JP3397699B2 - Time division type wavelength monitor - Google Patents

Time division type wavelength monitor

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JP3397699B2
JP3397699B2 JP24070598A JP24070598A JP3397699B2 JP 3397699 B2 JP3397699 B2 JP 3397699B2 JP 24070598 A JP24070598 A JP 24070598A JP 24070598 A JP24070598 A JP 24070598A JP 3397699 B2 JP3397699 B2 JP 3397699B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光の各波
長および各波長の光強度を監視する時間分割型波長監視
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time division type wavelength monitoring device for monitoring each wavelength of wavelength multiplexed light and the light intensity of each wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来の波長監視回路の構成例
を示す。図において、監視対象の波長多重光(波長λ1
〜λn )と、原子または分子の吸収線に絶対周波数安定
化した基準光源から出力される基準波長光は、アレイ導
波路回折格子11の所定の入力ポートにそれぞれ入力さ
れる。アレイ導波路回折格子11の温度はサーミスタ1
2で検出されて温度制御回路13に入力され、ペルチェ
素子14によって所定の温度に制御される。アレイ導波
路回折格子11の出力ポート♯1〜♯n+2には、それ
ぞれ光検出器15が接続され、後段の演算手段(例えば
対数増幅器)16によって波長監視出力が得られる。な
お、基準波長光に対する波長監視出力(誤差信号)は、
負帰還ループを介して温度制御回路13に帰還される。
2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a configuration example of a conventional wavelength monitoring circuit. In the figure, the wavelength-division multiplexed light (wavelength λ1
.About..lamda..sub.n) and the reference wavelength light output from the reference light source whose absolute frequency is stabilized to the absorption line of the atom or molecule are input to predetermined input ports of the arrayed waveguide diffraction grating 11, respectively. The temperature of the arrayed waveguide diffraction grating 11 depends on the thermistor 1.
It is detected by 2 and input to the temperature control circuit 13, and is controlled to a predetermined temperature by the Peltier element 14. Photodetectors 15 are connected to the output ports # 1 to # n + 2 of the arrayed-waveguide diffraction grating 11, respectively, and the wavelength monitoring output is obtained by the arithmetic means (logarithmic amplifier) 16 in the subsequent stage. The wavelength monitoring output (error signal) for the reference wavelength light is
The temperature is fed back to the temperature control circuit 13 via the negative feedback loop.

【0003】図11は、アレイ導波路回折格子11の透
過特性を示す。アレイ導波路回折格子11では、1つの
入力ポートからの入力に対して、出力ポートの透過特性
はガウス関数的な分波特性を示す。また、各出力ポート
の透過中心波長間隔は、波長多重光(波長λ1 〜λn )
の波長間隔の1/2に設定される。
FIG. 11 shows the transmission characteristics of the arrayed waveguide diffraction grating 11. In the arrayed waveguide diffraction grating 11, the transmission characteristic of the output port shows a demultiplexing characteristic like a Gaussian function with respect to the input from one input port. Also, the transmission center wavelength interval of each output port is the wavelength multiplexed light (wavelengths λ1 to λn)
Is set to 1/2 of the wavelength interval of.

【0004】図12は、アレイ導波路回折格子11の隣
接する2つの出力ポートの透過特性を示す。透過中心周
波数間隔をΔνsp、透過幅(半値全幅)をΔνとし、図
12では規格化透過幅(Δν/Δνsp)が0.6 の場合を
示した。横軸は透過中心周波数間隔で規格化した規格化
周波数であり、縦軸は透過率である。
FIG. 12 shows the transmission characteristics of two adjacent output ports of the arrayed waveguide diffraction grating 11. The transmission center frequency interval is Δν sp , the transmission width (full width at half maximum) is Δν, and FIG. 12 shows the case where the normalized transmission width (Δν / Δν sp ) is 0.6. The horizontal axis is the normalized frequency normalized by the transmission center frequency interval, and the vertical axis is the transmittance.

【0005】アレイ導波路回折格子11の透過特性は、
製作誤差、面内の屈折率分布などによって理想的なガウ
ス形状に対してクロストークが重ねられた形状を示す。
その透過特性の近似関数は、 H1(ν/Δνsp)=η1〔XT+exp{−4ln2(ν/Δνsp
+0.5)2/(Δν1/Δνsp)2}〕 H2(ν/Δνsp)=η2〔XT+exp{−4ln2(ν/Δνsp
−0.5)2/(Δν2/Δνsp)2}〕 で与えられる。なお、η1 ,η2 は透過効率、XTはク
ロストーク分である。図12では、XT=−30dBとし
た。
The transmission characteristics of the arrayed waveguide diffraction grating 11 are
The figure shows the crosstalk overlaid on the ideal Gaussian shape due to manufacturing errors and in-plane refractive index distribution.
The approximate function of the transmission characteristic is H 1 (ν / Δν sp ) = η 1 [XT + exp {-4ln2 (ν / Δν sp
+0.5) 2 / (Δν 1 / Δν sp ) 2 }] H 2 (ν / Δν sp ) = η 2 [XT + exp {-4ln2 (ν / Δν sp
−0.5) 2 / (Δν 2 / Δν sp ) 2 }]. Note that η 1 and η 2 are transmission efficiencies, and XT is crosstalk. In FIG. 12, XT = −30 dB.

