JPH08234048A - 波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサ装置 - Google Patents

波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサ装置

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JPH08234048A
JPH08234048A JP7339928A JP33992895A JPH08234048A JP H08234048 A JPH08234048 A JP H08234048A JP 7339928 A JP7339928 A JP 7339928A JP 33992895 A JP33992895 A JP 33992895A JP H08234048 A JPH08234048 A JP H08234048A
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JP7339928A
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Donald Bruce Keck
ブル−ス ケック ドナルド
William J Miller
ジェイムズ ミラ− ウイリアム
Daniel A Nolan
アロイシウス ノラン ダニエル
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    • G—PHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡潔でかつ信頼性のあるＭ×Ｏマルチプレク
サ／デマルチプレクサ装置を提供すること。 【解決手段】 Ｍ×Ｎカプラが移相手段によってＮ×Ｏ
カプラに接続される。その移相手段はカプラ間にＮの通
路を与え、各通路は１つおきの光通路長とは異なる光通
路長を有している。Ｍ×Ｎカプラの結合領域は、Ｍが入
射ポ−トである場合に、カプラ・ブランチ間に光パワ−
の実質的に均一な分割を与えなければならない。同様
に、Ｎ×Ｏの結合領域は、Ｏが入射ポ−トである場合
に、カプラ・ブランチ間に光パワ−の実質的に均一な分
割を与えなければならない。好ましい実施例は、移相手
段として用いられる非類似の導波路ファイバを有する２
つの融着導波路ファイバ・カプラを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は波長分割多重化信号を用
いるシングルモ−ド通信システムに適したＭ×Ｎマルチ
プレックス／デマルチプレックス装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】マッハ - ツェンダ−・フィルタの原理
が米国特許出願第08/052,523号に記載されている。その
出願では、複数の波長よりなる光をＮの光通路に結合さ
せることによって波長フィルタリング（wavelength fil
tering）が行なわれている。それらＮの通路間でパワ−
が実質的に等しく分割される。各光通路は異なる長さを
有しているか、あるいは所定の波長の光を異なる速度で
伝播させる。別の言い方をすれば、各通路は所定の光波
長に対して異なる光通路長を有している。光通路長が異
なっているがために、光は各通路に沿って異なる移相を
受ける
【０００３】各通路からの移相光は、強め合う干渉およ
び弱め合う干渉が生ずる単一の通路に結合される。光通
路長は、特定の光波長に対して強め合う干渉（construc
tiveinterference）を与えかつ他の光波長に対しては弱
め合う干渉（destructive interference）を与えるよう
に予め選定される。このようにして、予め選定された光
波長が光波長からフィルタされる。光信号が単一の通路
に結合した時に干渉が生ずることに注意されたい。すな
わち、結合は１つの空間位置において、すなわち単一の
出力通路の位置において生ずる。したがって、フィルタ
リングは光周波数とフィルタ−成分の空間位置の両方に
依存する。
【０００４】特定の光通路長を選択する手段による移相
のこの原理は、波長分割マルチプレックシングおよびデ
マルチプレックシングに適用される。しかし、適切な移
相を与えるために光通路長を予め選定することは一層困
難である。マルチプレックシングまたはデマルチプレッ
クシングでは、情報が複数の波長のそれぞれによって搬
送されているので、複数の波長が強め合う干渉をするよ
うに選択されなければならない。
【０００５】米国特許第５２３４６７２号では、格子と
呼ばれる１つの組の光導波通路によって接続された２つ
のスタ−・カプラを用いてマルチプレックシングまたは
デマルチプレックシングが行なわれている。「２つのス
タ−・カプラの間に配置された格子は本質的に、異なる
長さの湾曲した導波路のアレイよりなる」（Col. 1,II.
