JPH061318B2 - 波長分割多重光スイツチ - Google Patents

波長分割多重光スイツチ

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JPH061318B2
JPH061318B2 JP17659685A JP17659685A JPH061318B2 JP H061318 B2 JPH061318 B2 JP H061318B2 JP 17659685 A JP17659685 A JP 17659685A JP 17659685 A JP17659685 A JP 17659685A JP H061318 B2 JPH061318 B2 JP H061318B2
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佳弘 島津
成人 西
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は波長分割多重された光信号を波長変換するた
めの波長分割多重光スイツチに関するものである。
「従来の技術」 従来のこの種の波長分割多重光スイツチは、入力光ハイ
ウエイからのn波長(λ〜λ)の波長多重化光信号
がn個の光分波器により各波長ごとに分波され、これら
分波されたn個の各波長ごとの光信号は光マトリクスス
イツチへ供給され、その光マトリクススイツチのn個の
出力光はそれぞれn個の光−電気変換素子により電気信
号に変換される。この際、光マトリクススイツチの制御
状態により、その入力された各波長(λ〜λ)の光
を何れの光−電気変換素子へも出力することができる。
n個の光−電気変換素子の各出力電気信号は予め決めら
れたn個の電気−光変換素子によりそれぞれ波長λ
λの光信号に変換され、これら変換された光信号は出
力レンズにより集光されて1本の出力ハイウエイへ出射
される。
前述したように光マトリクススイツチを制御することに
より、入力光信号の各波長対応の信号を、他の波長の光
信号として出力ハイウエイへ出力することができ、波長
分割多重スイツチとして作用する。
この従来の波長分割多重光スイツチは、多重度nの数が
多くなると光マトリクススイツチの各格子交差点の光ス
イツチの数がnで増加し、そのハードウエアの規模が
著しく大きくなる。このような点から第5図に示す波長
分割多重光スイツチを提案した。すなわち光入力ハイウ
エイ1にはn個の波長λ〜λの光信号が波長分割多
重化されており、この光入力ハイウエイ1からの光信号
は光分岐器2によつてn個の同一光信号に分岐され、こ
のn個の分岐出力光はそれぞれ可変波長フイルタ31〜3
に分岐される。各可変波長フイルタ31〜3はそれぞ
れ端子41〜4からの制御信号によりλ〜λ中の任
意の波長の光信号が出力される。可変波長フイルタ31
の出力光はそれぞれ光−電気変換素子51〜5によ
り電気信号に変換される。これら光−電気変換素子51
の出力電気信号は波長λ〜λの電気−光変換素
子61〜6によりそれぞれ互に異なる波長の光信号に変
換される。これらの変換された光信号は光合波器7によ
り合波され、光出力ハイウエイ8に出射される。可変波
長フイルタ31〜3により選択する光信号の波長を変え
ることにより入力光信号の波長を任意の波長に変換して
出力できるためこの構成は波長分割多重光スイツチとし
て用いることができる。
波長可変フイルタ31〜3に用いる波長可変フイルタを
第6図に示す。第6図においてλ〜λの波長に波長
分割多重化されている入力光信号が入力側導波路9から
入力され、入力側レンズ11に入射され、この入力光は
平行光に変換されて音響光学素子12に入射される。音
響光学素子12は二酸化テルル(TeO2)等の音響光学媒
体13に圧電素子14を接着したものであり、圧電素子
14に駆動回路15により一定周波数の正弦波電圧を印
加し、超音波を発生させ、その超音波を音響光学媒体1
3中を伝搬させる。入力側レンズ11から平行光が音響
光学媒体13に入射されると平行光のまま各波長ごとに
(1)式で示されるθの方向に回折される。その特定方向
の回折光のみが出力側レンズ16によつて集光し、出力
側導波路17に入射される。
θ=(f・λ)/v …………(1) (1)式より圧電素子14に印加する正弦波電圧の周波数
を変化させると回折角角θが変化し、任意の波長の光を
出力側導波路17に入力することができ、可変波長フイ
ルタの機能が実現される。
「発明が解決しようとする問題点」 前述した従来の波長分割多重光スイツチは多重度nの二
乗で光スイツチの数が多くなるが、この第5図に示すも
のでは系列の数がn個であり、ハードウエアの規模の増
加率が従来のものよりも少ない。しかもこの第5図に示
すものにおいても可能波長フエイルタ31〜3、光−電
気変換素子51〜5、電気−光変換素子61〜6がそれ
ぞれn個の個別な部品により構成されているため装置規
模が可成り大きくなる。
この発明の目的ハードウエアの規模が像合、n(nは
光波長多重度)ではなくnに比例するが、各部をn個の