【0006】図10に示す光検出器15はそれぞれペア
で用い、アレイ導波路回折格子11の隣接する2つの出
力ポートに取り出される光強度を検出し、演算手段16
で比較する。この隣接ポート出力の比 H2(ν/Δνsp)/H1(ν/Δνsp) は、規格化周波数に対して一意に与えられ、図13(1)
に示すような波長弁別特性が得られる。ここでは、規格
化透過幅(Δν/Δνsp)を0.6 、クロストークXTを
−25dBとし、波長多重間隔で規格化した規格化周波数
(図12の規格化周波数の1/2)を横軸にとり、クロ
ストークなしの波長弁別特性を破線、1波長入力での波
長弁別特性を一点鎖線、32波長入力の場合の波長弁別特
性を実線で示す。
The photodetectors 15 shown in FIG. 10 are used in pairs, detect the light intensities extracted at two adjacent output ports of the arrayed waveguide diffraction grating 11, and calculate means 16
Compare with. The ratio H 2 (ν / Δν sp ) / H 1 (ν / Δν sp ) of the adjacent port outputs is uniquely given to the normalized frequency, and is shown in FIG. 13 (1).
A wavelength discrimination characteristic as shown in is obtained. Here, the normalized transmission width (Δν / Δν sp ) is set to 0.6, the crosstalk XT is set to −25 dB, and the normalized frequency (1/2 of the normalized frequency in FIG. 12) normalized at the wavelength multiplexing interval is plotted on the horizontal axis. , A wavelength discrimination characteristic without crosstalk is shown by a broken line, a wavelength discrimination characteristic with one wavelength input is shown by a one-dot chain line, and a wavelength discrimination characteristic with 32 wavelength inputs is shown by a solid line.

【0007】さらに、演算手段16では、この隣接ポー
ト出力の比をとって得られる光周波数νから透過率H
(ν/Δνsp)を求める。一方、入力波長光強度Pinに対
する個々のポート出力ηH(ν/Δνsp)Pinの関係か
ら、あらかじめηを測定して記憶することにより、Pin
を算出することができる。このような機能により、波長
監視出力および光強度監視出力が得られる。
Further, in the calculating means 16, the transmittance H is calculated from the optical frequency ν obtained by taking the ratio of the outputs of the adjacent ports.
Calculate (ν / Δν sp ). On the other hand, from the relationship of the individual port output ηH (ν / Δν sp ) Pin to the input wavelength light intensity Pin, η is measured and stored in advance to obtain Pin.
Can be calculated. With such a function, a wavelength monitoring output and a light intensity monitoring output can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の波長監視回路の
構成では、図13(1) に示すように、波長監視部として
用いるアレイ導波路回折格子11の透過特性が理想的に
ガウス形状の場合には波長弁別特性は直線になる(破
線)が、波長多重数の増大により、理想的な直線からの
ずれか大きくなる(実線)。
In the configuration of the conventional wavelength monitoring circuit, as shown in FIG. 13 (1), when the transmission characteristic of the arrayed waveguide diffraction grating 11 used as the wavelength monitoring section is ideally a Gaussian shape. The wavelength discrimination characteristic is a straight line (dashed line), but the deviation from the ideal straight line becomes larger (solid line) due to an increase in the number of wavelength multiplexes.

【0009】1波長入力時の波長弁別特性に対する32波
長入力時の波長弁別特性の誤差量を図13(2) に示す。
本波長弁別誤差量は、1波長入力時の波長弁別特性を波
長監視回路内部に補正データとして保持し、補正を実施
した場合における誤差量と等価である。ここでは、 100
GHz等間隔波長配置の場合(ガウス形状での波長弁別特
性の直線の傾きが 1.5GHz/dB)で換算して、波長弁
別範囲内において最大12GHz程度の測定誤差が生じるこ
とがわかる。
FIG. 13B shows the error amount of the wavelength discrimination characteristic when 32 wavelengths are input with respect to the wavelength discrimination characteristic when one wavelength is input.
This wavelength discrimination error amount is equivalent to the error amount when the wavelength discrimination characteristic at the time of inputting one wavelength is held as correction data in the wavelength monitoring circuit and correction is performed. Here, 100
It can be seen that a measurement error of about 12 GHz at maximum occurs within the wavelength discrimination range when converted to the case of the wavelength equidistant arrangement of GHz (the slope of the straight line of the wavelength discrimination characteristic in the Gaussian shape is 1.5 GHz / dB).

