JP5911592B2 - 受動光ネットワークのための波長ルータ - Google Patents

Description

本発明は、光通信機器に関し、より詳細には、それだけには限らないが、受動波長ルータに関する。

本セクションは、本発明をよりよく理解することを容易にするのに役立ち得る態様を概説する。したがって、本セクションで述べることは、このことに鑑みて読まれるべきであり、何が従来技術に含まれるか、または何が従来技術に含まれないかについての認識として理解されるべきではない。

「ファースト・マイル・ネットワーク」としても知られるアクセス・ネットワークは、サービス・プロバイダの中央局を企業および住宅加入者に接続する。また、アクセス・ネットワークは、文献において、ときとして、加入者アクセス・ネットワークまたはローカル・ループとも呼ばれる。アクセス・ネットワークにおける帯域幅需要は、例えば、住宅加入者が、ファースト・マイル・アクセス・ソリューションが広い帯域幅を提供し、メディアが豊富なサービスを提供することを期待するため、急速に増大してきている。同様に、法人ユーザは、法人ユーザが法人ユーザのローカル・エリア・ネットワークをインターネット・バックボーンに確実に接続することができるブロードバンド・インフラストラクチャを求める。

受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、通常、例えば、従来の銅線ベースのアクセス・ネットワークと比べて、はるかに広い帯域幅を提供することができる光ファイバ・ベースのアクセス・ネットワークである。ＰＯＮに波長分割多重化（ＷＤＭ）を組み込むことは、利用可能な帯域幅をさらに増加させる。しかし、ＷＤＭ−ＰＯＮは、一つには、従来のシステムと比較して比較的高い費用のために、一つには、採算の合う様々なＷＤＭ−ＰＯＮアーキテクチャをサポートするデバイス技術が未成熟であり、そのようなネットワーク・プロトコルおよびネットワーク・ソフトウェアの開発が不十分であるために、まだ広く商用化されていない。

米国特許第６，８７３，７６６号

本明細書で開示されるのは、波長チャネルのうちの１つのために波長ルータと３ｄＢ光パワー・スプリッタの二重機能を実施するのに使用され得る一方で、その他の波長チャネルのために従来の波長ルータとして機能する受動アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）ルータの様々な実施形態である。受動ＡＷＧルータは、例えば、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、サービス・プロバイダの中央局に配置された光回線終端装置から、受動ＡＷＧルータ経由で、エンド・ユーザの近くに配置された複数の光ネットワーク・ユニットに光信号をブロードキャストするのに使用されている様々なＷＤＭチャネルの間の挿入損失格差（すなわち、挿入損失が最大である波長と挿入損失が最小である波長の間の挿入損失の差）を縮小するように有利に使用され得る。

一実施形態によれば、受動ＡＷＧルータ（例えば、２１０、３００）を備える装置が提供される。受動ＡＷＧルータは、（ｉ）第１のエッジ（例えば、３１８）に第１の光導波路（例えば、３０８）が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第１の横方向アレイの光導波路（例えば、３３０）が結合されている第１の光スター・カプラ（例えば、３２０）と、（ｉｉ）第１のエッジに第１の横方向アレイの光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジ（例えば、３３８）に第２の横方向アレイの導波路（例えば、３６０）が結合されている第２の光スター・カプラ（例えば、３４０）とを備える。受動ＡＷＧルータは、第１の光導波路に印加された第１の搬送波波長を、第２の横方向アレイの第１の光導波路（例えば、３６０_Ａ）と第２の横方向アレイの第２の光導波路（例えば、３６０_Ｅ）の両方にルーティングするように構成され、第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第２の横方向アレイにおいてこれらの導波路の間に位置する他の少なくとも１つの光導波路（例えば、３６０_Ｃ）によって互いに分離されている。

別の実施形態によれば、受動波長ルータを備える装置が提供される。受動波長ルータは、回折格子と、回折格子に回折格子の第１の側で光学的に結合された第１の光ポートと、回折格子に回折格子の第２の側で光学的に結合された線形アレイの第２の光ポートとを備える。受動波長ルータは、第１の光ポートに印加された第１の搬送波波長を、第２の光ポートのうちの第１のポートと第２の光ポートのうちの第２のポートの両方にルーティングするように構成され、第２の光ポートのうちの前記第１のポートと前記第２のポートは、線形アレイの中でこれらのポートの間に位置する第２の光ポートのうちの他の少なくとも１つのポートによって互いに分離されている。格子は、例えば、エシェル回折格子またはアレイ導波路回折格子とすることができる。

本発明の様々な実施形態の他の態様、特徴、および利点は、例として、以下の詳細な説明、および添付の図面から、より完全に明白となろう。

本発明の一実施形態によるＷＤＭ−ＰＯＮを示すブロック図である。 本発明の一実施形態による図１のＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて使用され得る平面導波路回路を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による図２の平面導波路回路において使用され得るＡＷＧルータのレイアウトを概略で示す図である。 図３のＡＷＧルータにおいて導波路位置を選択する代表的な方法を示すグラフである。 図３のＡＷＧルータにおいて導波路位置を選択する代表的な方法を示すグラフである。 本発明の一実施形態による図３のＡＷＧルータにおいて導波路位置を選択する方法を示すグラフである。 本発明の一実施形態による図３に示される受動ＡＷＧルータの対応する部分を実装するのに使用され得る回路部分のレイアウトを概略で示す図である。 本発明の一実施形態による可能なＡＷＧルータ設計を示すグラフである。

従来の受動光ネットワーク（ＰＯＮ）は、無通電の受動光スプリッタが、単一の光ファイバが複数の、通常、１６〜１２８の加入者にサービスを提供することを可能にするのに使用される、ポイント・ツー・マルチポイントの、ファイバ・ツー・ザ・プレミシーズ・ネットワーク・アーキテクチャである。通常のＰＯＮは、サービス・プロバイダの中央局（ＣＯ）における光回線終端装置（ＯＬＴ）と、エンド・ユーザの近くの複数の光ネットワーク・ユニット（ＯＮＵ）とを含む。光搬送波は、受動光スプリッタを用いてＯＮＵによって共有される。ダウンリンク信号は、すべてのＯＮＵにブロードキャストされる。アップリンク信号は、通常、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）である多元接続プロトコルを使用してルーティングされる。ＰＯＮは、例えば、ポイント・ツー・ポイント・アーキテクチャの場合に要求されるのと比べて、ファイバおよび中央局設備の量を有利に減らす。しかし、従来のＰＯＮにおけるＯＮＵの数は、ファイバおよび構成要素の損失、ならびに受動光スプリッタによって課せられる減衰に依存するシステムの光パワー・バジェットによって制限される。したがって、ＰＯＮシステムが信号トランスポート損失を最小限に保つことが非常に望ましい。

