JP3268166B2 - 光多重信号分離装置及び該装置を包含する通信システム並びに企業内情報通信網 - Google Patents

光多重信号分離装置及び該装置を包含する通信システム並びに企業内情報通信網

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JP3268166B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は波長分割光多重化に関
し、特に、ブラッグ回析格子アレイのような、固有波長
通過帯域を有する光フィルタを形成する光フィルタ・エ
レメント・アレイを包含する波長分割光多重信号分離装
置及び波長分割光多重化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】波長分割光多重化は光通信網の情報伝播
容量を増大するための貴重な技術である。多重化通信網
では、一群の多重化チャネルから特定の波長チャネルを
分離することができる波長選択性構成材料を具備するこ
とが不可欠である。特定の波長を反射する屈折率摂動領
域を包含するエレメントであるブラッグ回析格子は、ス
ペクトル感度を供するために使用される長所が有る。ブ
ラッグ回析格子は所望のチャネル幅に整合する通過帯域
を容易に作り出し、且つ、光ファイバのような光導波路
やプレーナ型導波路やチャネル導波路と容易に統合され
る。ブラッグ回析格子を使用している現在のチャネル選
択性フィルタは比較的に高い結合損失を取る弱点が有
り、それらは極端に狭い裕度に作成されなければならな
いので製造が困難である面が有る。
【0003】例えば、或る公知のフィルタ構成は方向性
光カプラを介して光ファイバを基材としたブラッブ回析
格子に結合された入力光ファイバを包含している。その
ブラッグ回析格子から反射される光はその同じ光カプラ
を介して出力光導波路へ結合される。この様に、そのブ
ラッグ回析格子の狭い反射帯域が全体としてそのフィル
タの透過帯域中へ効果的に変換される。しかし、この構
成は6dBの結合損失を受け、この結合損失が上記方向
性光カプラ内の固有損失に加わる。
【0004】別の例に、K.O.Hill et al., "Narrow-Ban
dwidth Optical Waveguide Transmission Filters," El
ctronics Letters 23 (1987), pp.465-466に記載されて
いるフィルタが有る。このフィルタは1個のループの単
一モード光ファイバから成り、このループがその光ファ
イバの直線部分から分岐する点に溶融テーパ方向性カプ
ラを包含する。ブラッグ回析格子はその光ファイバ・ル
ープの中程に対称的に位置している。このフィルタは比
較的に低い損失を持つように作成することができる。し
かし、このフィルタは所望の透過特性を得るためにブラ
ッグ回析格子を正確に位置させることが要求されるため
に製作が困難である。このHill et al.のフィルタの設
計改良がBilodeau et al., "High-Return-Loss Narrowb
and All-Fiber bandpass Bragg Transmission Filter,"
IEEE Photonics Technology Letters, ol.6, No.1, (1
994), pp.80-82に記載されている。
【0005】プレーナ型導波路中に作成された複合ブラ
ッグ反射フィルタが、C.H.Henry etal.,"Compound Brag
g Reflection ilters Made by Spatial Frequency Doub
ling Lithography," J. Lightwave Technol. 7 (1989)
pp.1379-1385に記載されている。この論文に記載されて
いるように、所望のスペクトル特性を持つフィルタは、
各々が異なる空間周期を持つ多数、例えば15個のセク
ションを有するブラッグ回析格子を形成することによっ
て作成することができる。セクション間の90゜に近い
位相ずれを回避するために、それらセクションが連続し
て作成され、その結果、区分的に一定で不連続に変化す
る格子周期が得られる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、この技術分野