【0010】このように、波長多重数が増大すると、ア
レイ導波路回折格子11のクロストーク(光検出器とし
てフォトダイオードアレイを用いる場合にはそのクロス
トークも含む)が波長測定誤差を大きくする要因とな
る。
As described above, when the number of multiplexed wavelengths increases, the crosstalk of the arrayed-waveguide diffraction grating 11 (including the crosstalk when a photodiode array is used as a photodetector) causes a large wavelength measurement error. Becomes

【0011】本発明は、波長多重数が増大した場合で
も、波長多重光の各波長を高精度に測定し、かつ小型で
信頼性の高い時間分割型波長監視装置を提供することを
目的とする。
It is an object of the present invention to provide a compact and highly reliable time division type wavelength monitoring device which can measure each wavelength of wavelength multiplexed light with high accuracy even when the number of wavelength division multiplexing increases. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の時間分割型波
長監視装置は、波長多重光を分波し、光ゲートスイッチ
で任意の一波長を選択し、アレイ導波路回折格子と波長
弁別手段により交差波長弁別を行う波長監視回路に入力
する構成である。これにより、波長多重光の各波長が個
別に測定されることになるので、クロストークを減少さ
せることができ、波長多重数の変化に対して波長測定誤
差を減少させることができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a time-division type wavelength monitoring device, wherein a wavelength-division multiplexed light is demultiplexed, an arbitrary wavelength is selected by an optical gate switch, and an arrayed waveguide diffraction grating and a wavelength discriminating means. Is input to a wavelength monitoring circuit that performs cross wavelength discrimination. As a result, each wavelength of the wavelength multiplexed light is measured individually, so that crosstalk can be reduced and a wavelength measurement error can be reduced with respect to a change in the number of wavelength multiplexed lights.

【0013】請求項2の時間分割型波長監視装置は、高
精度に安定化した基準波長光を波長監視回路に入力し、
基準波長光の波長弁別により得られる誤差量を負帰還す
る構成である。これにより、波長監視回路の高確度化を
実現することができる。
According to another aspect of the present invention, there is provided a time division type wavelength monitoring device, wherein a reference wavelength light stabilized with high accuracy is input to a wavelength monitoring circuit,
This is a configuration in which the error amount obtained by wavelength discrimination of the reference wavelength light is negatively fed back. As a result, it is possible to improve the accuracy of the wavelength monitoring circuit.

【0014】請求項3の時間分割型波長監視装置は、波
長多重光を分波する光分波器としてアレイ導波路回折格
子を用いる構成である。請求項4の時間分割型波長監視
装置は、光分波器および波長監視用として用いる2つの
アレイ導波路回折格子を同一基板上に構成する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a time-division type wavelength monitoring device, wherein an arrayed-waveguide diffraction grating is used as an optical demultiplexer for demultiplexing wavelength multiplexed light. In the time division type wavelength monitoring device of the fourth aspect, the optical demultiplexer and the two arrayed waveguide diffraction gratings used for wavelength monitoring are formed on the same substrate.

【0015】請求項5の時間分割型波長監視装置は、光
分波器および波長監視用として用いる2つのアレイ導波
路回折格子を1つのアレイ導波路回折格子で構成する。
請求項6の時間分割型波長監視装置は、光ゲートスイッ
チとして1×2光スイッチを用い、その一方の出力を波
長監視回路に入力する構成である。
In the time division type wavelength monitoring device of the fifth aspect, the two arrayed waveguide diffraction gratings used for the optical demultiplexer and the wavelength monitoring are constituted by one arrayed waveguide diffraction grating.
According to a sixth aspect of the present invention, in the time division type wavelength monitoring device, a 1 × 2 optical switch is used as an optical gate switch, and one of the outputs is input to the wavelength monitoring circuit.

【0016】請求項7の時間分割型波長監視装置は、光
ゲートスイッチとして用いられる1×2光スイッチの他
方の出力に光検出器を接続し、光強度を測定する構成で
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a time-division type wavelength monitoring device, in which a photodetector is connected to the other output of the 1 × 2 optical switch used as an optical gate switch to measure the light intensity.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態:請求項1,
2,3)図1は、本発明の時間分割型波長監視装置の第
1の実施形態を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment: Claim 1,
2, 3) FIG. 1 shows a first embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention.

【0018】図において、複数の波長光λ1〜λnを多
重した波長多重光は、光分波器として用いられるアレイ
導波路回折格子21の所定の入力ポートに入力され、そ
の入力ポートに応じた所定の出力ポートにそれぞれ各波
長光が分波して出力される。ここでは、出力ポート♯1
〜♯nに波長光λ1〜λnが分波されるものとする。分
波された各波長光は、それぞれ個別にオン/オフする複
数の光ゲートスイッチ22に入力される。各光ゲートス
イッチ22はスイッチ制御回路23により、監視対象の
1つの波長光のみが出力されるようにオン/オフ制御さ
れる。
In the figure, wavelength-multiplexed light obtained by multiplexing a plurality of wavelength lights λ1 to λn is input to a predetermined input port of an arrayed-waveguide diffraction grating 21 used as an optical demultiplexer, and a predetermined wavelength corresponding to the input port. Each wavelength light is demultiplexed and output to the output port of. Here, output port # 1
It is assumed that the wavelength lights .lamda.1 to .lamda.n are demultiplexed into .about. # N. The demultiplexed wavelength lights are input to a plurality of optical gate switches 22 that are individually turned on / off. Each optical gate switch 22 is on / off controlled by a switch control circuit 23 so that only one wavelength light to be monitored is output.

