Ｂ１，Ｂ２は出力ポート(4)(5)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(3)〜(5)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出
力ポート(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号Ａ２〜Ａ４は出力ポート(2)〜(4)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号Ｂ３，Ｂ４は出力ポート(2)(3)へ、
入力ポート(7)に入力された光信号Ｃ４は出力ポート(2)
へ分波される。
の合分波特性の対称性より、第３のアレイ導波路格子型
光合分波回路２６の入力ポート(1)に入力された光信号
Ａ１は出力ポート(5)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号Ｂ１，Ｂ２は出力ポート(4)(5)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(3)〜(5)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出
力ポート(2)〜(5)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号Ａ２〜Ａ４は出力ポート(2)〜(4)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号Ｂ３，Ｂ４は出力ポート(2)(3)へ、
入力ポート(7)に入力された光信号Ｃ４は出力ポート(2)
へ分波される。
【００４５】以上説明したように、結果として４本の出
力伝送路２２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路２１と出力伝送路２２との波長配置関係は図２
に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光カ
プラを一切用いていないため、光の合流による原理的な
損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波回
路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数の
ずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない（図２の斜線
部分に関しても波長間隔のずれがない。）。
力伝送路２２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路２１と出力伝送路２２との波長配置関係は図２
に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光カ
プラを一切用いていないため、光の合流による原理的な
損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波回
路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数の
ずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない（図２の斜線
部分に関しても波長間隔のずれがない。）。
【００４６】なお、本実施の形態では、Ｍ，Ｎ＝４の場
合の例として説明したが、これらの値が異なる場合でも
同様の原理が適用できることは自明である。
合の例として説明したが、これらの値が異なる場合でも
同様の原理が適用できることは自明である。
【００４７】（実施の形態２）図５は本発明の光合分波
回路の第２の実施の形態、ここではＭ＝ｋ×Ｎ個の波長
の光信号が波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出
力伝送路との間（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）で、
波長λi，λi+jxN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜ｋ−１）が同
一出力伝送路に導かれるＮ×Ｎの伝送パスを構成するＮ
×Ｎ光合分波回路、特に２×４＝８波長の光信号が波長
多重された４本の入力伝送路と４本の出力伝送路との間
で４×４の伝送パスを構成する８波多重４×４光合分波
回路を示すもので、図中、３１は４本の入力伝送路、３
２は４本の出力伝送路、３３，３４，３５，３６，３７
はアレイ導波路格子型光合分波回路、３８，３９は接続
用導波路である。
回路の第２の実施の形態、ここではＭ＝ｋ×Ｎ個の波長
の光信号が波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出
力伝送路との間（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）で、
波長λi，λi+jxN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜ｋ−１）が同
一出力伝送路に導かれるＮ×Ｎの伝送パスを構成するＮ
×Ｎ光合分波回路、特に２×４＝８波長の光信号が波長
多重された４本の入力伝送路と４本の出力伝送路との間
で４×４の伝送パスを構成する８波多重４×４光合分波
回路を示すもので、図中、３１は４本の入力伝送路、３
２は４本の出力伝送路、３３，３４，３５，３６，３７
はアレイ導波路格子型光合分波回路、３８，３９は接続
用導波路である。
【００４８】４本の入力伝送路３１上には、それぞれ波
長多重化された光信号Ａ１〜Ａ８、Ｂ１〜Ｂ８、Ｃ１〜
Ｃ８、Ｄ１〜Ｄ８が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、８種類の
波長で３２個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
長多重化された光信号Ａ１〜Ａ８、Ｂ１〜Ｂ８、Ｃ１〜
Ｃ８、Ｄ１〜Ｄ８が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、８種類の
波長で３２個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【００４９】アレイ導波路格子型光合分波回路３３は、
少なくとも１１個の入出力ポートを有する周知、例えば
図１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、
その１１個の入力ポートのうちの４つの入力ポートには
４本の入力伝送路３１がそれぞれ接続され、１１個の出
力ポートは１１本の接続用導波路３８を介してアレイ導
波路格子型光合分波回路３４，３５，３６に接続されて
いる。本アレイ導波路格子型光合分波回路３３は、請求
項でいう第１のアレイ導波路格子型光合分波回路を構成
する。
少なくとも１１個の入出力ポートを有する周知、例えば
図１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路であり、
その１１個の入力ポートのうちの４つの入力ポートには
４本の入力伝送路３１がそれぞれ接続され、１１個の出
力ポートは１１本の接続用導波路３８を介してアレイ導
波路格子型光合分波回路３４，３５，３６に接続されて
いる。本アレイ導波路格子型光合分波回路３３は、請求
