JPH081503B2

JPH081503B2 - 波長分割多重光学通信システム

Info

Publication number: JPH081503B2
Application number: JP59503501A
Authority: JP
Inventors: フアードウイリアムズ，ガレス
Original assignee: AT&T Corp
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1983-07-08
Filing date: 1984-06-25
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: EP0148266A1; IT8421798A1; JPS60501780A; IT1176381B; EP0148266B1; CA1233574A; EP0148266A4; DE3484345D1; IT8421798A0; WO1985000484A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は導波路共振器及び光検出器を含み、この共振
器が光学導波路（Ｆ）にエバネセント（消散）的に結合
されまた光検出器に光学的に結合された光学デバイスに
関する。

発明の背景近年、高能力通信システムに対する需要がますます増
加しており、これら需要を満すために幾つかのシステム
の開発が試みられているが、現時点においては、光通信
システムが最も有利なように思われる。現在点で考えら
れている光通信システムはガラス伝送回線によって互い
に光学的に結合された光源及び光検出器を持つ。このガ
ラス伝送回線は現在のところシリカをベースとする組成
を持ち、通常、光ファイバと呼ばれている。この光通信
システムの光源には、通常、半導体レーザーダイオー
ドが使用される。この光通信システムはかなり高度な所
まで開発されており、現在では遠距離間で多量の情報を
伝送することが可能である。最も最近のシステムに見ら
れるごとく、通常は、個々のファイバに情報を伝送する
のに１個のダイオードのみが使用され、またこのダイオ
ードは理想的には本質的に安定した単一の周波数スペク
トル出力にて動作することが要求される。情報はレーザ
ーが光のパルスを断続的に発っしてビット流を形成する
ことによって伝送され、光検出器はこの断続的な光パル
スを所定の期間内に受信する。

光波システムの３つの主要な分野は伝送、ループプ
ラント（閉路加入者線）、及びローカルエリアネッ
トワークシステムである。通常、トランクと呼ばれる
伝送システムは中央局間で呼を搬送する。ループプラ
ントは中央局を顧客の局あるいは装置に接続する。ロー
カルエリアネットワークは顧客の構内の各所、例え
ば、コンピュータと工場の間で呼を搬送し、ファクトリ
オートメーション（FA）あるいはオフィスオートメ
ーション（OA）に有効である。

しかし、例えば、異なる周波数で発光を行なう複数の
光源を同一の送信器位置の１つの光ファイバに結合する
ことによりさらに大量の情報を伝送することが可能であ
る。この場合、異なる周波数の複数のビット流が存在す
ることになる。このようなシステムが実際に研究されて
おり、通常、波長分割多重システムと呼ばれている。こ
のようなシステムでは、光検出器要素は個々の周波数あ
るいは波長を個々に検出する装置を含む。つまり、光検
出器はデマルチプレキシング装置を含む。

表面上は、このシステムは１つの位置で異なる周波数
で送信を行なう複数の送信器及び別の場所に置かれた複
数の受信器を使用する電波あるいはマイクロ波システム
と類似しているようにみえる。このため、一見したとこ
ろ、この光学システムに大きな変更を行なうことなく電
波技術を直接に利用できるように思える。しかしこれは
不可能である。電波回路は、通常、電波の波長よりかな
り小さく、またマイクロ波回路はマイクロ波の波長と同
程度の大きさを持つ。しかし、現在のデバイス加工技術
の分解能では光の波長より小さい光学マルチプレクサを
実現することは困難であり、またこれに光学エネルギー
を結合してこれを入／出力することも困難である。つま
り、光学波長分割多重デバイスは光の波長より大きく、
本質的に電波及びマイクロ波システムとは異なる。

さらに狭帯域光学システムを実現しようとすると、電
波システムでは遭遇されない安定性及び分解能の根本的
な問題に直面する。光の周波数はマイクロ波の周波数の
規模より約５桁大きく、従って、狭帯域の光学システム
は、マイクロ波システムの10⁵倍の周波数の安定性及び
分解能を要求する。現時点ではこの程度の安定性を達成
することは不可能である。

光通信システムにおける波長分割多重の問題はW.J.ト
ムリンソン（W.J.Tomlinson）アプライドオプティク
ス（Applied Optics）、16、ページ、2180−2149、1977
年８月、の論文で議論されている。ここで説明されるシ
ステムは典型的なシステムであり、全てが一端に多重送
信器モズールを他端に多重受信器モジュールを持つ。こ
のシステムは、現在では、トランクに使用されるのみで
あり、これらはループプラント動作にもローカルエ
リアネットワークにも簡単に利用できない。つまり、
光ファイバを任意の場所で中継するには、まず全ての信
号を検出して、その後にこれらを再生成することが必要
となる。しかし、トムリンソン（W.J.Tomlinson）によ
って議論される個々の要素は参考に値するものである。
マルチプレクサ及びデマルチプレクサ装置は、通常、格
子、プリズムあるいはフィルタを含む。これら装置は多
くのマルチプレクサシステムでは十分に満足できるもの
ではあるが、これらはシステムが処理できるチャネルの
数が極度に制約されるという欠点を持つ。これはデマル
チプレクサ装置の波長の分散が通常の大きさのデバイス
で余儀なくされる非常に狭い間隔のチャネルを分離する
のに十分でないためである。例えば、温度、老化、及び
現在の半導体レーザーの製造技術などに起因する波長変
動を吸収するために、十分に広い光学帯域幅が要求さ
れ、このため比較的大きなチャネル間隔が必要である。
さらに、幾つかのマルチプレクサ装置はチャネル当たり
の損失が比較的に高く、これも可能なチャネルの数を制
限している。

論文には他の波長分割マルチプレクサも議論されてい
る。例えば、周波数選択結合装置、例えば、エバネセン
ト（消散）結合器、がマルチプレクサ要素の分散特性に
依存する装置に代わるものとして提案されている。エバ
ネセント（消散）結合器は、最も単純な実施態様におい
ては、第２の導波路の伝播モードが第１の導波路の伝播
モードの指数減衰エバネセント（消散）部内に入るくら
いに接近した少なくとも２個の光学導波路を持つ。この
現象は重複と呼ばれる。この重複は２個の導波路内の伝
播定数、ｋ、が等しいときは、第１の導波路からの光学
エネルギーを第２の導波路に結合する。ｋの値がある単
一の周波数においてのみ等しい場合には、この周波数の
エネルギーのみが結合され、他の周波数のエネルギーは
第１の導波路内にとどまる。エッチ．エフ．テイラー
（H.F.Taylor）はこのような周波数選択結合方法をオプ
ティクスコミニュケーションズ（Optics Communication
s）、８、ページ、421−425、1973年８月、において説
明する。ここに説明された結合器は２個の異なる導波路
の間に光学結合器を使用して、この２個の導波路に対し
て伝播定数が等しい単一の光学周波数を結合する。1cm
の長さの結合器によって約数十オングストロームの光学
帯域幅が達成され、従って、理論上、約100個の光学チ
ャネルを可能とする。しかし、この帯域幅は現在の半導
体レーザーに使用するには狭すぎる。さらにマルチプレ
クサの結合周波数をデマルチプレクサの結合周波数に正
確に一致させることが問題となる。製造上のバラツキな
どによって、この狭い伝送帯域幅をこの狭い受信帯域幅
に重複することは非常に困難となる。

