JPH04116607A - 光分波器 - Google Patents
光分波器Info
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- JPH04116607A JPH04116607A JP2238363A JP23836390A JPH04116607A JP H04116607 A JPH04116607 A JP H04116607A JP 2238363 A JP2238363 A JP 2238363A JP 23836390 A JP23836390 A JP 23836390A JP H04116607 A JPH04116607 A JP H04116607A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12019—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the optical interconnection to or from the AWG devices, e.g. integration or coupling with lasers or photodiodes
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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。
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、光分波器に関するものである。
［従来の技術］
光通信では、伝送路の有効利用を図るために、同時に複
数の波長の光信号を伝送してそれぞれの波長に異なる情
報を割り当てる、いわゆる波長多重の技術がある。この
波長多重伝送方式においては、光信号を波長毎に分離す
る機能を有する光分波器が必要となる。
数の波長の光信号を伝送してそれぞれの波長に異なる情
報を割り当てる、いわゆる波長多重の技術がある。この
波長多重伝送方式においては、光信号を波長毎に分離す
る機能を有する光分波器が必要となる。
かかる光分波器の一例として、本願人が先に特願平２−
１０１６２７号において提案したものがある。ここでは
、波長の違いを空間的パワー分布の違いに変換する光変
換デバイスとして、第３図に示すように、バルク型の回
折格子を用いる例を示した。
１０１６２７号において提案したものがある。ここでは
、波長の違いを空間的パワー分布の違いに変換する光変
換デバイスとして、第３図に示すように、バルク型の回
折格子を用いる例を示した。
第３図において、光ファイバ１から入射側レンズ２を介
して伝搬してきた波長λ３．λ冨、・・・、λ。の波長
多重信号光３をバルク型の回折格子４に入射させ、ここ
で回折されて空間的に角度分散された光５を出射側レン
ズ６を介して受光素子アレイ７に入射させる。受光素子
アレイ７においては、回折された光５は、各波長λ１．
λ２．・・・、λ０毎に異なる受光素子アレイ位置にお
いて光強度のピークをもつ二次元の光強度分布に変換さ
れる。受光素子アレイ７から得られる二次元の光強度分
布に対応する電流分布をもつ電気信号８をニューラル・
ネットワーク９に入力してパターン認識処理を施して、
その出力ボートＩＯから各波長に対応した出力信号０１
．Ｏｓ、・・・、０、を得る。
して伝搬してきた波長λ３．λ冨、・・・、λ。の波長
多重信号光３をバルク型の回折格子４に入射させ、ここ
で回折されて空間的に角度分散された光５を出射側レン
ズ６を介して受光素子アレイ７に入射させる。受光素子
アレイ７においては、回折された光５は、各波長λ１．
λ２．・・・、λ０毎に異なる受光素子アレイ位置にお
いて光強度のピークをもつ二次元の光強度分布に変換さ
れる。受光素子アレイ７から得られる二次元の光強度分
布に対応する電流分布をもつ電気信号８をニューラル・
ネットワーク９に入力してパターン認識処理を施して、
その出力ボートＩＯから各波長に対応した出力信号０１
．Ｏｓ、・・・、０、を得る。
【発明が解決しようとする課題１
ところが、バルク型回折格子４では光ファイバ１や受光
素子アレイ７との光学的結合においてバルク型レンズ２
，６を必要とするため、結合が容易ではないという欠点
があった。
素子アレイ７との光学的結合においてバルク型レンズ２
，６を必要とするため、結合が容易ではないという欠点
があった。
さらにまた、波長分解能を高めることが容易ではない欠
点もある。バルク型回折格子３の波長分解能は、一般に
次式で表される。
点もある。バルク型回折格子３の波長分解能は、一般に
次式で表される。
ここで、Ｗ二人力先の半値全幅、ｄ：格子間隔、ｆ：レ
ンズ６の焦点距離、ｌに回折次数である。
ンズ６の焦点距離、ｌに回折次数である。
式（１）から分解能を高めるには、ｆやｍを大きくする
。ｄを小さくする、の３つの方法が考えられるが、バル
ク型ではｍを太き（する事が困難である（Ｗは光フアイ
バ出射端でのモードフィールド径であって、一定である
）０例えば、エシエレット回折格子の場合、入射角θ、
回折光の出射角θ０に対して ｓｉｎθ−５ｉｎθａ＝ｍλ／ｄ （２）な
る関係があるが、θおよびθ。に解が存在するためには
、ｍえ／ｄは１以下でなければならない。