波長分割多重化ＰＯＮ（ＷＤＭ−ＰＯＮ）において、複数の搬送波波長が、同一のファイバインフラストラクチャ上で使用されて、その結果、スケーラビリティがもたらされる。１つのＷＤＭ−ＰＯＮアーキテクチャにおいて、複数の搬送波波長が、ＯＮＵをいくつかの仮想ＰＯＮに構成するのに使用される。より詳細には、前記仮想ＰＯＮのそれぞれが、それぞれの専用の搬送波波長、または専用のセットの搬送波波長を使用するように構成されるが、それ以外では、前述したとおり、従来のＰＯＮと同様に動作する。他のＷＤＭ−ＰＯＮアーキテクチャも可能である。

図１は、本発明の一実施形態によるＷＤＭ−ＰＯＮシステム１００のブロック図を示す。システム１００は、Ｎ個の搬送波波長（λ_１、λ_２、．．．λ_Ｎ）を使用して複数のＯＮＵ１６０と通信するように構成されたＯＬＴ１１０を有する。ＯＬＴ１１０は、ＷＤＭ送信機１１２と、ＷＤＭ受信機１１４とを含み、ＷＤＭ送信機１１２とＷＤＭ受信機１１４はともに、光サーキュレータ１２０を介してき線光ファイバ（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｅｅｄｅｒ ｆｉｂｅｒ）１２４に結合される。ＷＤＭ送信機１１２は、異なるＮ個のそれぞれの搬送波波長を使用して、Ｎ個のグループ１７０_１〜１７０_ＮのＯＮＵ１６０にダウンリンク信号をブロードキャストするように構成される。ＷＤＭ受信機１１４は、ＯＮＵグループ１７０_１〜１７０_Ｎからアップリンク信号を受信するように同様に構成される。ＷＤＭ受信機１１４は、（１×Ｎ）波長デマルチプレクサ（ＤＭＵＸ）１１６と、Ｎ個の光検出器１１８のアレイとを備えるものとして図１に例示される。代表的な実施形態において、き線光ファイバ１２４は、約１キロメートルから約２０キロメートルの範囲内、またはそれ以上の長さを有する。

き線光ファイバ１２４は、ＯＬＴ１１０を受動波長ルータ１３０に接続するように構成される。ルータ１３０は、波長に基づいて光信号をルーティングするように設計され、第１の側に単一のポート１２８を有するとともに、第２の側にＮ個のポート１３２_１〜１３２_Ｎのセットを有する。波長λ_１は、ポート１２８とポート１３２_１の間でルーティングされ、波長λ_２は、ポート１２８とポート１３２_２の間でルーティングされ、波長λ_３は、ポート１２８とポート１３２_３の間でルーティングされるといった具合である。ルータ１３０は、ダウンリンク信号に関して（１×Ｎ）波長デマルチプレクサとして動作し、アップリンク信号に関して（Ｎ×１）波長マルチプレクサとして動作する。

Ｎ個のＯＮＵグループ１７０_ｎのそれぞれが、それぞれの（１×Ｋ）受動光スプリッタ／コンバイナ１４０を介してルータ１３０のポート１３２_１〜１３２_Ｎの各ポートに結合され、ただし、ｎ＝１、２、．．．Ｎである。光スプリッタ／コンバイナ１４０は、ダウンリンク信号に関してパワー・スプリッタとして動作し、アップリンク信号に関してパワー・コンバイナとして動作する。ＯＮＵグループ１７０_ｎのＫ個までのＯＮＵ１６０_ｎｋのそれぞれが、図１に示されるとおり、光スプリッタ／コンバイナ１４０_ｎのそれぞれのポートに結合され、それぞれの搬送波波長λ_ｎを使用して動作するように構成され、ただし、ｋ＝１、２、．．．Ｋである。代表的な実施形態において、Ｋは、４から１２８までの範囲内であり得る。様々な代替の実施形態において、異なるＯＮＵグループ１７０の数は、Ｎ以下であることが可能であり、各ＯＮＵグループ１７０_ｎは、異なるＫ個以下のＯＮＵ１６０を独立に有することが可能である。

それぞれの実施形態において、各ＯＮＵ１６０は、光サーキュレータ１６２と、光送信機１６４と、光受信機１６６とを含む。光サーキュレータ１６２は、（ｉ）ダウンリンク信号を対応するスプリッタ／コンバイナ１４０から光受信機１６６に向かわせるように、さらに（ｉｉ）アップリンク信号を光送信機１６４から対応するスプリッタ／コンバイナ１４０に向かわせるように構成される。ＯＮＵ１６０の光送信機１６４と光受信機１６６はともに、対応する同一の搬送波波長を使用して動作するように構成される。例えば、ＯＮＵグループ１７０_１の中の光送信機１６４のそれぞれ、および光受信機１６６のそれぞれが、搬送波波長λ_１を使用して動作するように構成される。同様に、ＯＮＵグループ１７０_Ｎの中の光送信機１６４のそれぞれ、および光受信機１６６のそれぞれが、搬送波波長λ_Ｎを使用して動作するように構成されるといった具合である。光サーキュレータ１６２の使用が、対応するＯＮＵ１６０におけるアップリンク信号とダウンリンク信号の間の衝突を防止する。時分割多重化（例えば、適切なＴＤＭＡプロトコルを介した）の使用が、ＷＤＭ受信機１１４において、同一のＯＮＵグループ１７０の異なるＯＮＵ１６０によって生成されたアップリンク信号間の衝突を防止する。