では製作が簡単で一群の多重化チャネルから特定の波長
チャネルを分離する光フィルタ・エレメントから容易に
形成される波長分割光多重化エレメントが求められてい
る。更に、この技術分野では入射照射線の偏光に不感応
である波長分割光多重化エレメントが求められている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は光ファイバにお
ける所望の通過帯域を作成するために光フィルタ・エレ
メント・アレイを用いる波長分割多重化(wavelength d
ivision multiplexing;WDM)の方法及び装置に関す
る。本発明の一態様では、光多重信号分離装置が、複数
個の出力光導波路へ結合されたプレーナ型導波路或いは
光ファイバのような入力光導波路を使用して形成され
る。各出力光導波路はその導波路の連続部分中に形成さ
れた波長選択構成の光フィルタ・エレメントを包含す
る。この構成は、光透過帯域を有するスペクトル領域及
び低透過率のスペクトル領域を持つ光チャネル選択性光
フィルタを形成する。
【0008】本発明の一態様は、1個の入力光導波路と
N個の出力光導波路とを有する光多重信号分離装置に関
する。なお、Nは2以上の全ての数である。各出力光導
波路には、少なくとも1個の低透過率の波長帯域λxを
持つブラッグ回析格子のような少なくとも(N−1)個
の波長選択構成の光フィルタ・エレメントが包含されて
いる。なお、xは1からN迄の数である。この構成の光
フィルタ・エレメントは、導波路中のこの構成の光フィ
ルタ・エレメントから欠いている上記ブラッグ回析格子
の固有波長帯域即ち光フィルタを作成する。1対Nカプ
ラのような接続エレメントが上記入力光導波路と出力光
導波路との間に配置されてその入力光導波路からの透過
光を上記各出力光導波路の間に分配する。
【0009】本発明のもう一つの態様は、1個の入力光
導波路とN個の出力光導波路とを有する光多重信号分離
装置を具備する。Y個の分岐導波路が上記入力光導波路
と出力光導波路との間に配置されている。なお、Yは2
以上N−1以下の全ての数である。先の実施例でのよう
に、各出力光導波路が固有波長帯域λnの光を透過させ
る。なお、nは1からN迄の全ての数である。それら出
力光導波路と前記分岐導波路との間には、各々が低透過
率λxの異なる波長帯域を持つ複数個の光フィルタ・エ
レメントが配置されている。なお、xはnとは等しくな
い1からN迄の全ての数であり、チャネル通過帯域に相
当する数である。上記複数個の光フィルタ・エレメント
は、各出力光導波路から放出された透過光の光路中に少
なくともN−1個の各々が低透過率の異なる波長帯域を
持つ光フィルタ・エレメントが配置されるように構成さ
れている。このように、上記光フィルタ・エレメントの
組み合わせは、N−1個の光フィルタ・エレメントの各
々が持つ低透過率の波長帯域の組み合わせによって上記
固有波長λnの透過光が生ずる性質のものである。この
態様の発明の一実施例では、上記分岐導波路にその分岐
導波路に接続されている何れの出力光導波路によっても
透過されない波長帯域に対する全光フィルタ・エレメン
トが包含されている。
【0010】本発明の更にもう一つの態様は、偏光不感
性波長分割多重信号分離装置に関する。この多重信号分
離装置には1個の入力光導波路と複数個の出力光導波路
とが包含されている。各出力光導波路はその導波路の連
続部分内に一体的に形成された複数個の光フィルタ・エ
レメントを有する。これら多重信号分離装置は約10
0,000分の1或いはそれ以下の偏光不感性を呈す
る。
【0011】
【実施例】本発明を図面を参照して詳細に説明する。各
図において、同一の参照数字は同一若しくは類似のエレ
メントを表わしている。本発明は多重信号分離への適用
の観点から記載されているが、当業者には本発明が多重
化にも同様に良く当てはまることが容易に理解できるで
あろう。多重信号分離装置は、それが逆の順序、即ち、
特定波長帯域が上記透過照射線に加えられるのではなく
複合透過光から濾波されるように働くと、多重化装置と
して機能する。本明細書で使用される用語「多重信号分
離装置(demultiplexer)」や「多重信号分離(demulti
plexing)」は一群の多重化波長帯域から或る特定の波
長帯域を分離するために用いられるデバイスを包含する