この選択結合方法は興味深い変形がアプライドオプ
ティクス（Applied Optics）、17、ページ、3253−325
8、1978年10月15日、に記載されている。ここに説明さ
れるシステムは異なる平面導波路を使用して光学信号の
デマルチプレキシングを行なう。この結合器デマルチプ
レクサはある用途には非常に有効であるが、これら全て
は共振器要素を欠き、これらが非常に狭いスペクトル出
力を持つ光源を必要とする欠点を持つ。

ファイバアンドインテグレイテッドオプティク
ス（Fiber and Integrated Optics）、１、ページ、227
−241、1978年において、エッチ．コゲルニック（H.Kog
elnik）はインテグレイテッドオプティクスの問題を
議論している。ここでは、分布フィードバック半導体レ
ーザーを使用するマルチプレキシング送信器モジュール
が説明されている。このモジュールでは、単一の基板上
に６個の分布フィードバックレーザーが加工され、こ
れらの出力が分岐導波路結合器によって結合される。単
一の基板を使用するため、レーザーの製造、温度及びド
リフトの変動は同一であり、20オングストロームのチャ
ネル間隔が可能である。しかし、これにも問題がある。
つまり送信器周波数に一致してドリフトする受信器を作
成することは困難である。

光通信システム、及び他の用途に適当なこの他の光学
要素に関する文献は他にもある。例えば、アプライド
フィジクスレターズ（Applied Physics Letters）、3
3、ページ、940−941、1978年12月１日、には電子位相
検出用にファブリーペロ干渉計でなく、ファイバリン
グを使用するファイバジャイロスコープが紹介されて
いる。

ペルシステムテクニカルジャーナル（Bell Sys
tem Technical Journal）、ページ、2103−2132、1969
年９月において、E.A.Jマーカテイリ（Marcatili）はカ
ーブした光学導波路を通じての光の伝送に関して記述す
る。光通信システムの観点から特に興味深い所は、彼の
第１図に示されるリングファブリ−ペロ干渉計であ
る。しかし、ここに説明の実施態様は、ここに示される
共振器が異なる周波数の十分な識別を行なうことなく多
くの周波数での放射を拾うため波長分割他周システムに
はあまり適当でない。つまり、この共振器は共振器の複
数のファブリ−ペロピーク間の識別を行なうことがで
きない。さらに、ここに開示される共振器はインテグレ
イテッドデバイス、つまり、導波路と共振器リングが
単一の基板上に加圧されているため、光ファイバ通信シ
ステムにはあまり適さない。一般的な興味が持たれるも
う１つのデバイスとして、アプライドフィジクスレ
ターズ（Applied Physics Letters）、34、ページ、62
−65、1979年１月１日、においてスミス（Smith）らに
よって説明されるインテグレイテッド線形ファブリ−ペ
ロ共振器がある。しかし、ここに説明されるデバイスは
外部からの電気的入力を持たず、光学出力装置としての
み使用される。ここで考えられている用途は双安定光学
デバイスである。

従って、問題は、典型的な先行技術による波長分割多
重システムは半導体レーザーの変動を吸収するために非
常に広い光学帯域幅を使用し、このためチャネルの総数
が非常に制約されることである。幾つかの狭帯域幅のシ
ステム要素、例えば、周波数選択エバネセント（消散）
結合器、などの提案はあるが、これらは厳密な狭帯域幅
源を確保することが困難であり、また送信器と受信器の
帯域幅の中心周波数を一致させることが困難なことから
システムへの使用は実現されていない。さらに、先行技
術のシステムはループプラントあるいはローカルエ
リアネットワーク動作への使用は困難である。

これらの問題は本発明によるチューニングが可能な共
振器を持つ光学デバイスによって解決されるが、この光
学デバイスはさらにこの共振器に光学的に結合されたイ
ントラキャビティ要素、この共振器をチューニングでき
るように構成された制御回路要素を含み、また受信器な
いし光学利得要素をさらに含む。

発明の要約多数、例えば、10⁴個の光学チャネルを処理できる波
長分割多重システムの製造が可能であることが発見され
た。この光通信システムは光ファイバ及び光検出器、光
ファイバにエバネセント（消散）的に結合され該光検出
器に光学的に結合された導波路共振器、この導波路共振
器に光学的に結合されたイントラキャビティ要素、及び
このイントラキャビティ要素あるいは該導波路共振器を
特定の周波数にチューニングするための制御回路要素を
含むデバイスから構成される。ある実施態様において
は、このシステムはシステムのファイバに任意の箇所で
光学的に結合できる複数のデバイスを含む。これらデバ
イスは独自にチューニングができ所望の周波数を持つ信
号の受信あるいは送信を可能とする。これに加えて、こ
のデバイスはファイバからトランシーバへの周波数選択
結合を遂行し、これによって所望の光学チャネル周波数
への結合を行ない、しかもファイバ内の残りの必要でな
いチャネルの減衰は無視できる程度にとどめる。これは
他の波長を持つ必要でない信号の減衰は最小限に押さえ
て、所望の波長を持つ信号を受信することを可能とす
る。共振器内のあるいは共振器に結合された光学利得要
素は送信を行なうことができるデバイスを提供するが、
これによってこの光ファイバは所望の波長にて信号を伝
送することが可能となる。もう１つの実施態様において
は、導波路共振器は光ファイバに結合された光ファイバ
ループを含む。イントラキャビティ要素は、他の共振
における共振器のＱを減衰させることによってただ一つ
のファブリ−ペロ共振を選択する損失要素であり、例え
ば、光ファイバループから構成することも、あるいは
１つの導波路を持つマッハ−ツエンダ−干渉計から構成
することも、あるいは３個の結合器導波路を持つマッハ
−ツエンダ−干渉計から構成することもできる。さらに
別の実施態様においては、制御回路要素はさらにリンク
開始手段及びリンク保持手段を含む。さらに別の実施態
様においては、他の形式の共振器、例えば、線形あるい
は円筒形の共振器を使用する。他の形式のイントラキャ
ビティ要素、例えば、線形共振器を使用することもでき
る。共振器からシステムファイバへの格子あるいは音
響−光学的な補助による波長選択疎結合を行なうことも
できる。

