JPH063556A - 光分岐挿入回路 - Google Patents

光分岐挿入回路

Info

Publication number
JPH063556A
JPH063556A JP16309492A JP16309492A JPH063556A JP H063556 A JPH063556 A JP H063556A JP 16309492 A JP16309492 A JP 16309492A JP 16309492 A JP16309492 A JP 16309492A JP H063556 A JPH063556 A JP H063556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
star coupler
ports
input
port
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16309492A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2784374B2 (ja
Inventor
Kazuhiro Oda
一弘 織田
Hiroshi Toba
弘 鳥羽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP16309492A priority Critical patent/JP2784374B2/ja
Publication of JPH063556A publication Critical patent/JPH063556A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2784374B2 publication Critical patent/JP2784374B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光周波数多重された光信号から所定の光周波
数の光信号を分岐し、また同じ光周波数の光信号を新た
に挿入して合波する光分岐挿入回路に関し、光分波器と
光合波器の可逆性を利用して1つの光回路で実現するこ
とを目的とする。 【構成】 2N×MスターカプラとM×2Nスターカプ
ラとの間を所定の光路長差を有するM本の単一モード導
波路アレイで結合し、2N×MスターカプラのN組の隣
接ポートのうち1組の隣接ポートを入出力ポートとし、
その入力ポートに光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2
…,fxを有する光周波数多重信号を入力したときに、M
×2Nスターカプラの2N個のポートのうち隔ポートに
順次各光周波数の光信号を分波する構成とし、その隔ポ
ートから隣接するポートに対して所定の組を除いて折り
返し結合し、その所定の組の隣接ポートを所定の光周波
数の光信号を分岐・挿入する分岐端子および挿入端子と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数分割多重伝送
方式において光周波数多重された光信号から、所定の光
周波数の光信号を分岐して抜き取り、また抜き取った光
周波数と同じ光周波数の光信号を新たに挿入して合波す
る光分岐挿入回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光分岐挿入回路は、光周波数多重
された光信号から各光周波数の光信号を分波する光分波
器と、光周波数が異なる複数の光信号を1本の導波路に
合波する光合波器とを組み合わせ、その間で所定の光周
波数の光信号を分岐挿入する構成になっていた。なお、
光分波器と光合波器は原理的に可逆であるので、同一構
成のものを2つ並べて実現されていた。
【0003】ここで、光分波器あるいは光合波器として
用いられる従来のアレイ導波路型光合分波器の構成例に
ついて、図5〜図7を参照して説明する。なお、以下の
説明ではまずアレイ導波路型光合分波器を光分波器とし
て用いる場合について説明する。また、ここに示す光合
分波器の詳細については、文献 (C.Dragone et al.,IEE
E Photonics Technology Letters,vol.3,No.10,1991,p
p.896-899 )に記載されている。
【0004】図5において、アレイ導波路型光合分波器
は、N×Mスターカプラ51と、M×Nスターカプラ5
2と、順次ΔLの光路長差をもって両スターカプラを結
合するM本の単一モード導波路アレイ53とにより構成
される。ここで、光分波器として用いる場合には、N×
Mスターカプラ51にN本の入力用単一モード導波路5
4を結合して入力ポートとし、M×Nスターカプラ52
にN本の出力用単一モード導波路55を結合して出力ポ
ートとする。また、N×Mスターカプラ51は、スラブ
導波路56を介してN本の入力用単一モード導波路54
とM本の単一モード導波路アレイ53とを結合する構成
であり、M×Nスターカプラ52は、スラブ導波路57
を介してM本の単一モード導波路アレイ53とN本の出
力用単一モード導波路55とを結合する構成である。ま
た、N×Mスターカプラ51の入力ポート番号を上から
順にi=1,2,…,Nとし、M×Nスターカプラ52
の出力ポート番号を下から順にj=1,2,…,Nとす
る。
【0005】図6は、N×Mスターカプラ51を構成す
るスラブ導波路56の拡大図である。なお、M×Nスタ
ーカプラ52においては左右反対にみればよい。図にお
いて、N本の入力用単一モード導波路54の導波路間隔
をΔX、M本の単一モード導波路アレイ53の導波路間
隔をd、両導波路端面によって形成されるローランド円
の直径(スラブ導波路56中の伝搬距離)をL0 、光信