個別のものではなくそれぞれ1個に集積化して装置規模
を著しく小さくした波長分割多重光スイツチを提供する
ことにある。
「問題点を解決するための手段」 この発明の一つによれば1本の光入力ハイウエイからの
n波長多重化光信号は1個の入力レンズにより平行光に
変換され、その平行光はn個の音響光学素子を密着させ
て配列した1個の音響光学素子アレイにより独立なn個
の方向に回折され、これらn個の音響光学素子はn個の
駆動回路によりそれぞれ独立な制御信号が印加され、こ
れら一定方向に回折されたn個の光信号はそれぞれ1個
の集光レンズによりn個の点に集光され、これらn点に
集光された光は、n個の光−電気変換素子を密着配列さ
せた1個の光−電気信号素子アレイによりそれぞれn個
の電気信号に変換され、これら電気信号にn個の電気−
光変換素子を密着配列させた1個の電気−光変換素子ア
レイによりn波長(λ〜λ)の光信号に変換され、
これらn波長の光信号は1個の出力光レンズにより集光
されて1本の出力ハイウエイへ入射される。
この発明の他の一つによれば1本の光入力ハイウエイか
らのn波長多重化信号は1個の入力レンズにより平行光
に変換され、その平行光は1個の音響光学素子により独
立なn個の方向に回折され、その音響光学素子は1個の
駆動回路からのn個の制御信号を重畳した信号により制
御され、その一定方向に回折されたn個の光信号は1個
の集光レンズによりn個の点に集光され、そのn個の点
に集光された光は、n個の光−電気変換素子を密着配列
させた1個の光電気変換素子アレイによりn個の電気信
号に変換され、これらn個の電気信号はそれぞれn個の
電気−光変換素子を密着配列させた1個の電気−光変換
素子アレイによりそれぞれ予め決められたn波長(λ
〜λ)の光信号に変換される。そのn個の光信号は1
個の出力レンズにより集光されて1本の出力ハイウエイ
へ入射される。
「第1実施例」 第1図は第1発明の実施例を示し、簡単のためn=4
(n:波長多重数)の場合を示した。第1図において4
つの異なる波長λ〜λの光信号を波長分割多重した
光信号が光入力ハイウエイ1からセルフオツクレンズの
ような入力光レンズ21に入射され、この入力光レンズ
21により平行光に変換される。入力光レンズ21の出
射面と接して又は近接して音響光学素子アレイ22が設
けられる。音響光学素子アレイ22は音響光学媒体131
〜13に圧電素子14〜14を接着した4個の音
響光学素子を、その圧電素子による超音波の伝搬方向を
互に平行に密着して配列したものである。従つて各音響
光学素子ではその配列方向と直角方向に光が回折され
る。駆動回路15〜15によりそれぞれf
,f,fなる周波数の正弦波が圧電素子14
〜14に印加されており、従つて(1)式によりそれぞ
れ特定波長の光が特定方向に回折される。これら回折さ
れた各平行光は半円柱状の集光レンズ24によりそれぞ
れ集光され、光−電気変換素子アレイ25に入射され
る。光−電気変換素子アレイ25は光−電気変換素子26
1〜26を密着配列したものであり、その各素子26
〜26の受光面27は第2図に示すように充分小さ
くそれ回折光中の特定波長の光のみが受光面に入射され
る。これら光−電気変換素子261〜26からの各電気
信号は電気−光変換素子アレイ28の電気−光変換素子
29〜29によりそれぞれλ〜λの波長の光に
変換され、これら変換出力光はセルフオルクレンズのよ
うな出力光レンズ30によつて集光され、光出力ハイウ
エイ8に入射される。電気−光変換素子29〜29
は密着配列されている。各駆動回路15〜15の出
力電圧の周波数をf〜f中の任意に変化させること
により任意の波長の光を、光−電気変換素子アレイ25
中の各光−電気変換素子26〜26において集光さ
せることができ、従つて波長分割多重光スイツチが実現
できる。
「第2実施例」 第3図は第2発明の実施例であつて簡単のためn=4
(n:波長多重数)の場合を示した。第3図において4
つの異なる波長λ〜λの光信号を波長分割多重した
光信号は光入力ハイウエイ1から入力光レンズ21に入
射されて平行光に変換される。入力光レンズ21の射出
面に音響光学素子31が配されている。音響光学素子3
1の圧電素子32には駆動回路15によりf1,f2,f3
f4なる周波数の正弦波を重畳した電気信号が印加されて
いる。この場合音響光学素子31の性質からf1,f2
f3,f4の各光信号に対してそれぞれ(1)式を満たすよう
に独立に回折が起こる。従つて第3図に示すようにλ
〜λの光の群がf1〜f4に対応して4つの方向に回折さ
れる。これら4つの方向に回折された光は、セルフオツ
クスレンズのような、異なる方向から入射された平行光
をそれぞれ互に異なる点に集光レンズ33に入射され
る。集光レンズ33からの4つの出力光は変換素子26
〜26に入射される。第4図に示すような各光−電
気変換素子において各f1〜f3によりそれぞれ異なる点に
集められた光はその波長λ〜λにより更に異なる点
に集まる。その特定の一つの波長の光のみを受光面27
