JPH0682848A - チューナブル光学フィルタ、及び選択された光波長の提供方法 - Google Patents
チューナブル光学フィルタ、及び選択された光波長の提供方法Info
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- JPH0682848A JPH0682848A JP5045151A JP4515193A JPH0682848A JP H0682848 A JPH0682848 A JP H0682848A JP 5045151 A JP5045151 A JP 5045151A JP 4515193 A JP4515193 A JP 4515193A JP H0682848 A JPH0682848 A JP H0682848A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速の光学チューニングを提供すること。
【構成】 光は、導波路111により相互接続された光
学スイッチ112のツリー110を通って、固定同調フ
ィルタアレイ120中の選択されたフィルタへ空間的に
送られる。各光学スイッチは2進信号により制御される
ので、ディジタル制御された光学フィルタリングが可能
になる。
学スイッチ112のツリー110を通って、固定同調フ
ィルタアレイ120中の選択されたフィルタへ空間的に
送られる。各光学スイッチは2進信号により制御される
ので、ディジタル制御された光学フィルタリングが可能
になる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高速光学チューニング
を提供するための方法及び装置に関する。
を提供するための方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】高性能波長分割の多重化光通信ネットワ
ークのためには、同調範囲が広くバンド幅の狭い、低コ
スト且つ高速のチューナブル光学フィルタが必要とされ
る(「IEEE Journal of Selected Areas in Communicat
ion, vol. 8, 983-995頁, 1990年」N. Dono, P.E. Gree
n, K. Liu, R. Ramaswami 及び F. Tong)。このような
応用のためのフィルタの必要条件は、光バンド幅(>3
0nm)、同調速度(<1μs)、偏光を感知しないこ
と、小型(≒数cm)、低損失、低漏話及び低コスト等
である。フィルタ制御も同等の重要性を有する。これは
ディジタルでなければならず、精密な安定化機構を必要
としない。現在のチューナブル光学フィルタテクノロジ
の概説については、「IEEE Communication Magazine, 5
3-63頁、1989年(Kobrinski ら)」を参照されたい。
ークのためには、同調範囲が広くバンド幅の狭い、低コ
スト且つ高速のチューナブル光学フィルタが必要とされ
る(「IEEE Journal of Selected Areas in Communicat
ion, vol. 8, 983-995頁, 1990年」N. Dono, P.E. Gree
n, K. Liu, R. Ramaswami 及び F. Tong)。このような
応用のためのフィルタの必要条件は、光バンド幅(>3
0nm)、同調速度(<1μs)、偏光を感知しないこ
と、小型(≒数cm)、低損失、低漏話及び低コスト等
である。フィルタ制御も同等の重要性を有する。これは
ディジタルでなければならず、精密な安定化機構を必要
としない。現在のチューナブル光学フィルタテクノロジ
の概説については、「IEEE Communication Magazine, 5
3-63頁、1989年(Kobrinski ら)」を参照されたい。
【0003】より有望なフィルタリング機構の1つは、
F. Tong 、 D.F. Bowen 及び P.A.Humblet により提唱
されている( European Conference on Optical Commun
ication Digest, 61頁, 1991年)ように、音響光学的偏
向とカスケード化交差ウェッジエタロンとを組み合わせ
ることである。簡単に言うと、全ての波長を含む入射ビ
ームは2重軸又は2つの単一軸の音響光学偏向器により
偏向され、カーウケード化ウェッジエタロンアセンブリ
上へ集束される。第1エタロンのウェッジ厚の増大方向
は、第2エタロンのそれに対して約90°である。第1
エタロンの厚さは、第2エタロンの厚さの約10倍であ
るように選択されるので、粗調−微調カスケード化フィ
ルタが生成される。入射ビームは交差ウェッジエタロン
アセンブリ上の任意の点へ偏向されることができ、各点
において、特定波長が選択される。このようなフィルタ
は、1.55μmを中心とする60nmの範囲にわたっ
て、約600の等間隔チャネルを支援することが証明さ
れている。チャネルアクセス時間は約2μsであった。
しかしながら、この装置の不利な点は、寸法が大きい
(長さ約1.5m)ことと、低コストのコンパクトな形
で大量生産できないことである。従って、コンピュータ
通信の応用のためには、魅力的な解決ではない。
F. Tong 、 D.F. Bowen 及び P.A.Humblet により提唱
されている( European Conference on Optical Commun
ication Digest, 61頁, 1991年)ように、音響光学的偏
向とカスケード化交差ウェッジエタロンとを組み合わせ
ることである。簡単に言うと、全ての波長を含む入射ビ
ームは2重軸又は2つの単一軸の音響光学偏向器により
偏向され、カーウケード化ウェッジエタロンアセンブリ
上へ集束される。第1エタロンのウェッジ厚の増大方向
は、第2エタロンのそれに対して約90°である。第1
エタロンの厚さは、第2エタロンの厚さの約10倍であ
るように選択されるので、粗調−微調カスケード化フィ
ルタが生成される。入射ビームは交差ウェッジエタロン
アセンブリ上の任意の点へ偏向されることができ、各点
において、特定波長が選択される。このようなフィルタ
は、1.55μmを中心とする60nmの範囲にわたっ
て、約600の等間隔チャネルを支援することが証明さ
れている。チャネルアクセス時間は約2μsであった。
しかしながら、この装置の不利な点は、寸法が大きい
(長さ約1.5m)ことと、低コストのコンパクトな形
で大量生産できないことである。従って、コンピュータ
通信の応用のためには、魅力的な解決ではない。
【0004】交差ウェッジエタロンフィルタの寸法に低
い制限を与える問題点が3つある。まず、エタロンでの
ビームスポット直径は、回折を避けるために約500μ
mでなければならない。第2に、隣接チャネルに対応す
るエタロン上の位置は、漏話を抑制するためにスポット
直径の約4倍離れていなければならない。これらの2つ
の問題点から、32×32チャネルフィルタのためのエ
タロンの最小横方向寸法は6cmであると導かれる。第
3は、装置の長さが音響光学偏向器の最大偏向角度(約
3°)により制限されることである。望遠鏡レンズ又は
鏡によって長さを短くすることはできるが、フィルタの
横方向寸法は大きいままである。
い制限を与える問題点が3つある。まず、エタロンでの
ビームスポット直径は、回折を避けるために約500μ
mでなければならない。第2に、隣接チャネルに対応す
るエタロン上の位置は、漏話を抑制するためにスポット
直径の約4倍離れていなければならない。これらの2つ
の問題点から、32×32チャネルフィルタのためのエ
タロンの最小横方向寸法は6cmであると導かれる。第
3は、装置の長さが音響光学偏向器の最大偏向角度(約
3°)により制限されることである。望遠鏡レンズ又は
鏡によって長さを短くすることはできるが、フィルタの
横方向寸法は大きいままである。
【0005】上記の問題は、回折及び漏話を回避するた
めに自由空間光学ではなく導波光学を用い、音響光学偏
向器に関連する難点を回避するために信号を空間的に送
るための光学スイッチを用いることによって解決でき
る。
めに自由空間光学ではなく導波光学を用い、音響光学偏
向器に関連する難点を回避するために信号を空間的に送
るための光学スイッチを用いることによって解決でき
る。
【0006】本発明は、光を固定同調フィルタアレイ上
へ方向付けるために、光学スイッチのツリーを使用す
る。全ての入力光が所望の波長を選択する特定のアレイ
素子内へ送られるように、光は、スイッチの状態を制御
することによりツリーを通って空間的に送られる。固定
同調フィルタの出力は、光検出器へ直接接続されること
ができる。また、所望されるなら、光学出力は同様の光
学スイッチツリーを逆の順序で横切ることにより単一の
光学出力へ結合されることもできる。