ものである。この用語には更に、伝送システム中で受信
機のかなり先で既に配置された波長帯域を経路選択する
ために用いられるデバイスが包含される。
【0012】本発明の一実施例では、多重信号分離装置
が1個の入力光導波路と複数個の出力光導波路とで構成
され、各出力光導波路は、ブラッグ回析格子のような、
該出力光導波路の連続部分内に一列に形成された光フィ
ルタ・エレメントを包含する光フィルタを有する。
【0013】ブラッグ回析格子は、次のブラッグ条件を
満足する入射照射線の波長から最大反射を引き起こす導
波エレメント中の屈折率摂動の領域である。 λBragg = 2neffΛ = 2neff(λuv/2sin
α) なお、λBragg = このブラッグ条件を満足する入射照
射線の波長 neff = 本導波媒体の有効屈折率 λuv = そのブラッグ回析格子を形成するために使
用される紫外線の波長 α = 露光照射線の入射半角 Λ = 上記屈折率摂動の間隔(回析格子周期) である。
【0014】ブラッグ回析格子アレイのような、光フィ
ルタ・エレメント・アレイから形成された該光フィルタ
は各個々のブラッグ回析格子によって反射された総合波
長帯域を反射することによって固有波長帯域を透過させ
る。ここで使用されている「反射(reflection)」なる
用語には、導波路によって透過されない照射線即ち該導
波路から散乱される照射線が包含されている。
【0015】図1の摸式図に示すように、本多重信号分
離装置は1個の入力導波路210とこの入力導波路21
0に1対Nのカプラ230を介して結合されているN個
の出力導波路220とから構成されている。図1に示さ
れている多重信号分離装置においてはN = 8である
が、Nは2以上の全ての数を取ることができる。各出力
導波路220は固有波長帯域λnを透過させる。なお、
nは1とNとの間の全ての数を取ることができる。図1
の多重信号分離装置においてはn = 8である。各導波
路の終端脇に表示されている波長指数は、どの所望信号
波長帯域がその出力光導波路によって通過されるかを表
わしている。当業者には、それら信号波長帯域はまたそ
れら出力光導波路へ通過されることが可能であり、その
ような照射線はシステム特性に有害な影響を与えないこ
とが容易に理解できるであろう。
【0016】上記各出力光導波路中には、N−1個の光
フィルタ・エレメント240が配置されている。図示の
例の多重信号分離装置では、N = 8であり、従って8
−1 = 7個の光フィルタ・エレメントが存在してい
る。例示されている光フィルタ・エレメント240はブ
ラッグ回析格子であり、各ブラッグ回析格子が低透過率
の波長帯域、即ち、そのブラッグ回析格子で減衰される
波長帯域を有している。これら光フィルタ・エレメント
240の組み合わせは、出力光導波路の固有波長帯域を
除いて波長帯域の全てを阻止する光フィルタを形成して
いる。従って、λ1の表示が付されている出力光導波路
においては、その出力光導波路中に配置されている7個
のブラッグ回析格子が全体として図1に示されている波
長帯域λ2,λ3,λ4,λ5,λ6,λ7及びλ8を減衰さ
せる。
【0017】任意に、追加のブラッグ回析格子が上記ア
レイ中に配置される。この追加のブラッグ回析格子はチ
ャネルとは対応していないが、その代わり最も短い波長
を持つブラッグ回析格子のチャネルを拡げるために使用
される。更にまた、別のブラッグ回析格子を最も長い波
長を持つブラッグ回析格子のチャネルを拡げるために使
用することも可能である。追加のブラッグ回析格子を透
過スペクトルの短波長側端縁または長波長側端縁或いは
それらの双方で使用することによって、光増幅器で増幅
された自然照射線ノイズから起きることがある波長のよ
うな余分の不所望な波長の減衰が許容される。
【0018】残りの各出力光導波路には同様なフィルタ
・アレイが包含されている。即ち図1の8チャネルの多
重信号分離装置においては各出力光導波路中に各々がλ
1とλ8との間の異なる波長帯域を阻止する7個のブラッ
グ回析格子が存在している。その出力光導波路の固有波
長帯域を代表するためにλxを用いると、上記7個のブ
ラッグ回析格子がn = 1からn = 8までの波長を阻
止する。n = xであるλnにおける波長を阻止するブ
ラッグ回析格子は存在しない。即ち、その出力光導波路
中にはその出力光導波路によって通過されるべき波長帯
