JP4002708B2 - 音響光学フィルタの駆動方法、音響光学フィルタおよび選択波長増設方法ならびに光分岐・挿入装置および光通信システム - Google Patents
音響光学フィルタの駆動方法、音響光学フィルタおよび選択波長増設方法ならびに光分岐・挿入装置および光通信システム Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響光学フィルタにおける出力特性の時間的な変動を抑制する駆動方法において、駆動装置を小型化することができる音響光学フィルタ駆動方法に関する。そして、この音響光学フィルタ駆動方法を使用する音響光学フィルタ、光分岐・挿入装置、光通信システムおよび選択波長増設方法に関する。
将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、超長距離でかつ大容量の光通信システムが要求されている。この大容量化を実現する方式として、波長分割多重（wavelength-division multiplexing、以下、「ＷＤＭ」と略記する。）方式が、光ファイバの広帯域・大容量性を有効利用できるなどの有利な点から研究開発が進められている。
特に、近年では、２局間でＷＤＭ方式光信号を送受信する光通信システムだけでなく、光伝送路の途中で設けられたノードと呼ばれる中継局で、ＷＤＭ方式光信号のうちのある特定な波長の光信号だけを選択的に透過させ、それを除く波長の光信号をそのノードで分岐したり、このノードから別の光信号を挿入して他のノードへ送信したりするＡＤＭ（add-drop multiplexer）機能を持つ光通信システムの実現が要求されている。このため、ＡＤＭ機能を実現するための音響光学フィルタ（acousto-optical tunable filter、以下、「ＡＯＴＦ」と略記する。）の研究が盛んである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＯＴＦは、音響光学効果によって光導波路に屈折率変化を誘起して、光導波路を伝播する光の偏波状態を回転させることで分離・選択する光部品である。以下、ＡＯＴＦの一例について、説明する。
図１４は、ＡＯＴＦの一例の構成を示す図である。
【０００３】
図１４において、ＡＯＴＦは、圧電性結晶である基板５０１に光導波路５０２、５０３が形成される。例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の基板にチタン（Ｔｉ）拡散で光導波路を形成する。図１４に示すように各光導波路５０２、５０３の入射端および射出端にそれぞれポートＰin、ポートＰad、ポートＰthおよびポートＰdrが設けられる。これら光導波路５０２、５０３は、互いに２箇所で交叉し、これら交叉する部分に偏光ビームスプリッタ（polarization beam splitter、以下、「ＰＢＳ」と略記する。）５０４、５０９が設けられる。
【０００４】
そして、これら交叉する部分の間において、櫛を交互にかみ合わせた電極（inter digital transducer、以下、「ＩＤＴ」と略記する。）５０６が光導波路５０２、５０３上に形成される。弾性表面波は、信号源５０７で発生するＲＦ信号をＩＤＴ５０６に印加することによって発生し、光導波路５０２、５０３の屈折率を変化させる。
【０００５】
ポートＰinに入射される入力光１は、ＴＥモードとＴＭモードとが混在した光であるが、ＰＢＳ５０４によってＴＥモード光とＴＭモード光とに分離され、ＴＭモード光は、光導波路５０２を、ＴＥモード光は、光導波路５０３を伝播する。ここで、特定周波数のＲＦ信号を印加することによって弾性表面波が発生すると、光導波路５０２、５０３の屈折率が変化する。このため、入力光１のうち、この屈折率の変化と相互作用をする波長の光のみがその偏光状態を回転させる。回転量は、各モードの光が屈折率の変化と相互作用する作用長およびＲＦ信号のパワーに比例する。作用長は、ＩＤＴ５０６を挟んで光導波路５０２、５０３上に形成される、弾性表面波を吸収する吸収体５０５、５０８の間隔によって調整される。
【０００６】
したがって、作用長とＲＦ信号のパワーとを最適化することによって、光導波路５０２の中でＴＭモード光は、ＴＥモード光に変換され、光導波路５０３の中でＴＥモード光は、ＴＭモード光に変換される。
この結果、モードを変換された光は、選択光としてＰＢＳ５０９によってポートＰdrに射出され、モードを変換されなかった光は、透過光としてポートＰthに射出される。
【０００７】
ここで、ポートＰthから射出される透過光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみが除去された光であるので、ＡＯＴＦは、リジェクション機能（バンドエリミネート機能）を持つと考えることができる。
一方、ポートＰadに入射される入力光２も同様に、ＰＢＳ５０４によってＴＥモード光とＴＭモード光とに分離され、ＴＭモード光は、光導波路５０３を、ＴＥモード光は、光導波路５０２を伝播する。ここで、特定周波数のＲＦ信号を印加することによって弾性表面波が発生すると、特定の波長の光のみがその偏光状態を回転させ、光導波路５０２の中でＴＥモード光は、ＴＭモード光に変換され、光導波路５０３の中でＴＭモード光は、ＴＥモード光に変換される。この結果、モードを変換された光は、ＰＢＳ５０９によって透過光側のポートＰthに射出され、モードを変換されなかった光は、選択光側のポートＰdrに射出される。
【０００８】
ここで、ポートＰdrから射出される選択光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを選択された光であり、ポートＰthから射出される透過光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを除去され、この除去された波長にポートＰadに入射される入力光２からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを挿入された光であるので、ＡＯＴＦは、光分岐・挿入機能を持つと考えることができる。
【０００９】
さらに、ＡＯＴＦは、ＲＦ信号の周波数を変化させることによって選択・挿入・透過される光の波長を変えることができるから、可変波長選択フィルタとしても機能する。
一方、ＡＯＴＦで複数の波長の光を選択・分岐する場合には、ＡＯＴＦのＩＤＴ５０６に対して互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号をかけることになる。このため、この複数のＲＦ信号によって必然的に弾性表面波にビートが生じるため、このビートに応じて選択・分岐される光の中心波長が時間的に変動する。この結果、選択・分岐すべき目的の波長における光のパワーは、入力光のパワーおよびＲＦ信号のパワーが一定であるにも拘わらず、時間的に変動してしまう。
【００１０】
例えば、２個のＡＯＴＦで４波の波長の光を選択する場合について、その透過特性をシミュレーションした。
この２個のＡＯＴＦは、前段のＡＯＴＦのポートＰdrを後段のＡＯＴＦのポートＰinに接続することによって縦続接続される。そして、チャネル１を選択するＲＦ信号およびチャネル３を選択するＲＦ信号は、前段のＡＯＴＦに印加される。そして、チャネル２を選択するＲＦ信号およびチャネル４を選択するＲＦ信号は、後段のＡＯＴＦに印加される。この構成において、選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
【００１１】
図１５は、このような２個の縦続接続ＡＯＴＦで４波の光を選択する場合における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
図１５の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
この図１５から分かるように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、ビートが生じているため約−１０ｄＢである。サイドローブは、雑音となるので、サイドローブが小さければ小さいほど、選択特性は、良好である。
【００１２】
そこで、特願平１０−０３８９０８号の明細書には、縦続に接続された複数のＡＯＴＦを、１個のＡＯＴＦにかかる複数のＲＦ信号により生じるビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相になるように駆動することによってこの時間的な変動を改善する駆動方法が記載されている。
以下、このようなＡＯＴＦにおいて、ＡＯＴＦが２段に縦続接続され、２波の光信号を選択する構成について説明する。
【００１３】
図１６は、ビートの位相がＡＯＴＦ間で異なる位相になるようにＲＦ信号を印加されるＡＯＴＦの構成を示す図である。
図１６において、図１４に示す構成の第１ＡＯＴＦ５１５-1と第２ＡＯＴＦ５１５-2は、第１ＡＯＴＦ５１５-1の選択光が射出されるポートＰdrを第２ＡＯＴＦ５１５-2のポートＰinに接続されて縦続に接続される。
【００１４】
信号源５１１-1で発振する周波数ｆ1 のＲＦ信号f1は、位相を調整する位相器５１２-1、５１２-2に入力される。位相器５１２-1に入力されたＲＦ信号f1は、位相φ11に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-2に入力されたＲＦ信号f1は、位相φ12に調整されて合波器５１３-2に入力される。
同様に、信号源５１１-3で発振する周波数ｆ3 のＲＦ信号f3は、位相を調整する位相器５１２-5、５１２-6に入力される。位相器５１２-5に入力されたＲＦ信号f3は、位相φ11に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-6に入力されたＲＦ信号f3は、位相φ12に調整されて合波器５１３-2に入力される。
【００１５】
また、信号源５１１-2で発振する周波数ｆ2 のＲＦ信号f2は、位相を調整する位相器５１２-3、５１２-4に入力される。位相器５１２-3に入力されたＲＦ信号f2は、位相φ21に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-4に入力されたＲＦ信号f2は、位相φ22に調整されて合波器５１３-2に入力される。
同様に、信号源５１１-4で発振する周波数ｆ4 のＲＦ信号f4は、位相を調整する位相器５１２-7、５１２-8に入力される。位相器５１２-7に入力されたＲＦ信号f4は、位相φ21に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-8に入力されたＲＦ信号f8は、位相φ22に調整されて合波器５１３-2に入力される。
【００１６】
合波器５１３-1で合波されたＲＦ信号f1およびＲＦ信号f2は、第１ＡＯＴＦ５１５-1内のＩＤＴに印加される。合波器５１３-2で合波されたＲＦ信号f1およびＲＦ信号f2は、第２ＡＯＴＦ５１５-2内のＩＤＴに印加される。
ここで、各位相器５１５-1〜５１５-8で｜φ11−φ12｜＝０度および｜φ21−φ22｜＝１８０度になるように調整すると、選択光が最も減衰する位置がそれぞれのＡＯＴＦで時間的にずれるため、選択光２の光のパワーは、入力光のパワーおよびＲＦ信号のパワーが一定の場合、時間的な変動を抑制することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成のＡＯＴＦでは、位相器は、信号源の数およびＡＯＴＦの縦続段数に応じて増加するという問題がある。例えば、３２波のＷＤＭ方式光信号を入力光として、任意に３２波を選択することができる３段縦続接続のＡＯＴＦでは、位相器は、３２×３＝９６個が必要であり、ＡＯＴＦ全体の装置の小型化、低廉化の妨げになる。
【００１８】
そこで、請求項１ないし請求項３に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦ駆動方法を提供することを目的とする。
請求項４ないし請求項７に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを提供することを目的とする。
請求項８および請求項９に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭを提供することを目的とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを備えるＯＡＤＭを使用した光通信システムを提供することを目的とする。
【００２０】
請求項１１ないし請求項１３に発明では、請求項４および請求項５に記載の発明において、位相器の個数を増加させることなく、ＡＯＴＦで選択される波長を増設する選択波長増設方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
（請求項１ないし請求項１０）
図１は、請求項１ないし請求項７に記載の発明の原理構成を示す図である。
【００２２】
図１において、請求項１に記載の発明では、ＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力するＡＯＴＦ１６を複数段縦続接続する際の駆動方法において、周波数の異なる複数のＲＦ信号を複数のグループに分け、このグループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成し、グループごとのこれら合波ＲＦ信号を分け複数のＡＯＴＦ１６にそれぞれ分配する過程で、出力特定の時間的な変動を抑制するように、分配先となるＡＯＴＦ１６ごとに異なる位相のビートを生じさせる位相を、分配された合波ＲＦ信号に含まれる全てのＲＦ信号成分に一括して与える位相調整を行う。
【００２３】
図１において、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のＡＯＴＦ１６の駆動方法において、複数のＡＯＴＦ１６のそれぞれに供給される、分配されたこれら合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数のＡＯＴＦ１６間におけるビートの位相差が複数のＡＯＴＦ１６の段数で１８０度を割った値になるように調整される。
【００２４】
図１において、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のＡＯＴＦ１６の駆動方法において、グループ分けは、複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に番号を複数のＡＯＴＦ１６の段数で割った剰余別に分ける。
図１において、請求項４に記載の発明では、ＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力する縦続に接続された複数のＡＯＴＦ１６と、ＲＦ信号を発生する複数の信号発生手段１１と、信号発生手段１１で発生する互いに周波数の異なるＲＦ信号を複数のグループに分けて、グループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成する合波手段１２と、グループごとの合波ＲＦ信号を分け複数のＡＯＴＦ１６にそれぞれ供給する分配手段１３と、出力特定の時間的な変動を抑制するように、複数のＡＯＴＦ１６に生じる複数のＲＦ信号のビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相となるようにグループごとの合波ＲＦ信号の位相を調整する位相調整手段１４とを備えて構成される。
【００２５】
図１において、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにおいて、位相調整手段１４における、分配された合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数のＡＯＴＦ１６間におけるビートの位相差が複数のＡＯＴＦ１６の段数で１８０度を割った値になるように調整されることで構成される。
図１において、請求項６に記載の発明では、第１合波手段１２におけるグループ分けは、複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に番号を複数のＡＯＴＦ１６の段数で割った剰余別に分けることで構成する。
【００２６】
図１において、請求項７に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにおいて、複数のＡＯＴＦのそれぞれに供給するために、各グループから位相調整手段１４で位相を調整された各合波ＲＦ信号を１つずつ集めて合波する第２合波手段１５を設け、第２合波手段１５は、１つずつ集められた合波ＲＦ信号のそれぞれのパワーを調整した後に合波することで構成される。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のＡＯＴＦと、ＡＯＴＦで分岐される光信号を受信・処理する光受信手段と、ＡＯＴＦで挿入される光信号を生成する光送信手段とを備えることで構成される。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、波長分割多重方式光信号を２つに分配する光分岐手段と、光分岐手段で分配された一方に波長分割多重方式光信号から光分岐・挿入装置で分岐すべき光信号を受信・処理する光受信手段と、光分岐手段で分配された他方に波長分割多重方式光信号から、光受信手段で受信・処理される光信号を除去する請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のＡＯＴＦと、光分岐・挿入装置で挿入されるべき光信号を生成する光送信手段と、ＡＯＴＦからの波長分割多重方式光信号と前記光送信手段からの光信号とを波長多重する光多重手段とを備えて構成される。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号を生成する光送信装置と、光送信装置からの波長分割多重方式光信号を伝送する光伝送路と、光伝送路からの波長分割多重方式光信号を受信処理する光受信装置とを備える光通信システムにおいて、光伝送路を伝送する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する請求項８または請求項９に記載の光分岐・挿入装置をさらに備えて構成される。
【００３０】
ＡＯＴＦによって選択的に出力される光のパワーが時間的に変動することを防止するために、［従来の技術］の欄で記載したように、１個のＡＯＴＦにかかる複数のＲＦ信号により生じるビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相になるように、ＲＦ信号は、ＡＯＴＦの段数に分配され、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整して複数のＡＯＴＦのそれぞれに印加される。
【００３１】
このような請求項１ないし請求項１０に記載の発明では、複数のＲＦ信号の中には分配された各ＲＦ信号の位相が同じように調整されるＲＦ信号があることから、この位相が同じように調整されるＲＦ信号同士を予め１つのグループにまとめて、このグループ内のＲＦ信号を一括してＡＯＴＦの段数に従って分配し、この分配された各ＲＦ信号を一括して位相を調整する。このため、ＲＦ信号を個々にＡＯＴＦの段数に分配して、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整する場合に較べ、位相調整手段１４の個数を格段に少なくすることができる。
【００３２】
例えば、３段に縦続に接続されたＡＯＴＦが４４波の波長の異なる光を選択的に出力することができる場合において、［従来の技術］の欄で記載したように、個別にＲＦ信号を分配して位相を調整する場合では、位相調整手段は、４４×３＝１３２個必要であるが、請求項１ないし請求項１１に記載の発明では、３×３＝９個で充分である。
【００３３】
また、ＡＯＴＦによって選択的に出力される光のパワーは、ＲＦ信号のパワーに依存するが、特に、請求項７に記載の発明では、第２合波手段１５で集められた各ＲＦ信号のパワーを等しくした後に合波するので、ＡＯＴＦから出力される各波長の光のパワーを等しくすることができる。
（請求項１１ないし請求項１２）
【００３４】
請求項１１に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにこのＡＯＴＦによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、増設される波長が複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた番号の最小番号より１つ小さい番号になるように増設する第１ステップと、最小番号より１つ小さい該号を複数のＡＯＴＦの段数で割った剰余に従って増設される波長に対応するＲＦ信号を前記グループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えて構成される。
【００３５】
請求項１２に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにこのＡＯＴＦによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、増設される波長が複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた番号の最大番号より１つ大きい番号になるように増設する第１ステップと、最大番号より１つ大きい番号を複数のＡＯＴＦの段数で割った剰余に従って増設される波長に対応するＲＦ信号をグループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えて構成される。
【００３６】
このような請求項１１ないし請求項１２に記載の発明では、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を増設する場合に、増設される波長に対応して増設されるＲＦ信号は、既存のいずれかのグループに所属させるので、位相調整手段を新たに増設する必要がない。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００３８】
（第１の実施形態の構成）
第１の実施形態は、請求項１ないし請求項８、および、請求項１０に記載の発明に対応する光通信システムである。
図２は、第１の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