へ方向付けるために、光学スイッチのツリーを使用す
る。全ての入力光が所望の波長を選択する特定のアレイ
素子内へ送られるように、光は、スイッチの状態を制御
することによりツリーを通って空間的に送られる。固定
同調フィルタの出力は、光検出器へ直接接続されること
ができる。また、所望されるなら、光学出力は同様の光
学スイッチツリーを逆の順序で横切ることにより単一の
光学出力へ結合されることもできる。
【0007】1.55μm光バンドのための光導波路及
びスイッチを生産するために、種々の材料及び物理的効
果が用いられる。特に、電界効果スイッチ及びキャリヤ
効果スイッチが広く研究されている。
びスイッチを生産するために、種々の材料及び物理的効
果が用いられる。特に、電界効果スイッチ及びキャリヤ
効果スイッチが広く研究されている。
【0008】電界効果光学スイッチは、LiNbO3 、
LiTaO3 、AlGaAs、GaInAsP、及び有
機ポリマーで製造されている。16×16LiNbO3
の指向性カプラスイッチアレイは、 P.J. Duthie及び
M.J. Waleにより、「Electronics Letters, vol. 27, n
o. 14, 1265-1266 頁, 1991年」で議論されている。偏
光独立性LiNbO3 の8×8マトリックススイッチ
は、H. Nishinoto、M. Iwasaki、S. Suzuki 及びM. Kon
doにより、「IEEE Photonics Technology Lettersvol.
2, no. 9, 634-636頁, 1990年」で報告されている。指
向性カプラに基づく4×4GaAs/AlGaAsの電
子光学マトリックススイッチは、K. Komatsu、K. Hamam
oto 、M. Sugimoto 、A. Ajisawa、 Y. Kohga 及びA. S
uzuki により、「IEEE Journal of Lightwave Technolo
gy, vol. 9, no. 7, 871-878頁, 1991年」に公表されて
いる。InP基板上の多重量子ウェルGaInAsP構
造を用いる2×2X型交差スイッチは、K.G. Ravikuma
r、K. Shimomura、T. Kikugawa、A. Izumi、S. Arai 、
Y. Suematsu 及び K. Matsubara により、「Electronic
s Letters vol. 24, no. 7, 415-416 頁, 1988年」で実
証されている。電子光学活性有機ポリマーから製造され
る指向性カプラスイッチは、E. Van Tomme、P. Van Dae
le、R. Baets、G.R. Mohlmann 及び M.B.J. Diemeer に
より、「 Journalof Applied Physics, 69(9), 6273-62
76 頁, 1991年」で報告されている。
LiTaO3 、AlGaAs、GaInAsP、及び有
機ポリマーで製造されている。16×16LiNbO3
の指向性カプラスイッチアレイは、 P.J. Duthie及び
M.J. Waleにより、「Electronics Letters, vol. 27, n
o. 14, 1265-1266 頁, 1991年」で議論されている。偏
光独立性LiNbO3 の8×8マトリックススイッチ
は、H. Nishinoto、M. Iwasaki、S. Suzuki 及びM. Kon
doにより、「IEEE Photonics Technology Lettersvol.
2, no. 9, 634-636頁, 1990年」で報告されている。指
向性カプラに基づく4×4GaAs/AlGaAsの電
子光学マトリックススイッチは、K. Komatsu、K. Hamam
oto 、M. Sugimoto 、A. Ajisawa、 Y. Kohga 及びA. S
uzuki により、「IEEE Journal of Lightwave Technolo
gy, vol. 9, no. 7, 871-878頁, 1991年」に公表されて
いる。InP基板上の多重量子ウェルGaInAsP構
造を用いる2×2X型交差スイッチは、K.G. Ravikuma
r、K. Shimomura、T. Kikugawa、A. Izumi、S. Arai 、
Y. Suematsu 及び K. Matsubara により、「Electronic
s Letters vol. 24, no. 7, 415-416 頁, 1988年」で実
証されている。電子光学活性有機ポリマーから製造され
る指向性カプラスイッチは、E. Van Tomme、P. Van Dae
le、R. Baets、G.R. Mohlmann 及び M.B.J. Diemeer に
より、「 Journalof Applied Physics, 69(9), 6273-62
76 頁, 1991年」で報告されている。
【0009】キャリア効果装置のためのX−及びY−接
合光学スイッチ構造は、半導体基板上に製造されてい
る。全部で16の切換段階を有する4×4光学スイッチ
が、X−交差及びY−分枝構造でInP基板上のGaI
nAsPを用いて製造された。これは、H.Inoue 、H. N
akamura 、K. Morosawa 、Y. Sasaki 、T. Katsuyama及
びN. Chinoneにより、「IEEE Journal of Selected Are
as in Communications vol. 6, no. 7, 1262-1266 頁,
1988年」で報告されている。これより後の彼らの報告
(IEEE Photonics Technology Letters vol. 2, no. 3,
1990 年)では、増幅セクションが加えられている。X
−交差光学スイッチは、K. Wakao、K. Nakai、M. Kuno
及び S. Yamakoshi により、「IEEE Journal in Select
ed Areas inCommunications vol. 6, no. 7, 1119-1204
頁, 1988年」で造られ、報告されている。Y−接合光
学スイッチは、H. Yanagawa 、K. Ueki 及び Y. Kamata
により、「IEEE Journal of Lightwave Technology vo
l. 8, no. 8, 1192-1197 頁, 1990年」で製造され、報
告されている。
合光学スイッチ構造は、半導体基板上に製造されてい
る。全部で16の切換段階を有する4×4光学スイッチ
が、X−交差及びY−分枝構造でInP基板上のGaI
nAsPを用いて製造された。これは、H.Inoue 、H. N
akamura 、K. Morosawa 、Y. Sasaki 、T. Katsuyama及
びN. Chinoneにより、「IEEE Journal of Selected Are
as in Communications vol. 6, no. 7, 1262-1266 頁,
1988年」で報告されている。これより後の彼らの報告
(IEEE Photonics Technology Letters vol. 2, no. 3,
1990 年)では、増幅セクションが加えられている。X
−交差光学スイッチは、K. Wakao、K. Nakai、M. Kuno
及び S. Yamakoshi により、「IEEE Journal in Select
ed Areas inCommunications vol. 6, no. 7, 1119-1204
頁, 1988年」で造られ、報告されている。Y−接合光
学スイッチは、H. Yanagawa 、K. Ueki 及び Y. Kamata
により、「IEEE Journal of Lightwave Technology vo
l. 8, no. 8, 1192-1197 頁, 1990年」で製造され、報
告されている。
【0010】種々の固定同調導波路フィルタが研究され
ており、本発明に関連している。それぞれが2nmのパ
スバンド及び5.7nmのチャネル間隔を有する8個の
InGaAsP/InPブラッグ回折フィルタのアレイ
は、 C. Cremer、G. Heise、R. Marz 、M. Schienle,
G. Schulte-Roth及び H. Unzetig により、「IEEE Jour
nal of Lightwave Technology vol. 7, no. 11, 1641-1
645頁, 1989年」で造られ、報告されている。16nm
パスバンドの曲折導波路InGaAsP/InPフィル
タは、C. Bornholdt、F. Kappe、 R. Muller、H.P. Nol
ting、F. Reier、R. Stenzel、H. Venghaus 及び C.M.
