JP3284659B2 - 波長多重光通信用光スイッチング装置 - Google Patents
波長多重光通信用光スイッチング装置Info
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q11/00—Selecting arrangements for multiplex systems
- H04Q11/0001—Selecting arrangements for multiplex systems using optical switching
- H04Q11/0003—Details
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、波長多重による光通信
システムでの信号交換機能の実現に有用な光スイッチン
グ装置に係り、例えばＬＡＮの光通信路、コンピュータ
システムの光バス、各種電子機器の装置間接続バス、架
内布線のための光信号配線等において用いられる光スイ
ッチング装置に関する。
システムでの信号交換機能の実現に有用な光スイッチン
グ装置に係り、例えばＬＡＮの光通信路、コンピュータ
システムの光バス、各種電子機器の装置間接続バス、架
内布線のための光信号配線等において用いられる光スイ
ッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在実用されている光伝送システムで
は、１．３μm 或いは１．５μm 帯の波長が主に利用さ
れている。波長多重を利用する大容量の光伝送システム
では、これら二種の波長を中心に数nm単位に多数の信号
波長を立てる技術の検討が行われ、波長帯域が非常に限
定された狭い範囲での光伝送システムの大容量化の研究
が進められている。この様に狭い範囲の波長を対象とす
る交換技術は、研究の初期段階にあって、現状の技術で
は実現されていない。
は、１．３μm 或いは１．５μm 帯の波長が主に利用さ
れている。波長多重を利用する大容量の光伝送システム
では、これら二種の波長を中心に数nm単位に多数の信号
波長を立てる技術の検討が行われ、波長帯域が非常に限
定された狭い範囲での光伝送システムの大容量化の研究
が進められている。この様に狭い範囲の波長を対象とす
る交換技術は、研究の初期段階にあって、現状の技術で
は実現されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述のような波長多重
光伝送システムでの交換機能の実現には、多数の波長の
光信号の混合，分波を行う技術が必須である。従来より
知られている光フィルタを利用してこれを実現しようと
しても、十分な信号レベルとＳ／Ｎを得ることは困難で
ある。特に狭い範囲の多数の波長を利用する場合には、
信号のＳ／Ｎ劣化が大きく、またＳ／Ｎを維持しようと
するとフィルタを多数重ねることになり、損失により信
号レベルの低下が大きくなって、所望の交換機能を実現
することができない。上述のような交換機能の実現のた
めに、波長の数nm単位にフィルタリンングするチューナ
ブルフィルタと呼ばれる半導体デバイスの開発も進めら
れている。しかしその実用化は容易ではないし、また波
長同期をとることが必要になるため技術的に大きな困難
を伴う（例えば、ＭinoruAKIYAMA et al：“Ｐhotonic
Ｓwitching Ｓystem ”，ＩＥＩＣＥ Ｔransaction
s. VOL.E74，NO.1，Ｊan.1991参照）。
光伝送システムでの交換機能の実現には、多数の波長の
光信号の混合，分波を行う技術が必須である。従来より
知られている光フィルタを利用してこれを実現しようと
しても、十分な信号レベルとＳ／Ｎを得ることは困難で
ある。特に狭い範囲の多数の波長を利用する場合には、
信号のＳ／Ｎ劣化が大きく、またＳ／Ｎを維持しようと
するとフィルタを多数重ねることになり、損失により信
号レベルの低下が大きくなって、所望の交換機能を実現
することができない。上述のような交換機能の実現のた
めに、波長の数nm単位にフィルタリンングするチューナ
ブルフィルタと呼ばれる半導体デバイスの開発も進めら
れている。しかしその実用化は容易ではないし、また波
長同期をとることが必要になるため技術的に大きな困難
を伴う（例えば、ＭinoruAKIYAMA et al：“Ｐhotonic
Ｓwitching Ｓystem ”，ＩＥＩＣＥ Ｔransaction
s. VOL.E74，NO.1，Ｊan.1991参照）。
【０００４】本発明はこの様な事情を考慮してなされた
もので、信号レベルの低下を最小限に抑えて、高いＳ／
Ｎをもって波長多重信号の分波を行うことができ、しか
もコンパクトに構成できる波長多重光通信用光スイッチ
ング装置を提供することを目的とする。
もので、信号レベルの低下を最小限に抑えて、高いＳ／
Ｎをもって波長多重信号の分波を行うことができ、しか
もコンパクトに構成できる波長多重光通信用光スイッチ
ング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、第１に、波長
多重化された光信号を波長成分毎に分離する光スイッチ
ング装置であって、入力光の光路上に一列に且つ光路に
対して傾斜させて配列された、誘電体多層膜フィルタで
ある複数の長波長域通過フィルタと、前記各長波長域通
過フィルタからの反射光の光路上にそれぞれ配置され
た、透過光として出力光を取り出すための誘電体多層膜
フィルタである複数の短波長域通過フィルタとを有し、
前記各長波長域通過フィルタとその反射光を受ける対応
する短波長域通過フィルタとは、同じエッジ波長λｃｉ
（但しｉは、光入力端側からの配列順序）を持ち且つ、
各エッジ波長λｃｉは前記光信号の波長成分λ１，λ
２，…，λｎ（但し、λ１＜λ２＜…＜λｎ）に対し
て、λ１＜λｃ１＜λ２＜λｃ２＜…＜λｎ＜λｃｎな
る関係を満たすように設定されていることを特徴として
いる。
多重化された光信号を波長成分毎に分離する光スイッチ
ング装置であって、入力光の光路上に一列に且つ光路に
対して傾斜させて配列された、誘電体多層膜フィルタで
ある複数の長波長域通過フィルタと、前記各長波長域通
過フィルタからの反射光の光路上にそれぞれ配置され
た、透過光として出力光を取り出すための誘電体多層膜
フィルタである複数の短波長域通過フィルタとを有し、
前記各長波長域通過フィルタとその反射光を受ける対応
する短波長域通過フィルタとは、同じエッジ波長λｃｉ
（但しｉは、光入力端側からの配列順序）を持ち且つ、
各エッジ波長λｃｉは前記光信号の波長成分λ１，λ
２，…，λｎ（但し、λ１＜λ２＜…＜λｎ）に対し
て、λ１＜λｃ１＜λ２＜λｃ２＜…＜λｎ＜λｃｎな
る関係を満たすように設定されていることを特徴として
いる。
【０００６】光信号が平行な複数の入力光として供給さ
れるものである場合には、前記複数の長波長域通過フィ
ルタは、前記複数の入力光またはその透過光のうちそれ
ぞれのエッジ波長より短波長成分を反射して一点に集光
するように曲面を持って配置することが有効である。
れるものである場合には、前記複数の長波長域通過フィ
ルタは、前記複数の入力光またはその透過光のうちそれ
ぞれのエッジ波長より短波長成分を反射して一点に集光
するように曲面を持って配置することが有効である。
【０００７】本発明は、第２に、波長多重化された光信
号を波長成分毎に分離する光スイッチング装置であっ
て、入力光の光路と交差する方向に光路に対して傾斜さ
せて配列され、その配列の初段に入力光を入射させるよ
うにした、誘電体多層膜フィルタである複数の短波長域
通過フィルタと、前記短波長域通過フィルタの配列の各
段の反射光を順次次の段に入射させるように配置された
反射板と、前記各短波長域通過フィルタの配列の２段目
以降の各透過光の光路上に配置された、透過光として出
力光を取り出すための誘電体多層膜フィルタである複数
の長波長域通過フィルタとを有し、前記各短波長域通過
フィルタとその反射光が次段の短波長域通過フィルタを
透過した後の光を受ける長波長域通過フィルタとは、同
じエッジ波長λｃｉ（但しｉは、光入力端側からの配列
順序）を持ち且つ、各エッジ波長λｃｉは前記光信号の
波長成分λ１，λ２，…，λｎ（但し、λ１＜λ２＜…
＜λｎ）に対して、λ１＜λｃ１＜λ２＜λｃ２＜…＜
λｎ＜λｃｎなる関係を満たすように設定されているこ
とを特徴としている。
号を波長成分毎に分離する光スイッチング装置であっ
て、入力光の光路と交差する方向に光路に対して傾斜さ
せて配列され、その配列の初段に入力光を入射させるよ
うにした、誘電体多層膜フィルタである複数の短波長域
通過フィルタと、前記短波長域通過フィルタの配列の各
段の反射光を順次次の段に入射させるように配置された