号の伝搬方向の座標軸をz、M本の単一モード導波路ア
レイ53の導波路端面上でz軸方向に対して垂直方向の
座標軸をx1、N本の入力用単一モード導波路54の端面
上でz軸方向に対して垂直方向の座標軸をx2とする。
【0006】ここで、入力ポート番号i=1の導波路か
らN×Mスターカプラ51に対して、光周波数間隔Δf
の光周波数f1,f2,…,fNを有する光周波数多重信号を
入力させると、その光周波数多重信号はスラブ導波路5
6を伝搬する過程でx2座標軸方向にその光強度分布を少
しずつ広げていく。したがって、伝搬距離L0 を最適に
設計することにより、M本の単一モード導波路アレイ5
3の入力端(x1座標軸上)において、光周波数多重信号
の各光周波数に依存せずにM本の各導波路に対してほぼ
均一な光強度分布で結合させることができる。
【0007】次に、M本の単一モード導波路アレイ53
に結合された各光周波数多重信号は各導波路中をそれぞ
れ伝搬するが、各導波路にはΔLだけの光路長差がつけ
られているので、その出力端では隣接する導波路から出
力される光周波数多重信号の間に位相差Δθが生じる。
この位相差Δθは、光信号の伝搬定数をβ、導波路の実
効屈折率をnc、光信号の中心周波数をf0、真空中の光速
をCとすると、
【0008】
【数1】
【0009】で表すことができる。このように、位相差
Δθは各導波路の光路長差ΔLばかりでなく、光周波数
多重している各光信号周波数によっても異なることがわ
かる。M本の単一モード導波路アレイ53により、それ
ぞれ異なる位相遅延を与えられた各光信号は、その出力
端からM×Nスターカプラ52のスラブ導波路57に出
射される。各光信号はスラブ導波路57を伝搬する過程
でx1座標軸方向にその光強度分布を少しずつ広げていく
が、このとき他の導波路から出射された同じ光周波数の
光信号と干渉する。この干渉の結果、N本の出力用単一
モード導波路55の入力端(x2座標軸上)において、光
強度の強い点と弱い点が現れることになる。この光強度
分布I(x2,z)は、
【0010】
【数2】
【0011】と表すことができる。さらに、この光強度
の強くなる点の位置は、各光信号の光周波数によって異
なる。すなわち、回折格子による回折の作用と同様に、
このM本の単一モード導波路アレイ53から出射された
光周波数多重信号は、自身の有する光周波数に応じて異
なる回折角が与えられる。このとき、M本の単一モード
導波路アレイ53から出射された光信号が回折される位
置の変位量dx2は、スラブ導波路57の実効屈折率を
ns、回折次数をmとし、光信号の光周波数変化df0に対
して十分に伝搬距離L0 が大きい場合には、
【0012】
【数3】
【0013】と表すことができる。また、回折次数m
は、近似的に
【0014】
【数4】
【0015】と表すことができる。したがって、 (3)式
で与えられるように、各光信号が有する光周波数に応じ
て回折されるx2座標軸上の位置が変化するので、N本の
出力用単一モード導波路55のx2座標軸上の位置を適切
にとれば、M×Nスターカプラ52からN本の出力用単
一モード導波路55の各導波路に、各光周波数の光信号
を分波して取り出すことができる。
【0016】すなわち、入力ポート番号i=1の導波路
から光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fNを有す
る光周波数多重信号を入力させた場合には、出力ポート
番号j=1,2,…,Nの各導波路に、光周波数f1
f2,…,fNの光信号をそれぞれ分波して出力させること
ができる。このような構成の光分波器の分解能は、近似
的に
【0017】
【数5】
【0018】となる。ここで、δf0は、半値全幅で表し
たときの通過帯域幅である。また、このような光分波器
の透過率が極大となるx2座標軸上の点は、高次の回折条
件を満たすところに周期的に現れる。この高次の回折条
件を満たすx2座標軸上の点の間隔に対応する光周波数間
隔をFSR(Free-Spectral-Range)と呼ぶと、それは近
似的に
【0019】
【数6】
【0020】となる。したがって、 (6)式から求められ
るFSRの値を(N−1)×Δfに等しくすれば、例えば
入力ポート番号i=2の導波路から光周波数間隔Δfの
光周波数f1,f2,…,fNを有する光周波数多重信号を入
力させた場合には、出力ポート番号j=1,2,…,N
の各導波路に、光周波数f2,f3,…,fN,f1の光信号を
それぞれ分波して出力させることができる。すなわち、
光周波数多重信号を入力する入力ポート番号をi=1,
2,…,Nの順に変化させると、出力ポート番号j=1
の導波路には光周波数f1,f2,…,fNの光信号が順に出
力される。あるいは、光周波数f1の光信号を分波する出
力ポート番号がj=1,N,N−1,…と順番に移動す
るともいえる。この入力ポート番号iと出力ポート番号
jの光信号周波数との関係を表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】一般に、光周波数多重信号が入力される入
力ポート番号iと、光周波数fa の光信号が分波される
出力ポート番号jとの間には、 a=(i+j−1)MOD(N) …(7) の関係が成立する。ここで、MOD関数は、 (x1)MOD(x2)=x1−int(x1/x2)x2 …(8) である。なお、 int(x)は、xの小数点以下を切り捨
ててxを整数にする関数であり、a=0の場合はa=N
と置き換える。
【0023】図7は、従来のアレイ導波路型光分波器の
透過率特性を示す図である。図において、実線は出力用
単一モード導波路55のj=Nの導波路における透過率
特性を示し、点線は出力用単一モード導波路55のj=