Weinert により、「Applied Physics Letters, vol. 5
7, no. 24, 2517-2519 頁, 1990年」で製造され、報告
されている。それぞれが10GHzのパスバンド及び5
0GHzの分離を有する40チャネルのチャネルドロッ
ピングフィルタアレイは、H. Haus 及び Y. Lai によ
り、「IEEE Journal of Lightwave Technology vol. 1
0, no. 1, 57-61頁, 1992年」で提唱されている。上記
3つのフィルタタイプは、波長が周期的である振幅応答
を有しない。従って、以下に説明されるように、粗調/
微調構成又はバーニヤ(vernier )構成においてカスケ
ード化されることができない。
ており、本発明に関連している。それぞれが2nmのパ
スバンド及び5.7nmのチャネル間隔を有する8個の
InGaAsP/InPブラッグ回折フィルタのアレイ
は、 C. Cremer、G. Heise、R. Marz 、M. Schienle,
G. Schulte-Roth及び H. Unzetig により、「IEEE Jour
nal of Lightwave Technology vol. 7, no. 11, 1641-1
645頁, 1989年」で造られ、報告されている。16nm
パスバンドの曲折導波路InGaAsP/InPフィル
タは、C. Bornholdt、F. Kappe、 R. Muller、H.P. Nol
ting、F. Reier、R. Stenzel、H. Venghaus 及び C.M.
Weinert により、「Applied Physics Letters, vol. 5
7, no. 24, 2517-2519 頁, 1990年」で製造され、報告
されている。それぞれが10GHzのパスバンド及び5
0GHzの分離を有する40チャネルのチャネルドロッ
ピングフィルタアレイは、H. Haus 及び Y. Lai によ
り、「IEEE Journal of Lightwave Technology vol. 1
0, no. 1, 57-61頁, 1992年」で提唱されている。上記
3つのフィルタタイプは、波長が周期的である振幅応答
を有しない。従って、以下に説明されるように、粗調/
微調構成又はバーニヤ(vernier )構成においてカスケ
ード化されることができない。
【0011】ファブリ−ペロフィルタは周期的応答を有
するので、本発明の好ましい実施例のために選択され
た。
するので、本発明の好ましい実施例のために選択され
た。
【0012】米国特許第5、049、169号は、光学
フィルタのツリー構造配列を開示するが、本発明で説明
される空間分割光学ルーチングは使用しない。
フィルタのツリー構造配列を開示するが、本発明で説明
される空間分割光学ルーチングは使用しない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、同調範囲が広く、高分解能且つ高速のチューナブル
光学フィルタを提供することである。
は、同調範囲が広く、高分解能且つ高速のチューナブル
光学フィルタを提供することである。
【0014】更に、本発明の目的は、リソグラフィック
法により低コストのコンパクト形式で製造することので
きる低コスト光学フィルタを提供することである。
法により低コストのコンパクト形式で製造することので
きる低コスト光学フィルタを提供することである。
【0015】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するために、本発明は、固定同調光学フィルタアレイ
と、アレイ内の選択されたフィルタへ光ビームを空間的
に方向付けるために導波路により相互接続された多数の
光学スイッチと、を備えたチューナブル光学フィルタを
提供する。
するために、本発明は、固定同調光学フィルタアレイ
と、アレイ内の選択されたフィルタへ光ビームを空間的
に方向付けるために導波路により相互接続された多数の
光学スイッチと、を備えたチューナブル光学フィルタを
提供する。
【0016】より詳細には、光学スイッチはツリー構造
に配列されることができ、各スイッチは、各スイッチの
2つの出力のうちの1つへ光ビームを空間的に方向付け
るための2進信号に応答する。これにより、光ビーム
は、選択されたフィルタの出力で所望の光波長を得るよ
うに、ツリー構造を通ってアレイ内の特定の固定同調フ
ィルタへ空間的に送られる。
に配列されることができ、各スイッチは、各スイッチの
2つの出力のうちの1つへ光ビームを空間的に方向付け
るための2進信号に応答する。これにより、光ビーム
は、選択されたフィルタの出力で所望の光波長を得るよ
うに、ツリー構造を通ってアレイ内の特定の固定同調フ
ィルタへ空間的に送られる。
【0017】また、本発明のもう1つの態様は、多数の
2進信号の状態を制御することによって、導波路により
相互接続された光学スイッチのツリー構造を通って光ビ
ームを方向付けるステップを含み、前記光ビームから選
択された光波長を提供する方法であって、前記2進信号
のそれぞれは、前記多数の光学スイッチのうちの1つ以
上のスイッチの2つの出力のうちの1つを通って前記光
ビームを方向付けるために使用され、前記ビームは、葉
が固定同調フィルタアレイの固定同調フィルタへ結合さ
れた前記ツリーの葉へ方向付けられ、前記固定同調フィ
ルタは前記選択された波長で共振する。
2進信号の状態を制御することによって、導波路により
相互接続された光学スイッチのツリー構造を通って光ビ
ームを方向付けるステップを含み、前記光ビームから選
択された光波長を提供する方法であって、前記2進信号
のそれぞれは、前記多数の光学スイッチのうちの1つ以
上のスイッチの2つの出力のうちの1つを通って前記光
ビームを方向付けるために使用され、前記ビームは、葉
が固定同調フィルタアレイの固定同調フィルタへ結合さ
れた前記ツリーの葉へ方向付けられ、前記固定同調フィ
ルタは前記選択された波長で共振する。
【0018】
【実施例】本発明の好ましい実施例は、図1に示される
チューナブル光学フィルタである。この装置は、InG
aAsP/InP基板上に製造される。光ファイバ10
1からの入射光は、レンズ102によって、光学スイッ
チツリーの根幹で導波路111内へ結合される。
チューナブル光学フィルタである。この装置は、InG
aAsP/InP基板上に製造される。光ファイバ10
1からの入射光は、レンズ102によって、光学スイッ
チツリーの根幹で導波路111内へ結合される。
【0019】導波路111は、次に、Y接合光学スイッ
チ112へ結合される。このスイッチの詳細は図7
(A)に示されている。スイッチは、その枝の上の電極
321及び322へ流される電流によって制御される。
そして、全ての光が上部出力325又は下部出力326
の何れかへ送られる2進装置でなければならない。スイ
ッチは、2進信号によって制御される。信号の1つの状
態は、電流がワイヤ323により電極321へ流れ込む
ようにする。信号のもう1つの状態は、電流が電極32
2内へ流れ込むようにする。
チ112へ結合される。このスイッチの詳細は図7
(A)に示されている。スイッチは、その枝の上の電極
321及び322へ流される電流によって制御される。
そして、全ての光が上部出力325又は下部出力326
の何れかへ送られる2進装置でなければならない。スイ
ッチは、2進信号によって制御される。信号の1つの状
態は、電流がワイヤ323により電極321へ流れ込む
ようにする。信号のもう1つの状態は、電流が電極32
2内へ流れ込むようにする。
【0020】次に、全ての入射光がツリーを通ってその
葉113のうちの1つへ案内されるように、光は、同様
に、次のスイッチ及び相互接続導波路へ送られる。ツリ
ーの葉は、固定同調フィルタ(例えば、ファブリ−ペロ
フィルタ)のアレイ120内へ結合される。各ファブリ
−ペロフィルタ121は、特有の波長λi で共振する。
従って、ツリーにおける空間分割スイッチングと、固定
同調フィルタアレイにおける波長選択と、の組み合わせ
の結果、選択されている特有の光波長を得ることができ
る。この選択された波長は光学スイッチのリバースツリ
ー130へ入力される。リバースツリー130内のスイ
ッチはツリー110内のスイッチと同一に設定されてい
るので、選択されたファブリ−ペロフィルタから出る光
はリバースツリー130の出力へ送られる。図1の点線
は、チューナブルフィルタの入力から出力への、光ビー
ムの典型的ルーチングを示している。好ましい実施例の
代替例として、リバースツリー130を、図2のような
光検出器アレイ140で置き換えることができる。検出
器の電気出力は、電子セレクタ150を用いて選択され
ることができる。これは、図2に示されている。好まし
い実施例のもう1つの代替として、図3に示されるよう