代替の実施形態において、各ＯＮＵグループ１７０は、ＯＬＴ１１０において対応する構成変更が実施されるという条件付きで、アップリンク信号とダウンリンク信号に関してそれぞれの異なる搬送波波長を使用するように構成されてもよい。その場合、光サーキュレータ１６２は、例えば、光バンドパス・フィルタまたはダイクロイック・フィルタで置き換えられることが可能である。ルータ１３０のいくつかの実施形態は、ＷＤＭ−ＰＯＮシステム１００の一般的なアーキテクチャの変更を要求することなしに、この非対称アップリンク／ダウンリンク波長構成を可能にする。動作の関係のある原理、および実現を可能にするいくつかの物理構造が、図２〜図６を参照して後段でより詳細に説明される。一実施形態において、ＷＤＭ−ＰＯＮシステム１００は、すべてのダウンリンク信号が１．５５マイクロメートル近くのスペクトル帯域内に位置し、すべてのアップリンク信号が１．３マイクロメートル近くのスペクトル帯域内に位置するように動作するように構成される。この実施形態が適切に動作するには、波長独立の応答を有する様々な関係のあるシステム構成要素（例えば、巡回光フィルタまたは周期光フィルタ）が、比較的広い波長範囲にまたがってそれらの構成要素の機能を保つ必要がある。

図２は、本発明の一実施形態によるシステム１００において使用され得る平面導波路回路２００のブロック図を示す。より詳細には、図２に示される回路２００の実施形態は、Ｎ＝４（４つの波長を表すが、デバイスは、５つのポート、Ａ〜Ｅを有する）およびＫ＝６に対応するシステム１００の実施形態におけるルータ１３０およびスプリッタ／コンバイナ１４０_１〜１４０_Ｎに取って代わるように使用され得る。回路２００の他の様々な実施形態が、他のＮ値および／またはＫ値に対応するシステム１００の様々なそれぞれの実施形態を実施するのに使用され得ることが当業者には理解されよう。

回路２００は、受動アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）ルータ２１０と、５つの光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ａ〜２２０_Ｅとを含み、これらすべては、共通の平面基板２０２上に実装される。ＡＷＧルータ２１０が、第１の側に単一のポート２０８を有し、第２の側にＡ〜Ｅというラベルが付けられた５つのポートのセットを有するものとして例示される。ポートＡとポートＥは、波長ルーティング構成の点で互いに均等であり、ポートＡとポートＥのそれぞれが、搬送波波長λ_１を有する信号を扱うように構成されている。より詳細には、搬送波波長λ_１を有する光信号がポート２０８に印加された場合、公称上、その信号の送信された光パワーの１／２がポートＡにルーティングされ、公称上、その信号の送信された光パワーの１／２がポートＥにルーティングされる。したがって、搬送波波長λ_１を有するダウンリンク光信号に関して、ＡＷＧルータ２１０は、波長ルータと３ｄＢ光パワー・スプリッタの二重機能を有する。ポートＡおよびポートＥに印加された搬送波波長λ_１を有するアップリンク光信号に関して、ＡＷＧルータ２１０は、波長ルータと光パワー・コンバイナの二重機能を有する。

ポートＡは、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ａに結合される。ポートＥも同様に、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ｅに結合される。パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ａおよび２２０_Ｅのそれぞれが、（１×３）光パワー・スプリッタ／コンバイナである。したがって、搬送波波長λ_１を有するダウンリンク光信号に関して、回路２００は、１対６パワー分割を実行する。回路２００がシステム１００において展開される場合、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ａの３つの周辺ポート、および光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ｅの３つの周辺ポートは、例えば、ＯＮＵグループ１７０_１（図１参照）の６つまでのＯＮＵ１６０にダウンリンク信号を向かわせるように構成され、さらにＯＮＵグループ１７０_１の６つまでのＯＮＵ１６０からアップリンク信号を受信するように構成されることが可能である。

搬送波波長λ_２、λ_３、およびλ_４を有する光信号に関して、ＡＷＧルータ２１０は、波長ルータだけの従来の機能を有する。より詳細には、波長λ_２は、ポート２０８とポートＢの間でルーティングされ、波長λ_３は、ポート２０８とポートＣの間でルーティングされ、さらに波長λ_４は、ポート２０８とポートＤの間でルーティングされる。ポートＢ〜Ｄは、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ｂ〜２２０_Ｄにそれぞれ結合される。光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ｂ〜２２０_Ｄのそれぞれが、（１×６）光パワー・スプリッタ／コンバイナである。したがって、搬送波波長λ_２、λ_３、およびλ_４を有するダウンリンク光信号に関して、回路２００は、前記波長のそれぞれに関して１対６パワー分割を実行する。回路２００がシステム１００において展開される場合、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ｂ〜２２０_Ｄの各光パワー・スプリッタ／コンバイナの６つの周辺ポートは、例えば、ＯＮＵグループ１７０_２〜１７０_４（図１には明示されない）のそれぞれ６つまでのＯＮＵ１６０にダウンリンク信号を向かわせるように構成され、さらにＯＮＵグループ１７０_２〜１７０_４のそれぞれ６つまでのＯＮＵ１６０からアップリンク信号を受信するように構成されることが可能である。システム仕様に依存して、異なる光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０が、それぞれの波長に関してそれぞれの異なる分割比を実施するように設計されてもよい。

システム１００における回路２００の様々な実施形態を使用することの代表的な恩恵／利点は、例えば、図４Ｂ〜図４Ｃを参照して後段で与えられる説明から、より完全に明白となろう。

図３は、本発明の一実施形態によるＡＷＧルータ２１０（図２）として使用され得る受動ＡＷＧルータ３００のレイアウトを概略で示す。受動ＡＷＧルータ３００は、第１の側に導波路３０８を有し、第２の側に５つの導波路３６０_Ａ〜３６０_Ｅを有する。導波路３６０_Ａ〜３６０_Ｅは、平面横方向アレイに構成される。ＡＷＧルータ３００における導波路３０８は、ＡＷＧルータ２１０におけるポート２０８に対応する。ＡＷＧルータ３００における導波路３６０_Ａ〜３６０_Ｅは、それぞれ、ＡＷＧルータ２１０におけるポートＡ〜Ｅに対応する。