42-44）。格子を通る光の光通路長の差が、マルチプレ
ックシングまたはデマルチプレックシングを生じ得る干
渉を生ずる。このような装置を作成する際に遭遇する問
題は、スタ−・カプラの設計製作に関係するあらゆる問
題を含む。さらに、格子通路は、互いに近接して配置さ
れた光通路間の結合によって導入される位相誤差を制限
するようになされなければならない。さらに、スタ−・
カプラの出力または入力のようなプレ−ナ導波路（plan
ar waveguide）と光導波通路ファイバとの間で光を結合
させることは、困難で、苛酷な仕事である。
【０００６】したがって、光通路間の交差結合位相誤差
を制限する結合装置が必要とされる。
【０００７】さらに、効果的なマルチプレックサまたは
デマルチプレックサは、 − 低いエバネセント − 十分な信号間隔、 − 環境的安定性 − 機械的安定性、 − 光導波通路ファイバ・システムに対する適合性 のような多くの基準を満たさなければならない。
【０００８】マルチプレックサ／デマルチプレックサは
少なくとも１つのカプラを含んでいるので、システム適
合性はカプラと導波路ファイバとの結合を含む。したが
って、導波路ファイバで構成されたカプラを有するマル
チプレクサ／デマルチプレクサ装置は導波路ファイバ通
信システムに適合性がより高く、好ましい。
【０００９】マルチプレックシングは設置されたファイ
バオプティック・ネットワ−クの容量を増大させるため
のコスト的に有効な方法である。光ケ−ブル通信システ
ムを妨害したりあるいはそれに付加することなしに、通
信ネットワ−クをアップグレ−ドすることができる。通
信容量の受容が増大するに伴って、多重化システムがよ
り魅力的になってきている。低エバネセントで、信頼性
があり、かつ好ましくは経済的で製作が容易なマルチプ
レクスおよびデマルチプレクス装置の追究が強まってい
る。
【００１０】光通路長という用語は、導波路中で光が進
行した実効距離を表わすために用いられている。実効屈
折率neffで特徴づけられる導波路のセグメントの光通路
長はneff×dで与えられる。ただし、dは従来の手段で測
定された導波路セグメントの長さである。この導波路セ
グメント中を進行する光の位相速度は、導波路セグメン
トを通る光の走行時間で光通路長を割ったものである。
【００１１】導波路の実効屈折率neffは一般に光の波長
と、導波路の伝播定数に依存する。したがって、光通路
長は一般的に、 − 異なる波長の光に対して、 − 導波路中のことなる応力パタ−ンに対して、 − 導波路中の異なるド−パントまたはド−パント量に
対して、 − 異なるコア直径のような導波路幾何学形状寸法に対
して 異なるであろう。
【００１２】％屈折率デルタまたは単に屈折率デルタと
いう用語は光導波通路に関するものであって、本明細書
で使用されているように、 デルタ＝100×{(n1 2 - n2 2)/2n1 2} として定義される。ただし、n1はコア領域のピ−ク屈折
率であり、そしてn2はクラッド層の屈折率である。
【００１３】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、シングル
モ−ド光導波通路ファイバ・システムに容易に挿入され
る簡単でかつ信頼性のあるマルチプレクサおよびデマル
チプレクサ装置の必要性を満たすものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様は、
Ｍ×Ｎエバネセント波カプラと、Ｎ×Ｏエバネセント波
カプラと、１つのカプラのＮの出力ポ−トを他のカプラ
のＮの入力ポ−トに接続する手段を具備した波長分割マ
ルチプレックシングおよびデマルチプレックシングのた
めのシングルモ−ド装置である。各カプラは複数の出力
間に入力光パワ−の実質的に均一なパワ−を与えなけれ
ばならない。すなわち、Ｍ×ＮカプラのＭの入力のそれ
ぞれからの光パワ−はＮの出力に送るために実質的に等
しいＮの部分に分割されなければならない。Ｎ×Ｏが入
力カプラとして用いられた場合には、Ｏの入力のそれぞ
れがＮの実質的に等しい部分に分割されなければならな
い。
【００１５】入力および出力という用語は、マルチプレ
クサとして動作される本発明の装置と、デマルチプレク