【0019】各光ゲートスイッチ22の出力と、波長監
視用のアレイ導波路回折格子11の各入力ポート♯1〜
♯nがそれぞれ接続される。アレイ導波路回折格子11
は、透過中心波長間隔が波長多重光の波長間隔に設定さ
れた複数の出力ポートを有し、各光ゲートスイッチ22
からそれぞれ対応する入力ポートに個別に入力される各
波長光を所定の隣接する2つの出力ポート♯j,♯j+
1に出力する。
The output of each optical gate switch 22 and each input port # 1 to # 1 of the arrayed waveguide diffraction grating 11 for wavelength monitoring.
#N are respectively connected. Arrayed waveguide diffraction grating 11
Has a plurality of output ports whose transmission center wavelength interval is set to the wavelength interval of the wavelength division multiplexed light, and each optical gate switch 22
From each of the wavelengths individually input to the corresponding input ports from the two adjacent predetermined output ports #j, # j +
Output to 1.

【0020】また、アレイ導波路回折格子11の所定の
入力ポート♯mには、原子または分子の吸収線に絶対周
波数安定化された基準波長光λref が入力され、所定の
隣接する2つの出力ポート♯k,♯k+1に出力され
る。
Further, the reference wavelength light λref whose absolute frequency is stabilized in the absorption line of an atom or a molecule is input to a predetermined input port #m of the arrayed waveguide diffraction grating 11, and two predetermined adjacent output ports. It is output to #k and # k + 1.

【0021】アレイ導波路回折格子11の温度はサーミ
スタ12で検出されて温度制御回路13に入力され、ペ
ルチェ素子14によって所定の温度に制御される。アレ
イ導波路回折格子11の出力ポート♯j、♯j+1、♯
k、♯k+1には、それぞれ光検出器15が接続され、
後段の演算手段(例えば対数増幅器)16から波長監視
出力が得られる。基準波長光λref に対する波長監視出
力(誤差信号)は、負帰還ループを介して温度制御回路
13に帰還され、隣接する出力ポートの透過特性の交差
周波数を一定値に制御する。
The temperature of the arrayed waveguide diffraction grating 11 is detected by the thermistor 12 and input to the temperature control circuit 13, and is controlled to a predetermined temperature by the Peltier element 14. Output ports #j, # j + 1, # of the arrayed waveguide diffraction grating 11
The photodetector 15 is connected to k and # k + 1,
The wavelength monitoring output is obtained from the calculating means (for example, logarithmic amplifier) 16 in the subsequent stage. The wavelength monitoring output (error signal) for the reference wavelength light λ ref is fed back to the temperature control circuit 13 via the negative feedback loop to control the crossover frequency of the transmission characteristics of the adjacent output ports to a constant value.

【0022】以上示したアレイ導波路回折格子21,1
1における各波長光の合分波の様子を図2に示す。な
お、アレイ導波路回折格子11は、図10に示す従来構
成では光分波器として機能しているが、ここでは異なる
入力ポートから入力された各波長光を出力ポート♯j,
♯j+1に出力する光合波器として機能させている。た
だし、各波長光は光ゲートスイッチ22を介して個別に
入力されるので、各波長光が出力ポート♯j,♯j+1
から個別に出力されることになる。
Array waveguide diffraction gratings 21 and 1 shown above
FIG. 2 shows the state of the multiplexing / demultiplexing of the light of each wavelength in No. 1. Although the arrayed waveguide diffraction grating 11 functions as an optical demultiplexer in the conventional configuration shown in FIG. 10, here, each wavelength light input from a different input port is output port #j,
It functions as an optical multiplexer that outputs to # j + 1. However, since each wavelength light is individually input via the optical gate switch 22, each wavelength light is output as output ports #j, # j + 1.
Will be output individually.

【0023】図3(1) は、光分波器として用いられるア
レイ導波路回折格子(光分波器用AWG)21の透過特
性を示す。図3(2) は、光ゲートスイッチ22の出力レ
ベル(波長監視用のアレイ導波路回折格子(波長監視用
AWG)11の各入力ポートの入力レベル)を示す。こ
こでは、波長光λiが入力される光ゲートスイッチ22
がオンになり、他の波長光が入力される光ゲートスイッ
チ22がオフとなる場合を示す。この出力レベル差は、
光ゲートスイッチ22の消光比に基づく。波長光λi以
外はクロストーク成分となる。
FIG. 3A shows the transmission characteristics of an arrayed waveguide diffraction grating (optical demultiplexer AWG) 21 used as an optical demultiplexer. FIG. 3B shows the output level of the optical gate switch 22 (the input level of each input port of the arrayed waveguide diffraction grating (wavelength monitoring AWG) 11 for wavelength monitoring). Here, the optical gate switch 22 to which the wavelength light λi is input
Is turned on and the optical gate switch 22 to which light of another wavelength is input is turned off. This output level difference is
It is based on the extinction ratio of the optical gate switch 22. Other than the wavelength light λi is a crosstalk component.

【0024】図3(3) は、波長監視用AWG11の透過
特性を示す。特に、入力ポート♯iからみた出力ポート
♯j,♯j+1の透過特性を太線で示す。この波長監視
用AWG11は、あらかじめ監視対象の波長光λiが出
力ポート♯j,♯j+1の透過特性の交差点になるよう
に設定されている。
FIG. 3 (3) shows the transmission characteristics of the wavelength monitoring AWG 11. In particular, the transmission characteristics of the output ports #j and # j + 1 as seen from the input port #i are shown by thick lines. The wavelength monitoring AWG 11 is set in advance so that the wavelength light λi to be monitored becomes the intersection of the transmission characteristics of the output ports #j and # j + 1.