N−1の導波路における透過率特性を示す。なお、d=
3μm、N=M=11、nc−ns=0.0035の場合の特性で
あり、挿入損失3dB、分解能(チャネル波長間隔)1.5
nm、FSR=16.5nmを実現している。
【0024】ところで、光分波器と光合波器は可逆であ
るので、図5におけるN本の入力用単一モード導波路5
4を出力用として用い、N本の出力用単一モード導波路
55を入力用として用い、j=1,2,…,Nの各導波
路を入力ポートとして、それぞれ光周波数f1,f2,…,
fN(光周波数間隔Δf)の光信号をM×Nスターカプラ
52に入力すれば、N×Mスターカプラ51からi=1
の導波路に合波された光周波数多重信号を取り出すこと
ができる。なお、合波された光周波数多重信号を取り出
す導波路位置を変えるには、入力光周波数の並びを (7)
式あるいは表に従って変更すればよい。このように、図
5に示す構成はN×Nの光合波器としても使用すること
ができる。
【0025】さて、従来の光分岐挿入回路は、このよう
な光分波器と光合波器を結合し、光分波器で各光周波数
ごとに分波した中から所定の光周波数の光信号を抜き取
り、抜き取った光周波数と同じ光周波数の光信号を光合
波器の所定のポートから入力して他の光周波数の光信号
と合波することにより、光分岐挿入機能を実現する構成
になっている。
【0026】
【発明が解決しようとする課題】従来の光分岐挿入回路
は、上述したように光分岐回路として用いる光分波器
と、光挿入回路として用いる光合波器を個別に設ける必
要があり、しかも1つの光分岐挿入回路として機能させ
るには光分波器と光合波器の特性を揃える必要があっ
た。
【0027】本発明は、光分波器と光合波器の可逆性を
利用し、1つの光回路で実現することができる光分岐挿
入回路を提供することを目的とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、スラブ導波路を有する2N×Mスターカプラ(Nは
1以上の整数,Mは2以上の整数)と、M×2Nスター
カプラとの間を所定の光路長差を有するM本の単一モー
ド導波路アレイで結合し、2N×MスターカプラのN組
の隣接ポートのうち1組の隣接ポートの一方を入力ポー
トとし、その入力ポートに光周波数間隔Δfの光周波数
f1,f2,…,fx(xは1以上N以下の整数)を有する光
周波数多重信号を入力したときに、M×2Nスターカプ
ラの2N個のポートのうち隔ポートに順次光周波数f1
f2,…,fxの光信号を分波する構成とし、M×2Nスタ
ーカプラの隔ポートから隣接するポートに対して、所定
の組を除いて折り返し結合するとともに、その所定の組
の隣接ポートを光周波数多重信号の入力ポートに対応す
る所定の光周波数の光信号を分岐・挿入する分岐端子お
よび挿入端子とし、2N×Mスターカプラの1組の隣接
ポートの他方を光周波数多重信号の出力ポートとするこ
とを特徴とする。
【0029】請求項2に記載の発明は、スラブ導波路を
有する2N×Mスターカプラ(Nは1以上の整数,Mは
2以上の整数)と、M×2Nスターカプラとの間を所定
の光路長差を有するM本の単一モード導波路アレイで結
合し、2N×Mスターカプラの連続するN個のポートの
1つを入力ポートとし、その入力ポートに光周波数間隔
Δfの光周波数f1,f2,…,fx(xは1以上N以下の整
数)を有する光周波数多重信号を入力したときに、M×
2Nスターカプラの連続するN個のポートに順次光周波
数f1,f2,…,fxの光信号を分波する構成とし、M×2
Nスターカプラの連続するN個のポートから残りのN個
のポートに対して、所定のポート対を除いて分波した光
信号の光周波数がそのままの順あるいはサイクリックに
並ぶように折り返し結合するとともに、所定のポート対
を光周波数多重信号の入力ポートに対応する所定の光周
波数の光信号を分岐・挿入する分岐端子および挿入端子
とし、2N×Mスターカプラの残りの連続するN個のポ
ートのうち、入力ポートおよび折り返し経路に応じた1
つを光周波数多重信号の出力ポートとすることを特徴と
する。
【0030】
【作用】請求項1に記載の発明は、スラブ導波路を有す
る2N×Mスターカプラと、M×2Nスターカプラと、
その間を結合する所定の光路長差を有するM本の単一モ
ード導波路アレイとにより、光分波器および光合波器を
構成する。すなわち、2N×Mスターカプラの1つの入
力ポートに光周波数f1,f2,…,fxを有する光周波数多
重信号を入力したときに、M×2Nスターカプラの2N
個のポートのうち隔ポートに順次光周波数f1,f2,…,
fxの光信号を分波出力する光分波器を構成する。また、
M×2Nスターカプラで分波出力させた各光信号を隣接
ポートに折り返し結合し、2N×Mスターカプラの入力
ポートの隣接ポートに各光周波数を合波した光周波数多
重信号を出力する光合波器を構成する。このように、可
逆性を利用して1つの光回路で光分波器と光合波器を構
成する。
【0031】ここで、M×2Nスターカプラにおける折
り返し結合路の一部を切り離し、分波した光信号を分岐
端子に取り出し、同じ光周波数の光信号を挿入端子から
その折り返しポートに入力させることにより、1つの光
回路で光分岐挿入回路が実現される。
【0032】請求項2に記載の発明は、スラブ導波路を
有する2N×Mスターカプラと、M×2Nスターカプラ
と、その間を結合する所定の光路長差を有するM本の単
一モード導波路アレイとにより、光分波器および光合波
器を構成する。すなわち、2N×Mスターカプラの1つ
の入力ポートに光周波数f1,f2,…,fxを有する光周波
数多重信号を入力したときに、M×2Nスターカプラの
連続するN個のポートに順次光周波数f1,f2,…,fx
光信号を分波出力する光分波器を構成する。また、M×