図３は、第１の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【００３９】
図４は、第１の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
図５は、第１の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。図５の縦軸は、弾性表面波の強度であり、横軸は、ＩＤＴを基準点とした距離である。
図２において、光通信システムは、１６波のＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置１０１と、光送信装置１０１から射出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路１０２と、光伝送路１０２を伝送するＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入するＯＡＤＭ１０４と、伝送されたＷＤＭ方式光信号が入射され、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置１０５とから構成される。さらに、この光通信システムには、光伝送路１０２間において、光伝送路１０２における伝送損失を補う光中継装置１０３が接続される。なお、このＯＡＤＭ１０４および光中継装置１０３は、光伝送路１０２間に各１個ずつ接続される場合に限らず、必要に応じて複数個が設けられる場合もある。
【００４０】
光送信装置１０１は、例えば、ＷＤＭ方式光信号の各チャネルの光信号を生成する複数の光送信器（以下、「ＯＳ」と略記する。）１１１-1〜１１１-16 と、これらＯＳ１１１-1〜１１１-16 からの光信号を波長多重する光マルチプレクサ（以下、「ＭＵＸ」と略記する。）１１２とを備えて構成される。ＯＳ１１１の個数は、ＷＤＭ方式光信号のチャネル数に合わせた個数であり、本実施形態においては、１６個である。後述される光受信器１１６の個数についても、同様である。
【００４１】
さらに、ＯＳ１１１は、例えば、所定の波長でレーザ光を発振する半導体レーザと、入射されたこのレーザ光を送信すべき情報で変調するマッハツェンダ干渉型光変調器などの外部変調器とから構成することができる。ＭＵＸ１１２としては、例えば、干渉フィルタの１つである誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路格子形光合分波器（arrayed waveguide grating ）などを利用することができる。
【００４２】
光伝送路１０２は、光ファイバであり、１．３μｍ帯零分散シングルモードファイバや１．５μ帯分散シフトファイバなどの各種の光ファイバを利用することができる。
ＯＡＤＭ１０４の構成については、後述する。
光受信装置１０５は、例えば、光デマルチプレクサ（以下、「ＤＥＭＵＸ」と略記する。）１１５と光受信器（以下、「ＯＲ」と略記する。）１１６-1〜１１６-16 とを備えて構成される。光伝送路１０２から光受信装置１０５に入射されたＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸ１１５でチャネルごとの光信号に波長分離される。分離された各チャネルの光信号は、ホトダイオードや復調器などからなるＯＲ１１６-1〜１１６-16 にそれぞれ入射され、受信・処理される。
【００４３】
光増幅装置１０３は、例えば、エルビウム添加光ファイバと励起光源などから構成されるエルビウム添加光ファイバ増幅器を備えて構成される。エルビウム添加光ファイバは、励起光源からエネルギーを供給されることによって反転分布を形成し、この状態で増幅すべきＷＤＭ方式光信号が入射されると誘導放射を引き起こし、ＷＤＭ方式光信号を増幅する。なお、光増幅装置１０３の増幅帯域は、ＷＤＭ方式光信号の波長帯域に合わせて決定され、増幅帯域は、光ファイバに添加される希土類元素の種類および励起光源の励起波長などに依存する。例えば、１．４８μｍまたは０．９８μｍを励起波長とするエルビウム添加光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯を増幅することができる。
【００４４】
次に、ＯＡＤＭ１０４の構成について説明する。
ＯＡＤＭ１０４は、ＡＯＴＦを２段構成とし、各ＡＯＴＦにおける弾性表面波のビートの位相を９０度ずらした構成である。この構成により、ＡＯＴＦにおける透過光信号のパワー、挿入光信号のパワーおよび分岐光信号のパワーの時間的な変動を抑制する。
【００４５】
図３において、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4を駆動するＲＦ信号は、発振器１２１によって発生し、ＡＯＴＦが２段に縦続接続されていることから、２つのグループに分けられる。
発振器１２１の個数は、このＯＡＤＭ１０４で分岐・挿入することができるチャネル数に合わせた個数であり、本実施形態では、１６チャネルを分岐・挿入することから１６個が用意される。そして、各発振器１２１-1〜１２１-16 の発振周波数ｆ1 〜ｆ16は、ＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数にそれぞれ設定される。例えば、発振器１２１-1は、チャネル１の光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数ｆ1 に設定され、発振器１２１-2は、チャネル２の光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数ｆ2 に設定される。
【００４６】
より具体的には、チャネル１の光信号が波長１．５４６８μｍに設定されている場合には、発振器１２１-1の発振周波数ｆ1 は、１７６．９７８ＭＨｚに設定され、チャネル２の光信号が波長１．５４６４μｍに設定されている場合には、発振器１２１-2の発振周波数ｆ2 は、１７６．７９５ＭＨｚに設定される。なお、ＡＯＴＦを駆動する周波数とこの周波数によって偏光状態が回転する光の波長との関係は、ほぼ１次関数で表すことができる。
【００４７】
発振周波数ｆ1 〜ｆ16のグループ分けは、この中で周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付した場合に、奇数番号の周波数ｆ1 、ｆ3 、・・・ｆ13、ｆ15を第１グループに、偶数番号の周波数ｆ2 、ｆ4 、・・・ｆ14、ｆ16を第２グループに分ける。
第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号は、ＲＦ信号を合波する合波器１２２-1に入力される。合波された合波ＲＦ信号は、分波器１２３-1に入力される。分波器１２３-1は、この合波ＲＦ信号を２つに分配する。したがって、分配された各合波ＲＦ信号は、同一周波数成分を含む信号である。分配された一方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ11に調整する位相器１２４-1に入力され、分配された他方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ12に調整する位相器１２４-2に入力される。図４に示すように、これら位相器１２４-1、１２４-2は、φ12−φ11＝０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００４８】
位相器１２４-1からの合波ＲＦ信号は、減衰器（以下、「ＡＴＴ」と略記する。）１３８-1でパワーを調整され、合波器１２５-1に入力される。そして、位相器１２４-2からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-2でパワーを調整され、合波器１２５-2に入力される。
一方、第２グループに属する各周波数は、合波器１２２-2に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１２３-2に入力される。分波器１２３-2は、この合波ＲＦ信号を２つに分配する。分配された一方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ21に調整する位相器１２４-3に入力され、分配された他方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ22に調整する位相器１２４-4に入力される。図４に示すように、これら位相器１２４-3、１２４-4は、φ22−φ21＝１８０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。なお、φ22−φ21＝−１８０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整してもよい。
【００４９】
位相器１２４-3からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-3でパワーを調整され、合波器１２５-1に入力される。そして、位相器１２４-4からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-4でパワーを調整され、合波器１２５-2に入力される。
これらＡＴＴ１３８-1〜１３８-4の減衰量は、各ＡＴＴ１３８-1〜１３８-4から出力されるこれら合波ＲＦ信号パワーが互いに等しくなるように設定される。
【００５０】
ここで、第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１２２-1に入力するか否かおよび第２グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１２２-2に入力するか否かは、このＯＡＤＭ１０４で分岐・挿入すべきチャネルに合わせて設定される。例えば、このＯＡＤＭ１０４で１〜６チャネルを分岐・挿入する場合には、第１グループに属する周波数ｆ1 、ｆ3 、ｆ5 の各ＲＦ信号が合波器１２２-1に入力され、第２グループに属する周波数ｆ2 、ｆ4 、ｆ6 の各ＲＦ信号が合波器１２２-2に入力される。そして、この合波器１２２-1、１２２-2に入力されるＲＦ信号のオン・オフは、各発振器１２１-1〜１２１-16 をオン・オフすることによって、または、各発振器１２１-1〜１２１-16 と合波器１２２-1、１２２-2との間にスイッチを設けてこのスイッチをオン・オフすることなどによって実現することができる。
【００５１】
合波器１２５-1は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1内のＩＤＴおよび第２ＡＯＴＦ１２７-2内のＩＤＴに印加され、各ＡＯＴＦ１２７-1、１２７-2で弾性表面波を発生させる。
合波器１２５-2は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3内のＩＤＴおよび第４ＡＯＴＦ１２７-4内のＩＤＴに印加され、各ＡＯＴＦ１２７-3、１２７-4で弾性表面波を発生させる。
【００５２】
これら第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4は、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その構成の説明を省略する。
また、前段の光中継装置１０３またはＯＡＤＭ１０４から光伝送路１０２を介して伝送されたＷＤＭ方式光信号は、このＯＡＤＭ１０４内の光増幅器１２６に入射される。光増幅器１２６は、光伝送路１０２で生じた伝送損失を補償するプリアンプであり、例えば、希土類元素添加光ファイバ増幅器が使用される。
【００５３】
光増幅器１２６で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、このＷＤＭ方式光信号の各チャンネルの光信号のうち、合波器１２５-1からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。上述の例では、１〜６チャネルの光信号は、ポートＰdrに射出され、７〜１６チャネルの光信号は、ポートＰthに射出される。
【００５４】
第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrからの光信号は、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰinに入射される。入射された信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第４ＡＯＴＦ１２７-4で偏光状態を回転されてポートＰdrに射出される。
この際に、合波器１２５-2によって第４ＡＯＴＦ１２７-4に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第１ＡＯＴＦ１２７-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられて第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrから射出される光信号に関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出され第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰinに入射されたとしても、第４ＡＯＴＦ１２７-4で減衰のかかるタイミングがずれるので、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrから射出される光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。上述の例では、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrから射出される１〜６チャネルに関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出されたとしても、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrから射出される１〜６チャネルの光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。
【００５５】
第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrからの光信号は、このＯＡＤＭ１０４における分岐光信号として、プリアンプである光増幅器１３４に入射される。増幅された分岐光信号は、光受信装置１３５に入射される。光受信装置１３５は、例えば、ＤＥＭＵＸと各チャネルごとに設けられたＯＲとを備えて構成される。分岐光信号は、ＤＥＭＵＸでチャネルごとに波長分離され、波長分離された各チャネルは、チャネルに対応するＯＲで受信・処理される。上述の例では、１〜６チャネルの分岐光信号が、光受信装置１３５で受信・処理される。
【００５６】
また、このＯＡＤＭ１０４で挿入すべき挿入光信号は、光送信装置１３１で生成され、光増幅器１３２を介して第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰadに入射される。
光送信装置１３１は、例えば、各チャネルごとに設けられたＯＳとＭＵＸとを備えて構成される。挿入すべき光信号は、ＯＳで生成されてＭＵＸで波長多重され、挿入光信号として光送信装置１３１から射出される。上述の例では、１〜６チャネルの挿入光信号が、光送信装置１３１で生成される。
【００５７】
第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰadに入射された挿入光信号は、合波器１２５-1からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第２ＡＯＴＦ１２７-2で偏光状態を回転されてポートＰthに射出され、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射される。この入射された挿入光信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第３ＡＯＴＦ１２７-3で偏光状態を回転されてポートＰthに射出される。
【００５８】
この際に、合波器１２５-2によって第３ＡＯＴＦ１２７-3に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第２ＡＯＴＦ１２７-2に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第２ＡＯＴＦ１２７-2に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられて第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰthから射出される光信号に関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出され第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射されたとしても、第３ＡＯＴＦ１２７-3で減衰のかかるタイミングがずれるので、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。
【００５９】
一方、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthからの光信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射される。入射された光信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されて第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００６０】
この際に、合波器１２５-2によって第３ＡＯＴＦ１２７-3に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第１ＡＯＴＦ１２７-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられてポートＰdrから射出されることによってＷＤＭ方式光信号から削除される光信号に関し、充分に削除された状態と充分に削除されなかった状態とが第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthから射出され第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射されたとしても、第３ＡＯＴＦ１２７-3で削除されるタイミングがずれるので、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が充分に削除されたＷＤＭ方式光信号が、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される。そして、この削除される光信号の減衰量（リジェクションレベル）は、時間的にほぼ一定である。
【００６１】
このように第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射された光信号とポートＰadに入射された挿入光信号とは、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される。すなわち、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射された光信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3でポートＰadに入射された挿入光信号が挿入されて、新たなＷＤＭ方式光信号として、ポートＰthから射出される。
【００６２】
射出されたＷＤＭ方式光信号は、ポストアンプである光増幅器１２８で増幅されて、光伝送路１０２に送出される。
このように構成される第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4において、透過光信号に対する２段構成は、第１ＡＯＴＦ１２７-1および第３ＡＯＴＦ１２７-3の２段構成が対応し、分岐光信号に対する２段構成は、第１ＡＯＴＦ１２７-1および第４ＡＯＴＦ１２７-4の２段構成が対応し、挿入光信号に対する２段構成は、第２ＡＯＴＦ１２７-2および第３ＡＯＴＦ１２７-3の２段構成が対応する。
【００６３】
（本発明と第１の実施形態との対応関係）
請求項１ないし請求項３に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタは、ＡＯＴＦ１２７に対応する。
請求項４ないし請求項７に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、ＡＯＴＦはＡＯＴＦ１２７に対応し、信号発生手段は信号源１２１に対応し、第１合波手段は合波器１２２に対応し、分岐手段は分波器１２３に対応し、位相調整手段は位相器１２４に対応し、第２合波手段は合波器１２５に対応する。特に、請求項７に記載の発明にかかる第２合波手段は、ＡＴＴ１３８および合波器１２５に対応する。
【００６４】
請求項８に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１２７、信号源１２１、合波器１２２、１２５、分波器１２３、位相器１２４および合波器１２５に対応し、光受信手段は光受信器１３５に対応し、光送信手段は光送信器１３１に対応する。
請求項１０に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信装置１０１に対応し、光伝送路は光伝送路１０２に対応し、光受信装置は光受信装置１０５に対応し、光分岐・挿入装置はＯＡＤＭ１０４に対応する。
【００６５】
（第１の実施形態の作用効果）
互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号が１個のＡＯＴＦに印加されることによってＡＯＴＦで選択的に出力される光のパワーに生じる変動を抑制するために、各ＲＦ信号は、２段に縦続接続されるＡＯＴＦのそれぞれに印加されるために２つに分配され、分配されたＲＦ信号のそれぞれの位相が調整される。
【００６６】
第１の実施形態における２段に縦続接続されるＡＯＴＦでは、各ＲＦ信号は、分配されて調整される位相が同一になる信号同士をグループ分けされる。すなわち、各ＲＦ信号は、位相差をφ12−φ11＝０度とするＲＦ信号のグループである第１グループと位相差をφ22−φ21＝１８０度とするＲＦ信号のグループである第２グループとに分けられる。
