JPH02168222A - 波長分岐挿入素子 - Google Patents

波長分岐挿入素子

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JPH02168222A
JPH02168222A JP63325196A JP32519688A JPH02168222A JP H02168222 A JPH02168222 A JP H02168222A JP 63325196 A JP63325196 A JP 63325196A JP 32519688 A JP32519688 A JP 32519688A JP H02168222 A JPH02168222 A JP H02168222A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、−群の波長のうちの一部を分岐およびｌまた
は挿入する光通信などに用いられる波長分岐挿入素子に
関する。
（従来の技術） 光通信ネットワークにおいて光の周波数領域を有効に活
用するには、数多くの光周波数信号の中から特定の周波
数の信号を分岐、あるいは挿入する機能が不可欠である
。このような機能を有する素子として、従来、１９８７
年のＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ誌の第２
３巻、第１３号の第６６８ページから第６６９ページに
記載のり、　Ｃ，Ｊｏｈｎｓｏｎ他によるＮｅｗ　ｄｅ
ｓｉｇｎ　ｃｏｎｃｅｐｔｆｏｒ　ａ　ｎａｒｒｏｗｂ
ａｎｄ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｏ
ｐｔｉｃａｌ　ｔａｐａｎｄ　ｃｏｍｂｉｎｅｒと題す
る論文に記載の波長分岐挿入素子があった。
（発明が解決しようとする課題） しかし、前記従来の素子は干渉型の素子であるため、０
．０１〜０．１００程度のわずかな環境温度の変化で波
長分岐挿入素子の分岐ｌ挿入端子が入れ替わってしまう
という問題があった。
（課題を解決するための手段） 本発明は、第１の光ファイバと、第１の光ファイバから
出射された光を第１の端子から入射させ、直交する２つ
の直線偏光に分離して第２、第３の端子に出力し、かつ
、第２、第３の端子から入射する２つの直交する直線偏
光を合波して第４の端子に出力する第１の偏光分離素子
と、該第１の偏光分離素子の第４の端子から出力する光
を結合させて伝搬させる第２の光ファイバと、前記第１
の偏光分離素子の第２及び第３の端子からの出射光の偏
光状態を保ってそれぞれ伝搬させる第１及び第２の偏光
保存ファイバと、前記第１、第２の偏光保存ファイバか
らの出射光をそれぞれ透過させて円偏光とする第１及び
第２のλ／４板と、該λ／４板を透過した光を波長によ
る透過１反射特性に従ってそれぞれ透過あるいは反射さ
せる光学フィルタと、該光学フィルタを透過した前記第
１、第２の偏光保存ファイバからの出射光をそれぞれ透
過させ、それぞれ円偏光から互いに直交する直線偏光と
する第３及び第４の、Ｖ４板と、第３及び第４のυ１反
をそれぞれ透過した前記第１、第２の偏光保存ファイバ
からの出射光をそれぞれその偏光状態を保って（７：搬
させる第３、第４の偏光保存ファイバと、該第３、第４
の偏光保存ファイバからの出射光をそれぞれ第２、第３
の端子に入射させ、かつ、合波して第４の端子から出射
させて第４の光ファイバに結合させると共に、第３の光
ファイバからの出射光を第１の端子から入射させて直交
する２つの直線偏光に分離し、前記第３、第４の偏光保
存ファイバに結合した第２、第３の端子に出力する第２
の偏光分離素子とを含んで構成される波長分岐挿入素子
である。
（作用） 本発明では、直交する２つの偏光に分離して分岐および
ｌまたは挿入を行なっており、干渉効果を用いていない
ので安定に動作する。
本発明による手段においては、まず、波長多重された信
号光は第１の光ファイバを伝搬してきて第１の偏光分離
素子の第１の端子に入射し、２つの直交する偏波に分け
られる。次に、それぞれ後段の第１及び第２のλ／４［
で円偏光に変換されたのち、それに続く第１及び第２の
光学フィルタによってその透過光と反射光に分離される
。そのうち、該光学フィルタを透過した波長の信号光は
分岐信号光となって後述のごとく第４の光ファイバに分
岐され、また、該光学フィルタで反射された波長の信号
光となって後述のごとく第２の光ファイバに出射される
。まず、光学フィルタで反射された信号光は再び第１及
び第２のＭ４板で円偏光から直線偏光に変換された後、
再び第１の偏光分離素子に戻る。ここで、直線偏光の方