反射板と、前記各短波長域通過フィルタの配列の２段目
以降の各透過光の光路上に配置された、透過光として出
力光を取り出すための誘電体多層膜フィルタである複数
の長波長域通過フィルタとを有し、前記各短波長域通過
フィルタとその反射光が次段の短波長域通過フィルタを
透過した後の光を受ける長波長域通過フィルタとは、同
じエッジ波長λｃｉ（但しｉは、光入力端側からの配列
順序）を持ち且つ、各エッジ波長λｃｉは前記光信号の
波長成分λ１，λ２，…，λｎ（但し、λ１＜λ２＜…
＜λｎ）に対して、λ１＜λｃ１＜λ２＜λｃ２＜…＜
λｎ＜λｃｎなる関係を満たすように設定されているこ
とを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明においては、二種の誘電体多層膜フィル
タが組合わせて用いられる。その一つは、あるエッジ波
長以下の短波長成分を反射し、それ以上の長波長成分を
透過するもので、以下、これを長波長域通過フィルタ
（ＬＷＰＦ）と呼ぶ。他の一つは、あるエッジ波長以下
の短波長成分を透過し、それ以上の長波長成分を反射す
るもので、以下、これを短波長域通過フィルタ（ＳＷＰ
Ｆ）と呼ぶ。これらのＬＷＰＦおよびＳＷＰＦの基本特
性およびエッジ波長は、用いる誘電体多層膜の材料，膜
厚，層数等を選択することにより設定される。いずれの
フィルタも、反射領域ではほぼ１００％の反射率が得ら
れるが、透過領域では透過率が１００％より僅かに低く
なる。またいずれのフィルタも波長−透過率曲線は急峻
な遷移領域であるエッジを持つが、そのエッジ領域はあ
る波長幅を持つ。そこで本明細書では、これらのフィル
タに関して、便宜上透過率５０％の点をエッジ波長と定
義する。この定義はあくまでも便宜上のものであり、透
過と反射が切り替わる遷移領域の他の点をエッジ波長と
呼んでも差支えない。
タが組合わせて用いられる。その一つは、あるエッジ波
長以下の短波長成分を反射し、それ以上の長波長成分を
透過するもので、以下、これを長波長域通過フィルタ
（ＬＷＰＦ）と呼ぶ。他の一つは、あるエッジ波長以下
の短波長成分を透過し、それ以上の長波長成分を反射す
るもので、以下、これを短波長域通過フィルタ（ＳＷＰ
Ｆ）と呼ぶ。これらのＬＷＰＦおよびＳＷＰＦの基本特
性およびエッジ波長は、用いる誘電体多層膜の材料，膜
厚，層数等を選択することにより設定される。いずれの
フィルタも、反射領域ではほぼ１００％の反射率が得ら
れるが、透過領域では透過率が１００％より僅かに低く
なる。またいずれのフィルタも波長−透過率曲線は急峻
な遷移領域であるエッジを持つが、そのエッジ領域はあ
る波長幅を持つ。そこで本明細書では、これらのフィル
タに関して、便宜上透過率５０％の点をエッジ波長と定
義する。この定義はあくまでも便宜上のものであり、透
過と反射が切り替わる遷移領域の他の点をエッジ波長と
呼んでも差支えない。
【０００９】第１の発明においては、波長多重化された
入力光の光路上に一列に並ぶ第１のフィルタ群として、
複数のＬＷＰＦが用いられる。例えば第１段目のＬＷＰ
Ｆは、最も短波長成分の光信号を全反射するように、エ
ッジ波長が設定されている。第２段目のＬＷＰＦは、第
１段目のＬＷＰＦを透過した光から次の短波長成分の光
を全反射するように、エッジ波長が設定されている。以
下同様にして、これらＬＷＰＦのエッジ波長は光入力端
から離れるにつれて少しずつ長波長側にシフトするよう
に設定される。これら第１のフィルタ群の各ＬＷＰＦの
反射光路上には第２のフィルタ群として、順次エッジ波
長が長波長側にシフトしたＳＷＰＦが設けられる。具体
的には、第１のフィルタ群の各ＬＷＰＦと、その反射光
を処理する第２のフィルタ群の対応するＳＷＰＦとは、
エッジ波長が等しい逆特性を持つものとする。この様な
ＬＷＰＦとＳＷＰＦの組合わせによって、第２のフィル
タ群の各ＳＷＰＦからは、それぞれ必要な波長成分の出
力光が高いＳ／Ｎをもって取り出される。
入力光の光路上に一列に並ぶ第１のフィルタ群として、
複数のＬＷＰＦが用いられる。例えば第１段目のＬＷＰ
Ｆは、最も短波長成分の光信号を全反射するように、エ
ッジ波長が設定されている。第２段目のＬＷＰＦは、第
１段目のＬＷＰＦを透過した光から次の短波長成分の光
を全反射するように、エッジ波長が設定されている。以
下同様にして、これらＬＷＰＦのエッジ波長は光入力端
から離れるにつれて少しずつ長波長側にシフトするよう
に設定される。これら第１のフィルタ群の各ＬＷＰＦの
反射光路上には第２のフィルタ群として、順次エッジ波
長が長波長側にシフトしたＳＷＰＦが設けられる。具体
的には、第１のフィルタ群の各ＬＷＰＦと、その反射光
を処理する第２のフィルタ群の対応するＳＷＰＦとは、
エッジ波長が等しい逆特性を持つものとする。この様な
ＬＷＰＦとＳＷＰＦの組合わせによって、第２のフィル
タ群の各ＳＷＰＦからは、それぞれ必要な波長成分の出
力光が高いＳ／Ｎをもって取り出される。
【００１０】第２の発明においては、波長多重化された
入力光の光路と交差する方向に並ぶ第１のフィルタ群と
して、複数のＳＷＰＦが用いられる。入力光が直接入る
第１段目のＳＷＰＦは、最も短波長成分の光を透過する
ようにエッジ波長が設定される。この第１段目のＳＷＰ
Ｆで反射された光は反射板により全反射されて第２段目
のＳＷＰＦに入力される。第２段目のＳＷＰＦは、次の
短波長成分の光を透過するように、エッジ波長が第１段
目より長波長側に設定されている。以下同様に、ＳＷＰ
Ｆはエッジ波長が少しずつ長波長側にシフトするように
設定されて、あるＳＷＰＦの反射光が次のＳＷＰＦに入
射されるように、複数の反射板が並べられる。そして第
１のフィルタ群を透過した光から、それぞれ不要な短波
長成分を反射させて除去する第２のフィルタ群として複
数のＬＷＰＦが用いられる。この様なＳＷＰＦとＬＷＰ
Ｆの組み合わせによっても、同様に必要な波長成分の信
号が高いＳ／Ｎをもって取り出される。
入力光の光路と交差する方向に並ぶ第１のフィルタ群と
して、複数のＳＷＰＦが用いられる。入力光が直接入る
第１段目のＳＷＰＦは、最も短波長成分の光を透過する
ようにエッジ波長が設定される。この第１段目のＳＷＰ
Ｆで反射された光は反射板により全反射されて第２段目
のＳＷＰＦに入力される。第２段目のＳＷＰＦは、次の
短波長成分の光を透過するように、エッジ波長が第１段
目より長波長側に設定されている。以下同様に、ＳＷＰ
Ｆはエッジ波長が少しずつ長波長側にシフトするように
設定されて、あるＳＷＰＦの反射光が次のＳＷＰＦに入
射されるように、複数の反射板が並べられる。そして第
１のフィルタ群を透過した光から、それぞれ不要な短波
長成分を反射させて除去する第２のフィルタ群として複
数のＬＷＰＦが用いられる。この様なＳＷＰＦとＬＷＰ
Ｆの組み合わせによっても、同様に必要な波長成分の信
号が高いＳ／Ｎをもって取り出される。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の一実施例に係る光スイッチ
ング装置であり、一種の光分波器である。波長多重化さ
れた入力光１１としてこの例では、３つの波長λ1 ，λ
2，λ3 の信号が多重化された信号の場合を示してい
る。一例を挙げれば、λ1 ＝６５０nm、λ2 ＝７８０n
m、λ3 ＝８４０nmである。入力光１１は例えば一本の
ファイバ（図示しない）により伝送されるが、ここでは
分かり易くするため、波長成分毎に経路が示されてい
る。入力光１１の光路上に一列に、この例では３個のＬ
ＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3 が光路に対して４５°傾
けた状態で配列されている。これらのＬＷＰＦ１２1，
１２2，１２3は第１のフィルタ群１２を構成している。
この第１のフィルタ群１２で反射された反射光１５1 ，
１５2 ，１５3 から必要な波長成分の光のみを取り出す
ために、各反射光路上にはそれぞれＳＷＰＦ１３1 ，１
３2 ，１３3 が配置されている。これらＳＷＰＦ１３1
，１３2 ，１３3 は第２のフィルタ群１３を構成して
いる。
説明する。図１は、本発明の一実施例に係る光スイッチ
ング装置であり、一種の光分波器である。波長多重化さ
れた入力光１１としてこの例では、３つの波長λ1 ，λ
2，λ3 の信号が多重化された信号の場合を示してい
る。一例を挙げれば、λ1 ＝６５０nm、λ2 ＝７８０n
m、λ3 ＝８４０nmである。入力光１１は例えば一本の
ファイバ（図示しない）により伝送されるが、ここでは
分かり易くするため、波長成分毎に経路が示されてい
る。入力光１１の光路上に一列に、この例では３個のＬ
ＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3 が光路に対して４５°傾
けた状態で配列されている。これらのＬＷＰＦ１２1，
１２2，１２3は第１のフィルタ群１２を構成している。
この第１のフィルタ群１２で反射された反射光１５1 ，
１５2 ，１５3 から必要な波長成分の光のみを取り出す
ために、各反射光路上にはそれぞれＳＷＰＦ１３1 ，１
３2 ，１３3 が配置されている。これらＳＷＰＦ１３1
，１３2 ，１３3 は第２のフィルタ群１３を構成して
いる。
【００１２】図２は、第１のフィルタ群１２を構成する
各ＬＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3の透過率特性であ
る。ＬＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3 のエッジ波長λc
1，λc2，λc3は、多重化された信号波長λ1 ，λ2 ，
λ3 との関係で、図２に示すように、 λ1 ＜λc1＜λ2 ＜λc2＜λ3 ＜λc3 を満たすように設定されている。即ち、第１段目のＬＷ
ＰＦ１２1 から第２段目ＬＷＰＦ１２2，第３段目ＬＷ
ＰＦ１２3と順次光入力端から離れる程、エッジ波長が
高くなる。いずれのＬＷＰＦも、反射領域ではほぼ全反
射であるが、透過領域では全透過ではなく、全入射光量
１に対して透過光量１−ｔ、反射光量ｔ（ｔ＝０．８〜
０．９）となる。
各ＬＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3の透過率特性であ
る。ＬＷＰＦ１２1 ，１２2 ，１２3 のエッジ波長λc
1，λc2，λc3は、多重化された信号波長λ1 ，λ2 ，
λ3 との関係で、図２に示すように、 λ1 ＜λc1＜λ2 ＜λc2＜λ3 ＜λc3 を満たすように設定されている。即ち、第１段目のＬＷ
ＰＦ１２1 から第２段目ＬＷＰＦ１２2，第３段目ＬＷ
ＰＦ１２3と順次光入力端から離れる程、エッジ波長が
高くなる。いずれのＬＷＰＦも、反射領域ではほぼ全反
射であるが、透過領域では全透過ではなく、全入射光量
１に対して透過光量１−ｔ、反射光量ｔ（ｔ＝０．８〜
０．９）となる。
【００１３】図３は、第２のフィルタ群１３を構成する
各ＳＷＰＦ１３1 ，１３2 ，１３3の透過率特性であ
る。これらのＳＷＰＦ１３1 ，１３2 ，１３3 はそれぞ
れ、図２と比較して明らかなように、第１のフィルタ群
１１のＬＷＰＦ１２1 ，１２2，１２3 と同じエッジ波
長を持つ逆特性のフィルタとなっている。以上の第１の
フィルタ群１２を構成するＬＷＰＦ、および第２のフィ
ルタ群１３を構成するＳＷＰＦは、例えばＳｉＯ2 膜と
ＴｉＯ2 膜を数１０層交互に積層して得られる強誘電体
多層膜フィルタ（干渉フィルタ）により構成される。
各ＳＷＰＦ１３1 ，１３2 ，１３3の透過率特性であ
る。これらのＳＷＰＦ１３1 ，１３2 ，１３3 はそれぞ
れ、図２と比較して明らかなように、第１のフィルタ群
１１のＬＷＰＦ１２1 ，１２2，１２3 と同じエッジ波
長を持つ逆特性のフィルタとなっている。以上の第１の
フィルタ群１２を構成するＬＷＰＦ、および第２のフィ
ルタ群１３を構成するＳＷＰＦは、例えばＳｉＯ2 膜と
ＴｉＯ2 膜を数１０層交互に積層して得られる強誘電体
多層膜フィルタ（干渉フィルタ）により構成される。
【００１４】この様な構成とすれば、波長多重化された
入力光を高いＳ／Ｎで分波することができる。その動作
を具体的に図４〜図６を参照して説明する。図４は、Ｌ
ＷＰＦ１２1 の反射とＳＷＰＦ１３1 の透過により、波
長λ1 の信号成分が取り出される様子を示している。図
４(a) に斜線で示すように、第１のフィルタ群１２のＬ
ＷＰＦ１２1 によりエッジ波長λc1以下の成分が全反射
され、エッジ波長λc1以上の波長成分はごく一部の光量
ｔだけ反射されて残りの光量１−ｔが透過する。第２の
フィルタ群１３のＳＷＰＦ１３1 では図４(b) に斜線で
示すように、エッジ波長λc1以下の成分が透過する。エ
ッジ波長λc1以上の成分はＳＷＰＦ１３1 により全反射
されてノイズとして除去される。これにより、図４(c)
に示すように、波長λ1 の出力光１４1 が得られる。
入力光を高いＳ／Ｎで分波することができる。その動作
を具体的に図４〜図６を参照して説明する。図４は、Ｌ
ＷＰＦ１２1 の反射とＳＷＰＦ１３1 の透過により、波
長λ1 の信号成分が取り出される様子を示している。図
４(a) に斜線で示すように、第１のフィルタ群１２のＬ
ＷＰＦ１２1 によりエッジ波長λc1以下の成分が全反射
され、エッジ波長λc1以上の波長成分はごく一部の光量
ｔだけ反射されて残りの光量１−ｔが透過する。第２の
フィルタ群１３のＳＷＰＦ１３1 では図４(b) に斜線で
示すように、エッジ波長λc1以下の成分が透過する。エ
ッジ波長λc1以上の成分はＳＷＰＦ１３1 により全反射
されてノイズとして除去される。これにより、図４(c)
に示すように、波長λ1 の出力光１４1 が得られる。
【００１５】図５は、初段のＬＷＰＦ１２1 の透過領域
（図５(a) の斜線部）と，２段目のＬＷＰＦ１２2 の反
射領域との重なり（図５(b) の斜線部）、更にこの重な
り領域に対するＳＷＰＦ１２2 の透過領域（図５(c) の
斜線部）の重なりにより、波長λ2 の出力光１４2 （図
５(d) ）が得られる様子を示している。図６は、初段の
ＬＷＰＦ１２1 および２段目のＬＷＰＦ１２2 の透過領
域（図６(a) の斜線部）と、３段目のＬＷＰＦ１２3 の
反射領域との重なり（図６(b)の斜線部）、更にこの重
なり領域に対するＳＷＰＦ１２3 の透過領域（図６(c)
の斜線部）の重なりにより、波長λ3 の出力光１４3
（図６(d) ）が得られる様子を示している
（図５(a) の斜線部）と，２段目のＬＷＰＦ１２2 の反
射領域との重なり（図５(b) の斜線部）、更にこの重な
り領域に対するＳＷＰＦ１２2 の透過領域（図５(c) の
斜線部）の重なりにより、波長λ2 の出力光１４2 （図
５(d) ）が得られる様子を示している。図６は、初段の
ＬＷＰＦ１２1 および２段目のＬＷＰＦ１２2 の透過領
域（図６(a) の斜線部）と、３段目のＬＷＰＦ１２3 の
反射領域との重なり（図６(b)の斜線部）、更にこの重
なり領域に対するＳＷＰＦ１２3 の透過領域（図６(c)
の斜線部）の重なりにより、波長λ3 の出力光１４3
（図６(d) ）が得られる様子を示している
【００１６】以上のようにこの実施例の装置は、複数個
ずつのＬＷＰＦとＳＷＰＦの組合わせによって、いわば
入力光の各波長成分に対してそれぞれ帯域通過フィルタ
を構成したものということができる。この実施例によれ
ば、高いＳ／Ｎをもって、波長多重光信号の分波が行わ
れる。しかも簡単な構成でコンパクトな光スイッチング
装置が得られる。
ずつのＬＷＰＦとＳＷＰＦの組合わせによって、いわば
入力光の各波長成分に対してそれぞれ帯域通過フィルタ
を構成したものということができる。この実施例によれ
ば、高いＳ／Ｎをもって、波長多重光信号の分波が行わ
れる。しかも簡単な構成でコンパクトな光スイッチング
装置が得られる。
【００１７】図７は、本発明の別の実施例に係る光分波
器である。図１の実施例の装置では、第１のフィルタ群
１２が入力光１１の光路上に並べられるから、長波長出
力側に行くほど信号光が多くのフィルタを通過すること
により、出力光レベルが低下する。従って多重化される
波長数が余り多くなると、出力光のレベル低下が無視で
きなくなる。図７の実施例によるとこの様な問題を解消
することができる。
器である。図１の実施例の装置では、第１のフィルタ群
１２が入力光１１の光路上に並べられるから、長波長出
力側に行くほど信号光が多くのフィルタを通過すること
により、出力光レベルが低下する。従って多重化される
波長数が余り多くなると、出力光のレベル低下が無視で
きなくなる。図７の実施例によるとこの様な問題を解消
することができる。
【００１８】図７の実施例は、入力光１１が波長λ1 〜
λ4 の多重化信号の場合を示している。第１のフィルタ
群７１は、３個のＳＷＰＦ７１1 ，７１2 ，７１3 から
なり、これらが入力光１１の光路と交差する方向に、か
つ入力光１１に対して傾けた状態で並べられている。初
段のＳＷＰＦ７１1 には入力光１１が直接入る。これら
３個のＳＷＰＦ７１1 ，７１2 ，７１3 はそれぞれ、図
８に示すように、光入力端から離れるにつれて高くなる
エッジ波長λc1，λc2，λc3を持つ。これらエッジ波長
と多重化信号波長との関係は、図１の実施例と同様であ
る。
λ4 の多重化信号の場合を示している。第１のフィルタ
群７１は、３個のＳＷＰＦ７１1 ，７１2 ，７１3 から
