JPH0424602A - 波長選択光遅延素子及び時分割光交換機 - Google Patents

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】 〔概要〕 波長選択光遅延素子及び時分割光交換機に関し。

光導波路を伝播する光信号の遅延時間が波長毎に異なる
波長選択光遅延素子及びその光遅延素子を使用した時分
割光交換機の提供を目的とし光導波路と、その光導波路
に光結合し２反射波長が可変な複数のブラッグ反射器を
有し、複数のブラッグ反射器は導波方向に間隔をおいて
配置され、前記光導波路に入力される波長の異なる複数
の光を、それぞれ異なるブラッグ反射器で反射するよう
に各ブラッグ反射器の反射波長を調整することにより、
前記波長の異なる複数の光がお互いに異なる遅延を与え
られて出力される波長選択光遅延素子により構成する。

また、前記の波長選択光遅延素子を含む時分割光交換機
であって、前記複数のブラッグ反射器相互の間隔は、パ
ルス信号の１タイムスロット分が前記光導波路を進行す
る距離の半分の整数倍となっている時分割光交換機によ
り構成する。

［産業上の利用分野］ 本発明は波長選択光遅延素子及び時分割光交換機に関す
る。

光通信、光交換、光情報処理の分野では遅延時間を可変
にできる光遅延素子が要求されている。

〔従来の技術〕

光通信処理方式の多様化、光交換・光情報処理の多機能
化を実現するためには、遅延時間を可変にできる光遅延
素子が望まれる。

従来の光遅延回路は、光ファイバの長さを調節して遅延
時間を調節し２種々の長さの光ファイバを並べて機械的
に切り換えることにより、遅延時間を可変にしていた。

しかし、従来の方法では今後の光信号処理の高速化、多
機能化に対処できない。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、電気的にあるいは光学的に遅延時間を可変で
き、しかも波長ごとに遅延時間の異なる光遅延素子、及
びその光遅延素子を使用した時分割光交換機を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、光導波路２と、その光導波路２に光結合し
１反射波長が可変な複数のブラ・ング反射器３ａ乃至３
ｄを有し、複数のブラッグ反射器３ａ乃至３ｄは導波方
向に間隔をおいて配置され、前記光導波路２に入力され
る波長の異なる複数の光を、それぞれ異なるブラッグ反
射器３ａ乃至３ｄで反射するように各ブラッグ反射器３
ａ乃至３ｄの反射波長を調整することにより、前記波長
の異なる複数の光がお互いに異なる遅延を与えられて出
力される波長選択光遅延素子によって解決される。

また、前記の波長選択光遅延素子を含む時分割光交換機
であって、前記複数のブラッグ反射器３ａ乃至３ｄ相互
の間隔は、パルス信号の１タイムスロット分が前記光導
波路２を進行する距離の半分の整数倍となっている時分
割光交換機によって解決される。

〔作用〕

本発明の波長選択光遅延素子は、光導波路２とその光導
波路２に光結合する複数のブラッグ反射器３ａ乃至３ｄ
を有し、複数のブラッグ反射器は導波方向に間隔をおい
て配置され、各ブラング反射器は反射波長が可変である
。そのため、光導波路２に入力される波長の異なる複数
の光を、それぞれ異なるブラッグ反射器で反射するよう
に各ブラッグ反射器の反射波長を調整しておけば、波長
の異なる光の間で１反射するブラッグ反射器間の距離の
２倍の距離（往復路Ｍ）に相当する遅延を与えることが
できる。

また、複数のブラノヒ゛反射器３ａ乃至３ｄ相互の間隔
を、パルス信号の１タイムスロット分が光導波路２を進
行する距離の半分の整数倍となるようにしておけば、ブ
ラッグ反射器間を往復する時間は１タイムスロット分の
整数倍となり、波長の異なる複数の光信号が時分割で入
力される時１時分割光交換を行うことができる。