ＡＷＧルータ３００は、横方向アレイの導波路３３０によって接続された２つの導波路カプラ（ときとして、スター・カプラ、平面領域、またはスラブとも呼ばれる）を有する。異なる導波路３３０は、異なるそれぞれの長さを有し、これらの長さは、全体的に図３の下から上に行くにつれ大きくなる。導波路３０８の終端は、スター・カプラ３２０のエッジ３１８に位置する。導波路３６０_Ａ〜３６０_Ｅの終端は、スター・カプラ３４０のエッジ３３８に位置する。導波路３６０_Ａ〜３６０_Ｅの終端が配置される位置は、発明の概念に基づいて選択され、代表的な従来技術の位置とは異なる。この配置の説明は、図４Ａ〜図４Ｃを参照して後段で与えられる。

一実施形態において、導波路３０８、３３０、および３６０のコアとカプラ３２０および３４０の本体は、同一の材料で作られ、この材料は、コアおよびカプラの周囲の被覆材と比べて、より高い屈折率を有する。代表的なコア材料は、ドープしたシリコン酸化物である。

図４Ａ〜図４Ｃは、ＡＷＧルータ３００において導波路位置を選択する代表的な方法をグラフで示す。

ＡＷＧルータ３００を実装するのに使用されるようなアレイ導波路回折格子は、約２０次または３０次の回折次数などの比較的高い回折次数で動作するように通常、設計される。アレイ導波路回折格子が、ｍ次の回折次数に合わせて設計される場合、このアレイ導波路回折格子は、（ｍ−１）次および（ｍ＋１）次などの隣接するいくつかの次数に関して、通常、同等の回折効率を有する。隣接する異なる回折次数に対応する光は、空間的に重なり合う可能性がある。

図４Ａは、ＡＷＧルータ３００（図３参照）におけるスター・カプラ３４０のエッジ３３８などの、スター・カプラの対応するエッジにおけるアレイ導波路回折格子によって生成された代表的な３つの分散光ストライプ４０２〜４０６をグラフで示す。図４Ａにおける水平軸Ｘは、例えば、エッジ３３８に関して図３に破線で示されるようにスター・カプラのエッジに沿った空間座標を表す。明瞭にするため、ストライプ４０２〜４０６は、互いに垂直にオフセットされて示されている。現実には、ストライプ４０２〜４０６は、空間的に重なり合う。ストライプ４０２は、（ｍ−１）次の回折次数に対応する。ストライプ４０４は、ｍ次の回折次数に対応する。ストライプ４０６は、（ｍ＋１）次の回折次数に対応する。

双方向の矢印４１０が、回折格子のブリュアン・ゾーンの幅（Ｗ_ＢＺ）を示す。この幅は、図４Ａに示されるとおり、同一の波長の、ただし、隣接する２つの回折次数に対応する２つの実例の間の空間オフセット（例えば、ミクロン単位で測定された）として定義され得る。回折格子の自由スペクトル範囲（ＦＳＲ）は、隣接する２つの回折次数に対応する空間的に重なり合う２つの波長の間のスペクトル分離（例えば、Ｈｚ単位、またはナノメートル単位の）として定義され得る。例えば、破線４１２で図４Ａに示される座標ｘ_０を有する空間的位置が、ｍ次の回折次数から波長λ_Χ（またはストライプ４０４）を受け、さらに（ｍ＋１）次の回折次数から波長λ_Υ（またはストライプ４０６）を受ける。したがって、ナノメートル単位で表現されるＦＳＲ値は、λ_Χ−λ_Υである。周波数単位で表現されるＦＳＲ値は、例えば、ナノメートルをＨｚに適切に変換することによって得られることが可能であることが、当業者には理解されよう。

次に図４Ｂおよび図４Ｃを参照すると、これらの図の各図における曲線４２０が、図３におけるスター・カプラ３４０のエッジ３３８などの、スター・カプラの対応するエッジに沿って測定された、回折格子の代表的な透過特性を示す。曲線４２０は、ベル様の形状を有することに留意されたい。曲線４２０の中央部分は、比較的平坦である。垂直破線４２２および４２４が、曲線４２０に関する２つの３ｄＢ（５０％）減衰点の位置を印付ける。破線４２２と破線４２４の間の距離は、図４Ａを参照して前段で定義される回折格子のブリュアン・ゾーンの幅であるＷ_ＢＺ、矢印４１０と等しいことが当業者には理解されよう。

ＡＷＧ設計者が、対応する導波路終端の配置に関してスター・カプラのエッジに沿った位置を選択する際、曲線４２０の形状が相当に考慮される。１つの理由は、システム仕様が、回折格子の異なる波長チャネルが、指定された規則的な間隔の周波数グリッド上にあること、および異なる波長チャネル間の挿入損失格差が、指定された比較的小さいしきい値より小さいことを通常、要求することである。これら２つの要求は、曲線４２０の中央の比較的平坦な部分内に、破線４２２および破線４２４で示されるブリュアン・ゾーン（ＢＺ）エッジから可能な限り離れて導波路終端を配置することが好ましいものと、通常、解釈される。

図４Ｂにおける垂直バー４３０_Ａ〜４３０_Ｄは、４つのチャネル間周波数間隔と等しいＦＳＲで設計されたアレイ導波路回折格子に関して前述した基準を満たす導波路終端の可能な１つの配置を示す。バー４３０_Ａ〜４３０_Ｄの中実部分は、透過曲線４２０によるそれぞれの位置において受けられる相対的光パワーを示す。双方向の矢印４３２が、導波路終端のこの配置に対応する挿入損失格差を示す。矢印４３２で示される挿入損失格差は、バー４３０_Ａ〜４３０_Ｄによって表されるバーの並び全体が、バー４３０_Ａおよびバー４３０_Ｄが、それぞれ、線４２２および線４２４から等距離になるようにわずかに右に移動された場合、わずかに小さくなり得ることに留意されたい。