で受光するようにする。これら各光−電気変換素子26
〜26の光−電気変換素子アレイ25の各光−電気
出力は電気−光変換素子アレイ28の電気−光変換素子
29〜29によりそれぞれλ〜λの波長の光に
変換され、更に出力光レンズ30によつて集光されて光
出力ハイウエイ8に入射される。駆動回路15の出力中
の周波数f1を僅か変化させることにより、光−電気変換
素子261の受光面27に集光する光の波長が変化する。
従つてf1〜fsの周波数を僅か変化させることにより波長
分割多重光スイツチが実現できる。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば、従来構成のよう
に個別部品で構成するのではなく、セルフオツクレンズ
やアレイ状に配列した一体構成の素子を用い異なる波長
の光信号の一つの部品を共用する構成であるため小型化
される利点がある。
しかも第2実施例では音響光学素子が1個で済み、音響
光学素子アレイと比較して著しく構成が簡単であり、装
置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1実施例を示す構成図、第2図は
第1図中のA部の拡大図、第3図はこの発明の第2実施
例を示す構成図、第4図は第3図中のB部の拡大図、第
5図は提案されている波長分割多重光スイツチを示す構
成図、第6図は従来構成に用いる可変波長フイルタの構
成を示す図である。 1:光入力ハイウエイ、2:光分岐器、31〜3n:可変波
長フイルタ、7:光合波器、8:光出力ハイウエイ、1
5,151〜15:駆動回路、21:入力光レンズ、2
2:音響光学素子アレイ、24,33:集光レンズ、2
5:光−電気変換素子アレイ、261〜264:光−電気変換
素子、28:電気−光変換素子アレイ、29〜2
:電気−光変換素子、30:出力光レンズ、31:音
響光学素子。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n波長(λ〜λ)(nは2以上の整
    数)の異なる波長の光信号を波長分割多重した光信号を
    供給する1本の光入力ハイウエイと、 その光入力ハイウエイの光信号を平行光に変換する1個
    の入力光レンズと、 その入力光レンズからの平行光を独立なn個の方向に回
    折させる、n個の音響光学素子を密着させて配列した1
    個の音響光学素子アレイと、 そのn個の音響光学素子にそれぞれ独立な制御信号を印
    加するためのn個の駆動回路と、 上記音響光学素子アレイによつてそれぞれ一定の方向に
    回折されたn個の光信号をそれぞれn個の点に集光する
    1個の集光レンズと、 その集光レンズによりn個の点に集光された光をそれぞ
    れ電気信号に変換するn個の光−電気変換素子を密着さ
    せて配列した1個の光−電気変換素子アレイと、 その光−電気変換素子アレイから出力されたn個の電気
    信号出力をそれぞれn波長(λ〜λ)の光信号に変
    換するn個の電気−光変換素子を密着させて配列した1
    個の電気−光変換素子アレイと、 その電気−光変換素子アレイからのn個の光信号出力を
    集光する1個の出力光レンズと、 その出力光レンズによつて集光された光が入射される1
    個の光出力ハイウエイ1個とから成る波長分割多重光ス
    イツチ。
  2. 【請求項2】n波長(λ〜λ)(nは2以上の整
    数)の異なる波長の光信号を波長分割多重した光信号が
    供給する1本の光入力ハイウエイと、 その光入力ハイウエイからの光信号を平行光に変換する
    1個の入力光レンズと、 その入力光レンズからの平行光を、独立なn個の方向に
    回折させる1個の音響光学素子と、 その音響光学素子にn個の制御信号を重畳させて印加す
    る1個の駆動回路と、 上記音響光学素子によつてそれぞれ一定の方向に回折さ
    れたn個の光信号をそれぞれn個の点に集光する1個の
    集光レンズと、 その集光レンズによりn個の点に集光された光をそれぞ
    れ電気信号に変換するn個の光−電気変換素子を密着さ
    せて配列した1個の光−電気変換素子と、 その光−電気変換素子アレイからのn個の電気信号出力
    をそれぞれn波長(λ〜λ)の光信号に変換するn
    個の電気−光変換素子を密着させて配列した1個の電気
    −光変換素子アレイと、 その電気−光変換素子アレイからのn個の光信号出力を
    集光する1個の出力光レンズと、 その出力光レンズによつて集光させた光が入射される1
    個の光出力ハイウエイとから成る波長分割多重光スイツ
    チ。
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JP3909946B2 (ja) 1998-01-30 2007-04-25 富士通株式会社 双方向波長スイッチ及び光合分波装置

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