【0025】図3(4) は、波長監視用AWG11の出力
ポート♯j,♯j+1の出力を示す。監視対象の波長光
λiと他の波長光のレベル差は、光ゲートスイッチ22
の消光比と波長監視用AWG11の透過特性のクロスト
ークに基づく。
FIG. 3 (4) shows the outputs of the output ports #j and # j + 1 of the wavelength monitoring AWG 11. The level difference between the wavelength light λi to be monitored and the other wavelength light is determined by the optical gate switch 22.
Is based on the crosstalk between the extinction ratio and the transmission characteristics of the wavelength monitoring AWG 11.

【0026】図4(1) は、第1の実施形態における波長
弁別特性を示す。ここでは、アレイ導波路回折格子1
1,21の規格化透過幅(Δν/Δνsp)を0.6 、クロ
ストークXTを−25dB、光ゲートスイッチ22の消光
比を35dBとし、クロストークなしの波長弁別特性を破
線、1波長入力での波長弁別特性を一点鎖線、32波長入
力の場合の波長弁別特性を実線で示す。なお、一点鎖線
と実線はほとんど重なっている。
FIG. 4 (1) shows the wavelength discrimination characteristic in the first embodiment. Here, the arrayed waveguide diffraction grating 1
The normalized transmission width (Δν / Δν sp ) of 1, 21 is 0.6, the crosstalk XT is -25 dB, the extinction ratio of the optical gate switch 22 is 35 dB, and the wavelength discrimination characteristic without crosstalk is indicated by a broken line and one wavelength input. The wavelength discrimination characteristic is shown by a one-dot chain line, and the wavelength discrimination characteristic when 32 wavelengths are input is shown by a solid line. The dashed line and the solid line almost overlap.

【0027】図4(2) は、1波長入力時の波長弁別特性
に対する32波長入力時の波長弁別特性の誤差量を示す。
図13(2) の従来構成における誤差量に比べて2桁小さ
くなっており、入力される波長多重数の変動に対して波
長弁別特性の変動は極めて小さいことがわかる。例え
ば、波長弁別範囲(±0.25)において、従来構成は±8
dBの波長弁別誤差が生じるのに対して、本実施形態で
は±0.03dBと極めて小さい。また、本実施形態の構成
では、波長弁別範囲として、規格化周波数範囲±0.5 ま
で測定することが可能である。
FIG. 4B shows the error amount of the wavelength discrimination characteristic when 32 wavelengths are input with respect to the wavelength discrimination characteristic when one wavelength is input.
It is two orders of magnitude smaller than the error amount in the conventional configuration of FIG. 13 (2), and it can be seen that the variation of the wavelength discrimination characteristic is extremely small with respect to the variation of the input wavelength multiplex number. For example, in the wavelength discrimination range (± 0.25), the conventional configuration is ± 8
While a wavelength discriminating error of dB occurs, this embodiment has an extremely small value of ± 0.03 dB. Further, in the configuration of the present embodiment, it is possible to measure up to the normalized frequency range ± 0.5 as the wavelength discrimination range.

【0028】ここで、高精度な波長測定を行うには、ク
ロストークがない場合の直線近似をもとに誤差量を算出
する代わりに、1波長入力での波長弁別特定データをも
とに補正した補正曲線を適用すればよい。また、補正曲
線を得るには波長掃引光源などを用い、波長を掃引しな
がら波長監視回路出力をデータとして取り込み、回路内
に保持しておくことにより実現可能である。例えば上記
のような補正を用いる場合には、本実施形態の波長測定
誤差は±0.03dBとなり、 100GHz等間隔波長多重光に
対して、ガウス形状で波長弁別特性の直線の傾きを 1.5
GHz/dBとすると、0.05GHz程度の波長誤差となる。
Here, in order to perform highly accurate wavelength measurement, instead of calculating the error amount based on the linear approximation when there is no crosstalk, correction is performed based on the wavelength discrimination specific data at one wavelength input. The correction curve described above may be applied. Further, in order to obtain the correction curve, it is possible to use a wavelength swept light source or the like, capture the output of the wavelength monitoring circuit as data while sweeping the wavelength, and hold it in the circuit. For example, when the above correction is used, the wavelength measurement error of the present embodiment is ± 0.03 dB, and the slope of the straight line of the wavelength discrimination characteristic of Gaussian shape is 1.5 for 100 GHz evenly-spaced wavelength multiplexed light.
If the frequency is GHz / dB, the wavelength error is about 0.05 GHz.