域を阻止するブラッグ回析格子は存在していない。
【0019】図1の多重信号分離装置は阻止されるべき
各チャネルについて1個のブラッグ回析格子を使用して
いるが、1個のブラッグ回析格子はそのブラッグ回析格
子の反射ピークが充分に広いとき同時に2以上のチャネ
ルを阻止するために使用することが可能である。この実
施例では、該多重信号分離装置はN個のチャネルと各出
力光導波路中にそれより少ない(N−1)個の光フィル
タ・エレメントを有している。
【0020】図2は本発明による多重信号分離装置の
実施例を示している。図2の多重信号分離装置におい
ては、入力導波路210とN個の出力導波路220との
間に分岐導波路260が配置されている。これら分岐導
波路260の中には、ブラッグ回析格子のような光フィ
ルタ・エレメントが形成されている。これら分岐導波路
260中に形成された光フィルタ・エレメントは、分岐
導波路中のそれら光フィルタ・エレメントを出力光導波
路中で反復して持つことを不要にしている利点がある。
従って、一組の出力光導波路内の全光フィルタ・エレメ
ントによって阻止されるべき波長帯域は、上記分岐導波
路260内に形成されている対応する光フィルタ・エレ
メントを有し、それら出力光導波路の各々の中に光フィ
ルタ・エレメントを繰り返して形成する必要性を無くし
ている。
【0021】入力導波路210は先の実施例での如く、
1対Yのカプラ230を介して分岐導波路260に接続
されている。なお、Yは入力導波路210へ接続する分
岐導波路260の数である。一般的には、Yは2以上で
(N−1)以下の数である。図2の多重信号分離装置で
は、Nが8であり、Yが2である。カプラ250が分岐
導波路260と出力導波路220との間に配置されてい
る。図2では、1対4カプラが分岐導波路260と出力
導波路220とを接続するために使用されている。
【0022】図2の構成の多重信号分離装置では、波長
帯域λ1乃至λ4を全て通過する出力導波路220が波長
帯域λ5乃至λ8を阻止しなければならない。従って、照
射線をこれら4個の出力光導波路中へ透過させる分岐導
波路には波長帯域λ5乃至λ8の光透過を阻止する光フィ
ルタ・エレメントが包含されている。図1の構成の多重
信号分離装置と比べて、出力光導波路と共通な波長帯域
を阻止する光フィルタ・エレメントを有する分岐導波路
を追加することにより、24個と少ない数の光フィルタ
・エレメントが出力光導波路に包含されている。
【0023】図2に示されている分岐構成に対する光フ
ィルタ・エレメント・アレイの例が図3に示されてい
る。この実施例では、出力光導波路中の光フィルタ・エ
レメント・アレイがその出力光導波路の通過波長帯域に
隣接する波長帯域を阻止する光フィルタ・エレメントを
包含しないように光フィルタ・エレメントが一つ置きに
選択されている。第1分岐導波路と接続している4個の
出力光導波路における波長帯域はλ1,λ3,λ5及びλ7
に選択されている。従って、第1分岐導波路に接続され
ている出力光導波路はどれも波長帯域λ2,λ4,λ6及
びλ8を透過させないこととなる。このため、波長帯域
λ2,λ4,λ6及びλ8の光透過を阻止する光フィルタ・
エレメントは上記第1分岐導波路中に配置されている。
所望の波長帯域を透過させるために阻止されるべき残り
の波長帯域は出力光導波路中に配置されている。波長帯
域λ1を透過させる出力光導波路においては、阻止され
るべき残りの波長帯域はλ3,λ5及びλ7である。これ
らの波長帯域を阻止するブラッグ回析格子のような光フ
ィルタ・エレメントは、図3に示すように出力光導波路
中に配置されている。この構成の光フィルタ・エレメン
トは、分岐導波路中に配置されているブラッグ回析格子
によって別の波長帯域を阻止することにより2倍のチャ
ネル間隔がそれら出力光導波路中に作り出されるので、
出力光導波路中のブラッグ回析格子の位置付けに緩い裕
度が許容される利点が有る。
【0024】1個のブラッグ回析格子における理想透過
スペクトル10を図4に示す。この透過スペクトル10
中、最小透過率帯域20は本ブラッグ回析格子によって
反射即ち散乱された入射照射線に対応する最小透過率を
有している波長帯域である。最小透過率帯域20の短波
長側にはディップ30が有る。ディップ30は照射線損
失領域から起こり、相対的高透過率帯域40によって最