第１図に本発明による波長分割多重システムの１つの
形式を示す。このシステムはT1、T2、…TN−１、TNとし
て示される光伝送回線Ｆに光学的に結合された複数のト
ランシーバを含む。通常、光ファイバと呼ばれる光伝送
回線は当業者に周知の特性を持ち、ここでは詳細な説明
は避ける。光ファイバは低屈折率のクラッドに包囲され
た高屈折率の軸を持つ。これは好ましくは単一モードの
光ファイバである。トランシーバは送信器モジュールと
受信器モジュールの両方を含む。トランシーバは独立的
に共通周波数にチューニングすることができ、従って、
例えば、第１のトランシーバの受信器モジュールが第２
のトランシーバの送信器モジュールの周波数にチューニ
ングすることによって互いに結合することができる。完
全な２方向リンクの場合は、第２のトランシーバの受信
器モジュールが第１のトランシーバの送信器モジュール
の周波数にチューニングされる。送信器モジュール及び
受信器モジュールは後に詳細に説明するごとくエバネセ
ント（消散）界結合によってシステムファイバに光学
的に結合される。トランシーバの数は重要な要点ではな
く光学チャネルの数と同一あるいはそれ以上でもあり得
る。

各々のトランシーバはそれ自体の独立した局部制御シ
ステムを持つこともあるが、該制御システムはチューニ
ング、内部光学整合、リンクの始動及び保持などの機能
並びにシステム機能を遂行する。各々のトランシーバは
光伝送回線の該回線の長さ方向に沿うどこにでも結合す
ることができ、従って、このシステムはループプラン
ト及びローカルエリアネットワークとしてあるい
はトランクとして使用することができる。チューニング
が可能であることから、任意のトランシーバを他の任意
のトランシーバと通信させることによってスイッチ機能
を遂行することもできる。これは、例えば、ロボットあ
るいはコンピュータが他のロボットあるいはコンピュー
タと直接に通信することが期待されるファクトリーオ
ートメーションにおけるローカルエリアネットワー
クあるいはオフィスオートメーションでの用途に使用
できる。

第２図は第１図に示すトランシーバの受信器モジュー
ルの略図である。受信器は主導波路共振器10を含むが、
該導波路はさらにイントラキャビティ分散損失要素（I
E）50を含む。さらに、光検出器（PD）500、制御回路要
素（CCE）100及び受信器（REC）300が存在する。制御回
路要素は光検出器500、主導波路共振器10、分散損失要
素50、及び受信器300に接続される。主導波路共振器は
エバネセント（消散）結合装置20によって光ファイバ及
び光検出器の両方に光学的に結合される。制御回路は、
矢印1000及び1010によって示されるごとく、主導波路共
振器及びイントラキャビティ要素を所望の周波数にチュ
ーニングする手段を提供する。受信器は光検出器からの
電気信号を受信して、この信号から情報を回復する。光
検出器及び共振器はエバネセント（消散）的に結合され
るが、他の光学結合手段を使用することもできる。主導
波路共振器はループとして示されているが、共振器は他
の構成をとることもできる。例えば、線形及び円筒形の
共振器を実現することもできる。円筒形共振器は、ルー
プ共振器のリング直径が、その中心穴が消滅するまで縮
んだ特別なものと把握することができる。

共振器のチューニング能力は第１のトランシーバの受
信器共振器の波長を第２のトランシーバの送信器の波長
に一致させるために必要となる。このチューニング能力
は、例えば、電子−光学効果あるいは機械的緊張などの
手段によって共振器の有効光学長を変化することによっ
て達成される。これはファブリ−ペロ共振を移動させ
る。チャネルからのパワーの殆んどが光検出器に結合さ
れるように選択されることがしばしば要求される。これ
を実現するためには、共振器へ結合するシステムの導波
路は、主共振器の導波路へ結合する検出器と等しくなる
ことが要求される。

イントラキャビティ分散損失要素50は周波数依存性が
あり、他の共振における空胴のＱを下げることによって
主共振器のただ一つのファブリ−ペロ共振のピークを選
択する。主共振器空胴の共振において２個の条件が満さ
れることが必要である第１にイントラキャビティ要素損
失が最低であり、第２に主共振器空胴の１往復に整数の
光学波長が存在することが必要である。共振器は、通
常、不用なチャネルへの結合を避けるためにシステムの
導波路、つまり光ファイバに非常に弱く結合される。高
Ｑ、（通常、Ｑ＝10¹²）との空胴は所望の信号の結合を
促進し、小さな損失で不用な共振を除去する。例えば、
通常、第１の不用な共振の所での10％の損失で十分であ
る。イントラキャビティ要素の伝送ピークはこれがイン
トラキャビティ共振によって効率的に鋭くできるため比
較的広くても良い。しかし、ピーク損失は低くなければ
ならない。制御回路もイントラキャビティ損失要素の伝
送ピークを選択された空胴共振に整合する。チューニン
グ装置1000は該当する光学経路の長さを変化させる。受
信器周波数を所望の送信器にチューニングするためには
この２個を同時に追跡することが必要である。後に説明
するごとく、この追跡が達成されると、受信器は選択さ
れた送信器の追跡を行なう。

受信器モジュールは制御回路要素を含むが、該要素は
光検出器500の出力を使用してチューニング装置1010を
追跡し、主ファブリーペロ共振の１つを所望の光学信号
に整合する。これはさらにチューニング装置1000を追跡
してイントラキャビティ要素50にその所望の信号に整合
された共振を選択される。

以下に主導波路共振器の動作をより詳細に説明する。
この共振器の動作は互いに平行で共振空胴を形成するた
めに距離、ｄ、だけ離された２個の99％の反射及び１％
の伝送を持つ鏡を持つ従来の個別光学ファブリーペロ干
渉計との比較によって容易に理解できる。モノクロ光の
ビームがこれら鏡に入射すると、最初に１％のビームパ
ワー、つまり、電界の10％が空胴内に伝達され99％のパ
ワーは反射される。空胴内の光は他の、つまり出力鏡に
向って進みそして入力鏡に向って戻されここで再び反射
される。往復長、2d、がちょうど波長の整数であるとき
は、反射された波は入力光と同位相に加算され建設的に
干渉する。結果として、空胴の電界は入射時の電界の約
0.2倍となり、空胴のパワーは入射のパワーの約0.04倍
となる。次の１往復において、空胴の電界は入射時の電
界の約0.3倍となり、空胴のパワーは入射時のパワーの
約0.09倍となる。最終的に、共振空胴のパワーは入射時
のパワーの約99％となり、また入射鏡からの１％の漏れ
はこの入射ビームの99％の反射とちょうど180゜の位相
差を持つこととなる。この２個は破壊的な干渉によって
相殺された反射パワーを残さない。出力鏡における入射
パワー共振波の99倍のうち１パーセントの漏れは、実質
的に入射ビームと同じパワーを伝送されるビームに与え
る。従って、ファプリーペロ共振器が入射ビームの波長
に正確にチューニングされた場合、つまり、2d＝ｎλの
場合、入射ビームは定常状態にてファブリーペロ空胴を
通じて直接に伝送される。しかし、ファブリーペロ伝送
ピークの波長は空胴光が大きな空胴共振パワーを蓄積す
るのに必要な何回もの空胴往復を通じて入射光と位相を
保つ必要があるため非常に狭くなる。空胴パワーの蓄積
に要する時間が比較的長いことも達成される帯域を狭く
する。例えば、共振器の往復伝達時間より短い期間を持
つパルスはその周波数スペクトルが広すぎるために排除
される。