向は第１の偏光分離素子から出射されたときとは互いに
直交する偏光方向になっていることから、それぞれの直
交偏光は第１の偏光分離素子で合波されてその第４の端
子から出射されるときには第１の偏光分離素子で２つの
直交する偏光に分離されて出射されるときとは反射ｌ透
過が逆になっているため、合波された信号光は今度はそ
の第４の端子から出射される。また、光学フィルタを透
過した波長の信号光は第３及び第４のλ／４板で円偏光
から直線偏光に変換された後、第２の偏光分離素子によ
って合波されてその第４の端子から分岐信号光として出
射される。ここで、第２の偏光分離素子の第２及び第３
の端子に入射するこれらの直線偏光の方向は第２の偏光
分離素子の第１の端子から入射させて該第２の偏光分離
素子で分離して第２及び第３の端子から出射させる偏光
とはそれぞれ互いに直交する直線偏光となっている。一
方、第２の偏光分離素子の第１の端子から入射された前
記光学フィルタを透過する波長と同一波長の挿入信号光
は、前記光フィルタを透過したのち第１の偏光分離素子
において第１の偏光分離素子の第１の端子から入射して
光フィルタで反射された光信号と合波されて、前述のご
とく、第１の偏光分離素子の第４の端子から出射される
。すなわち、第１の偏光分離素子の第１の端子から入射
された波長多重信号のうち、その第４端子に出力される
波長群の中に、第２の偏光分離素子の第１の端子から入
射され、前記光フィルタを透過する波長の光信号が挿入
されて、第１の偏光分離素子の第４の端子から出力され
る。ここで、第１及び第２の偏光分離素子における２つ
の直交する偏光の合波においては、合波する信号間の干
渉効果を用いていないため、合波する信号光の相互の位
相関係の変化は合波機能に何等影響を与えない。
従って、環境温度変化や振動などによる信号光の伝送媒
体の屈折率変化等による光路長の変化による影響をほと
んど受けず、きわめて安定な動作が可能である。これは
、第２の偏光分離素子の第１の端子から入射させた光信
号を第１の偏光分離素子へその第１の端子から入射した
光信号と合波してその第４の端子に出力させる場合も同
様であり環境温度の変化や振動などに対して安定に動作
する。
（実施例） 以下、図面より本発明の詳細な説明する。第１図は本発
明の第１の実施例の構成図、また、第２図（ａ）〜（ｅ
）はその機能を説明するための説明図である。
波長１．５５ｐｍ帯において２ｎｍ間隔で８波長多重さ
れた波長多重信号光は第１の光ファイバ１１を通って第
１の偏光分離素子２１の第１の端子２１１に入射し、第
１の偏光分離素子２１によってＳ偏光（第１図の紙面に
垂直な偏光）とＰ偏光（第１図の紙面に並行な偏光）に
分離され、それぞれの第２、第３の端子２１２，２１３
から出射される。これらの出射光はそれぞれ、第１及び
第２の偏光保存ファイバ３１．３２にその偏光の方向が
該偏光保存ファイバの２つの主軸のいずれかに一致する
ように結合される。ここで、第１の偏光分離素子２１の
第１から第４の端子２１１〜２１４はいずれもレンズで
構成されている。第１及び第２の偏光保存ファイバ３１
．３２を伝搬してきたＳ偏光とＰ偏光はそれぞれコリメ
ート用レンズ４１．４２で並行光に変換された後、第１
のＶ４板５１でそれぞれ円偏光に変換され、ファブリ・
ペロー光学フィルタ６０に入射する。
ここで、波長多重信号光は第２図（ａ）に示すように、
１．５５ｐｍ付近で２ｎｍ間隔で８波の信号が多重され
ている。一方、ファブ１ルベロー光学フィルタ６０は自
由スペクトル間ＦＭ８ｎｍ、フィネス約３００であり、
第２図（ｂ）、（ｃ）に示すような透過１反射特性を持
っている。従って、第２図（ｄ）に示した２つの波長は
ファブ１ルペロー光学フィルタ６０を透過し、第２図（
ｅ）に示した６つの波長フ７ブ１ルベロー光学フィルタ
６０で反射される。
まず、第１、第２のレンズ４１．４２からそれぞれ出射
された前記第１、第２の偏光保存ファイバ３１．３２を
伝搬してきた信号光のうちファブ１ルベロー光学フィル
タ６０で反射された６つの波長の偏光（第２図（ｅ））
は再、び第１のλ／４板５板金１おってそれぞれ再び第
１、第２の偏光保存ファイバ３１．３２に結合される。
このとき、第１、第２の偏光保存ファイバ３１．３２に
結合された信号光の偏光の方向は、第１の７ｖ４板５１
を往復して透過したことにより、第１の偏光分離素子２
１からファブ１ルベロー光学フィルタ６０へ向かって伝
ノ般していたときとは直交する偏光となって伝搬する。
すなわち、第１の偏光保存ファイバ３１においてはＰ偏
光となり、第２の偏光保存ファイバ３２においてはＳ偏
光となる。第１の偏光分離素子２１においてはＳ偏光は
