JP5471446B2 - Wavelength selective switch, wavelength selective device, and optical module - Google Patents

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Description

本発明は、波長分離合波技術を用いた光ネットワークノードにおいて、特定波長の信号光の合波・分波を行うアド・ドロップ機能や光路の変更を行う波長選択装置、光学モジュール、及び波長選択スイッチに関する。 The present invention provides an optical network node using the wavelength separation multiplexing techniques, the wavelength selection device to change the add-drop function or an optical path for performing multiplexing-demultiplexing of the signal light of a specific wavelength, an optical module,及Beauty wave The long selection switch.

近年の光通信市場におけるトラフィックの急速な増大に伴って、通信速度の向上に加えて、ネットワークの利用効率を上げる技術と波長多重化(WDM:Wavelength Division Multiplexing)の技術が進展している。特に、波長多重化の技術とスイッチング技術とを組み合わせたROADM(Reconfigurable Optical Add/Drop Multiplexer)や、さらに進んだ光クロスコネクトの技術が盛んに研究されている。特に、多重化された光波を分離した後に、任意の組み合わせによって再び多重化して、任意の出力ポートに経路を設定することができる波長選択装置は、光クロスコネクトにおいて中心的な役割を果たす基幹部品である。   Along with the rapid increase in traffic in the optical communication market in recent years, in addition to the improvement in communication speed, a technique for increasing the network utilization efficiency and a wavelength division multiplexing (WDM) technique have been developed. In particular, ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexer) that combines wavelength multiplexing technology and switching technology and advanced optical cross-connect technology are actively studied. In particular, a wavelength selection device that can multiplex multiplexed light waves and then multiplex them again in any combination and set a route to any output port is a key component that plays a central role in optical cross-connects It is.

本発明に関連する構成では、AWG(Arrayed Waveguide Grating)やグレーティングを用いた波長の合分波素子と、平面光回路やMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術を用いた光スイッチとを組み合わせた光機能素子が用いられている。例えば、ROADM機能を有するノード素子としては、16チャンネルのAWGアド・ドロップ・マルチプレクサが提案されている。   In the configuration related to the present invention, an optical function combining a wavelength multiplexing / demultiplexing element using AWG (Arrayed Waveguide Grating) or a grating and an optical switch using a planar optical circuit or MEMS (Micro Electro Mechanical System) technology. An element is used. For example, a 16-channel AWG add / drop multiplexer has been proposed as a node element having a ROADM function.

AWGアド・ドロップ・マルチプレクサについては、K.Okamoto,M.Okuno,A.Himeno and Y.Ohmori,“16−channel optical add/drop multiplexer consisting of arrayed−waveguide gratings and double−gate switches”,Electronics letters 1st August 1996 Vol.32 No.16,pp.1471−1472、に記載されている。このAWGアド・ドロップ・マルチプレクサは、4組のAWGと、マッハツェンダー型2×2TOスイッチとの2種類の構成要素が、同一の光導波路基板上にモノリシック集積されて構成されている。   For AWG add / drop multiplexers, see K.K. Okamoto, M .; Okuno, A .; Himeno and Y.M. Ohmori, “16-channel optical add / drop multiplexer constraining of arrayed-waveguides grafting and double-gate switches”, Electronics letters 1 st. 32 No. 16, pp. 1471-1472. This AWG add / drop multiplexer is constructed by monolithically integrating two types of components, that is, four sets of AWGs and a Mach-Zehnder 2 × 2TO switch on the same optical waveguide substrate.

この例のように、合分波器として、4つのAWGを集積してアド・ドロップ・マルチプレクサとして機能させるためには、各々のAWGの中心波長が一致している必要があり、それぞれのAWGを精密に管理する必要が生じる。一方で、米国特許明細書5414548号では、合波及び分波の機能を1つのAWGに集約することによって、AWGの総数を減らす構成が提案されている。   As shown in this example, in order to integrate four AWGs as add / drop multiplexers and function as add / drop multiplexers, the center wavelengths of the AWGs must match, Need to be managed precisely. On the other hand, US Pat. No. 5,414,548 proposes a configuration that reduces the total number of AWGs by consolidating the multiplexing and demultiplexing functions into one AWG.

上述した、本発明に関連する提案は、1つの典型的な形態であるROADMを示している。しかし、このROADMは、光路を切り換える機能を有しておらず、その機能を別途に付加する場合に、構成が複雑になるという不都合がある。この他の構成として、MEMSスイッチを用いることで同様の機能を有するROADM素子も提案されている。しかしながら、このROADM素子は、内部に可動部分を持っているので、製造コストと信頼性の点から課題が残されている。いずれの提案においても典型的な形態であるROADMが示されており、特定波長の光波の光路に切り換える機能を有しておらず、その機能を別途に付加する場合には、構成が複雑になるという問題点がある。   The proposals related to the present invention described above show one typical form of ROADM. However, this ROADM does not have a function of switching the optical path, and there is a disadvantage that the configuration becomes complicated when the function is added separately. As another configuration, an ROADM element having a similar function by using a MEMS switch has been proposed. However, since this ROADM element has a movable part inside, problems remain in terms of manufacturing cost and reliability. Each proposal shows a typical form of ROADM, which does not have a function of switching to an optical path of a light wave of a specific wavelength, and the configuration becomes complicated when the function is added separately. There is a problem.

上述のように、AWGと光スイッチとを組み合わせることによって、多入力−多出力の波長選択装置を構成する場合には、複数のAWGが必要になるので、これら複数のAWGと光スイッチとを組み合わせることで波長選択装置の構成が複雑になるという問題点がある。   As described above, when a multi-input / multi-output wavelength selection device is configured by combining an AWG and an optical switch, a plurality of AWGs are required. Therefore, the plurality of AWGs and the optical switch are combined. As a result, there is a problem that the configuration of the wavelength selection device becomes complicated.

一方、グレーティングやMEMSミラーを用いた場合には、比較的規模が大きな波長選択スイッチを実現できる可能性がある。しかしながら、この構成の場合には、可動部を有し、かつ、マイクロオプティクスによる実装工程が必要になるので、動作信頼性や製造コストの観点で課題が残されている。したがって、PLC(平面光回路)技術による波長選択スイッチの製造が実現されれば、動作信頼性や製造コストの点で他の方式に比べて優位な光素子を実現することが可能になる。   On the other hand, when a grating or a MEMS mirror is used, there is a possibility that a wavelength selective switch having a relatively large scale can be realized. However, in the case of this configuration, there is a problem from the viewpoint of operation reliability and manufacturing cost because it has a movable part and requires a mounting process using micro-optics. Therefore, if the manufacture of the wavelength selective switch by the PLC (planar optical circuit) technology is realized, it becomes possible to realize an optical element superior to other systems in terms of operation reliability and manufacturing cost.