。ｄを小さくする、の３つの方法が考えられるが、バル
ク型ではｍを太き（する事が困難である（Ｗは光フアイ
バ出射端でのモードフィールド径であって、一定である
）０例えば、エシエレット回折格子の場合、入射角θ、
回折光の出射角θ０に対して ｓｉｎθ−５ｉｎθａ＝ｍλ／ｄ （２）な
る関係があるが、θおよびθ。に解が存在するためには
、ｍえ／ｄは１以下でなければならない。
一般に、ｄば１０μ厘以下、λは１．３〜Ｌ、Ｓμ腫程
度だから、ｍは高々７である。このようにバルク型回折
格子では、回折次数ｍを高めるには限界があり、分解能
を高めるには焦点距離ｆを太き（とる以外に方法がなか
った。ところが、ｆを大きくとると分波器の系全体が大
きくなって実用的ではない。例えば、汎用のモノクロメ
ータでは分解能を０． ｉｎ鴎とするのに、ｆを数十ｃ
ｍも確保している。これでは通信用分波器としては実用
的ではない。
度だから、ｍは高々７である。このようにバルク型回折
格子では、回折次数ｍを高めるには限界があり、分解能
を高めるには焦点距離ｆを太き（とる以外に方法がなか
った。ところが、ｆを大きくとると分波器の系全体が大
きくなって実用的ではない。例えば、汎用のモノクロメ
ータでは分解能を０． ｉｎ鴎とするのに、ｆを数十ｃ
ｍも確保している。これでは通信用分波器としては実用
的ではない。
従来技術としては、ニューラル・ネットワーク（ＮＮ）
を用いず、アレー導波路型回折格子（１９９０年信学春
季全大、Ｃ−１９４）のみで光分波器を構成する方法も
考えられる。この場合、波長多重通信における波長多重
間隔を回折格子の分解能の数倍から１０倍にとる必要が
ある。その理由は、受信感度を高めるために、クロスト
ークを２０〜３０ｄＢと小さ（しなければならないから
である、したがって、この場合には、波長多重数を多く
できない、という問題点があった。
を用いず、アレー導波路型回折格子（１９９０年信学春
季全大、Ｃ−１９４）のみで光分波器を構成する方法も
考えられる。この場合、波長多重通信における波長多重
間隔を回折格子の分解能の数倍から１０倍にとる必要が
ある。その理由は、受信感度を高めるために、クロスト
ークを２０〜３０ｄＢと小さ（しなければならないから
である、したがって、この場合には、波長多重数を多く
できない、という問題点があった。
そこで、本発明の目的は、回折格子と光ファイバおよび
受光数アレイとの光学的結合にバルク型レンズを必要と
せず、分解能を高くでき、結果として波長多重数も多く
できる光分波器を提供することにある。
受光数アレイとの光学的結合にバルク型レンズを必要と
せず、分解能を高くでき、結果として波長多重数も多く
できる光分波器を提供することにある。
［課題を解決するための手段１
このような目的を達成するために、本発明は、波長多重
信号光を受け、該波長多重信号光の複数の波長の信号光
を前記複数の波長に対応して空間的にパワーが分布した
光に変換するアレー導波路型回折格子と、その変換され
た光のパワー分布を検出する受光素子アレイと、複数の
処理エレメントおよび結線エレメントによって構成され
、前記受光素子アレイからの空間的に分布した電気信号
を受けて前記複数の信号光に対応する出力信号を取り出
すニューラル・ネットワークとを具えたことを特徴とす
る。
信号光を受け、該波長多重信号光の複数の波長の信号光
を前記複数の波長に対応して空間的にパワーが分布した
光に変換するアレー導波路型回折格子と、その変換され
た光のパワー分布を検出する受光素子アレイと、複数の
処理エレメントおよび結線エレメントによって構成され
、前記受光素子アレイからの空間的に分布した電気信号
を受けて前記複数の信号光に対応する出力信号を取り出
すニューラル・ネットワークとを具えたことを特徴とす
る。
［作 用１
本発明では、波長多重信号光を光変換デバイスとニュー
ラル・ネットワークを用いた光分岐器で分波する際、光
変換デバイスとしてアレー導波路型回折格子を用いるこ
とで、バルク型レンズを必要とせず、光学的結合が容易
であり、分解能を高くできるから、波長多重数を多くで
きる。
ラル・ネットワークを用いた光分岐器で分波する際、光
変換デバイスとしてアレー導波路型回折格子を用いるこ
とで、バルク型レンズを必要とせず、光学的結合が容易
であり、分解能を高くできるから、波長多重数を多くで
きる。
しかも、本発明では、ニューラル・ネットワークを用い
て二次元分布信号光のパワー分布を識別するので、回折
格子の分解能と同等の間隔で波長多重することができる
。
て二次元分布信号光のパワー分布を識別するので、回折
格子の分解能と同等の間隔で波長多重することができる
。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図に本発明の一実施例を示す。ここで、１１はアレ
ー導波路型回折格子である。アレー導波路型回折格子１
１ば、アレー導波路工２と信号光入出力用に用意された
シングルモード導波路を中心とする扇型のスラブ導波路
１３および１４とからなる。
ー導波路型回折格子である。アレー導波路型回折格子１
１ば、アレー導波路工２と信号光入出力用に用意された
シングルモード導波路を中心とする扇型のスラブ導波路
１３および１４とからなる。
第２図において光ファイバ１を伝搬してきた波長多重信