小透過率帯域20から隔てられている。「照射線損失
(radiation loss)」なる表現は導波路のコアから散乱
される光を表わし、その導波路のクラッディング層中で
散乱される照射線光を包含している。
【0025】最小透過率帯域20の短波長側端縁はλ
Bragg、即ち、極めて弱いブラッグ回析格子の範囲内で
のブラッグ波長である。この範囲内では、上記ディップ
30の長波長側端縁が波長λBragg乃至λoffsetの間に
存在する。なお、λoffsetは次式で与えられる。 λoffset = (λoBragg/2)[1 − (ncl/neff)] なお、 ncl = クラッディング屈折率 neff = 本導波媒体の有効屈折率 である。
【0026】通常、ディップ30の深さを縮めること
が、それによって照射線損失が最小になり、有益であ
る。しかし、格子強度が増大するにつれて、最小透過率
帯域20の拡大によって測定された照射線損失が増大す
る。対数目盛りの光透過グラフ上では、格子強度の所定
の増加に関して二次曲線状に増加し、それに反して最小
透過率帯域20の幅の拡開は強い格子については直線的
に増加するだけである。照射線損失はそれがチャネル通
過帯域のスペクトル領域を占めているとき透過光と干渉
することがある。
【0027】幾つかの技法が複数個のブラッグ回析格子
から形成されている光フィルタ上の照射線損失の影響を
除去或いは低減させるために使用される。その一つの技
法では、大きな有効屈折率を持つ導波媒体を使用して照
射線損失を最小化する。また別の技法では、ブラッグ回
析格子が弱い照射線損失を持つ導波媒体中に形成され、
且つ、光透過導波路媒体に融着されるようにすることが
できる。ピークの照射線損失は更に、光透過特性を改善
するためにその導波路の回析格子領域の表面加工を修正
することによって低減させることができる。これらにつ
いては、例えば、本明細書において参照に供される、Mi
zrahi and Sipe, J.of Light Tech., Vol.11 (October
1993) pp. 1513-1517、特にそのFigs.3(a)及びFig.4を
参照のこと。
【0028】上記光フィルタの構成はまた、照射線損失
の上記影響を最小化または低減させている。少数のチャ
ネルを持つフィルタにおいてはその回析格子構成はチャ
ネル通過帯域をそのフィルタの他のブラッグ回析格子か
らの照射線損失領域が何ら存在しないスペクトル領域中
に配置している。
【0029】大きな数のチャネルを持つフィルタにおい
ては、他のブラッグ回析格子に関する照射線損失のスペ
クトル領域中に含まれる特定のチャネルに関して通過帯
域を回避することは大抵の場合可能ではない。このよう
な状況おいては、複数個の弱いブラッグ回析格子を、そ
れら弱いブラッグ回析格子は上記で述べたように比例的
に少ない照射線モード損失を呈するので、単一のチャネ
ルを通過させるために使用することができる。弱いブラ
ッグ回析格子は、化学照射線露光の量と水素処理珪化ゲ
ルマニウム・ガラス導波路中の水素添加量及びゲルマニ
ウム・ドーピング量を制御することによって形成され
る。
【0030】図1乃至図3の多重信号分離装置に使用さ
れている導波路は、典型的には、光伝送システムで代表
的に使用されているように単一モード光ファイバであ
り、一方1対Nカプラは典型的には溶融ファイバ光カプ
ラである。しかし、上記多重信号分離装置に関する導波
路は、例えば多モード光ファイバ及びプレーナ型導波路
を包含し光信号を透過させる何らかの導波媒体から選択
することができるが、そのような多モード光ファイバ及
びプレーナ型導波路の限られるものではない。更に、光
ファイバ及びプレーナ型導波路は、1個のデバイス、例
えば、ブラッグ回析格子が中に形成されているプレーナ
型導波路と結合されている入力光ファイバまたは光ファ
イバ或いはそれら双方のデバイス中に組み入れることが
できる。
【0031】カプラの種々の組み合わせが所望の1対N
カプラを具備することができる。例えば、図2に示す構
成は1個の1対2カプラと2個の1対4カプラとを使用
して1個の入力光導波路と8個の出力光導波路を作成し
ている。同様な結果を達成するために外にも多数の組み
合わせを使用することが可能である。
【0032】照射線損失は、多モード光ファイバは一般
的に基本モードについては単一モード光ファイバより良