2Nスターカプラの他のN個のポートに対して、分波し
た光信号の光周波数がそのままの順あるいはサイクリッ
クに並ぶように折り返し結合し、2N×Mスターカプラ
の入力ポートおよびM×2Nスターカプラの折り返し入
力ポートに応じた2N×Mスターカプラの出力ポート
に、各光周波数を合波した光周波数多重信号を出力する
光合波器を構成する。このように、可逆性を利用して1
つの光回路で光分波器と光合波器を構成する。
【0033】ここで、M×2Nスターカプラにおける折
り返し結合路の一部を切り離し、分波した光信号を分岐
端子に取り出し、同じ光周波数の光信号を挿入端子から
その折り返しポートに入力させることにより、1つの光
回路で光分岐挿入回路が実現される。
【0034】
【実施例】図1は、請求項1に記載の発明の光分岐挿入
回路の基本構成を示す図である。図において、光分岐挿
入回路は、伝搬距離L0 のスラブ導波路を有する2N×
Mスターカプラ11と、M×2Nスターカプラ12との
間を、順次ΔLの光路長差を有するM本の単一モード導
波路アレイ13で結合し、さらに、2N×Mスターカプ
ラ11に結合される2N本の入出力用単一モード導波路
14の隣接した1組を入出力ポートとし、M×2Nスタ
ーカプラ12の隣接ポート組のk番目(k=1〜Nの整
数)を除いてN−1本の折り返し用単一モード導波路1
5で折り返し結合する。
【0035】ここで、2N×Mスターカプラ11のポー
ト番号を上から順にi=1,2,…,2Nとしたとき
に、本実施例では入力ポートをi=2n−1(n=1〜
Nの整数)とし、対応する出力ポートをi=2nとす
る。すなわち、入力ポートをi=1,3,…,2N−1
のいずれかとした場合には、対応する出力ポートはそれ
ぞれi=2,4,…,2Nとなる。
【0036】また、M×2Nスターカプラ12のポート
番号を下から順にj=1,2,…,2Nとしたときに、
j=2nとj=2n−1のポートを折り返し結合する。
すなわち、j=2,4,…,2Nとj=1,3,…,2
N−1のポートをそれぞれ折り返し結合する。ただし、
j=2kのポートに所定の光周波数の光信号を分岐する
単一モード導波路16を接続し、j=2k−1のポート
に所定の光周波数の光信号を挿入する単一モード導波路
17を接続する。
【0037】このような構成において、例えばポート番
号i=1から2N×Mスターカプラ11に対して、光周
波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fNを有する光周波
数多重信号を入力させたときに、M×2Nスターカプラ
12のポート番号j=2,4,…,2k,…,2Nか
ら、それぞれ光周波数f1,f2,…,fk,…,fNの光信号
が分波出力されるように (3)式で示される分散値を設定
する。
【0038】このとき、M×2Nスターカプラ12のポ
ート番号j=2,4,…,2Nに分波出力された光周波
数f1,f2,…,fNの各光信号が、折り返し用単一モード
導波路15を介して再びM×2Nスターカプラ12のポ
ート番号j=1,3,…,2N−1に折り返し入力され
る。すなわち、M×2Nスターカプラ12で分波出力さ
れた光信号の折り返し入力ポート番号jと、その折り返
し光信号周波数との関係は図1(2) に示すようになる。
このような折り返しを行うことにより、2N×Mスター
カプラ11のポート番号i=2の導波路から光周波数
f1,f2,…,fN(光周波数間隔Δf)の光信号を合波し
た光周波数多重信号を取り出すことができる。
【0039】ここで、M×2Nスターカプラ12のj=
2kのポートから単一モード導波路16に分波出力され
る光周波数fkの光信号は折り返さずにそのまま取り出
し、代わりに同じ光周波数fkの光信号を単一モード導波
路17を介して、M×2Nスターカプラ12のj=2k
−1のポートに入力することにより、1つの光回路で光
分岐挿入回路を構成することができる。なお、kは1〜
Nの任意の整数でよく、2種類以上の値をとって分岐挿
入端子を複数組み持つこともできる。
【0040】また、2N×Mスターカプラ11に入力す
る光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fNを有する
光周波数多重信号の入力ポートの位置に応じて出力ポー
トの位置が切り替わるが、そのときM×2Nスターカプ
ラ12のj=2kの折り返し出力ポートから単一モード
導波路16に分波出力される光周波数も切り替わる。こ
の入力・出力ポート番号iの組み合わせと、折り返し出
力・入力ポート番号jの光信号周波数との関係を表2に
示す。
【0041】
【表2】
【0042】一般に、光周波数多重信号を入力する2N
×Mスターカプラ11の入力ポート番号iと、光周波数
a (aは1〜Nのいずれか)の光信号を分波するM×
2Nスターカプラ12の折り返し出力ポート番号jとの
間には、
【0043】
【数7】
【0044】の関係が成立する。ただし、a>Nのとき
はa→a−Nとする。なお、図1に示す構成において、
M×2Nスターカプラ12の折り返し結合をそのまま
で、2N×Mスターカプラ11の入力ポートをi=2n
(n=1〜Nの整数)とした場合には、対応する出力ポ
ートはi=2n−1となる。すなわち、入出力ポートを
逆にしても同様となる。ただし、その場合に上述した例
では、M×2Nスターカプラ12のj=2k−1(k=
1〜Nの整数)が分岐ポートとなり、j=2kが挿入ポ
ートとなる。この入力・出力ポート番号iの組み合わせ
と、折り返し出力・入力ポート番号jの光信号周波数と
の関係の一部を表3に示す。
【0045】
【表3】
【0046】また、図1に示す構成において、2N×M
スターカプラ11の入力ポートをi=2nとしたとき
に、M×2Nスターカプラ12のj=2n+1とj=2