項でいう第１のアレイ導波路格子型光合分波回路を構成
する。
【００５０】また、アレイ導波路格子型光合分波回路３
４，３５，３６は、アレイ導波路格子型光合分波回路３
３と同等の光学的特性を有し、１１個の入力ポートのう
ち、回路３４では４つの入力ポートに、また、回路３５
では４つの入力ポートに、また、回路３６では３つの入
力ポートに接続用導波路３８がそれぞれ接続され、ま
た、１１個の出力ポートのうち、回路３４では４つの出
力ポートが、また、回路３５では４つの入力ポートが、
また、回路３６では３つの入力ポートが１１本の接続用
導波路３９を介してアレイ導波路格子型光合分波回路３
７に接続されている。本アレイ導波路格子型光合分波回
路３４，３５，３６は、請求項でいう第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路を構成する。
４，３５，３６は、アレイ導波路格子型光合分波回路３
３と同等の光学的特性を有し、１１個の入力ポートのう
ち、回路３４では４つの入力ポートに、また、回路３５
では４つの入力ポートに、また、回路３６では３つの入
力ポートに接続用導波路３８がそれぞれ接続され、ま
た、１１個の出力ポートのうち、回路３４では４つの出
力ポートが、また、回路３５では４つの入力ポートが、
また、回路３６では３つの入力ポートが１１本の接続用
導波路３９を介してアレイ導波路格子型光合分波回路３
７に接続されている。本アレイ導波路格子型光合分波回
路３４，３５，３６は、請求項でいう第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路を構成する。
【００５１】また、アレイ導波路格子型光合分波回路３
７は、アレイ導波路格子型光合分波回路３３と同一の光
学的特性を有し、その１１個の入力ポートには１１本の
接続用導波路３９がそれぞれ接続され、また、１１個の
出力ポートのうちの４つの出力ポートには４本の出力伝
送路３２がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格
子型光合分波回路３７は、請求項でいう第３のアレイ導
波路格子型光合分波回路を構成する。
７は、アレイ導波路格子型光合分波回路３３と同一の光
学的特性を有し、その１１個の入力ポートには１１本の
接続用導波路３９がそれぞれ接続され、また、１１個の
出力ポートのうちの４つの出力ポートには４本の出力伝
送路３２がそれぞれ接続されている。本アレイ導波路格
子型光合分波回路３７は、請求項でいう第３のアレイ導
波路格子型光合分波回路を構成する。
【００５２】一般に、波長間隔がΔλ、ＦＳＲがＮ×Δ
λ、多重波長数がＭ＝ｋ×Ｎ波（ここで、ｋを波長多重
繰り返し次数と定義する。）のＮ×Ｎ光合分波回路を構
成する場合、アレイ導波路格子型光合分波回路３３〜３
７の入出力ポート数はｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）以上、また、
そのＦＳＲは｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）｝×Δλ以上が必要
である。アレイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を
低減する観点からは、この入出力ポート数を多く、また
はＦＳＲの値を大きく設計して、中央付近のｋ×Ｎ＋
（Ｎ−１）本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
λ、多重波長数がＭ＝ｋ×Ｎ波（ここで、ｋを波長多重
繰り返し次数と定義する。）のＮ×Ｎ光合分波回路を構
成する場合、アレイ導波路格子型光合分波回路３３〜３
７の入出力ポート数はｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）以上、また、
そのＦＳＲは｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）｝×Δλ以上が必要
である。アレイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を
低減する観点からは、この入出力ポート数を多く、また
はＦＳＲの値を大きく設計して、中央付近のｋ×Ｎ＋
（Ｎ−１）本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
【００５３】本実施の形態では、アレイ導波路格子型光
合分波回路３３〜３７は同一のものとし、中央付近の１
１本（＝２×４＋（４−１））の入出力ポートを用いる
ものとした（なお、図面では実際に使用する１１本の入
出力ポートのみを表している。）。
合分波回路３３〜３７は同一のものとし、中央付近の１
１本（＝２×４＋（４−１））の入出力ポートを用いる
ものとした（なお、図面では実際に使用する１１本の入
出力ポートのみを表している。）。
【００５４】また、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路として、第１または第３のアレイ導波路格子型光合
分波回路と同一の回路を用いる場合、その台数は（１＋
ｋ）台必要となる。
回路として、第１または第３のアレイ導波路格子型光合
分波回路と同一の回路を用いる場合、その台数は（１＋
ｋ）台必要となる。
【００５５】以下、本実施の形態における動作を、本発
明の原理とともに説明する。
明の原理とともに説明する。
【００５６】４本の入力伝送路３１は、第１のアレイ導
波路格子型光合分波回路３３の４つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路３３の４つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
【００５７】第１のアレイ導波路格子型光合分波回路３
３では、入力ポート(4)に入力された光信号Ａ１〜Ａ８
がそれぞれ出力ポート(4)〜(11)へ出力されるよう設計
している。同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分波
回路３３では、入力ポート(5)に入力された光信号Ｂ１
〜Ｂ８がそれぞれ出力ポート(3)〜(10)へ、入力ポート
(6)に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ８がそれぞれ出力ポー
ト(2)〜(9)へ、入力ポート(7)に入力された光信号Ｄ１
〜Ｄ８がそれぞれ出力ポート(1)〜(8)へ出力されるよう
設計している。
３では、入力ポート(4)に入力された光信号Ａ１〜Ａ８
がそれぞれ出力ポート(4)〜(11)へ出力されるよう設計
している。同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分波
回路３３では、入力ポート(5)に入力された光信号Ｂ１
〜Ｂ８がそれぞれ出力ポート(3)〜(10)へ、入力ポート
(6)に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ８がそれぞれ出力ポー
ト(2)〜(9)へ、入力ポート(7)に入力された光信号Ｄ１
〜Ｄ８がそれぞれ出力ポート(1)〜(8)へ出力されるよう
設計している。
【００５８】また、第１のアレイ導波路格子型光合分波
回路３３の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路３８の
うちの４本の導波路３８ａにより、第２のアレイ導波路