に、単一の光学出力へ光を集束させるレンズ160によ
ってリバースツリー130を置き換えることができる。
葉113のうちの1つへ案内されるように、光は、同様
に、次のスイッチ及び相互接続導波路へ送られる。ツリ
ーの葉は、固定同調フィルタ(例えば、ファブリ−ペロ
フィルタ)のアレイ120内へ結合される。各ファブリ
−ペロフィルタ121は、特有の波長λi で共振する。
従って、ツリーにおける空間分割スイッチングと、固定
同調フィルタアレイにおける波長選択と、の組み合わせ
の結果、選択されている特有の光波長を得ることができ
る。この選択された波長は光学スイッチのリバースツリ
ー130へ入力される。リバースツリー130内のスイ
ッチはツリー110内のスイッチと同一に設定されてい
るので、選択されたファブリ−ペロフィルタから出る光
はリバースツリー130の出力へ送られる。図1の点線
は、チューナブルフィルタの入力から出力への、光ビー
ムの典型的ルーチングを示している。好ましい実施例の
代替例として、リバースツリー130を、図2のような
光検出器アレイ140で置き換えることができる。検出
器の電気出力は、電子セレクタ150を用いて選択され
ることができる。これは、図2に示されている。好まし
い実施例のもう1つの代替として、図3に示されるよう
に、単一の光学出力へ光を集束させるレンズ160によ
ってリバースツリー130を置き換えることができる。
【0021】フィルタアレイ素子は、それぞれが特有の
キャビティ長を有する導波路ファブリ−ペロフィルタか
ら成る。ファブリ−ペロフィルタは周波数が周期的であ
る振幅応答を有する。隣接の応答間の周波数範囲は、
「フリースペクトルレンジ(FSR)」と呼ばれる。図
4のように、このような2つの構造をカスケード化し、
粗調−微調又はバーニヤの何れかの組合せを形成するこ
とが可能である。この機構において、110、120及
び130を含む第1の半分と、110、120−1及び
130を含む第2の半分とは、フィルタアレイ120及
び120−1における共振キャビティの長さを除いて他
の点は同一である。カスケード化フィルタの応答は個々
のフィルタの応答の積である。粗調−微調カスケード化
フィルタの応答は図5に示されており、バーニヤカスケ
ード化フィルタの応答は図6に示されている。これらの
図面において、FSR1及びFSR2は、カスケードの
第1及び第2フィルタのフリースペクトルレンジであ
る。
キャビティ長を有する導波路ファブリ−ペロフィルタか
ら成る。ファブリ−ペロフィルタは周波数が周期的であ
る振幅応答を有する。隣接の応答間の周波数範囲は、
「フリースペクトルレンジ(FSR)」と呼ばれる。図
4のように、このような2つの構造をカスケード化し、
粗調−微調又はバーニヤの何れかの組合せを形成するこ
とが可能である。この機構において、110、120及
び130を含む第1の半分と、110、120−1及び
130を含む第2の半分とは、フィルタアレイ120及
び120−1における共振キャビティの長さを除いて他
の点は同一である。カスケード化フィルタの応答は個々
のフィルタの応答の積である。粗調−微調カスケード化
フィルタの応答は図5に示されており、バーニヤカスケ
ード化フィルタの応答は図6に示されている。これらの
図面において、FSR1及びFSR2は、カスケードの
第1及び第2フィルタのフリースペクトルレンジであ
る。
【0022】粗調−微調構成では、粗調フィルタのパス
バンドは、通常、微調フィルタのFSRとほぼ等しくさ
れる。バーニヤ構成では、2つのフィルタのフリースペ
クトルレンジFSR1及びFSR2は、pFSR1=q
FSR2(ここで、p及びqは整数)という関係に従
う。従って、カスケードのFSRは、p/(p,q)×
FSR1(ここで、(p,q)はp及びqの最大公約
数)であり、その選択性は、2つのフィルタの狭い方に
よって決定される。通常、p及びqは相対的に素になる
ように選択されるので、カスケードのFSRは簡単にp
FSR1である。粗調−微調カスケード化フィルタ及び
バーニヤカスケード化フィルタについての更なる情報
は、「The Fabry-Perot Interferometer」(J.M. Vaugh
an著、Adam Hilger Pres刊、1989年)に見ることができ
る。
バンドは、通常、微調フィルタのFSRとほぼ等しくさ
れる。バーニヤ構成では、2つのフィルタのフリースペ
クトルレンジFSR1及びFSR2は、pFSR1=q
FSR2(ここで、p及びqは整数)という関係に従
う。従って、カスケードのFSRは、p/(p,q)×
FSR1(ここで、(p,q)はp及びqの最大公約
数)であり、その選択性は、2つのフィルタの狭い方に
よって決定される。通常、p及びqは相対的に素になる
ように選択されるので、カスケードのFSRは簡単にp
FSR1である。粗調−微調カスケード化フィルタ及び
バーニヤカスケード化フィルタについての更なる情報
は、「The Fabry-Perot Interferometer」(J.M. Vaugh
an著、Adam Hilger Pres刊、1989年)に見ることができ
る。
【0023】カスケード化フィルタは、より多くのチャ
ネルを分析できるので魅力的である。各フィルタがM及
びN本のチャネルをそれぞれ分析する場合、カスケード
化フィルタはM×N本のチャネルを分析できる。5段階
の光学2進ツリースイッチングネットワークでは、入射
光は32個の固定同調フィルタのアレイへ送られること
ができる。このような装置が2つカスケード化される
と、潜在的に全部で1024本のチャネルを分析可能で
ある。
ネルを分析できるので魅力的である。各フィルタがM及
びN本のチャネルをそれぞれ分析する場合、カスケード
化フィルタはM×N本のチャネルを分析できる。5段階
の光学2進ツリースイッチングネットワークでは、入射
光は32個の固定同調フィルタのアレイへ送られること
ができる。このような装置が2つカスケード化される
と、潜在的に全部で1024本のチャネルを分析可能で
ある。
【0024】光学スイッチの好ましい実施例は図7
(A)に示されている。各光学スイッチ112はY接合
導波路として構成され、入力の光ビームは、出力325
又は326へ切り換えられる。切換は、導体323及び
324によって、それぞれ電極321又は322へ電流
を流し込むことによって達成される。これにより、導波
路材料の屈折率が低くなるので、その光学モード制限が
低減される。その結果、電流が電極321へ流される
と、光は出力326へ案内される。好ましい実施例の代
替例として、図7(B)に示されるように、インライン
光増幅器331及び332を出力導波路に配置すること
ができる。
(A)に示されている。各光学スイッチ112はY接合
導波路として構成され、入力の光ビームは、出力325
又は326へ切り換えられる。切換は、導体323及び
324によって、それぞれ電極321又は322へ電流
を流し込むことによって達成される。これにより、導波
路材料の屈折率が低くなるので、その光学モード制限が
低減される。その結果、電流が電極321へ流される
と、光は出力326へ案内される。好ましい実施例の代
替例として、図7(B)に示されるように、インライン
光増幅器331及び332を出力導波路に配置すること
ができる。
【0025】半導体においてキャリヤにより誘導される
屈折率の変化についての詳細な説明は、B. Bennett、R.
A. Soref及びJ.A, Del Alamoらによる文献「IEEE Journ
al of Quantum Electronics, vol. 26, 113-122 頁, 19
90年」に見ることができる。Y接合半導体光学スイッチ
の設計及び製造は、 H. Yanagawa、K. Ueki 及び Y.Kam
ataにより、「IEEE Journal of Lightwave Technology
vol. 8, 1192-1197頁, 1990年」で報告されており、こ
こに参照によって組み込まれている。
屈折率の変化についての詳細な説明は、B. Bennett、R.
A. Soref及びJ.A, Del Alamoらによる文献「IEEE Journ
al of Quantum Electronics, vol. 26, 113-122 頁, 19
90年」に見ることができる。Y接合半導体光学スイッチ
の設計及び製造は、 H. Yanagawa、K. Ueki 及び Y.Kam
ataにより、「IEEE Journal of Lightwave Technology
vol. 8, 1192-1197頁, 1990年」で報告されており、こ
こに参照によって組み込まれている。
【0026】上記のタイプの光学スイッチはいくつかの
利点を有する。
利点を有する。
【0027】1. 波長及び偏光依存があまりない。あ
るいは、全くない。「IEEE Journalof Lightwave Techn