本発明の目的は、このような視点から低コストで製造可能なPLC技術を用いて上述した課題を解決し、アド・ドロップ機能を有して、多入力−多出力が可能な波長選択装置、光学モジュール、及び波長選択スイッチを提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-described problems using a PLC technology that can be manufactured at low cost from such a viewpoint, and has a wavelength selection device that has an add / drop function and can perform multiple input-multiple output, It is to provide an optical module, an及beauty wavelength selection switch.

また、本発明の波長選択スイッチは、複数の直線状光導波路と、直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の閉ループ状光導波路と、直線状光導波路と閉ループ状光導波路との各交差部に直線状光導波路と閉ループ状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数のリング状光導波路と、各リング状光導波路に設けられリング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の変化手段と、を備える。そして、リング状光導波路は、閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側に配置されている。 Furthermore, wavelength selection switch of the present invention, a plurality of linear optical waveguides, a plurality of closed loop shaped optical waveguide for being arranged to cross the linear optical waveguides for switching the optical path of the signal light of a specific wavelength, linear A plurality of ring-shaped optical waveguides optically coupled to the linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide at each intersection of the optical waveguide and the closed-loop optical waveguide, and a ring provided on each ring-shaped optical waveguide A plurality of changing means for changing the effective refractive index of the optical waveguide. And the ring-shaped optical waveguide is arrange | positioned inside the closed loop which a closed-loop optical waveguide comprises.

また、本発明の第1の波長選択装置は、第1の直線状光導波路と、第1の直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光を合波及び分波するための複数の第2の直線状光導波路と、第1の直線状光導波路と第2の直線状光導波路との各交差部に第1及び第2の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合された複数の第1のリング状光導波路と、各第1のリング状光導波路に設けられ第1のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるための複数の第1の変化手段と、を有する波長フィルタと、
第1の直線状光導波路の端部と光学的に接続された直線状光導波路を含む複数の第3の直線状光導波路と、第3の直線状光導波路に交差して格子状に配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の第4の直線状光導波路と、第3の直線状光導波路と第4の直線状光導波路との各交差部に第3及び第4の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第2のリング状光導波路と、各第2のリング状光導波路に設けられ第2のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の第2の変化手段と、を有する波長選択スイッチと、を備える。
The first wavelength selection device according to the present invention includes a first linear optical waveguide and a plurality of optical waveguides for multiplexing and demultiplexing signal light of a specific wavelength arranged so as to intersect the first linear optical waveguide. And a plurality of optically coupled first and second linear optical waveguides at respective intersections of the second linear optical waveguide and the first linear optical waveguide and the second linear optical waveguide. And a plurality of first changing means for changing the effective refractive index of the first ring-shaped optical waveguide provided in each first ring-shaped optical waveguide. When,
A plurality of third linear optical waveguides including a linear optical waveguide optically connected to the end of the first linear optical waveguide, and arranged in a grid pattern crossing the third linear optical waveguide. A plurality of fourth linear optical waveguides for switching the optical path of signal light of a specific wavelength, and third and fourth straight lines at respective intersections of the third linear optical waveguide and the fourth linear optical waveguide A plurality of second ring-shaped optical waveguides that are optically coupled to the respective optical waveguides, and the effective refractive index of the second ring-shaped optical waveguides provided in each of the second ring-shaped optical waveguides. Therefore, a wavelength selective switch having a plurality of second changing means is provided.

また、本発明の第2の波長選択装置は、複数の第1の直線状光導波路と、第1の直線状光導波路に交差して格子状に配置され特定波長の信号光を合波及び分波するための複数の第2の直線状光導波路と、第1の直線状光導波路と第2の直線状光導波路との各交差部に第1及び第2の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第1のリング状光導波路と、各第1のリング状光導波路に設けられ第1のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるための複数の第1の変化手段と、を有する波長フィルタと、
複数の第1の直線状光導波路の端部にそれぞれ光学的に接続された複数の第3の直線状光導波路と、第3の直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の閉ループ状光導波路と、第3の直線状光導波路と閉ループ状光導波路との各交差部に直線状光導波路と閉ループ状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第2のリング状光導波路と、各第2のリング状光導波路に設けられ第2のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の第2の変化手段と、を有し、第2のリング状光導波路は、閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側に配置されている波長選択スイッチと、を備える。
Further, the second wavelength selection device of the present invention combines a plurality of first linear optical waveguides and signal light of a specific wavelength arranged in a lattice pattern intersecting the first linear optical waveguides. A plurality of second linear optical waveguides for waving, and first and second linear optical waveguides at respective intersections of the first linear optical waveguide and the second linear optical waveguide, respectively. A plurality of first ring-shaped optical waveguides coupled to each other, and a plurality of first ring-shaped optical waveguides provided in each of the first ring-shaped optical waveguides for changing the effective refractive index of the first ring-shaped optical waveguide. A wavelength filter having changing means;
A plurality of third linear optical waveguides that are optically connected to the ends of the plurality of first linear optical waveguides, and a signal light having a specific wavelength disposed across the third linear optical waveguide. A plurality of closed-loop optical waveguides for switching optical paths, and optically coupled to the linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide, respectively, at the intersections of the third linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide. A plurality of second ring-shaped optical waveguides, and a plurality of second change means for changing the effective refractive index of the second ring-shaped optical waveguides provided in each second ring-shaped optical waveguide. The second ring-shaped optical waveguide includes a wavelength selective switch disposed inside the closed loop formed by the closed-loop optical waveguide.

また、本発明の光学モジュールは、上述した本発明の波長選択装置と、リング状光導波路の各変化手段を制御する制御回路と、波長選択装置の温度を調節する温度調節回路と、を備える。   The optical module of the present invention includes the above-described wavelength selection device of the present invention, a control circuit that controls each changing means of the ring-shaped optical waveguide, and a temperature adjustment circuit that adjusts the temperature of the wavelength selection device.

本発明によれば、波長多重信号光における特定波長の信号光に対して分波、光路の切り換え、合波などの一連の機能をリング状光導波路によって行うことができる。また、本発明の波長選択装置によれば、入力された波長多重信号光における特定波長の信号光に対してアド・ドロップを行うのと同時に、この特定波長の信号光を任意の出力ポートに出力するように制御する機能を有し、複数の出力ポートのみならず、複数の入力ポートからのROADM機能及び光路の切り換え機能を実現することができる。   According to the present invention, a ring-shaped optical waveguide can perform a series of functions such as demultiplexing, optical path switching, and multiplexing on signal light of a specific wavelength in wavelength multiplexed signal light. In addition, according to the wavelength selection device of the present invention, at the same time as adding / dropping the signal light of the specific wavelength in the input wavelength multiplexed signal light, the signal light of the specific wavelength is output to an arbitrary output port Thus, the ROADM function and the optical path switching function from not only a plurality of output ports but also a plurality of input ports can be realized.