（実施例〕 第１図は本発明の波長選択光遅延素子の実施例Ｉを説明
するための模式図で、１は基板、２は光導波路、　３ａ
乃至３ｄはブラッグ反射器を表す。

基板１は例えばガラス板で、光導波路２は例えば光ファ
イバである。ブラッグ反射器３ａ乃至３ｄは例えばファ
イバ型ブラッグ反射器であり、ブラッグ反射波長は電気
的手段により、あるいは光学的手段により変化させるこ
とができる。

光導波路２へ入射する波長λ１の入力光は、その波長に
一致したブラッグ反射波長を有する２例えばブラッグ反
射器３ａで反射し、逆方向に伝播し光導波路２から出力
される。

光導波路２へ入射する波長λ２．λ３．λ４の入力光は
、その波長に一致したブラッグ反射波長を有する１例え
ばブラッグ反射器３ｂ、　３ｃ、　３ｄで反射し、逆方
向に伝播し光導波路２から出力される。

この波長選択光遅延素子により、波長λ１．λ２λ３．
λ４の入力光は、光導波路中をブラッグ反射器を往復し
た時間だけの遅延が与えられる。

波長により反射するブラッグ反射器の位置が異なるから
、異なる波長には異なる遅延が与えられる。

例えばブラッグ反射器３ａと３ｂの間隔をＬとすると。

波長λ１．λ２の光の間には Δｔ　＝　２　Ｌ　ｎ　／　Ｃ の遅延時間の差を生じる。

ここで、ｎは先導波路の屈折率、Ｃは真空の光速度であ
り１例えば、　　Ｌ＝１０ｃｍ、　　ｎ＝１．５゜Ｃ＝
３Ｘ１０１０ｃｍを代入すると、Δｔ　＝　１０−９秒
となり、各ブラッグ反射器間の距離を１０ｃｍの整数倍
にしておけば、Ｉｎｓの単位で遅延時間を変化させるこ
とができる。

ブラッグ反射器３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄのブラッ
グ反射波長は、上の説明ではλ３．λ２．λ３　λ４と
したが、各ブラッグ反射器のブラング反射波長は可変で
きるから、お互いに入れ換えることもできる。それゆえ
、ブラッグ反射器３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄの相互
間の距離、ブラッグ反射波長の選択により。

波長の異なる複数の入力光に対して１種々の遅延時間を
与えることができる。

第２図は時分割光交換に有効に使用できる波長選択光遅
延素子の実施例■を説明するだめの模式図である。素子
の構成は実施例■と同様であるが第２図は簡単化して示
している。

光カプラ４は２例えば３ｄＢ光カプラで、光入力ポート
から波長選択光遅延素子の光導波路２に約半分の光が入
り、光出力ポートから、またその半分の光が出力される
。

ブラッグ反射器３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄは、それ
ぞれ。

ブラッグ反射波長がλ２．λ３．λ４．λ、となるよう
に調整され、各ブラッグ反射器はＬなる等間隔をもって
導波方向に配置されている。

波長λ２．λ３．λ４．ハなる複数の信号光を入力する
時、Δｔ　＝　２　Ｌ　ｎ　／　Ｃを単位とじて各信号
光の素子内を伝播する遅延時間は次のようになる。

λ２：Ｏ λ３　：　　　ΔＬ λ４　：　　２Δｔ λＩ　：　　３Δを 第３図はこの波長選択光遅延素子を利用した時分割光交
換を説明するための図であり、波長変換素子Ｉ、波長選
択光遅延素子、波長変換素子■は時分割光交換機の要素
である。

タイムスロットΔｔ（＝２Ｌｎ／Ｃ）の時分割方式で多
重化され、第１のパルスＰｒＣλ。）、第２のパルスＰ
ｚ（λ。）、第３のパルスＰ、（λＯ）＋第４のパルス
Ｐ、（λ。）の順に並べられた時分割光信号が波長変換
素子■に入力される。