なり、これらが入力光１１の光路と交差する方向に、か
つ入力光１１に対して傾けた状態で並べられている。初
段のＳＷＰＦ７１1 には入力光１１が直接入る。これら
３個のＳＷＰＦ７１1 ，７１2 ，７１3 はそれぞれ、図
８に示すように、光入力端から離れるにつれて高くなる
エッジ波長λc1，λc2，λc3を持つ。これらエッジ波長
と多重化信号波長との関係は、図１の実施例と同様であ
る。
【００１９】第１のフィルタ群７１と並んで、３個の反
射板７２（７２1 ，７２2 ，７２3）が配列されてい
る。反射板７２1 は初段のＳＷＰＦ７１1 の反射光を２
段目のＳＷＰＦ７１2 に入射させ、反射板７２2 は２段
目のＳＷＰＦ７１2 の反射光を３段目のＳＷＰＦ７１3
に入射させる。以下同様に、第１のフィルタ群７１に順
次光信号を入力するために反射板７２が配置されてい
る。
射板７２（７２1 ，７２2 ，７２3）が配列されてい
る。反射板７２1 は初段のＳＷＰＦ７１1 の反射光を２
段目のＳＷＰＦ７１2 に入射させ、反射板７２2 は２段
目のＳＷＰＦ７１2 の反射光を３段目のＳＷＰＦ７１3
に入射させる。以下同様に、第１のフィルタ群７１に順
次光信号を入力するために反射板７２が配置されてい
る。
【００２０】第１のフィルタ群７１の後方には、第２の
フィルタ群７３が配置されている。第２のフィルタ群７
３はこの実施例では、３個のＬＷＰＦ７３1 ，７３2 ，
７３3 からなる。第１のフィルタ群７１の初段のＳＷＰ
Ｆ７１1 はそのまま出力光とされるので、その後方には
ＬＷＰＦは配置されない。第１のフィルタ群７１の２段
目のＳＷＰＦ７１2 の後方に、ＬＷＰＦ７３1 が、第１
のフィルタ群７１の３段目のＳＷＰＦ７１3 の後方に、
ＬＷＰＦ７３2 が配置される。また、第１のフィルタ群
７１の最後のＳＷＰＦ７１3 の反射光は、反射板７２3
で反射された後、ＳＷＰＦを通過することなく、ＬＷＰ
Ｆ７３3 に入るようになっている。これら３個のＬＷＰ
Ｆ７３1 ，７３2 ，７３3 はそれぞれ、図９に示すよう
に、信号入力端から離れるにつれて高くなるエッジ波長
λc1，λc2，λc3を持つ。これらエッジ波長と多重化信
号波長との関係も、図１の実施例と同様である。
フィルタ群７３が配置されている。第２のフィルタ群７
３はこの実施例では、３個のＬＷＰＦ７３1 ，７３2 ，
７３3 からなる。第１のフィルタ群７１の初段のＳＷＰ
Ｆ７１1 はそのまま出力光とされるので、その後方には
ＬＷＰＦは配置されない。第１のフィルタ群７１の２段
目のＳＷＰＦ７１2 の後方に、ＬＷＰＦ７３1 が、第１
のフィルタ群７１の３段目のＳＷＰＦ７１3 の後方に、
ＬＷＰＦ７３2 が配置される。また、第１のフィルタ群
７１の最後のＳＷＰＦ７１3 の反射光は、反射板７２3
で反射された後、ＳＷＰＦを通過することなく、ＬＷＰ
Ｆ７３3 に入るようになっている。これら３個のＬＷＰ
Ｆ７３1 ，７３2 ，７３3 はそれぞれ、図９に示すよう
に、信号入力端から離れるにつれて高くなるエッジ波長
λc1，λc2，λc3を持つ。これらエッジ波長と多重化信
号波長との関係も、図１の実施例と同様である。
【００２１】この様な構成とすれば、第１のフィルタ群
７１の初段ＳＷＰＦ７１1 によって、入力光から最も短
波長である波長λ1 の出力光が得られる。初段ＳＷＰＦ
７１1 の反射光は、反射板７２1 で反射されて２段目の
ＳＷＰＦ７１2 に入り、ここで波長λ１，λ2 までが選
択される。そしてその後方のＬＷＰＦ７３1 により波長
λ2 の出力光が選択されて取り出される。以下同様にし
て、ＳＷＰＦ７１2 で反射された光から、ＳＷＰＦ７１
3 とＬＷＰＦ７３2 により波長λ3 の出力光が取り出さ
れ、ＳＷＰＦ７１3で反射された光からＬＷＰＦ７３3に
より波長λ4の出力光が取り出される。
７１の初段ＳＷＰＦ７１1 によって、入力光から最も短
波長である波長λ1 の出力光が得られる。初段ＳＷＰＦ
７１1 の反射光は、反射板７２1 で反射されて２段目の
ＳＷＰＦ７１2 に入り、ここで波長λ１，λ2 までが選
択される。そしてその後方のＬＷＰＦ７３1 により波長
λ2 の出力光が選択されて取り出される。以下同様にし
て、ＳＷＰＦ７１2 で反射された光から、ＳＷＰＦ７１
3 とＬＷＰＦ７３2 により波長λ3 の出力光が取り出さ
れ、ＳＷＰＦ７１3で反射された光からＬＷＰＦ７３3に
より波長λ4の出力光が取り出される。
【００２２】この実施例によっても先の実施例と同様
に、高いＳ／Ｎを持って出力光を取り出すことのできる
コンパクトな光分波器が得られる。図７には、各フィル
タの透過による僅かの光強度減衰分ｔを考慮した各部の
信号光レベルが記入されている。この実施例の場合、図
１の実施例と異なって、多重化波長の数がどれだけ多く
なっても、入力光から出力光が得られるまでに光信号が
透過するフィルタは２段を越えることはない。従って多
重化波長の数が多い場合にも出力光のレベル低下が大き
くなることはない。
に、高いＳ／Ｎを持って出力光を取り出すことのできる
コンパクトな光分波器が得られる。図７には、各フィル
タの透過による僅かの光強度減衰分ｔを考慮した各部の
信号光レベルが記入されている。この実施例の場合、図
１の実施例と異なって、多重化波長の数がどれだけ多く
なっても、入力光から出力光が得られるまでに光信号が
透過するフィルタは２段を越えることはない。従って多
重化波長の数が多い場合にも出力光のレベル低下が大き
くなることはない。
【００２３】図１０は、図１の実施例の構成を基本とし
て、これを拡張して階層構造とした実施例の光スイッチ
ング装置である。この実施例では、４本の入力ファイバ
１０３1 〜１０３4 をそれぞれ伝送された波長多重化さ
れた入力光１１1 〜１１4 が分波器に入る場合を示して
いる。なお各ファイバ１０３から出力される光ビームは
広がり角を持つため、各ファイバ１０３の出力端にはコ
リメータレンズ（図示しない）が設けられて、入力光１
１は平行光となる。これらの各入力光１１に対して、そ
れぞれ分波を行うために、第１のフィルタ群１０１と、
第２のフィルタ群１０２が配置されている。
て、これを拡張して階層構造とした実施例の光スイッチ
ング装置である。この実施例では、４本の入力ファイバ
１０３1 〜１０３4 をそれぞれ伝送された波長多重化さ
れた入力光１１1 〜１１4 が分波器に入る場合を示して
いる。なお各ファイバ１０３から出力される光ビームは
広がり角を持つため、各ファイバ１０３の出力端にはコ
リメータレンズ（図示しない）が設けられて、入力光１
１は平行光となる。これらの各入力光１１に対して、そ
れぞれ分波を行うために、第１のフィルタ群１０１と、
第２のフィルタ群１０２が配置されている。
【００２４】第１のフィルタ群１０１は、図１の実施例
と同様に入力光の入力端から離れる程、エッジ波長が高
くなる４個のＬＷＰＦ１０１1 〜１０１4 により構成さ
れている。これらのＬＷＰＦ１０１1 〜１０１4 は、そ
れぞれ平行に走る４本の入力光ビームを分波して一点に
集光できるように、入射面が所定の曲面を持って形成さ
れている。但し実際にこの様なＬＷＰＦ製造に当たって
は、曲面上への誘電体膜形成が簡単ではない。従って、
４本の入力光ビームにそれぞれ独立に４個のＬＷＰＦを
形成して、これらをその反射光ビームが一点に集光する
ように枠体等に保持して、事実上に一体化した一つのＬ
ＷＰＦを構成してもよい。
と同様に入力光の入力端から離れる程、エッジ波長が高
くなる４個のＬＷＰＦ１０１1 〜１０１4 により構成さ
れている。これらのＬＷＰＦ１０１1 〜１０１4 は、そ
れぞれ平行に走る４本の入力光ビームを分波して一点に
集光できるように、入射面が所定の曲面を持って形成さ
れている。但し実際にこの様なＬＷＰＦ製造に当たって
は、曲面上への誘電体膜形成が簡単ではない。従って、
４本の入力光ビームにそれぞれ独立に４個のＬＷＰＦを
形成して、これらをその反射光ビームが一点に集光する
ように枠体等に保持して、事実上に一体化した一つのＬ
ＷＰＦを構成してもよい。
【００２５】第２のフィルタ群１０２は、第１のフィル
タ群１０１の各ＬＷＰＦからの反射光がそれぞれ集光さ
れる位置に配置されたＳＷＰＦ１０２1 〜１０２4 から
なる。これらＳＷＰＦ１０２も、図１の実施例と同様
に、光入力端から離れる程エッジ波長が高くなるように
選択されている。エッジ波長が、ＬＷＰＦ１０１1 とＳ
ＷＰＦ１０２1 、ＬＷＰＦ１０１2 とＳＷＰＦ１０２2
、ＬＷＰＦ１０１3 とＳＷＰＦ１０２3 、ＬＷＰＦ１
０１4 とＳＷＰＦ１０２4 の間でそれぞれ等しく設定さ
れることも、図１の実施例と同様である。第２のフィル
タ群１０２の各ＳＷＰＦを透過した出力光１４1〜１４4