nのポートを折り返し結合した場合には、対応する出力
ポートはi=2n+1となる。また、その場合に上述し
た例では、M×2Nスターカプラ12のj=2k−1が
分岐ポートとなり、j=2k−2が挿入ポートとなる。
ただし、i,j,k=2N+1のときはi,j,k=1
とする。この入力・出力ポート番号iの組み合わせと、
折り返し出力・入力ポート番号jの光信号周波数との関
係の一部を表4に示す。
【0047】
【表4】
【0048】図2は、請求項2に記載の発明の光分岐挿
入回路の基本構成を示す図である。図において、光分岐
挿入回路は、伝搬距離L0 のスラブ導波路を有する2N
×Mスターカプラ11と、M×2Nスターカプラ12と
の間を、順次ΔLの光路長差を有するM本の単一モード
導波路アレイ13で結合し、さらに、2N×Mスターカ
プラ11に結合される2N本の入出力用単一モード導波
路14の所定の1組を入出力ポートとし、M×2Nスタ
ーカプラ12の所定のポートのうちk組(k=1〜Nの
整数)を除いてN−k本の折り返し用単一モード導波路
15で折り返し結合する。
【0049】ここで、2N×Mスターカプラ11のポー
ト番号を上から順にi=1,2,…,2Nとしたとき
に、本実施例では入力ポートをi=n(n=1〜Nの整
数)とし、対応する出力ポートをi=N+nとする。す
なわち、入力ポートをi=1,2,…,Nのいずれかと
した場合には、対応する出力ポートはそれぞれi=N+
1,N+2,…,2Nとなる。
【0050】また、M×2Nスターカプラ12のポート
番号を下から順にj=1,2,…,2Nとしたときに、
j=N+nとj=nのポートを折り返し結合する。すな
わち、j=2N,2N−1,…,N+1とj=N,N−
1,…,1のポートをそれぞれ折り返し結合する。ただ
し、j=N+k(k=1〜Nの整数)のポートに所定の
光周波数の光信号を分岐する単一モード導波路16を接
続し、j=kのポートに所定の光周波数の光信号を挿入
する単一モード導波路17を接続する。
【0051】このような構成において、たとえばポート
番号i=1から2N×Mスターカプラ11に対して、光
周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fNを有する光周
波数多重信号を入力させたときに、M×2Nスターカプ
ラ12のポート番号j=N+1,…,N+k,…,2N
−1,2Nから、それぞれ光周波数f1,…,fk,…,f
N-1,fNの光信号が分波出力されるように (3)式で示さ
れる分散値を設定する。
【0052】このとき、M×2Nスターカプラ12のポ
ート番号j=N+1,…,2N−1,2Nに分波出力さ
れた光周波数f1,…,fN-1,fNの各光信号が、折り返し
用単一モード導波路15を介して再びM×2Nスターカ
プラ12のポート番号j=1,…,N−1,Nに折り返
し入力される。すなわち、M×2Nスターカプラ12で
分波出力された光信号の折り返し入力ポート番号jと、
その折り返し光信号周波数との関係は図2(2) に示すよ
うになる。このような折り返しを行うことにより、2N
×Mスターカプラ11のポート番号i=N+1の導波路
から光周波数f1,f2,…,fN(光周波数間隔Δf)の光
信号を合波した光周波数多重信号を取り出すことができ
る。
【0053】ここで、M×2Nスターカプラ12のj=
N+kのポートから単一モード導波路16に分波出力さ
れる光周波数fkの光信号は折り返さずにそのまま取り出
し、代わりに同じ光周波数fkの光信号を単一モード導波
路17を介して、M×2Nスターカプラ12のj=kの
ポートに入力することにより、1つの光回路で光分岐挿
入回路を構成することができる。なお、kは1〜Nの任
意の整数でよく、また2種類以上の値をとって分岐挿入
端子を複数組み持つこともできる。
【0054】また、2N×Mスターカプラ11に入力す
る光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fNを有する
光周波数多重信号の入力ポートの位置に応じて出力ポー
トの位置が切り替わるが、そのときM×2Nスターカプ
ラ12のj=N+kの折り返し出力ポートから単一モー
ド導波路16に分波出力される光周波数も切り替わる。
この入力・出力ポート番号iの組み合わせと、折り返し
出力・入力ポート番号jの光信号周波数との関係を表5
に示す。
【0055】
【表5】
【0056】なお、図2に示す構成において、M×2N
スターカプラ12の折り返し結合をそのままで、2N×
Mスターカプラ11の入力ポートをi=N+n(n=1
〜Nの整数)とした場合には、対応する出力ポートはi
=nとなる。すなわち、入出力ポートを逆にしても同様
となる。ただし、その場合に上述した例では、M×2N
スターカプラ12のj=k(k=1〜Nの整数)が分岐
ポートとなり、j=N+kが挿入ポートとなる。この入
力・出力ポート番号iの組み合わせと、折り返し出力・
入力ポート番号jの光信号周波数との関係の一部を表6
に示す。
【0057】
【表6】
【0058】また、図2に示す構成において、M×2N
スターカプラ12における折り返し出力・入力ポートの
組み合わせを変えることにより、i=1の入力ポートに
入力した光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fN
有する光周波数多重信号をi=N+1以外のポートに出
力させることができる。たとえば、i=Nあるいはi=
2Nのポートに出力させる場合には、M×2Nスターカ
プラ12における折り返し出力ポートと折り返し入力ポ
ートとの関係を表7に示すようにする。その他の入出力
ポートの組み合わせについても、M×2Nスターカプラ
12における折り返し出力・入力ポートの組み合わせを