図４Ｃにおける垂直バー４６０_Ａ〜４６０_Ｅは、本発明の一実施形態による導波路終端の配置を示す。この配置は、それらのバーのうちの２つ、すなわち、バー４６０_Ａおよびバー４６０_Ｅが、破線４２２および破線４２４で示されるＢＺエッジに直に配置されるという点で図４Ｂに示される配置とは異なる。図４Ｂと同様に、図４Ｃにおけるバー４６０_Ａ〜４６０_Ｅの中実部分は、透過曲線４２０によりそれぞれの位置で受けられる相対的光パワーを示す。

図４Ｃの横座標の下に配置された表が、回折次数別に、バー４６０_Ａ〜４６０_Ｅに対応する位置のそれぞれで受けられる波長をリストアップする。リストアップされた波長は、式（１）を介して互いに関係する。すなわち、
ｆ_ｉ＝ｆ_０＋ｉΔＦ （１）
ただし、ｉは、整数であり、ｆ_ｉは、波長λ_ｉに対応する周波数であり、ｆ_０は、波長λ_０に対応する周波数であり、さらにΔＦは、定数（周波数間隔を表す）である。一実施形態において、ΔＦ＝１００ＧＨｚである。

この表を詳しく見ると、バー４６０_Ａおよびバー４６０_Ｅに対応する位置の両方が、波長λ_１および波長λ_５を受けることが明らかになる。より詳細には、バー４６０_Ａに対応する位置は、ｍ次の回折次数から波長λ_１を受け、（ｍ＋１）次の回折次数から波長λ_５を受ける。バー４６０_Ｅに対応する位置は、（ｍ−１）次の回折次数から波長λ_１を受け、ｍ次の回折次数から波長λ_５を受ける。波長λ_１で回折格子によって透過させられる合計の光パワーは、バー４６０_Ａの中実部分とバー４６０_Ｅの中実部分の合計によって表され、このため、バー４６０_Ｃの中実部分によって表される波長λ_３で透過させられる光パワーと非常に近い。同様の所見が波長λ_５にも当てはまる。

図４Ｃの導波路構成が、搬送波波長λ_１〜λ_４を有する信号をルーティングするのに使用される場合、もたらされる事実上の挿入損失格差は、バー４６０_Ａの中実部分とバー４６０_Ｅの中実部分が合計され得るという事実を考慮に入れる、矢印４６２で表されることが可能である。矢印４３２（図４Ｂ）と矢印４６２（図４Ｃ）を比較することによって、図４Ｃの導波路構成が、図４Ｂの導波路構成と比べて、より小さい挿入損失格差を有利にもたらすことが分かる。また、挿入損失格差のこの縮小は、その他のポートのいずれかに追加の損失を生ずることなしに実現されることも注目に値する。挿入損失格差がより小さいことに加えて、図４Ｃの導波路構成は、３ｄＢスプリッタ機能ももたらし、この機能は、既に前述したとおり、平面導波路回路２００（図２）およびシステム１００（図１）において使用され得る。

図４Ｃの表をさらに詳しく見ると、図４Ｃの導波路構成が、ＯＮＵグループ１７０（図１参照）のそれぞれに対応するアップリンク信号およびダウンリンク信号に関して異なるそれぞれの波長を使用することを可能にすることが明らかになる。例えば、ＯＮＵグループ１７０_１に関して、波長λ_１が、ダウンリンク信号に関して使用されることが可能であり（図１で既に示されるとおり）、波長λ_５が、アップリンク信号に関して使用されることが可能である。回折格子の巡回波長応答のため、ｑが整数である、任意の波長λ_ｑ＝λ_１＋ｑ×ＦＳＲが、アップリンク信号に関する搬送波波長として使用されるための制約を満たすことは、比較的単純明快に証明される。ＯＮＵグループ１７０_２（図１には明示されない）に関して、波長λ_２が、ダウンリンク信号に関して使用されることが可能であり（図１で既に示されるとおり）、波長λ_６および／または波長λ_２が、アップリンク信号に関して使用されることが可能であるといった具合である。同様に、ｐが整数である、任意の波長λ_ｐ＝λ_２＋ｐ×ＦＳＲが、チャネル番号２に関するアップリンク信号に関する搬送波波長として使用されるための制約を満たす。この特性は、ダウンストリーム波長とアップストリーム波長が異なる２つの波長帯域に割り当てられる、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて重要である。さらに、そのようなＷＤＭ−ＰＯＮシステムにおいて、この受動波長ルータの巡回応答は、送信機１６４（図１）におけるレーザが有する必要がある同調範囲を大幅に小さくする。事実、一実施形態において、各送信機１６４は、受動波長ルータの１つのＦＳＲだけにわたる合計範囲にわたって調整可能であるが、それでも、許容される搬送波波長のうちの１つを、その波長の絶対値にかかわらず、生成することが可能である。この特性は、送信機１６４の複雑度を大幅に小さくし、このことが、付随する費用低減、および電力消費量の低減（電力消費量の低減は、ＷＤＭ−ＰＯＮ応用例に特に重要である）を容易にする。

図５は、本発明の一実施形態による受動ＡＷＧルータ３００（図３）の対応する部分を実装するのに使用され得る回路部分５００のレイアウトを概略で示す。図３と図５の同様の要素は、最後の２桁が同一であるラベルを有する。破線５２２および破線５２４が、回折格子のブリュアン・ゾーンの境界を印付け、図４Ｃの破線４２２および破線４２４とそれぞれ同様である。エッジ５３８における導波路５６０_Ａ〜５６０_Ｅの終端の位置は、図４Ｃのバー４６０_Ａ〜４６０_Ｅの位置にそれぞれ対応する。したがって、エッジ５３８に沿って導波路５６０_Ａ〜５６０_Ｅを接続する弧の長さは、Ｗ_ＢＺである。回路部分５００は、有利なことに、波長チャネルの間で比較的小さい挿入損失格差を有し、図４Ｃを参照して前述した波長ルーティング構成を実施するのに使用され得ることが当業者には認識されよう。

回路部分５００の他のいくつかの特徴が注目に値する。例えば、スター・カプラ５４０が、エッジ５３８で、回折格子のブリュアン・ゾーンの幅より大きい幅を有する。これに対して、代表的な従来技術のスター・カプラは、回折格子のブリュアン・ゾーンより小さい可能性がある幅を有する。従来技術のスター・カプラがそのような幅を有するという特性は、例えば、図４Ｂに関連して既に示したとおり、回折格子の透過曲線の中央部分の可能な限り近くに導波路を密集させる傾向の結果である。