ology vol. 8, 1192-1197頁, 1990年」(H. Yanagawa
、K.Ueki 及び Y. Kamata)によって、偏光依存が3%
未満であることが報告されている。
るいは、全くない。「IEEE Journalof Lightwave Techn
ology vol. 8, 1192-1197頁, 1990年」(H. Yanagawa
、K.Ueki 及び Y. Kamata)によって、偏光依存が3%
未満であることが報告されている。
【0028】2. 誤ったアームへ漏れる電磁放射は自
由キャリヤ吸収により減衰されるので、Y接合スイッチ
の典型的な消光比は20dBである。
由キャリヤ吸収により減衰されるので、Y接合スイッチ
の典型的な消光比は20dBである。
【0029】3. 全内部反射の条件に到達した後、注
入キャリヤによる光学指数の更なる減少は、スイッチン
グ行為を変化させない。しきい値又はディジタルの2進
特性は、スイッチの制御を大幅に簡易化する。
入キャリヤによる光学指数の更なる減少は、スイッチン
グ行為を変化させない。しきい値又はディジタルの2進
特性は、スイッチの制御を大幅に簡易化する。
【0030】4. スイッチの長さを非常に短くするこ
とができる。典型的には、<100μmである。約8m
mの長さを有する7段階の4×4クロスバー光学スイッ
チネットワークが、「IEEE Journal on Selected Areas
in Communications, vol. 6, no. 7, 1262-1266頁, 19
88年」(H. Inoueら)で報告されている。
とができる。典型的には、<100μmである。約8m
mの長さを有する7段階の4×4クロスバー光学スイッ
チネットワークが、「IEEE Journal on Selected Areas
in Communications, vol. 6, no. 7, 1262-1266頁, 19
88年」(H. Inoueら)で報告されている。
【0031】光増幅を伴うキャリヤ注入スイッチの設計
は、「IEEE Photonics TechnologyLetters, vol. 2, n
o. 3, 214-215 頁, 1988年」(H. Inoueら)で報告され
ている。
は、「IEEE Photonics TechnologyLetters, vol. 2, n
o. 3, 214-215 頁, 1988年」(H. Inoueら)で報告され
ている。
【0032】プレーナ導波路の設計及び製造は当該技術
においてよく知られており、「Guided-Wave Optoelectr
onics 」(T. Tamir著、Springer-Verlag Series, 1988
年)に見ることができる。光学スイッチ導波路構造は、
通常の液相エピタキシ、分子ビームエピタキシ又は金属
−有機気相エピタキシ法をエッチング及び金属拡散と組
合せてp−n接合を形成することによって製造できる。
ツリーの寸法は、スイッチ出力のスプリッティング角度
と葉における導波路の分離とによって制限される。損失
を最小限にするためにこのスプリッティング角度は<3
°でなければならない。C.S. Li のPhD論文(Univer
sity of California at Berkeley, 1991年)には、漏話
が信号より30dB低いためには、少なくとも8μmの
導波路分離が必要であることが示されている。その計算
では、光学指数が1.5であり、導波路とクラッディン
グとの間の指数の差が0.04である単一モードの導波
路が仮定された。導波路は、幅が3μmであり、長さが
50μmであった。
においてよく知られており、「Guided-Wave Optoelectr
onics 」(T. Tamir著、Springer-Verlag Series, 1988
年)に見ることができる。光学スイッチ導波路構造は、
通常の液相エピタキシ、分子ビームエピタキシ又は金属
−有機気相エピタキシ法をエッチング及び金属拡散と組
合せてp−n接合を形成することによって製造できる。
ツリーの寸法は、スイッチ出力のスプリッティング角度
と葉における導波路の分離とによって制限される。損失
を最小限にするためにこのスプリッティング角度は<3
°でなければならない。C.S. Li のPhD論文(Univer
sity of California at Berkeley, 1991年)には、漏話
が信号より30dB低いためには、少なくとも8μmの
導波路分離が必要であることが示されている。その計算
では、光学指数が1.5であり、導波路とクラッディン
グとの間の指数の差が0.04である単一モードの導波
路が仮定された。導波路は、幅が3μmであり、長さが
50μmであった。
【0033】スイッチは理想的ではないので、光のいく
らかは、所望されない波長を選択する固定同調フィルタ
へ送られる。フラクションAが所望のアームへ切り換え
られ、1−Aが所望されないアームへ漏れるとすると、
最大漏話ペナルティが20dBの場合、Aは>0.95
でなければならない。
らかは、所望されない波長を選択する固定同調フィルタ
へ送られる。フラクションAが所望のアームへ切り換え
られ、1−Aが所望されないアームへ漏れるとすると、
最大漏話ペナルティが20dBの場合、Aは>0.95
でなければならない。
【0034】モノリシック製造を行うことかできるファ
ブリ−ペロフィルタの好ましい実施例は、図8(A)に
示されている。光は導波路410内へ結合された後、導
波路420の端部の鏡440及び450により形成され
た共振キャビティ内へ伝播する。鏡は基板内の狭いトレ
ンチ(幅約1μm、深さ約4μm)内へ金を蒸着し、9
6%を越える反射率を得ることによって形成される。基
板のInGaAsP/InP導波路は損失が低い(約1
dB/cm)ので、約70のフィルタフィネスを得るこ
とができる。導波路の断面は、深さ約1μm、幅3μm
である。フィルタは、図8(B)に示されるように、ア
レイ120へ構成される。隣接フィルタの間隔は約20
μmであり、最短キャビティ長LはそのFSRに依存
し、約λ2/2nFSRである。ここで、nは導波路の
有効屈折率、λは共振波長である。隣接キャビティ間の
光路長の差異はλ/2N(Nはチャネルの数)である。
鏡を形成する2つの金充填トレンチ440、450は、
反応性イオンエッチング及びEビームリソグラフィによ
って製造される。
ブリ−ペロフィルタの好ましい実施例は、図8(A)に
示されている。光は導波路410内へ結合された後、導
波路420の端部の鏡440及び450により形成され
た共振キャビティ内へ伝播する。鏡は基板内の狭いトレ
ンチ(幅約1μm、深さ約4μm)内へ金を蒸着し、9
6%を越える反射率を得ることによって形成される。基
板のInGaAsP/InP導波路は損失が低い(約1
dB/cm)ので、約70のフィルタフィネスを得るこ
とができる。導波路の断面は、深さ約1μm、幅3μm
である。フィルタは、図8(B)に示されるように、ア
レイ120へ構成される。隣接フィルタの間隔は約20
μmであり、最短キャビティ長LはそのFSRに依存
し、約λ2/2nFSRである。ここで、nは導波路の
有効屈折率、λは共振波長である。隣接キャビティ間の
光路長の差異はλ/2N(Nはチャネルの数)である。
鏡を形成する2つの金充填トレンチ440、450は、
反応性イオンエッチング及びEビームリソグラフィによ
って製造される。
【0035】ツリー110の各スイッチは、図9に示さ
れるように、各電極321、322へ別々の導体32
3、324をそれぞれ接続することによって、個別に制
御されることができる。スイッチの2つの状態は、電極
321又は電極322内へ電流が流れ込んでいることに
対応する。
れるように、各電極321、322へ別々の導体32
3、324をそれぞれ接続することによって、個別に制
御されることができる。スイッチの2つの状態は、電極
321又は電極322内へ電流が流れ込んでいることに
対応する。
【0036】ツリー内にただ1つのルートをセットアッ
プすることが必要なので、図10に示されるように、与
えられた段階の全てのスイッチに対する制御は共通であ
る。即ち、電流は、ツリーの与えられた段階の全ての上
部電極321、又は全ての下部電極322のどちらかへ
流される。制御信号が実質的に節約されるため、この後
者の機構は好ましい実施例に取り入れられるものであ
る。
プすることが必要なので、図10に示されるように、与
えられた段階の全てのスイッチに対する制御は共通であ
る。即ち、電流は、ツリーの与えられた段階の全ての上
部電極321、又は全ての下部電極322のどちらかへ
流される。制御信号が実質的に節約されるため、この後
者の機構は好ましい実施例に取り入れられるものであ
る。
【0037】
【発明の効果】上記に説明したように、本発明のチュー