【0029】(第2の実施形態:請求項1,2,3,
6,7)図5は、本発明の時間分割型波長監視装置の第
2の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、光ゲートス
イッチ22として1×2光スイッチ24を用い、その一
方の出力をアレイ導波路回折格子11の各入力ポートに
接続し、他方の出力に光検出器25に接続するところに
ある。スイッチ制御回路23は、1つの1×2光スイッ
チ24の出力をアレイ導波路回折格子11の入力ポート
に接続し、他の1×2光スイッチ24の出力を光検出器
25に接続し、監視対象波長以外の波長光の光強度を測
定する。その他の構成は、第1の実施形態と同様であ
る。
(Second Embodiment: Claims 1, 2, 3,
6, 7) FIG. 5 shows a second embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention. The feature of this embodiment is that a 1 × 2 optical switch 24 is used as the optical gate switch 22, one output of which is connected to each input port of the arrayed waveguide diffraction grating 11 and the other output is connected to a photodetector 25. There is a place to do it. The switch control circuit 23 connects the output of one 1 × 2 optical switch 24 to the input port of the arrayed waveguide diffraction grating 11 and the output of another 1 × 2 optical switch 24 to the photodetector 25 for monitoring. The light intensity of the wavelength light other than the target wavelength is measured. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0030】なお、光強度の相対強度を知る場合には、
光検出器出力の初期値からの変動量を測定することによ
り可能である。また、絶対強度を必要とする場合には、
既知の光強度を有する波長可変光源を波長掃引しなが
ら、波長に対する各光検出器出力を測定し、回路内に保
持することにより可能である。
When knowing the relative intensity of light intensity,
This is possible by measuring the amount of fluctuation of the photodetector output from the initial value. If absolute strength is required,
This is possible by measuring the output of each photodetector with respect to the wavelength and holding it in the circuit while sweeping the wavelength tunable light source having a known light intensity.

【0031】(第3の実施形態:請求項1,2,3,
5,6,7)図6は、本発明の時間分割型波長監視装置
の第3の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、光分波
器として用いられるアレイ導波路回折格子(21)およ
び波長監視用のアレイ導波路回折格子(11)を1つの
アレイ導波路回折格子31により構成したところにあ
る。その他の構成は、第2の実施形態と同様である。
(Third Embodiment: Claims 1, 2, 3)
5, 6, 7) FIG. 6 shows a third embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention. The feature of this embodiment lies in that the arrayed waveguide diffraction grating (21) used as an optical demultiplexer and the arrayed waveguide diffraction grating (11) for wavelength monitoring are configured by one arrayed waveguide diffraction grating 31. . Other configurations are similar to those of the second embodiment.

【0032】アレイ導波路回折格子31は、設計により
図7のようなポート配置が可能である。入力ポート♯0
から波長多重光を入力し、出力ポート♯1〜♯nに各波
長光λ1〜λnを分波して出力する。さらに、入力ポー
ト♯n+1〜♯2nから個別に各波長光λ1〜λnを入
力し、出力ポート♯j,♯j+1から出力する。このア
レイ導波路回折格子41の透過特性を図8に示す。
The arrayed waveguide diffraction grating 31 can have a port arrangement as shown in FIG. 7 depending on the design. Input port # 0
The wavelength-multiplexed light is input from the above, and the wavelength lights λ1 to λn are demultiplexed and output to the output ports # 1 to #n. Further, the wavelength lights λ1 to λn are individually input from the input ports # n + 1 to # 2n and output from the output ports #j and # j + 1. The transmission characteristics of the arrayed waveguide diffraction grating 41 are shown in FIG.

【0033】図8(1) は、入力ポート♯0からみた透過
特性を示す。例えば、入力ポート♯0から波長多重光
(λ1〜λ10)を入力すると、出力ポート♯1〜♯10に
それぞれ波長光λ1〜λ10が分波して出力される。
FIG. 8 (1) shows the transmission characteristics seen from the input port # 0. For example, when the wavelength multiplexed light (λ1 to λ10) is input from the input port # 0, the wavelength lights λ1 to λ10 are demultiplexed and output to the output ports # 1 to # 10, respectively.

【0034】図8(2),(3) は、出力ポート♯j,♯j+
1からみた透過特性を示す。本特性は、入出力ポートを
反対にしても同様である。例えば、入力ポート♯17から
の入力に対して、出力ポート♯j,♯j+1の透過中心
波長の中間に波長λ1がくるように設計する。ここで、
出力ポート♯1と入力ポート♯17を1×2光スイッチを
介して接続し、入力ポート♯17から波長光λ1を入力し
たときに、図8(2),(3) に太線で示す透過特性を利用し
て波長弁別を行う。
FIGS. 8 (2) and 8 (3) show output ports #j and # j +.
1 shows the transmission characteristics. This characteristic is the same even when the input / output ports are reversed. For example, with respect to the input from the input port # 17, the wavelength λ1 is designed to be in the middle of the transmission center wavelengths of the output ports #j and # j + 1. here,
When the output port # 1 and the input port # 17 are connected via a 1 × 2 optical switch and the wavelength light λ1 is input from the input port # 17, the transmission characteristics shown in thick lines in FIGS. 8 (2) and 8 (3). Wavelength discrimination is performed by using.