ループファブリーペロ主導波路共振器もこれに類似
するものである。ループのまわりにちょうど整数の波長
を作るのには入力及び出力鏡に相当するエバネセント
（消散）結合器の弱さ及び共振状態が問題となる。シス
テムファイバに伝送されるモノクロの光が存在すると、
これは主導波路共振器へのエバネセント（消散）結合装
置に当たる。初期において、エネルギーの殆んどは通過
され、エネルギーのほんの一部のみが共振器に結合され
る。しかし、上記に説明したごとく、この入射光が共振
周波数の要素を持つときは、共振周波数の所の大きな共
振波がループの内側に蓄積し、この共振パワーがこの導
波路に戻され、そして導波路共振器内に残る入射パワー
の殆んどを相殺する。通常、ファイバに最初に入射した
強度の殆んどが検出器装置に共振パワーとして結合され
る。このエバネセント（消散）結合装置の弱さから他の
共振外れ光学チャネル周波数への結合が最少限にされ、
また他の共振外れ光学チャネル周波数の減衰を最小限に
抑えることができる。

しかし、受信器の帯域は制御システムを使用して周波
数の安定化が行われる光搬送周波数と比較して十分に狭
い。単一のループ共振器がファブリーペロ共振器のよう
に複数の規則正しい間隔の共振を持つことは説明するま
でもない。所望の共振が空胴の１往復当たりにｎ個の波
長をもつ場合、次に高い周波数共振はｎ＋１、そしてそ
の次の共振はｎ＋２…個の波長を持つ。このピーク間の
間隔は“フリースペクトルレンジ”（FSR）と呼ば
れる。イントラキャビティ要素は、不要な共振における
ループＱを下げることによってただ一つのファブリ−ペ
ロのピークを選択するために用いられる。

エバネセント（消散）結合器は主導波路共振器への入
力及び出力結合のため並びに後に説明の用途に使用され
る。エバネセント（消散）結合器は２個の導波路内での
伝播モードが重複する位に長さ方向に互いに接近した２
個の導波路を含む。この重複は２個の導波路の間のエネ
ルギーを結合する。伝播モードはコアに限定されないた
めこの２個の導波路の心は、通常、互いに接触しないこ
とに注意したい。コアの外側では、伝播モードは心から
の距離と指数的に減衰するエバネセント（消散）波から
成る。主要な結合重複は２個の導波路内の伝播モードの
エバネセント（消散）尾部間で起こる。広帯域結合で
は、ｋ（ω）は２個の導波路内で概ね等しいことが要求
される。

ω＝２πｆであり、ここでｆは周波数である。

第12図は１例としてのエバネセント（消散）結合器の
断面図を示す。これは２個の光ファイバ1210及び1220が
挿入される溝の持つガラスあるいはプラスチックから加
工された２個のブロック1230及び1240を持つ。各々のフ
ァイバは図示されるごとくカーブした経路を進み、ブロ
ックの両端の所では深くはめ込まれているが、ブロック
の中心では表面付近に出てきている。ファイバは取り扱
い及び結合器の加工を容易にするために結合領域を避け
るようにカーブする。ブロックはファイバが表面に出て
くるブロックの中心付近でファイバのクラッドの部分が
除去されるように磨かれる。次にブロックを１個の完全
な結合器が形成されるように互いに位置する。屈折率調
節光学セメントを使用してブロックを互いに保持するこ
とによって結合を向上させまた散乱損失を減少させる。

２個のインテグレイテッドオプティクス導波路の間の
エバネセント（消散）結合器は単に共通の基板上に２個
の導波路を互いに接近して加工して作ることができる。

第３−５図は本発明に従って設計されたイントラキャ
ビティ要素（IE）の幾つかの実施態様を示す。イントラ
キャビティ要素は少なくとも３つの好ましい一般分類の
どれかに分けることができる。第１の分類は第３図及び
第４図に示されるようなマッハ−ツエンダーIEから成
る。第３図及び第４図はそれぞれ２及び３個の結合器を
持つマッハ−ツエンダーIEを示す。

２個の結合器を持つマッハ−ツエンダーIEでは、共振
波は第１の結合器の所で２個の導波路10及び70間に分け
られ、この２つの部分は異なる経路、つまり第２の結合
器に達するまでに異なる光学経路長を持つ経路を進む。
これらが第２の結合器の所に同一の位相にて到着した場
合は、全てのパワーは主導波路共振器に戻される。これ
らが同一の位相にて到着しなかったときは、パワーの幾
らかが導波路内にとどまり失なわれる。２個の結合器を
持つIEの短所は２個の結合器20か完全に同一の結合長を
必要とすることである。この短所は第４図に示す修正さ
れたマッハ−ツエンダーの３個の結合器を持つ実施態様
によって解決できるが、この実施態様の第２の導波路70
はループ71及び72を含む。これは結合長を一致させる必
要性を解除するとともに選択性を追加する。３個の結合
器を持つ実施態様の２個のループは各々が独自のフリー
スペクトルレンドを持ち、従って、このための受信
器モジュール制御回路要素は追加の整合要件を持つこと
に注意したい。両者とも、チューニングは、例えば、機
械的なストレインあるいは電子−光学的手段によってマ
ッハ−ツエンダーループの光学経路長を変化すること
によって達成される。第３図の２個の結合器を持つ形式
は個別光学マッハ−ツエンダー干渉計に類似の導波路で
ある。例えば、ボーン（Born）及びウルフ（Wolf）、オ
プティクスの原理（Principles of Optics）、第４版、
ページ、312−315、1970年、を参照されたい。IE伝送ピ
ークは光学経路長の差が波長の整数であるときに起き
る。現在の所は加工が簡単で選択性があることから３個
の結合器を持つ実施態様が好まれている。図示されるご
とく、導波路70はエバネセント（消散）結合装置20によ
って主共振器10に結合される。導波路10と70の間の結合
を完全に取り除くことは必要ではない。概ね、集積化さ
れた光学要素においてこれを達成するには困難である。