サとして動作される本発明の装置とでは区別されなけれ
ばならない。本明細書で用いられているように、少なく
とも２つの信号波長を含んだ光が第１のエバネセント波
カプラの１つのポ−トに入射された場合にデマルチプレ
ックシングが生ずる。マルチプレックシングは、少なく
とも２つの信号波長が第２のカプラの別々の入力ポ−ト
に入射された時に生ずる。さらに、本発明の装置を用い
てマルチプレックスおよびデマルチプレックスするため
には、信号波長は対称的に入射されなければならない。
すなわち、所定のカプラの同じポ−トには特定の波長信
号が常に入射されあるいはそこから出て来る。下記の例
でマルチプレックシングおよびデマルチプレックシング
のこの相互関係が明らかとなされるであろう。
【００１６】接続手段は、１つのおきの光通路内で生ず
る移相とは異なる移相を伝播光中にそれぞれ生じさせる
Ｎの光伝送通路である。すなわち、各伝送通路は、１つ
おきの伝送通路の光通路長とは異なる光通路長を有す
る。
【００１７】これらのカプラはレンズおよびミラ−要素
を含んでいてもよく、あるいは融着ファイバ装置または
エバネセント波結合に基づいたプレ−ナ導波路であって
もよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明のマルチプレクサの好まし
い実施例は、米国特許第４９８３１９５号に記載されて
いるように少なくとも１つの融着光導波通路ファイバ・
カプラを含んでいる。それらのカプラの１つはＭの入力
ファイバと、Ｎの出力ファイバを有している。２つのカ
プラの間の伝送路は、それぞれ伝送路内の１つおきの導
波路ファイバとは異なる光通路長を有する導波路ファイ
バである。
【００１９】本発明のこの実施例では、カプラ間の接続
手段を具備した光導波通路ファイバは各導波路ファイバ
に対して独特の光通路長を与えるために異なる屈折率デ
ルタを有しうる。代替例としては、光通路長は、等しい
長さを有するように選択された導波路ファイバのコア直
径を代えることによっても独特のものとなされうる。屈
折率デルタまたはコア直径のような導波路の幾何学的形
状寸法の差によって光通路長の差が生ずるこれらの場合
においては、その差は接続導波路ファイバ全体に沿って
あるいはそれの任意の１つまたは複数のセグメントに沿
って存在し得る。
【００２０】光通路長は、通常は同一である導波路ファ
イバの長さを変えることによって変化されうる。
【００２１】光通路長を変えるための幾つかの手段が利
用可能である。それらは、 − 接続ファイバ長の全部または一部に沿ったフォトン
で誘起された屈折率変化、 − 接続ファイバ長の全部または一部に沿った熱的に誘
起された屈折率変化、 − 接続ファイバ長の全部または一部に沿った電気・光
相互作用によって誘起された屈折率変化、 − 接続ファイバ長の全部または一部に沿った応力で誘
起された屈折率変化（この応力は熱的、機械的あるいは
同様の手段によって誘起されうる） を含む。
【００２２】移相光通路のうちの１つ以上によって誘起
された移相を動作時に調節するための手段を含むことに
よって、より良好な信号分離または信号対ノイズ比を生
ずるように特定のマルチプレクサ／デマルチプレクサ装
置が同調されうる。このような移相を調節する手段は、
接続導波路の光通路長を変化さえることに関して上述し
た手段のうちの任意のものを含む。
【００２３】デマルチプレクサとして用いられた場合に
は、異なる波長の光信号がＭ×ＮカプラのＭの入力のう
ちの少なくとも１つに送られる。入力光パワ−はＮの出
力の間で実質的に等しく分割される。Ｍ×ＮカプラのＮ
の出力ポ−トをＮ×ＯカプラのＮの入力ポ−トに接続す
るための、それぞれ異なる光通路長を有する接続手段の
機能は、Ｎ×Ｏカプラのの特定の出力ポ−トに結合され
た光の波長の強め合う干渉を与えることである。接続手
段の光通路長は一般に波長依存性のものであるから、波
長多重化信号の各波長は、予め選択された出力ポ−トに
結合された場合には、強め合う干渉をするようになされ
得る。強め合う干渉は波長の周期群に対して生ずること
が理解される。一般に、信号とノイズのレベルの実質的
な分離を有するマルチプレクサ／デマルチプレクサでは
１次の強め合う干渉が最も重要である。