【００６７】
そして、第１グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１２４-1、１２４-2で一括して位相をφ12−φ11＝０度となるように調整される。第２グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１２４-3、１２４-4で一括して位相をφ22−φ21＝１８０度となるように調整される。
このため、各ＲＦ信号を個々に２つに分配して位相を調整する場合よりも、位相器の個数を格段に減少することができる。より具体的には、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合では、位相器が１６×２＝３２個必要であるが、第１の実施形態の場合では、２×２＝４個で充分である。
【００６８】
しかも、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4に印加される各ＲＦ信号が、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合と第１の実施形態の場合とで同一であるから、弾性表面波は、図５に示すように、前段のＡＯＴＦ１２７-1、１２７-2のビートＳ1 、Ｓ2 を打ち消すように後段のＡＯＴＦ１２７-3、１２７-4にビートＳ3 、Ｓ4 が生じる。このため、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4における透過光信号、挿入光信号および分岐光信号は、それぞれのパワーにおける時間的な変動が抑制される。ここで、Ｓ1 、Ｓ3 のビート間位相差およびＳ2 、Ｓ4 のビート間位相差は、ともに９０度である。
【００６９】
例えば、第１および第３ＡＯＴＦ１２７-1、１２７-3によってＷＤＭ方式光信号から得られる透過光信号は、図５に示すようにこれらのＡＯＴＦ１２７-1、１２７-3で生じる弾性表面波のビートがそれぞれＳ1 、Ｓ3 となるので、透過光信号のパワーにおける時間的な変動がほぼ生じなくなる。
さらに、各合波器１２５-1、１２５-2に入力される各位相器１２４-1〜１２４-4からの各合波ＲＦ信号は、これらのパワーが互いに等しくなるようにＡＴＴ１３８-1〜１３８-4で調整される。このため、各ＲＦ信号によって第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で選択的に出力される各光が、各ＲＦ信号によって偏光状態を同一の回転量だけ回転されるので、これらの光のパワーは、ほぼ同一になる。
【００７０】
ここで、第１の実施形態の効果をより具体的に検証するために行ったシミュレーション結果について説明する。
シミュレーションは、従来の駆動方法による選択特性である図１５と対比するため、第１の実施形態において４波を選択する場合について行った。
すなわち、図３に示す第１の実施形態において、４波を選択するために発振器１２１-1〜１２１-4が用意され、発振器１２１-1、１２１-3は、第１グループとして合波器１２２-1に接続され、発振器１２１-2、１２１-4は、第２グループとして合波器１２２-2に接続される。
【００７１】
図６は、このような第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ3 を第１グループに、ｆ2 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
なお、図６において、シミュレーションに直接関係のない構成については、その記載を省略し、その説明も省略する。
【００７２】
この構成において、図１５の場合と同様に選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
図７は、図６に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【００７３】
図７の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
図７に示すように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、約−１８ｄＢである。この結果は、図１５と対比すると分かるように、従来の駆動方法に較べてサイドローブが抑圧されており、選択特性は、従来の駆動方法に較べて良好である。
【００７４】
さらに、第１の実施形態において、グループ分けは、奇数番号の周波数を第１グループに割り振り、偶数番号の周波数を第２グループに割り振ったが、これに限定されるものではない。例えば、単純に発振周波数の中央で２つに分ける分け方でもよい。より具体的には、第１の実施形態のように周波数が発振周波数ｆ1 〜ｆ16の１６個である場合では、周波数ｆ1 〜ｆ8 を第１グループに割り振り、周波数ｆ9 〜ｆ16を第２グループに割り振ってもよい。
【００７５】
このようなグループ分けによる効果についてもシミュレーションした。上述と同様に、シミュレーションは、従来の駆動方法による選択特性である図１５と対比するため、第１の実施形態において４波を選択する場合について行った。
すなわち、図３に示す第１の実施形態において、４波を選択するために発振器１２１-1〜１２１-4が用意され、発振器１２１-1、１２１-2は、第１グループとして合波器１２２-1に接続され、発振器１２１-3、１２１-4は、第２グループとして合波器１２２-2に接続される。
【００７６】
図８は、第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ2 を第１グループに、ｆ3 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
なお、図８において、シミュレーションに直接関係のない構成については、その記載を省略し、その説明も省略する。
この構成においても、図１５の場合と同様に選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
【００７７】
図９は、図８に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
図９の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
図９に示すように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、約−１４ｄＢである。この結果は、図１５と対比すると分かるように、従来の駆動方法に較べてサイドローブが抑圧されており、選択特性は、従来の駆動方法に較べて良好である。
【００７８】
また、図７と図９を対比すると分かるように、図７の方がよりサイドローブが抑圧されている。つまり、周波数が隣接するＲＦ信号（隣接するチャネルを選択するＲＦ信号同士）は、同一グループに含まないようにする方が、選択特性は、良好である。この原因は、ビートが一般に隣接する周波数同士が一番大きくなること、および、ＲＦ信号の間隔である２００ｋＨｚの整数倍のビートが発生しているが、図６に示すように発振器１２１を偶奇でグループ分けすることによって２００ｋＨｚのビートが打ち消し合うことなどであると考えられる。
【００７９】
一方、前述したように本発明では、位相器の個数を図１６に示す駆動方法に較べ格段に減少することができるが、より簡易な構成として図１０に示す構成を考えることができる。
図１０は、一括して位相を調整する場合の構成を示す図である。
図１０において、発振器１２１-1〜１２１-4で発生するＲＦ信号は、合波器１６１で合波される。合波されたＲＦ信号は、分配器１６２で２つに分配される。すなわち、分配された個々のＲＦ信号は、周波数ｆ1 〜ｆ4 を含むＲＦ信号である。この分配された一方のＲＦ信号は、位相器１６３-1で位相φ1 に調整されて第１ＡＯＴＦ１２７-1および第２ＡＯＴＦ１２７-2に供給される。この分配された他方のＲＦ信号は、位相器１６３-2で位相φ2 に調整されて第３ＡＯＴＦ１２７-3および第４ＡＯＴＦ１２７-4に供給される。位相差は、｜φ1 −φ2 ｜＝１８０度である。
【００８０】
なお、他の構成については、図３を用いて説明した前述の記載と同様であるので、その説明を省略する。
このように一括して位相を調整する場合では、その構成を単純にすることができる。
【００８１】
一方、図６および図８に示す構成では、位相器１２４は、同様にインピーダンス５０Ωの同軸ケーブルで構成した場合、その長さが６０ｃｍになるため製品化が容易である。ここで、上述の計算において、各周波数は、波長１．６ｎｍ間隔で光を選択することができるようにするため２００ｋＨｚ間隔である、ｆ1 ＝１７０ＭＨｚ、ｆ2 ＝１７０．２ＭＨｚ、ｆ3 ＝１７０．４ＭＨｚおよびｆ4 ＝１７０．６ＭＨｚとした。
【００８２】
なお、第１の実施形態においては、ＡＯＴＦを２段に縦続に接続することで、ＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入・透過したが、ＡＯＴＦを３段以上に縦続に接続して構成することもできる。この場合において、透過光信号に対しては、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。分岐光信号に対しては、初段のＡＯＴＦと透過光信号に対して縦続接続されるＡＯＴＦにおける初段のＡＯＴＦとを兼用し、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰdrと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。挿入光信号に対しては、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰadとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続し、終段のＡＯＴＦと透過光信号に対して縦続接続されるＡＯＴＦにおける終段のＡＯＴＦとを兼用すればよい。
【００８３】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態は、請求項１ないし請求項７、および、請求項９ないし請求項１３に記載の発明に対応する光通信システムである。
図１１は、第２の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【００８４】
図１２は、第２の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
図１３は、第２の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。図１３の縦軸は、弾性表面波の強度であり、横軸は、ＩＤＴを基準点とした距離である。
第２の実施形態における光通信システムは、第１の実施形態における光通信システムに対し、ＯＡＤＭ１０４に代えてＯＡＤＭ１０６を使用する。すなわち、第２の実施形態における光通信システムは、１６波のＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置１０１と、光送信装置１０１から射出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路１０２と、光伝送路１０２を伝送するＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入するＯＡＤＭ１０６と、伝送されたＷＤＭ方式光信号が入射され、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置１０５とから構成される。さらに、この光通信システムには、光伝送路１０２間において、光伝送路１０２における伝送損失を補う光中継装置１０３が接続される。なお、このＯＡＤＭ１０４および光中継装置１０３は、光伝送路１０２間に各１個ずつ接続される場合に限らず、必要に応じて複数個が設けられる場合もある。
【００８５】
次に、ＯＡＤＭ１０６の構成について説明する。
ＯＡＤＭ１０６は、ＡＯＴＦを３段構成とし、各ＡＯＴＦにおける弾性表面波のビートの位相を６０度ずらした構成である。この構成により、ＡＯＴＦにおけるリジェクションパワーの時間的な変動を抑制する。
【００８６】
図１１において、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3を駆動するＲＦ信号は、発振器１４１-1〜１４１-16 によって発生し、ＡＯＴＦが３段に縦続接続されていることから、３つのグループに分けられる。
発振器１４１は、このＯＡＤＭ１０６で分岐・挿入することができるチャネル数に合わせ、１６個が用意される。そして、各発振器１４１-1〜１４１-16 の発振周波数ｆ1 〜ｆ16は、ＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光信号の偏光状態を第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で回転させる周波数にそれぞれ設定される。
【００８７】
発振周波数ｆ1 〜ｆ16のグループ分けは、この中で周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付した場合に、ＡＯＴＦの段数である３でその番号を割った場合の余りが１である周波数ｆ1 、ｆ4 、ｆ7 、ｆ10、ｆ13、ｆ16を第１グループに、３でその番号を割った場合の余りが２である周波数ｆ2 、ｆ5 、ｆ8 、ｆ11、ｆ14を第２グループに、３でその番号を割った場合の余りが０である周波数ｆ3 、ｆ6 、ｆ9 、ｆ12、ｆ15を第３グループに分ける。
【００８８】
第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号は、ＲＦ信号を合波する合波器１４２-1に入力される。合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-1に入力される。分波器１４３-1は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。したがって、分配された各合波ＲＦ信号は、同一周波数成分を含む信号である。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ11に調整する位相器１４４-1に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ12に調整する位相器１４４-2に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ13に調整する位相器１４４-3に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-1〜１４４-3は、φ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度、になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００８９】
位相器１４４-1からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-1でパワーを調整され、合波器１４５-1に入力される。位相器１４４-2からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-2でパワーを調整され、合波器１４５-2に入力される。そして、位相器１４４-3からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-3でパワーを調整され、合波器１４５-3に入力される。
【００９０】
また、第２グループに属する各周波数は、合波器１４２-2に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-2に入力される。分波器１４３-2は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ21に調整する位相器１４４-4に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ22に調整する位相器１４４-5に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ23に調整する位相器１４４-6に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-4〜１４４-6は、φ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度（−１２０度）になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００９１】
各位相器１４４-4〜１４４-6からの各合波ＲＦ信号は、各ＡＴＴ１５８-4〜１５８-6でパワーをそれぞれ調整され、各合波器１４５-1〜１４５-3にそれぞれ入力される。
そして、第３グループに属する各周波数は、合波器１４２-3に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-3に入力される。分波器１４３-3は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ31に調整する位相器１４４-7に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ32に調整する位相器１４４-8に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ33に調整する位相器１４４-9に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-7〜１４４-9は、φ32−φ31＝２４０度（−１２０度）且つφ33−φ31＝１２０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００９２】
各位相器１４４-7〜１４４-9からの各合波ＲＦ信号は、各ＡＴＴ１５８-7〜１５８-9でパワーをそれぞれ調整され、各合波器１４５-1〜１４５-3にそれぞれ入力される。
これらＡＴＴ１５８-1〜１５８-9の減衰量は、各ＡＴＴ１５８-1〜１５８-9から出力されるこれら合波ＲＦ信号パワーが互いに等しくなるように設定される。
【００９３】
ここで、各グループごとにおいて、当該グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１４２-1〜１４２-3に入力するか否かは、このＯＡＤＭ１０６で分岐・挿入する光信号に合わせて設定される。これら合波器１４２-1〜１４２-3に入力されるＲＦ信号のオン・オフは、各発振器１４１-1〜１４１-16 と合波器１４２-1〜１４２との間にスイッチを設けてこのスイッチをオン・オフすることなどによって実現することができる。
【００９４】
合波器１４５-1は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1内のＩＤＴに印加され、第１ＡＯＴＦ１４８-1で弾性表面波を発生させる。合波器１４５-2は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第２ＡＯＴＦ１４８-2内のＩＤＴに印加され、第２ＡＯＴＦ１４８-2で弾性表面波を発生させる。そして、合波器１４５-3は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3内のＩＤＴに印加され、第３ＡＯＴＦ１４８-3で弾性表面波を発生させる。
【００９５】
これら第１ＡＯＴＦないし第３ＡＯＴＦは、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その構成の説明を省略する。
また、前段の光中継装置１０３またはＯＡＤＭ１０６から光伝送路１０２を介して伝送されたＷＤＭ方式光信号は、このＯＡＤＭ１０６内の光増幅器１４６に入射される。光増幅器１４６は、光伝送路１０２で生じた伝送損失を補償するプリアンプである。
【００９６】
光増幅器１４６で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、入射される光を２つに分配する光分岐器（optical coupler 、以下、「ＣＰＬ」と略記する。）に入射されれる。
分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、このＷＤＭ方式光信号の各チャンネルの光信号のうち、合波器１４５-1からの第１ないし第３グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００９７】
分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、プリアンプである光増幅器１５１で増幅されて光受信装置１５２に入射される。光受信装置１５２は、例えば、ＤＥＭＵＸと各チャネルごとに設けられたＯＲとを備えて構成される。ＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸでチャネルごとに波長分離され、波長分離された各チャネルは、チャネルに対応するＯＲで受信・処理される。ここで、ＯＲは、このＯＡＤＭ１０６で分岐すべきチャネルに対応するものだけ作動する。
【００９８】
一方、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthからの光信号は、第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、合波器１４５-2からの第１ないし第３グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００９９】
第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰthからの光信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰinに入射される。入射された光信号は、合波器１４５-3からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【０１００】