格子型光合分波回路３４の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路３４は、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路３３と同じである。
回路３３の出力ポート(1)〜(4)は、接続用導波路３８の
うちの４本の導波路３８ａにより、第２のアレイ導波路
格子型光合分波回路３４の同じポート番号の入力ポート
(1)〜(4)に接続されている。ここで、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路３４は、第１のアレイ導波路格子
型光合分波回路３３と同じである。
【００５９】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３４の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にＡ１、出力ポート(5)にＢ
１，Ｂ２、出力ポート(6)にＣ１〜Ｃ３、出力ポート(7)
にＤ１〜Ｄ４という組み合わせで出力される。
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３４の入力ポート(1)〜(4)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にＡ１、出力ポート(5)にＢ
１，Ｂ２、出力ポート(6)にＣ１〜Ｃ３、出力ポート(7)
にＤ１〜Ｄ４という組み合わせで出力される。
【００６０】同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路３３の出力ポート(5)〜(8)は、接続用導波路３８
のうちの４本の導波路３８ｂにより、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路３５の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(8)に接続されている。ここで、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路３５は、第１のアレイ導波路格
子型光合分波回路３３と同じである。
波回路３３の出力ポート(5)〜(8)は、接続用導波路３８
のうちの４本の導波路３８ｂにより、第２のアレイ導波
路格子型光合分波回路３５の同じポート番号の入力ポー
ト(5)〜(8)に接続されている。ここで、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路３５は、第１のアレイ導波路格
子型光合分波回路３３と同じである。
【００６１】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３５の入力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にＡ２〜Ａ５、出力ポート(5)
にＢ３〜Ｂ６、出力ポート(6)にＣ４〜Ｃ７、出力ポー
ト(7)にＤ５〜Ｄ８という組み合わせで出力される。
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３５の入力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示
したように出力ポート(4)にＡ２〜Ａ５、出力ポート(5)
にＢ３〜Ｂ６、出力ポート(6)にＣ４〜Ｃ７、出力ポー
ト(7)にＤ５〜Ｄ８という組み合わせで出力される。
【００６２】同様に、第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路３３の出力ポート(9)〜(11)は、接続用導波路３
８のうちの３本の導波路３８ｃにより、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路３６の同じポート番号の入力ポ
ート(9)〜(11)に接続されている。ここで、第２のアレ
イ導波路格子型光合分波回路３６は、第１のアレイ導波
路格子型光合分波回路３３と同じである。
波回路３３の出力ポート(9)〜(11)は、接続用導波路３
８のうちの３本の導波路３８ｃにより、第２のアレイ導
波路格子型光合分波回路３６の同じポート番号の入力ポ
ート(9)〜(11)に接続されている。ここで、第２のアレ
イ導波路格子型光合分波回路３６は、第１のアレイ導波
路格子型光合分波回路３３と同じである。
【００６３】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３６の入力ポート(9)〜(11)に入力された光信号は、図
示したように出力ポート(4)にＡ６〜Ａ８、出力ポート
(5)にＢ７，Ｂ８、出力ポート(6)にＣ８という組み合わ
せで出力される。
の対称性から、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路
３６の入力ポート(9)〜(11)に入力された光信号は、図
示したように出力ポート(4)にＡ６〜Ａ８、出力ポート
(5)にＢ７，Ｂ８、出力ポート(6)にＣ８という組み合わ
せで出力される。
【００６４】なお、本実施の形態では、請求項でいう第
２のアレイ導波路格子型光合分波回路を、３つのアレイ
導波路格子型光合分波回路３４，３５，３６で構成して
いるが、これは第１のアレイ導波路格子型光合分波回路
３３（または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路３
７）と同一のものを用いるためであり、必ずしも３つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路３４，３
５，３６もアレイ導波路格子型光合分波回路３３または
３７と同一である必要はない。即ち、前述したような導
波路３８ａと導波路３９ａとの間の波長配置、導波路３
８ｂと導波路３９ｂとの間の波長配置及び導波路３８ｃ
と導波路３９ｃとの間の波長配置を実現できる、第１ま
たは第３のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特
性を有しているものであれば、入出力ポート数やＦＳＲ
が異なっていても構成上、何ら問題は無い。
２のアレイ導波路格子型光合分波回路を、３つのアレイ
導波路格子型光合分波回路３４，３５，３６で構成して
いるが、これは第１のアレイ導波路格子型光合分波回路
３３（または第３のアレイ導波路格子型光合分波回路３
７）と同一のものを用いるためであり、必ずしも３つの
回路とする必要はなく、また、これらの回路３４，３
５，３６もアレイ導波路格子型光合分波回路３３または
３７と同一である必要はない。即ち、前述したような導
波路３８ａと導波路３９ａとの間の波長配置、導波路３
８ｂと導波路３９ｂとの間の波長配置及び導波路３８ｃ
と導波路３９ｃとの間の波長配置を実現できる、第１ま
たは第３のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等な特
性を有しているものであれば、入出力ポート数やＦＳＲ
が異なっていても構成上、何ら問題は無い。
【００６５】また、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路３４の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路３９の