第１の偏光分離フィルタ２１０で反射され、一方、Ｐ偏
光の偏光分離フィルタを透過することから、ファブリ・
ベロー光学フィルタ６０から第１の偏光分離素子２１に
向かうこれらの信号光は第１の偏光分離素子２１で合波
されてその第４の端子２１４から第２の光ファイバ１２
へ出射される。
次に、第１、第２のレンズ４１．４２からそれぞれ出射
された前記第１、第２の偏光保存ファイバ３１．３２を
伝搬してきた信号光のうちファブ１ルペロー光学フィル
タ６０を透過した信号光（第２図（ｄ））はそれぞれ第
２のυ４板５２を通って各々第３、第４のレンズ４３．
４４によりそれぞれ第３、第４の偏光保存ファイバ３３
．３４に結合される。ここで、第１の偏光保存ファイバ
３１をＳ偏光で伝搬していた信号光は２つのλ／４板４
１．４３を通ったことによりＰ偏光に変換されて第３の
偏光保存ファイバ３３に結合されている。また、第２の
偏光保存ファイバ３２をＰ偏光で伝搬していた信号光は
同様の理由で第４の偏光保存ファイバ３４ではＳ偏光と
なって伝搬する。従って、第３の偏光保存ファイバ３３
を伝搬して第２の偏光分離素子２２の第２の端子２２２
にＰ偏光て入射した信号光は第２の偏光分離フィルタ２
２０を透過して第４の端子２２４から出射されるし、ま
た、第４の偏光保存ファイバ３４を伝搬して第２の偏光
分離素子２２の第３の端子２２３にＳ偏光で入射した信
号光も、第２の偏光分離フィルタ２２０で反射されて同
じく第４の端子２２４から出射される。すなわち、ファ
ブ１ルベロー光学フィルタ６０を透過してきた信号光は
いずれも第２の偏光分離素子２２の第４の端子２２４か
ら出射される。この第４の端子２２４がら出射された信
号光は第４の光ファイバ１４に結合される。なお、第２
の偏光分離素子２２の第１から第４の端子２２１〜２２
４は第１の偏光分離素子２１と同様にいずれもレンズで
構成されている。ここで、第３の偏光保存ファイバ３３
と第４の偏光保存ファイバ３４を伝搬してきた２つの信
号光は互いに直交する偏光となっているため、第２の偏
光分離素子で合波する際に互いに何等干渉を起こすこと
はない。
なお、第１図に示す本波長分岐挿入素子がファブリ・ペ
ロー光学フィルタ６０に関して対称であることを考えれ
は説明するまでもないが、第３の光ファイバ１３を通っ
てきた第２図（ｄ）に示した波長を有する信号光を第２
の偏光分離素子２２の第１の端子２２１から入射させる
と、その信号光は第１の偏光分離素子２１の第１の端子
２１１から入射された第２図（ｅ）に示す波長の信号光
と合波されて第１の偏光分離素子２１の第４の端子２１
４から出射される。また、第２の偏光分離素子２２の第
１の端子２２１から第２図（ｅ）に示した波長の信号光
を入射させると、その信号光は第１の偏光分離素子２１
の第１の端子２１１から入射された第２図（ｄ）に示す
波長の信号光と合波されて第２の偏光分離素子２２の第
４の端子２２４から出射される。
ここで、第１の実施例の特徴について簡単に述べると、
ファブリ・ペロー光学フィルタを用いていることから、
一定の波長間隔で並んだ光信号のうちの複数の光信号を
単位にして波長の分岐ｌ挿入が土床ること、本実施例で
述べた数ｎｍオーダーの間隔で並べられた光信号はもと
より、０．０１ｎｍオーダー（数百ＭＨｚオーダー）の
間隔で並べられた光信号についても波長の分岐挿入が己
未ることなどである。
第３図は本発明の第２の実施例、第４図はその機能を説
明するための説明図である。ここでは、第１の実施例と
の違いについてのみ説明する。
ここで、第１の実施例と違う点は、第１の実施例で用い
たファブリ・ペロー光学フィルタ６０の代わりにブラッ
グ回折格子型光学フィルタ６１．６２を用いている点で
あり、他の構成は第１の実施例と全く同様である。この
、ブラッグ回折格子型光学フィルタ６１．６２は第４図
（ａ）、（ｂ）に示すように、ブラッグ波長付近でのみ
反射し、他の波長は透過する特性を有しているため、第
１の偏光分離素子２１の第１の端子から入射した８つの
波長の光信号（第４図（Ｃ））のうち、はぼブラッグ波
長に相当する波長の光信号（第４図（ｄ））のみが第１
の偏光分離素子２１の第４の端子２１１から出射され、
他の７つの波長の光信号（第４図（ｅ））は第２の偏光
分離素子２２の第４の端子２２４から出射される。
また、第４図（ｅ）の示した波長の光信号を第２の偏光
分離素子２２の第１の端子２１１から入射させると、そ
の信号光は第１の偏光分離素子２１の第１の端子２１１
がら入射された第４図（ｄ）に示す波長の信号光と合波
されて第１の偏光分離素子２１の第４の端子２１４から
出射される。また、第２の偏光分離素子２２の第１の端