この際に、合波器１４５-2によって第２ＡＯＴＦ１４８-2に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1に印加される第１グループに属するＲＦ信号の位相に対して１２０度ずれた位相のＲＦ信号である。さらに、合波器１４５-3によって第３ＡＯＴＦ１４８-3に印加される第３グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1に印加される第１グループに属するＲＦ信号の位相に対して２４０度（−１２０度）ずれた位相のＲＦ信号である。
【０１０１】
このため、第１ＡＯＴＦ１４８-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられてポートＰdrから射出されることによってＷＤＭ方式光信号から削除される光信号に関し、充分に削除された状態と充分に削除されなかった状態とが第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthから射出され第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinに入射されたとしても、第２ＡＯＴＦ１４８-2で削除されるタイミングがずれるので、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が削除されたＷＤＭ方式光信号が、第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰthから射出される。そして、この第２ＡＯＴＦ１４８-2でも削除されなかった光信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3で削除されるタイミングがさらにずれているので、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthから射出される光信号には、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が充分に削除される。
【０１０２】
したがって、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号に関し、時間的にほぼ一定の減衰量（リジェクションレベル）が得られるから、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1を透過する透過光信号には、削除すべき光信号をＷＤＭ方式光信号から削除（リジェクト；reject）した光信号が得られる。
こうして、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthからの所定のチャネルをリジェクトされたＷＤＭ方式光信号は、ＭＵＸ１４９に入射される。
【０１０３】
また、このＯＡＤＭ１０６で挿入すべき挿入光信号は、光送信装置１５４で生成され、光増幅器１５３を介してＭＵＸ１４９に入射される。光送信装置１５４は、例えば、各チャネルごとに設けられたＯＳとＭＵＸとを備えて構成される。挿入すべき光信号は、ＯＳで生成されてＭＵＸで波長多重され、挿入光信号として光送信装置１５４から射出される。
【０１０４】
ＭＵＸ１４９は、これら第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthからのＷＤＭ方式光信号と光増幅器１５３からの挿入光信号とを波長多重する。このようにして、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で主光伝送路を伝送するＷＤＭ方式光信号から分岐・挿入されるべきチャネルをリジェクトすることによって、「空き」となったチャネルに挿入光信号が挿入される。
【０１０５】
ＭＵＸ１４９からのＷＤＭ方式光信号は、ポストアンプである光増幅器１５０で増幅されて、光伝送路１０２に送出される。
（本発明と第２の実施形態との対応関係）
請求項１ないし請求項３に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタは、ＡＯＴＦ１４８に対応する。
【０１０６】
請求項４ないし請求項７に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８に対応し、信号発生手段は信号源１４１に対応し、第１合波手段は合波器１４２に対応し、分岐手段は分波器１４３に対応し、位相調整手段は位相器１４４に対応し、第２合波手段は合波器１４５に対応する。特に、請求項７に記載の発明にかかる第２合波手段は、ＡＴＴ１５８および合波器１４５に対応する。
【０１０７】
請求項９に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光分岐手段はＣＰＬ１４７に対応し、光受信手段は光受信器１５２に対応し、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８、信号源１４１、合波器１４２、１４５、分波器１４３および位相器１４４に対応し、光送信手段は光送信器１５４に対応し、光多重手段はＭＵＸ１４９に対応する。
【０１０８】
請求項１０に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信装置１０１に対応し、光伝送路は光伝送路１０２に対応し、光受信装置は光受信装置１０５に対応し、光分岐・挿入装置はＯＡＤＭ１０６に対応する。
請求項１１ないし請求項１２に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８、信号源１４１、合波器１４２、１４５、分波器１４３および位相器１４４に対応する。
【０１０９】
（第２の実施形態の作用効果）
互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号が１個のＡＯＴＦに印加されることによってＡＯＴＦで選択的に出力される光のパワーに生じる変動を抑制するために、各ＲＦ信号は、３段に縦続接続されるＡＯＴＦのそれぞれに印加されるために３つに分配され、分配されたＲＦ信号のそれぞれの位相が調整される。
【０１１０】
第２の実施形態における３段に縦続接続されるＡＯＴＦでは、各ＲＦ信号は、分配されて調整される位相が同一になる信号同士をグループ分けされる。すなわち、各ＲＦ信号は、位相差をφ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度とするＲＦ信号のグループである第１グループと、位相差をφ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度とするＲＦ信号のグループである第２グループと、位相差をφ32−φ31＝２４０度且つφ33−φ31＝１２０度とするＲＦ信号のグループである第３グループとに分けられる。
【０１１１】
そして、第１グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-1〜１４４-3で一括して位相をφ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度となるように調整される。第２グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-4〜１４４-6で一括して位相をφ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度となるように調整される。第３グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-7〜１４４-9で一括して位相をφ32−φ31＝２４０度且つφ33−φ31＝１２０度となるように調整される。
【０１１２】
このため、各ＲＦ信号を個々に３つに分配して位相を調整する場合よりも、位相器の個数を格段に減少することができる。より具体的には、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合では、位相器が１６×３＝４８個必要であるが、第２の実施形態の場合では、３×３＝９個で充分である。
しかも、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3に印加される各ＲＦ信号が、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合と第２の実施形態の場合とで同一であるから、弾性表面波は、図１３に示すように、前段のＡＯＴＦ１４８-1のビートＳ1 を打ち消すように中段のＡＯＴＦ１４８-2にビートＳ2 が生じ且つ後段のＡＯＴＦ１４８-3にビートＳ3 が生じる。このため、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3における透過光信号から削除される光信号は、そのパワーの時間的な変動が抑制される。すなわち、リジェクションレベルは、その時間的な変動が抑制される。ここで、Ｓ1 、Ｓ2 のビート間位相差は、６０度であり、Ｓ1 、Ｓ3 のビート間位相差は、１２０度である。
【０１１３】
さらに、各合波器１４５-1〜１４５-3に入力される各位相器１４４-1〜１２４-9からの各合波ＲＦ信号は、これらのパワーが互いに等しくなるようにＡＴＴ１５８-1〜１５８-9で調整される。このため、各ＲＦ信号によって第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で排除される各光が、各ＲＦ信号によって偏光状態を同一の回転量だけ回転されるので、これらのリジェクションレベルは、ほぼ同一になる。
【０１１４】
なお、第２の実施形態においては、ＡＯＴＦを３段に縦続に接続することで、ＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を削除したが、ＡＯＴＦを４段以上に縦続に接続して構成することもできる。この場合において、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。
【０１１５】
一方、このような１６波を削除することができる３段に縦続接続したＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3に新たに削除することができる波長を増設する場合には、次のようにして増設される。
【０１１６】
新たに増設される波長は、チャネル１６に割り当てられている波長よりも長波長側に設定される。新たに増設される波長を削除するＲＦ信号の周波数ｆ17がチャネル１６を削除するＲＦ信号の周波数ｆ16よりも小さいので、周波数ｆ17には、番号１７が割り振られる。この番号１７をＡＯＴＦの段数である３で割ると余りは、２である。このため、周波数ｆ17は、第２グループに所属する。
【０１１７】
したがって、新たに増設される波長を削除するための発振器１４１-17 は、図１１において破線で示すように、第２グループに所属する各発振器１４１からのＲＦ信号を合波する合波器１４２-2に接続される。
増設されたチャネル１７に割り当てられた波長よりも長波長側にチャネル１８をさらに増設する場合には、このチャネル１８を削除するＲＦ信号の周波数ｆ18に番号１８が割り当てられ第３グループに所属することになるので、周波数ｆ18を発振する発振器１４１-18は、合波器１４２-3に接続される。
【０１１８】
また、新たに増設される波長がチャネル１に割り当てられている波長よりも短波長側に設定される場合には、新たに増設される波長を削除するＲＦ信号の周波数ｆ0 がチャネル１を削除するＲＦ信号の周波数ｆ1 よりも大きいので、周波数ｆ0 には、番号０が割り振られる。この番号０をＡＯＴＦの段数である３で割ると余りは、０である。このため、周波数ｆ0 は、第３グループに所属する。
【０１１９】
したがって、この場合には、新たに増設される波長を削除するための発振器１４１-0を合波器１４２-3に接続すればよい。
このように新たに増設される波長に対するＲＦ信号を発振する発振器１４１が増設されるので、位相器１４４を増設する必要がない。
なお、第１および第２の実施形態において、ＡＯＴＦは、図１４に示すＡＯＴＦを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、音響光学効果を誘起させるために印加されるＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力するＡＯＴＦに適用することができる。このようなＡＯＴＦでは、複数の光を選択的に出力するために複数のＲＦ信号が印加され、この複数のＲＦ信号は、ＡＯＴＦにビートを発生させるからである。
【０１２０】
図１７は、ＡＯＴＦの他の一例の構成を示す図である。
図１７において、このＡＯＴＦは、圧電性結晶である基板３０１に光導波路３０２、３０３が形成される。これら光導波路３０２、３０３は、互いに２箇所で交叉し、これら交叉する部分にＰＢＳ３０４、３０９が設けられる。そして、これら２つの交叉する部分の間において、２本の光導波路３０２、３０３上に、金属膜のＳＡＷガイド３１０がこれら２本の光導波路３０２、３０３のそれぞれと交叉するように形成される。このＳＡＷガイド３１０には、信号源３０７で発生するＲＦ信号をＩＤＴ３０６に印加することによって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave ）が伝播する。ＩＤＴ３０６は、基板３０１上にＳＡＷガイド３１０の長尺方向の延長線上に形成される。さらに、弾性表面波を吸収する吸収体３０５、３０８は、これらＳＡＷガイド３１０およびＩＤＴ３０６を挟むように基板３０１上に形成される。
【０１２１】
このＡＯＴＦの作用効果は、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その説明を省略する。
そして、第１の実施形態におけるグループ分けは、周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付しグループに分けたが、周波数の最も小さいｆ16から大きい方へ順に並べて番号を付して、奇数番号の周波数ｆ1 、ｆ3 、・・・ｆ13、ｆ15を第１グループに、偶数番号の周波数ｆ2 、ｆ4 、・・・ｆ14、ｆ16を第２グループに分けてもよい。この場合には、周波数の個数が１６個で偶数個なので、各グループに属する周波数は、上述と逆になるが、これによって作用効果に相違は、生じない。第２の実施形態におけるグループ分けについても同様に周波数の最も小さいｆ16から順に番号を付してもよい。
【０１２２】
また、第１および第２の実施形態では、主光伝送路を伝送するＷＤＭ方式光信号からＡＯＴＦ１２７、１４８でチャネルを分岐・リジェクトすることによって、「空き」となったチャネルのすべてに光信号を挿入したが、これに限定されるものではない。「空き」となったチャネルの一部に光信号を挿入してもよい。上述の例では、１〜６チャネルが「空き」と空きとなっているが、１〜６チャネルの一部、例えば、２、４チャネルに光信号を挿入してもよい。また、４〜６チャネルに光信号を挿入してもよい。その組合せは、「空き」となっているチャネルの範囲で任意である。
【０１２３】
さらに、第１および第２の実施形態において、ＡＯＴＦ１２７、１４８を縦続接続する場合に、前段のＡＯＴＦ１２７、１４８で生じる損失を補償するために、光ファイバ増幅器などの光増幅器を介して縦続に接続してもよい。例えば、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthと第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinとの間に光増幅器を設ける。第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthと第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinとの間に光増幅器を設ける。
【０１２４】
また、第１および第２の実施形態においては、１６波のＷＤＭ方式光信号の場合について説明したが、これに限定されるものではない。任意の数の光信号を波長多重したＷＤＭ方式光信号について適用することができる。ここで、位相器１２４、１４４の個数は、縦続接続されるＡＯＴＦの段数に依存するので、波長多重される光信号の数が増加しても増加しない。したがって、波長多重される光信号の数が多ければ多いほど、従来のＡＯＴＦの駆動方法による位相器の数に較べ格段に少なくすることができる。
【０１２５】
さらに、第１の実施形態においては、挿入光信号は、ビートよる時間的変動を抑制するために第２ＡＯＴＦ１２７-2を介して、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射されるようにしたが、第２ＡＯＴＦ１２７-2を介することなく直接第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射するようにしてもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項１０に記載の発明では、複数のＲＦ信号を予めいくつかのグループごとにまとめて、各グループ内のＲＦ信号を一括してＡＯＴＦの段数に従って分配し、この分配された各ＲＦ信号を一括して位相を調整する。このため、ＲＦ信号を個々にＡＯＴＦの段数に分配して、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整する場合に較べ、位相器の個数を格段に少なくすることができる。
【０１２７】
したがって、このようなＡＯＴＦおよびＯＡＤＭでは、装置の構造の単純化、構成部品の小数化、小型化、低消費電力化および低価格化などが可能である。
特に、請求項７に記載の発明では、集められた各ＲＦ信号のパワーを等しくした後に合波するので、ＡＯＴＦから出力される各波長の光のパワーを等しくすることができる。
【０１２８】
そして、請求項１１ないし請求項１２に記載の発明では、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を増設する場合でも、増設される光に対応して増設されるＲＦ信号は、既存のいずれかのグループに所属させるので、位相器を新たに増設する必要がない。
したがって、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を簡易・迅速に増設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１ないし請求項７に記載の発明の原理構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
【図５】第１の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。
【図６】第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ3 を第１グループに、ｆ2 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
【図７】図６に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ2 を第１グループに、ｆ3 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
【図９】図８に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】一括して位相を調整する場合の構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
【図１３】第２の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。
【図１４】ＡＯＴＦの一例の構成を示す図である。
【図１５】２個の縦続接続ＡＯＴＦで４波の光を選択する場合における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ビートの位相がＡＯＴＦ間で異なる位相になるようにＲＦ信号を印加されるＡＯＴＦの構成を示す図である。
【図１７】ＡＯＴＦの他の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 信号発生手段
１２、１５ 合波手段
１３ 分配手段
１４ 位相調整手段
１６ 音響光学フィルタ
１０１、１３１、１５４ 光送信装置
１０２、光伝送路
１０３ 光中継装置
１０４ 光分岐・挿入装置
１０５、１３５、１５２ 光受信装置
１２１、１４１ 発振器
１２２、１２５、１４２、１４５、１６１ 合波器
１２３、１４３、１６２ 分波器
１２４、１４４、１６３ 位相器
１２７、１４８ 音響光学フィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、音響光学フィルタにおける出力特性の時間的な変動を抑制する駆動方法において、駆動装置を小型化することができる音響光学フィルタ駆動方法に関する。そして、この音響光学フィルタ駆動方法を使用する音響光学フィルタ、光分岐・挿入装置、光通信システムおよび選択波長増設方法に関する。
将来のマルチメディアネットワークの構築を目指し、超長距離でかつ大容量の光通信システムが要求されている。この大容量化を実現する方式として、波長分割多重（wavelength-division multiplexing、以下、「ＷＤＭ」と略記する。）方式が、光ファイバの広帯域・大容量性を有効利用できるなどの有利な点から研究開発が進められている。
特に、近年では、２局間でＷＤＭ方式光信号を送受信する光通信システムだけでなく、光伝送路の途中で設けられたノードと呼ばれる中継局で、ＷＤＭ方式光信号のうちのある特定な波長の光信号だけを選択的に透過させ、それを除く波長の光信号をそのノードで分岐したり、このノードから別の光信号を挿入して他のノードへ送信したりするＡＤＭ（add-drop multiplexer）機能を持つ光通信システムの実現が要求されている。このため、ＡＤＭ機能を実現するための音響光学フィルタ（acousto-optical tunable filter、以下、「ＡＯＴＦ」と略記する。）の研究が盛んである。
【０００２】
【従来の技術】
ＡＯＴＦは、音響光学効果によって光導波路に屈折率変化を誘起して、光導波路を伝播する光の偏波状態を回転させることで分離・選択する光部品である。以下、ＡＯＴＦの一例について、説明する。
図１４は、ＡＯＴＦの一例の構成を示す図である。
【０００３】