うちの４本の導波路３９ａにより、第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路３７の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路３４に接続された第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
回路３４の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路３９の
うちの４本の導波路３９ａにより、第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路３７の入力ポート(1)〜(4)に接続さ
れている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分波
回路３４に接続された第１のアレイ導波路格子型光合分
波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
【００６６】同様に、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路３５の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路３９
のうちの４本の導波路３９ｂにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路３７の入力ポート(5)〜(8)に接続
されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路３５に接続された第１のアレイ導波路格子型光合
分波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
波回路３５の出力ポート(4)〜(7)は、接続用導波路３９
のうちの４本の導波路３９ｂにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路３７の入力ポート(5)〜(8)に接続
されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路３５に接続された第１のアレイ導波路格子型光合
分波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
【００６７】同様に、第２のアレイ導波路格子型光合分
波回路３６の出力ポート(4)〜(6)は、接続用導波路３９
のうちの３本の導波路３９ｃにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路３７の入力ポート(9)〜(11)に接
続されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合
分波回路３６に接続された第１のアレイ導波路格子型光
合分波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
波回路３６の出力ポート(4)〜(6)は、接続用導波路３９
のうちの３本の導波路３９ｃにより、第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路３７の入力ポート(9)〜(11)に接
続されている。これは、第２のアレイ導波路格子型光合
分波回路３６に接続された第１のアレイ導波路格子型光
合分波回路３３の出力ポートの番号に対応する。
【００６８】第３のアレイ導波路格子型光合分波回路３
７は第１のアレイ導波路格子型光合分波回路３３と同一
の光学特性を有している。
７は第１のアレイ導波路格子型光合分波回路３３と同一
の光学特性を有している。
【００６９】従って、アレイ導波路格子型光合分波回路
の合分波特性の対称性より、第３のアレイ導波路格子型
光合分波回路３７の入力ポート(1)に入力された光信号
Ａ１は出力ポート(7)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号Ｂ１，Ｂ２は出力ポート(6)(7)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(5)〜(7)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号Ａ２〜Ａ５は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号Ｂ３〜Ｂ６は出力ポート(4)〜(7)
へ、入力ポート(7)に入力された光信号Ｃ４〜Ｃ７は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(8)に入力された光信
号Ｄ５〜Ｄ８は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(9)
に入力された光信号Ａ６〜Ａ８は出力ポート(4)〜(6)
へ、入力ポート(10)に入力された光信号Ｂ７，Ｂ８は出
力ポート(4)(5)へ、入力ポート(11)に入力された光信号
Ｃ８は出力ポート(4)へそれぞれ分波される。
の合分波特性の対称性より、第３のアレイ導波路格子型
光合分波回路３７の入力ポート(1)に入力された光信号
Ａ１は出力ポート(7)へ、入力ポート(2)に入力された光
信号Ｂ１，Ｂ２は出力ポート(6)(7)へ、入力ポート(3)
に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(5)〜(7)
へ、入力ポート(4)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(5)に入力された光信
号Ａ２〜Ａ５は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(6)
に入力された光信号Ｂ３〜Ｂ６は出力ポート(4)〜(7)
へ、入力ポート(7)に入力された光信号Ｃ４〜Ｃ７は出
力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(8)に入力された光信
号Ｄ５〜Ｄ８は出力ポート(4)〜(7)へ、入力ポート(9)
に入力された光信号Ａ６〜Ａ８は出力ポート(4)〜(6)
へ、入力ポート(10)に入力された光信号Ｂ７，Ｂ８は出
力ポート(4)(5)へ、入力ポート(11)に入力された光信号
Ｃ８は出力ポート(4)へそれぞれ分波される。
【００７０】以上説明したように、結果として４本の出
力伝送路３２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路３１と出力伝送路３２との波長配置関係は、同
じ入力伝送路からの波長λi，λi+4の光信号が同じ出力
伝送路に出力された、図２に示した周期的な波長配置に
なる。また、ここでは光カプラを一切用いていないた
め、光の合流による原理的な損失は生じない。また、ア
レイ導波路格子型光合分波回路の同一回折次数のみを利
用しているので、回折次数のずれによる波長間隔ずれ等
も一切生じない。
力伝送路３２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路３１と出力伝送路３２との波長配置関係は、同
じ入力伝送路からの波長λi，λi+4の光信号が同じ出力
伝送路に出力された、図２に示した周期的な波長配置に
なる。また、ここでは光カプラを一切用いていないた
め、光の合流による原理的な損失は生じない。また、ア
レイ導波路格子型光合分波回路の同一回折次数のみを利
