JP4513471B2 - 分波装置 - Google Patents
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Description
"Design of a two-dimensional optical wavelength (de)multiplexer," F. Thomas-Dupuis, M. Chateauneuf, M. Menard, and A. G. Kirk, The 2002 International Topical Meeting on Optics in Computing, Taiwan, April 2002. "Two-dimensional wavelength demultiplexing employing multilevel arrayed waveguides," Jianyi Yang, Xiaoqing Jiang, Minghua, Wang and Yuelin Wang, OPTICS EXPRESS vol. 12, No. 6, pp. 1084-1089, 2004.
図1(A)及び(B)を参照して、この発明の分波装置について説明する。図1(A)はこの発明の分波装置の概略的ブロック構成を示す平面図である。図1(B)はこの発明の分波装置の概略的ブロック構成を示す正面図である。以下の説明においては、この発明の第1の形態の分波装置100にn波多重信号が入力されて分波されるものとして説明する。すなわち、第1の形態の分波装置100には、n通りの互いに波長の異なる信号光が合波された多重信号光(1波長に1チャンネルが割り当てられているとすればnチャンネルの多重信号光)が入力されて分波される場合を想定して説明する。ここで、nは自然数である。
図3(A)及び(B)を参照して第1実施例である分波装置120を説明する。図3(A)は分波装置120の平面図であり、図3(B)は分波装置120の正面図である。図3(A)及び(B)いずれの図も、分波装置120の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の重なりの様子等を厳密に描いた断面図ではない。
図4(A)及び(B)を参照して第2実施例である分波装置130を説明する。図4(A)は分波装置130の平面図であり、図4(B)は分波装置130の正面図である。図4(A)及び(B)いずれの図も、分波装置130の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の重なりの様子等を厳密に描いた断面図ではない。
図5(A)及び(B)を参照して第3実施例である分波装置140を説明する。図5(A)は分波装置140の平面図であり、図5(B)は分波装置140の正面図である。図5(A)及び(B)いずれの図も、分波装置140の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の重なりの様子等を厳密に描いた断面図ではない。
図6(A)及び(B)を参照して第4実施例である分波装置150を説明する。図6(A)は分波装置150の平面図であり、図6(B)は分波装置150の正面図である。図6(A)及び(B)いずれの図も、分波装置150の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の重なりの様子等を厳密に描いた断面図ではない。
図7を参照して、この発明の分波装置の動作原理を説明する。図7は、分波装置の出力面のフーリエ変換面(波長分波面)における、光スポットの分布の様子を示す図である。横軸はx軸に平行な方向の面内での偏向角θxを、縦軸はy軸に平行な方向の面内での偏向角θyをそれぞれ示している。x-y軸とは、図1を参照して説明したこの発明の分波装置の第2光分割素子の出力面上に設定したx-y軸である。x軸に平行な方向の面とは、第2光分割素子の出力面と直交し、かつx軸に平行な面を言う。また、y軸に平行な方向の面についても同様である。以後、x軸に平行な方向の面内をx方向、y軸に平行な方向の面内をy方向ということもある。
図9(A)及び(B)を参照して第1光分割素子の他の実施例を説明する。図9(A)は第1光分割素子として平行平板型光導波路210を利用する例であり、図9(B)は第1光分割素子として3次元回折格子230を利用する例である。図9(A)及び(B)いずれの図も、第1光分割素子の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の重なりの様子等を厳密に描いた断面図ではない。