第２のIEの分類は第５図に示されるような共振器IEか
ら成る。ループ共振器70はエバネセント（消散）結合装
置20によって主共振器に結合される。伝送ピークは１往
復にて波長の整数が存在するような周波数の所である。
ここではループ共振器が示されるが、他形式の共振器を
使用することもできる。例えば、円筒形あるいは線形の
共振器を使用することもできる。

第６図及び第７図にはエバネセント（消散）結合器IE
を示す。これらも潜在的に興味深いものであり、特にイ
ンテグレイテッドオプティクスの実施態様においては興
味が持たれる。

第６図は主導波路10を持つ光学共振器の部分を示す
が、この両端はエバネセント（消散）結合装置20から成
るIEによって互いに結合される。第７図は主導波路10が
エバネセント（消散）結合装置20によって第２の導波路
121に結合されたIEを示す。２個の導波路内に同一の伝
播定数を持ち結合領域内に複数の横断長を持つ形式はマ
ッハ−ツエンダーIEの減結合が不可能であるという制約
と共通の制約を受ける。２個の結合された導波路モード
の見掛けの経路長の差は２個の導波路上の別個の電極に
よって電子−光学的にチューニングすることができる。

共振器IEは現時点においてマッハ−ツエンダーIEほど
魅力のあるものではない。しかし、共振器IEは潜在的に
損失が大きいという欠点を比較的制御しやすいためイン
テグレイテッドオプティクスの実施態様には特に興味深
いものがある。これはまたより鋭い伝送ピークを持つ。
この選択性の大きさは、通常、受信器には必要でない
が、発振が不用のとき、あるいは寄生モードが問題とな
る場合には送信器には必要なことである。共振器IEの欠
点には、伝送ピークでの損失が潜在的に高いことが挙げ
られるが、この問題はインテグレイテッドオプティクス
の実施態様では比較的小さい。

次に受信器の主共振器のチューニングを２個の結合器
を持つマッハ−ツエンダーIEの実施態様を例にして説明
する。受信器がさらに高い周波数にチューニングされる
ものと仮定する。受信器の帯域はIEによって選択される
主空胴共振によって定義されるが、この共振の周波数は
主導波路共振器の光学長を短かくすると上側にチューニ
ングされる。IEのピーク周波数が該導波路の経路長の差
を減少することによって追跡及びチューニングされる。
チューニングによって主導波路共振器の共振をフリー
スペクトルレンジを一つ上側に移動させると、制御シ
ステムは、主共振器をフリースペクトルレンジを一
つ後退させる。ここで、次に高いファブリーペロ共振を
IEピークと整合するが、次に高いファブリーペロピー
クは元のピークに直接に置換できるため受信器の通過帯
域は後退によって変化しない。周波数が主空胴のもう１
フリースペクトルレンジだけチューニングされる
と、制御システムはもう１モード後退を遂行する。同様
にして、IEがその１フリースペクトルレンジだけチ
ューニングされると、制御回路要素は１フリースペクト
ルレンジのIEの後退を遂行する。このチューニング技
法は主共振器あるいはIEのいずれもが１フリースペク
トルレンジより大きなチューニングをしなくてもすむよ
うにする。１フリースペクトルレンジだけのチューニ
ングを行なうには１波長だけの光学経路長の変更が必要
であるのみである。

受信器の電源を初め入れたら、IEを主導波路共振器の
ファブリーペロピークに整合する。この整合を検出す
る１つの方法は、受信器を送信器と整合する方法であ
る。従って制御回路要素によって実行される通常の初期
整合探索は少なくとも１つの送信器が動作していること
を仮定し、主導波路共振器の１フリースペクトルレ
ンジとIEの１フリースペクトルレンジの範囲で二次
元探索を遂行する。これは結果としてシステムの全帯域
の探索を意味する。各方向へのステップの大きさは典型
的にはフリースペクトルレンジを全ての送信器が検
出できるような戦略値で割った規模のものである。この
戦略値はフリースペクトルレンジの共振の半最大の
所での全幅に対する比である。送信器が検出されると、
整合最適化ルーチンが呼出され、正確な整合が行なわれ
る。正確な整合が達成されると、総合システム制御装置
がデータの伝送を開始する。

受信器がデータが伝送されている間に送信器を追跡す
る。これは二次元最適化ルーチンによって遂行される
が、該ルーチンはMRG及びIEの両方のチューニングを絶
えず変化することによってこれらを送信器周波数に整合
させる。いずれかがある適当な限界内でチューニング
レンジの中央に達すると、適当な制御期間において１モ
ード後退が実行される。この１モード後退はリンク上を
伝送されるデータがそのモード後退中に“制御間隔”を
持たないかぎり、データ流を中断し、エラーを導入し他
の制御機能を実行される。

このため、情報を送信器並びに送信器及び受信器の所
のデータバッファ装置によって受信されるよりも速い
速度で送信することによって情報流の中に制御間隔とし
て有効な不動作スペースを生成する。

受信器による共振外の光学チャネルを拒絶する度合い
は、典型的には該ね主導波路共振路からシステムファイ
バへの結合率に主導波路共振器から結合器への結合率を
掛け合わせた値となる。両者が１パーセントの結合率を
有する場合、漏話阻止は約10^-4である。これは、非常に
多いチャネルを有する用途には満足できるものではな
い。

しかし、この問題は漏話は疎結合強度の積に比例する
ため共振器のＱを増加し結合強度を減少することによっ
て避けることができる。別の解決策としては、２個の主
導波路共振器を持つ実施態様を実現する方法がある。第
１の共振器はシステムファイバに結合され、第２の共
振器は第１の共振器にエバネセント（消散）結合され
る。光検出器に向かう光学信号及び信号の回復は第２の
共振器から取られる。第１の共振器はIEを含むことが要
求され、第２の共振器も通常は必ずしも必要ではない
が、IEを含む。第１の共振器は監視用の検出器を有して
おり、これは制御回路要素内にある一の共振器制御シス
テムが動作するのに必要な十分な量の信号を抽出する。
第２の共振器は追跡され第１の共振器によって伝送され
るチャネルと整合される。しかし、この技術は漏話拒絶
をdBにて２倍にする。第３の可能な解決策は共振器IEを
使用して検出器を主共振器にではなくIE共振器に結合す
る方法である。第４の解決策は共振器からファイバへの
波長選択エバネセント（消散）結合を使用する。