【００２４】この装置は、デマルチプレクッシング動作
の逆が行われる場合には、マルチプレクサとして機能す
る。例えば、Ｎ×ＯカプラのＯのポ−トにはＯの異なる
波長のうちの異なる１つが入射される。デマルチプレク
ッシング動作では、特定のポ−トに入射される波長は、
そのポ−トが出て来る波長に対応していなければならな
い。
【００２５】干渉減少の本質的空間依存性のために、マ
ルチプレクッス機能とデマルチプレクッス機能との間に
は空間的相互関係が存在することが理解されるであろ
う。例えば、Ｎ×Ｏカプラの第１の出力ポ−トから波長
l1が出て来、第２の出力ポ−トからl2が出て来、そして
最後のポ−トからl0が出て来るデマルチプレクッス装置
を考えてみよう。Ｍ×ＮカプラのＭの出力から多重化信
号を得るためには、Ｎ×Ｏカプラの第１のポ−トにl1が
入射され、第２のポ−トにl2が入射され、そして最後の
ポ−トにl0が入射されなければならない。各ポ−トに光
信号が入射される必要はない。Ｍ×ＮおよびＮ×Ｏポ−
トのそれぞれの特定のポ−トと特定の波長信号との間の
対応性が維持される必要がある。
【００２６】
【実施例】図１の概略図は本発明の主要な特徴を示して
いる。カプラ８のＭの入力２に１つ以上の光波長が入射
されうる。カプラ８は各入力から入射されたパワ−を、
出力４から伝送するためにＮの実質的に等しい部分に分
割する。出力４は、カプラ１０のＮの入力に光を供給す
る移相要素６に接合されている。各要素６は、１つおき
の要素６ごとに異なった程度だけ伝送光の位相をシフト
させる。カプラ１０では、各入力光から、特定の波長が
出力１２の１つに位相的に結合する。各要素６に対する
移相の程度は、１つの波長に対してのみ、選択された１
つの出力１２で強め合う干渉が生ずるように選定され
る。他の波長の光は、その選択された１つの出力では弱
め合うように干渉する。このようにして、各出力１２
は、入力２に入射された波長からの単一の波長を伝送
し、それによって入射信号をデマルチプレックス化す
る。
【００２７】この装置は、Ｎの波長のうちの異なる１つ
がカプラ１０のＯのポ−ト１２にそれぞれ入射された場
合にはマルチプレクサとして機能する。この場合には、
ポ−ト１２から多重化信号が出て来る。
【００２８】２×４マルチプレクサ／デマルチプレクサ
が図２に概略的に示されている。波長l1およびl2の信号
がカプラ１６のポ−ト１４のうちの第１のものに入射さ
れる。ポ−ト１４のうちの第２のものには波長l3および
l4が入射される。これらの信号が移相要素１８に沿って
伝播する。要素１８のそれぞれ４つの波長すべてを搬送
する。各波長の入射パワ−が要素１８間で実質的に等し
く分割される。それらの信号がカプラ２０で再結合さ
れ、そしてポ−ト２２に送られる。各波長l1、l2、l3お
よびl4がポ−ト２２のうちの１つだけで強め合うように
干渉する。このようにして、ポ−ト２２のそれぞれが１
つの波長だけを伝送する。
【００２９】図２に示された装置をマルチプレクサとし
て用いるためには、波長l1、l2、l3およびl4を有する信
号のうちの異なる１つがカプラ２０の各ポ−トに入射さ
れる。要素１８で移相されかつカプラ１６を通過した後
で、波長l1およびl2の信号がそのカプラの１つのブラン
チで強め合うように干渉し、そしてポ−ト１４のうちの
１つで伝送されるであろう。同様にして、波長l3および
l4の信号がポ−ト１４のうちの他のものにおいて伝送さ
れるであろう。マルチプレックスおよびデマルチプレッ
クス機能の相互関係に注目されたい。例えば、l1はポ−
ト１４とポ−ト２２の同じ１つから出て来るかあるいは
それに入射されなければならない。この同じ相互関係が
波長l3およびl4にも該当する。
【００３０】マルチプレクサ／デマルチプレクサ装置の
機能は、移相要素、すなわち図１の６および図２の１８
のそれぞれに対して適切な光通路長を選定することにか
かっている。その適切な光通路長を記述する式の組は非
線形であり、典型的には好ましくはコンピュ−タによっ
て反復技法である試行解法を用いて解かれる。
【００３１】２×２マルチプレックス／デマルチプレッ
クス装置に対する式が、Fiber Optic Networks, Paul