好なモード・フィールド閉込めを有するので、少数のモ
ードを有する多モード光ファイバの一部分を使用するこ
とによって最小にすることができる。単一モード光ファ
イバからの照射線を多モード光ファイバへカットオフ点
近傍の波長で慎重に注入することによってその多モード
光ファイバの基本モード以外のモードを励起することを
殆ど回避することが可能である。多モード光ファイバの
一部は、多モード光ファイバ及び単一モード光ファイバ
の融着接続を介して挿入されるようにすることができ
る。
【0033】光フィルタ・エレメントとしてブラッグ回
析格子を使用するとき、ブラッグ回析格子を形成するた
めに好ましい方法は、屈折率摂動を光学的に引き起こす
ことである。この方法では、光ファイバ・コア中に少な
くとも部分的に屈折率摂動を形成するために、化学照射
線、代表的には紫外線の干渉パターンに光ファイバのよ
うな感光性光導波路が露光される。あるいは、その代わ
りに、位相マスクに単一の化学照射線ビームを照射する
ことによって作成された干渉パターンに感光性光導波路
が露光される。上記位相マスクは、回析波面の相対位相
を変調するパターン形成された回析媒体である。位相マ
スクは代表的には電子ビーム・リソグラフィによってパ
ターン成形されたクロム・マスクを介して溶融石英基板
に反応性イオン・エッチングを行なうことによって製造
される。しかし、位相マスクを形成するために、外に
も、ホログラフィ描画技術のような種々の方法を使用す
ることが可能である。なお、ブラッグ回析格子を作成す
るために位相マスクを使用することは、本明細書におい
て参照に供される、1993年1月14日に出願され既
に許可査定を受けているD.Z.Andersonらの発明の米国特
許第5327515号に記載されている。
【0034】強いブラッグ回析格子、即ち広いスペクト
ル反射ピークを有するブラッグ回析格子を作るために、
導波路が化学照射線を用いてパターン成形する前に水素
ガスに浴気させることによって感光性を付与される。こ
の技法は、本明細書において参照に供される、1993
年8月10日に発行されたR.M.Atkinsらの米国特許第
5,235,659号及び1994年2月15日に発行
された同じくR.M.Atkinsらの米国特許第5,287,4
27号に記載されている。ブラッグ回析格子の強さは所
定の感光性媒体に化学照射線を露光させることによって
制御される。水素処理珪化ゲルマニウム・ガラス導波路
を使用するときは、ブラッグ回析格子の強さが導波路コ
ア中の水素添加量によっても制御される。光フィルタを
形成するためにブラッグ回析格子を作成することについ
ての記載は、本明細書において参照に供される、199
3年6月17日に出願された、Mizrahiの発明で本願の
出願人に譲渡された米国特許第5475780号に見ら
れる。
【0035】図5は、図1の8チャネルの多重信号分離
装置のλ2に対応するチャネルに関する透過スペクト
ル、即ち、波長の関数としての透過光である。この図5
中、最小透過率帯域100は波長帯域λ1,λ3,λ4,
λ5,λ6,λ7及びλ8を阻止するブラッグ回析格子から
エアれっる得られる最小透過率を表わしている。なお、
最小透過率帯域100中に見えるノイズは計測機器で誘
起されたノイズであり、その多重信号分離装置の減衰特
性を表わすものではない。チャネル2(λ2)は、帯域
110として示されているように、本多重信号分離装置
の出力光導波路によって通過される。各チャネルに対応
する波長の概略の位置は図5中に破線で示されている位
置である。
【発明の効果】
【0036】以上説明したように、本発明によって形成
された多重信号分離装置は、それら多重信号分離装置を
通過する光の偏光には不感応である利点が有る。偏光感
度は、多重信号分離装置の透過スペクトルが相違する偏
光を持つ照射線に対して位相ずれが生じないことを意味
している。従って、100,000分の1の偏光感度を
持つデバイスが15,000Åの波長において最悪で
0.15Åかそれ以下の波長ずれを呈する。光ファイバ
は大抵の場合長距離に亘っては偏光を保持しないので、
多重信号分離装置の偏光感度によって入射照射線の偏光
の如何にかかわらず有効な信号濾波がもたらされる。特
に、本発明の多重信号分離装置は100,000分の1
未満の偏光感度を持つように形成することができる。