第1の実施形態の波長選択装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the wavelength selection apparatus of 1st Embodiment. リング状光導波路フィルタの動作を説明するための示す模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating operation | movement of a ring-shaped optical waveguide filter. リング状光導波路フィルタの波長透過特性を示す図である。It is a figure which shows the wavelength transmission characteristic of a ring-shaped optical waveguide filter. 波長選択装置における光路の切り換えを説明する第1の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 1st example explaining switching of the optical path in a wavelength selection apparatus. 波長選択装置における光路の切り換えを説明する第1の例を詳細に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows in detail the 1st example explaining switching of the optical path in a wavelength selection apparatus. 波長選択装置における光路の切り換えを説明する第2の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the 2nd example explaining switching of the optical path in a wavelength selection apparatus. 波長選択装置における光路の切り換えを説明する第2の例を詳細に示す模式図である。It is a schematic diagram which shows in detail the 2nd example explaining switching of the optical path in a wavelength selection apparatus. 第2の実施形態の波長選択装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wavelength selection apparatus of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の波長選択装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the wavelength selection apparatus of 3rd Embodiment. 実施形態の光学モジュールを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical module of embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の3入力−3出力の波長選択装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態の波長選択装置は、特定波長の信号光を合波及び分波するアド・ドロップフィルタ114と、このアド・ドロップフィルタ114に光学的に接続され特定波長の信号光の光路を切り換える波長選択スイッチ115とを備えている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a 3-input-3 output wavelength selection device of the present embodiment. As shown in FIG. 1, the wavelength selection device of this embodiment includes an add / drop filter 114 that multiplexes and demultiplexes signal light of a specific wavelength, and is optically connected to the add / drop filter 114 and has a specific wavelength. And a wavelength selective switch 115 for switching the optical path of the signal light.

波長選択スイッチ115は、導波路アレイをなす直線状光導波路103と、この直線状光導波路103に交差するように配置されて導波路アレイをなす閉ループ状光導波路104と、これら直線状光導波路103及び閉ループ状光導波路104の両方に光学的に結合するように近接して導波路アレイをなして配置されたリング状光導波路105とを有しており、SOI(Silicon on Insulator)基板101上にチャンネル型光導波路として形成されている。また、リング状光導波路105の上部には、リング状光導波路105の実効屈折率を変化させるためのヒーター106が配置されており、特定波長の信号光の光路切り換え用のスイッチとして構成されている。また、波長選択スイッチ115の直線状光導波路103は、一端が、出力ポートアレイ102に光学的に接続されており、他端が、アド・ドロップフィルタ114の出力端に光学的に接続されている。   The wavelength selective switch 115 includes a linear optical waveguide 103 that forms a waveguide array, a closed-loop optical waveguide 104 that is arranged so as to intersect the linear optical waveguide 103 and forms a waveguide array, and the linear optical waveguide 103. And a ring-shaped optical waveguide 105 disposed in an adjacent waveguide array so as to be optically coupled to both of the closed-loop optical waveguide 104 and on a SOI (Silicon on Insulator) substrate 101. It is formed as a channel type optical waveguide. A heater 106 for changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide 105 is disposed above the ring-shaped optical waveguide 105, and is configured as a switch for switching the optical path of signal light having a specific wavelength. . One end of the linear optical waveguide 103 of the wavelength selective switch 115 is optically connected to the output port array 102, and the other end is optically connected to the output end of the add / drop filter 114. .

アド・ドロップフィルタ114は、導波路アレイをなして形成され互いに直交する直線状光導波路109及び直線状光導波路110によってマトリクス状(格子状)に形成された直線状光導波路と、互いに交差する直線状光導波路109,110の両方に光学的に結合するように近接して配置されて導波路アレイをなすリング状光導波路108とを有している。アド・ドロップフィルタ114の直線状光導波路110は、入力ポートアレイ111に光学的に接続されている。また、リング状光導波路108の上部には、リング状光導波路108の実効屈折率を変化させるためのヒーター112が配置されている。   The add / drop filter 114 is formed as a waveguide array and is formed by a linear optical waveguide 109 and a linear optical waveguide 110 which are orthogonal to each other, and straight lines intersecting each other with a linear optical waveguide formed in a matrix (lattice shape). The ring-shaped optical waveguides 108 and 110 are arranged in close proximity so as to be optically coupled to both of the optical waveguides 109 and 110 to form a waveguide array. The linear optical waveguide 110 of the add / drop filter 114 is optically connected to the input port array 111. A heater 112 for changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide 108 is disposed on the ring-shaped optical waveguide 108.

また、アド・ドロップフィルタ114及び波長選択スイッチ115の各光導波路は半導体基板に形成されている。各光導波路は、半導体からなるクラッド層の間に、このクラッド層よりも屈折率が高い半導体からなるコア層を挟んで構成されている。ヒーター106,112は、リング状光導波路105,108に配置されており、リング状光導波路105,108のコア層に電圧を印加するための陽極及び陰極の各電極(不図示)を有している。   Each optical waveguide of the add / drop filter 114 and the wavelength selective switch 115 is formed on a semiconductor substrate. Each optical waveguide is configured by sandwiching a core layer made of a semiconductor having a refractive index higher than that of the clad layer between clad layers made of a semiconductor. The heaters 106 and 112 are disposed in the ring-shaped optical waveguides 105 and 108, and have anode and cathode electrodes (not shown) for applying a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguides 105 and 108. Yes.

また、各光導波路は、誘電体からなるクラッド層の間に、このクラッド層よりも屈折率が高い誘電体からなるコア層を挟んで構成されてもよい。この構成の場合、ヒーターは、リング状光導波路に配置されて、リング状光導波路のコア層に電圧を印加するための陽極及び陰極をなす各電極を有している。そして、この構成の場合、リング状光導波路のコア層に電圧を印加して、電気光学効果によってコア層の屈折率を変化させる。   Each optical waveguide may be configured by sandwiching a core layer made of a dielectric having a higher refractive index than that of the clad layer between clad layers made of a dielectric. In the case of this configuration, the heater is disposed in the ring-shaped optical waveguide, and has respective electrodes that form an anode and a cathode for applying a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguide. In this configuration, a voltage is applied to the core layer of the ring-shaped optical waveguide, and the refractive index of the core layer is changed by the electro-optic effect.

また、上述した各光導波路は、チャンネル型光導波路として構成されたが、リブ型(リッジ型)光導波路として構成されてもよい。   Each of the optical waveguides described above is configured as a channel-type optical waveguide, but may be configured as a rib-type (ridge-type) optical waveguide.

以下、本実施形態の波長選択装置における動作について説明する。図2Aは、2本の直線状光導波路と、これら直線状光導波路に光学的に接続されたリング状光導波路とからなる波長フィルタであって、本実施形態の波長選択装置の基本要素であるアド・ドロップフィルタ(リング状光導波路フィルタ)114の模式図を示している。   Hereinafter, the operation of the wavelength selection device of this embodiment will be described. FIG. 2A is a wavelength filter composed of two linear optical waveguides and a ring-shaped optical waveguide optically connected to these linear optical waveguides, and is a basic element of the wavelength selection device of this embodiment. A schematic diagram of an add / drop filter (ring-shaped optical waveguide filter) 114 is shown.