第８図は本発明による送信器の実施態様の略図を示
す。送信器は光受信器モジュールについて説明した各種
の要素に加えてさらに光学利得要素700を含む。光学利
得要素を加えることによって主共振器がIEによって選択
される特定のレイジング共振を持つレーザーに変えられ
る。チューニング装置1030は光学利得要素700内の光学
経路長を変化させる。送信器イントラキャビティ損失要
素は受信器について説明の該要素と概ね同一である。送
信器共振器空胴は他のチャネルからのパワーの結合を避
けるためシステム導波路に弱く結合することが必要であ
る。従って、送信器の共振器は高いＱを持たなければな
らない。

現在、２つの分類の光学利得要素が存在する。第１の
分類の要素は光学的にポンプされるレージング不純物、
例えば、ネオジムを含む導波路の部分を持つ。つまり、
導波路と不純物が光学利得要素を構成する。導波路の心
あるいはクラッドのいずれかあるいはこの両方に不純物
を加えることができる。現在において好ましいシステム
はガラスにネオジムを加えた、ガラス内に複数のネオジ
ムの線を１つの連続体を形成するように拡散された不均
一な広がりである。第９図は本発明に従がう典型的なネ
オジムを混入した光学ファイバ送信器の略図を示す。こ
れはエバネセント（消散）結合装置20によってシステム
ファイバＦに結合された主導波路共振器10及び３個の
結合器を持つマッハ−ツエンダーIE700を含む。この構
成は主導波路共振器とIEを単一のファイバから製造し、
次にポンプ光源（OP）750によってエンドポンプするこ
とを可能にする。エンドポンプはポンプ光がファイバ
の全長を伝播し従って効率的に吸収されるため好ましい
方法である。ポンプ源750には従来の光源、例えばGaAs
レーザーあるいは心ないしクラッドに結合された発光ダ
イオードが使用される。チューニング装置1040は光学ポ
ンプのレベルを制御する。チューニング1050及び1060は
マッハ−ツエンダーIEの部分をチューニングする。

ネオジム混入ガラス共振器はネオジムは４レベルのレ
イジング系であるため本質的に高Ｑレーザーである。従
って、非励起原子はレイジング周波数では吸収を行なわ
ない。これはこれがポンプされない共振器が高Ｑを持ち
送信器周波数制御ルーチンの光学受信器として、あるい
はデータ受信器として使用できることを意味し、望まし
いことである。後者はそれ自体１つの共振器が送信と受
信の間で時分割されるトランシーバの実施態様を提供す
る。

光学利得要素は、例えばプラスチック内の有機染料か
ら構成することもできる。

第２の光学ポンプ技法としてはプリズムあるいはポン
プ光のクラッドへのエバネセント（消散）結合が考えら
れる。

第２の分類の送信器光学利得要素には半導体光学利得
要素が含まれる。典型的には、これはレージングが外部
フィードバックとなるように反射防止被膜を施した面を
持つ半導体レーザーチップを使用する。しかし、現在
の半導体チップは高利得及び高吸収の両特性を持つた
め、これらは、通常、高Ｑ主共振器にインピーダンスを
マッチすることが要求される。これを達成するための１
つの方法は第10図に示されるような修正された２個の結
合器を持つマッハ−ツエンダーIE700の使用である。こ
の構造は第３図に示す２個の結合器を持つマッハ−ツエ
ンダーIEに類似するが、別の光学経路である第２の導波
路70の途中に半導体利得要素（OG）760が挿入されてい
る点が異なる。この利得要素は好ましくは当業者に周知
の方法にてレンズによってファイバに光学的に結合す
る。

レーザーが主共振器の共振に同調されるときは、光学
利得要素の変わりにチューニングが可能な半導体レーザ
ーを使用することもできる。こうすると、主共振器は半
導体レーザーの線幅を狭ばめる追加のフィードバックを
提供する。

第11図は修正された３個の結合器を持つマッハ−ツエ
ンダーIEを示す。この実施態様は第３図に示す修正され
た３個の結合器を持つマッハ−ツエンダーIEに類似する
ものであるが、ループの１つが中断され光学利得要素
（OG）760が挿入されている点が異なる。利得要素に結
合する共振パワーの割合は、最後のIE接合器のパワー結
合比と等しいが、この結合器は、通常、他の２個のIE結
合器よりも弱い。ループの１つの中に光学利得要素を挿
入することによって全てのマッハ−ツエンダーIEの光学
インピーダンスマッチィング結合器として使用でき
る。

もう１つの分類の半導体光学利得要素には別個のレー
ジング共振器及び結合共振器が含まれる。結合共振器は
システムファイバに弱くエバネセント（消散）結合さ
れ、レージング共振器は結合共振器に弱く結合される。

２個の共振器を持つ送信器は幾つかの長所を持つ。第
１に、レージング機能と結合機能を別々に最適化するこ
とが可能である。例えば、高Ｑ結合共振器を駆動する低
レージング共振器によって光学インピーダンスマッチ
ングを提供することができる。第２に、レージング共振
器の光学利得をオフにし、高Ｑ結合共振器を受信器とし
て使用することが可能である。２個の共振器を持つ半導
体利得要素の設計では、半導体光学利得要素をオフにす
ると、レージング共振器のＱが不能にされ、結果として
結合共振器から切断してこれを受信器として使用するこ
とができる。この理由から１つの共振器が送信と受信の
間で時分割されるトランシーバの設計などを含む幾つか
の用途においては２個の共振器を持つ送信器設計が好ま
しい。

送信器のチューニングは既に説明の受信器のチューニ
ングに類似する。レージング周波数はIEによって選択さ
れる主空胴共振によって定義される。受信器の場合と同
様、周波数が主空胴共振をチューニングすることによっ
て追跡され、IEピークを追跡しこれにチューニングされ
る。既に説明したごとく、両方とも該当する光学経路長
を変化することによってチューニングされる。制御シス
テムが開始し、送信器の光学整合を最適化しこれを保持
する。開始は、例えば、IE走査及びレージングの開始の
検出によって行なわれる。これはIEを追跡することによ
って主共振器のレージング共振を追跡することを意味す
る。これは通常制御回路要素を使用してIEチューニング
をレーザー出力のポンプパワーに対する比を最大限に
することによって遂行される。送信器制御装置はさらに
伝送信号を情報が伝送できるように変調する手段を提供
する。変調は周波数変調も振幅変調可能である。説明の
要素は使用してのそれら様式の変調技術は当業者にとっ
て周知のものであり、ここでは詳細な説明は説明でない
と考える。

個々の送信器は光学チャネルが重複を避けるため及び
所定の周波数分離を保持するために追跡が必要である。
これはシステムレベルでの機能であり、システムレ
ベルの動作とともに以下に説明する。