指定された周波数グリッドによって課されるチャネル間周波数間隔ΔＦ（式（１）参照）が、エッジ５３８における隣接する導波路５６０の間の空間的分離ａを決定する。回路部分５００を有するＡＷＧルータの前述した特性が、回折格子のブリュアン・ゾーンの幅（Ｗ_ＢＺ）が約４ａである導波路構成を強制する。一般に、ＡＷＧルータが、Ｎ個の波長チャネルのために、本発明のいくつかの原理により設計された場合、ＡＷＧルータの導波路レイアウトは、一般に、式（２）を満たす。すなわち、
Ｗ_ＢＺ＝Ｎａ （２）
これに対して、従来技術の導波路レイアウトは、例えば、図４Ｂに関連して既に示したとおり、対応する導波路の可能な恣意的な位置付けのため、式（２）を満たさなくてもよい。

図６は、本発明の一実施形態による可能なＡＷＧルータ設計の変形形態をグラフで示す。より詳細には、図６に示される曲線６２０は、図４Ｂおよび図４Ｃに示される透過曲線４２０と同様のＡＷＧ透過曲線である。破線６２２および破線６２４が、回折格子のブリュアン・ゾーンの境界を印付け、図４Ｃの破線４２２および破線４２４とそれぞれ同様である。

一般に、異なるＡＷＧ設計は、異なる透過曲線をもたらす。例えば、Ｃｏｒｒａｄｏ Ｐ．Ｄｒａｇｏｎｅに発行された、本出願と所有者が共通する米国特許第６，８７３，７６６号が、図６に示される透過曲線６７０と同様の平坦な透過曲線を特徴とするＡＷＧ設計を開示する。この特許は、参照により全体が本明細書に組み込まれている。

透過曲線６２０をもたらすＡＷＧ設計と比較したＤｒａｇｏｎｅによる設計の１つの有益な特徴は、Ｄｒａｇｏｎｅによる設計が、回折格子のブリュアン・ゾーンの中央に位置する導波路に関する挿入損失格差の縮小を可能にすることである。しかし、同一のＦＳＲに関して、両方の設計は、破線６２２および破線６２４で示されるとおり、同一のＷ_ＢＺ、およびＢＺ境界の同一の位置を有する。例えば、図４Ｃによって例示される、本発明の様々な実施形態が、実質的にＢＺ境界までずっと透過曲線６７０の平坦部分を有効に広げるのに有利に使用され得る。この意味で、本発明の様々な実施形態とＤｒａｇｏｎｅによる設計は、互いを補完し、相乗効果的に同一の導波路回路において有利に実施され得る。

本発明は、例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、この説明は、限定するように解釈されることは意図していない。

例えば、回路２００（図２）は、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０に結合されたＡＷＧルータ２１０を有するものとして説明されてきたが、他の回路構成も可能である。例えば、ＡＷＧルータ２１０のポートＡとポートＥは、光パワー・スプリッタ／コンバイナ２２０_Ａおよび２２０_Ｅに接続される代わりに、ダウンリンク信号を組み合わせるように構成された単一の光パワー・コンバイナにともに接続されてもよい。そのような構成は、異なる波長チャネル間の挿入損失格差が比較的小さいという利点を有するとはいえ、もたらされる回路が従来のＡＷＧルータとして動作することが可能であるように、ダウンリンク信号に関してＡＷＧルータ２１０のパワー・スプリッタ機能を抹消する。

いくつかのさらなる点および／または所見が、対応するコンバイナにおける光パワーの過度の損失を回避するのに役立つ、ポートＡとポートＥを合併する回路（図２）の適切な実装のために考慮に値する。
（１）構成する導波路が単一モード導波路である場合、ポートＡとポートＥをコヒーレントに結合することが有益である。このことは、スター・カプラのエッジに位置する導波路終端からコンバイナに至る複数の光パスが同一の光路長を有する導波路構成を暗示する。さらに、対応する光信号の位相が、入力された光を単一の出力導波路に入れる効果的な結合を可能にするように適切に制御されることが好ましい。
（２）コンバイナが、２×１ Ｙ形状コンバイナとして、または対称２×１マルチモード干渉計（ＭＭＩ）として実装されると、例えば、これらのコンバイナは、それぞれのアームの間に固有の位相差を有さないため、最良の結果が実現される。これに対して、２×２光カプラは、例えば、２つの入力導波路（ｉｎｃｏｍｉｎｇ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）の長さの差を調整することによって、外部から補償されなければならない９０度の位相跳躍を特徴とする。しかし、材料の屈折率分散（ｍａｔｅｒｉａｌ−ｉｎｄｅｘ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）のため、異なる導波路長は、わずかに異なる位相に対応し、このため、結合効率は、波長依存になる可能性がある。この波長依存性は、１．５５マイクロメートルのスペクトル帯域と１．３マイクロメートルのスペクトル帯域が同時に使用されるシステム構成に影響を与える。
（３）ブロードバンド動作を実現するのに、導波路３０８は、エッジ３１８（図３参照）の中央近くに位置付けられることが最良である。この位置は、例えば、もたらされる空間対称性が、導波路３６０_Ａの終端における光位相と導波路３６０_Ｅの終端における光位相が同一になることを実質的に強制するため、良好な選択である。
（４）位相制御は、合併されて単一のマルチモード導波路にされた２つの単一モード導波路を有するコンバイナ構成において必要とされない可能性がある。この構成において、単一モード導波路からのすべての光パワーは、このマルチモード導波路の異なるモードに入るように結合されて、その結果、可能な結合損失が低減されることが可能である。このマルチモード導波路は、十分に短く、したがって、モード分散の悪影響が十分に小さいことが可能である。１つの例示的な構成において、マルチモード導波路は、例えば、対応するＷＤＭ受信機の一部分であり得るフォトダイオードによって終端させられることが可能である。