図2Aに示すように、一方の直線状光導波路201に入力された波長多重信号光の中で、特定波長光(共振波長光λ2)のみが、他方の直線状光導波路202を伝搬して分波(Drop)され、その他の波長光は、直線状光導波路201をそのまま伝搬して通過(Thru(=through))される。図2Bは、アド・ドロップフィルタの波長透過特性を示している。ドロップ導波路203は、特定波長成分λ2のみが透過して、他の波長の透過率が十分に低く抑えられている。また、透過させる波長は、リング状光導波路208上のヒーターによって調整(チューニング)することができる。   As shown in FIG. 2A, among the wavelength multiplexed signal light input to one linear optical waveguide 201, only the specific wavelength light (resonance wavelength light λ2) propagates through the other linear optical waveguide 202 and is separated. Waves (Drop) and other wavelength light propagate through the straight optical waveguide 201 as they are (Thru (= through)). FIG. 2B shows the wavelength transmission characteristics of the add / drop filter. The drop waveguide 203 transmits only the specific wavelength component λ2, and the transmittance of other wavelengths is sufficiently low. The wavelength to be transmitted can be adjusted (tuned) by a heater on the ring-shaped optical waveguide 208.

図1に示すように、入力ポートアレイ111の1つのポートから入力された波長多重信号光は、アド・ドロップフィルタ114によって、特定波長の信号光をドロップポート113から取り出す分波(ドロップ)と、特定波長の信号光をアドポート107から挿入して加える合波(アド)とが同時に行われ後に、波長選択スイッチ115に入力される。そして、この波長選択スイッチ115によって、波長毎に光路の切り換えが行われて、出力ポートアレイ102に出力される。   As shown in FIG. 1, wavelength multiplexed signal light input from one port of the input port array 111 is demultiplexed (dropped) to extract signal light of a specific wavelength from the drop port 113 by an add / drop filter 114. A signal light having a specific wavelength is inserted from the add port 107 and added (add) at the same time, and then input to the wavelength selective switch 115. Then, the wavelength selection switch 115 switches the optical path for each wavelength and outputs it to the output port array 102.

図3A、3B及び図3C、3Dには、波長選択スイッチ115による4波多重の場合の光路切り換え状態の一例を示している。図3A、3B及び図3C、3Dにおいて、各リング状光導波路105の下部に示した数値は、共振波長光のチャンネル番号を表している。なお、数値が記載されていないリング状光導波路のフィルタは、どのチャンネル波長にも共振しない状態にあることを示している。   3A, 3B, 3C, and 3D show an example of the optical path switching state in the case of four-wave multiplexing by the wavelength selective switch 115. FIG. In FIGS. 3A, 3B, 3C, and 3D, the numerical value shown below each ring-shaped optical waveguide 105 represents the channel number of the resonant wavelength light. In addition, it has shown that the filter of the ring-shaped optical waveguide in which the numerical value is not described exists in the state which does not resonate to any channel wavelength.

図3A、3Bは、ポートA1に入力された波長多重信号光を全てポートB3に出力し、ポートA3に入力された波長多重光を全てポートB1に出力し、また、ポートA2に入力された波長多重光を全てポートB2に出力する場合の各リング状光導波路の共振波長の組み合わせを示している。   3A and 3B output all the wavelength multiplexed signal light input to the port A1 to the port B3, output all the wavelength multiplexed light input to the port A3 to the port B1, and also input the wavelength input to the port A2. A combination of resonance wavelengths of the ring-shaped optical waveguides when all the multiplexed light is output to the port B2 is shown.

図3C、3Dは、ポートA1に入力された波長多重光の1つのチャンネル波長λ2をポートB1に出力し、その他の波長をポートB3に出力し、ポートA2に入力された波長多重光の全てをポートB2に出力し、また、ポートA3に入力された波長多重光の1つのチャンネル波長λ2をポートB3に出力し、その他の波長をポートB1に出力する場合における各リング状光導波路の共振波長の組み合わせを示している。   3C and 3D output one channel wavelength λ2 of the wavelength multiplexed light input to the port A1 to the port B1, output the other wavelengths to the port B3, and all of the wavelength multiplexed light input to the port A2. Output to port B2, output one wavelength λ2 of the wavelength multiplexed light input to port A3 to port B3, and output the other wavelengths to port B1. Shows the combination.

本実施形態の構成では、共振波長の組み合わせによって、入出力ポートの光路の切り換えを任意のチャンネル波長の組み合わせにおいて行うことが可能である。   In the configuration of the present embodiment, the optical path of the input / output port can be switched in any combination of channel wavelengths depending on the combination of resonance wavelengths.

上述したように、本実施形態の波長選択装置は、入力された波長多重信号光における任意の波長信号光を任意の出力ポートに出力するように制御する。波長選択装置の内部では、波長多重信号光の分波(分離)、光路の切り換え、合波などの一連の機能が、格子状に配置されたリング状光導波路によって同時に行われる。交差する2つの直線状光導波路と、これら各直線状光導波路に近接されたリング状光導波路と、を有する波長フィルタは、共振する特定の波長光のみを一方の直線状光導波路へ導波させて、他の非共振波長成分の光波を他方の直線状光導波路へ導波させる働きをする。さらに、リング状光導波路の実効屈折率を変化させることによって、共振波長を変えることができるので、波長選択装置は、特定波長の光波の光路を変えることが可能である。格子状に配置された波長フィルタの行数は、波長選択装置の出力ポート数と等しく設定され、列数は多重化された波長チャンネル数と等しく設定されており、格子状の光学回路内で波長多重光の分波、光路の切り換え、合波の機能が同時に行われる。このため、本実施形態の波長選択装置は、本発明に関連する波長選択装置のようにAWGや光スイッチ等の別々の機能を集積する必要がないという利点がある。また、本実施形態の波長選択装置では、特定波長の信号光のアド・ドロップ機能をリング状光導波路の機能を使って同様に行うことができる。本実施形態の波長選択装置では、光波信号のアド・ドロップ及び波長信号光毎の出力ポートの割り当てが、格子状に配置されたリング状光導波路における共振波長の組み合わせで決定される。このため、本実施形態の波長選択装置は、必要な動作を、各リング状光導波路を制御することだけで行うことができる。   As described above, the wavelength selection device according to the present embodiment performs control so that any wavelength signal light in the input wavelength multiplexed signal light is output to any output port. Inside the wavelength selection device, a series of functions such as demultiplexing (separation) of wavelength multiplexed signal light, switching of optical paths, and multiplexing are performed simultaneously by ring-shaped optical waveguides arranged in a lattice shape. A wavelength filter having two intersecting linear optical waveguides and a ring-shaped optical waveguide adjacent to each of these linear optical waveguides guides only a specific wavelength light to resonate to one linear optical waveguide. Thus, it serves to guide light waves of other non-resonant wavelength components to the other linear optical waveguide. Furthermore, since the resonance wavelength can be changed by changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide, the wavelength selection device can change the optical path of a light wave having a specific wavelength. The number of rows of wavelength filters arranged in a grid is set equal to the number of output ports of the wavelength selector, and the number of columns is set equal to the number of multiplexed wavelength channels. Multiplexed light demultiplexing, optical path switching, and multiplexing functions are performed simultaneously. For this reason, the wavelength selection apparatus of this embodiment has an advantage that it is not necessary to integrate separate functions such as AWG and optical switch unlike the wavelength selection apparatus related to the present invention. Further, in the wavelength selection device of the present embodiment, the add / drop function of the signal light of the specific wavelength can be similarly performed using the function of the ring-shaped optical waveguide. In the wavelength selection device of the present embodiment, the addition / drop of the lightwave signal and the assignment of the output port for each wavelength signal light are determined by the combination of the resonance wavelengths in the ring-shaped optical waveguides arranged in a lattice shape. For this reason, the wavelength selection apparatus of this embodiment can perform a required operation only by controlling each ring-shaped optical waveguide.