本発明の一般的な１つの実施態様においては、伝送シ
ステムは伝送ファイバの一端の近くに第１の装置を形成
する複数の送信器を含み、該伝送ファイバの他端の付近
に第２の装置を形成する複数の受信器を含む。第１の装
置はさらに送信器中央制御装置を含む制御回路要素及び
１つの結合された送信器監視受信器を含む。第２の装置
はさらに受信器中央制御装置含む制御回路要素を含む。
動作において、送信器中中央制御装置は監視受信器にて
周波数帯域を走査し各々の送信器の局部制御ルーチンに
所要修正チューニング命令を発行する。システムの開始
において、送信器はランダムの周波数を持ち、制御ルー
チンは各自の“呼サイン”を送信させることによってこ
れらを分類する。呼サインの送信はまた受信器中央制御
装置が各受信器を走査し指定の送信器にロックすること
を可能にする。一旦、ロックが確立されると、これは受
信器の局部制御ルーチンによって保持される。全ての受
信器が整合されると、受信器中央制御装置はその旨をバ
ックリンク、例えば、反対方向の類似の伝送システムを
介して送信器中央制御装置に通知し、これによってデー
タの伝送が開始される。

好ましい実施態様においては、複数の独立したトラン
シーバが含まれるが、該トランシーバの各々はシステム
ファイバの長さ方向に沿う任意の箇所に結合でき、各々
を互いに同調することができる。理想的には、受信器の
総合制御システムはチャネルの重複を避けるための周波
数制御装置及びリンク開始装置を持つ。

送信器制御システムの第１の機能はチャネルの重複を
避けるために個々の送信器の周波数を追跡する。これに
は各トランシーバが周波数の位置において２個のスペク
トル的に隣接する光学チャネルにのみ応答する最隣接制
御技術の使用が好ましい。この制御システムはまず最初
に２個の隣接するチャネル相対的なスペクトル位置を、
通常、送信器の光学利得要素をオフにし、送信器の共振
器を受信器として使用して周波数走査を実行して隣接チ
ャネルを見付けることによって決定する。この周波数走
査はデータ伝送の中断を避けるために制御期間に実行さ
れる。送信器は次に元の周波数での伝送を再開する。次
に、例えばCCEによって実現されるチャネル間隔修正機
能（CSCF）を使用して修正チューニング増分を計算し、
送信器は次にデータの着信先である受信器が従うことが
できるような十分に遅い速度で新たな周波数にチューニ
ングする。従って、このチューニング速度は受信器整合
／追跡ルーチンの応答速度より遅くなくてはならない。
このサイクルが次の制御期間に新たな走査を開始するこ
とによって繰り返される。

個々の送信器に使用される最隣接CSCFは周波数間隔で
の送信器の列が安定であるように選択することが必要で
ある。現在使用されている好ましいCSCFを機械的に例え
て説明すると、単純な調和CSCFはスプリングに結合され
た複数の質量に例えることができる。妨害が発生する
と、これは複数の質量、つまりチャネル列に伝播し、そ
して最後の質量によって吸収される。

拡散CSCFはスプリング及びダッシュポットによって結
合された複数の質量損失点に例えることができる。拡散
CSCFにおいては、修正増分はエラーに比例する。チュー
ニング増分がチャネルの重複を起こさないように“殻堅
心ポテンシャル”を加えることもできる。

両側CSCFは列の両端の送信器を除く両側の最隣接周波
数の平均まで送信器周波数を追跡する。これらはそれら
の最隣接から所望のチャネル周波数間隔まで追跡され
る。方側CSCFは送信器周波数をある低周波数から上の所
定のチャネル間隔までの追跡を行なう。チャネル間隔情
報が各々のトランシーバに加えられるため片側CSCFの方
が好ましい。

CSCFは、通常、さらに各周波数修正に利得曲線のピー
クの方に小さなステップを加える小さなドリフト項を持
つ。全てのトランシーバにこの項を持たせることによっ
てチャネル列の中心を光学利得曲線の下に置くことが可
能となる。

送信器制御システムの第２の機能は“リンク開始”と
呼ばれる機能である。理想的には、この機能は全てのト
ランシーバが互いに他を呼び出すことができるようにす
る。呼の開始において、開始トランシーバの送信器は所
望の受信トランシーバの呼サイン及び自信の呼サインを
所定のリンク開始周波数にて発行する。使用中でないト
ランシーバの受信器はその周波数でそれらの呼サインを
聞いており、あるトランシーバが自身の呼サインを聞く
と、これは開始トランシーバを呼び、こうしてリンクが
確立され、２個のトランシーバはリンク開始周波数をオ
フにし、情報の伝送を開始する。伝送が完了すると、受
信器はリンク開始周波数に戻る。呼の開始は送信及び受
信に共通の共振器を使用するトランシーバでは非常に簡
素化できる。

さらに別の実施態様においては１つの送信器が複数の
受信器に同報通信を行なうことを可能とする結合技術を
使用する。例えば、ケーブルTVシステムやサブネットワ
ーク機能では、複数のトランシーバが共通の光学周波数
を共有し順番にデータの送信を行なう。このサブネット
ワークはリンク開始を１つの開始トランシーバが複数の
対応するトランシーバを呼ぶことができるように修正す
ることによって任意のサブセットのシステムトランシ
ーバからいつでも生成することができる。

図面の簡単な説明第１図は本発明による光通信システムの略図を示し、第２図は本発明によるシステムの光学受信器モジュー
ルの略図を示し、第３から第５図は本発明によるシステムの光学受信器
モジュールあるいは光学送信器モジュールに適するイン
トラキャビティ要素設計の幾つかの実施態様の略図を示
し、第６図から第７図は本発明に適するエバネセント（消
散）結合イントラキャビティ要素の略図を示し、第８図は本発明によるシステムの光学送信器モジュー
ルの略図を示し、第９図から第11図は本発明による光学送信器モジュー
ルあるいは光学受信器モジュールに適するイントラキャ
ビティ要素設計の幾つかの実施態様の略図を示し、そし
て第12図はバネセント（消散）結合器の略図を示す。

図面を平明にするため本発明によるデバイス及びシステ
ムの要素は正確な縮尺では示されていない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/23 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/28

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導波路共振器（10）と光検出器（500）か
らなる光学デバイスであって、該共振器は光学導波路（Ｆ）にエバネセント的に結合さ
れ該光検出器（500）に光学的に結合されている光学デ
バイスにおいて、該共振器がチューニングでき、該デバイスがさらに、該共振器に光学的に結合されたイントラキャビティ要素
（50）と、該共振器をチューニングするように構成された制御回路
要素（100）とからなることを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項２】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該制御要素が電子−光学的効果を使用して該共振器の光
学長を変化させることを特徴とする光学デバイス。
【請求項３】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該制御要素が機械的緊張を使用して該共振器の光学長を
変化させることを特徴とする光学デバイス。
【請求項４】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該制御回路要素が該共振器を所定周波数にチューニング
することを特徴とする光学デバイス。
【請求項５】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該制御回路要素が該共振器を所定帯域の周波数にチュー
ニングすることを特徴とする光学デバイス。
【請求項６】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該光学導波路が光ファイバを含むことを特徴とする光学
デバイス。
【請求項７】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該光学導波路が光ファイバであることを特徴とする光学
デバイス。
【請求項８】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該共振器が線形ファブリーペロ空胴から構成されること
を特徴とする光学デバイス。
【請求項９】請求の範囲第１項に記載の光学デバイスに
おいて、該共振器がループ状ファブリーペロ空胴から構成される
ことを特徴とする光学デバイス。
【請求項１０】請求の範囲第８項又は第９項いずれかに
記載の光学デバイスにおいて、該制御要素が該共振器の光学長を変化させることを特徴
とする光学デバイス。
【請求項１１】請求の範囲第１項に記載の光学デバイス
において、該デバイスがさらに受信器（300）を含み、該デバイスが該光学導波路（Ｆ）からの光学信号を受信
するのに使用されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１２】請求の範囲第11項に記載の光学デバイス
において、受信のために構成された該光学デバイスの少なくとも１
つが該光学導波路の第１の位置に置かれ、送信のために
構成された該光学デバイスの少なくとも１つが該光学導
波路の第２の位置に置かれることを特徴とする光学デバ
イス。
【請求項１３】請求の範囲第12項に記載の光学デバイス
において、受信用に構成された複数の光学デバイスが第１の位置に
置かれ、送信用に構成された複数の光学デバイスが第２
の位置に置かれることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１４】請求の範囲第１項に記載の光学デバイス
において、該共振器がさらに光学利得要素（OG）を含み、該デバイスが光学信号を該光学導波路（Ｆ）に伝送する
のに使用されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項１５】請求の範囲第14項に記載の光学デバイス
において、該光学利得要素が光学的にポンプされるレージングドー
パントを含むことを特徴とする光学デバイス。
【請求項１６】請求の範囲第15項に記載の光学デバイス
において、該ドーパントがアネオジムであることを特徴とする光学
デバイス。
【請求項１７】請求の範囲第15項に記載の光学デバイス
において、該ドーパントが有機染料から構成されることを特徴とす
る光学デバイス。
【請求項１８】請求の範囲第15項に記載の光学デバイス
において、該光学利得要素が光学利得媒体を含むことを特徴とする
光学デバイス。
【請求項１９】請求の範囲第18項に記載の光学デバイス
において、該光学利得媒体が半導体から構成されることを特徴とす
る光学デバイス。
【請求項２０】請求の範囲第15項に記載の光学デバイス
において、該光学利得要素が半導体から構成されることを特徴とす
る光学デバイス。
【請求項２１】請求の範囲第１項に記載の光学デバイス
において、該制御回路要素（100）が該イントラキャビティ要素を
該イントラキャビティ要素の光学経路長を変化すること
によってチューニングすることを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項２２】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素がループ状のファブリ−ペロ
共振器から構成されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２３】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素が線形のファブリ−ペロ共振
器から構成されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２４】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素がエバネセント（消散）結合
器から構成されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２５】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素が円筒形空胴共振器から構成
されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２６】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該制御回路要素が該イントラキャビティ要素と該導波路
共振器を共通の周波数にチューニングする手段を含むこ
とを特徴とする光学デバイス。
【請求項２７】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素がチューニングの可能な干渉
計から構成されることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２８】請求の範囲第27項に記載の光学デバイス
において、該干渉計が２個の結合器を含むマッハ−ツエンダ−導波
路干渉計から構成されることを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項２９】請求の範囲第27項に記載の光学デバイス
において、該干渉計が３個の結合器を含むマッハ−ツエンダ−導波
路干渉計から構成されることを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項３０】請求の範囲第21項に記載の光学デバイス
において、該イントラキャビティ要素が格子補助エバネセント（消
散）結合器から構成されることを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項３１】請求の範囲第30項に記載の光学デバイス
において、該制御回路要素が導波路共振器のモード後退を実行する
手段を含むことを特徴とする光学デバイス。
【請求項３２】請求の範囲第30項に記載の光学デバイス
において、該制御回路要素が該イントラキャビティ要素のモード後
退を実行する手段を含むことを特徴とする光学デバイ
ス。
【請求項３３】請求の範囲第32項に記載の光学デバイス
において、該デバイスが制御間隔を生成する手段を含むことを特徴
とする光学デバイス。
【請求項３４】請求の範囲第33項に記載の光学デバイス
において、該制御回路要素が、受信光学信号との光学整合を保持する手段を含むことを
特徴とする光学デバイス。
【請求項３５】光利得要素（OG）と光デバイスからなる
送信装置と、受信器と該光デバイスからなる受信装置からなるトラン
シーバにおいて、該光デバイスは、導波路共振器（10）と、光検知器（500）とからなり、該共振器は光学導波路（Ｆ）にエバネセント的に結合さ
れ該光検出器（500）に光学的に結合されているトラン
シーバにおいて、該共振器がチューニングでき、該デバイスがさらに、該共振器に光学的に結合されたイントラキャビティ要素
（50）と、該共振器をチューニングするように構成された制御回路
要素（100）とからなることを特徴とするトランシー
バ。
【請求項３６】請求の範囲第35項に記載のトランシーバ
において、送信及び受信用のトランシーバの少なくとも１つが該光
学導波路の第１の位置に置かれ、送信及び受信用のトラ
ンシーバの別の少なくとも１つが該光学導波路の第２の
位置に置かれることを特徴とするトランシーバ。
【請求項３７】請求の範囲第35項に記載のトランシーバ
において、少なくとも１つのトランシーバが第１の光学導波路に結
合され、また少なくとも１つのトランシーバが第２の光
学導波路に結合され、信号がこのトランシーバ間で伝送
させることを特徴とするトランシーバ。
【請求項３８】請求の範囲第35項に記載のトランシーバ
において、１つのトランシーバが２個の光学導波路の間に結合さ
れ、第２のトランシーバが該２個の光学導波路の間に結
合され、該２個のトランシーバ内の情報信号の伝送の方
向が互いに反対であることを特徴とするトランシーバ。
【請求項３９】請求の範囲第35項に記載のトランシーバ
において、該トランシーバが該導波路が他の光学導波路と相互接続
する節点で接続され、これによって該トランシーバによ
って選択された２個の導波路の間で信号の伝送が行われ
ることを特徴とするトランシーバ。
【請求項４０】請求の範囲第39項に記載のトランシーバ
において、該トランシーバが光ファイバを含む導波路に結合される
ことを特徴とするトランシーバ。
【請求項４１】請求の範囲第39項に記載のトランシーバ
において、該トランシーバが光ファイバである光学導波路に結合さ
れることを特徴とするトランシーバ。