号光２は扇型スラブ導波路１３に放射された後、アレー
導波路１２を伝搬し出力側のスラブ導波路１４の端部１
５に収束する。収束した信号光をフォトダイオードアレ
イなどの受光素子アレー７で電気信号８に変換したのち
、予め内部状態が設定されたニューラル・ネットワーク
９で識別され、分波される。従来は信号光のコリメート
および収束にバルク型レンズを用いていたが、本実施例
におけるアレー導波路型回折格子１１はスラブ導波路１
３およびＩ４で構成できているため光学的結合が容易に
なっている。
号光２は扇型スラブ導波路１３に放射された後、アレー
導波路１２を伝搬し出力側のスラブ導波路１４の端部１
５に収束する。収束した信号光をフォトダイオードアレ
イなどの受光素子アレー７で電気信号８に変換したのち
、予め内部状態が設定されたニューラル・ネットワーク
９で識別され、分波される。従来は信号光のコリメート
および収束にバルク型レンズを用いていたが、本実施例
におけるアレー導波路型回折格子１１はスラブ導波路１
３およびＩ４で構成できているため光学的結合が容易に
なっている。
アレー導波路型回折格子１１では、アレー導波路１２に
設けられた光路長差ΔＬにより生じる波長分散性のため
、収束する位置が波長によりＸ軸方向（受光素子アレイ
７のアレイ方向であって、第１図では上下方向）に移動
する。Ｘ軸方向の波長分散は、アレー導波路１２のピッ
チをｄ、導波路部分の屈折率をｎとすると次式で表され
る。
設けられた光路長差ΔＬにより生じる波長分散性のため
、収束する位置が波長によりＸ軸方向（受光素子アレイ
７のアレイ方向であって、第１図では上下方向）に移動
する。Ｘ軸方向の波長分散は、アレー導波路１２のピッ
チをｄ、導波路部分の屈折率をｎとすると次式で表され
る。
さらに、回折次数ｍは
で表される。式（４）から分かるように、光路差△Ｌを
大きくすることによってｍを高くできる。
大きくすることによってｍを高くできる。
すでに報告されている例（１９９０年信学春季全大、Ｃ
−１９４１では、ｍ＝４２が実現されている。したがっ
て、分解能Δλもスラブ導波路の収束距離ｆ＝２．２ｍ
ｍ 、導波路間ピッチｄ＝８μｍに対して０．２ｎｍと
高い値が実現できている。結果として。
−１９４１では、ｍ＝４２が実現されている。したがっ
て、分解能Δλもスラブ導波路の収束距離ｆ＝２．２ｍ
ｍ 、導波路間ピッチｄ＝８μｍに対して０．２ｎｍと
高い値が実現できている。結果として。
波長多重通信における多重間隔を０．２ｒ＋ｍと狭くで
きるから、多重数を多くできる。波長多重された信号光
をフォトダイオードで受光したときの様子を第２図に示
す。本実施例では、ニューラル・ネットワーク９を用い
るので、隣合った信号光の光パワー分布（ビームスポッ
ト）が多少型なり合っても受信感度を劣化させることな
く識別可能であり、したがって、回折格子の分解能と同
等の間隔で波長多重することが可能である。これは、ニ
ューラル・ネットワーク９によってパワー分布を認識識
別しているからに他ならない。ニューラル・ネットワー
ク９を用いなければ、光パワー分布の重なり合った部分
がクロストークとなって受信感度を劣化させることにな
る。
きるから、多重数を多くできる。波長多重された信号光
をフォトダイオードで受光したときの様子を第２図に示
す。本実施例では、ニューラル・ネットワーク９を用い
るので、隣合った信号光の光パワー分布（ビームスポッ
ト）が多少型なり合っても受信感度を劣化させることな
く識別可能であり、したがって、回折格子の分解能と同
等の間隔で波長多重することが可能である。これは、ニ
ューラル・ネットワーク９によってパワー分布を認識識
別しているからに他ならない。ニューラル・ネットワー
ク９を用いなければ、光パワー分布の重なり合った部分
がクロストークとなって受信感度を劣化させることにな
る。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、光変換デバイス
としてアレー導波路型回折格子を用いるから、バルク型
レンズを用いる必要がなくなり、光学的結合が容易とな
る。さらに加えて、アレー導波路の導波路間の光路差Δ
Ｌを大きくすることによって、回折次数ｍを高くできる
から、短い焦点距離で高い分解能が得られる。しかも、
本発明では、ニューラル・ネットワークを用いて二次元
分布信号光のパワー分布を識別するので、回折格子の分
解能と同等の間隔で波長多重することができる。
としてアレー導波路型回折格子を用いるから、バルク型
レンズを用いる必要がなくなり、光学的結合が容易とな
る。さらに加えて、アレー導波路の導波路間の光路差Δ
Ｌを大きくすることによって、回折次数ｍを高くできる
から、短い焦点距離で高い分解能が得られる。しかも、
本発明では、ニューラル・ネットワークを用いて二次元
分布信号光のパワー分布を識別するので、回折格子の分
解能と同等の間隔で波長多重することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はその
受光素子アレイ上での光パワー分布を示す分布図、 第３図は本出願人の先の提案に係る光分波器の一例を示