すなわち、本実施形態の波長選択装置は、入力された波長多重信号光における特定波長の信号光に対してアド・ドロップを行うのと同時に、特定波長の信号光を任意の出力ポートに出力するように制御する機能を有している。したがって、波長選択装置は、複数の出力ポートに任意の信号光を出力するだけでなく、複数の入力ポートから入力された任意の信号光に対してROADM機能及び光路の切り換え機能を実現することができる。   That is, the wavelength selection apparatus of the present embodiment performs add / drop on the signal light of the specific wavelength in the input wavelength multiplexed signal light, and simultaneously outputs the signal light of the specific wavelength to an arbitrary output port. It has a function to control. Therefore, the wavelength selection device not only outputs arbitrary signal light to a plurality of output ports, but also realizes a ROADM function and an optical path switching function for arbitrary signal light input from a plurality of input ports. it can.

本実施形態の波長選択装置が有する第1の効果は、多入力−多出力の光路切り換え機能と、ROADM機能とを同時に実現できることである。すなわち、格子状に配置されたリング状光導波路における共振波長の組み合わせによって、上述の機能を容易に実現することが可能になる。これらの機能を、本発明に関連する方式で実現する場合に必要であった多数のAWGや光スイッチが、本実施形態では不要となり、大規模な装置構成が不要になる。   The first effect of the wavelength selection device of the present embodiment is that a multi-input / multi-output optical path switching function and a ROADM function can be realized simultaneously. That is, the above-described function can be easily realized by a combination of resonance wavelengths in the ring-shaped optical waveguides arranged in a lattice shape. A large number of AWGs and optical switches that are necessary when these functions are realized by a method related to the present invention are not required in this embodiment, and a large-scale apparatus configuration is not required.

本実施形態の波長選択装置が有する第2の効果は、小型化及び製造コストの低減を図ることである。すなわち、本実施形態は、光学回路の構成要素がリング状光導波路のみなので、平面光回路技術(PLC技術)で作製することが可能である。このため、本実施形態によれば、特性や機能が異なる複数の部品を組み合わせた、本発明に関連する構成に比べて、小型化と低コスト化を容易に実現することができる。   The second effect of the wavelength selection device of this embodiment is to reduce the size and the manufacturing cost. That is, this embodiment can be manufactured by a planar optical circuit technology (PLC technology) because the constituent elements of the optical circuit are only ring optical waveguides. For this reason, according to this embodiment, compared with the structure relevant to this invention which combined several components from which a characteristic and a function differ, size reduction and cost reduction can be implement | achieved easily.

本実施形態の波長選択装置が有する第3の効果は、動作信頼性を向上することができることである。すなわち、本実施形態は、光学回路の構成要素がリング状光導波路のみなので、外部環境の変化に対する感度が異なる複数の部品を組み合わせた、本発明に関連する構成に比べて、動作信頼性の向上を容易に実現することができる。   A third effect of the wavelength selection device of the present embodiment is that the operation reliability can be improved. That is, in this embodiment, since the constituent elements of the optical circuit are only ring-shaped optical waveguides, the operation reliability is improved as compared with the configuration related to the present invention in which a plurality of parts having different sensitivities to changes in the external environment are combined. Can be easily realized.

本実施形態の波長選択装置が有する第4の効果は、消費電力の低減を図ることができることである。本実施形態の波長選択装置を動作させるために必要な消費電力は、主にリング状光導波路の動作に伴う消費電力のみである。本発明に関連する構成において本発明と同様の機能を実現する場合には、膨大な数の複合部品が必要となり、それら部品を制御して駆動するために大きな電力が必要となる。すなわち、本実施形態の波長選択装置は、本発明に関連する構成に比べて、消費電力の低減を実現することができる。   A fourth effect of the wavelength selection device according to the present embodiment is that power consumption can be reduced. The power consumption necessary for operating the wavelength selection device of the present embodiment is mainly the power consumption accompanying the operation of the ring-shaped optical waveguide. When a function similar to that of the present invention is realized in a configuration related to the present invention, an enormous number of composite parts are required, and a large amount of electric power is required to control and drive these parts. That is, the wavelength selection apparatus according to the present embodiment can achieve a reduction in power consumption as compared with the configuration related to the present invention.

(第2の実施形態)
第2の実施形態として、特に、多入力−多出力の光路切り換えに適した構成の波長選択装置の詳細を説明する。図4は、M入力−M出力であり、Nチャンネルの波長多重に対応した波長選択装置の構成を示す模式図である。図4に示すように、本実施形態の波長選択装置は、特定波長の信号光を合波及び分波するアド・ドロップフィルタ314と、このアド・ドロップフィルタ314に光学的に接続されて特定波長の信号光の光路を切り換える波長選択スイッチ315とを備えている。
(Second Embodiment)
As a second embodiment, the details of a wavelength selection apparatus having a configuration suitable for switching between multiple input and multiple output optical paths will be described. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a wavelength selection device that is M input-M output and supports N-channel wavelength multiplexing. As shown in FIG. 4, the wavelength selection apparatus of this embodiment includes an add / drop filter 314 that combines and demultiplexes signal light of a specific wavelength, and is optically connected to the add / drop filter 314 and has a specific wavelength. And a wavelength selective switch 315 for switching the optical path of the signal light.