はそれぞれファイバ１０４1〜１０４4に結合される。な
おこの第２のフィルタ群１０２の出力光を光ファイバ１
０４に結合するために、実際には結合レンズ等（図示し
ない）が用いられる。
タ群１０１の各ＬＷＰＦからの反射光がそれぞれ集光さ
れる位置に配置されたＳＷＰＦ１０２1 〜１０２4 から
なる。これらＳＷＰＦ１０２も、図１の実施例と同様
に、光入力端から離れる程エッジ波長が高くなるように
選択されている。エッジ波長が、ＬＷＰＦ１０１1 とＳ
ＷＰＦ１０２1 、ＬＷＰＦ１０１2 とＳＷＰＦ１０２2
、ＬＷＰＦ１０１3 とＳＷＰＦ１０２3 、ＬＷＰＦ１
０１4 とＳＷＰＦ１０２4 の間でそれぞれ等しく設定さ
れることも、図１の実施例と同様である。第２のフィル
タ群１０２の各ＳＷＰＦを透過した出力光１４1〜１４4
はそれぞれファイバ１０４1〜１０４4に結合される。な
おこの第２のフィルタ群１０２の出力光を光ファイバ１
０４に結合するために、実際には結合レンズ等（図示し
ない）が用いられる。
【００２６】図１０においては、入力光１１1 が波長λ
1 〜λ4 の多重化信号である場合の各波長成分の分配の
様子が示されている。入力光１１1 中の最も短波長であ
るλ1 の成分は、ＬＷＰＦ１０１1 でほぼ全反射され、
ＳＷＰＦ１０２1 を透過して、出力光１４1 として得ら
れる。ＬＷＰＦ１０１1 で一部反射される長波長成分
は、ＳＷＰＦ１０２1 によってノイズとして除去され、
波長λ1 の信号のみが取り出される。またＬＷＰＦ１０
１1 を透過した光から、ＬＷＰＦ１０２2 とＳＷＰＦ１
０２2 によって波長λ2 の信号のみが取り出され、以下
同様にして、波長λ3 ，λ4 の信号がそれぞれ分離され
て取り出される。
1 〜λ4 の多重化信号である場合の各波長成分の分配の
様子が示されている。入力光１１1 中の最も短波長であ
るλ1 の成分は、ＬＷＰＦ１０１1 でほぼ全反射され、
ＳＷＰＦ１０２1 を透過して、出力光１４1 として得ら
れる。ＬＷＰＦ１０１1 で一部反射される長波長成分
は、ＳＷＰＦ１０２1 によってノイズとして除去され、
波長λ1 の信号のみが取り出される。またＬＷＰＦ１０
１1 を透過した光から、ＬＷＰＦ１０２2 とＳＷＰＦ１
０２2 によって波長λ2 の信号のみが取り出され、以下
同様にして、波長λ3 ，λ4 の信号がそれぞれ分離され
て取り出される。
【００２７】上の例は、一つのファイバ１０３1が４波
長成分の多重化信号を伝送する場合である。例えば、フ
ァイバ１０３1 が波長λ1 ，λ2 の多重化信号を伝送
し、ファイバ１０３2 が波長λ3 ，λ4 の多重化信号を
伝送する場合にも、これら４波長の信号は上の例と同様
にして、出力側の４本のファイバ１０４1 〜１０４4 に
分配される。即ち、入力光を伝送する複数のファイバ１
０３1 〜１０３4 に同じ波長が割り当てられない限り、
出力側の波長別に割り当てられたファイバには該当波長
の信号光が分配されることになる。
長成分の多重化信号を伝送する場合である。例えば、フ
ァイバ１０３1 が波長λ1 ，λ2 の多重化信号を伝送
し、ファイバ１０３2 が波長λ3 ，λ4 の多重化信号を
伝送する場合にも、これら４波長の信号は上の例と同様
にして、出力側の４本のファイバ１０４1 〜１０４4 に
分配される。即ち、入力光を伝送する複数のファイバ１
０３1 〜１０３4 に同じ波長が割り当てられない限り、
出力側の波長別に割り当てられたファイバには該当波長
の信号光が分配されることになる。
【００２８】図１１は、図１０の実施例の構成を更に拡
張して高次の階層構造とした実施例の光スイッチング装
置である。図１１の実施例と対応する部分には、図１１
と同一符号を付してある。第１のフィルタ群１０１およ
び第２のフィルタ群１０２は、図１０において平面的に
示した第１のフィルタ群１０１および第２のフィルタ群
１０２の紙面に垂直な方向の単位厚みをそれぞれ、複数
倍にしたもの、或いは多段に重ねたものである。この実
施例では、スイッチング装置への第１のフィルタ群１０
１への光入射部１０５が、図１１に示す座標系のｙ−ｚ
平面内に４×４＝１６個の光入射端面を持つ構成を示し
ている。従ってこの光入射部１０５に１６本の入力ファ
イバ１０３が接続される。同様に第２のフィルタ群１０
２から得られる出力光を集光する集光部１０６はｘ−ｚ
平面またはこれをｚ軸回りにある角度回転した平面に４
×４＝１６個の集光端面を持ち、ここに１６本の出力フ
ァイバ１０４が接続される。
張して高次の階層構造とした実施例の光スイッチング装
置である。図１１の実施例と対応する部分には、図１１
と同一符号を付してある。第１のフィルタ群１０１およ
び第２のフィルタ群１０２は、図１０において平面的に
示した第１のフィルタ群１０１および第２のフィルタ群
１０２の紙面に垂直な方向の単位厚みをそれぞれ、複数
倍にしたもの、或いは多段に重ねたものである。この実
施例では、スイッチング装置への第１のフィルタ群１０
１への光入射部１０５が、図１１に示す座標系のｙ−ｚ
平面内に４×４＝１６個の光入射端面を持つ構成を示し
ている。従ってこの光入射部１０５に１６本の入力ファ
イバ１０３が接続される。同様に第２のフィルタ群１０
２から得られる出力光を集光する集光部１０６はｘ−ｚ
平面またはこれをｚ軸回りにある角度回転した平面に４
×４＝１６個の集光端面を持ち、ここに１６本の出力フ
ァイバ１０４が接続される。
【００２９】なおこの実施例の場合も、図では省略した
が、入力ファイバ１０３と光入射部１０５の間には入力
光ビームを平行光にするコリメータレンズが設けられ、
出力ファイバ１０４の入射端には集光レンズが設けられ
る。
が、入力ファイバ１０３と光入射部１０５の間には入力
光ビームを平行光にするコリメータレンズが設けられ、
出力ファイバ１０４の入射端には集光レンズが設けられ
る。
【００３０】この実施例において、光入射部１０５の最
上段の４個の光入射端面の一つに、波長λ1〜λ4の波長
多重化された入力光が入射したとする。この時図１０の
実施例と同様にして、各波長成分は分離されて、集光部
１０６の上段の４個の集光端面に分配され、出力ファイ
バ１０４に取り出される。また、図１１に例示したよう
に、光入射部の最下段の４個に任意の組み合わせで波長
λ1 〜λ4 の光信号が入射したとすると、これらは固定
の配列に並べ変えられて出力ファイバ１０４に取り出さ
れる。即ち出力ファイバ１０４の縦方向（ｚ方向）の列
には同一波長の出力光が得られ、横方向には波長の長さ
順に並べられた出力光が得られる。
上段の４個の光入射端面の一つに、波長λ1〜λ4の波長
多重化された入力光が入射したとする。この時図１０の
実施例と同様にして、各波長成分は分離されて、集光部
１０６の上段の４個の集光端面に分配され、出力ファイ
バ１０４に取り出される。また、図１１に例示したよう
に、光入射部の最下段の４個に任意の組み合わせで波長
λ1 〜λ4 の光信号が入射したとすると、これらは固定
の配列に並べ変えられて出力ファイバ１０４に取り出さ
れる。即ち出力ファイバ１０４の縦方向（ｚ方向）の列
には同一波長の出力光が得られ、横方向には波長の長さ
順に並べられた出力光が得られる。
【００３１】図１１と図１０の実施例では、用いるフィ
ルタの数は変わらない。従ってこの実施例によれば、波
長多重化信号光が多数並行して走る信号系において、非
常にコンパクトな構成で、かつ縦方向には信号光の干渉
が生じない状態で必要な分波を行うことが可能になる。
ルタの数は変わらない。従ってこの実施例によれば、波
長多重化信号光が多数並行して走る信号系において、非
常にコンパクトな構成で、かつ縦方向には信号光の干渉
が生じない状態で必要な分波を行うことが可能になる。
【００３２】図１２は、更に他の実施例である。この実
施例では、図７の実施例の分波器を固体の導波路回路と
組合わせて構成し、更に半導体を用いた波長変換素子を
組合わせて集積回路化している。入力側の光導波路回路
１２１が、図７の分波器に相当する。光導波路回路１２
１は例えば、ＬｉＮｂＯ3 基板を用いて、これにＴｉ拡
散により導波路を形成して得られる。第１のフィルタ群
７１を構成するＳＷＰＦ７１1 〜７１3 、第２のフィル
タ群７３を構成するＬＷＰＦ７３1 〜７３3 、および反
射板７２1 〜７２3 は、これらの間を接続する導波路の
端面に結合されるように、導波路基板に集積されてい
る。
施例では、図７の実施例の分波器を固体の導波路回路と
組合わせて構成し、更に半導体を用いた波長変換素子を
組合わせて集積回路化している。入力側の光導波路回路
１２１が、図７の分波器に相当する。光導波路回路１２
１は例えば、ＬｉＮｂＯ3 基板を用いて、これにＴｉ拡
散により導波路を形成して得られる。第１のフィルタ群