変えることにより可能である。
【0059】
【表7】
【0060】ところで、表2,表5に示すように、2N
×Mスターカプラ11に入力する光周波数間隔Δfの光
周波数f1,f2,…,fNを有する光周波数多重信号の入力
ポートの位置を切り替えたときに、M×2Nスターカプ
ラ12のj=2kあるいはj=N+kの折り返し出力ポ
ートから単一モード導波路16に分波出力される光信号
の光周波数も切り替わる。したがって、入力ポートを選
択することにより、分岐挿入する光信号の光周波数を選
択することができる。
【0061】以下、図1に示す請求項1に記載の発明の
光分岐挿入回路の基本構成を用いて、分岐挿入する光信
号周波数の切り替えを可能とする可同調型の光分岐挿入
回路の実施例構成について説明する。
【0062】図3は、可同調型の光分岐挿入回路の第一
実施例構成を示すブロック図である。図において、入力
端子31から入力される光周波数間隔Δfの光周波数
f1,f2,…,fNを有する光周波数多重信号は、2チャネ
ル連動の1×Nスイッチ30を介して、2N×Mスター
カプラ11のi=1,3,…,2N−1のいずれかの入
力ポートに入力される。また、その入力ポートに対応す
るi=2,4,…,2Nのいずれかの出力ポートから出
力される光周波数f1,f2,…,fNの光信号を合波した光
周波数多重信号は、2チャネル連動の1×Nスイッチ3
0を介して出力端子32に出力される。
【0063】なお、M×2Nスターカプラ12のj=2
kの折り返し出力ポートから単一モード導波路16に分
波出力される光信号の光周波数fa は、光周波数f1
f2,…,fNを有する光周波数多重信号を入力する入力ポ
ート番号iに応じて (9)式により求めることができる。
すなわち、光分岐挿入回路に2チャネル連動の1×Nス
イッチ30を備えることにより、そのスイッチ操作に応
じて分岐挿入する光周波数を制御することができ、可同
調型とすることができる。
【0064】図4は、可同調型の光分岐挿入回路の第二
実施例構成を示すブロック図である。図において、入力
端子31から入力される光周波数間隔Δfの光周波数
f1,f2,…,fNを有する光周波数多重信号は、1×2p
スイッチ(pは正の整数、2p≧N)40aを介して、
2N×Mスターカプラ11のi=1,3,…,2N−1
のいずれかの入力ポートに入力される。また、その入力
ポートに対応するi=2,4,…,2Nのいずれかの出
力ポートから出力される光周波数f1,f2,…,fNの光信
号を合波した光周波数多重信号は、1×2p スイッチ4
0bを介して出力端子32に出力される。
【0065】この1×2p スイッチ40a,40bは同
一構造であり、各段ごとにマッハツェンダ型1×2光ス
イッチ4111,4121〜4122,4131〜4134,…,
41 p1〜41pqをp段縦続に接続して構成される(qは
1以上2p-1 以下の整数)。各マッハツェンダ型1×2
光スイッチ4111〜41pqは、そのヒータ電極に印加す
る電流値I11〜Ipqに応じてスイッチ動作する。
【0066】ここで、1つのマッハツェンダ型1×2光
スイッチ41の構成例を図4(2) に示す。マッハツェン
ダ型1×2光スイッチ41は、導波路基板42上に単一
モード導波路43で3dBカプラ441 ,442 を形成
し、その間の一方の単一モード導波路にヒータ電極45
を配置した構成である。このヒータ電極45に印加する
電流Iを変化させることにより、入力端から入力した
光信号の位相状態を変化させて出力端あるいはを選
択する。このようなマッハツェンダ型1×2光スイッチ
41を図4(1) に示すように多段接続することにより1
×2p スイッチ40a,40bを構成し、第一実施例に
示す2チャネル連動の1×Nスイッチ30と同等の機能
を実現することができる。
【0067】なお、本実施例においても、光分岐挿入回
路に1×2p スイッチ40a,40bを備えることによ
り、そのスイッチ操作に応じて分岐挿入する光周波数を
制御することができ、可同調型とすることができる。ま
た、本実施例は、すべての構成要素を光導波路で構成す
ることができるので、小型かつ安価で、さらに安定した
回路を実現することができる。
【0068】また、第一実施例および第二実施例におい
て、2N×Mスターカプラ11の入出力ポートを表3に
示すように反対にした場合には、1×Nスイッチ30あ
るいは1×2p スイッチ40a,40bと2N×Mスタ
ーカプラ11との間を入出力入れ替えて結合する。ま
た、表4に示すように、M×2Nスターカプラ12の折
り返し用単一モード導波路15の結合パターンを変更し
た場合にも、それに応じて入出力端子31,32と、2
N×Mスターカプラ11の入出力ポートとの接続パター
ンを適宜設定する。また、それは請求項2に記載の発明
の光分岐挿入回路に適用する場合にも同様である。
【0069】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、折り返し
導波路を用いて光分波器と光合波器とを構成することに
より、その折り返し導波路の一部を光信号の分岐挿入用
にした光分岐挿入回路を1つの光回路で実現することが
できる。したがって、本発明による光分岐挿入回路はそ
のすべてを光導波路で構成することができ、1チップ化
が可能になるとともに、小型かつ安価で安定した回路を
実現することができる。
【0070】また、分岐挿入する光信号周波数は光周波
数多重信号を入力する入力ポートに対応するので、入力
ポート位置の切り替えを可能とする構成をとることによ
り、容易に可同調型の光分岐挿入回路を実現することが
できる。なお、光周波数多重信号を出力する出力ポート
の位置は、請求項1および請求項2に記載の各発明に対