【0035】(第4の実施形態:請求項1,2,3,
4,6,7)図9は、本発明の時間分割型波長監視装置
の第4の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、1つの
PLC基板41上に、光分波器として用いられるアレイ
導波路回折格子21および波長監視用のアレイ導波路回
折格子11を独立に構成したところにある。その他の構
成は、第3の実施形態と同様である。
(Fourth Embodiment: Claims 1, 2, 3)
4, 6, 7) FIG. 9 shows a fourth embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention. The feature of this embodiment lies in that an arrayed waveguide diffraction grating 21 used as an optical demultiplexer and an arrayed waveguide diffraction grating 11 for wavelength monitoring are independently configured on one PLC substrate 41. Other configurations are similar to those of the third embodiment.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の時間分
割型波長監視装置は、波長多重光の各波長光について個
別に波長弁別を行う構成であるので、波長多重数が増大
した場合でもクロストーク成分の影響を最小限に抑え、
測定波長誤差を極めて小さくすることができる。すなわ
ち、波長数変動に対する波長弁別特性の変化を極めて小
さくすることができる。また、従来構成に比べて、波長
弁別測定範囲を2倍程度まで拡大することができる。
As described above, since the time division type wavelength monitoring apparatus according to the first aspect is configured to perform wavelength discrimination individually for each wavelength light of the wavelength division multiplexed light, even when the number of wavelength division multiplexing increases. Minimize the effects of crosstalk components,
The measurement wavelength error can be made extremely small. That is, it is possible to make the change in the wavelength discrimination characteristic due to the change in the number of wavelengths extremely small. In addition, the wavelength discrimination measurement range can be expanded to about twice that of the conventional configuration.

【0037】請求項2の時間分割型波長監視装置は、波
長監視用として、基準波長光の波長に安定化されたアレ
イ導波路回折格子を用いることにより、長期に渡って安
定した波長弁別を行うことができる。
In the time division type wavelength monitoring device of the second aspect, by using the arrayed waveguide diffraction grating stabilized for the wavelength of the reference wavelength light for wavelength monitoring, stable wavelength discrimination is performed for a long period of time. be able to.

【0038】請求項3〜5の時間分割型波長監視装置
は、光分波器および波長監視用として2つのアレイ導波
路回折格子を用いることにより、小型化および高信頼化
を達成することができる。
In the time division type wavelength monitoring device according to the third to fifth aspects, the miniaturization and the high reliability can be achieved by using the optical demultiplexer and the two arrayed waveguide diffraction gratings for wavelength monitoring. .

【0039】請求項6,7の時間分割型波長監視装置
は、光ゲートスイッチとして1×2光スイッチを用いる
ことにより、波長監視以外の波長光の光強度測定を可能
にすることができる。
In the time division type wavelength monitoring device of the sixth and seventh aspects, by using the 1 × 2 optical switch as the optical gate switch, it is possible to measure the light intensity of the wavelength light other than the wavelength monitoring.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の時間分割型波長監視装置の第1の実施
形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a time division type wavelength monitoring device of the present invention.

【図2】アレイ導波路回折格子21,11における各波
長光の合分波の様子を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a state of multiplexing and demultiplexing light of each wavelength in arrayed waveguide diffraction gratings 21 and 11.

【図3】第1の実施形態の動作を説明する図。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the first embodiment.

【図4】第1の実施形態の波長弁別特性を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a wavelength discrimination characteristic of the first embodiment.

【図5】本発明の時間分割型波長監視装置の第2の実施
形態を示すブロック図。
FIG. 5 is a block diagram showing a second embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention.

【図6】本発明の時間分割型波長監視装置の第3の実施
形態を示すブロック図。
FIG. 6 is a block diagram showing a third embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention.

【図7】アレイ導波路回折格子31のポート配置例を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of port arrangement of an arrayed waveguide diffraction grating 31.

【図8】アレイ導波路回折格子31の透過特性を示す
図。
FIG. 8 is a diagram showing transmission characteristics of the arrayed waveguide diffraction grating 31.

【図9】本発明の時間分割型波長監視装置の第4の実施
形態を示すブロック図。
FIG. 9 is a block diagram showing a fourth embodiment of the time division type wavelength monitoring device of the present invention.

【図10】従来の波長監視回路の構成例を示すブロック
図。
FIG. 10 is a block diagram showing a configuration example of a conventional wavelength monitoring circuit.

【図11】アレイ導波路回折格子11の透過特性を示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing transmission characteristics of the arrayed waveguide diffraction grating 11.

【図12】アレイ導波路回折格子11の隣接する2つの
出力ポートの透過特性を示す図。
FIG. 12 is a diagram showing transmission characteristics of two adjacent output ports of the arrayed waveguide diffraction grating 11.

【図13】従来構成の波長弁別特性を示す図。FIG. 13 is a diagram showing wavelength discrimination characteristics of a conventional configuration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31 アレイ導波路回折格子 12 サーミスタ 13 温度制御回路 14 ペルチェ素子 15 光検出器 16 演算手段 22 光ゲートスイッチ 23 スイッチ制御回路 24 1×2光スイッチ 25 光検出器 41 PLC基板 11,21,31 Arrayed waveguide diffraction grating 12 Thermistor 13 Temperature control circuit 14 Peltier element 15 Photodetector 16 computing means 22 Optical gate switch 23 Switch control circuit 24 1 × 2 optical switch 25 photo detector 41 PLC board

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−38265(JP,A) 特開 平10−32363(JP,A) 特開 平9−252283(JP,A) 特開 平8−251105(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 H04B 9/00 H04B 17/00 - 17/02 Continuation of the front page (56) Reference JP-A-11-38265 (JP, A) JP-A-10-32363 (JP, A) JP-A-9-252283 (JP, A) JP-A-8-251105 (JP , A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/08 H04B 9/00 H04B 17/00-17/02

