JP4350044B2 - 光スイッチ装置 - Google Patents
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Description
上記課題を解決するために、光信号のスイッチ処理を行う光スイッチ装置が提供される。この光スイッチ装置は、光信号の運用波長間隔の1/2または1/2以下の分波波長差となるような導波路間隔で配列した出力導波路と、前記出力導波路と同じ導波路間隔で少なくとも2本の導波路を配列した入力導波路と、伝搬光に光路差をつける位相差導波路と、前記入力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記位相差導波路へ出力し、前記位相差導波路から伝搬された光に対しては前記入力導波路へ集光する第1のスラブ導波路と、前記位相差導波路から伝搬された光に対しては波長毎に集光して前記出力導波路へ分光し、前記出力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記位相差導波路に出力する第2のスラブ導波路と、から構成される回折格子型導波路と、前記出力導波路の隣接する2本の導波路の同じ波長帯域の異なる情報を任意に選択し、2×2単位のスイッチ処理を行って、前記入力導波路から出力させる光スイッチ処理部と、を備える。
・・・(1)
式(1)からわかるように、ΔλはΔXと比例しているので、式(1)を簡略して書くとΔλ=k・ΔXとなる(kは定数)。したがって、出力導波路の間隔ΔXを調整して、その他のパラメータを一定にしておけば、Δλを任意に構成できる(ΔXを調整することで、Δλを例えば、10nm毎、50nm毎というように波長間隔を変えて分光させることができる)。
なお、光スイッチ処理部20が切り替えを行わない場合には、同一導波路を逆に辿り、入力導波路wga、wgbからそれぞれ入射した波長は、元の入力導波路wga、wgbから出力することになる。
10 回折格子型導波路(AWG)
wga、wgb 入力導波路
wg 出力導波路
SL1、SL2 スラブ導波路
arr1 位相差導波路
20 光スイッチ処理部
Claims (24)
- 光信号のスイッチ処理を行う光スイッチ装置において、
光信号の運用波長間隔の1/2または1/2以下の分波波長差となるような導波路間隔で配列した出力導波路と、前記出力導波路と同じ導波路間隔で少なくとも2本の導波路を配列した入力導波路と、伝搬光に光路差をつける位相差導波路と、前記入力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記位相差導波路へ出力し、前記位相差導波路から伝搬された光に対しては前記入力導波路へ集光する第1のスラブ導波路と、前記位相差導波路から伝搬された光に対しては波長毎に集光して前記出力導波路へ分光し、前記出力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記位相差導波路に出力する第2のスラブ導波路と、から構成される回折格子型導波路と、
前記出力導波路の隣接する2本の導波路の同じ波長帯域の異なる情報を任意に選択し、2×2単位のスイッチ処理を行って、前記入力導波路から出力させる光スイッチ処理部と、
を有することを特徴とする光スイッチ装置。 - 前記入力導波路を2本設置した場合、前記回折格子型導波路は、第1ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の奇数番導波路に分光し、第2ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の偶数番導波路に分光し、前記光スイッチ処理部は、異なるルートの入力導波路から入射した同一波長の奇数番導波路と偶数番導波路との切り替えを行い、前記回折格子型導波路は、奇数番導波路から偶数番導波路へ切り替えられた波長を、偶数番導波路から逆光路を辿って、第2ルートの入力導波路から出力し、偶数番導波路から奇数番導波路へ切り替えられた波長を、奇数番導波路から逆光路を辿って、第1ルートの入力導波路から出力し、前記光スイッチ処理部が切り替えを行わない波長は、同一導波路を逆に辿り、元の第1ルートの入力導波路または第2ルートの入力導波路から出力することを特徴とする請求項1記載の光スイッチ装置。
- 入力ファイバから前記入力導波路へ、前記入力導波路から出力ファイバへ光信号を送出する光サーキュレータをさらに有することを特徴とする請求項1記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、前記出力導波路からの光を分岐部により分岐し、一方に分岐した光は逆光路へ反射させ、他方に分岐した光は隣接する出力導波路側へ反射させて、2×2単位のスイッチ処理を行うことを特徴とする請求項1記載の光スイッチ装置。