応する構成条件と入力ポート位置に応じて決定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1に記載の発明の光分岐挿入回路の基本
構成を示す図。
【図2】請求項2に記載の発明の光分岐挿入回路の基本
構成を示す図。
【図3】可同調型の光分岐挿入回路の第一実施例構成を
示すブロック図。
【図4】可同調型の光分岐挿入回路の第二実施例構成を
示すブロック図。
【図5】従来のアレイ導波路型光合分波器の構成例を示
す図。
【図6】N×Mスターカプラ51を構成するスラブ導波
路56の拡大図。
【図7】従来のアレイ導波路型光分波器の透過率特性を
示す図。
【符号の説明】
11 2N×Mスターカプラ 12 M×2Nスターカプラ 13 単一モード導波路アレイ 14 入出力用単一モード導波路 15 折り返し用単一モード導波路 30 1×Nスイッチ 31 入力端子 32 出力端子 40a,40b 1×2p スイッチ 41 マッハツェンダ型1×2光スイッチ 42 導波路基板 43 単一モード導波路 44 3dBカプラ 45 ヒータ電極 51 N×Mスターカプラ 52 M×Nスターカプラ 53 単一モード導波路アレイ 54 入力用単一モード導波路 55 出力用単一モード導波路 56,57 スラブ導波路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スラブ導波路を有する2N×Mスターカ
    プラ(Nは1以上の整数,Mは2以上の整数)と、M×
    2Nスターカプラとの間を所定の光路長差を有するM本
    の単一モード導波路アレイで結合し、 前記2N×MスターカプラのN組の隣接ポートのうち1
    組の隣接ポートの一方を入力ポートとし、その入力ポー
    トに光周波数間隔Δfの光周波数f1,f2,…,fx(xは
    1以上N以下の整数)を有する光周波数多重信号を入力
    したときに、前記M×2Nスターカプラの2N個のポー
    トのうち隔ポートに順次光周波数f1,f2,…,fxの光信
    号を分波する構成とし、 前記M×2Nスターカプラの隔ポートから隣接するポー
    トに対して、所定の組を除いて折り返し結合するととも
    に、その所定の組の隣接ポートを前記光周波数多重信号
    の入力ポートに対応する所定の光周波数の光信号を分岐
    ・挿入する分岐端子および挿入端子とし、 前記2N×Mスターカプラの1組の隣接ポートの他方を
    前記光周波数多重信号の出力ポートとすることを特徴と
    する光分岐挿入回路。
  2. 【請求項2】 スラブ導波路を有する2N×Mスターカ
    プラ(Nは1以上の整数,Mは2以上の整数)と、M×
    2Nスターカプラとの間を所定の光路長差を有するM本
    の単一モード導波路アレイで結合し、 前記2N×Mスターカプラの連続するN個のポートの1
    つを入力ポートとし、その入力ポートに光周波数間隔Δ
    fの光周波数f1,f2,…,fx(xは1以上N以下の整
    数)を有する光周波数多重信号を入力したときに、前記
    M×2Nスターカプラの連続するN個のポートに順次光
    周波数f1,f2,…,fxの光信号を分波する構成とし、 前記M×2Nスターカプラの連続するN個のポートから
    残りのN個のポートに対して、所定のポート対を除いて
    分波した光信号の光周波数がそのままの順あるいはサイ
    クリックに並ぶように折り返し結合するとともに、所定
    のポート対を前記光周波数多重信号の入力ポートに対応
    する所定の光周波数の光信号を分岐・挿入する分岐端子
    および挿入端子とし、 前記2N×Mスターカプラの残りの連続するN個のポー
    トのうち、前記入力ポートおよび前記折り返し経路に応
    じた1つを前記光周波数多重信号の出力ポートとするこ
    とを特徴とする光分岐挿入回路。
JP16309492A 1992-06-22 1992-06-22 光分岐挿入回路 Expired - Fee Related JP2784374B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16309492A JP2784374B2 (ja) 1992-06-22 1992-06-22 光分岐挿入回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16309492A JP2784374B2 (ja) 1992-06-22 1992-06-22 光分岐挿入回路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH063556A true JPH063556A (ja) 1994-01-14
JP2784374B2 JP2784374B2 (ja) 1998-08-06

Family

ID=15767072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16309492A Expired - Fee Related JP2784374B2 (ja) 1992-06-22 1992-06-22 光分岐挿入回路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2784374B2 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134357A (en) * 1997-07-24 2000-10-17 Jds Fitel Inc. Optical switching system
JP2001337234A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光モジュールとその光モジュールを用いた光システム