７１を構成するＳＷＰＦ７１1 〜７１3 、第２のフィル
タ群７３を構成するＬＷＰＦ７３1 〜７３3 、および反
射板７２1 〜７２3 は、これらの間を接続する導波路の
端面に結合されるように、導波路基板に集積されてい
る。
【００３３】光導波路回路１２１の分波出力は、それぞ
れ複数波長の発光が可能なレーザダイオード１２３1 〜
１２３4 に入力される。レーザダイオード１２３は、Ｄ
ＦＢレーザまたはＤＢＲレーザを基本として、発光波長
指定用の制御用電極が配設された一種の波長変換回路で
ある。この実施例の場合各レーザダイオード１２３は、
少しずつ異なる発光波長を持つ複数個の発光部が併設さ
れていて、それぞれの発光部を指定する複数個の制御電
極が配設されている。図の例では、発光部４個の場合を
示している。レーザダイオード１２３の信号光受光部は
一種のフォトディテクタであり、かつキャリア源となっ
ている。入力光が入ると発光部にキャリアが供給され、
制御電極によって指定された一つの発光部に制御電極か
ら電力が供給されて、その発光部でレーザ発振が起こ
る。これにより波長変換された必要な発光出力を得るこ
とができる。
れ複数波長の発光が可能なレーザダイオード１２３1 〜
１２３4 に入力される。レーザダイオード１２３は、Ｄ
ＦＢレーザまたはＤＢＲレーザを基本として、発光波長
指定用の制御用電極が配設された一種の波長変換回路で
ある。この実施例の場合各レーザダイオード１２３は、
少しずつ異なる発光波長を持つ複数個の発光部が併設さ
れていて、それぞれの発光部を指定する複数個の制御電
極が配設されている。図の例では、発光部４個の場合を
示している。レーザダイオード１２３の信号光受光部は
一種のフォトディテクタであり、かつキャリア源となっ
ている。入力光が入ると発光部にキャリアが供給され、
制御電極によって指定された一つの発光部に制御電極か
ら電力が供給されて、その発光部でレーザ発振が起こ
る。これにより波長変換された必要な発光出力を得るこ
とができる。
【００３４】レーザダイオード１２３により波長変換さ
れた信号光は、出力側の導波路回路１２２に結合され
る。各レーザダイオード１２３の複数の発光部に対して
一つの導波路の入射端面が対向するように、それぞれの
導波路は入射側が幅広くパターン形成されている。この
導波路回路１２２も、入力側の導波路回路１２１と同様
して作られる。これにより、波長多重入力光は分波され
た後、波長変換されて、所定の波長順に並べ変えられた
出力光として取り出される。この実施例によると、波長
多重光信号のスイッチング装置が非常に小型に構成でき
る。
れた信号光は、出力側の導波路回路１２２に結合され
る。各レーザダイオード１２３の複数の発光部に対して
一つの導波路の入射端面が対向するように、それぞれの
導波路は入射側が幅広くパターン形成されている。この
導波路回路１２２も、入力側の導波路回路１２１と同様
して作られる。これにより、波長多重入力光は分波され
た後、波長変換されて、所定の波長順に並べ変えられた
出力光として取り出される。この実施例によると、波長
多重光信号のスイッチング装置が非常に小型に構成でき
る。
【００３５】図１３は、更に他の実施例である。これ
は、図７の実施例の分波器構成を応用して自由空間に三
次元的にスイッチモジュールを構成したものである。従
って図７と対応する部分には図７と同一符号を用いてい
る。反射板７２は、入力ファイバが結合される光入力用
ブロックの，入力光に対して所定の傾きを持つ面に平面
反射板として形成されている。ＳＷＰＦからなる第１の
フィルタ群７１、およびＬＷＰＦからなる第２のフィル
タ群７３は、透明基板等を用いてそれぞれ平面構成のフ
ィルタとして形成されている。図１３の実線で示した部
分が、波長多重光信号が送られる一つの入力ファイバ１
に対する分波器であり、その構成原理は図７と同じであ
る。同じように波長多重光信号が送られる他の入力ファ
イバ２，３，４に対しても、一部破線で示したように、
同様の分波器が配置される。
は、図７の実施例の分波器構成を応用して自由空間に三
次元的にスイッチモジュールを構成したものである。従
って図７と対応する部分には図７と同一符号を用いてい
る。反射板７２は、入力ファイバが結合される光入力用
ブロックの，入力光に対して所定の傾きを持つ面に平面
反射板として形成されている。ＳＷＰＦからなる第１の
フィルタ群７１、およびＬＷＰＦからなる第２のフィル
タ群７３は、透明基板等を用いてそれぞれ平面構成のフ
ィルタとして形成されている。図１３の実線で示した部
分が、波長多重光信号が送られる一つの入力ファイバ１
に対する分波器であり、その構成原理は図７と同じであ
る。同じように波長多重光信号が送られる他の入力ファ
イバ２，３，４に対しても、一部破線で示したように、
同様の分波器が配置される。
【００３６】分波器による分波出力は、波長変換器１３
１に入力される。波長変換器１３１は、先の実施例で説
明したと同様の複数波長発光可能なレーザダイオードＬ
Ｄ1〜ＬＤ4 を各分波出力に対応して配置して構成され
ている。この例では各レーザダイオードＬＤ1 〜ＬＤ4
はそれぞれ少しずつ異なる４個の波長光の一つを任意に
選択して出力できる。これにより、各分波出力が入る
と、制御信号により指定されて次段のスイッチモジュー
ルに必要な所定波長の光信号に変換される。
１に入力される。波長変換器１３１は、先の実施例で説
明したと同様の複数波長発光可能なレーザダイオードＬ
Ｄ1〜ＬＤ4 を各分波出力に対応して配置して構成され
ている。この例では各レーザダイオードＬＤ1 〜ＬＤ4
はそれぞれ少しずつ異なる４個の波長光の一つを任意に
選択して出力できる。これにより、各分波出力が入る
と、制御信号により指定されて次段のスイッチモジュー
ルに必要な所定波長の光信号に変換される。
【００３７】波長変換器１３１の出力には二次元合波回
路１３２が設けられている。二次元合波回路１３２は、
縦に並ぶレーザダイオードＬＤ1〜ＬＤ4の各４個の出力
光のうち、それぞれ縦方向に並ぶもの同士を合波するも
のである。この二次元合波回路１３２は例えば、レーザ
ダイオードＬＤ1 〜ＬＤ4 の光出力端にそれぞれ一端が
結合し、他端がまとめられて出力ファイバに結合する光
ファイバ束により構成される。二次元合波回路１３２の
他の構成法として、レーザダイオードＬＤ1〜ＬＤ4 の
出力光をレンズ或いは回折格子を利用して出力ファイバ
に集光する空間的な構成とすることもできる。二次元合
波回路１３２からは、波長変換がなされた４波長の多重
化信号光が４本の出力ファイバに取り出される。具体的
な数値は一例であって、これを一般化すれば、ｎ波長多
重信号がｍ出力得られることになる。
路１３２が設けられている。二次元合波回路１３２は、
縦に並ぶレーザダイオードＬＤ1〜ＬＤ4の各４個の出力
光のうち、それぞれ縦方向に並ぶもの同士を合波するも
のである。この二次元合波回路１３２は例えば、レーザ
ダイオードＬＤ1 〜ＬＤ4 の光出力端にそれぞれ一端が
結合し、他端がまとめられて出力ファイバに結合する光
ファイバ束により構成される。二次元合波回路１３２の
他の構成法として、レーザダイオードＬＤ1〜ＬＤ4 の
出力光をレンズ或いは回折格子を利用して出力ファイバ
に集光する空間的な構成とすることもできる。二次元合
波回路１３２からは、波長変換がなされた４波長の多重
化信号光が４本の出力ファイバに取り出される。具体的
な数値は一例であって、これを一般化すれば、ｎ波長多
重信号がｍ出力得られることになる。
【００３８】このようにして、波長変換されて合波され
たｍ個のｎ波長多重化信号は、図示しない次のスイッチ
モジュールに供給される。この実施例によれば、空間的
に多数の波長多重信号を並列処理することができる。
たｍ個のｎ波長多重化信号は、図示しない次のスイッチ
モジュールに供給される。この実施例によれば、空間的
に多数の波長多重信号を並列処理することができる。
【００３９】図１４は更に別の実施例で、多数平行して
走る波長多重化信号光を空間的に並列処理するスイッチ
ング装置を示している。このスイッチング装置は、ｋ本
の入力ファイバによるそれぞれｎ波長多重化された入力
光を、それぞれ分波し、波長変換して合波し、更に各信
号光の空間的位置切替えを行った後、再度分波して波長
変換を行い、合波してｋ本の出力ファイバに取り出すと
いう処理を行うものである。図では、ｋ＝１６，ｎ＝４
の例を示している。
走る波長多重化信号光を空間的に並列処理するスイッチ
ング装置を示している。このスイッチング装置は、ｋ本
の入力ファイバによるそれぞれｎ波長多重化された入力
光を、それぞれ分波し、波長変換して合波し、更に各信
号光の空間的位置切替えを行った後、再度分波して波長
変換を行い、合波してｋ本の出力ファイバに取り出すと
いう処理を行うものである。図では、ｋ＝１６，ｎ＝４
の例を示している。
【００４０】入力平面１４１には、ｋ本の入力ファイバ
からのそれぞれ波長多重信号光が入力される。各入力光
は、それぞれ分波器１４２により波長成分毎に分離され
る。この分波器１４２の構成原理は、図７と同じであ
り、各フィルタおよび反射板はｋ本の信号光を同時に空
間的に処理できるように構成されている。分波器１４２
の分波出力は、それぞれｋ個ずつ同時に処理できるｎ個
の波長変換器１４３により必要な波長に変換される。こ
の波長変換器１４３の原理は例えば、先の実施例で説明
したレーザダイオード回路を用いたものでよい。
からのそれぞれ波長多重信号光が入力される。各入力光
は、それぞれ分波器１４２により波長成分毎に分離され
る。この分波器１４２の構成原理は、図７と同じであ
り、各フィルタおよび反射板はｋ本の信号光を同時に空
間的に処理できるように構成されている。分波器１４２
の分波出力は、それぞれｋ個ずつ同時に処理できるｎ個
の波長変換器１４３により必要な波長に変換される。こ
の波長変換器１４３の原理は例えば、先の実施例で説明
したレーザダイオード回路を用いたものでよい。
【００４１】波長変換器１４３の出力光は、それぞれ元
の入力光信号に対応するｎ個の信号光同士が、ハーフミ
ラー１４４により一本にまとめられ、合波回路１４５で
合波される。この合波回路１４５は具体的には例えば入
力ファイバ数と同じｋ本のファイバ束である。図１４で
は、入力ファイバからの一つの入力光について、ここま
で説明した分波、波長変換，合波の様子を示している。
合波回路１４５の各出力光は、ジャンパー回路１４６に
よって、それぞれ必要な空間的配置換えがなされ、再び
合波回路１４７で、ｋ個の信号光として合波される。
の入力光信号に対応するｎ個の信号光同士が、ハーフミ
ラー１４４により一本にまとめられ、合波回路１４５で
合波される。この合波回路１４５は具体的には例えば入
力ファイバ数と同じｋ本のファイバ束である。図１４で
は、入力ファイバからの一つの入力光について、ここま
で説明した分波、波長変換，合波の様子を示している。
合波回路１４５の各出力光は、ジャンパー回路１４６に
よって、それぞれ必要な空間的配置換えがなされ、再び
合波回路１４７で、ｋ個の信号光として合波される。
【００４２】合波回路１４７からの出力光は、更に分波
器１４８で分波され、波長変換器１４９で波長変換され
た後、ハーフミラー１５０でそれぞれ対応するもの同士
が一本化され、出力平面１５１上で合波される。これら
分波器１４８、波長変換器１４９、ハーフミラー１５０
の部分はそれぞれ、入力段の分波器１４２、波長変換器
１４３、ハーフミラー１４４と同じである。そして出力
平面１５１に繋がるｋ本の出力ファイバに、それぞれ波
長多重化された出力光が結合される。
器１４８で分波され、波長変換器１４９で波長変換され
た後、ハーフミラー１５０でそれぞれ対応するもの同士
が一本化され、出力平面１５１上で合波される。これら
分波器１４８、波長変換器１４９、ハーフミラー１５０
の部分はそれぞれ、入力段の分波器１４２、波長変換器
１４３、ハーフミラー１４４と同じである。そして出力
平面１５１に繋がるｋ本の出力ファイバに、それぞれ波
長多重化された出力光が結合される。
【００４３】以上のようにこの実施例によれば、三次元
的に平行に走る多数の波長多重光信号について、波長変
換や空間位置の切替えを含む処理を空間的に並列に行う
ことができる。同様の処理を行うスイッチング装置を二
次元平面内で実現しようとすると、極めて大きな占有面
積を必要とするが、この実施例によれば小さい占有スペ
ースにスイッチング装置を収めることができる。
的に平行に走る多数の波長多重光信号について、波長変
換や空間位置の切替えを含む処理を空間的に並列に行う
ことができる。同様の処理を行うスイッチング装置を二
次元平面内で実現しようとすると、極めて大きな占有面
積を必要とするが、この実施例によれば小さい占有スペ
ースにスイッチング装置を収めることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、波
長多重光通信用として有用な光スイッチング装置であっ
て、誘電体多層膜フィルタの組合わせを利用して、信号
レベルの低下を最小限に抑えて高いＳ／Ｎを維持しなが
ら分波を行うことを可能としたコンパクトな構成の光ス
イッチング装置を提供することができる。
長多重光通信用として有用な光スイッチング装置であっ
て、誘電体多層膜フィルタの組合わせを利用して、信号
レベルの低下を最小限に抑えて高いＳ／Ｎを維持しなが
ら分波を行うことを可能としたコンパクトな構成の光ス
イッチング装置を提供することができる。
【図１】 本発明の一実施例に係る分波器の構成を示す
図である。
図である。
【図２】 同実施例の第１のフィルタ群の特性を示す図
である。
である。
【図３】 同実施例の第２のフィルタ群の特性を示す図
である。
である。
【図４】 同実施例の分波の動作を説明するための図で
ある。
ある。
【図５】 同実施例の分波の動作を説明するための図で
ある。
ある。
【図６】 同実施例の分波の動作を説明するための図で
ある。
ある。
【図７】 本発明の他の実施例に係る分波器の構成を示
す図である。
す図である。
【図８】 同実施例の第１のフィルタ群の特性を示す図
である。
である。
【図９】 同実施例の第２のフィルタ群の特性を示す図
である。
である。
【図１０】 図１の構成を拡張した他の実施例の分波器
を示す図である。
を示す図である。
【図１１】 図１０の構成を更に拡張した他の実施例の
分波器を示す図である。
分波器を示す図である。
【図１２】 図７の構成を光導波路構造として実現した
実施例を示す図である。
実施例を示す図である。
【図１３】 図７の構成を自由空間型として実現した実
施例を示す図である。
施例を示す図である。
【図１４】 図７の構成を自由空間型として実現した他
の実施例を示す図である。
の実施例を示す図である。
１１…入力光、１２…第１のフィルタ群（ＬＷＰＦ）、
１３…第２のフィルタ群（ＳＷＰＦ）、１４…出力光、
７１…第１のフィルタ群（ＳＷＰＦ）、７２…反射板、
７３…第２のフィルタ群（ＬＷＰＦ）、１０１…第１の
フィルタ群（ＬＷＰＦ）、１０２…第２のフィルタ群
（ＳＷＰＦ）、１０３…入力ファイバ、１０４…出力フ
ァイバ、１０５…光入射部、１０６…集光部、１２１…
光導波路、１２３…波長変換レーザダイオード、１２２
…光導波路、１３１…波長変換器、１３２…二次元合波
回路、１４１…入力平面、１４２…分波器、１４３…波
長変換器、１４４…ハーフミラー、１４５…合波回路、
１４６…ジャンパー回路、１４７…合波回路、１４８…
分波器、１４９…波長変換器、１５０…ハーフミラー、
１５１…出力平面。
１３…第２のフィルタ群（ＳＷＰＦ）、１４…出力光、
７１…第１のフィルタ群（ＳＷＰＦ）、７２…反射板、
７３…第２のフィルタ群（ＬＷＰＦ）、１０１…第１の
フィルタ群（ＬＷＰＦ）、１０２…第２のフィルタ群
（ＳＷＰＦ）、１０３…入力ファイバ、１０４…出力フ
ァイバ、１０５…光入射部、１０６…集光部、１２１…
光導波路、１２３…波長変換レーザダイオード、１２２
…光導波路、１３１…波長変換器、１３２…二次元合波
回路、１４１…入力平面、１４２…分波器、１４３…波
長変換器、１４４…ハーフミラー、１４５…合波回路、
１４６…ジャンパー回路、１４７…合波回路、１４８…
分波器、１４９…波長変換器、１５０…ハーフミラー、
１５１…出力平面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水澤 純一 東京都板橋区中台３−25−１ 板橋中台 マンション1007号 (72)発明者 渡辺 勉 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (72)発明者 ホセイン・アクラム 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式 会社フジクラ内 (56)参考文献 特開 平４−361208（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−93916（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−184938（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−199576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−149906（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−19805（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5806（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−135081（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−97752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04Q 3/52 H04B 10/02