波長変換素子１は次のような波長変換を行う。

Ｐ、（λ。）→　Ｐ、（λ、） Ｐｚ（λ。）→　Ｐ２（λ２） Ｐ、（λ。）　→　Ｐ３（λ２） Ｐ４（λ。）　→　Ｐ４（λ３） 波長選択光遅延素子は第２図に示した構成であり、各光
信号の遅延時間は次のようになる。

Ｐ、（λ、）：３Δｔ Ｐ２（λ２）：Ｏ Ｐ、（λ２）：０ Ｐ４（λ３）：　　　Δを 即ち、Ｐ、（λＩ）は３ピント、Ｐ、（λ３）は１ビ・
７ト遅延し、Ｐ２（λ２）とＰ３（λ２）はそのままで
ある。

その結果、光信号の時系列はＰ、（λ、）、Ｐ、（λ２
）。

Ｐ３（λ２）、　　Ｐ＋（λ１）となる。

波長変換素子■は次のような波長変換を行う。

Ｐ、（λ３）→　Ｐ、（λ。） Ｐ、（λ２）→　Ｐ２（λ。） Ｐａ（λ２）　→　Ｐ３（λ。） Ｐ、（λｌ）　→　Ｐ、（λ０） 波長変換素子■に入力されたパルスの時系列と波長変換
素子■から出力されたパルスの時系列とではＰ＋（λ０
）とＰ、（λ。）が入れ替わっている。

第４図は時分割光交換のタイムチャートで１時間ｎＬ／
Ｃ（−Δｔ／２）毎にパルス系列の位置を追跡して示し
ている。

Ｐ、（λ１）はブラッグ反射器３ｄで反射され。

Ｐ、（λ２）とＰ、（λ２）はブラッグ反射器３ａで反
射され　Ｐ、（λ３）はブラッグ反射器３ｂで反射され
る。

その結果、この波長選択光遅延素子を出た時には、Ｐｌ
（λ１）とＰ、（λ３）が入れ替わる。

（発明の効果〕 以上説明したように９本発明によれば、光導波路を伝播
する光信号の遅延時間が波長毎に異なる波長選択光遅延
素子を提供することができ、その光遅延素子を使用して
時分割光交換を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例Ｉを説明するための模式図。 第２図は実施例■を説明するための模式図。 第３図は波長選択光遅延素子を利用した時分割光交換を
説明するための図。 第４図は時分割光交換のタイムチャートである。 図において。 １は基板。 ２は光導波路。 ３ａ乃至３ｄはブラ ４は光カブラ ラグ反射器。 尖施例■を説明するための狽弐図 第１図 ＆Ｉ尺反射の１１長 入２ 入３ 入。 宵施倖ＩＩを説明するための模式図 第２図 時分割光交換 疲長選沢光通延索子を利用した時分轡１光交（昆８３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕光導波路（２）と、その光導波路（２）に光結合
   し、反射波長が可変な複数のブラッグ反射器（３ａ乃至
   ３ｄ）を有し、 複数のブラッグ反射器（３ａ乃至３ｄ）は導波方向に間
   隔をおいて配置され、 前記光導波路（２）に入力される波長の異なる複数の光
   を、それぞれ異なるブラッグ反射器（３ａ乃至３ｄ）で
   反射するように各ブラッグ反射器（３ａ乃至３ｄ）の反
   射波長を調整することにより、前記波長の異なる複数の
   光がお互いに異なる遅延を与えられて出力されることを
   特徴とする波長選択光遅延素子。 〔２〕請求項１記載の波長選択光遅延素子を含む時分割
   光交換機であって、 前記複数のブラッグ反射器（３ａ乃至３ｄ）相互の間隔
   は、パルス信号の１タイムスロット分が前記光導波路（
   ２）を進行する距離の半分の整数倍となっていることを
   特徴とする時分割光交換機。