US7974502B2 (en) 2002-11-06 2011-07-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch
JP2013054231A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Ntt Electornics Corp アレイ導波路回折格子

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134357A (en) * 1997-07-24 2000-10-17 Jds Fitel Inc. Optical switching system
JP2001337234A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Furukawa Electric Co Ltd:The 光モジュールとその光モジュールを用いた光システム
JP4667558B2 (ja) * 2000-05-26 2011-04-13 古河電気工業株式会社 光モジュールを用いた光システム
US7974502B2 (en) 2002-11-06 2011-07-05 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical module and optical switch
JP2013054231A (ja) * 2011-09-05 2013-03-21 Ntt Electornics Corp アレイ導波路回折格子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2784374B2 (ja) 1998-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0901024B1 (en) Wavelength-division-multiplexing cross-connect using angular dispersive elements and phase shifters
JP4822141B2 (ja) 波長群光分波器、波長群光合波器、および波長群光選択スイッチ
US5999290A (en) Optical add/drop multiplexer having complementary stages
US6169828B1 (en) Fiber optic dense wavelength division multiplexer with a phase differential method of wavelength separation utilizing a polarization beam splitter and a nonlinear interferometer
US20030035168A1 (en) Spectrum division multiplexing for high channel count optical networks
JP3448182B2 (ja) 全光ファイバ製光ルータ
US8781331B2 (en) Controllable optical add/drop multiplexer
EP0649040B1 (en) Optical passband filter
US6993217B2 (en) Optical switch device
Doerr Proposed WDM cross connect using a planar arrangement of waveguide grating routers and phase shifters
JP3709925B2 (ja) 導波路型光合分波器
WO2000048055A2 (en) Fiber optic dense wavelength division multiplexer having glass blocks and nonlinear interferometer for separating wavelengths
JP2784374B2 (ja) 光分岐挿入回路
JP2594193B2 (ja) 光周波数分岐挿入回路
US6674937B1 (en) Optical wavelength routing circuits
JP4832700B2 (ja) 光デバイス
JPH11109147A (ja) アレイ導波路格子素子
JPH0659291A (ja) 4波多重伝送用導波路型光合分波器および8波多重伝送用導波路型光合分波器
RU2390099C2 (ru) Управляемый оптический мультиплексор ввода-вывода
EP1243951B1 (en) An optical multiplexer/demultiplexer
JP2003304197A (ja) 波長多重分割回路
JP2004112406A (ja) 光合分波装置
JP4238069B2 (ja) 光波長合分波装置
US6453089B1 (en) Fiber optic dense wavelength division multiplexer for separating and combining optical channels utilizing a polarization beam splitter and a nonlinear interferometer
JPH07248509A (ja) 光周波数選択スイッチ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees