JPH10115730A - スペクトル応答が平坦なマルチプレクサ/デマルチプレクサ - Google Patents
スペクトル応答が平坦なマルチプレクサ/デマルチプレクサInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 隣接する焦点を有する複合合焦メカニズムを
含む新規なマルチプレクサ/デマルチプレクサである。 【解決手段】 波長が異なる信号の各々についてひとつ
以上の入力経路の多数のイメージがひとつ以上の出力経
路に投射される。得られたスペクトル応答は波長が異な
る各々の信号の中心波長の付近で平坦化する。焦点の個
数と間隔、および入力と出力経路のモードフィールド半
径はチャンネルバンド幅、挿入損失、クロストークの所
望の組み合せについて最適化することができる。
含む新規なマルチプレクサ/デマルチプレクサである。 【解決手段】 波長が異なる信号の各々についてひとつ
以上の入力経路の多数のイメージがひとつ以上の出力経
路に投射される。得られたスペクトル応答は波長が異な
る各々の信号の中心波長の付近で平坦化する。焦点の個
数と間隔、および入力と出力経路のモードフィールド半
径はチャンネルバンド幅、挿入損失、クロストークの所
望の組み合せについて最適化することができる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は波長によって光信号
を配送するマルチプレクサおよびデマルチプレクサを含
む光コネクタに関する。
を配送するマルチプレクサおよびデマルチプレクサを含
む光コネクタに関する。
【0002】
【従来の技術】光信号は、チャンネルと呼ばれるユニー
クな波長で伝送される。チャンネル間間隔は波長1ナノ
メートル程度と小さいことが多く、波長の異なる信号を
合成または分離する光転送装置はこのような波長のわず
かな差に対して高感度でなければならない。高効率で、
かつ隣接チャンネル間を低クロストークで異なる波長の
信号を伝送するためには精密設計された装置が要求され
る。
クな波長で伝送される。チャンネル間間隔は波長1ナノ
メートル程度と小さいことが多く、波長の異なる信号を
合成または分離する光転送装置はこのような波長のわず
かな差に対して高感度でなければならない。高効率で、
かつ隣接チャンネル間を低クロストークで異なる波長の
信号を伝送するためには精密設計された装置が要求され
る。
【0003】しかし信号が意図した波長から、特に供給
源で、わずかにドリフトすることが多い。多量のクロス
トークが許容されない限り、ドリフト信号の伝送効率は
有意に減少することが多い。更に、転送装置自体の伝送
特性も製造中または使用中に変化することがある。
源で、わずかにドリフトすることが多い。多量のクロス
トークが許容されない限り、ドリフト信号の伝送効率は
有意に減少することが多い。更に、転送装置自体の伝送
特性も製造中または使用中に変化することがある。
【0004】波長の異なる信号を合成または分離する装
置は各々マルチプレクサ、デマルチプレクサと呼ばれ
る。大抵、これらの装置での唯一の違いは通過する光の
方向にすぎない。マルチプレクサは個別の経路で別々に
伝送されている異なる光信号を共通の経路に転送する。
デマルチプレクサは共通の経路で一緒に伝送されている
光信号を個別の経路へ戻す。
置は各々マルチプレクサ、デマルチプレクサと呼ばれ
る。大抵、これらの装置での唯一の違いは通過する光の
方向にすぎない。マルチプレクサは個別の経路で別々に
伝送されている異なる光信号を共通の経路に転送する。
デマルチプレクサは共通の経路で一緒に伝送されている
光信号を個別の経路へ戻す。
【0005】マルチプレクサやデマルチプレクサの内部
では、共通および個別の経路の間で光信号を伝送するた
めに2種類の光学メカニズムを使用する−分散(dis
persion)と合焦(focusing)である。
分散は波長の異なる信号を角度で識別し、合焦は角度的
に識別された信号を空間的に識別された信号に変換す
る。
では、共通および個別の経路の間で光信号を伝送するた
めに2種類の光学メカニズムを使用する−分散(dis
persion)と合焦(focusing)である。
分散は波長の異なる信号を角度で識別し、合焦は角度的
に識別された信号を空間的に識別された信号に変換す
る。
【0006】たとえば、合焦メカニズムは共通経路のデ
ィスクリート・イメージを異なる光信号の各波長で形成
するように構成できる。分散メカニズムは焦点線に沿っ
て異なる信号の波長によって変化する量だけイメージを
相対的に移動する。個別の経路は波長の異なる信号の移
動されたイメージに対応する位置へ焦点線に沿って配列
される。つまり、波長の異なる各々の信号が焦点線に沿
って異なる位置に共通経路のディスクリート・イメージ
を形成し、個別の経路は波長の異なる信号のイメージ位
置と一致する焦点線に沿って配置される。
ィスクリート・イメージを異なる光信号の各波長で形成
するように構成できる。分散メカニズムは焦点線に沿っ
て異なる信号の波長によって変化する量だけイメージを
相対的に移動する。個別の経路は波長の異なる信号の移
動されたイメージに対応する位置へ焦点線に沿って配列
される。つまり、波長の異なる各々の信号が焦点線に沿
って異なる位置に共通経路のディスクリート・イメージ
を形成し、個別の経路は波長の異なる信号のイメージ位
置と一致する焦点線に沿って配置される。
【0007】共通および個別の経路内部の光エネルギー
はモードフィールドで定義されるパターンで進行方向と
直交する平面全体に分布している。一般に、各モードフ
ィールド内部の光振幅の分布はガウス曲線に従う。イメ
ージングした共通経路の中心振幅が正確に各々の個別経
路の中心振幅と整列された時に最大結合効率が発生す
る。波長の異なる信号の波長がドリフトすると、対にな
ったモードフィールドの中心振幅が不正配列になり結合
効率が減少する。
はモードフィールドで定義されるパターンで進行方向と
直交する平面全体に分布している。一般に、各モードフ
ィールド内部の光振幅の分布はガウス曲線に従う。イメ
ージングした共通経路の中心振幅が正確に各々の個別経
路の中心振幅と整列された時に最大結合効率が発生す
る。波長の異なる信号の波長がドリフトすると、対にな
ったモードフィールドの中心振幅が不正配列になり結合
効率が減少する。
【0008】スペクトル応答曲線は波長ドメインでデシ
ベル単位の結合効率の損失を測定する。デシベルにおけ
るある程度小さな変動(たとえば1から3デシベル)が
一般に付随することがあり、これに対応する波長範囲が
チャンネルのバンド幅を決定する。1995年12月2
9日付の「バンド幅調節式波長デマルチプレクサ(Band
width-adjusted Wavelength Demultiplexer )」と題す
る同時出願中の米国特許出願第08/581,186号
では、チャンネルのバンド幅とクロストーク減衰との兼
ね合いについての可能性を示している。モードフィール
ドの半径は中心光強度の1/e2 乗で定義され、増加す
ると少ないクロストーク減衰と引き換えでバンド幅を拡
大することができる。つまり、設計上の何らかの余分な
クロストーク減衰はもっと大きなバンド幅へ変換するこ
とができる。
ベル単位の結合効率の損失を測定する。デシベルにおけ
るある程度小さな変動(たとえば1から3デシベル)が
一般に付随することがあり、これに対応する波長範囲が
チャンネルのバンド幅を決定する。1995年12月2
9日付の「バンド幅調節式波長デマルチプレクサ(Band
width-adjusted Wavelength Demultiplexer )」と題す
る同時出願中の米国特許出願第08/581,186号
では、チャンネルのバンド幅とクロストーク減衰との兼
ね合いについての可能性を示している。モードフィール
ドの半径は中心光強度の1/e2 乗で定義され、増加す
ると少ないクロストーク減衰と引き換えでバンド幅を拡
大することができる。つまり、設計上の何らかの余分な
クロストーク減衰はもっと大きなバンド幅へ変換するこ
とができる。
【0009】スペクトル応答曲線の理想的な形状は逆立
ちさせたシルクハットに似た方形の形状である。応答曲
線の底はバンド幅内部でのデシベル変動を最小限に抑さ
えられるようにできる限り平坦であるのが望ましく、ま
た側面はバンド幅のサイズを最大限に取りつつ隣接チャ
ンネルでの所望のクロストーク減衰を維持するようにで
きるだけ急峻であるのが望ましい。
ちさせたシルクハットに似た方形の形状である。応答曲
線の底はバンド幅内部でのデシベル変動を最小限に抑さ
えられるようにできる限り平坦であるのが望ましく、ま
た側面はバンド幅のサイズを最大限に取りつつ隣接チャ
ンネルでの所望のクロストーク減衰を維持するようにで
きるだけ急峻であるのが望ましい。
【0010】ドラゴン(Dragone )の米国特許第5,4
12,744号では平坦な応答曲線を有するマルチプレ
クサまたはデマルチプレクサとして動作可能な波長転送
装置を開示している。共焦点スター・カプラーで2つの
グループの導波管(経路)を位相アレイの対向する端部
に接続する。合焦機能はスター・カプラーで行われ、分
散機能は位相アレイで行われる。隣接する導波管の離れ
た方の端部を接続するためにY字状のコネクタを使用す
ることで平坦な応答が実現される。2つの隣接するモー
ドフィールドから光が集められ、これらの重複する応答
曲線が合成される。
12,744号では平坦な応答曲線を有するマルチプレ
クサまたはデマルチプレクサとして動作可能な波長転送
装置を開示している。共焦点スター・カプラーで2つの
グループの導波管(経路)を位相アレイの対向する端部
に接続する。合焦機能はスター・カプラーで行われ、分
散機能は位相アレイで行われる。隣接する導波管の離れ
た方の端部を接続するためにY字状のコネクタを使用す
ることで平坦な応答が実現される。2つの隣接するモー
ドフィールドから光が集められ、これらの重複する応答
曲線が合成される。
【0011】しかし所望のクロストーク減衰レベルを維
持するには隣接する導波管の対の間に更に間隔が必要で
ある。Y字状カプラーを用いない同様の装置と比較する
と、過剰なクロストークを避けるためには3つ目ごとの
導波管だけしか使用できない。これでは装置を経由して
転送することのできる波長の異なる信号の数が大幅に減
少してしまう。
持するには隣接する導波管の対の間に更に間隔が必要で
ある。Y字状カプラーを用いない同様の装置と比較する
と、過剰なクロストークを避けるためには3つ目ごとの
導波管だけしか使用できない。これでは装置を経由して
転送することのできる波長の異なる信号の数が大幅に減
少してしまう。
【0012】Electronic Letter 誌1994年2月17
日号、第30巻第4号に発表されたM. R. Amersfoort e
t al.の「波長応答が平坦な位相アレイ波長デマルチプ
レクサ(A phased-array wavelength demultiplexer wi
th flattened wavelengthresponse)」と題する論文で
は、出力アレイでスペクトル応答を平坦にするためシン
グルモード導波管でマルチモード導波管を置き換えてい
る。マルチモード出力導波管に検出器を接続することは
可能だが、シングルモード光ネットワーク内で異なる波
長の信号を転送するために装置を使用することができな
い。
日号、第30巻第4号に発表されたM. R. Amersfoort e
t al.の「波長応答が平坦な位相アレイ波長デマルチプ
レクサ(A phased-array wavelength demultiplexer wi
th flattened wavelengthresponse)」と題する論文で
は、出力アレイでスペクトル応答を平坦にするためシン
グルモード導波管でマルチモード導波管を置き換えてい
る。マルチモード出力導波管に検出器を接続することは
可能だが、シングルモード光ネットワーク内で異なる波
長の信号を転送するために装置を使用することができな
い。
【0013】Optics Letters 誌1995年1月1日
号、 第20巻第1号に発表されたK.Okamoto and H. Y
amadaの「スペクトル応答が平坦なアレイ状導波管回折
格子マルチプレクサ(A arrayed-waveguide grating mu
ltiplexer with flat spectralresponse)」と題する別
の論文ではマルチプレクサでほぼ平坦なスペクトル応答
を発生するために位相アレイへの変更を開示している。
しかし応答の改善を実現するのに必要とされる経路長の
変化は実現が困難である。
号、 第20巻第1号に発表されたK.Okamoto and H. Y
amadaの「スペクトル応答が平坦なアレイ状導波管回折
格子マルチプレクサ(A arrayed-waveguide grating mu
ltiplexer with flat spectralresponse)」と題する別
の論文ではマルチプレクサでほぼ平坦なスペクトル応答
を発生するために位相アレイへの変更を開示している。
しかし応答の改善を実現するのに必要とされる経路長の
変化は実現が困難である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の各種の実施例
の1つまたは2つ以上で、シングルモード光ネットワー
クに実際に実装することのできるような方法でマルチプ
レクサおよびデマルチプレクサのスペクトル応答を平坦
化する。コンパウンド・フォーカシングを従来の波長分
散と組み合せて使用し、伝送効率の過剰な変化またはク
ロストーク減衰の減少なしに光信号の大きな波長変動に
対応する。
の1つまたは2つ以上で、シングルモード光ネットワー
クに実際に実装することのできるような方法でマルチプ
レクサおよびデマルチプレクサのスペクトル応答を平坦
化する。コンパウンド・フォーカシングを従来の波長分
散と組み合せて使用し、伝送効率の過剰な変化またはク
ロストーク減衰の減少なしに光信号の大きな波長変動に
対応する。
【0015】波長マルチプレクサまたはデマルチプレク
サとしての本発明のひとつの表現では、波長が異なる複
数の信号を伝送する共通経路、波長が異なる信号を別々
に伝送する個別の経路、および共通経路と個別経路の間
で波長の異なる信号を結合する中央経路の従来の特徴を
含む。中央経路内部での分散メカニズムは波長の異なる
信号を分散させ、中心経路内部での合焦メカニズムは波
長の異なる信号の角度分散を焦点線に沿った空間分散に
変換する。
サとしての本発明のひとつの表現では、波長が異なる複
数の信号を伝送する共通経路、波長が異なる信号を別々
に伝送する個別の経路、および共通経路と個別経路の間
で波長の異なる信号を結合する中央経路の従来の特徴を
含む。中央経路内部での分散メカニズムは波長の異なる
信号を分散させ、中心経路内部での合焦メカニズムは波
長の異なる信号の角度分散を焦点線に沿った空間分散に
変換する。
【0016】しかし、従来のマルチプレクサやデマルチ
プレクサとは対称的に、本発明の合焦メカニズムは、焦
点線に沿って相対的に分散した位置で各々波長の異なる
信号の多数のイメージ点を発生する2つまたはそれ以上
の隣接する焦点(即ち焦点の隣接する主点)を有するコ
ンパウンド・フォーカシング・メカニズムである。個別
経路は焦点線に沿って配置し、各々の経路が波長の異な
る信号のひとつの多数のイメージ点と一致するようにし
てある。
プレクサとは対称的に、本発明の合焦メカニズムは、焦
点線に沿って相対的に分散した位置で各々波長の異なる
信号の多数のイメージ点を発生する2つまたはそれ以上
の隣接する焦点(即ち焦点の隣接する主点)を有するコ
ンパウンド・フォーカシング・メカニズムである。個別
経路は焦点線に沿って配置し、各々の経路が波長の異な
る信号のひとつの多数のイメージ点と一致するようにし
てある。
【0017】分散メカニズムと合焦メカニズムは両方と
も異なる形状を取ることができる。たとえば、本発明の
ひとつの実施例では、分散メカニズムは回折格子であり
合焦メカニズムは回折格子の反射表面である。隣接した
焦点を発生するために曲率中心に配置した異なる円環と
回折格子の別の表面を整列させる。2つの円の交わる点
から、無限遠にある隣接焦点が各々の半径に沿って配置
された中心までの中ほどに位置する。
も異なる形状を取ることができる。たとえば、本発明の
ひとつの実施例では、分散メカニズムは回折格子であり
合焦メカニズムは回折格子の反射表面である。隣接した
焦点を発生するために曲率中心に配置した異なる円環と
回折格子の別の表面を整列させる。2つの円の交わる点
から、無限遠にある隣接焦点が各々の半径に沿って配置
された中心までの中ほどに位置する。
【0018】別の実施例は分散を実現するため導波管の
位相アレイを含み隣接する焦点を作る各々のカプリング
内部でアレイの一方または両方の端部を変更する。従来
は、位相アレイの対向する端部にある中間導波管が共通
および個別経路と別々に対面する関係で単一の焦点に向
って収束する。しかし、本発明はカプラーの少なくとも
ひとつでひとつ以上の焦点に向って中間導波管を交互に
収束することを提供する。先行の実施例の面と同様に、
別の導波管の端部は、隣接する焦点を発生するように配
置した曲率中心を有する異なる円環と整列することがで
きる。しかし先行の実施例とは対称的に、異なる円環の
中心は隣接する焦点と一致するのが望ましい。
位相アレイを含み隣接する焦点を作る各々のカプリング
内部でアレイの一方または両方の端部を変更する。従来
は、位相アレイの対向する端部にある中間導波管が共通
および個別経路と別々に対面する関係で単一の焦点に向
って収束する。しかし、本発明はカプラーの少なくとも
ひとつでひとつ以上の焦点に向って中間導波管を交互に
収束することを提供する。先行の実施例の面と同様に、
別の導波管の端部は、隣接する焦点を発生するように配
置した曲率中心を有する異なる円環と整列することがで
きる。しかし先行の実施例とは対称的に、異なる円環の
中心は隣接する焦点と一致するのが望ましい。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、言い換えれ
ば、波長にしたがって光信号を転送するための光コネク
タとして表現できる。また、共通経路は異なる波長バン
ド内でこのような複数の光信号を伝送し、アレイに構成
された個別の経路は異なるバンド内で光信号を伝送す
る。合焦装置は光信号の各々の波長で共通経路を別々に
イメージングする。波長分散装置は波長にしたがってア
レイの内側端部に沿って共通経路のイメージを移動す
る。
ば、波長にしたがって光信号を転送するための光コネク
タとして表現できる。また、共通経路は異なる波長バン
ド内でこのような複数の光信号を伝送し、アレイに構成
された個別の経路は異なるバンド内で光信号を伝送す
る。合焦装置は光信号の各々の波長で共通経路を別々に
イメージングする。波長分散装置は波長にしたがってア
レイの内側端部に沿って共通経路のイメージを移動す
る。
【0020】更に、合焦装置はアレイの端部に沿って各
々の波長で少なくとも2つの相対的に移動したイメージ
を形成するように変更される。したがって、ひとつ以上
の波長で対応するイメージがアレイの端部に沿って別個
の位置に形成できる。アレイの個別経路は、異なる波長
で対応する画像が形成される個別の位置を各々中心と
し、各バンド内で広い範囲の波長が効率になんらの付加
的変化なしに共通および個別経路の間で結合できるよう
になる。
々の波長で少なくとも2つの相対的に移動したイメージ
を形成するように変更される。したがって、ひとつ以上
の波長で対応するイメージがアレイの端部に沿って別個
の位置に形成できる。アレイの個別経路は、異なる波長
で対応する画像が形成される個別の位置を各々中心と
し、各バンド内で広い範囲の波長が効率になんらの付加
的変化なしに共通および個別経路の間で結合できるよう
になる。
【0021】合焦装置は、波長分散装置と組み合せて、
共通および個別経路の間で、各々が波長ドメインにわた
るデシベル損失で定義されるスペクトル応答曲線を示す
複数の光学カップリングを形成する。波長域はデシベル
変動が所定量以下となるような波長の連続したグループ
として定義することができる。望ましくは、各々の波長
の多数のイメージ点が、各々のバンド内で、単一イメー
ジ点で可能である範囲を越えて波長域を拡張する量だけ
オフセットするのが良い。2つ以上の隣接焦点を用いる
ことで更にスペクトル応答曲線を平坦化することが可能
である。たとえば、3つの均等間隔のイメージ点を各々
の波長で有する合焦メカニズムがこの実施例では好適で
ある。
共通および個別経路の間で、各々が波長ドメインにわた
るデシベル損失で定義されるスペクトル応答曲線を示す
複数の光学カップリングを形成する。波長域はデシベル
変動が所定量以下となるような波長の連続したグループ
として定義することができる。望ましくは、各々の波長
の多数のイメージ点が、各々のバンド内で、単一イメー
ジ点で可能である範囲を越えて波長域を拡張する量だけ
オフセットするのが良い。2つ以上の隣接焦点を用いる
ことで更にスペクトル応答曲線を平坦化することが可能
である。たとえば、3つの均等間隔のイメージ点を各々
の波長で有する合焦メカニズムがこの実施例では好適で
ある。
【0022】多数の隣接焦点の形成(即ち各々の波長に
ついて多数の移動したイメージ点)が波長転送装置のス
ペクトル応答を平坦化する確実、簡単、かつ分かり易い
方法である。したがって、本発明は従来の合焦メカニズ
ムを備えた同様の装置を製造するのに使用されるのと同
じ製造技術を用いて、付加的な問題またはコストが最小
限で実際に実現できる。
ついて多数の移動したイメージ点)が波長転送装置のス
ペクトル応答を平坦化する確実、簡単、かつ分かり易い
方法である。したがって、本発明は従来の合焦メカニズ
ムを備えた同様の装置を製造するのに使用されるのと同
じ製造技術を用いて、付加的な問題またはコストが最小
限で実際に実現できる。
【0023】装置としての本発明の各種の表現に加え
て、本発明は共通経路と複数の個別経路の間で波長の異
なる信号を転送することに関係する方法として独立して
表現することもできる。重要なステップとしては、
(a)個別経路の内端で共通経路によって伝送される波
長の異なる信号の各々におけるイメージの第1と第2の
セットを形成するステップと、(b)イメージの第1と
第2のセットを相対的に移動して、異なる波長の信号の
各々の2つのイメージが個別経路の内端に移動されるよ
うにするステップとを含む。各々の波長が異なる信号の
2つのイメージは個別経路の内端の中心を隔てる距離よ
り小さい距離だけ移動するのが望ましい。
て、本発明は共通経路と複数の個別経路の間で波長の異
なる信号を転送することに関係する方法として独立して
表現することもできる。重要なステップとしては、
(a)個別経路の内端で共通経路によって伝送される波
長の異なる信号の各々におけるイメージの第1と第2の
セットを形成するステップと、(b)イメージの第1と
第2のセットを相対的に移動して、異なる波長の信号の
各々の2つのイメージが個別経路の内端に移動されるよ
うにするステップとを含む。各々の波長が異なる信号の
2つのイメージは個別経路の内端の中心を隔てる距離よ
り小さい距離だけ移動するのが望ましい。
【0024】イメージを移動するステップは隣接する個
別経路の間のクロストークを幾らか増加することがある
が、本発明は経路の内端のサイズ(即ちモードフィール
ド半径)を調節してクロストーク減衰を最小限受け入れ
可能なレベルに維持することも提供する。隣接する焦点
の個数、焦点同士の間隔、および経路の内端のサイズ
は、チャンネルバンド幅、クロストーク減衰、伝送効率
(たとえば挿入損失)の所望の組み合せを提供するよう
に最適化できる。
別経路の間のクロストークを幾らか増加することがある
が、本発明は経路の内端のサイズ(即ちモードフィール
ド半径)を調節してクロストーク減衰を最小限受け入れ
可能なレベルに維持することも提供する。隣接する焦点
の個数、焦点同士の間隔、および経路の内端のサイズ
は、チャンネルバンド幅、クロストーク減衰、伝送効率
(たとえば挿入損失)の所望の組み合せを提供するよう
に最適化できる。
【0025】
【実施例】波長マルチプレクサとデマルチプレクサは広
範な合焦および分散メカニズムで構成することができ
る。合焦および分散機能は同じ光学素子で行うことがで
き、または別々の光学素子を用いて各々の機能を行わせ
ることができる。本発明の図示のため、図1Aから図4
Bは合焦および分散機能が反射拡散光学系で行われる実
施例を示し、また残りの図5Aから図9Bは分散機能が
位相アレイで行われ合焦機能が一対の光カプラーで行わ
れる実施例を示している。
範な合焦および分散メカニズムで構成することができ
る。合焦および分散機能は同じ光学素子で行うことがで
き、または別々の光学素子を用いて各々の機能を行わせ
ることができる。本発明の図示のため、図1Aから図4
Bは合焦および分散機能が反射拡散光学系で行われる実
施例を示し、また残りの図5Aから図9Bは分散機能が
位相アレイで行われ合焦機能が一対の光カプラーで行わ
れる実施例を示している。
【0026】図1Aと図1Bは従来のマルチプレクサ/
デマルチプレクサ10と本発明によるマルチプレクサ/
デマルチプレクサ50の改良を対照している。両方と
も、本発明の好適な態様である統合プレーナ光学系とし
て実現されることは理解できよう。マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ10は複数の波長が異なる信号“λ1 〜
λn ”を伝送するための共通導波管(経路)12と、波
長の異なる信号“λ1 ”と“λn ”を別々に伝送するた
めの複数の個別導波管(経路)14a、14bを含む。
図示を簡略化するため、個別導波管14a、14bの2
つだけが図示してあるが、もっと多くの導波管が通常は
使用される。反射拡散回折格子16は中央スラブ導波管
(中央経路)18を介して共通および個別導波管12と
14a、14bを結合する。
デマルチプレクサ10と本発明によるマルチプレクサ/
デマルチプレクサ50の改良を対照している。両方と
も、本発明の好適な態様である統合プレーナ光学系とし
て実現されることは理解できよう。マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ10は複数の波長が異なる信号“λ1 〜
λn ”を伝送するための共通導波管(経路)12と、波
長の異なる信号“λ1 ”と“λn ”を別々に伝送するた
めの複数の個別導波管(経路)14a、14bを含む。
図示を簡略化するため、個別導波管14a、14bの2
つだけが図示してあるが、もっと多くの導波管が通常は
使用される。反射拡散回折格子16は中央スラブ導波管
(中央経路)18を介して共通および個別導波管12と
14a、14bを結合する。
【0027】反射拡散光学系によるその他の合焦方式を
用いることもできるが、反射拡散回折格子16は半径
“R”と曲率中心“C”で定義される円弧24に沿って
配置された中心22を有する面20の段階的な連続を含
む。面20はブレーズ角に向けてあり各々の中心22か
ら面20に直角に延在する線26が単一のブレーズ点
“B”に向って収束する。ブレーズ点“B”と曲率中心
“C”は、回折格子の曲率半径“R”に等しい直径で反
射拡散回折格子16に接線方向に接するのが代表的ない
わゆるローランド円28に沿って配置される。焦点
“F”は共役として無限遠を有し、ローランド円28の
中心と一致する。
用いることもできるが、反射拡散回折格子16は半径
“R”と曲率中心“C”で定義される円弧24に沿って
配置された中心22を有する面20の段階的な連続を含
む。面20はブレーズ角に向けてあり各々の中心22か
ら面20に直角に延在する線26が単一のブレーズ点
“B”に向って収束する。ブレーズ点“B”と曲率中心
“C”は、回折格子の曲率半径“R”に等しい直径で反
射拡散回折格子16に接線方向に接するのが代表的ない
わゆるローランド円28に沿って配置される。焦点
“F”は共役として無限遠を有し、ローランド円28の
中心と一致する。
【0028】またローランド円28に沿って共通導波管
12の内端32と個別導波管14aおよび14bの内端
34a、34bも配置される。ローランド円28は内端
32、34a、34bの虚像および実像共役光学系が配
置される焦点線を定義する。デマルチプレクシング・モ
ードでは、共通導波管12から投射された波長が異なる
信号“λ1 〜λn ”の各々が内端32のイメージとして
個別導波管の内端34a、34bの異なるひとつへ投射
される。マルチプレクシング・モードでは、個別導波管
14aおよび14bの内端34a、34bのイメージが
共通導波管12の内端32へ集合的に投影される。
12の内端32と個別導波管14aおよび14bの内端
34a、34bも配置される。ローランド円28は内端
32、34a、34bの虚像および実像共役光学系が配
置される焦点線を定義する。デマルチプレクシング・モ
ードでは、共通導波管12から投射された波長が異なる
信号“λ1 〜λn ”の各々が内端32のイメージとして
個別導波管の内端34a、34bの異なるひとつへ投射
される。マルチプレクシング・モードでは、個別導波管
14aおよび14bの内端34a、34bのイメージが
共通導波管12の内端32へ集合的に投影される。
【0029】内端32と内端34a〜bで伝送される光
エネルギーは伝播方向に直交して延在するモードフィー
ルド全体に分布する。代表的には、光強度はモードフィ
ールド内でガウス分布する。モードフィールドのピーク
強度の所在はローランド円28上の真の所在の実像点と
して、またローランド円28の投影位置での虚像点とし
てみなすことができる。たとえば、特定の波長(即ちλ
1 とλn )で、共通導波管12の内端32での実像点4
2は個別導波管の内端34a、34bで実像点44a、
44bと一致した2つの異なる虚像点として投影され、
また同じ波長で、内端34a、34bの実像点44a、
44bは内端32で実像点42と一致する共通の虚像点
として投影される。
エネルギーは伝播方向に直交して延在するモードフィー
ルド全体に分布する。代表的には、光強度はモードフィ
ールド内でガウス分布する。モードフィールドのピーク
強度の所在はローランド円28上の真の所在の実像点と
して、またローランド円28の投影位置での虚像点とし
てみなすことができる。たとえば、特定の波長(即ちλ
1 とλn )で、共通導波管12の内端32での実像点4
2は個別導波管の内端34a、34bで実像点44a、
44bと一致した2つの異なる虚像点として投影され、
また同じ波長で、内端34a、34bの実像点44a、
44bは内端32で実像点42と一致する共通の虚像点
として投影される。
【0030】共通導波管12または個別導波管14a〜
bのどちらかの実像点42と実像点44a〜bで投射さ
れた各々の異なる波長はローランド円28に沿って特定
の位置に結像する。しかし、実像点42と実像点44
a、44bは波長“λ1 ”と“λn ”で互いの虚像点に
対応する。その他の波長では、虚像点はローランド円2
8に沿って互いの実像点42および実像点44a、44
bからオフセットする。
bのどちらかの実像点42と実像点44a〜bで投射さ
れた各々の異なる波長はローランド円28に沿って特定
の位置に結像する。しかし、実像点42と実像点44
a、44bは波長“λ1 ”と“λn ”で互いの虚像点に
対応する。その他の波長では、虚像点はローランド円2
8に沿って互いの実像点42および実像点44a、44
bからオフセットする。
【0031】共通導波管12と個別導波管14aおよび
14bの間の結合効率は対応する対物および結像モード
フィールドの間の重なり積分に関係する。対物および結
像フィールドの両方で光強度分布は幾らかガウス分布に
類似しており、一致からの逸脱で結合効率が減少する。
したがって、波長の異なる信号の波長“λ1 〜λn ”の
なんらかの変動はマルチプレクサ/デマルチプレクサ1
0を通過する伝送の効率を有意に変化させ得る。
14bの間の結合効率は対応する対物および結像モード
フィールドの間の重なり積分に関係する。対物および結
像フィールドの両方で光強度分布は幾らかガウス分布に
類似しており、一致からの逸脱で結合効率が減少する。
したがって、波長の異なる信号の波長“λ1 〜λn ”の
なんらかの変動はマルチプレクサ/デマルチプレクサ1
0を通過する伝送の効率を有意に変化させ得る。
【0032】本発明の新規なマルチプレクサ/デマルチ
プレクサ50は、モードフィールドのサイズと、拡散フ
ィールドとも呼ばれる投影されたイメージフィールドの
形状の両方を調節することにより、伝送効率に何ら付加
的変化なしで波長の異なる信号の波長“λ1 〜λn ”に
おける更に大きな変動に対応する。マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ10と同様に、本発明の新規なマルチプ
レクサ/デマルチプレクサ50はスラブ導波管58経由
で反射拡散回折格子56により結合された共通導波管5
2と複数の個別導波管54a、54bを含む。
プレクサ50は、モードフィールドのサイズと、拡散フ
ィールドとも呼ばれる投影されたイメージフィールドの
形状の両方を調節することにより、伝送効率に何ら付加
的変化なしで波長の異なる信号の波長“λ1 〜λn ”に
おける更に大きな変動に対応する。マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ10と同様に、本発明の新規なマルチプ
レクサ/デマルチプレクサ50はスラブ導波管58経由
で反射拡散回折格子56により結合された共通導波管5
2と複数の個別導波管54a、54bを含む。
【0033】しかし、先行の実施例とは対照的に、反射
拡散回折格子56は2つの相対的に傾斜した円弧64、
65に沿って配置された各々の中心62、63を有する
2組の交互の面60,61を含む。面60と61の各々
の中心62、63から直角に延びる線66は単一のブレ
ーズ点“B”へ収束するが、円弧64と65は2つの異
なった曲率中心“C1 ”と“C2 ”を有している。望ま
しくは、円弧64と65の両方が同じ曲率半径“R”を
有するが、各々の曲率中心で隣接した焦点“F1 ”と
“F2 ”を定義する角度的に移動した2つのローランド
円68と69に接線方向に接するようにする。
拡散回折格子56は2つの相対的に傾斜した円弧64、
65に沿って配置された各々の中心62、63を有する
2組の交互の面60,61を含む。面60と61の各々
の中心62、63から直角に延びる線66は単一のブレ
ーズ点“B”へ収束するが、円弧64と65は2つの異
なった曲率中心“C1 ”と“C2 ”を有している。望ま
しくは、円弧64と65の両方が同じ曲率半径“R”を
有するが、各々の曲率中心で隣接した焦点“F1 ”と
“F2 ”を定義する角度的に移動した2つのローランド
円68と69に接線方向に接するようにする。
【0034】また先行の実施例とは対照的に、共通導波
管52と個別導波管54a、54bは幅をテーパー状に
して各々の内端72、74a〜bで各々のモードフィー
ルド半径を調節する。モードフィールド半径は最大強度
の1/e2 乗で定義される(即ち、光強度が実像点での
光強度の1/e2 乗となるモードフィールドの実像点か
らの距離)。導波管のテーパーは、マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ50を光ネットワーク(図示していな
い)に接続する内端72および74a〜bと各々の外端
76および78a〜bの間で段階的な断熱遷移を提供す
る。
管52と個別導波管54a、54bは幅をテーパー状に
して各々の内端72、74a〜bで各々のモードフィー
ルド半径を調節する。モードフィールド半径は最大強度
の1/e2 乗で定義される(即ち、光強度が実像点での
光強度の1/e2 乗となるモードフィールドの実像点か
らの距離)。導波管のテーパーは、マルチプレクサ/デ
マルチプレクサ50を光ネットワーク(図示していな
い)に接続する内端72および74a〜bと各々の外端
76および78a〜bの間で段階的な断熱遷移を提供す
る。
【0035】共通導波管の内端72での実像点82と個
別導波管の内端74a〜bでの実像点84a〜bは、図
2の拡大切取図で分かるように、隣接した虚像点の対と
して反射拡散回折格子56により投影される。簡略化す
るため、2つのローランド円68と69はこれらに対応
する焦点線とともに一致するように図示してある。デマ
ルチプレクシング・モードでは、実像点82は虚像点8
6a〜87aと86b〜87bの対として投影される。
虚像点86aと87aは個別導波管54aの内端74a
で実像点84aを跨ぎ、虚像点86bと87bは個別導
波管54bの内端74bで実像点84bを跨ぐ。マルチ
プレクシング・モードでは、実像点84aと84bは実
像点82を跨ぐ虚像点90a〜90bと90b〜91b
の一致した対として投影される。
別導波管の内端74a〜bでの実像点84a〜bは、図
2の拡大切取図で分かるように、隣接した虚像点の対と
して反射拡散回折格子56により投影される。簡略化す
るため、2つのローランド円68と69はこれらに対応
する焦点線とともに一致するように図示してある。デマ
ルチプレクシング・モードでは、実像点82は虚像点8
6a〜87aと86b〜87bの対として投影される。
虚像点86aと87aは個別導波管54aの内端74a
で実像点84aを跨ぎ、虚像点86bと87bは個別導
波管54bの内端74bで実像点84bを跨ぐ。マルチ
プレクシング・モードでは、実像点84aと84bは実
像点82を跨ぐ虚像点90a〜90bと90b〜91b
の一致した対として投影される。
【0036】ローランド円68に沿った虚像点対86a
〜87a、86b〜87b、90a〜91a、90b〜
91bの間の距離は曲率中心“C1 ”と“C2 ”の間の
距離の2倍に相当するが、波長が異なる信号“λ1 〜λ
n ”の間のローランド円に沿った波長分散より小さい。
虚像点対86a〜87a、86b〜87b、90a〜9
1a、90b〜91bはこれらが跨ぐ実像点82,84
a、または84bと正確には一致しないので、ある程度
小さな結合効率の減少が想定できる。しかし、波長の異
なる信号“λ1 〜λn ”の波長がわずかにシフトする
と、跨いだ実像点(たとえば84a)に近い虚像点(た
とえば86a、87a)の対のひとつの構成要素(たと
えば86a)を移動し、同時に同じ距離だけ遠くに他の
構成要素(たとえば87a)を移動するので、波長のこ
のようなわずかなシフトで結合効率の変化が少ないもの
と想定できる。
〜87a、86b〜87b、90a〜91a、90b〜
91bの間の距離は曲率中心“C1 ”と“C2 ”の間の
距離の2倍に相当するが、波長が異なる信号“λ1 〜λ
n ”の間のローランド円に沿った波長分散より小さい。
虚像点対86a〜87a、86b〜87b、90a〜9
1a、90b〜91bはこれらが跨ぐ実像点82,84
a、または84bと正確には一致しないので、ある程度
小さな結合効率の減少が想定できる。しかし、波長の異
なる信号“λ1 〜λn ”の波長がわずかにシフトする
と、跨いだ実像点(たとえば84a)に近い虚像点(た
とえば86a、87a)の対のひとつの構成要素(たと
えば86a)を移動し、同時に同じ距離だけ遠くに他の
構成要素(たとえば87a)を移動するので、波長のこ
のようなわずかなシフトで結合効率の変化が少ないもの
と想定できる。
【0037】対になって対応するイメージフィールドは
拡散フィールドを形成し、内端72または74a〜bか
らのモードフィールドのひとつの単一の投影イメージよ
り広い。これはチャンネルのバンド幅ならびにクロスト
ークを増加する傾向にある。しかし、クロストーク減衰
は内端72および74a〜bでモードフィールドの半径
を減少することにより所望の最低レベルまで復元でき
る。共通導波管52と個別導波管54a、54bの内端
72、74a〜bと外端76、78a〜bの間のすでに
説明したようなテーパーによって、ネットワークに接続
された外端76と78a〜bで導波管の幅とは独立し
て、内端72と74a〜bでモードフィールド半径を寸
法調節できる。
拡散フィールドを形成し、内端72または74a〜bか
らのモードフィールドのひとつの単一の投影イメージよ
り広い。これはチャンネルのバンド幅ならびにクロスト
ークを増加する傾向にある。しかし、クロストーク減衰
は内端72および74a〜bでモードフィールドの半径
を減少することにより所望の最低レベルまで復元でき
る。共通導波管52と個別導波管54a、54bの内端
72、74a〜bと外端76、78a〜bの間のすでに
説明したようなテーパーによって、ネットワークに接続
された外端76と78a〜bで導波管の幅とは独立し
て、内端72と74a〜bでモードフィールド半径を寸
法調節できる。
【0038】チャンネルバンド幅とクロストーク減衰の
間で所望の妥協を実現するためのモードフィールド半径
の調節に関するさらに詳しい情報は、1995年12月
29日付の同時出願中の米国特許出願第08/581,
186号に開示されている。この出願は本明細書におい
て参照に含まれる。
間で所望の妥協を実現するためのモードフィールド半径
の調節に関するさらに詳しい情報は、1995年12月
29日付の同時出願中の米国特許出願第08/581,
186号に開示されている。この出願は本明細書におい
て参照に含まれる。
【0039】交互の面60と61は波長がユニークに分
散する本発明の反射拡散回折格子16の自由スペクトル
範囲を減少する第2の周期性も導入する。均等間隔の波
長が共通の方向に拡散する別の回折ピークはほぼ平均波
長と拡散次数の商だけ離れている。追加の回折ピークは
分散焦点“F1 ”と“F2 ”の個数に対応する指数だけ
自由スペクトル範囲を減少する。たとえば、2つの焦点
が自由スペクトル範囲を2倍減少させ、3つの焦点では
自由スペクトル範囲を3倍減少させる。
散する本発明の反射拡散回折格子16の自由スペクトル
範囲を減少する第2の周期性も導入する。均等間隔の波
長が共通の方向に拡散する別の回折ピークはほぼ平均波
長と拡散次数の商だけ離れている。追加の回折ピークは
分散焦点“F1 ”と“F2 ”の個数に対応する指数だけ
自由スペクトル範囲を減少する。たとえば、2つの焦点
が自由スペクトル範囲を2倍減少させ、3つの焦点では
自由スペクトル範囲を3倍減少させる。
【0040】この減少があっても、本発明の新規なマル
チプレクサ/デマルチプレクサによって伝送されるチャ
ンネルの範囲(即ち動作バンド幅)は自由スペクトル範
囲内に収まる必要がある。必要とされれば、回折次数を
減少させて必要とされる自由スペクトル範囲を復元する
ことができる。しかし、回折次数を減少させると焦点線
に沿って必要な波長の線形分散も減少する。後者の問題
は回折曲率半径“R”を増加することで、または回折ピ
ッチを減少することで解決できる。
チプレクサ/デマルチプレクサによって伝送されるチャ
ンネルの範囲(即ち動作バンド幅)は自由スペクトル範
囲内に収まる必要がある。必要とされれば、回折次数を
減少させて必要とされる自由スペクトル範囲を復元する
ことができる。しかし、回折次数を減少させると焦点線
に沿って必要な波長の線形分散も減少する。後者の問題
は回折曲率半径“R”を増加することで、または回折ピ
ッチを減少することで解決できる。
【0041】これ以外に、同様の曲率半径を有する面6
0と61を一緒にグループ化することで付加回折ピーク
を抑圧できる。たとえば、回折格子16の半分は
“C1 ”を中心とする連続面60を有することができ、
回折格子16の残り半分は“C2 ”を中心とする連続面
61を有することができる。更なる回折ピークは抑圧さ
れるが、この解決方法ではチャンネルのバンド幅が狭く
なることがあり隣接チャンネル間でのクロストーク減衰
が低くなることがある。
0と61を一緒にグループ化することで付加回折ピーク
を抑圧できる。たとえば、回折格子16の半分は
“C1 ”を中心とする連続面60を有することができ、
回折格子16の残り半分は“C2 ”を中心とする連続面
61を有することができる。更なる回折ピークは抑圧さ
れるが、この解決方法ではチャンネルのバンド幅が狭く
なることがあり隣接チャンネル間でのクロストーク減衰
が低くなることがある。
【0042】本実施例による本発明の2つの数値例を以
下に提供する。全体の設計パラメータは以下の通りであ
る: −− チャンネル中心波長: 1550nm 隣接チャンネル間の波長間隔 1.0nm 焦点線での波長分散 20.0μ/nm −− 最適化すべき変数は以下の通りである: −− 例A 例B 中心(C1 ,C2 )間の間隔 7.0:m 8.5:μm モードフィールド半径(w) 6.0:m 5.1:μm 挿入損失“IL ”(各バンドの最低損失として定義され
る)、損失リップル“ΔIL ”(各バンドの最小損失に
対するチャンネル中心での損失増加として定義され
る)、チャンネルバンド幅“ΔλF ”(各バンドの最小
損失の3デシベル以内の波長範囲として定義される)、
クロストーク減衰“Xtalk”(各バンドの最小損失
に対する隣接チャンネル中心の減衰として定義される)
の間で得られる妥協は次のようになる: −− 例A 例B 挿入損失(IL ) 1.9dB 3.0dB 損失リップル(ΔIL ) 0.0dB 2.0dB チャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.0nm 1.21nm クロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 22.0dB 隣接チャンネル中心で22.0デシベルのクロストーク