用しているので、回折次数のずれによる波長間隔ずれ等
も一切生じない。
【００７１】本実施の形態では、Ｍ＝ｋ×Ｎ＝２×４＝
８、Ｎ＝４の場合の例として説明したが、これらの値が
異なる場合でも同様の原理が適用できることは自明であ
る。
８、Ｎ＝４の場合の例として説明したが、これらの値が
異なる場合でも同様の原理が適用できることは自明であ
る。
【００７２】（実施の形態３）第１及び第２の実施の形
態では、それぞれ独立したアレイ導波路格子型光合分波
回路を光学的に接続して構成したが、論理的な接続が同
じであれば、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で
複数のアレイ導波路格子型光合分波回路を兼ねるような
構成でも何ら問題ない。
態では、それぞれ独立したアレイ導波路格子型光合分波
回路を光学的に接続して構成したが、論理的な接続が同
じであれば、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で
複数のアレイ導波路格子型光合分波回路を兼ねるような
構成でも何ら問題ない。
【００７３】図６は本発明の光合分波回路の第３の実施
の形態、ここでは１台の大規模アレイ導波路格子型光合
分波回路を用いて図４の場合と同様な４波多重４×４光
合分波回路を構成した例を示すもので、図中、４１は４
本の入力伝送路、４２は４本の出力伝送路、４３は大規
模アレイ導波路格子型光合分波回路、４４，４５は接続
用導波路である。
の形態、ここでは１台の大規模アレイ導波路格子型光合
分波回路を用いて図４の場合と同様な４波多重４×４光
合分波回路を構成した例を示すもので、図中、４１は４
本の入力伝送路、４２は４本の出力伝送路、４３は大規
模アレイ導波路格子型光合分波回路、４４，４５は接続
用導波路である。
【００７４】本実施の形態は、Ｍ＝ｋ×Ｎ個の波長の光
信号が波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出力伝
送路との間（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）で、波長
λi，λi+jxN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜ｋ−１）が同一出
力伝送路に導かれるＮ×Ｎの伝送パスを構成するＮ×Ｎ
光合分波回路、特に４波多重４×４光合分波回路（ｋ＝
１、Ｎ＝４）という、第１の実施の形態と同じ機能を１
台の大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で実現した
例を示すものである。
信号が波長多重されたＮ本の入力伝送路とＮ本の出力伝
送路との間（但し、ｋは正の整数で、ｋ≧１）で、波長
λi，λi+jxN（ｉ＝１〜Ｎ、ｊ＝１〜ｋ−１）が同一出
力伝送路に導かれるＮ×Ｎの伝送パスを構成するＮ×Ｎ
光合分波回路、特に４波多重４×４光合分波回路（ｋ＝
１、Ｎ＝４）という、第１の実施の形態と同じ機能を１
台の大規模アレイ導波路格子型光合分波回路で実現した
例を示すものである。
【００７５】４本の入力伝送路４１上には、それぞれ波
長多重化された光信号Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜
Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、４種類の
波長で１６個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
長多重化された光信号Ａ１〜Ａ４、Ｂ１〜Ｂ４、Ｃ１〜
Ｃ４、Ｄ１〜Ｄ４が伝搬している。ここで、アルファベ
ット文字は入力伝送路の位置を、数字は光波長を表して
おり、アルファベット文字が同じ光信号は同じ入力伝送
路を伝搬していることを示し、数字が同じ光信号は同じ
光波長であることを示す。従って、ここでは、４種類の
波長で１６個の異なる光信号が伝搬していることにな
る。
【００７６】大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４
３は、少なくとも１８個の入出力ポートを有する周知、
例えば図１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路で
あり、その１８個の入力ポートのうちの４つの入力ポー
トには４本の入力伝送路４１がそれぞれ接続され、ま
た、１８個の出力ポートのうちの４つの出力ポートには
４本の出力伝送路４２がそれぞれ接続されている。ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の１８
個の出力ポートのうちの他の７個の出力ポートは７本の
接続用導波路４４を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の残りの７個の出力ポートに接続され、ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の１８
個の入力ポートのうちの他の７個の出力ポートは７本の
接続用導波路４５を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の残りの７個の入力ポートに接続されてい
る。
３は、少なくとも１８個の入出力ポートを有する周知、
例えば図１と同様なアレイ導波路格子型光合分波回路で
あり、その１８個の入力ポートのうちの４つの入力ポー
トには４本の入力伝送路４１がそれぞれ接続され、ま
た、１８個の出力ポートのうちの４つの出力ポートには
４本の出力伝送路４２がそれぞれ接続されている。ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の１８
個の出力ポートのうちの他の７個の出力ポートは７本の
接続用導波路４４を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の残りの７個の出力ポートに接続され、ま
た、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の１８
個の入力ポートのうちの他の７個の出力ポートは７本の
接続用導波路４５を介して本アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の残りの７個の入力ポートに接続されてい
る。
【００７７】一般に、波長間隔がΔλ、ＦＳＲがＮ×Δ
λ、多重波長数がＭ＝ｋ×Ｎ波（ここで、ｋを波長多重
繰り返し次数と定義する。）のＮ×Ｎ光合分波回路を構
成する場合、請求項でいう第１乃至第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に兼ねた大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路の入出力ポート数はＮ＋２｛ｋ×
Ｎ＋（Ｎ−１）｝以上、また、そのＦＳＲは〔Ｎ＋２
｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）｝〕×Δλ以上が必要である。ア
レイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観
点からは、この入出力ポート数を多く、またはＦＳＲの
値を大きく設計して、中央付近のＮ＋２｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ
−１）｝本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
λ、多重波長数がＭ＝ｋ×Ｎ波（ここで、ｋを波長多重
繰り返し次数と定義する。）のＮ×Ｎ光合分波回路を構
成する場合、請求項でいう第１乃至第３のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に兼ねた大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路の入出力ポート数はＮ＋２｛ｋ×
Ｎ＋（Ｎ−１）｝以上、また、そのＦＳＲは〔Ｎ＋２
｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ−１）｝〕×Δλ以上が必要である。ア
レイ導波路格子型光合分波回路の回折損失を低減する観
点からは、この入出力ポート数を多く、またはＦＳＲの
値を大きく設計して、中央付近のＮ＋２｛ｋ×Ｎ＋（Ｎ
−１）｝本の入出力ポートを利用することが有効であ
る。
【００７８】本実施の形態では、大規模アレイ導波路格
子型光合分波回路４３の中央付近の１８本（＝４＋２
｛１×４＋（４−１）｝）の入出力ポートを用いるもの
とした（なお、図面では実際に使用する１８本の入出力
ポートのみを表している。）。以下、本実施の形態にお
ける動作を、本発明の原理とともに説明する。
子型光合分波回路４３の中央付近の１８本（＝４＋２
｛１×４＋（４−１）｝）の入出力ポートを用いるもの
とした（なお、図面では実際に使用する１８本の入出力
ポートのみを表している。）。以下、本実施の形態にお
ける動作を、本発明の原理とともに説明する。
【００７９】４本の入力伝送路４１は、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路４３の４つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
波路格子型光合分波回路４３の４つの入力ポート(4)(5)
(6)(7)にそれぞれ接続されている。
【００８０】大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４
３では、入力ポート(4)に入力された光信号Ａ１〜Ａ４
がそれぞれ出力ポート(12)〜(15)へ出力されるように設
計している。同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３では、入力ポート(5)に入力された光信号Ｂ
１〜Ｂ４がそれぞれ出力ポート(11)〜(14)へ、入力ポー
ト(6)に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ４がそれぞれ出力ポ
ート(10)〜(13)へ、入力ポート(7)に入力された光信号
Ｄ１〜Ｄ４がそれぞれ出力ポート(9)〜(12)へ出力され
るよう設計している。
３では、入力ポート(4)に入力された光信号Ａ１〜Ａ４
がそれぞれ出力ポート(12)〜(15)へ出力されるように設
計している。同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３では、入力ポート(5)に入力された光信号Ｂ
１〜Ｂ４がそれぞれ出力ポート(11)〜(14)へ、入力ポー
ト(6)に入力された光信号Ｃ１〜Ｃ４がそれぞれ出力ポ
ート(10)〜(13)へ、入力ポート(7)に入力された光信号
Ｄ１〜Ｄ４がそれぞれ出力ポート(9)〜(12)へ出力され
るよう設計している。
【００８１】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の入力ポート(4)〜(7)と出力ポート(9)〜(1
5)との組み合わせが、請求項でいう第１のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路４３の入力ポート(4)〜(7)と出力ポート(9)〜(1
5)との組み合わせが、請求項でいう第１のアレイ導波路
格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【００８２】また、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路４３の出力ポート(9)〜(12)は、接続用導波路４４
のうちの４本の導波路４４ａにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の出力ポート(5)〜(8)に接続
されている。
回路４３の出力ポート(9)〜(12)は、接続用導波路４４
のうちの４本の導波路４４ａにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の出力ポート(5)〜(8)に接続
されている。
【００８３】アレイ導波路格子型光合分波回路の対称性
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の出
力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示したよう
に大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入力ポ
ート(8)にＡ１、入力ポート(9)にＢ１，Ｂ２、入力ポー
ト(10)にＣ１〜Ｃ３、入力ポート(11)にＤ１〜Ｄ４とい
う組み合わせで出力される。
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の出
力ポート(5)〜(8)に入力された光信号は、図示したよう
に大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入力ポ
ート(8)にＡ１、入力ポート(9)にＢ１，Ｂ２、入力ポー
ト(10)にＣ１〜Ｃ３、入力ポート(11)にＤ１〜Ｄ４とい
う組み合わせで出力される。
【００８４】同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の出力ポート(13)〜(15)は、接続用導波路４
４のうちの３本の導波路４４ｂにより、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路４３の出力ポート(16)〜(18)に
接続されている。
波回路４３の出力ポート(13)〜(15)は、接続用導波路４
４のうちの３本の導波路４４ｂにより、大規模アレイ導
波路格子型光合分波回路４３の出力ポート(16)〜(18)に
接続されている。
【００８５】アレイ導波路格子型光合分波回路の対称性
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の出
力ポート(16)〜(18)に入力された光信号は、図示したよ
うに大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入力
ポート(1)にＡ２〜Ａ４、入力ポート(2)にＢ３，Ｂ４、
入力ポート(3)にＣ４という組み合わせで出力される。
から、大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の出
力ポート(16)〜(18)に入力された光信号は、図示したよ
うに大規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入力
ポート(1)にＡ２〜Ａ４、入力ポート(2)にＢ３，Ｂ４、
入力ポート(3)にＣ４という組み合わせで出力される。