ＡＷＧルータ３００（図３）は、スター・カプラ３２０のエッジ３１８に結合された単一の導波路（例えば、導波路３０８）を有するものとして説明されてきたものの、そのエッジに結合された複数の導波路を有する実施形態も可能である。例えば、さらなる１つまたは複数の導波路が、もたらされるＡＷＧルータが巡回ＡＷＧルータとなるようにエッジ３１８に沿って配置されてもよい。図３の導波路３０８の隣の２つの破線は、そのようなさらなる導波路のうちの２つの導波路の可能な位置を示す。さらに、ＡＷＧ構造の巡回ルーティング特性を使用して、もたらされるＡＷＧルータは、それらのさらなる光導波路のうちの１つに印加された特定の搬送波波長を、光導波路３６０_Ａと光導波路３６０_Ｅの両方にルーティングするように構成され得る。一実施形態において、例えば、図３で、それぞれ導波路３６０_Ａおよび導波路３６０_Ｅの隣に示される２つの破線で示されるとおり、さらなる導波路がエッジ３３８において追加されてもよい。

本明細書で説明される様々な例示的なＡＷＧルータは、４つの波長チャネルのために設計されるものの、本発明の様々な実施形態は、そのように限定されない。本明細書で開示されるいくつかの発明の態様を使用して、当業者は、所望される実質的に任意の数の波長チャネルのためにＡＷＧルータを設計することができよう。

様々な実施形態は、ＡＷＧルータに関連して説明されてきたものの、本発明の原理は、エシェル回折格子に適用されることも可能である。より詳細には、透過の際にアレイ導波路回折格子を使用する代わりに、エシェル回折格子は、反射の際にエッチングされたステップ回折格子を使用する。ＡＷＧルータに関連して前述した入力ポートおよび出力ポートの位置付けが、エシェル・タイプのルータにも同様に当てはまることが当業者には理解されよう。ＡＷＧルータと同様に、エシェル・タイプのルータは、シリカ材料のプラットフォーム上に組み込まれ得る。

様々な代替の実施形態において、シリコン、ＩＩＩ−Ｖ半導体材料、およびポリマー材料などの代替の材料のプラットフォームが使用されることも可能である。

説明される実施形態の様々な変形形態、ならびに本発明が属する分野の業者に明白な、本発明の他の実施形態は、添付の特許請求の範囲において明示される本発明の原理および範囲に含まれるものと考えられる。

特に明記しない限り、各数値および各範囲は、その値またはその範囲の値の前に「約」または「おおよそ」という語が付けられているかのように、近似であるものと解釈されなければならない。

本発明の性質を説明するために説明され、例示されてきた部分の詳細、材料、および構成の様々な変更が、添付の特許請求の範囲において明示される本発明の範囲を逸脱することなく、当業者によって行われ得ることがさらに理解されよう。

添付の方法クレームにおける要素は、存在する場合、対応するラベル付けを有する特定の順序で記載されるものの、それらのクレーム記載が、それらの要素のいくつか、またはすべてを実施するための特定の順序を特に暗示するのでない限り、それらの要素は、必ずしも、その特定の順序で実施されることに限定されるものとは意図されない。

「一実施形態」または「実施形態」という本明細書における記載は、その実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、または特性が、本発明の少なくとも１つの実施形態に含められ得ることを意味する。本明細書の様々な箇所における「一実施形態において」という句の出現は、必ずしもすべて同一の実施形態を指しているわけではなく、別々の実施形態、または代替の実施形態が、必ずしも他の実施形態と互いに相容れないわけでもない。同じことが、「実装」という用語にも当てはまる。

詳細な説明全体にわたって、一律の縮尺に従っていない図面は、単に例示的であり、本発明を限定するためにではなく、本発明を説明するために使用される。高さ、長さ、幅、上、下などの用語の使用は、あくまでも、本発明の説明を容易にするためであり、本発明を特定の向きに限定することは意図していない。例えば、高さは、垂直の立ち上がり限度だけを暗示するわけではなく、図に示される３次元構造体の３次元のうちの１つを識別するのに使用される。そのような「高さ」は、電極が水平である場合に垂直であるが、電極が垂直である場合、水平であるといった具合である。

また、この説明に関して、「結合する」、「結合している」、「結合された」、「接続する」、「接続している」、または「接続された」などの用語は、２つ以上の要素間でエネルギーが伝達されることを許す、当技術分野で知られている、または後に開発される任意の様態を指し、さらなる１つまたは複数の要素の介在が、必須ではないものの、企図される。逆に、「直接に結合された」、「直接に接続された」などの用語は、そのようなさらなる要素が存在しないことを暗示する。

本発明は、他の特定の装置および／または方法として実現されてもよい。説明される実施形態は、すべての点で例示的であり、限定するものではないものと見なされるべきである。特に、本発明の範囲は、本明細書の説明および図によってではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。特許請求の範囲の均等の趣旨および範囲に含まれるすべての変更が、特許請求の範囲に包含されるべきものとする。

説明および図面は、本発明の原理を例示するに過ぎない。当業者は、本明細書で明示的に説明されることも、示されることもないものの、本発明の原理を実現し、本発明の趣旨および範囲に含められる様々な構成を考案することができることが認識されよう。さらに、本明細書に記載されるすべての実施例は、本発明の原理、および当技術分野を進展させることに寄与する本発明者らによる概念を読者が理解するのを助ける教育的な目的だけを主に明確に意図しており、そのような特別に記載される例および条件に限定することなしに解釈されるべきものとする。さらに、本発明の原理、態様、および実施形態を記載する本明細書のすべての記述、ならびにそれらの原理、態様、および実施形態の特定の実施例は、それらの実施例のすべての均等物を包含することを意図している。

特許請求の範囲における図の番号および／または図の参照ラベルの使用は、特許請求の範囲の解釈を容易にするために主張される主題の可能な１つまたは複数の実施形態を識別することを意図している。そのような使用は、それらの特許請求の範囲を、必ずしも、対応する図に示される実施形態に限定するものと解釈されるべきではない。

Claims (13)