ナブル光学フィルタは、同調範囲が広く、高分解能且つ
高速であるという優れた効果を有する。
ナブル光学フィルタは、同調範囲が広く、高分解能且つ
高速であるという優れた効果を有する。
【図1】固定同調フィルタアレイへ結合された光学スイ
ッチのリバースツリーを用いる本発明のチューナブル光
学フィルタの略図である。
ッチのリバースツリーを用いる本発明のチューナブル光
学フィルタの略図である。
【図2】固定同調フィルタアレイへ結合された光検出器
アレイを用いる本発明のチューナブル光学フィルタの略
図である。
アレイを用いる本発明のチューナブル光学フィルタの略
図である。
【図3】光を光検出器へ集束させるためにレンズを用い
る本発明のチューナブル光学フィルタの略図である。
る本発明のチューナブル光学フィルタの略図である。
【図4】チューナブル光学フィルタのカスケード化構成
の略図である。
の略図である。
【図5】粗調及び微調フィルタ、並びにカスケード化粗
調−微調フィルタのカスケードの周波数応答の略図であ
る。
調−微調フィルタのカスケードの周波数応答の略図であ
る。
【図6】2つの個々のフィルタ及びカスケード化バーニ
ヤフィルタのカスケードの周波数応答の略図である。
ヤフィルタのカスケードの周波数応答の略図である。
【図7】(A)は、本発明で使用されるY接合光学スイ
ッチの略図である。(B)は、更にインライン光増幅器
を有する、本発明で使用されるY接合光学スイッチの略
図である。
ッチの略図である。(B)は、更にインライン光増幅器
を有する、本発明で使用されるY接合光学スイッチの略
図である。
【図8】(A)は、本発明で使用される固定同調フィル
タの略図である。(B)は、本発明で使用される固定同
調フィルタアレイの略図である。
タの略図である。(B)は、本発明で使用される固定同
調フィルタアレイの略図である。
【図9】ツリー構成の光学スイッチの状態を電子的に制
御するための手段の略図である。
御するための手段の略図である。
【図10】ツリー構成の光学スイッチの状態を制御する
ための簡易化された手段の略図である。
ための簡易化された手段の略図である。
101 光ファイバ 102 レンズ 110 ツリー 111 導波路 112 Y接合光学スイッチ 120 固定同調フィルタアレイ 121 ファブリ−ペロフィルタ 130 リバースツリー 140 光検出器アレイ 150 電子セレクタ 160 レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイヴィッド ゴードン ステインバーグ アメリカ合衆国06905、コネチカット州ス タンフォード、コディー ドライヴ 73 (72)発明者 フランクリン フク−カイ トン アメリカ合衆国06907、コネチカット州ス タンフォード、パリー ロード 108
Claims (7)
- 【請求項1】 固定同調光学フィルタのアレイと、導波
路により光学的に相互接続され、光ビームを空間的に方
向付けるための複数の光学スイッチと、を備えたチュー
ナブル光学フィルタであって、 前記ビームは、多数の前記スイッチと、その相互接続導
波路と、を通って、選択された光波長を得るように前記
アレイ内の選択されたフィルタへ方向付けられるチュー
ナブル光学フィルタ。 - 【請求項2】 前記導波路は光増幅器を有する請求項1
記載のチューナブル光学フィルタ。 - 【請求項3】 前記アレイは、それぞれが特有の波長で
共振する複数の固定同調ファブリ−ペロフィルタを備え
る請求項1記載のチューナブル光学フィルタ。 - 【請求項4】 前記光学スイッチのそれぞれは、前記ビ
ームを2つの方向のうちのいずれかへ空間的に方向付け
るための、2進信号に応答する手段を備え、前記2進信
号の各状態は、前記ビームが前記各スイッチの通過後に
前記2つの方向のうちのどちらへ方向付けられるべきか
を示す請求項1記載のチューナブル光学フィルタ。 - 【請求項5】 前記複数の光学スイッチはツリー構造に
配列され、前記光学スイッチのそれぞれは、前記ビーム
を前記各光学スイッチの2つの出力のうちのいずれかへ
空間的に方向付けるための、それぞれの2進信号に応答
する手段を備えており、前記ツリーの最終段階の前記ス
イッチの出力は前記ツリーの葉に相当し、前記葉のそれ
ぞれは、前記アレイ内の前記固定同調光学フィルタのう
ちの1つへ結合される請求項1記載のチューナブル光学
フィルタ。 - 【請求項6】 固定同調光学フィルタのアレイと、導波
路により相互接続され、前記アレイの選択されたフィル
タへ光ビームを空間的に方向付けるための複数の光学ス
イッチと、を備えたチューナブル光学フィルタであっ
て、 各光学スイッチは前記各光学スイッチの2つの出力のう
ちのいずれかへ前記ビームを空間的に方向付けるための
2進信号に応答する手段を備えており、前記光学スイッ
チはツリー構造に配列され、前記ツリーの最終段階の各
光学スイッチの前記2つの出力は前記ツリーの葉に相当
し、前記葉のそれぞれは前記アレイの前記固定同調光学
フィルタのうちの1つへ結合され、前記光ビームは多数
の前記光学スイッチのそれぞれに対する各2進信号に応
答して前記多数の光学スイッチのそれぞれの前記2つの
出力のうちの1つを通って方向付けられ、前記ビームは
選択された光波長で共振する前記選択されたフィルタへ
結合された前記葉のうちの1つへ方向付けられるチュー
ナブル光学フィルタ。 - 【請求項7】 多数の2進信号の状態を制御することに
よって、導波路により相互接続された光学スイッチのツ
リー構造を通って光ビームを方向付けるステップを含
み、前記光ビームから選択された光波長を提供する方法
であって、 前記2進信号のそれぞれは、前記多数の光学スイッチの
うちの1つ以上のスイッチの2つの出力のうちの1つを
通って前記光ビームを方向付けるために使用され、前記
ビームは、葉が固定同調フィルタアレイの固定同調フィ
ルタへ結合された前記ツリーの葉へ方向付けられ、前記
固定同調フィルタは前記選択された波長で共振する、選
択された光波長の提供方法。
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---|---|---|---|
US07/875,493 US5233453A (en) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Space-division switched waveguide array filter and method using same |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5045151A Pending JPH0682848A (ja) | 1992-04-29 | 1993-03-05 | チューナブル光学フィルタ、及び選択された光波長の提供方法 |
Country Status (3)
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---|---|
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EP (1) | EP0571760A1 (ja) |
JP (1) | JPH0682848A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006245346A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nec Corp | 波長可変共振器、波長可変レーザ、光モジュール及びそれらの制御方法 |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2670589B1 (fr) * | 1990-12-14 | 1994-04-15 | Thomson Csf | Dispositif de modulation electrooptique integre. |
US5523879A (en) * | 1991-04-26 | 1996-06-04 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Optical link amplifier and a wavelength multiplex laser oscillator |
AU4662493A (en) * | 1992-07-01 | 1994-01-31 | Avid Technology, Inc. | Electronic film editing system using both film and videotape format |
US5339157A (en) * | 1993-02-19 | 1994-08-16 | At&T Bell Laboratories | Rapidly tunable integrated optical filter |