波長選択スイッチ315は、SOI基板301上に形成されたM個の導波路アレイをなす直線状光導波路303と、この直線状光導波路303に交差して配置されて導波路アレイをなす(N+1)個の閉ループ状光導波路304と、これら直線状光導波路303及び閉ループ状光導波路304の両方に光学的に結合するように近接して配置されたリング状光導波路305と、直線状光導波路303とループ状光導波路304の閉ループの外側に近接して配置されて導波路アレイをなすリング状光導波路306とを、基本要素として有する波長選択型のスイッチである。リング状光導波路305、306の上部には、それらの実効屈折率を変化させるためのヒーター307が配置されている。また、波長選択スイッチ315の直線状光導波路303の一端は、出力ポートアレイ302に光学的に接続されており、直線状光導波路303の他端は、アド・ドロップフィルタ314の出力端に光学的に接続されている。   The wavelength selective switch 315 is a linear optical waveguide 303 forming an M number of waveguide arrays formed on the SOI substrate 301, and is disposed so as to intersect the linear optical waveguide 303 to form a waveguide array (N + 1). A closed loop-shaped optical waveguide 304, a ring-shaped optical waveguide 305 disposed in close proximity so as to be optically coupled to both the linear optical waveguide 303 and the closed-loop optical waveguide 304, and a linear optical waveguide 303 This is a wavelength selective switch having, as a basic element, a ring-shaped optical waveguide 306 arranged close to the outside of the closed loop of the loop-shaped optical waveguide 304 and forming a waveguide array. On top of the ring-shaped optical waveguides 305 and 306, a heater 307 for changing their effective refractive index is disposed. One end of the linear optical waveguide 303 of the wavelength selective switch 315 is optically connected to the output port array 302, and the other end of the linear optical waveguide 303 is optically connected to the output end of the add / drop filter 314. It is connected to the.

アド・ドロップフィルタ314は、導波路アレイをなして互いに直交する直線状光導波路308及び直線状光導波路311によって格子状に形成された光導波路と、交差する直線状導波路308,311の両方に光学的に結合するように近接して配置されて導波路アレイをなすリング状光導波路309と、を有している。アド・ドロップフィルタ314の直線状光導波路311は、入力ポートアレイ312に光学的に接続されている。また、各リング状光導波路309の上部には、リング状光導波路309の実効屈折率を変化させるためのヒーター310が配置されている。   The add / drop filter 314 includes a linear optical waveguide 308 and a linear optical waveguide 311 that are orthogonal to each other in a waveguide array, and an optical waveguide formed in a lattice shape by the linear optical waveguide 311 and the intersecting linear waveguides 308 and 311. And a ring-shaped optical waveguide 309 arranged in close proximity so as to be optically coupled to form a waveguide array. The linear optical waveguide 311 of the add / drop filter 314 is optically connected to the input port array 312. In addition, a heater 310 for changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide 309 is disposed above each ring-shaped optical waveguide 309.

本実施形態における基本的な動作は、上述した第1の実施形態と同様である。ただし、本実施形態は、光路の切り換え動作部分において、閉ループ状光導波路の閉ループの内側だけでなく、閉ループの外側にもリング状光導波路が配置されている。これによって、光路を切り換える自由度が向上されている。この構成によって、本実施形態は、多入力−多出力の波長選択型における光路の切り換えが可能になる。また、本実施形態は、光波信号のアド・ドロップ(合波及び分波)機能について、第1の実施形態と同様に動作する機能を有している。   The basic operation in this embodiment is the same as that in the first embodiment described above. However, in the present embodiment, the ring-shaped optical waveguide is arranged not only inside the closed loop of the closed-loop optical waveguide but also outside the closed loop in the optical path switching operation portion. Thereby, the freedom degree which switches an optical path is improved. With this configuration, the present embodiment enables switching of optical paths in a multi-input / multi-output wavelength selection type. In addition, the present embodiment has a function that operates in the same manner as the first embodiment with respect to the add / drop (multiplexing and demultiplexing) function of the lightwave signal.

(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態として、簡易な構成である、1入力−多出力の波長選択装置の一例を示す。図5に、1×M型の波長選択装置の模式図を示す。
(Third embodiment)
Next, as a third embodiment, an example of a 1-input / multi-output wavelength selection apparatus having a simple configuration will be described. FIG. 5 shows a schematic diagram of a 1 × M type wavelength selection device.

図5に示すように、本実施形態の波長選択装置は、特定波長の信号光を合波及び分波するアド・ドロップフィルタ423と、このアド・ドロップフィルタ423に光学的に接続されて特定波長の信号光の光路を切り換える波長選択スイッチ419とを備えている。   As shown in FIG. 5, the wavelength selection device of this embodiment includes an add / drop filter 423 that multiplexes and demultiplexes signal light of a specific wavelength, and a specific wavelength that is optically connected to the add / drop filter 423. And a wavelength selective switch 419 for switching the optical path of the signal light.

波長選択スイッチ419は、SOI基板410上に形成された導波路アレイをなす直線状光導波路415と、直線状光導波路415と交差するように形成された直線状光導波路アレイ417と、これら各直線状光導波路415、417の両方に光学的に結合するように近接して配置されてアレイ状に形成されたリング状光導波路416と、を備えており、チャンネル型光導波路として形成されている。各リング状光導波路416の上部には、そのリング状光導波路416の実効屈折率を変化させるためのヒーター420が配置されており、このヒーター420が波長信号光の光路切り換え用のスイッチとして構成されている。また、波長選択スイッチ419の直線状光導波路415の一端は、出力ポートアレイ418に光学的に接続されており、直線状光導波路415の他端側は、導波路アレイをなす直線状光導波路415における第1の行の直線状導波路のみが、アド・ドロップフィルタ423の出力端に光学的に接続されている。   The wavelength selective switch 419 includes a linear optical waveguide 415 forming a waveguide array formed on the SOI substrate 410, a linear optical waveguide array 417 formed so as to intersect the linear optical waveguide 415, and each of these straight lines. The ring-shaped optical waveguides 415 and 417 are arranged in close proximity so as to be optically coupled to both the optical waveguides 415 and 417, and are formed in an array shape, and are formed as channel-type optical waveguides. A heater 420 for changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide 416 is disposed above each ring-shaped optical waveguide 416, and this heater 420 is configured as a switch for switching the optical path of wavelength signal light. ing. One end of the linear optical waveguide 415 of the wavelength selective switch 419 is optically connected to the output port array 418, and the other end of the linear optical waveguide 415 is the linear optical waveguide 415 forming the waveguide array. Only the linear waveguides in the first row are optically connected to the output end of the add / drop filter 423.

アド・ドロップフィルタ423は、導波路アレイをなして互いに直交する直線状光導波路413及び直線状導波路411によって格子状に形成された導波路と、直線状導波路413と直線状導波路411との両方に光学的に結合するように近接して配置されて導波路アレイをなすリング状光導波路424とを有している。アド・ドロップフィルタ423の直線状光導波路413は、入力ポート412に光学的に接続されている。さらに、リング状光導波路424の上部には、このリング状光導波路424の実効屈折率を変化させるためのヒーター425が配置されている。   The add / drop filter 423 includes a waveguide formed in a lattice shape by a linear optical waveguide 413 and a linear waveguide 411 that are orthogonal to each other in a waveguide array, and the linear waveguide 413 and the linear waveguide 411. And a ring-shaped optical waveguide 424 which is disposed in close proximity so as to be optically coupled to both of them to form a waveguide array. The linear optical waveguide 413 of the add / drop filter 423 is optically connected to the input port 412. Further, a heater 425 for changing the effective refractive index of the ring-shaped optical waveguide 424 is disposed on the ring-shaped optical waveguide 424.