図１４において、ＡＯＴＦは、圧電性結晶である基板５０１に光導波路５０２、５０３が形成される。例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）の基板にチタン（Ｔｉ）拡散で光導波路を形成する。図１４に示すように各光導波路５０２、５０３の入射端および射出端にそれぞれポートＰin、ポートＰad、ポートＰthおよびポートＰdrが設けられる。これら光導波路５０２、５０３は、互いに２箇所で交叉し、これら交叉する部分に偏光ビームスプリッタ（polarization beam splitter、以下、「ＰＢＳ」と略記する。）５０４、５０９が設けられる。
【０００４】
そして、これら交叉する部分の間において、櫛を交互にかみ合わせた電極（inter digital transducer、以下、「ＩＤＴ」と略記する。）５０６が光導波路５０２、５０３上に形成される。弾性表面波は、信号源５０７で発生するＲＦ信号をＩＤＴ５０６に印加することによって発生し、光導波路５０２、５０３の屈折率を変化させる。
【０００５】
ポートＰinに入射される入力光１は、ＴＥモードとＴＭモードとが混在した光であるが、ＰＢＳ５０４によってＴＥモード光とＴＭモード光とに分離され、ＴＭモード光は、光導波路５０２を、ＴＥモード光は、光導波路５０３を伝播する。ここで、特定周波数のＲＦ信号を印加することによって弾性表面波が発生すると、光導波路５０２、５０３の屈折率が変化する。このため、入力光１のうち、この屈折率の変化と相互作用をする波長の光のみがその偏光状態を回転させる。回転量は、各モードの光が屈折率の変化と相互作用する作用長およびＲＦ信号のパワーに比例する。作用長は、ＩＤＴ５０６を挟んで光導波路５０２、５０３上に形成される、弾性表面波を吸収する吸収体５０５、５０８の間隔によって調整される。
【０００６】
したがって、作用長とＲＦ信号のパワーとを最適化することによって、光導波路５０２の中でＴＭモード光は、ＴＥモード光に変換され、光導波路５０３の中でＴＥモード光は、ＴＭモード光に変換される。
この結果、モードを変換された光は、選択光としてＰＢＳ５０９によってポートＰdrに射出され、モードを変換されなかった光は、透過光としてポートＰthに射出される。
【０００７】
ここで、ポートＰthから射出される透過光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみが除去された光であるので、ＡＯＴＦは、リジェクション機能（バンドエリミネート機能）を持つと考えることができる。
一方、ポートＰadに入射される入力光２も同様に、ＰＢＳ５０４によってＴＥモード光とＴＭモード光とに分離され、ＴＭモード光は、光導波路５０３を、ＴＥモード光は、光導波路５０２を伝播する。ここで、特定周波数のＲＦ信号を印加することによって弾性表面波が発生すると、特定の波長の光のみがその偏光状態を回転させ、光導波路５０２の中でＴＥモード光は、ＴＭモード光に変換され、光導波路５０３の中でＴＭモード光は、ＴＥモード光に変換される。この結果、モードを変換された光は、ＰＢＳ５０９によって透過光側のポートＰthに射出され、モードを変換されなかった光は、選択光側のポートＰdrに射出される。
【０００８】
ここで、ポートＰdrから射出される選択光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを選択された光であり、ポートＰthから射出される透過光は、ポートＰinに入射される入力光１からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを除去され、この除去された波長にポートＰadに入射される入力光２からＲＦ信号の周波数に対応する波長の光のみを挿入された光であるので、ＡＯＴＦは、光分岐・挿入機能を持つと考えることができる。
【０００９】
さらに、ＡＯＴＦは、ＲＦ信号の周波数を変化させることによって選択・挿入・透過される光の波長を変えることができるから、可変波長選択フィルタとしても機能する。
一方、ＡＯＴＦで複数の波長の光を選択・分岐する場合には、ＡＯＴＦのＩＤＴ５０６に対して互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号をかけることになる。このため、この複数のＲＦ信号によって必然的に弾性表面波にビートが生じるため、このビートに応じて選択・分岐される光の中心波長が時間的に変動する。この結果、選択・分岐すべき目的の波長における光のパワーは、入力光のパワーおよびＲＦ信号のパワーが一定であるにも拘わらず、時間的に変動してしまう。
【００１０】
例えば、２個のＡＯＴＦで４波の波長の光を選択する場合について、その透過特性をシミュレーションした。
この２個のＡＯＴＦは、前段のＡＯＴＦのポートＰdrを後段のＡＯＴＦのポートＰinに接続することによって縦続接続される。そして、チャネル１を選択するＲＦ信号およびチャネル３を選択するＲＦ信号は、前段のＡＯＴＦに印加される。そして、チャネル２を選択するＲＦ信号およびチャネル４を選択するＲＦ信号は、後段のＡＯＴＦに印加される。この構成において、選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
【００１１】
図１５は、このような２個の縦続接続ＡＯＴＦで４波の光を選択する場合における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
図１５の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
この図１５から分かるように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、ビートが生じているため約−１０ｄＢである。サイドローブは、雑音となるので、サイドローブが小さければ小さいほど、選択特性は、良好である。
【００１２】
そこで、特願平１０−０３８９０８号の明細書には、縦続に接続された複数のＡＯＴＦを、１個のＡＯＴＦにかかる複数のＲＦ信号により生じるビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相になるように駆動することによってこの時間的な変動を改善する駆動方法が記載されている。
以下、このようなＡＯＴＦにおいて、ＡＯＴＦが２段に縦続接続され、２波の光信号を選択する構成について説明する。
【００１３】
図１６は、ビートの位相がＡＯＴＦ間で異なる位相になるようにＲＦ信号を印加されるＡＯＴＦの構成を示す図である。
図１６において、図１４に示す構成の第１ＡＯＴＦ５１５-1と第２ＡＯＴＦ５１５-2は、第１ＡＯＴＦ５１５-1の選択光が射出されるポートＰdrを第２ＡＯＴＦ５１５-2のポートＰinに接続されて縦続に接続される。
【００１４】
信号源５１１-1で発振する周波数ｆ1 のＲＦ信号f1は、位相を調整する位相器５１２-1、５１２-2に入力される。位相器５１２-1に入力されたＲＦ信号f1は、位相φ11に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-2に入力されたＲＦ信号f1は、位相φ12に調整されて合波器５１３-2に入力される。
同様に、信号源５１１-3で発振する周波数ｆ3 のＲＦ信号f3は、位相を調整する位相器５１２-5、５１２-6に入力される。位相器５１２-5に入力されたＲＦ信号f3は、位相φ11に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-6に入力されたＲＦ信号f3は、位相φ12に調整されて合波器５１３-2に入力される。
【００１５】
また、信号源５１１-2で発振する周波数ｆ2 のＲＦ信号f2は、位相を調整する位相器５１２-3、５１２-4に入力される。位相器５１２-3に入力されたＲＦ信号f2は、位相φ21に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-4に入力されたＲＦ信号f2は、位相φ22に調整されて合波器５１３-2に入力される。
同様に、信号源５１１-4で発振する周波数ｆ4 のＲＦ信号f4は、位相を調整する位相器５１２-7、５１２-8に入力される。位相器５１２-7に入力されたＲＦ信号f4は、位相φ21に調整されて合波器５１３-1に入力され、位相器５１２-8に入力されたＲＦ信号f8は、位相φ22に調整されて合波器５１３-2に入力される。
【００１６】
合波器５１３-1で合波されたＲＦ信号f1およびＲＦ信号f2は、第１ＡＯＴＦ５１５-1内のＩＤＴに印加される。合波器５１３-2で合波されたＲＦ信号f1およびＲＦ信号f2は、第２ＡＯＴＦ５１５-2内のＩＤＴに印加される。
ここで、各位相器５１５-1〜５１５-8で｜φ11−φ12｜＝０度および｜φ21−φ22｜＝１８０度になるように調整すると、選択光が最も減衰する位置がそれぞれのＡＯＴＦで時間的にずれるため、選択光２の光のパワーは、入力光のパワーおよびＲＦ信号のパワーが一定の場合、時間的な変動を抑制することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような構成のＡＯＴＦでは、位相器は、信号源の数およびＡＯＴＦの縦続段数に応じて増加するという問題がある。例えば、３２波のＷＤＭ方式光信号を入力光として、任意に３２波を選択することができる３段縦続接続のＡＯＴＦでは、位相器は、３２×３＝９６個が必要であり、ＡＯＴＦ全体の装置の小型化、低廉化の妨げになる。
【００１８】
そこで、請求項１ないし請求項３に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦ駆動方法を提供することを目的とする。
請求項４ないし請求項７に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを提供することを目的とする。
請求項８および請求項９に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを使用したＯＡＤＭを提供することを目的とする。
【００１９】
請求項１０に記載の発明では、従来に較べて位相器の個数を減少することができるＡＯＴＦを備えるＯＡＤＭを使用した光通信システムを提供することを目的とする。
【００２０】
請求項１１ないし請求項１３に発明では、請求項４および請求項５に記載の発明において、位相器の個数を増加させることなく、ＡＯＴＦで選択される波長を増設する選択波長増設方法を提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
（請求項１ないし請求項１０）
図１は、請求項１ないし請求項７に記載の発明の原理構成を示す図である。
【００２２】
図１において、請求項１に記載の発明では、ＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力するＡＯＴＦ１６を複数段縦続接続する際の駆動方法において、周波数の異なる複数のＲＦ信号を複数のグループに分け、このグループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成し、グループごとのこれら合波ＲＦ信号を分け複数のＡＯＴＦ１６にそれぞれ分配する過程で、出力特定の時間的な変動を抑制するように、分配先となるＡＯＴＦ１６ごとに異なる位相のビートを生じさせる位相を、分配された合波ＲＦ信号に含まれる全てのＲＦ信号成分に一括して与える位相調整を行う。
【００２３】
図１において、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のＡＯＴＦ１６の駆動方法において、複数のＡＯＴＦ１６のそれぞれに供給される、分配されたこれら合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数のＡＯＴＦ１６間におけるビートの位相差が複数のＡＯＴＦ１６の段数で１８０度を割った値になるように調整される。
【００２４】
図１において、請求項３に記載の発明では、請求項１に記載のＡＯＴＦ１６の駆動方法において、グループ分けは、複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に番号を複数のＡＯＴＦ１６の段数で割った剰余別に分ける。
図１において、請求項４に記載の発明では、ＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力する縦続に接続された複数のＡＯＴＦ１６と、ＲＦ信号を発生する複数の信号発生手段１１と、信号発生手段１１で発生する互いに周波数の異なるＲＦ信号を複数のグループに分けて、グループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成する合波手段１２と、グループごとの合波ＲＦ信号を分け複数のＡＯＴＦ１６にそれぞれ供給する分配手段１３と、出力特定の時間的な変動を抑制するように、複数のＡＯＴＦ１６に生じる複数のＲＦ信号のビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相となるようにグループごとの合波ＲＦ信号の位相を調整する位相調整手段１４とを備えて構成される。
【００２５】
図１において、請求項５に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにおいて、位相調整手段１４における、分配された合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数のＡＯＴＦ１６間におけるビートの位相差が複数のＡＯＴＦ１６の段数で１８０度を割った値になるように調整されることで構成される。
図１において、請求項６に記載の発明では、第１合波手段１２におけるグループ分けは、複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に番号を複数のＡＯＴＦ１６の段数で割った剰余別に分けることで構成する。
【００２６】
図１において、請求項７に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにおいて、複数のＡＯＴＦのそれぞれに供給するために、各グループから位相調整手段１４で位相を調整された各合波ＲＦ信号を１つずつ集めて合波する第２合波手段１５を設け、第２合波手段１５は、１つずつ集められた合波ＲＦ信号のそれぞれのパワーを調整した後に合波することで構成される。
【００２７】
請求項８に記載の発明では、光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載のＡＯＴＦと、ＡＯＴＦで分岐される光信号を受信・処理する光受信手段と、ＡＯＴＦで挿入される光信号を生成する光送信手段とを備えることで構成される。
【００２８】
請求項９に記載の発明では、光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、波長分割多重方式光信号を２つに分配する光分岐手段と、光分岐手段で分配された一方に波長分割多重方式光信号から光分岐・挿入装置で分岐すべき光信号を受信・処理する光受信手段と、光分岐手段で分配された他方に波長分割多重方式光信号から、光受信手段で受信・処理される光信号を除去する請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載のＡＯＴＦと、光分岐・挿入装置で挿入されるべき光信号を生成する光送信手段と、ＡＯＴＦからの波長分割多重方式光信号と前記光送信手段からの光信号とを波長多重する光多重手段とを備えて構成される。
【００２９】
請求項１０に記載の発明では、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号を生成する光送信装置と、光送信装置からの波長分割多重方式光信号を伝送する光伝送路と、光伝送路からの波長分割多重方式光信号を受信処理する光受信装置とを備える光通信システムにおいて、光伝送路を伝送する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する請求項８または請求項９に記載の光分岐・挿入装置をさらに備えて構成される。
【００３０】
ＡＯＴＦによって選択的に出力される光のパワーが時間的に変動することを防止するために、［従来の技術］の欄で記載したように、１個のＡＯＴＦにかかる複数のＲＦ信号により生じるビートの位相が複数のＡＯＴＦ間で異なる位相になるように、ＲＦ信号は、ＡＯＴＦの段数に分配され、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整して複数のＡＯＴＦのそれぞれに印加される。
【００３１】
このような請求項１ないし請求項１０に記載の発明では、複数のＲＦ信号の中には分配された各ＲＦ信号の位相が同じように調整されるＲＦ信号があることから、この位相が同じように調整されるＲＦ信号同士を予め１つのグループにまとめて、このグループ内のＲＦ信号を一括してＡＯＴＦの段数に従って分配し、この分配された各ＲＦ信号を一括して位相を調整する。このため、ＲＦ信号を個々にＡＯＴＦの段数に分配して、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整する場合に較べ、位相調整手段１４の個数を格段に少なくすることができる。
【００３２】
例えば、３段に縦続に接続されたＡＯＴＦが４４波の波長の異なる光を選択的に出力することができる場合において、［従来の技術］の欄で記載したように、個別にＲＦ信号を分配して位相を調整する場合では、位相調整手段は、４４×３＝１３２個必要であるが、請求項１ないし請求項１１に記載の発明では、３×３＝９個で充分である。
【００３３】
また、ＡＯＴＦによって選択的に出力される光のパワーは、ＲＦ信号のパワーに依存するが、特に、請求項７に記載の発明では、第２合波手段１５で集められた各ＲＦ信号のパワーを等しくした後に合波するので、ＡＯＴＦから出力される各波長の光のパワーを等しくすることができる。
（請求項１１ないし請求項１２）
【００３４】
請求項１１に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにこのＡＯＴＦによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、増設される波長が複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた番号の最小番号より１つ小さい番号になるように増設する第１ステップと、最小番号より１つ小さい該号を複数のＡＯＴＦの段数で割った剰余に従って増設される波長に対応するＲＦ信号を前記グループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えて構成される。
【００３５】
請求項１２に記載の発明では、請求項４に記載のＡＯＴＦにこのＡＯＴＦによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、増設される波長が複数のＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた番号の最大番号より１つ大きい番号になるように増設する第１ステップと、最大番号より１つ大きい番号を複数のＡＯＴＦの段数で割った剰余に従って増設される波長に対応するＲＦ信号をグループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えて構成される。
【００３６】
このような請求項１１ないし請求項１２に記載の発明では、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を増設する場合に、増設される波長に対応して増設されるＲＦ信号は、既存のいずれかのグループに所属させるので、位相調整手段を新たに増設する必要がない。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における実施の形態を説明する。
【００３８】
（第１の実施形態の構成）
第１の実施形態は、請求項１ないし請求項８、および、請求項１０に記載の発明に対応する光通信システムである。
図２は、第１の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
図３は、第１の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【００３９】
図４は、第１の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
図５は、第１の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。図５の縦軸は、弾性表面波の強度であり、横軸は、ＩＤＴを基準点とした距離である。
図２において、光通信システムは、１６波のＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置１０１と、光送信装置１０１から射出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路１０２と、光伝送路１０２を伝送するＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入するＯＡＤＭ１０４と、伝送されたＷＤＭ方式光信号が入射され、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置１０５とから構成される。さらに、この光通信システムには、光伝送路１０２間において、光伝送路１０２における伝送損失を補う光中継装置１０３が接続される。なお、このＯＡＤＭ１０４および光中継装置１０３は、光伝送路１０２間に各１個ずつ接続される場合に限らず、必要に応じて複数個が設けられる場合もある。
【００４０】
光送信装置１０１は、例えば、ＷＤＭ方式光信号の各チャネルの光信号を生成する複数の光送信器（以下、「ＯＳ」と略記する。）１１１-1〜１１１-16 と、これらＯＳ１１１-1〜１１１-16 からの光信号を波長多重する光マルチプレクサ（以下、「ＭＵＸ」と略記する。）１１２とを備えて構成される。ＯＳ１１１の個数は、ＷＤＭ方式光信号のチャネル数に合わせた個数であり、本実施形態においては、１６個である。後述される光受信器１１６の個数についても、同様である。
【００４１】
さらに、ＯＳ１１１は、例えば、所定の波長でレーザ光を発振する半導体レーザと、入射されたこのレーザ光を送信すべき情報で変調するマッハツェンダ干渉型光変調器などの外部変調器とから構成することができる。ＭＵＸ１１２としては、例えば、干渉フィルタの１つである誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路格子形光合分波器（arrayed waveguide grating ）などを利用することができる。
【００４２】
光伝送路１０２は、光ファイバであり、１．３μｍ帯零分散シングルモードファイバや１．５μ帯分散シフトファイバなどの各種の光ファイバを利用することができる。
ＯＡＤＭ１０４の構成については、後述する。
光受信装置１０５は、例えば、光デマルチプレクサ（以下、「ＤＥＭＵＸ」と略記する。）１１５と光受信器（以下、「ＯＲ」と略記する。）１１６-1〜１１６-16 とを備えて構成される。光伝送路１０２から光受信装置１０５に入射されたＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸ１１５でチャネルごとの光信号に波長分離される。分離された各チャネルの光信号は、ホトダイオードや復調器などからなるＯＲ１１６-1〜１１６-16 にそれぞれ入射され、受信・処理される。
【００４３】
光増幅装置１０３は、例えば、エルビウム添加光ファイバと励起光源などから構成されるエルビウム添加光ファイバ増幅器を備えて構成される。エルビウム添加光ファイバは、励起光源からエネルギーを供給されることによって反転分布を形成し、この状態で増幅すべきＷＤＭ方式光信号が入射されると誘導放射を引き起こし、ＷＤＭ方式光信号を増幅する。なお、光増幅装置１０３の増幅帯域は、ＷＤＭ方式光信号の波長帯域に合わせて決定され、増幅帯域は、光ファイバに添加される希土類元素の種類および励起光源の励起波長などに依存する。例えば、１．４８μｍまたは０．９８μｍを励起波長とするエルビウム添加光ファイバ増幅器は、１．５５μｍ帯を増幅することができる。
【００４４】
次に、ＯＡＤＭ１０４の構成について説明する。
ＯＡＤＭ１０４は、ＡＯＴＦを２段構成とし、各ＡＯＴＦにおける弾性表面波のビートの位相を９０度ずらした構成である。この構成により、ＡＯＴＦにおける透過光信号のパワー、挿入光信号のパワーおよび分岐光信号のパワーの時間的な変動を抑制する。
【００４５】
図３において、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4を駆動するＲＦ信号は、発振器１２１によって発生し、ＡＯＴＦが２段に縦続接続されていることから、２つのグループに分けられる。
発振器１２１の個数は、このＯＡＤＭ１０４で分岐・挿入することができるチャネル数に合わせた個数であり、本実施形態では、１６チャネルを分岐・挿入することから１６個が用意される。そして、各発振器１２１-1〜１２１-16 の発振周波数ｆ1 〜ｆ16は、ＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数にそれぞれ設定される。例えば、発振器１２１-1は、チャネル１の光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数ｆ1 に設定され、発振器１２１-2は、チャネル２の光信号の偏光状態を第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で回転させる周波数ｆ2 に設定される。
【００４６】
より具体的には、チャネル１の光信号が波長１．５４６８μｍに設定されている場合には、発振器１２１-1の発振周波数ｆ1 は、１７６．９７８ＭＨｚに設定され、チャネル２の光信号が波長１．５４６４μｍに設定されている場合には、発振器１２１-2の発振周波数ｆ2 は、１７６．７９５ＭＨｚに設定される。なお、ＡＯＴＦを駆動する周波数とこの周波数によって偏光状態が回転する光の波長との関係は、ほぼ１次関数で表すことができる。
【００４７】
発振周波数ｆ1 〜ｆ16のグループ分けは、この中で周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付した場合に、奇数番号の周波数ｆ1 、ｆ3 、・・・ｆ13、ｆ15を第１グループに、偶数番号の周波数ｆ2 、ｆ4 、・・・ｆ14、ｆ16を第２グループに分ける。
第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号は、ＲＦ信号を合波する合波器１２２-1に入力される。合波された合波ＲＦ信号は、分波器１２３-1に入力される。分波器１２３-1は、この合波ＲＦ信号を２つに分配する。したがって、分配された各合波ＲＦ信号は、同一周波数成分を含む信号である。分配された一方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ11に調整する位相器１２４-1に入力され、分配された他方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ12に調整する位相器１２４-2に入力される。図４に示すように、これら位相器１２４-1、１２４-2は、φ12−φ11＝０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００４８】
位相器１２４-1からの合波ＲＦ信号は、減衰器（以下、「ＡＴＴ」と略記する。）１３８-1でパワーを調整され、合波器１２５-1に入力される。そして、位相器１２４-2からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-2でパワーを調整され、合波器１２５-2に入力される。
一方、第２グループに属する各周波数は、合波器１２２-2に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１２３-2に入力される。分波器１２３-2は、この合波ＲＦ信号を２つに分配する。分配された一方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ21に調整する位相器１２４-3に入力され、分配された他方の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ22に調整する位相器１２４-4に入力される。図４に示すように、これら位相器１２４-3、１２４-4は、φ22−φ21＝１８０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。なお、φ22−φ21＝−１８０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整してもよい。
【００４９】
位相器１２４-3からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-3でパワーを調整され、合波器１２５-1に入力される。そして、位相器１２４-4からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１３８-4でパワーを調整され、合波器１２５-2に入力される。
これらＡＴＴ１３８-1〜１３８-4の減衰量は、各ＡＴＴ１３８-1〜１３８-4から出力されるこれら合波ＲＦ信号パワーが互いに等しくなるように設定される。
【００５０】
ここで、第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１２２-1に入力するか否かおよび第２グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１２２-2に入力するか否かは、このＯＡＤＭ１０４で分岐・挿入すべきチャネルに合わせて設定される。例えば、このＯＡＤＭ１０４で１〜６チャネルを分岐・挿入する場合には、第１グループに属する周波数ｆ1 、ｆ3 、ｆ5 の各ＲＦ信号が合波器１２２-1に入力され、第２グループに属する周波数ｆ2 、ｆ4 、ｆ6 の各ＲＦ信号が合波器１２２-2に入力される。そして、この合波器１２２-1、１２２-2に入力されるＲＦ信号のオン・オフは、各発振器１２１-1〜１２１-16 をオン・オフすることによって、または、各発振器１２１-1〜１２１-16 と合波器１２２-1、１２２-2との間にスイッチを設けてこのスイッチをオン・オフすることなどによって実現することができる。
【００５１】
合波器１２５-1は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1内のＩＤＴおよび第２ＡＯＴＦ１２７-2内のＩＤＴに印加され、各ＡＯＴＦ１２７-1、１２７-2で弾性表面波を発生させる。
合波器１２５-2は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3内のＩＤＴおよび第４ＡＯＴＦ１２７-4内のＩＤＴに印加され、各ＡＯＴＦ１２７-3、１２７-4で弾性表面波を発生させる。
【００５２】
これら第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4は、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その構成の説明を省略する。
また、前段の光中継装置１０３またはＯＡＤＭ１０４から光伝送路１０２を介して伝送されたＷＤＭ方式光信号は、このＯＡＤＭ１０４内の光増幅器１２６に入射される。光増幅器１２６は、光伝送路１０２で生じた伝送損失を補償するプリアンプであり、例えば、希土類元素添加光ファイバ増幅器が使用される。
【００５３】
光増幅器１２６で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、このＷＤＭ方式光信号の各チャンネルの光信号のうち、合波器１２５-1からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。上述の例では、１〜６チャネルの光信号は、ポートＰdrに射出され、７〜１６チャネルの光信号は、ポートＰthに射出される。
【００５４】
第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrからの光信号は、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰinに入射される。入射された信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第４ＡＯＴＦ１２７-4で偏光状態を回転されてポートＰdrに射出される。
この際に、合波器１２５-2によって第４ＡＯＴＦ１２７-4に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第１ＡＯＴＦ１２７-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられて第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrから射出される光信号に関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出され第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰinに入射されたとしても、第４ＡＯＴＦ１２７-4で減衰のかかるタイミングがずれるので、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrから射出される光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。上述の例では、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrから射出される１〜６チャネルに関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出されたとしても、第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrから射出される１〜６チャネルの光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。
【００５５】
第４ＡＯＴＦ１２７-4のポートＰdrからの光信号は、このＯＡＤＭ１０４における分岐光信号として、プリアンプである光増幅器１３４に入射される。増幅された分岐光信号は、光受信装置１３５に入射される。光受信装置１３５は、例えば、ＤＥＭＵＸと各チャネルごとに設けられたＯＲとを備えて構成される。分岐光信号は、ＤＥＭＵＸでチャネルごとに波長分離され、波長分離された各チャネルは、チャネルに対応するＯＲで受信・処理される。上述の例では、１〜６チャネルの分岐光信号が、光受信装置１３５で受信・処理される。
【００５６】
また、このＯＡＤＭ１０４で挿入すべき挿入光信号は、光送信装置１３１で生成され、光増幅器１３２を介して第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰadに入射される。
光送信装置１３１は、例えば、各チャネルごとに設けられたＯＳとＭＵＸとを備えて構成される。挿入すべき光信号は、ＯＳで生成されてＭＵＸで波長多重され、挿入光信号として光送信装置１３１から射出される。上述の例では、１〜６チャネルの挿入光信号が、光送信装置１３１で生成される。
【００５７】
第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰadに入射された挿入光信号は、合波器１２５-1からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第２ＡＯＴＦ１２７-2で偏光状態を回転されてポートＰthに射出され、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射される。この入射された挿入光信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループのＲＦ信号によって第３ＡＯＴＦ１２７-3で偏光状態を回転されてポートＰthに射出される。
【００５８】
この際に、合波器１２５-2によって第３ＡＯＴＦ１２７-3に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第２ＡＯＴＦ１２７-2に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第２ＡＯＴＦ１２７-2に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられて第２ＡＯＴＦ１２７-2のポートＰthから射出される光信号に関し、少し減衰のかかった状態と全く減衰のかからなかった状態とが射出され第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射されたとしても、第３ＡＯＴＦ１２７-3で減衰のかかるタイミングがずれるので、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される光信号は、時間的にほぼ一定パワーの出力を得ることができる。
【００５９】
一方、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthからの光信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射される。入射された光信号は、合波器１２５-2からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されて第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００６０】
この際に、合波器１２５-2によって第３ＡＯＴＦ１２７-3に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１２７-1に印加される第２グループに属するＲＦ信号の位相に対して１８０度ずれた位相のＲＦ信号である。このため、第１ＡＯＴＦ１２７-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられてポートＰdrから射出されることによってＷＤＭ方式光信号から削除される光信号に関し、充分に削除された状態と充分に削除されなかった状態とが第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthから射出され第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射されたとしても、第３ＡＯＴＦ１２７-3で削除されるタイミングがずれるので、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が充分に削除されたＷＤＭ方式光信号が、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される。そして、この削除される光信号の減衰量（リジェクションレベル）は、時間的にほぼ一定である。
【００６１】
このように第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射された光信号とポートＰadに入射された挿入光信号とは、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰthから射出される。すなわち、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinに入射された光信号は、第３ＡＯＴＦ１２７-3でポートＰadに入射された挿入光信号が挿入されて、新たなＷＤＭ方式光信号として、ポートＰthから射出される。
【００６２】
射出されたＷＤＭ方式光信号は、ポストアンプである光増幅器１２８で増幅されて、光伝送路１０２に送出される。
このように構成される第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4において、透過光信号に対する２段構成は、第１ＡＯＴＦ１２７-1および第３ＡＯＴＦ１２７-3の２段構成が対応し、分岐光信号に対する２段構成は、第１ＡＯＴＦ１２７-1および第４ＡＯＴＦ１２７-4の２段構成が対応し、挿入光信号に対する２段構成は、第２ＡＯＴＦ１２７-2および第３ＡＯＴＦ１２７-3の２段構成が対応する。
【００６３】
（本発明と第１の実施形態との対応関係）
請求項１ないし請求項３に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタは、ＡＯＴＦ１２７に対応する。
請求項４ないし請求項７に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、ＡＯＴＦはＡＯＴＦ１２７に対応し、信号発生手段は信号源１２１に対応し、第１合波手段は合波器１２２に対応し、分岐手段は分波器１２３に対応し、位相調整手段は位相器１２４に対応し、第２合波手段は合波器１２５に対応する。特に、請求項７に記載の発明にかかる第２合波手段は、ＡＴＴ１３８および合波器１２５に対応する。
【００６４】
請求項８に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１２７、信号源１２１、合波器１２２、１２５、分波器１２３、位相器１２４および合波器１２５に対応し、光受信手段は光受信器１３５に対応し、光送信手段は光送信器１３１に対応する。
請求項１０に記載の発明と第１の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信装置１０１に対応し、光伝送路は光伝送路１０２に対応し、光受信装置は光受信装置１０５に対応し、光分岐・挿入装置はＯＡＤＭ１０４に対応する。
【００６５】
（第１の実施形態の作用効果）
互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号が１個のＡＯＴＦに印加されることによってＡＯＴＦで選択的に出力される光のパワーに生じる変動を抑制するために、各ＲＦ信号は、２段に縦続接続されるＡＯＴＦのそれぞれに印加されるために２つに分配され、分配されたＲＦ信号のそれぞれの位相が調整される。
【００６６】
第１の実施形態における２段に縦続接続されるＡＯＴＦでは、各ＲＦ信号は、分配されて調整される位相が同一になる信号同士をグループ分けされる。すなわち、各ＲＦ信号は、位相差をφ12−φ11＝０度とするＲＦ信号のグループである第１グループと位相差をφ22−φ21＝１８０度とするＲＦ信号のグループである第２グループとに分けられる。
【００６７】
そして、第１グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１２４-1、１２４-2で一括して位相をφ12−φ11＝０度となるように調整される。第２グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１２４-3、１２４-4で一括して位相をφ22−φ21＝１８０度となるように調整される。
このため、各ＲＦ信号を個々に２つに分配して位相を調整する場合よりも、位相器の個数を格段に減少することができる。より具体的には、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合では、位相器が１６×２＝３２個必要であるが、第１の実施形態の場合では、２×２＝４個で充分である。
【００６８】
しかも、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4に印加される各ＲＦ信号が、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合と第１の実施形態の場合とで同一であるから、弾性表面波は、図５に示すように、前段のＡＯＴＦ１２７-1、１２７-2のビートＳ1 、Ｓ2 を打ち消すように後段のＡＯＴＦ１２７-3、１２７-4にビートＳ3 、Ｓ4 が生じる。このため、第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4における透過光信号、挿入光信号および分岐光信号は、それぞれのパワーにおける時間的な変動が抑制される。ここで、Ｓ1 、Ｓ3 のビート間位相差およびＳ2 、Ｓ4 のビート間位相差は、ともに９０度である。
【００６９】
例えば、第１および第３ＡＯＴＦ１２７-1、１２７-3によってＷＤＭ方式光信号から得られる透過光信号は、図５に示すようにこれらのＡＯＴＦ１２７-1、１２７-3で生じる弾性表面波のビートがそれぞれＳ1 、Ｓ3 となるので、透過光信号のパワーにおける時間的な変動がほぼ生じなくなる。
さらに、各合波器１２５-1、１２５-2に入力される各位相器１２４-1〜１２４-4からの各合波ＲＦ信号は、これらのパワーが互いに等しくなるようにＡＴＴ１３８-1〜１３８-4で調整される。このため、各ＲＦ信号によって第１ないし第４ＡＯＴＦ１２７-1〜１２７-4で選択的に出力される各光が、各ＲＦ信号によって偏光状態を同一の回転量だけ回転されるので、これらの光のパワーは、ほぼ同一になる。
【００７０】
ここで、第１の実施形態の効果をより具体的に検証するために行ったシミュレーション結果について説明する。
シミュレーションは、従来の駆動方法による選択特性である図１５と対比するため、第１の実施形態において４波を選択する場合について行った。
すなわち、図３に示す第１の実施形態において、４波を選択するために発振器１２１-1〜１２１-4が用意され、発振器１２１-1、１２１-3は、第１グループとして合波器１２２-1に接続され、発振器１２１-2、１２１-4は、第２グループとして合波器１２２-2に接続される。
【００７１】
図６は、このような第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ3 を第１グループに、ｆ2 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
なお、図６において、シミュレーションに直接関係のない構成については、その記載を省略し、その説明も省略する。
【００７２】
この構成において、図１５の場合と同様に選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
図７は、図６に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【００７３】
図７の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
図７に示すように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、約−１８ｄＢである。この結果は、図１５と対比すると分かるように、従来の駆動方法に較べてサイドローブが抑圧されており、選択特性は、従来の駆動方法に較べて良好である。
【００７４】
さらに、第１の実施形態において、グループ分けは、奇数番号の周波数を第１グループに割り振り、偶数番号の周波数を第２グループに割り振ったが、これに限定されるものではない。例えば、単純に発振周波数の中央で２つに分ける分け方でもよい。より具体的には、第１の実施形態のように周波数が発振周波数ｆ1 〜ｆ16の１６個である場合では、周波数ｆ1 〜ｆ8 を第１グループに割り振り、周波数ｆ9 〜ｆ16を第２グループに割り振ってもよい。
【００７５】
このようなグループ分けによる効果についてもシミュレーションした。上述と同様に、シミュレーションは、従来の駆動方法による選択特性である図１５と対比するため、第１の実施形態において４波を選択する場合について行った。
すなわち、図３に示す第１の実施形態において、４波を選択するために発振器１２１-1〜１２１-4が用意され、発振器１２１-1、１２１-2は、第１グループとして合波器１２２-1に接続され、発振器１２１-3、１２１-4は、第２グループとして合波器１２２-2に接続される。
【００７６】
図８は、第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ2 を第１グループに、ｆ3 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
なお、図８において、シミュレーションに直接関係のない構成については、その記載を省略し、その説明も省略する。
この構成においても、図１５の場合と同様に選択される４波の波長を１５４５．６ｎｍ、１５４７．２ｎｍ、１５４８．８ｎｍおよび１５５０．４ｎｍとし、ＡＯＴＦにおける作用長を４３．１ｍｍとしてシミュレーションした。
【００７７】
図９は、図８に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
図９の縦軸は、デシベル（ｄＢ）単位で示す透過率であり、その横軸は、ｎｍ単位で示す波長である。
図９に示すように、１５４５．６ｎｍより短波長側の最初のサイドローブおよび１５５０．４ｎｍより長波長側の最初のサイドローブは、約−１４ｄＢである。この結果は、図１５と対比すると分かるように、従来の駆動方法に較べてサイドローブが抑圧されており、選択特性は、従来の駆動方法に較べて良好である。
【００７８】
また、図７と図９を対比すると分かるように、図７の方がよりサイドローブが抑圧されている。つまり、周波数が隣接するＲＦ信号（隣接するチャネルを選択するＲＦ信号同士）は、同一グループに含まないようにする方が、選択特性は、良好である。この原因は、ビートが一般に隣接する周波数同士が一番大きくなること、および、ＲＦ信号の間隔である２００ｋＨｚの整数倍のビートが発生しているが、図６に示すように発振器１２１を偶奇でグループ分けすることによって２００ｋＨｚのビートが打ち消し合うことなどであると考えられる。
【００７９】
一方、前述したように本発明では、位相器の個数を図１６に示す駆動方法に較べ格段に減少することができるが、より簡易な構成として図１０に示す構成を考えることができる。
図１０は、一括して位相を調整する場合の構成を示す図である。
図１０において、発振器１２１-1〜１２１-4で発生するＲＦ信号は、合波器１６１で合波される。合波されたＲＦ信号は、分配器１６２で２つに分配される。すなわち、分配された個々のＲＦ信号は、周波数ｆ1 〜ｆ4 を含むＲＦ信号である。この分配された一方のＲＦ信号は、位相器１６３-1で位相φ1 に調整されて第１ＡＯＴＦ１２７-1および第２ＡＯＴＦ１２７-2に供給される。この分配された他方のＲＦ信号は、位相器１６３-2で位相φ2 に調整されて第３ＡＯＴＦ１２７-3および第４ＡＯＴＦ１２７-4に供給される。位相差は、｜φ1 −φ2 ｜＝１８０度である。
【００８０】
なお、他の構成については、図３を用いて説明した前述の記載と同様であるので、その説明を省略する。
このように一括して位相を調整する場合では、その構成を単純にすることができる。
【００８１】
一方、図６および図８に示す構成では、位相器１２４は、同様にインピーダンス５０Ωの同軸ケーブルで構成した場合、その長さが６０ｃｍになるため製品化が容易である。ここで、上述の計算において、各周波数は、波長１．６ｎｍ間隔で光を選択することができるようにするため２００ｋＨｚ間隔である、ｆ1 ＝１７０ＭＨｚ、ｆ2 ＝１７０．２ＭＨｚ、ｆ3 ＝１７０．４ＭＨｚおよびｆ4 ＝１７０．６ＭＨｚとした。
【００８２】
なお、第１の実施形態においては、ＡＯＴＦを２段に縦続に接続することで、ＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入・透過したが、ＡＯＴＦを３段以上に縦続に接続して構成することもできる。この場合において、透過光信号に対しては、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。分岐光信号に対しては、初段のＡＯＴＦと透過光信号に対して縦続接続されるＡＯＴＦにおける初段のＡＯＴＦとを兼用し、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰdrと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。挿入光信号に対しては、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰadとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続し、終段のＡＯＴＦと透過光信号に対して縦続接続されるＡＯＴＦにおける終段のＡＯＴＦとを兼用すればよい。
【００８３】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第２の実施形態は、請求項１ないし請求項７、および、請求項９ないし請求項１３に記載の発明に対応する光通信システムである。
図１１は、第２の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【００８４】
図１２は、第２の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
図１３は、第２の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。図１３の縦軸は、弾性表面波の強度であり、横軸は、ＩＤＴを基準点とした距離である。
第２の実施形態における光通信システムは、第１の実施形態における光通信システムに対し、ＯＡＤＭ１０４に代えてＯＡＤＭ１０６を使用する。すなわち、第２の実施形態における光通信システムは、１６波のＷＤＭ方式光信号を生成する光送信装置１０１と、光送信装置１０１から射出されたＷＤＭ方式光信号を伝送する光伝送路１０２と、光伝送路１０２を伝送するＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を分岐・挿入するＯＡＤＭ１０６と、伝送されたＷＤＭ方式光信号が入射され、ＷＤＭ方式光信号を受信・処理する光受信装置１０５とから構成される。さらに、この光通信システムには、光伝送路１０２間において、光伝送路１０２における伝送損失を補う光中継装置１０３が接続される。なお、このＯＡＤＭ１０４および光中継装置１０３は、光伝送路１０２間に各１個ずつ接続される場合に限らず、必要に応じて複数個が設けられる場合もある。
【００８５】
次に、ＯＡＤＭ１０６の構成について説明する。
ＯＡＤＭ１０６は、ＡＯＴＦを３段構成とし、各ＡＯＴＦにおける弾性表面波のビートの位相を６０度ずらした構成である。この構成により、ＡＯＴＦにおけるリジェクションパワーの時間的な変動を抑制する。
【００８６】
図１１において、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3を駆動するＲＦ信号は、発振器１４１-1〜１４１-16 によって発生し、ＡＯＴＦが３段に縦続接続されていることから、３つのグループに分けられる。
発振器１４１は、このＯＡＤＭ１０６で分岐・挿入することができるチャネル数に合わせ、１６個が用意される。そして、各発振器１４１-1〜１４１-16 の発振周波数ｆ1 〜ｆ16は、ＷＤＭ方式光信号における各チャネルの光信号の偏光状態を第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で回転させる周波数にそれぞれ設定される。
【００８７】
発振周波数ｆ1 〜ｆ16のグループ分けは、この中で周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付した場合に、ＡＯＴＦの段数である３でその番号を割った場合の余りが１である周波数ｆ1 、ｆ4 、ｆ7 、ｆ10、ｆ13、ｆ16を第１グループに、３でその番号を割った場合の余りが２である周波数ｆ2 、ｆ5 、ｆ8 、ｆ11、ｆ14を第２グループに、３でその番号を割った場合の余りが０である周波数ｆ3 、ｆ6 、ｆ9 、ｆ12、ｆ15を第３グループに分ける。
【００８８】
第１グループに属する周波数の各ＲＦ信号は、ＲＦ信号を合波する合波器１４２-1に入力される。合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-1に入力される。分波器１４３-1は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。したがって、分配された各合波ＲＦ信号は、同一周波数成分を含む信号である。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ11に調整する位相器１４４-1に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ12に調整する位相器１４４-2に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ13に調整する位相器１４４-3に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-1〜１４４-3は、φ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度、になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００８９】
位相器１４４-1からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-1でパワーを調整され、合波器１４５-1に入力される。位相器１４４-2からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-2でパワーを調整され、合波器１４５-2に入力される。そして、位相器１４４-3からの合波ＲＦ信号は、ＡＴＴ１５８-3でパワーを調整され、合波器１４５-3に入力される。
【００９０】
また、第２グループに属する各周波数は、合波器１４２-2に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-2に入力される。分波器１４３-2は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ21に調整する位相器１４４-4に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ22に調整する位相器１４４-5に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ23に調整する位相器１４４-6に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-4〜１４４-6は、φ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度（−１２０度）になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００９１】
各位相器１４４-4〜１４４-6からの各合波ＲＦ信号は、各ＡＴＴ１５８-4〜１５８-6でパワーをそれぞれ調整され、各合波器１４５-1〜１４５-3にそれぞれ入力される。
そして、第３グループに属する各周波数は、合波器１４２-3に入力され、合波された合波ＲＦ信号は、分波器１４３-3に入力される。分波器１４３-3は、この合波ＲＦ信号を３つに分配する。分配された第１の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ31に調整する位相器１４４-7に入力され、分配された第２の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ32に調整する位相器１４４-8に入力され、そして、分配された第３の合波ＲＦ信号は、入力された信号の位相をφ33に調整する位相器１４４-9に入力される。図１２に示すように、これら位相器１４４-7〜１４４-9は、φ32−φ31＝２４０度（−１２０度）且つφ33−φ31＝１２０度になるように各合波ＲＦ信号の位相を調整する。
【００９２】
各位相器１４４-7〜１４４-9からの各合波ＲＦ信号は、各ＡＴＴ１５８-7〜１５８-9でパワーをそれぞれ調整され、各合波器１４５-1〜１４５-3にそれぞれ入力される。
これらＡＴＴ１５８-1〜１５８-9の減衰量は、各ＡＴＴ１５８-1〜１５８-9から出力されるこれら合波ＲＦ信号パワーが互いに等しくなるように設定される。
【００９３】
ここで、各グループごとにおいて、当該グループに属する周波数の各ＲＦ信号の中でいずれの周波数のＲＦ信号を合波器１４２-1〜１４２-3に入力するか否かは、このＯＡＤＭ１０６で分岐・挿入する光信号に合わせて設定される。これら合波器１４２-1〜１４２-3に入力されるＲＦ信号のオン・オフは、各発振器１４１-1〜１４１-16 と合波器１４２-1〜１４２との間にスイッチを設けてこのスイッチをオン・オフすることなどによって実現することができる。
【００９４】
合波器１４５-1は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1内のＩＤＴに印加され、第１ＡＯＴＦ１４８-1で弾性表面波を発生させる。合波器１４５-2は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第２ＡＯＴＦ１４８-2内のＩＤＴに印加され、第２ＡＯＴＦ１４８-2で弾性表面波を発生させる。そして、合波器１４５-3は、入力された各合波ＲＦ信号を合波する。合波された合波ＲＦ信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3内のＩＤＴに印加され、第３ＡＯＴＦ１４８-3で弾性表面波を発生させる。
【００９５】
これら第１ＡＯＴＦないし第３ＡＯＴＦは、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その構成の説明を省略する。
また、前段の光中継装置１０３またはＯＡＤＭ１０６から光伝送路１０２を介して伝送されたＷＤＭ方式光信号は、このＯＡＤＭ１０６内の光増幅器１４６に入射される。光増幅器１４６は、光伝送路１０２で生じた伝送損失を補償するプリアンプである。
【００９６】
光増幅器１４６で増幅されたＷＤＭ方式光信号は、入射される光を２つに分配する光分岐器（optical coupler 、以下、「ＣＰＬ」と略記する。）に入射されれる。
分配された一方のＷＤＭ方式光信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、このＷＤＭ方式光信号の各チャンネルの光信号のうち、合波器１４５-1からの第１ないし第３グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００９７】
分配された他方のＷＤＭ方式光信号は、プリアンプである光増幅器１５１で増幅されて光受信装置１５２に入射される。光受信装置１５２は、例えば、ＤＥＭＵＸと各チャネルごとに設けられたＯＲとを備えて構成される。ＷＤＭ方式光信号は、ＤＥＭＵＸでチャネルごとに波長分離され、波長分離された各チャネルは、チャネルに対応するＯＲで受信・処理される。ここで、ＯＲは、このＯＡＤＭ１０６で分岐すべきチャネルに対応するものだけ作動する。
【００９８】
一方、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthからの光信号は、第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinに入射される。入射されたＷＤＭ方式光信号は、合波器１４５-2からの第１ないし第３グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【００９９】
第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰthからの光信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰinに入射される。入射された光信号は、合波器１４５-3からの第１および第２グループの合波ＲＦ信号に含まれる周波数に対応する光信号のみがその偏光状態を回転されてポートＰdrに射出され、それ以外の光信号は、ポートＰthに射出される。
【０１００】
この際に、合波器１４５-2によって第２ＡＯＴＦ１４８-2に印加される第２グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1に印加される第１グループに属するＲＦ信号の位相に対して１２０度ずれた位相のＲＦ信号である。さらに、合波器１４５-3によって第３ＡＯＴＦ１４８-3に印加される第３グループに属するＲＦ信号は、第１ＡＯＴＦ１４８-1に印加される第１グループに属するＲＦ信号の位相に対して２４０度（−１２０度）ずれた位相のＲＦ信号である。
【０１０１】
このため、第１ＡＯＴＦ１４８-1に生じる弾性表面波のビートのために、偏光状態を回転させられてポートＰdrから射出されることによってＷＤＭ方式光信号から削除される光信号に関し、充分に削除された状態と充分に削除されなかった状態とが第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthから射出され第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinに入射されたとしても、第２ＡＯＴＦ１４８-2で削除されるタイミングがずれるので、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が削除されたＷＤＭ方式光信号が、第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰthから射出される。そして、この第２ＡＯＴＦ１４８-2でも削除されなかった光信号は、第３ＡＯＴＦ１４８-3で削除されるタイミングがさらにずれているので、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthから射出される光信号には、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号が充分に削除される。
【０１０２】
したがって、第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰdrに射出されるべき光信号に関し、時間的にほぼ一定の減衰量（リジェクションレベル）が得られるから、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1を透過する透過光信号には、削除すべき光信号をＷＤＭ方式光信号から削除（リジェクト；reject）した光信号が得られる。
こうして、第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthからの所定のチャネルをリジェクトされたＷＤＭ方式光信号は、ＭＵＸ１４９に入射される。
【０１０３】
また、このＯＡＤＭ１０６で挿入すべき挿入光信号は、光送信装置１５４で生成され、光増幅器１５３を介してＭＵＸ１４９に入射される。光送信装置１５４は、例えば、各チャネルごとに設けられたＯＳとＭＵＸとを備えて構成される。挿入すべき光信号は、ＯＳで生成されてＭＵＸで波長多重され、挿入光信号として光送信装置１５４から射出される。
【０１０４】
ＭＵＸ１４９は、これら第３ＡＯＴＦ１４８-3のポートＰthからのＷＤＭ方式光信号と光増幅器１５３からの挿入光信号とを波長多重する。このようにして、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で主光伝送路を伝送するＷＤＭ方式光信号から分岐・挿入されるべきチャネルをリジェクトすることによって、「空き」となったチャネルに挿入光信号が挿入される。
【０１０５】
ＭＵＸ１４９からのＷＤＭ方式光信号は、ポストアンプである光増幅器１５０で増幅されて、光伝送路１０２に送出される。
（本発明と第２の実施形態との対応関係）
請求項１ないし請求項３に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタは、ＡＯＴＦ１４８に対応する。
【０１０６】
請求項４ないし請求項７に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８に対応し、信号発生手段は信号源１４１に対応し、第１合波手段は合波器１４２に対応し、分岐手段は分波器１４３に対応し、位相調整手段は位相器１４４に対応し、第２合波手段は合波器１４５に対応する。特に、請求項７に記載の発明にかかる第２合波手段は、ＡＴＴ１５８および合波器１４５に対応する。
【０１０７】
請求項９に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光分岐手段はＣＰＬ１４７に対応し、光受信手段は光受信器１５２に対応し、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８、信号源１４１、合波器１４２、１４５、分波器１４３および位相器１４４に対応し、光送信手段は光送信器１５４に対応し、光多重手段はＭＵＸ１４９に対応する。
【０１０８】
請求項１０に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、光送信装置は光送信装置１０１に対応し、光伝送路は光伝送路１０２に対応し、光受信装置は光受信装置１０５に対応し、光分岐・挿入装置はＯＡＤＭ１０６に対応する。
請求項１１ないし請求項１２に記載の発明と第２の実施形態との対応関係については、音響光学フィルタはＡＯＴＦ１４８、信号源１４１、合波器１４２、１４５、分波器１４３および位相器１４４に対応する。
【０１０９】
（第２の実施形態の作用効果）
互いに周波数の異なる複数のＲＦ信号が１個のＡＯＴＦに印加されることによってＡＯＴＦで選択的に出力される光のパワーに生じる変動を抑制するために、各ＲＦ信号は、３段に縦続接続されるＡＯＴＦのそれぞれに印加されるために３つに分配され、分配されたＲＦ信号のそれぞれの位相が調整される。
【０１１０】
第２の実施形態における３段に縦続接続されるＡＯＴＦでは、各ＲＦ信号は、分配されて調整される位相が同一になる信号同士をグループ分けされる。すなわち、各ＲＦ信号は、位相差をφ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度とするＲＦ信号のグループである第１グループと、位相差をφ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度とするＲＦ信号のグループである第２グループと、位相差をφ32−φ31＝２４０度且つφ33−φ31＝１２０度とするＲＦ信号のグループである第３グループとに分けられる。
【０１１１】
そして、第１グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-1〜１４４-3で一括して位相をφ12−φ11＝０度且つφ13−φ11＝０度となるように調整される。第２グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-4〜１４４-6で一括して位相をφ22−φ21＝１２０度且つφ23−φ21＝２４０度となるように調整される。第３グループに所属するＲＦ信号は、１つに合波されて、位相器１４４-7〜１４４-9で一括して位相をφ32−φ31＝２４０度且つφ33−φ31＝１２０度となるように調整される。
【０１１２】
このため、各ＲＦ信号を個々に３つに分配して位相を調整する場合よりも、位相器の個数を格段に減少することができる。より具体的には、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合では、位相器が１６×３＝４８個必要であるが、第２の実施形態の場合では、３×３＝９個で充分である。
しかも、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3に印加される各ＲＦ信号が、各ＲＦ信号に対し個々に位相器を設ける場合と第２の実施形態の場合とで同一であるから、弾性表面波は、図１３に示すように、前段のＡＯＴＦ１４８-1のビートＳ1 を打ち消すように中段のＡＯＴＦ１４８-2にビートＳ2 が生じ且つ後段のＡＯＴＦ１４８-3にビートＳ3 が生じる。このため、第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3における透過光信号から削除される光信号は、そのパワーの時間的な変動が抑制される。すなわち、リジェクションレベルは、その時間的な変動が抑制される。ここで、Ｓ1 、Ｓ2 のビート間位相差は、６０度であり、Ｓ1 、Ｓ3 のビート間位相差は、１２０度である。
【０１１３】
さらに、各合波器１４５-1〜１４５-3に入力される各位相器１４４-1〜１２４-9からの各合波ＲＦ信号は、これらのパワーが互いに等しくなるようにＡＴＴ１５８-1〜１５８-9で調整される。このため、各ＲＦ信号によって第１ないし第３ＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3で排除される各光が、各ＲＦ信号によって偏光状態を同一の回転量だけ回転されるので、これらのリジェクションレベルは、ほぼ同一になる。
【０１１４】
なお、第２の実施形態においては、ＡＯＴＦを３段に縦続に接続することで、ＷＤＭ方式光信号からチャネルの光信号を削除したが、ＡＯＴＦを４段以上に縦続に接続して構成することもできる。この場合において、前段のＡＯＴＦにおけるポートＰthと後段のＡＯＴＦにおけるポートＰinとを接続してＡＯＴＦを縦続に接続すればよい。
【０１１５】
一方、このような１６波を削除することができる３段に縦続接続したＡＯＴＦ１４８-1〜１４８-3に新たに削除することができる波長を増設する場合には、次のようにして増設される。
【０１１６】
新たに増設される波長は、チャネル１６に割り当てられている波長よりも長波長側に設定される。新たに増設される波長を削除するＲＦ信号の周波数ｆ17がチャネル１６を削除するＲＦ信号の周波数ｆ16よりも小さいので、周波数ｆ17には、番号１７が割り振られる。この番号１７をＡＯＴＦの段数である３で割ると余りは、２である。このため、周波数ｆ17は、第２グループに所属する。
【０１１７】
したがって、新たに増設される波長を削除するための発振器１４１-17 は、図１１において破線で示すように、第２グループに所属する各発振器１４１からのＲＦ信号を合波する合波器１４２-2に接続される。
増設されたチャネル１７に割り当てられた波長よりも長波長側にチャネル１８をさらに増設する場合には、このチャネル１８を削除するＲＦ信号の周波数ｆ18に番号１８が割り当てられ第３グループに所属することになるので、周波数ｆ18を発振する発振器１４１-18は、合波器１４２-3に接続される。
【０１１８】
また、新たに増設される波長がチャネル１に割り当てられている波長よりも短波長側に設定される場合には、新たに増設される波長を削除するＲＦ信号の周波数ｆ0 がチャネル１を削除するＲＦ信号の周波数ｆ1 よりも大きいので、周波数ｆ0 には、番号０が割り振られる。この番号０をＡＯＴＦの段数である３で割ると余りは、０である。このため、周波数ｆ0 は、第３グループに所属する。
【０１１９】
したがって、この場合には、新たに増設される波長を削除するための発振器１４１-0を合波器１４２-3に接続すればよい。
このように新たに増設される波長に対するＲＦ信号を発振する発振器１４１が増設されるので、位相器１４４を増設する必要がない。
なお、第１および第２の実施形態において、ＡＯＴＦは、図１４に示すＡＯＴＦを使用する場合について説明したが、これに限定されるものではない。本発明は、音響光学効果を誘起させるために印加されるＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力するＡＯＴＦに適用することができる。このようなＡＯＴＦでは、複数の光を選択的に出力するために複数のＲＦ信号が印加され、この複数のＲＦ信号は、ＡＯＴＦにビートを発生させるからである。
【０１２０】
図１７は、ＡＯＴＦの他の一例の構成を示す図である。
図１７において、このＡＯＴＦは、圧電性結晶である基板３０１に光導波路３０２、３０３が形成される。これら光導波路３０２、３０３は、互いに２箇所で交叉し、これら交叉する部分にＰＢＳ３０４、３０９が設けられる。そして、これら２つの交叉する部分の間において、２本の光導波路３０２、３０３上に、金属膜のＳＡＷガイド３１０がこれら２本の光導波路３０２、３０３のそれぞれと交叉するように形成される。このＳＡＷガイド３１０には、信号源３０７で発生するＲＦ信号をＩＤＴ３０６に印加することによって発生する弾性表面波（Surface Acoustic Wave ）が伝播する。ＩＤＴ３０６は、基板３０１上にＳＡＷガイド３１０の長尺方向の延長線上に形成される。さらに、弾性表面波を吸収する吸収体３０５、３０８は、これらＳＡＷガイド３１０およびＩＤＴ３０６を挟むように基板３０１上に形成される。
【０１２１】
このＡＯＴＦの作用効果は、図１４に示すＡＯＴＦと同様であるので、その説明を省略する。
そして、第１の実施形態におけるグループ分けは、周波数の最も大きいｆ1 から小さい方へ順に並べて番号を付しグループに分けたが、周波数の最も小さいｆ16から大きい方へ順に並べて番号を付して、奇数番号の周波数ｆ1 、ｆ3 、・・・ｆ13、ｆ15を第１グループに、偶数番号の周波数ｆ2 、ｆ4 、・・・ｆ14、ｆ16を第２グループに分けてもよい。この場合には、周波数の個数が１６個で偶数個なので、各グループに属する周波数は、上述と逆になるが、これによって作用効果に相違は、生じない。第２の実施形態におけるグループ分けについても同様に周波数の最も小さいｆ16から順に番号を付してもよい。
【０１２２】
また、第１および第２の実施形態では、主光伝送路を伝送するＷＤＭ方式光信号からＡＯＴＦ１２７、１４８でチャネルを分岐・リジェクトすることによって、「空き」となったチャネルのすべてに光信号を挿入したが、これに限定されるものではない。「空き」となったチャネルの一部に光信号を挿入してもよい。上述の例では、１〜６チャネルが「空き」と空きとなっているが、１〜６チャネルの一部、例えば、２、４チャネルに光信号を挿入してもよい。また、４〜６チャネルに光信号を挿入してもよい。その組合せは、「空き」となっているチャネルの範囲で任意である。
【０１２３】
さらに、第１および第２の実施形態において、ＡＯＴＦ１２７、１４８を縦続接続する場合に、前段のＡＯＴＦ１２７、１４８で生じる損失を補償するために、光ファイバ増幅器などの光増幅器を介して縦続に接続してもよい。例えば、第１ＡＯＴＦ１２７-1のポートＰthと第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰinとの間に光増幅器を設ける。第１ＡＯＴＦ１４８-1のポートＰthと第２ＡＯＴＦ１４８-2のポートＰinとの間に光増幅器を設ける。
【０１２４】
また、第１および第２の実施形態においては、１６波のＷＤＭ方式光信号の場合について説明したが、これに限定されるものではない。任意の数の光信号を波長多重したＷＤＭ方式光信号について適用することができる。ここで、位相器１２４、１４４の個数は、縦続接続されるＡＯＴＦの段数に依存するので、波長多重される光信号の数が増加しても増加しない。したがって、波長多重される光信号の数が多ければ多いほど、従来のＡＯＴＦの駆動方法による位相器の数に較べ格段に少なくすることができる。
【０１２５】
さらに、第１の実施形態においては、挿入光信号は、ビートよる時間的変動を抑制するために第２ＡＯＴＦ１２７-2を介して、第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射されるようにしたが、第２ＡＯＴＦ１２７-2を介することなく直接第３ＡＯＴＦ１２７-3のポートＰadに入射するようにしてもよい。
【０１２６】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項１０に記載の発明では、複数のＲＦ信号を予めいくつかのグループごとにまとめて、各グループ内のＲＦ信号を一括してＡＯＴＦの段数に従って分配し、この分配された各ＲＦ信号を一括して位相を調整する。このため、ＲＦ信号を個々にＡＯＴＦの段数に分配して、この分配された各ＲＦ信号の位相を調整する場合に較べ、位相器の個数を格段に少なくすることができる。
【０１２７】
したがって、このようなＡＯＴＦおよびＯＡＤＭでは、装置の構造の単純化、構成部品の小数化、小型化、低消費電力化および低価格化などが可能である。
特に、請求項７に記載の発明では、集められた各ＲＦ信号のパワーを等しくした後に合波するので、ＡＯＴＦから出力される各波長の光のパワーを等しくすることができる。
【０１２８】
そして、請求項１１ないし請求項１２に記載の発明では、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を増設する場合でも、増設される光に対応して増設されるＲＦ信号は、既存のいずれかのグループに所属させるので、位相器を新たに増設する必要がない。
したがって、ＡＯＴＦで選択される波長の個数を簡易・迅速に増設することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１ないし請求項７に記載の発明の原理構成を示す図である。
【図２】第１の実施形態における光通信システムの構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【図４】第１の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
【図５】第１の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。
【図６】第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ3 を第１グループに、ｆ2 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
【図７】図６に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】第１の実施形態において４波を選択する場合の構成を示す図である（ｆ1 、ｆ2 を第１グループに、ｆ3 、ｆ4 を第２グループに分けた場合）。
【図９】図８に示す構成における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】一括して位相を調整する場合の構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の光通信システムにおけるＯＡＤＭの構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態における各位相器の位相φを示す図である。
【図１３】第２の実施形態の各ＡＯＴＦにおいて、或る時間の弾性表面波におけるビートの強度分布を示す図である。
【図１４】ＡＯＴＦの一例の構成を示す図である。
【図１５】２個の縦続接続ＡＯＴＦで４波の光を選択する場合における選択特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】ビートの位相がＡＯＴＦ間で異なる位相になるようにＲＦ信号を印加されるＡＯＴＦの構成を示す図である。
【図１７】ＡＯＴＦの他の一例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１ 信号発生手段
１２、１５ 合波手段
１３ 分配手段
１４ 位相調整手段
１６ 音響光学フィルタ
１０１、１３１、１５４ 光送信装置
１０２、光伝送路
１０３ 光中継装置
１０４ 光分岐・挿入装置
１０５、１３５、１５２ 光受信装置
１２１、１４１ 発振器
１２２、１２５、１４２、１４５、１６１ 合波器
１２３、１４３、１６２ 分波器
１２４、１４４、１６３ 位相器
１２７、１４８ 音響光学フィルタ
Claims (12)
- ＲＦ信号に対応した波長の光を選択的に出力する音響光学フィルタを複数段縦続接続する際の駆動方法において、
周波数の異なる複数のＲＦ信号を複数のグループに分け、
前記グループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成し、
前記グループごとの前記合波ＲＦ信号を前記複数の音響光学フィルタの段数に応じて分配し、
前記分配された合波ＲＦ信号それぞれを前記各音響光学フィルタに分配する過程で、出力特定の時間的な変動を抑制するように、分配先となる前記音響光学フィルタごとに異なる位相のビートを生じさせる位相を、前記分配された合波ＲＦ信号に含まれる全てのＲＦ信号成分に一括して与える位相調整を行う
ことを特徴とする音響光学フィルタの駆動方法。 - 複数の前記音響光学フィルタのそれぞれに供給される、分配された前記合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数の前記音響光学フィルタ間におけるビートの位相差が複数の前記音響光学フィルタの段数で１８０度を割った値になるように調整されること
を特徴とする請求項１に記載の音響光学フィルタの駆動方法。 - 前記グループ分けは、複数の前記ＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に該番号を複数の前記音響光学フィルタの段数で割った剰余別に分けること
を特徴とする請求項１に記載の音響光学フィルタの駆動方法。 - ＲＦ信号に対応した波長分割多重された光を選択的に出力する縦続に接続された複数の音響光学フィルタと、
ＲＦ信号を発生する複数の信号発生手段と、
前記信号発生手段で発生する互いに周波数の異なるＲＦ信号を複数のグループに分けて、該グループごとにＲＦ信号を合波して合波ＲＦ信号を生成する合波手段と、
前記グループごとの前記合波ＲＦ信号を分け前記複数の音響光学フィルタにそれぞれ供給する分配手段と、
出力特定の時間的な変動を抑制するように、前記複数の音響光学フィルタに生じる前記複数のＲＦ信号のビートの位相が前記複数の音響光学フィルタ間で異なる位相となるようにグループごとの前記合波ＲＦ信号の位相を調整する位相調整手段とを備えること
を特徴とする音響光学フィルタ。 - 前記位相調整手段における、分配された前記合波ＲＦ信号のそれぞれの位相の調整は、複数の前記音響光学フィルタ間におけるビートの位相差が複数の前記音響光学フィルタの段数で１８０度を割った値になるように調整されること
を特徴とする請求項４に記載の音響光学フィルタ。 - 前記第１合波手段におけるグループ分けは、複数の前記ＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた後に該番号を複数の前記音響光学フィルタの段数で割った剰余別に分けること
を特徴とする請求項４に記載の音響光学フィルタ。 - 複数の前記音響光学フィルタのそれぞれに供給するために、前記各グループから前記位相調整手段で位相を調整された各前記合波ＲＦ信号を１つずつ集めて合波する第２合波手段を設け、前記第２合波手段は、前記１つずつ集められた合波ＲＦ信号のそれぞれのパワーを調整した後に合波すること
を特徴とする請求項４に記載の音響光学フィルタ。 - 光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、
請求項４ないし請求項６のいずれか１項に記載の音響光学フィルタと、
前記音響光学フィルタで分岐される光信号を受信・処理する光受信手段と、
前記音響光学フィルタで挿入される光信号を生成する光送信手段とを備えること
を特徴とする光分岐・挿入装置。 - 光伝送路を伝送する、複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する光分岐・挿入装置において、
前記波長分割多重方式光信号を２つに分配する光分岐手段と、
前記光分岐手段で分配された一方に波長分割多重方式光信号から該光分岐・挿入装置で分岐すべき光信号を受信・処理する光受信手段と、
前記光分岐手段で分配された他方に波長分割多重方式光信号から、前記光受信手段で受信・処理される光信号を除去する請求項４ないし請求項７のいずれか１項に記載の音響光学フィルタと、
該光分岐・挿入装置で挿入されるべき光信号を生成する光送信手段と、
前記音響光学フィルタからの波長分割多重方式光信号と前記光送信手段からの光信号とを波長多重する光多重手段とを備えること
を特徴とする光分岐・挿入装置。 - 複数の光信号を波長多重する波長分割多重方式光信号を生成する光送信装置と、該光送信装置からの波長分割多重方式光信号を伝送する光伝送路と、該光伝送路からの波長分割多重方式光信号を受信処理する光受信装置とを備える光通信システムにおいて、
光伝送路を伝送する前記波長分割多重方式光信号から光信号を分岐・挿入する請求項８または請求項９に記載の光分岐・挿入装置をさらに備えること
を特徴とする光通信システム。 - 請求項４に記載の音響光学フィルタに該音響光学フィルタによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、
増設される前記波長が複数の前記ＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた該番号の最小番号より１つ小さい番号になるように増設する第１ステップと、
最小番号より１つ小さい該番号を複数の前記音響光学フィルタの段数で割った剰余に従って増設される前記波長に対応するＲＦ信号を前記グループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えること
を特徴とする選択波長増設方法。 - 請求項４に記載の音響光学フィルタに該音響光学フィルタによって選択される波長の個数を増設する選択波長増設方法において、
増設される前記波長が複数の前記ＲＦ信号を周波数の小大に応じて順に番号を付けた該番号の最大番号より１つ大きい番号になるように増設する第１ステップと、
最大番号より１つ大きい前記番号を複数の前記音響光学フィルタの段数で割った剰余に従って増設される前記波長に対応するＲＦ信号を前記グループのいずれかに所属させる第２ステップとを備えること
を特徴とする選択波長増設方法。
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