【0037】更に、本発明によって形成された多重信号
分離装置は地上光通信システム及び海底光通信システム
に組み入れて使用するのに適している。そのような光通
信システムは、一般的に、レーザのような光源、所望の
光信号をもたらすための変調部材、光ファイバやプレー
ナ型導波路のような光透過部材、通常の増幅器或いは光
増幅器、例えばエルビウム・ドープ光ファイバ増幅器
(erubium-doped fiberamplifier;EDFA)、及び受
信機で構成されている。波長分割光多重信号分離装置の
使用は、1本の光ファイバが複数の波長帯域を伝播する
ことができるようにすることによって、単一モード光フ
ァイバ伝送システムの容量を増大する利点が有る。その
ようなシステムは、代表的には、光増幅器中に光アイソ
レータを使用して光フィルタによって反射された透過光
が光透過部材に戻ることを防止している。本多重信号分
離装置が地上光通信システム或いは海底光通信システム
に組み入れる場合は、本多重信号分離装置をその熱的安
定を確保するために封止することが有益である。加熱エ
レメントまたは冷却エレメント或いはそれらの双方によ
って所望の温度範囲の選定が可能にされ、多重信号分離
装置の精度及び信頼性が確保される。
【0038】本発明の多重信号分離装置はまた、上記で
挙げた光通信システム以外の光システムでも使用するこ
とが可能である。そのような光システムには企業内情報
通信網(local area network;LAN)システム及びC
ATVシステムが包含されるが、それらに限られるもの
ではない。
【0039】なお、特許請求の範囲に記載した参照符号
は発明の理解を容易にするためのものであり、特許請求
の範囲を制限するように理解されるべきものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例による8チャネルの光多重
信号分離装置を示す摸式図である。
【図2】 本発明の別の実施例による8チャネルの光多
重信号分離装置を示す摸式図である。
【図3】 本発明の更に別の実施例による8チャネルの
光多重信号分離装置を示す摸式図である。
【図4】 一実施例において本発明による光フィルタ・
エレメントとして使用されるブラッグ回析格子の透過ス
ペクトルを示す図である。
【図5】 図1の多重信号分離装置の一チャネルの透過
スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
10 光透過スペクトル 20 最小透過率帯域 30 ディップ 40 相対的高透過率帯域 100 最小透過率帯域 110 チャネル2 210 入力導波路 220 出力導波路 230 カプラ 240 光フィルタ・エレメント 250 カプラ 260 分岐導波路 270 光フィルタ・エレメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−67104(JP,A) 特開 平3−293303(JP,A) 特表 平5−502952(JP,A) C.CREMER 他4名,InGa AsP Y−BRANCH GRATI NG DEMULTIPLEXER,E lectronics Letter s,米国,The Instituti on of Electrical E ngineers,1987年3月26日,V ol.23 NO.7,p.321−322 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/28 - 6/293 G02B 6/12 - 6/14 JICSTファイル(JOIS)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N個(複数)の異なる波長を持つ入力光信
    号からなる入力光を伝送する入力光導波路(210)
    と、 N個の出力光導波路(220)と、 前記入力光導波路(210)と前記出力光導波路(22
    0)との間に配置され、前記入力光導波路(210)か
    らの透過光を前記出力光導波路(220)へ分配するエ
    レメント(230)とを包含する光多重信号分離装置に
    おいて、 前記各出力光導波路(220)が、クラッディング層
    と、感光性コアと、導波路コアの中に少なくとも部分的
    に形成されているN−1個以上のブラッグ回析格子とを