す構成図である。 ｌ・・・光ファイバ、 ２・・・入射側レンズ、 ３・・・波長多重信号光、 ４・・・バルク型回折格子、 ５・・・回折出力光、 ６・・・出射側レンズ、 ７・・・受光素子アレイ、 ８・・・電気信号、 ９・・・ニューラル・ネットワーク、 ｌＯ・・・出力ボート、 １１・・・アレー導波路型回折格子、 １２・・・アレー導波路、 １３、１４・・・スラブ導波路、 １５・・・出力用スラブ導波路出射端部。
受光素子アレイ上での光パワー分布を示す分布図、 第３図は本出願人の先の提案に係る光分波器の一例を示
す構成図である。 ｌ・・・光ファイバ、 ２・・・入射側レンズ、 ３・・・波長多重信号光、 ４・・・バルク型回折格子、 ５・・・回折出力光、 ６・・・出射側レンズ、 ７・・・受光素子アレイ、 ８・・・電気信号、 ９・・・ニューラル・ネットワーク、 ｌＯ・・・出力ボート、 １１・・・アレー導波路型回折格子、 １２・・・アレー導波路、 １３、１４・・・スラブ導波路、 １５・・・出力用スラブ導波路出射端部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）波長多重信号光を受け、該波長多重信号光の複数の
波長の信号光を前記複数の波長に対応して空間的にパワ
ーが分布した光に変換するアレー導波路型回折格子と、 その変換された光のパワー分布を検出する受光素子アレ
イと、 複数の処理エレメントおよび結線エレメントによって構
成され、前記受光素子アレイからの空間的に分布した電
気信号を受けて前記複数の信号光に対応する出力信号を
取り出すニューラル・ネットワークと を具えたことを特徴とする光分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2238363A JPH04116607A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 光分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2238363A JPH04116607A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 光分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04116607A true JPH04116607A (ja) | 1992-04-17 |
Family
ID=17029077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2238363A Pending JPH04116607A (ja) | 1990-09-07 | 1990-09-07 | 光分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04116607A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232843A (ja) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波アドレスシステム |
| US6222956B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-04-24 | Hitachi Cable Ltd. | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer |
| WO2002018987A3 (en) * | 2000-08-31 | 2002-05-16 | Bookham Technology Plc | Optical processing device |
| US6865323B2 (en) | 2002-01-04 | 2005-03-08 | Jds Uniphase Corporation | Athermal optical coupler |
-
1990
- 1990-09-07 JP JP2238363A patent/JPH04116607A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06232843A (ja) * | 1993-02-02 | 1994-08-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光波アドレスシステム |
| US6222956B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-04-24 | Hitachi Cable Ltd. | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer |
| WO2002018987A3 (en) * | 2000-08-31 | 2002-05-16 | Bookham Technology Plc | Optical processing device |
| US6865323B2 (en) | 2002-01-04 | 2005-03-08 | Jds Uniphase Corporation | Athermal optical coupler |
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