【００８６】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の出力ポート(5)〜(8)と入力ポート(8)〜(1
1)との組み合わせ、並びに出力ポート(16)〜(18)と入力
ポート(1)〜(3)との組み合わせが、請求項でいう第２の
アレイ導波路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路４３の出力ポート(5)〜(8)と入力ポート(8)〜(1
1)との組み合わせ、並びに出力ポート(16)〜(18)と入力
ポート(1)〜(3)との組み合わせが、請求項でいう第２の
アレイ導波路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【００８７】また、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路４３の入力ポート(8)〜(11)は、接続用導波路４５
のうちの４本の導波路４５ａにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の入力ポート(12)〜(15)に接
続されている。
回路４３の入力ポート(8)〜(11)は、接続用導波路４５
のうちの４本の導波路４５ａにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の入力ポート(12)〜(15)に接
続されている。
【００８８】同様に、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の入力ポート(1)〜(3)は、接続用導波路４５
のうちの３本の導波路４５ｂにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の入力ポート(16)〜(18)に接
続されている。
波回路４３の入力ポート(1)〜(3)は、接続用導波路４５
のうちの３本の導波路４５ｂにより、大規模アレイ導波
路格子型光合分波回路４３の入力ポート(16)〜(18)に接
続されている。
【００８９】アレイ導波路格子型光合分波回路の合分波
特性の対称性より、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路４３の入力ポート(12)に入力された光信号Ａ１は出
力ポート(4)へ、入力ポート(13)に入力された光信号Ｂ
１，Ｂ２は出力ポート(3)(4)へ、入力ポート(14)に入力
された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(2)〜(4)へ、入力
ポート(15)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出力ポート
(1)〜(4)へ、入力ポート(16)に入力された光信号Ａ２〜
Ａ４は出力ポート(1)〜(3)へ、入力ポート(17)に入力さ
れた光信号Ｂ３，Ｂ４は出力ポート(1)(2)へ、入力ポー
ト(18)に入力された光信号Ｃ４は出力ポート(1)へ分波
される。
特性の対称性より、大規模アレイ導波路格子型光合分波
回路４３の入力ポート(12)に入力された光信号Ａ１は出
力ポート(4)へ、入力ポート(13)に入力された光信号Ｂ
１，Ｂ２は出力ポート(3)(4)へ、入力ポート(14)に入力
された光信号Ｃ１〜Ｃ３は出力ポート(2)〜(4)へ、入力
ポート(15)に入力された光信号Ｄ１〜Ｄ４は出力ポート
(1)〜(4)へ、入力ポート(16)に入力された光信号Ａ２〜
Ａ４は出力ポート(1)〜(3)へ、入力ポート(17)に入力さ
れた光信号Ｂ３，Ｂ４は出力ポート(1)(2)へ、入力ポー
ト(18)に入力された光信号Ｃ４は出力ポート(1)へ分波
される。
【００９０】ここで、大規模アレイ導波路格子型光合分
波回路４３の入力ポート(12)〜(18)と出力ポート(1)〜
(4)との組み合わせが、請求項でいう第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
波回路４３の入力ポート(12)〜(18)と出力ポート(1)〜
(4)との組み合わせが、請求項でいう第３のアレイ導波
路格子型光合分波回路を論理的に構成する。
【００９１】以上説明したように、結果として４本の出
力伝送路４２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路４１と出力伝送路４２との波長配置関係は、図
２に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光
カプラを一切用いていないため、光の合流による原理的
な損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波
回路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数
のずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない。
力伝送路４２を伝搬する波長は図示したようになり、入
力伝送路４１と出力伝送路４２との波長配置関係は、図
２に示した周期的な波長配置になる。また、ここでは光
カプラを一切用いていないため、光の合流による原理的
な損失は生じない。また、アレイ導波路格子型光合分波
回路の同一回折次数のみを利用しているので、回折次数
のずれによる波長間隔ずれ等も一切生じない。
【００９２】本実施の形態では、Ｍ，Ｎ＝４の場合の例
として説明したが、これらの値が異なる場合でも同様の
原理が適用できることは自明である。また、請求項でい
う第１乃至第３のアレイ導波路格子型光合分波回路を論
理的に構成できるのであれば、本実施の形態に示した大
規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入出力ポー
トの組み合わせ以外の構成が適用できることも自明であ
る。
として説明したが、これらの値が異なる場合でも同様の
原理が適用できることは自明である。また、請求項でい
う第１乃至第３のアレイ導波路格子型光合分波回路を論
理的に構成できるのであれば、本実施の形態に示した大
規模アレイ導波路格子型光合分波回路４３の入出力ポー
トの組み合わせ以外の構成が適用できることも自明であ
る。
【００９３】また、本実施の形態では、第１乃至第３の
アレイ導波路格子型光合分波回路を１台の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したが、本実施の形態
と同様の手法により、複数の第２のアレイ導波路格子型
光合分波回路のみを１台の大規模アレイ導波路格子型光
合分波回路で構成する等の構成が可能であることも自明
である。
アレイ導波路格子型光合分波回路を１台の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したが、本実施の形態
と同様の手法により、複数の第２のアレイ導波路格子型
光合分波回路のみを１台の大規模アレイ導波路格子型光
合分波回路で構成する等の構成が可能であることも自明
である。
【００９４】また、これまで説明した実施の形態におけ
る、各アレイ導波路格子型光合分波回路２３，２４，２
５，２６，３３，３４，３５，３６，３７及び大規模ア
レイ導波路格子型光合分波回路４３は、通常、それぞれ
が１つのユニットとして製造され、接続用導波路として
光ファイバを用いてポート同士が接続されて構成される