US5493625A (en) * | 1993-11-16 | 1996-02-20 | At&T Corp. | Fast tunable channel dropping filter |
FR2714490B1 (fr) * | 1993-12-29 | 1996-03-01 | Corning Inc | Coupleur en optique intégrée à deux entrées et 2N sorties. |
FR2716539B1 (fr) * | 1994-02-18 | 1996-04-26 | Corning Inc | Coupleur en optique intégrée à une porte d'entrée et 2n portes de sortie. |
US5524014A (en) * | 1994-05-23 | 1996-06-04 | At&T Corp. | Optical frequency translator |
US5455878A (en) * | 1994-08-15 | 1995-10-03 | The Boeing Company | Programmable signal time delay device using electro-optic and passive waveguide circuits on planar substrates |
US5444725A (en) * | 1994-09-30 | 1995-08-22 | At&T Ipm Corp. | Multifrequency laser |
US5701371A (en) * | 1994-10-31 | 1997-12-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Tunable optical filter |
IT1277397B1 (it) * | 1995-07-31 | 1997-11-10 | Pirelli Cavi S P A Ora Pirelli | Sistema e metodo di telecomunicazione a multiplazione di lunghezza d'onda con separazione controllata dei canali in uscita |
US5729642A (en) * | 1995-10-02 | 1998-03-17 | The Boeing Company | N×N optical switch array using electro-optic and passive waveguide circuits on planar substrates |
JP3159368B2 (ja) * | 1996-04-19 | 2001-04-23 | 日本電気株式会社 | n×n光マトリクススイッチ |
US5701372A (en) * | 1996-10-22 | 1997-12-23 | Texas Instruments Incorporated | Hybrid architecture for integrated optic switchable time delay lines and method of fabricating same |
US5995235A (en) * | 1997-02-13 | 1999-11-30 | Applied Materials, Inc. | Bandpass photon detector |
US6025944A (en) * | 1997-03-27 | 2000-02-15 | Mendez R&D Associates | Wavelength division multiplexing/code division multiple access hybrid |
US6147788A (en) * | 1997-06-16 | 2000-11-14 | Lucent Technologies Inc | Guiding filters for wavelength division multiplexing in soliton transmission |
FR2767974B1 (fr) * | 1997-09-01 | 1999-10-15 | Alsthom Cge Alcatel | Dispositif semi-conducteur d'amplification optique |
FR2768231B1 (fr) * | 1997-09-08 | 1999-12-10 | Alsthom Cge Alcatel | Structure interferometrique integree |
US6262822B1 (en) * | 1998-05-13 | 2001-07-17 | Jds Fitel Inc. | Circuit for monitoring optical signals |
US6430329B1 (en) | 1998-05-19 | 2002-08-06 | Lynx Photonix Networks Inc. | Integrated optical switch array |
US6236775B1 (en) | 1998-05-19 | 2001-05-22 | Lynx Photonic Networks Inc. | Integrated optical switch array |
US6263126B1 (en) * | 1998-08-06 | 2001-07-17 | Avanex Corporation | Fiber optic dense wavelength division multiplexer utilizing a multi-stage parallel cascade method of wavelength separation |
US6643421B1 (en) * | 1999-09-21 | 2003-11-04 | Lnl Technologies, Inc. | Wavelength-slicing architecture for wavelength demultiplexing using micro-ring resonators |
US7010228B2 (en) * | 2001-11-02 | 2006-03-07 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Optical add-drop multiplexer |
US6859574B2 (en) * | 2002-04-03 | 2005-02-22 | Lucent Technologies Inc. | N×N switching arrangement of two planar arrays without waveguide crossings |
US7519066B1 (en) | 2002-05-09 | 2009-04-14 | Silicon Image, Inc. | Method for switching data in a crossbar switch |
US7461167B1 (en) | 2002-11-22 | 2008-12-02 | Silicon Image, Inc. | Method for multicast service in a crossbar switch |
US7505422B1 (en) * | 2002-11-22 | 2009-03-17 | Silicon Image, Inc. | Preference programmable first-one detector and quadrature based random grant generator |
US6980355B2 (en) * | 2003-02-28 | 2005-12-27 | Intel Corporation | Wavelength-tunable amplified optical splitter |
US7181104B2 (en) * | 2003-09-09 | 2007-02-20 | Lucent Technologies Inc. | Optical monitor and a method for improved optical monitoring |
US7280720B2 (en) * | 2004-08-06 | 2007-10-09 | Giovanni Barbarossa | Apparatus, system and method for a tunable optical filter and channel dropping de-multiplexer |