- 前記分岐部は、熱光学効果、電気光学効果、音響光学効果、膜沸騰現象のいずれかにより屈折率を変化させて分岐路を設定することを特徴とする請求項4記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、低消費電力で光スイッチ可能な材料で製造し、別個に製造した前記回折格子型導波路と光学的に接続することを特徴とする請求項1記載の光スイッチ装置。
- 光信号のスイッチ処理を行う光スイッチ装置において、
光信号の運用波長間隔の1/2または1/2以下の分波波長差となるような導波路間隔で配列した第1の出力導波路と、前記第1の出力導波路と同じ導波路間隔で少なくとも2本の導波路を配列した第1の入力導波路と、伝搬光に光路差をつける第1の位相差導波路と、前記第1の入力導波路から伝搬された光を拡散して前記第1の位相差導波路に出力する第1のスラブ導波路と、前記第1の位相差導波路から伝搬された光を波長毎に集光して前記第1の出力導波路へ分光する第2のスラブ導波路と、から構成される分波側回折格子型導波路と、
前記第1の出力導波路の隣接する2本の導波路の同じ波長帯域の異なる情報を任意に選択し、2×2単位のスイッチ処理を行う光スイッチ処理部と、
前記第1の出力導波路と同じ導波路間隔及び同じ本数で、前記光スイッチ処理部と接続する第2の入力導波路と、前記第1の出力導波路と同じ導波路間隔で、少なくとも2本の導波路を配列した第2の出力導波路と、伝搬光に光路差をつける第2の位相差導波路と、前記第2の入力導波路から伝搬された波長毎の光を拡散して前記第2の位相差導波路に出力する第3のスラブ導波路と、前記第2の位相差導波路から伝搬された光を前記第2の出力導波路へ集光する第4のスラブ導波路と、から構成される合波側回折格子型導波路と、
を有することを特徴とする光スイッチ装置。 - 前記第1の入力導波路を2本、前記第2の出力導波路を2本設置した場合、前記分波側回折格子型導波路は、第1ルートの第1の入力導波路から入射した波長群を、前記第1の出力導波路の奇数番導波路に分光し、第2ルートの第1の入力導波路から入射した波長群を、前記第1の出力導波路の偶数番導波路に分光し、前記光スイッチ処理部は、異なるルートの入力導波路から入射した同一波長の奇数番導波路と偶数番導波路との切り替えを行い、前記合波側回折格子型導波路は、奇数番導波路から偶数番導波路へ切り替えられた波長を、前記第2の入力導波路の偶数番導波路から第2ルートの第2の出力導波路へ出力し、偶数番導波路から奇数番導波路へ切り替えられた波長を、前記第2の入力導波路の奇数番導波路から第1ルートの第2の出力導波路へ出力し、前記光スイッチ処理部が切り替えを行わない場合、第1ルートの第1の入力導波路から入射した波長は第1ルートの第2の出力導波路へ出力し、第2ルートの第1の入力導波路から入射した波長は第2ルートの第2の出力導波路へ出力することを特徴とする請求項7記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、前記第1の出力導波路からの光を分岐部により分岐し、2×2単位のスイッチ処理を行うことを特徴とする請求項7記載の光スイッチ装置。
- 前記分岐部は、熱光学効果、電気光学効果、音響光学効果、膜沸騰現象のいずれかにより屈折率を変化させて分岐路を設定することを特徴とする請求項9記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、低消費電力で光スイッチ可能な材料で製造し、別個に製造した前記分波側回折格子型導波路と前記合波側回折格子型導波路と光学的に接続することを特徴とする請求項7記載の光スイッチ装置。
- 光信号のスイッチ処理を行う光スイッチ装置において、
光信号の運用波長間隔の1/2または1/2以下の分波波長差となるような導波路間隔で配列した出力導波路と、前記出力導波路と同じ導波路間隔で少なくとも2本の導波路を配列した入力導波路と、伝搬光を回折・反射して反射光を生成する反射型空間的回折格子と、前記入力導波路から伝搬された光に対しては、前記反射型空間的回折格子へ向けて拡散し、前記反射型空間的回折格子からの反射光を波長毎に集光して前記出力導波路へ分光し、かつ前記出力導波路から伝搬された光に対しては、前記反射型空間的回折格子へ向けて拡散し、前記反射型空間的回折格子からの反射光を前記入力導波路へ集光するスラブ導波路と、から構成される分光部と、
前記出力導波路の隣接する2本の導波路の同じ波長帯域の異なる情報を任意に選択し、2×2単位のスイッチ処理を行って、前記入力導波路から出力させる光スイッチ処理部と、
を有することを特徴とする光スイッチ装置。 - 前記入力導波路を2本設置した場合、前記分光部は、第1ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の奇数番導波路に分光し、第2ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の偶数番導波路に分光し、前記光スイッチ処理部は、異なるルートの入力導波路から入射した同一波長の奇数番導波路と偶数番導波路との切り替えを行い、前記分光部は、奇数番導波路から偶数番導波路へ切り替えられた波長を、偶数番導波路から逆光路を辿って、第2ルートの入力導波路から出力し、偶数番導波路から奇数番導波路へ切り替えられた波長を、奇数番導波路から逆光路を辿って、第1ルートの入力導波路から出力し、前記光スイッチ処理部が切り替えを行わない波長は、同一導波路を逆に辿り、元の第1ルートの入力導波路または第2ルートの入力導波路から出力することを特徴とする請求項12記載の光スイッチ装置。
- 入力ファイバから前記入力導波路へ、前記入力導波路から出力ファイバへ光信号を送出する光サーキュレータをさらに有することを特徴とする請求項12記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、前記出力導波路からの光を分岐部により分岐し、一方に分岐した光は逆光路へ反射させ、他方に分岐した光は隣接する出力導波路側へ反射させて、2×2単位のスイッチ処理を行うことを特徴とする請求項12記載の光スイッチ装置。
- 前記分岐部は、熱光学効果、電気光学効果、音響光学効果、膜沸騰現象のいずれかにより屈折率を変化させて分岐路を設定することを特徴とする請求項15記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、低消費電力で光スイッチ可能な材料で製造し、別個に製造した分光装置と光学的に接続することを特徴とする請求項12記載の光スイッチ装置。
- 前記反射型空間的回折格子は、前記スラブ導波路が形成されている同じ基板上に設ける、または前記スラブ導波路が形成されている基板の端面に光学的に接合させることを特徴とする請求項12記載の光スイッチ装置。
- 光信号のスイッチ処理を行う光スイッチ装置において、
光信号の運用波長間隔の1/2または1/2以下の分波波長差となるような導波路間隔で配列した出力導波路と、前記出力導波路と同じ導波路間隔で少なくとも2本の導波路を配列した入力導波路と、伝搬光を回折・透過して透過光を生成する透過型空間的回折格子と、前記入力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記透過型空間的回折格子へ出力し、前記透過型空間的回折格子から伝搬された透過光に対しては前記入力導波路へ集光する第1のスラブ導波路と、前記透過型空間的回折格子から伝搬された透過光に対しては波長毎に集光して前記出力導波路へ分光し、前記出力導波路から伝搬された光に対しては拡散して前記透過型空間的回折格子に出力する第2のスラブ導波路と、から構成される分光部と、
前記出力導波路の隣接する2本の導波路の同じ波長帯域の異なる情報を任意に選択し、2×2単位のスイッチ処理を行って、前記入力導波路から出力させる光スイッチ処理部と、
を有することを特徴とする光スイッチ装置。 - 前記入力導波路を2本設置した場合、前記分光部は、第1ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の奇数番導波路に分光し、第2ルートの入力導波路から入射した波長群を、前記出力導波路の偶数番導波路に分光し、前記光スイッチ処理部は、異なるルートの入力導波路から入射した同一波長の奇数番導波路と偶数番導波路との切り替えを行い、前記分光部は、奇数番導波路から偶数番導波路へ切り替えられた波長を、偶数番導波路から逆光路を辿って、第2ルートの入力導波路から出力し、偶数番導波路から奇数番導波路へ切り替えられた波長を、奇数番導波路から逆光路を辿って、第1ルートの入力導波路から出力し、前記光スイッチ処理部が切り替えを行わない波長は、同一導波路を逆に辿り、元の第1ルートの入力導波路または第2ルートの入力導波路から出力することを特徴とする請求項19記載の光スイッチ装置。
- 入力ファイバから前記入力導波路へ、前記入力導波路から出力ファイバへ光信号を送出する光サーキュレータをさらに有することを特徴とする請求項19記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、前記出力導波路からの光を分岐部により分岐し、一方に分岐した光は逆光路へ反射させ、他方に分岐した光は隣接する出力導波路側へ反射させて、2×2単位のスイッチ処理を行うことを特徴とする請求項19記載の光スイッチ装置。
- 前記分岐部は、熱光学効果、電気光学効果、音響光学効果、膜沸騰現象のいずれかにより屈折率を変化させて分岐路を設定することを特徴とする請求項22記載の光スイッチ装置。
- 前記光スイッチ処理部は、低消費電力で光スイッチ可能な材料で製造し、別個に製造した分光装置と光学的に接続することを特徴とする請求項19記載の光スイッチ装置。
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