図10(A)及び(B)を参照して第2光分割素子の他の実施例を説明する。図10(A)は第2光分割素子の他の実施例の平面図であり、図10(B)は第2光分割素子の他の実施例の正面図である。図10(A)及び(B)いずれの図も、第2光分割素子の他の実施例の構造及びその機能を説明するために十分な程度に簡略化して描いてあり、各部分の構造等を厳密に描いた断面図ではない。
(x2+y2+Zf 2)1/2+y=(ym 2+Zf 2)1/2+ym であるから、x2+y2+Zf 2=[(ym 2+Zf 2)1/2+ym-y]2、
すなわち、y−ym=-x2/[(ym 2+Zf 2)1/2+ym] (1)
ここで、Zfは第2光分割素子222の出力面222uから集光点Fまでの距離である。
Λ=dL/[nw+y/(y2+Zf 2)1/2] (2)
ただし、ベクトルMmFとベクトルMm+1Fとは同一平面上にあるベクトルである。また、隣接する回折格子の間隔Λは、上述のベクトルMmF及びベクトルMm+1Fを含む面と隣接する回折格子とのそれぞれの交点から交点までの間隔である。
12:第1入力光
14、214:第1出力光群
16:第2出力光群
20、70、80、90、220、222:第2光分割素子
20s:出力面
30:フーリエ変換レンズ
40:波長分波光群受光手段
42:受光ポート
44:光ファイバ
50:アレイ導波路グレーティング(AWG: Arrayed Waveguide Grating)
52:平面導波路
54:導波路アレイ
56:接続手段
58:第1入力ポート
60:平行平板導波路
62、72:基板
74、75:部分反射鏡
84:回折格子
100、120、130、140、150:分波装置
210:平行平板型光導波路
230:3次元回折格子
Claims (10)
- 第1入力ポート、及び1次元状に配列された複数の第1出力ポートからなる第1出力ポート群を有し、
該第1入力ポートに入力される第1入力光を光分割して複数の第1分割光を生成し、該複数の第1分割光のそれぞれに相異なる位相を付加してそれぞれ一対一の関係で前記第1出力ポートに割り当てられる第1出力光群を生成し、該第1出力光群を構成する各第1出力光を、割り当てられた各前記第1出力ポートから出力する第1光分割素子と、
該第1出力ポートから出力される前記第1出力光群を構成する各第1出力光をそれぞれ一対一の関係で入力するよう割り当てられた複数の第2入力ポートからなる第2入力ポート群、及び第2出力光群を出力する出力面を有し、
前記各第2入力ポートに入力される、前記第1出力光と一対一に対応する各第2入力光を、相異なる位相を付加しつつ複数回光分割してそれぞれの光分割ごとに得られる複数の第2分割光を、前記出力面の一方の次元を規定する方向に1次元状に配列された1次元分散点光波源群として生成し、及び
該1次元分散点光波源群が、前記第2入力ポートの数に等しい数だけ前記出力面の他方の次元を規定する方向に並列されて、前記出力面に2次元状に分布された複数の2次元分散点光波源群として第2出力光群を出力する第2光分割素子と、
前記2次元分散点光波源群のフーリエ変換像を構成する、前記第1入力光が波長ごとに分波された複数の波長分波光を波長ごとに一対一に対応させて個別に受光するそれぞれの受光ポートが、2次元配置されて構成された波長分波光群受光手段と
を具えることを特徴とする分波装置。 - 請求項1に記載の分波装置において、更に、フーリエ変換レンズを具えることを特徴とする分波装置。
- 請求項1に記載の分波装置であって、前記第1光分割素子がアレイ導波路グレーティングで形成されることを特徴とする分波装置。
- 請求項1に記載の分波装置であって、前記第2光分割素子が、平行平板導波路の上面に半透明の反射膜をコーティングし、その下面を反射鏡に加工して構成された多モード光導波路デバイスであることを特徴とする分波装置。
- 請求項1に記載の分波装置であって、前記第1光分割素子と前記第2光分割素子とが、モノリシックに形成されていることを特徴とする分波装置。
- 請求項5に記載の分波装置であって、前記第2光分割素子が部分反射鏡を具えていることを特徴とする分波装置。
- 請求項5に記載の分波装置であって、前記第2光分割素子が回折格子を具えていることを特徴とする分波装置。
- 請求項5に記載の分波装置であって、前記第2光分割素子が前記出力面の一方の次元を規定する方向に向いたチャネル型導波路が、前記出力面の他方の次元を規定する方向に並列して複数形成されて構成されていることを特徴とする分波装置。
- 請求項1に記載の分波装置であって、前記第1光分割素子が平行平板型光導波路で形成されることを特徴とする分波装置。
- 請求項1に記載の分波装置であって、前記第2光分割素子が集光回折格子を有することを特徴とする分波装置。
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