E. Green, Prentice Hall, 1993に記載されている。Gre
enの表示およびマトリクス表記法を用いて、１×Ｎマル
チプレックス／デマルチプレックス装置に対する式が書
き表わされうる。この装置は１×Ｎカプラ、Ｎ×Ｎカプ
ラ、およびこれら２つのカプラ間に接続されたＮの移相
要素よりなっている。
【００３２】Ｎの移相要素によって生ずる移相を記述す
るためにはマトリクスを用いることができる。そのマト
リクスはＮ×Ｎのディメンションを有しかつ移相要素間
に光パワ−の結合が存在しないから対角線エントリ−だ
けを有している。移相マトリクス[P]は、 r ＝ sの場合には、[P]rs = exp(iδ(ar)z/l)、 r ≠ sの場合には、[P]rs = 0 という要素を有している。ただし、r ＝ 1, 2,...Nであ
る。δ(ar)という項は波長lの信号に対して第r番目の移
相要素によって導入される移相の増分角度である。zは
導波路に沿った長さである。１×Ｎカプラに入射される
光の各個別の波長に対して[P]マトリクスが存在する。
[P]マトリクスは、Ｎ×Ｎカプラに到達する移相フィ−
ルドを生ずるために、１×Ｎカプラに入射された電磁場
を記述するＮ×１ベクトルに対して動作する。
【００３３】光がＮ×Ｎカプラ中を通る時にＮブランチ
間に結合が存在するので、Ｎ×Ｎカプラ中を伝播される
場の振幅および位相を記述する散乱マトリクス[S]は一
般に対角線状ではない。
【００３４】[S]の要素は、 − 各光波長に対するＮ出力間で光が実質的に等しく分
割される、 − 光の進行方向は重要ではないので、[S]rs＝[S]srで
ある、 − エネルギ−がカプラ中に保存されて、[S]*[S]＝[l]
である、ただし、[l]はユニット・マトリクス、[S]は共
役マトリクス、[S]は１に正規化されている という基準を適用することによって見出される。
【００３５】マトリクス[S]は、Ｎ×Ｎカプラに入射さ
れた電磁場を表わすＮ×１ベクトルに作用する。しか
し、ある場合には、[S]は波長依存性である（下記の例
を参照されたい）。
【００３６】[E]が１×Ｎカプラに入射された場である
とすると、Ｎ×Ｎカプラの出力ポ−トにおける場は[X]
は、 [X]＝[S2][P][S1][E] という式で与えられる。この式で、[S1]はＮの出力ポ−
ト間の[E]の分割を与える。[P]はＮの位相脚における場
の位相を与える。[S2]はＮの最終出力間の場の分割を与
える。
【００３７】この表記はＭ×Ｏマルチプレクサ／デマル
チプレクサを記述するために用いられうる。このような
装置は、Ｍ×Ｎカプラと、Ｎの移相要素と、Ｎ×Ｏカプ
ラよりなるであろう。融着導波路ファイバ結合装置で
は、入力および出力導波路ファイバの相対本数が、結合
領域の何れかの側における特定の導波路ファイバを終端
することによって変更されうる。
【００３８】実施例 − ４×４シングルモ−ド・マル
チクラッド・マルチプレクサ／デマルチプレクサ 図３では、４波長多重化信号が入力ファイバ２４のうち
の１本に入射される。図３は、好ましくはマルチクラッ
ド・カプラである４×４カプラの単一の入力ファイバで
搬送される波長l1、l2、l3およびl4の場を示している。
【００３９】カプラの４つの出力脚間で波長li（i＝1,
2, 3,4）がどのように分割されるかを決定する散乱マト
リクスは、４×４カプラのブランチ間にSrs＝Ssr、[S]*
[S]＝[l]の基準と、光の等分割を適用することによって
見出される。
【００４０】r＝1,2,3,4では、[S]rr＝C exp(ia)、 r≠s、s＝1,2,3,4では[S]rs＝C exp(ib)、 ただし、aおよびbは位相角、Cは実数であるとしよう。
このマトリクスは[S]rs＝[S]srを満足することに注目さ
れたい。また、Eiが波長liを有する場であるとすると、
図３に示されているような入力カプラ・ブランチにおけ
る場を記述する４成分ベクトルは、第１の行における値
Eiを有する列ベクトルと、他の３つの行におけるゼロで
ある。位相角ａは基準位相角として選定されかつゼロに
設定されうる。
【００４１】保存式に示されたマトリクス掛け算を行な
い、そして対応した成分を等しくすると、 4C2＝1、 C2 exp(ib)＋C2 exp(−ib)＝ −2C2 という式が得られる。