以下、本実施形態における動作について説明する。入力ポート412に入力された波長多重信号光は、アド・ドロップフィルタ423において任意の波長チャンネルが分波(ドロップ)されて取り出され、又は任意の波長チャンネルが合波(アド)されて挿入されて、波長選択スイッチ419において波長多重光の分離、光路の切り換え、合波の操作が行われて、出力ポート418に出力される。波長選択スイッチ419は、1入力−多出力の構造であるので、第1及び第2の実施形態のような閉ループ状導波路が必ずしも必要ではなく、比較的簡易に構成することができる。   The operation in this embodiment will be described below. Wavelength multiplexed signal light input to the input port 412 is extracted by adding / dropping an arbitrary wavelength channel by an add / drop filter 423 or being combined and added by an arbitrary wavelength channel. In the wavelength selection switch 419, wavelength multiplexed light separation, optical path switching, and multiplexing operations are performed and output to the output port 418. Since the wavelength selective switch 419 has a one-input / multiple-output structure, the closed-loop waveguide as in the first and second embodiments is not necessarily required, and can be configured relatively easily.

また、上述した本実施形態の波長選択装置を備える光学モジュールとして構成されてもよい。この光学モジュールは、図6に示すように、上述した本実施形態の波長選択装置501と、波長選択装置501のリング状光導波路のヒーターを制御する制御回路502と、波長選択装置501の温度を調節するための温度調節回路503と、を備えて構成される。温度調節回路503は、例えば、波長選択装置501の温度変化を検出するためのサーミスタを有しており、このサーミスタの作動に基づいて制御回路502がリング状光導波路のヒーターを駆動制御することによって、温度の調節を行うように構成される。   Moreover, you may comprise as an optical module provided with the wavelength selection apparatus of this embodiment mentioned above. As shown in FIG. 6, this optical module includes the above-described wavelength selection device 501 of the present embodiment, a control circuit 502 that controls the heater of the ring-shaped optical waveguide of the wavelength selection device 501, and the temperature of the wavelength selection device 501. And a temperature adjustment circuit 503 for adjustment. The temperature adjustment circuit 503 has, for example, a thermistor for detecting a temperature change of the wavelength selection device 501, and the control circuit 502 drives and controls the heater of the ring-shaped optical waveguide based on the operation of the thermistor. Configured to perform temperature regulation.

以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細な点については、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the present invention with respect to the configuration and details of the present invention.

この出願は、2007年11月5日に出願された日本出願特願2007−287283を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。   This application claims the priority on the basis of Japanese application Japanese Patent Application No. 2007-287283 for which it applied on November 5, 2007, and takes in those the indications of all here.

Claims (16)