    有し、 前記N−1個以上のブラッグ回析格子は、各異なる波長
    を持つ入力光信号を反射し、 各出力光導波路は、前記異なる波長を持つN個の信号の
    内の一つの信号を出力し、 各ブラッグ回析格子は、紫外線に露光されることによ
    り、感光性コアの中に少なくとも部分的に形成され、 その回析格子の強度は、照射線損失を減少させるように
    制御される、 ことを特徴とする光多重信号分離装置。
  2. 【請求項2】 前記各導波路(220)が、クラッディ
    ング層とコアとを有する光ファイバであることを特徴と
    する請求項1に記載の光多重信号分離装置。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光多重信号分離装置を
    一部品として使用していることを特徴とする通信システ
    ム。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の光多重信号分離装置を
    一部品として使用していることを特徴とする企業内情報
    通信網。
  5. 【請求項5】 Nは8以上であることを特徴とする請求
    項1の装置。
  6. 【請求項6】 前記光多重信号分離装置が、約100,
    000分の1以下の 偏光感度を有することを特徴とする
    請求項1の装置。
  7. 【請求項7】 入力光導波路(210)と、 N個(なお、Nは3以上の整数)の出力光導波路(22
    0)と、 前記入力光導波路(210)と前記出力光導波路(22
    0)との間に配置されたY個(なお、Yは2以上、(N
    -1)以下の数)の分岐導波路(260)と、 前記出力光導波路(220)内及び前記分岐導波路(2
    60)内に配置され、低透過率の波長帯域λx(なお、x
    は1からNの間の数であり、後出のnとは等しくない
    数)を有する複数個の光フィルタ・エレメント(24
    0)と、 前記入力光導波路(210)と前記分岐導波路(26
    0)との間に配置され、前記入力光導波路(210)か
    らの透過光を前記分岐導波路(260)へ分配するエレ
    メント(230)と、 前記分岐導波路(230)と前記出力光導波路(22
    0)との間に配置され、それぞれ前記分岐導波路(23
    0)からの透過光を前記出力光導波路(220)に分配
    するエレメント(250)とを包含する光多重信号分離
    装置において、 前記各出力光導波路(220)が、固有波長帯域λn
    (なお、nは1からNまでの数)を透過し、 前記複数個の光フィルタ・エレメント(240)のうち
    少なくとも(N-1)個の光フィルタ・エレメント(2
    40)が前記各出力光導波路(220)から放出される
    透過光の光路内に配置され、これら少なくとも(N-
    1)個の光フィルタ・エレメント(240)が、各々低
    透過率の異なる波長帯域を有するように構成され、前記
    少なくとも(N-1)個の光フィルタ・エレメント(2
    40)の低透過率の波長帯域の組み合わせによって固有
    波長λnの透過光が得られることを特徴とする光多重信
    号分離装置。
  8. 【請求項8】 Nが8であり、Yが2であることを特徴
    とする請求項に記載の光多重信号分離装置。
  9. 【請求項9】 前記各導波路(220,260)が、ク
    ラッディング層とコアとを有する光ファイバであること
    を特徴とする請求項に記載の光多重信号分離装置。
  10. 【請求項10】 前記ブラッグ回析格子は少なくともそ
    の一部が、前記導波路のコア中に形成されていることを
    特徴とする請求項に記載の光多重信号分離装置。
  11. 【請求項11】 請求項に記載の光多重信号分離装置
    を一部品として使用していることを特徴とする通信シス
    テム。
  12. 【請求項12】 請求項に記載の光多重信号分離装置
    を一部品として使用していることを特徴とする企業内情
    報通信網。
  13. 【請求項13】 前記出力導波路が、隣接しない波長帯
    のみを透過することを特徴とする請求項7記載の装置。
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