Claims (3)
- 【請求項１】 波長多重化された光信号を波長成分毎に
分離する光スイッチング装置であって、 入力光の光路上に一列に且つ光路に対して傾斜させて配
列された、誘電体多層膜フィルタである複数の長波長域
通過フィルタと、 前記各長波長域通過フィルタ からの反射光の光路上にそ
れぞれ配置された、透過光として出力光を取り出すため
の誘電体多層膜フィルタである複数の短波長域通過フィ
ルタとを有し、 前記各長波長域通過フィルタとその反射光を受ける対応
する短波長域通過フィルタとは、同じエッジ波長λｃｉ
（但しｉは、光入力端側からの配列順序）を持ち且つ、
各エッジ波長λｃｉは前記光信号の波長成分λ１，λ
２，…，λｎ（但し、λ１＜λ２＜…＜λｎ）に対し
て、λ１＜λｃ１＜λ２＜λｃ２＜…＜λｎ＜λｃｎな
る関係を満たすように設定されている ことを特徴とする
波長多重光通信用スイッチング装置。 - 【請求項２】 前記光信号は、平行な複数の入力光とし
て供給されるものであって、前記複数の長波長域通過フ
ィルタは、前記複数の入力光またはその透過光のうちそ
れぞれのエッジ波長より短波長成分を反射して一点に集
光するように曲面を持って配置されていることを特徴と
する請求項１記載の波長多重光通信用スイッチング装
置。 - 【請求項３】 波長多重化された光信号を波長成分毎に
分離する光スイッチング装置であって、 入力光の光路と交差する方向に光路に対して傾斜させて
配列され、その配列の初段に入力光を入射させるように
した、誘電体多層膜フィルタである複数の短波長域通過
フィルタと、 前記短波長域通過フィルタの配列の各段の反射光を順次
次の段に入射させるように配置された 反射板と、前記各短波長域通過フィルタの配列の２段目以降の各透
過光の光路上に配置された、透過光として出力光を取り
出すための誘電体多層膜フィルタである複数の長波長域
通過フィルタとを有し、 前記各短波長域通過フィルタとその反射光が次段の短波
長域通過フィルタを透過した後の光を受ける長波長域通
過フィルタとは、同じエッジ波長λｃｉ（但しｉは、光
入力端側からの配列順序）を持ち且つ、各エッジ波長λ
ｃｉは前記光信号の波長成分λ１，λ２，…，λｎ（但
し、λ１＜λ２＜…＜λｎ）に対して、λ１＜λｃ１＜
λ２＜λｃ２＜…＜λｎ＜λｃｎなる関係を満たすよう
に設定されている ことを特徴とする波長多重光通信用ス
イッチング装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10767093A JP3284659B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 波長多重光通信用光スイッチング装置 |
| US08/136,850 US5521733A (en) | 1993-04-09 | 1993-10-18 | Optical switching device for wavelength-multiplexing optical communication |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10767093A JP3284659B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 波長多重光通信用光スイッチング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06303657A JPH06303657A (ja) | 1994-10-28 |
| JP3284659B2 true JP3284659B2 (ja) | 2002-05-20 |
Family
ID=14465031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10767093A Expired - Lifetime JP3284659B2 (ja) | 1993-04-09 | 1993-04-09 | 波長多重光通信用光スイッチング装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5521733A (ja) |
| JP (1) | JP3284659B2 (ja) |
Families Citing this family (43)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU6041296A (en) * | 1995-06-06 | 1996-12-24 | Maxtor Corporation | Mr head differential micro-jog |
| US5583683A (en) * | 1995-06-15 | 1996-12-10 | Optical Corporation Of America | Optical multiplexing device |
| US5818618A (en) * | 1996-03-22 | 1998-10-06 | Motorola, Inc. | High-speed serial simplex broadcast data distribution using optics |
| JP3325459B2 (ja) * | 1996-06-06 | 2002-09-17 | 沖電気工業株式会社 | 光フィルタモジュールならびに光増幅装置および光送受信装置 |
| US5920411A (en) * | 1997-02-14 | 1999-07-06 | Duck; Gary S. | Optical multiplexing/demultiplexing device |
| KR100251053B1 (ko) * | 1997-07-25 | 2000-05-01 | 윤종용 | 2개의 평판을 이용한 광통합 장치 및 광통합 방법 |
| US5978114A (en) * | 1997-08-29 | 1999-11-02 | Amphenol Corporation | Modular cascaded Mach-Zehnder DWDM components |
| US5850292A (en) * | 1997-11-13 | 1998-12-15 | Hewlett-Packard Company | Wavelength monitor for optical signals |
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| US6253007B1 (en) | 1998-07-08 | 2001-06-26 | Optical Switch Corporation | Method and apparatus for connecting optical fibers |
| US6137930A (en) * | 1998-07-08 | 2000-10-24 | Optical Switch Corporation | Method and apparatus for aligning optical fibers |
| US6236778B1 (en) | 1998-12-16 | 2001-05-22 | Optical Switch Corporation | Frustrated total internal reflection bus and method of operation |
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| DE19916754A1 (de) * | 1999-04-14 | 2000-10-19 | Roschiwal & Partner Ingenieur | Vorrichtung zur optischen Datenübertragung |
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