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 複数の波長光を多重した波長多重光を入
力し、各波長光に分波する光分波器と、 前記光分波器で分波された各波長光を入力し、それぞれ
個別に透過または遮断する複数の光ゲートスイッチと、 前記複数の光ゲートスイッチを1つずつ透過状態に設定
し、前記各波長光を個別に出力させるスイッチ制御回路
と、 前記複数の光ゲートスイッチに対応する複数の入力ポー
トと、透過中心波長間隔が前記波長多重光の波長間隔に
設定された複数の出力ポートを有し、前記各光ゲートス
イッチからそれぞれ対応する入力ポートに個別に入力さ
れる各波長光を所定の隣接する2つの出力ポートに出力
する第1のアレイ導波路回折格子と、 前記第1のアレイ導波路回折格子の所定の隣接する2つ
の出力ポートの透過光を電気信号に変換してその比をと
り、前記スイッチ制御回路により選択された波長光の波
長弁別を行う波長弁別手段とを備えたことを特徴とする
時間分割型波長監視装置。
1. An optical demultiplexer for inputting wavelength-division-multiplexed light in which a plurality of wavelengths of light are multiplexed and demultiplexing into each wavelength light, and an input of each wavelength light demultiplexed by the optical demultiplexer, respectively. A plurality of optical gate switches that individually transmit or block, a switch control circuit that sets the plurality of optical gate switches to a transmission state one by one, and individually outputs the light of each wavelength; and a plurality of optical gate switches. A plurality of corresponding input ports and a plurality of output ports whose transmission center wavelength interval is set to the wavelength interval of the wavelength-division multiplexed light, each of which is individually input to the corresponding input port from each of the optical gate switches. A first arrayed-waveguide diffraction grating that outputs wavelength light to two predetermined adjacent output ports, and the transmitted light of two predetermined adjacent output ports of the first arrayed waveguide diffraction grating is converted into an electrical signal. do it Of taking the ratio, time, characterized in that a wavelength discrimination means for performing a wavelength discrimination of the selected wavelength light by the switch control circuit split type wavelength monitoring device.
【請求項2】 請求項1に記載の時間分割型波長監視装
置において、 原子または分子の吸収線に絶対周波数安定化した基準波
長光を第1のアレイ導波路回折格子に入力し、その基準
波長光が出力される所定の隣接ポート出力の比をとり、
その比に応じて前記第1のアレイ導波路回折格子の隣接
する出力ポートの透過特性の交差周波数を一定値に制御
する手段を備えたことを特徴とする時間分割型波長監視
装置。
2. The time-division type wavelength monitoring device according to claim 1, wherein the reference wavelength light whose absolute frequency is stabilized in the absorption line of an atom or a molecule is input to the first arrayed waveguide diffraction grating, and the reference wavelength thereof is input. Take the ratio of the output of the adjacent port where the light is output,
A time division type wavelength monitoring device comprising means for controlling a crossover frequency of transmission characteristics of adjacent output ports of the first arrayed waveguide diffraction grating to a constant value according to the ratio.
【請求項3】 請求項1に記載の時間分割型波長監視装
置において、 光分波器は、各波長光を所定の出力ポートにそれぞれ分
波して出力する第2のアレイ導波路回折格子を用いたこ
とを特徴とする時間分割型波長監視装置。
3. The time division type wavelength monitoring device according to claim 1, wherein the optical demultiplexer includes a second arrayed waveguide diffraction grating that demultiplexes each wavelength light into a predetermined output port and outputs the demultiplexed light. A time division type wavelength monitoring device characterized by being used.
【請求項4】 請求項3に記載の時間分割型波長監視装
置において、 第1のアレイ導波路回折格子および第2のアレイ導波路
回折格子を同一基板上に構成したことを特徴とする時間
分割型波長監視装置。
4. The time division type wavelength monitoring device according to claim 3 , wherein the first arrayed waveguide diffraction grating and the second arrayed waveguide diffraction grating are formed on the same substrate. Type wavelength monitoring device.
【請求項5】 請求項3に記載の時間分割型波長監視装
置において、 第1のアレイ導波路回折格子および第2のアレイ導波路
回折格子を1つのアレイ導波路回折格子で構成したこと
を特徴とする時間分割型波長監視装置。
5. The time division type wavelength monitoring device according to claim 3 , wherein the first arrayed waveguide diffraction grating and the second arrayed waveguide diffraction grating are constituted by one arrayed waveguide diffraction grating. A time division type wavelength monitoring device.
【請求項6】 請求項1に記載の時間分割型波長監視装
置において、 光ゲートスイッチは、1入力2出力光スイッチを用い、
その一方の出力を第1のアレイ導波路回折格子の各入力
ポートに接続したことを特徴とする時間分割型波長監視
装置。
6. The time division type wavelength monitoring device according to claim 1, wherein the optical gate switch is a 1-input 2-output optical switch,
A time-division type wavelength monitoring device, wherein one output is connected to each input port of the first arrayed waveguide diffraction grating.
【請求項7】 請求項6に記載の時間分割型波長監視装
置において、 1入力2出力光スイッチの他方の出力に光検出器を接続
し、各波長光の光強度を検出する構成であることを特徴
とする時間分割型波長監視装置。
7. The time division type wavelength monitoring device according to claim 6, wherein a photodetector is connected to the other output of the 1-input 2-output optical switch to detect the light intensity of each wavelength light. A time division type wavelength monitoring device characterized by:
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