子２２１から第４図（ｄ）に示した波長の信号光を入射
させると、その信号光は第１の偏光分離素子２１の第１
の端子２１１から入射された第４図（ｅ）に示す波長の
信号光と合波されて第２の偏光分離素子２２の第４の端
子２２４から出射される。なお、ブラッグ回折格子型光
学フィルタの製法については、１９７８年のＡｐｐｌｉ
ｅｄＰｈｙｓｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓの第３２巻の第６
４７頁から第６４９頁に記載のに、　Ｏ，Ｈｉｌｌ他に
よりｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　ｉｎ　ｏｐｔ
ｉｃａｌｆｌｂｅｒ　ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ：　ａｐｐ
ｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ　ｆｉ
ｌｔｅｒｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎと題する論文に詳しい
。
ここで、第２の実施例の特徴を簡単に述べると、複数の
波長の光信号の中からブラッグ波長に相当する波長の光
信号のみを選択して分岐ｌ挿入できることである。
（発明の効果） 本発明による波長分岐挿入素子によれば、複数の波長の
光信号の中からその一部の波長の光信号の分岐ｌ挿入が
できること、その光信号の波長間隔は０．０１ｎｍのオ
ーダーから数ｎｍのオーダーの広い範囲にわたってその
間隔に適した波長分岐挿入素子が構成できること、光信
号を直交する２つの偏光に分離して波長の分岐挿入を行
っているため光信号の合波時に光の干渉効果を必要とし
ないことから、環境温度変化や振動などによる信号光の
伝送媒体の屈折率変化等による光路長の変化による影響
をほとんど受けず、きわめて安定な動作が可能であるこ
となどである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図はその
機能を説明するための説明図、第３図は本発明の第２の
実施例、第４図はその機能を説明するための説明図であ
る。図において、 １１〜１４・・・光ファイバ、２１．２２・・・偏光分
離素子、３１〜３４・・・偏光保存光ファイバ、４１〜
４７・・・レンズ、５１．５２・・・Ｍ４板、６０・・
・ファブ１ルペロー光学フィルタ、６１．６２・・・ブ
ラッグ回折格子型降格フィルタ、である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）第１の光ファイバと、第１の光ファイバから出射
    された光を第１の端子から入射させ、直交する２つの直
    線偏光に分離して第２、第３の端子に出力し、かつ、第
    ２、第３の端子から入射する２つの直交する直線偏光を
    合波して第４の端子に出力する第１の偏光分離素子と、
    該第１の偏光分離素子の第４の端子から出力する光を結
    合させて伝搬させる第２の光ファイバと、前記第１の偏
    光分離素子の第２及び第３の端子からの出射光の偏光状
    態を保ってそれぞれ伝搬させる第１及び第２の偏光保存
    ファイバと、前記第１、第２の偏光保存ファイバからの
    出射光をそれぞれ透過させて円偏光とする第１及び第２
    のλ／４板と、該λ／４板を透過した光を波長による透
    過／反射特性に従ってそれぞれ透過あるいは反射させる
    光学フィルタと、該光学フィルタを透過した前記第１、
    第２の偏光保存ファイバからの出射光をそれぞれ透過さ
    せ、それぞれ円偏光から互いに直交する直線偏光とする
    第３及び第４のλ／４板と、第３及び第４のλ／４板を
    それぞれ透過した前記第１、第２の偏光保存ファイバか
    らの出射光をそれぞれその偏光状態を保って伝搬させる
    第３、第４の偏光保存ファイバと、該第３、第４の偏光
    保存ファイバからの出射光をそれぞれ第２、第３の端子
    に入射させ、かつ、合波して第４の端子から出射させて
    第４の光ファイバに結合させると共に、第３の光ファイ
    バからの出射光を第１の端子から入射させて直交する２
    つの直線偏光に分離し、前記第３、第４の偏光保存ファ
    イバに結合した第２、第３の端子に出力する第２の偏光
    分離素子とを含んで構成される波長分岐挿入素子。
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