【００４２】最初の式はC＝(.25)1/2を与える。２番目
の式は、cos(b)＝ −1、したがって、b＝180oを与え
る。したがって、特定された基準を満足するマトリクス
[S]は、r,s＝1,2,3,4に対してSrr＝(0.25)1/2およびSrs
＝ −(0.25)1/2という成分を有する。[S]は波長依存性
であることに注目されたい。
【００４３】図３における位相ブランチ２６は長さが等
しくなるようにかつ各屈折率デルタΔj、j＝1,2,3,4を
有するように選定される。所定の波長lに対する位相マ
トリクスは、r≠sに対して[P]rr＝exp 2πi/l(Δj −
Δl)z, j＝1,2,3,4、および[P]rs＝0という成分を有す
るであろう。
【００４４】ブランチ２４の１つの脚における入力場
[E]に対する出力２８における場[X]は、 [X]＝[S][P][S][E] である。出力パワ−は[X]2の絶対値に比例する。このマ
トリクス式と、数学の分野で公知の試行解反復技法を用
いて、Δi'を見つけることができる。図４におけるパワ
−曲線を与える屈折率デルタの組は、Δ1＝0.003000、
Δ2＝0.010000、Δ 3＝0.024000、およびΔ4＝0.035025
である。移相要素に対する屈折率デルタのこの選択は、
１つの４×４カプラの単一の導波路ファイバに同時に入
射された４つの信号波長が、第２の４×４カプラの各４
つの出力に現れる４つの波長信号に分離されるであろう
装置を与える。上述した相互関係によれば、この装置は
ポ−ト２８の同じ１つに入射された場合に４つの信号を
掛け算するであろう。
【００４５】出力カプラの各ブランチにおける正規化さ
れた出力パワ−が図４に曲線３０、３２、３３および３
４で示されている。各パワ−・ピ−ク間隔は約5 nmであ
る。ノイズ・フロアに対するピ−ク・パワ−は良好であ
る。
【００４６】４つより多い出力を有するマルチプレクッ
ス／デマルチプレクッス装置について[S]マトリクスを
解くことは、より複雑な試行解反復法を含む。マトリク
ス[S]は一般に波長依存性である。また、異なるカプラ
幾何学形状寸法は異なる[S]マトリクスを生ずる。
【００４７】マルチプレクサ／デマルチプレクサ装置の
好ましい実施例は上述したオ−バ−クラッド・カプラを
含む。本発明で必要とされる光パワ−の等分割は、第１
の組の導波路ファイバを、第２の組の導波路ファイバに
対して、第１の導波路組から第２の導波路組にパワ−が
結合する領域にわたって、対称的に配列することによっ
て容易に実現される。２つの導波路組の対称な幾何学的
形状寸法は本質的にパワ−の対称結合を確保する。
【００４８】１×４オ−バ−クラッド・カプラにおける
単一の導波路ファイバのまわりでの４本の導波路ファイ
バの対称配列が図５Ａに示されている。オ−バ−クラッ
ド体は示されていない。オ−バ−クラッド融着ファイバ
・カプラが好ましいが、オ−バ−クラッドを有しない融
着カプラを用いてもよい。
【００４９】テ−パを付与する前の４×４カプラの結合
領域における４本のファイバの対称配列が図５Ｂに示さ
れている。
【００５０】図５Ｃのダイヤモンド配列は２×４融着フ
ァイバ・カプラに適している。導波路ファイバ３０は、
カプラの結合または融着領域を通過した後で終端され
る。２×４ダイヤモンド構成の側面図が図５Ｄに示され
ている。導波路ファイバ３２は終端ファイバであり、そ
して導波路ファイバ３５はスル−・ファイバと呼ばれ
る。
【００５１】より高いファイバ・カウントのＭ×Ｎ融着
導波路ファイバ・カプラでは、図５Ｅにおけるリング・
アレイのような構成が意図される。例えば、Ｍの入力フ
ァイバのうちのある本数がＮの出力ファイバを与えるよ
うに終端されうる。ただし、Ｍ＞Ｎである。図５Ｅで
は、３４はスル−・ファイバであり、そして３６は終端
ファイバである。
【００５２】対称１×Ｎマルチクラッド・クラッドの例
が米国特許第５０１７２０６号に示されており、かつ詳
細に説明されている。
【００５３】Ｎのブランチ間に信号の等しいエバネセン
ト結合を与える１×Ｎ装置が意図されている。単一のプ
レ−ナ導波路が、その単一の通路に順次沿って配置され
たＮの通路に結合しうる。換言すれば、本発明で意図さ
れた装置は、Ｎの突出したタップを有するプレ−ナ導波
路である。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｍ×Ｎマルチプレクサ／デマルチプレクサの概
略図である。
【図２】２つのカプラ・ブランチで波長が多重化される
４×４マルチプレクサ／デマルチプレクサの概略図であ
る。
【図３】１つのカプラ・ブランチで波長が多重化される
４×４マルチプレクサ／デマルチプレクサの概略図であ
る。
【図４】４×４マルチプレクサ／デマルチプレクサにつ
いて計算されたパワ−対波長のチャ−トである。
【図５Ａ】結合領域における導波路ファイバの対称的な
配列を示す、融着前における１×４融着ファイバ・カプ
ラの端面図である。
【図５Ｂ】結合領域における導波路ファイバの対称的な
配列を示す、融着前における４×４融着ファイバ・カプ
ラの端面図である。
【図５Ｃ】結合領域における導波路ファイバの対称的な
配列を示す、融着前における２×４融着ファイバ・カプ
ラの端面図である。
【図５Ｄ】２本のスル−・ファイバと２本の終端ファイ
バを示す２×４融着ファイバ・カプラの概略側面図であ
る。
【図５Ｅ】融着前における円形の融着ファイバ・アレイ
の端面図である。
【図５Ｆ】何本かのスル−・ファイバと終端ファイバを
示す円形融着ファイバ・アレイの概略側面図である。
【符号の説明】
８ カプラ ６ 移相要素 １０ カプラ １６ カプラ ２４ 入力ファイバ ３０ 導波路ファイバ ３２ 導波路ファイバ ３５ 導波路ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム ジェイムズ ミラ− アメリカ合衆国ニューヨーク州14830、コ −ニング、デイビス ストリ−ト 69 (72)発明者 ダニエル アロイシウス ノラン アメリカ合衆国ニューヨーク州14831、コ −ニング、スカイライン ドライブ 28

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シングルモ−ド光通信信号を波長分割マ
    ルチプレクッスおよびデマルチプレクッスするための装
    置であって、 Ｍの入力ポ−トおよびＮの出力ポ−トを有し、前記Ｍの
    入力ポ−トのそれぞれからのパワ−が前記Ｎの出力ポ−
    ト間に実質的に等しく分配される第１のエバネセント波
    カプラと、 Ｎの入力ポ−トおよびＯの出力ポ−トを有し、前記Ｎの
    入力ポ−トのそれぞれによって搬送される各特定の波長
    のパワ−が前記Ｏの出力ポ−トのうちの予め選択された
    ものにそれぞれ結合される第２のエバネセント波カプラ
    と、 前記第１のカプラの前記Ｎの出力ポ−トのそれぞれを前
    記第２のカプラの前記Ｎの入力ポ−トのうちの対応する
    ものにそれぞれ接続し、前記第１および第２のエバネセ
    ント波カプラの間にＮの光通路長を形成し、前記Ｎの光
    通路長のそれぞれが独特である手段を具備した波長分割
    マルチプレクサおよびデマルチプレクサ装置。
  2. 【請求項２】 前記エバネセント波カプラ装置のうちの
    少なくとも１つが融着導波路ファイバ・カプラである請
    求項１の波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレク
    サ装置。
  3. 【請求項３】 前記Ｎの光通路長がプレ−ナ光導波路を
    含んでいる請求項２の波長分割マルチプレクサおよびデ
    マルチプレクサ装置。
  4. 【請求項４】 前記前記エバネセント波カプラのうちの
    少なくとも１つがプレ−ナ・カプラである請求項１の波
    長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサ装置。
  5. 【請求項５】 前記Ｎの光通路長が、それぞれ屈折率デ
    ルタ、長さ、およびコア直径を有する光導波路ファイバ
    よりなる請求項１の波長分割マルチプレクサおよびデマ
    ルチプレクサ装置。
  6. 【請求項６】 前記導波路ファイバのそれぞれの長さの
    少なくとも一部分に沿って前記光導波路ファイバのそれ
    ぞれの前記屈折率デルタをそれぞれ変えることによっ
    て、または前記導波路ファイバの長さの少なくとも一部
    分に沿って前記光導波路ファイバのコア直径をそれぞれ
    変えることによって、あるいは前記光導波路ファイバの
    長さをそれぞれ変えることによって、前記光通路長が変
    化される請求項５の波長分割マルチプレクサおよびデマ
    ルチプレクサ装置。
  7. 【請求項７】 前記光通路長の予め選択された範囲にわ
    たって前記光通路長の前記少なくとも一部分を調節する
    調節手段をさらに具備している請求項５の波長分割マル
    チプレクサおよびデマルチプレクサ装置。
  8. 【請求項８】 シングルモ−ド波長分割マルチプレクサ
    およびデマルチプレクサ装置であって、 少なくとも１本の入力導波路ファイバ、少なくとも３本
    の出力導波路ファイバ、および前記少なくとも１本の入
    力導波路ファイバおよび前記少なくとも３本の出力導波
    路ファイバが互いに融着されて前記入力導波路ファイバ
    からのパワ−の実質的に等しい量が各前記出力導波路フ
    ァイバに結合されるようになされたテ−パ結合領域を有
    する第１の融着光導波路ファイバ・カプラと、 多数本の入力および出力光導波路ファイバを有し、その
    入力導波路ファイバの本数が前記第１の融着光導波路フ
    ァイバ・カプラの出力導波路ファイバの本数に少なくと
    も等しく、さらに前記多数本の入力および出力導波路フ
    ァイバが互いに融着されて各前記入力導波路ファイバ中
    の特定の波長の信号パワ−が前記出力導波路ファイバの
    うちの予め選択されたものにそれぞれ結合されるように
    なされたテ−パ結合領域を有する第２の融着光導波路フ
    ァイバ・カプラと、 前記第１の融着導波路ファイバ・カプラの前記多数本の
    出力ファイバの本数に等しく、前記融着導波路ファイバ
    ・カプラの前記出力と前記第２の導波路ファイバ・カプ
    ラの前記入力との間に接合された多数本の非類似の接続
    ファイバを具備したシングルモ−ド波長分割マルチプレ
    クサおよびデマルチプレクサ装置。
  9. 【請求項９】 前記非類似の接続ファイバがそれぞれそ
    れの長さの少なくとも一部分に沿った１つおきの前記非
    類似の接続ファイバとは異なる屈折率デルタを有してい
    る請求項８の波長分割マルチプレクサおよびデマルチプ
    レクサ装置。
  10. 【請求項１０】 シングルモ−ド波長分割マルチプレク
    サおよびデマルチプレクサ装置であって、 Ｍの入力ポ−トおよびＮの出力ポ−トを有し、前記Ｍの
    入力のそれぞれからの入力パワ−を前記Ｎの出力間で等
    しく分割するようになされた第１の光カプラと、 Ｎの入力ポ−トおよびＯの出力ポ−トを有し、前記Ｎの
    入力のそれぞれからの特定の波長のパワ−を前記Ｏの出
    力のうちの特定の１つに結合させるようになされた第２
    の光カプラと、 前記第１のカプラの前記Ｎの出力ポ−トのそれぞれを前
    記第２のカプラの前記入力ポ−トのうちの対応する１つ
    に接続する移相手段を具備しており、 前記第２のカプラの各前記出力ポ−トにおいて、予め選
    択された波長に対して強め合う干渉が生じ、かつ前記第
    ２のカプラの各前記出力ポ−トにおける前記予め選択さ
    れた波長が１つおきの前記予め定められた波長とは異な
    り、さらに、前記移相手段のうちの少なくとも１つによ
    って導入された移相を、予め定められた範囲にわたっ
    て、増分的に変化させる手段を任意に具備するシングル
    モ−ド波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサ
    装置。
JP7339928A 1994-12-12 1995-12-05 波長分割マルチプレクサおよびデマルチプレクサ装置 Pending JPH08234048A (ja)

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