1. 第１のエッジに第１の光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第１の横方向アレイの光導波路が結合されている第１の光スター・カプラと、
   第１のエッジに前記第１の横方向アレイの光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第２の横方向アレイの光導波路が結合されている第２の光スター・カプラとを備える受動アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）ルータを備える装置であって、
   前記受動ＡＷＧルータは、前記第１の光導波路に印加された第１の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの第２の光導波路の両方にルーティングするように構成され、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第２の横方向アレイにおいて前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の間に位置する他の少なくとも１つの光導波路によって互いに分離されており、
   前記受動ＡＷＧルータは、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路に、前記第１の搬送波波長の光パワーのおおよそ等しい部分を伝達するように構成されている装置。
2. 前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記受動ＡＷＧルータのブリュアン・ゾーン幅と公称上、等しい距離で互いに分離され、前記距離は、前記第２の光スター・カプラの前記第２のエッジに沿って測定され、さらに
   前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第１のエッジの中央から等距離にある請求項１に記載の装置。
3. 前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第２の横方向アレイにおいて前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の間に位置付けられた複数の規則的な間隔の光導波路によって互いに分離される請求項１に記載の装置。
4. 前記第２の横方向アレイは、前記第１の光導波路と前記第２の光導波路を境界とするセクタの外部で前記第２の横方向アレイにおいて位置付けられた１つまたは複数の光導波路を備える請求項１に記載の装置。
5. 前記第２の光スター・カプラの前記第２のエッジは、前記受動ＡＷＧルータの前記ブリュアン・ゾーン幅より大きい長さを有する請求項１に記載の装置。
6. 前記受動ＡＷＧルータは、前記第１の光導波路に印加された第２の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路の両方にルーティングするようにさらに構成され、前記第２の搬送波波長は、波長単位で表現された前記受動ＡＷＧルータの自由スペクトル範囲だけ前記第１の搬送波波長からオフセットされる請求項１に記載の装置。
7. 前記第２の横方向アレイの前記光導波路のうちのそれぞれの光導波路にそれぞれが結合され、さらにそれぞれの光導波路から受け取られた光パワーを部分に分割して、前記分割された部分を、それぞれの異なる伝播パスに沿って進ませる複数の光パワー・スプリッタをさらに備える請求項１に記載の装置。
8. 前記受動ＡＷＧルータは、平面を有する基板をさらに備え、前記第１の光スター・カプラ、前記第２の光スター・カプラ、および前記複数の光パワー・スプリッタは、前記基板上に実装され、さらに
   前記複数の光パワー・スプリッタは、
   前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路に結合され、前記第１の光導波路から受け取られた前記光パワーを分割して、ｋが１より大きい正の整数である、分割されたｋ個の部分にするように構成された第１の光パワー・スプリッタと、
   前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路に結合され、前記第２の光導波路から受け取られた前記光パワーを分割して、分割されたｋ個の部分にするように構成された第２の光パワー・スプリッタと、
   前記第２の横方向アレイの前記他の１つの光導波路に結合され、前記他の１つの光導波路から受け取られた前記光パワーを分割して、分割された２ｋ個の部分にするように構成された少なくとも第３の光パワー・スプリッタとを備える請求項７に記載の装置。
9. 前記第１の光パワー・スプリッタまたは前記第２の光パワー・スプリッタにそれぞれが結合された第１のグループの光ネットワーク・ユニットと、
   前記第３の光パワー・スプリッタにそれぞれが結合された第２のグループの光ネットワーク・ユニットと、
   前記第１の光スター・カプラの前記第１のエッジに結合された前記第１の光導波路に結合され、さらに
   前記受動ＡＷＧルータを介して、前記第１の搬送波波長を有する光信号を前記第１のグループの光ネットワーク・ユニットにブロードキャストし、
   前記受動ＡＷＧルータを介して、第２の搬送波波長を有する光信号を前記第２のグループの光ネットワーク・ユニットにブロードキャストするように構成された光回線終端装置とをさらに備える請求項８に記載の装置。
10. 前記第１の光スター・カプラは、前記第１のエッジに結合された第２の光導波路をさらに有し、
    前記受動ＡＷＧルータは、前記第２の光導波路に印加された第２の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路の両方にルーティングするようにさらに構成される請求項１に記載の装置。
11. 前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路に結合され、前記第２の横方向アレイの前記第１および第２の光導波路から受け取られた光パワーを合成する光パワー・コンバイナをさらに備える請求項１に記載の装置。
12. 第１のエッジに第１の光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第１の横方向アレイの光導波路が結合されている第１の光スター・カプラと、
    第１のエッジに前記第１の横方向アレイの光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第２の横方向アレイの光導波路が結合されている第２の光スター・カプラとを備える受動アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）ルータを備える装置であって、
    前記受動ＡＷＧルータは、前記第１の光導波路に印加された第１の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの第２の光導波路の両方にルーティングするように構成され、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第２の横方向アレイにおいて前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の間に位置する他の少なくとも１つの光導波路によって互いに分離されており、
    前記受動ＡＷＧルータは、前記第１の光導波路に印加された第２の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路の両方にルーティングするようにさらに構成され、前記第２の搬送波波長は、波長単位で表現された前記受動ＡＷＧルータの自由スペクトル範囲だけ前記第１の搬送波波長からオフセットされる装置。
13. 第１のエッジに第１の光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第１の横方向アレイの光導波路が結合されている第１の光スター・カプラと、
    第１のエッジに前記第１の横方向アレイの光導波路が結合され、さらに反対側の第２のエッジに第２の横方向アレイの光導波路が結合されている第２の光スター・カプラとを備える受動アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）ルータを備える装置であって、
    前記受動ＡＷＧルータは、前記第１の光導波路に印加された第１の搬送波波長を、前記第２の横方向アレイの第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの第２の光導波路の両方にルーティングするように構成され、前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の光導波路は、前記第２の横方向アレイにおいて前記第１の光導波路と前記第２の光導波路の間に位置する他の少なくとも１つの光導波路によって互いに分離されており、
    前記第２の横方向アレイの前記第１の光導波路と前記第２の横方向アレイの前記第２の光導波路に結合され、前記第２の横方向アレイの前記第１および第２の光導波路から受け取られた光パワーを合成する光パワー・コンバイナをさらに備える装置。