が、接続用導波路も基板上に形成して全体を一体的に構
成することも可能である。
る、各アレイ導波路格子型光合分波回路２３，２４，２
５，２６，３３，３４，３５，３６，３７及び大規模ア
レイ導波路格子型光合分波回路４３は、通常、それぞれ
が１つのユニットとして製造され、接続用導波路として
光ファイバを用いてポート同士が接続されて構成される
が、接続用導波路も基板上に形成して全体を一体的に構
成することも可能である。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムにおいて用いら
れる、周期的な入出力関係となる分波特性を有し、かつ
原理的な損失が零であるＮ×Ｎ光合分波回路を実現でき
る。
光波長分割多重（ＷＤＭ）伝送システムにおいて用いら
れる、周期的な入出力関係となる分波特性を有し、かつ
原理的な損失が零であるＮ×Ｎ光合分波回路を実現でき
る。
【図１】アレイ導波路格子型光合分波回路を示す説明図
【図２】４×４光合分波回路における波長配置の説明図
【図３】アレイ導波路格子型光合分波回路と光カプラを
用いた従来のＮ×Ｎ光合分波回路の一例を示す説明図
用いた従来のＮ×Ｎ光合分波回路の一例を示す説明図
【図４】本発明のＮ×Ｎ光合分波回路の第１の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
【図５】本発明のＮ×Ｎ光合分波回路の第２の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
【図６】本発明のＮ×Ｎ光合分波回路の第３の実施の形
態を示す説明図
態を示す説明図
２１，３１，４１：入力伝送路、２２，３２，４２：出
力伝送路、２３，２４，２５，２６，３３，３４，３
５，３６，３７：アレイ導波路格子型光合分波回路、２
７，２８，３８，３９，４４，４５：接続用導波路、４
３：大規模アレイ導波路格子型光合分波回路。
力伝送路、２３，２４，２５，２６，３３，３４，３
５，３６，３７：アレイ導波路格子型光合分波回路、２
７，２８，３８，３９，４４，４５：接続用導波路、４
３：大規模アレイ導波路格子型光合分波回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 勝就 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−221551（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−177115（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−30730（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−69021（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の導波路長差で順次長くなる複数の
導波路からなる導波路アレイと、複数の入力ポートを構
成する複数の入力導波路と、複数の出力ポートを構成す
る複数の出力導波路と、複数の入力導波路及び導波路ア
レイを接続する第１のスラブ導波路と、導波路アレイ及
び複数の出力導波路を接続する第２のスラブ導波路とを
備えたアレイ導波路格子型光合分波回路を用いる光合分
波回路であって、 複数の入力伝送路から複数の入力ポートにそれぞれ入力
された波長の異なる複数の光信号を複数の出力ポートへ
それぞれ波長合分波して出力する第１のアレイ導波路格
子型光合分波回路と、 第１のアレイ導波路格子型光合分波回路と同等の光学的
特性を有し、第１のアレイ導波路格子型光合分波回路の
複数の出力ポートから出力される光信号を、波長構成は
同一でかつ前記複数の入力伝送路毎に入力された光信号
のみを含む光信号に揃えて出力する第２のアレイ導波路
格子型光合分波回路と、 第１のアレイ導波路格子型光合分波回路と同一の光学的
特性を有し、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路の
複数の出力ポートから出力される光信号を複数の入力ポ
ートでそれぞれ受け、複数の出力ポートへそれぞれ波長
合分波して複数の出力伝送路へ出力する第３のアレイ導
波路格子型光合分波回路とを備えたことを特徴とする光
合分波回路。 - 【請求項２】 第１のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第３の
アレイ導波路格子型光合分波回路を互いに独立したモジ
ュールで構成するとともに、各アレイ導波路格子型光合
分波回路間を光ファイバで接続したことを特徴とする請
求項１記載の光合分波回路。 - 【請求項３】 第１及び第３のアレイ導波路格子型光合
分波回路をそれぞれ同一のモジュールで構成するととも
に、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路を第１また
は第３のアレイ導波路格子型光合分波回路と同一の複数
のモジュールで構成したことを特徴とする請求項２記載
の光合分波回路。 - 【請求項４】 第１のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第３の
アレイ導波路格子型光合分波回路のうちの少なくとも１
つを他のアレイ導波路格子型光合分波回路と共通のモジ
ュールで構成したことを特徴とする請求項１記載の光合
分波回路。 - 【請求項５】 第１のアレイ導波路格子型光合分波回
路、第２のアレイ導波路格子型光合分波回路及び第３の
アレイ導波路格子型光合分波回路を１個の大規模アレイ
導波路格子型光合分波回路で構成したことを特徴とする
請求項４記載の光合分波回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21067998A JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21067998A JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000047042A JP2000047042A (ja) | 2000-02-18 |
| JP3242369B2 true JP3242369B2 (ja) | 2001-12-25 |
Family
ID=16593324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21067998A Expired - Fee Related JP3242369B2 (ja) | 1998-07-27 | 1998-07-27 | 光合分波回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3242369B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3439162B2 (ja) | 1999-08-13 | 2003-08-25 | 日本電信電話株式会社 | 光波長分割多重伝送ネットワーク装置 |
-
1998
- 1998-07-27 JP JP21067998A patent/JP3242369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000047042A (ja) | 2000-02-18 |
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