WO2006096534A1 (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Optimer Photonics, Inc. | Electrooptic bragg grating modulator array for imaging |
CN101359759B (zh) * | 2008-09-05 | 2012-05-23 | 中国计量学院 | 基于树形微带线结构的微波带阻滤波器 |
WO2011140544A2 (en) * | 2010-05-07 | 2011-11-10 | President And Fellows Of Harvard College | Integrated nanobeam cavity array spectrometer |
US8705972B2 (en) * | 2010-05-11 | 2014-04-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Energy-efficient and fault-tolerant resonator-based modulation and wavelength division multiplexing systems |
CA2872378C (en) | 2011-07-20 | 2016-01-12 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Photonic blood typing |
WO2013085820A1 (en) * | 2011-12-09 | 2013-06-13 | Rambus Inc. | Systems and methods for temperature insensitive photonic transmission |
US10031138B2 (en) | 2012-01-20 | 2018-07-24 | University Of Washington Through Its Center For Commercialization | Hierarchical films having ultra low fouling and high recognition element loading properties |
US20140270634A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-09-18 | Gary Evan Miller | Multi- purpose apparatus for switching, amplifying, replicating, and monitoring optical signals on a multiplicity of optical fibers |
TW201441719A (zh) * | 2013-04-23 | 2014-11-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 電光調製器 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6017326A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Fujitsu Ltd | 光フアイバフアブリ−ペロ−干渉計 |
JPH01267526A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Fujitsu Ltd | 光スイッチ |
JPH02125600A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光交換回路 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1274612A (en) * | 1985-11-22 | 1990-09-25 | Nec Corporation | Wavelength division optical switching system having wavelength switching light modulators |
GB8626152D0 (en) * | 1986-11-01 | 1986-12-03 | Plessey Co Plc | Optical switch arrays |
US4932742A (en) * | 1989-01-27 | 1990-06-12 | Alcatel Na, Inc. | Fiber optic wavelength division multiplexing module |
JP2656598B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1997-09-24 | 株式会社日立製作所 | 半導体光スイッチ及び半導体光スイッチアレイ |
JP2675133B2 (ja) * | 1989-04-19 | 1997-11-12 | 日立電線株式会社 | 導波路型光スターカプラ |
US5009477A (en) * | 1989-05-12 | 1991-04-23 | At&T Bell Laboratories | Optical interconnect arrangement |
US5040169A (en) * | 1989-07-25 | 1991-08-13 | International Business Machines Corporation | Wavelength division photonic switch |
JPH03239231A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光スイッチ |
DE4019225A1 (de) * | 1990-06-15 | 1991-12-19 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Optisches schaltelement |
US5048909A (en) * | 1990-07-27 | 1991-09-17 | At&T Bell Laboratories | Adiabatic reflection apparatus |
US5093876A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-03 | At&T Bell Laboratories | WDM systems incorporating adiabatic reflection filters |
JPH04287010A (ja) * | 1991-03-15 | 1992-10-12 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 導波路型光切替器 |
-
1992
- 1992-04-29 US US07/875,493 patent/US5233453A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-03-05 JP JP5045151A patent/JPH0682848A/ja active Pending
- 1993-04-21 EP EP93106492A patent/EP0571760A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6017326A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-29 | Fujitsu Ltd | 光フアイバフアブリ−ペロ−干渉計 |
JPH01267526A (ja) * | 1988-04-19 | 1989-10-25 | Fujitsu Ltd | 光スイッチ |
JPH02125600A (ja) * | 1988-11-04 | 1990-05-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光交換回路 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006245346A (ja) * | 2005-03-03 | 2006-09-14 | Nec Corp | 波長可変共振器、波長可変レーザ、光モジュール及びそれらの制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5233453A (en) | 1993-08-03 |
EP0571760A1 (en) | 1993-12-01 |
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