複数の直線状光導波路と、前記直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の閉ループ状光導波路と、前記直線状光導波路と前記閉ループ状光導波路との各交差部に前記直線状光導波路と前記閉ループ状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数のリング状光導波路と、前記各リング状光導波路に設けられ前記リング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の変化手段と、を備え、
前記リング状光導波路は、前記閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側に配置されている、波長選択スイッチ。
A plurality of linear optical waveguides, a plurality of closed-loop optical waveguides arranged to intersect the linear optical waveguides for switching the optical path of signal light of a specific wavelength, the linear optical waveguides and the closed-loop optical waveguides A plurality of ring-shaped optical waveguides that are optically coupled to the linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide, respectively, at each intersection of the ring-shaped optical waveguide, and the ring-shaped optical waveguide provided in each ring-shaped optical waveguide. A plurality of changing means for changing the effective refractive index,
The wavelength selective switch, wherein the ring-shaped optical waveguide is disposed inside a closed loop formed by the closed-loop optical waveguide.
前記リング状光導波路は、前記閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側及び外側にそれぞれ配置されている、請求項1に記載の波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1 , wherein the ring-shaped optical waveguide is disposed inside and outside a closed loop formed by the closed-loop optical waveguide. 前記各光導波路はSOI基板に形成され、
前記変化手段は、前記リング状光導波路近傍に配置されたヒーターである、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
Each of the optical waveguides is formed on an SOI substrate,
2. The wavelength selective switch according to claim 1 , wherein the changing means is a heater disposed in the vicinity of the ring-shaped optical waveguide.
前記各光導波路は半導体基板に形成され、
前記各光導波路は、半導体からなるクラッド層の間に、該クラッド層よりも屈折率が高い半導体からなるコア層を挟んで構成され、
前記変化手段は、前記リング状光導波路に配置され、前記リング状光導波路の前記コア層に電圧を印加するための陽極及び陰極の各電極を有している、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
Each of the optical waveguides is formed on a semiconductor substrate,
Each optical waveguide is configured by sandwiching a core layer made of a semiconductor having a refractive index higher than that of the clad layer between clad layers made of a semiconductor,
2. The wavelength selection according to claim 1 , wherein the changing means includes an anode electrode and a cathode electrode that are arranged in the ring-shaped optical waveguide and apply a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguide. switch.
前記各光導波路は、誘電体からなるクラッド層の間に、該クラッド層よりも屈折率が高い誘電体からなるコア層を挟んで構成され、
前記変化手段は、前記リング状光導波路に配置され、前記リング状光導波路の前記コア層に電圧を印加するための陽極及び陰極の各電極を有している、請求項1に記載の波長選択スイッチ。
Each of the optical waveguides is configured by sandwiching a core layer made of a dielectric having a higher refractive index than the clad layer between clad layers made of a dielectric,
2. The wavelength selection according to claim 1 , wherein the changing means includes an anode electrode and a cathode electrode that are arranged in the ring-shaped optical waveguide and apply a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguide. switch.
前記各光導波路がチャンネル型光導波路である、請求項1に記載の波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1 , wherein each optical waveguide is a channel-type optical waveguide. 前記各光導波路がリブ型光導波路である、請求項1に記載の波長選択スイッチ。 The wavelength selective switch according to claim 1 , wherein each optical waveguide is a rib-type optical waveguide. 第1の直線状光導波路と、前記第1の直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光を合波及び分波するための複数の第2の直線状光導波路と、前記第1の直線状光導波路と前記第2の直線状光導波路との各交差部に前記第1及び第2の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合された複数の第1のリング状光導波路と、前記各第1のリング状光導波路に設けられ前記第1のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるための複数の第1の変化手段と、を有する波長フィルタと、
前記第1の直線状光導波路の端部と光学的に接続された直線状光導波路を含む複数の第3の直線状光導波路と、前記第3の直線状光導波路に交差して格子状に配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の第4の直線状光導波路と、前記第3の直線状光導波路と前記第4の直線状光導波路との各交差部に前記第3及び第4の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第2のリング状光導波路と、前記各第2のリング状光導波路に設けられ前記第2のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の第2の変化手段と、を有する波長選択スイッチと、
を備える波長選択装置。
A first linear optical waveguide, a plurality of second linear optical waveguides arranged so as to intersect the first linear optical waveguide, and for combining and demultiplexing signal light of a specific wavelength; A plurality of first ring-shaped optical waveguides optically coupled to the first and second linear optical waveguides at respective intersections of one linear optical waveguide and the second linear optical waveguide; A plurality of first changing means provided in each of the first ring-shaped optical waveguides for changing an effective refractive index of the first ring-shaped optical waveguide;
A plurality of third linear optical waveguides including a linear optical waveguide optically connected to an end of the first linear optical waveguide, and in a lattice shape intersecting the third linear optical waveguide A plurality of fourth linear optical waveguides arranged to switch the optical path of the signal light having a specific wavelength, and the third linear optical waveguides at the intersections of the third linear optical waveguides and the third linear optical waveguides. And a plurality of second ring-shaped optical waveguides optically coupled to the fourth linear optical waveguide, and the second ring-shaped optical waveguide provided in each of the second ring-shaped optical waveguides A plurality of second changing means for changing the effective refractive index of the wavelength selective switch,
A wavelength selection device comprising:
複数の第1の直線状光導波路と、前記第1の直線状光導波路に交差して格子状に配置され特定波長の信号光を合波及び分波するための複数の第2の直線状光導波路と、前記第1の直線状光導波路と前記第2の直線状光導波路との各交差部に前記第1及び第2の直線状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第1のリング状光導波路と、前記各第1のリング状光導波路に設けられ前記第1のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるための複数の第1の変化手段と、を有する波長フィルタと、
前記複数の第1の直線状光導波路の端部にそれぞれ光学的に接続された複数の第3の直線状光導波路と、前記第3の直線状光導波路に交差して配置され特定波長の信号光の光路を切り換えるための複数の閉ループ状光導波路と、前記第3の直線状光導波路と前記閉ループ状光導波路との各交差部に前記直線状光導波路と前記閉ループ状光導波路にそれぞれ光学的に結合されて配置された複数の第2のリング状光導波路と、前記各第2のリング状光導波路に設けられ前記第2のリング状光導波路の実効屈折率を変化させるため複数の第2の変化手段と、を有し、前記第2のリング状光導波路は、前記閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側に配置されている波長選択スイッチと、
を備える波長選択装置。
A plurality of first linear optical waveguides and a plurality of second linear optical waveguides arranged in a lattice pattern so as to intersect the first linear optical waveguides for multiplexing and demultiplexing signal light of a specific wavelength A plurality of waveguides and optically coupled to the first and second linear optical waveguides at respective intersections of the first linear optical waveguide and the second linear optical waveguide. A wavelength having a first ring-shaped optical waveguide and a plurality of first changing means provided in each of the first ring-shaped optical waveguides for changing an effective refractive index of the first ring-shaped optical waveguide. Filters,
A plurality of third linear optical waveguides that are optically connected to ends of the plurality of first linear optical waveguides, and a signal of a specific wavelength that is arranged to intersect the third linear optical waveguide. A plurality of closed-loop optical waveguides for switching the optical path of the light, and the linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide are respectively optically crossed at the intersections of the third linear optical waveguide and the closed-loop optical waveguide. A plurality of second ring-shaped optical waveguides coupled to each other, and a plurality of second ring-shaped optical waveguides provided in each of the second ring-shaped optical waveguides for changing the effective refractive index of the second ring-shaped optical waveguide. And the second ring-shaped optical waveguide has a wavelength selective switch disposed inside a closed loop formed by the closed-loop optical waveguide;
A wavelength selection device comprising:
前記波長選択スイッチの前記第2のリング状光導波路は、前記閉ループ状光導波路が構成する閉ループの内側及び外側にそれぞれ配置されている、請求項9に記載の波長選択装置。 The wavelength selection apparatus according to claim 9 , wherein the second ring-shaped optical waveguide of the wavelength selective switch is disposed inside and outside a closed loop formed by the closed-loop optical waveguide. 前記各光導波路はSOI基板に形成され、
前記各変化手段は、前記リング状光導波路近傍に配置されたヒーターである、請求項8に記載の波長選択装置。
Each of the optical waveguides is formed on an SOI substrate,
9. The wavelength selection device according to claim 8 , wherein each of the changing units is a heater disposed in the vicinity of the ring-shaped optical waveguide.
前記各光導波路は半導体基板に形成され、
前記各光導波路は、半導体からなるクラッド層の間に、該クラッド層よりも屈折率が高い半導体からなるコア層を挟んで構成され、
前記各変化手段は、前記リング状光導波路に配置され、前記リング状光導波路の前記コア層に電圧を印加するための陽極及び陰極の各電極を有している、請求項8に記載の波長選択装置。
Each of the optical waveguides is formed on a semiconductor substrate,
Each optical waveguide is configured by sandwiching a core layer made of a semiconductor having a refractive index higher than that of the clad layer between clad layers made of a semiconductor,
9. The wavelength according to claim 8 , wherein each of the changing means includes an anode electrode and a cathode electrode that are arranged in the ring-shaped optical waveguide and apply a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguide. Selection device.
前記各光導波路は、誘電体からなるクラッド層の間に、該クラッド層よりも屈折率が高い誘電体からなるコア層を挟んで構成され、
前記各変化手段は、前記リング状光導波路に配置され、前記リング状光導波路の前記コア層に電圧を印加するための陽極及び陰極の各電極を有している、請求項8に記載の波長選択装置。
Each of the optical waveguides is configured by sandwiching a core layer made of a dielectric having a higher refractive index than the clad layer between clad layers made of a dielectric,
9. The wavelength according to claim 8 , wherein each of the changing means includes an anode electrode and a cathode electrode that are arranged in the ring-shaped optical waveguide and apply a voltage to the core layer of the ring-shaped optical waveguide. Selection device.
前記各光導波路がチャンネル型光導波路である、請求項8に記載の波長選択装置。 The wavelength selection device according to claim 8 , wherein each of the optical waveguides is a channel-type optical waveguide. 前記各光導波路がリブ型光導波路である、請求項8に記載の波長選択装置。 The wavelength selection device according to claim 8 , wherein each optical waveguide is a rib-type optical waveguide. 請求項8に記載の波長選択装置と、
前記リング状光導波路の前記各変化手段を制御する制御回路と、
前記波長選択装置の温度を調節するための温度調節回路と、
を備える光学モジュール。
A wavelength selection device according to claim 8 ,
A control circuit for controlling each of the changing means of the ring-shaped optical waveguide;
A temperature adjustment circuit for adjusting the temperature of the wavelength selection device;
An optical module comprising:
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