減衰“Xtalk”が与えられると、例Aと例Bのどち
らもモードフィールド半径“w”を単独で最適化するこ
とにより可能な0.75nmのバンド幅より広いチャン
ネルバンド幅“ΔλF ”が得られる。しかし、2つの回
折中心“C1 ”と“C2 ”の間の間隔の増加によっても
挿入損失“IL ”と損失リップル“ΔIL ”が高くな
り、大きなバンド幅“ΔλF ”の必要性に対してバラン
スさせることができる。
下に提供する。全体の設計パラメータは以下の通りであ
る: −− チャンネル中心波長: 1550nm 隣接チャンネル間の波長間隔 1.0nm 焦点線での波長分散 20.0μ/nm −− 最適化すべき変数は以下の通りである: −− 例A 例B 中心(C1 ,C2 )間の間隔 7.0:m 8.5:μm モードフィールド半径(w) 6.0:m 5.1:μm 挿入損失“IL ”(各バンドの最低損失として定義され
る)、損失リップル“ΔIL ”(各バンドの最小損失に
対するチャンネル中心での損失増加として定義され
る)、チャンネルバンド幅“ΔλF ”(各バンドの最小
損失の3デシベル以内の波長範囲として定義される)、
クロストーク減衰“Xtalk”(各バンドの最小損失
に対する隣接チャンネル中心の減衰として定義される)
の間で得られる妥協は次のようになる: −− 例A 例B 挿入損失(IL ) 1.9dB 3.0dB 損失リップル(ΔIL ) 0.0dB 2.0dB チャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.0nm 1.21nm クロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 22.0dB 隣接チャンネル中心で22.0デシベルのクロストーク
減衰“Xtalk”が与えられると、例Aと例Bのどち
らもモードフィールド半径“w”を単独で最適化するこ
とにより可能な0.75nmのバンド幅より広いチャン
ネルバンド幅“ΔλF ”が得られる。しかし、2つの回
折中心“C1 ”と“C2 ”の間の間隔の増加によっても
挿入損失“IL ”と損失リップル“ΔIL ”が高くな
り、大きなバンド幅“ΔλF ”の必要性に対してバラン
スさせることができる。
【0043】例Aのグラフ表現が図3Aおよび図3Bに
示してあり、同様に例Bの表現が図4Aと図4Bに示し
てある。たとえば、図3Aでは内端74aのモードフィ
ールド94に重なり合った回折フィールド92の強度プ
ロフィルが示してある。2つのフィールド92と94の
強度は実像点84aから測定した距離範囲にわたるデシ
ベル損失として表わしてある。これまで、回折および対
物フィールドは一致して作られていた。しかし、本発明
の2つの焦点“F1 ”と“F2 ”は回折フィールド92
を変更して実像点84aに跨る2個のローブを含めるよ
うにしてある。回折フィールド92の虚像点86aと8
7aは2つのローブのピーク強度付近で明らかである。
示してあり、同様に例Bの表現が図4Aと図4Bに示し
てある。たとえば、図3Aでは内端74aのモードフィ
ールド94に重なり合った回折フィールド92の強度プ
ロフィルが示してある。2つのフィールド92と94の
強度は実像点84aから測定した距離範囲にわたるデシ
ベル損失として表わしてある。これまで、回折および対
物フィールドは一致して作られていた。しかし、本発明
の2つの焦点“F1 ”と“F2 ”は回折フィールド92
を変更して実像点84aに跨る2個のローブを含めるよ
うにしてある。回折フィールド92の虚像点86aと8
7aは2つのローブのピーク強度付近で明らかである。
【0044】モードフィールド94の位置は固定されて
いるが、回折フィールド92は波長の関数としてローラ
ンド円68と69に沿った位置にシフトしている。任意
の波長で最大伝送効率のために一定のモードフィールド
94の形状と正確に一致する拡散フィールドと比較する
と、平坦化した回折フィールド92の小量のシフトは2
つのフィールド92と94の間の重なり領域に対する影
響が小さく、相応して隣接する波長の伝送効率に対する
影響も小さい。
いるが、回折フィールド92は波長の関数としてローラ
ンド円68と69に沿った位置にシフトしている。任意
の波長で最大伝送効率のために一定のモードフィールド
94の形状と正確に一致する拡散フィールドと比較する
と、平坦化した回折フィールド92の小量のシフトは2
つのフィールド92と94の間の重なり領域に対する影
響が小さく、相応して隣接する波長の伝送効率に対する
影響も小さい。
【0045】図3Bは共通導波管52と個別導波管54
aの間の結合のスペクトル応答曲線96を示す。スペク
トル応答曲線96は回折フィールド92とモードフィー
ルド94の間の重なり積分として計算する。チャンネル
バンド幅“ΔλF ”は1549.5nmから1550.
5nmの間に延在し、隣接チャンネル(1549nmと
1551nm)の間でのクロストーク減衰“Xtal
k”は22dBである。挿入損失“IL ”は1.9dB
で中心波長(1550nm)の損失リップル“ΔIL ”
はない。バンド幅“ΔλF ”内では、結合損失の変動が
少ないことが中心周波数1550nm付近の波長に関連
していることは明らかである。
aの間の結合のスペクトル応答曲線96を示す。スペク
トル応答曲線96は回折フィールド92とモードフィー
ルド94の間の重なり積分として計算する。チャンネル
バンド幅“ΔλF ”は1549.5nmから1550.
5nmの間に延在し、隣接チャンネル(1549nmと
1551nm)の間でのクロストーク減衰“Xtal
k”は22dBである。挿入損失“IL ”は1.9dB
で中心波長(1550nm)の損失リップル“ΔIL ”
はない。バンド幅“ΔλF ”内では、結合損失の変動が
少ないことが中心周波数1550nm付近の波長に関連
していることは明らかである。
【0046】曲率中心“C1 ”と“C2 ”を8.5:m
間隔まで更に離す影響が図4aと図4Bに図示してあ
る。拡散フィールド102の虚像点86aと87aは狭
いモードフィールド104の実像点84aから更に離れ
る。対応するスペクトル応答曲線106は有意に拡大し
たチャンネルバンド幅“ΔλF ”(1.21nm)を有
するが、22dBで同じクロストーク減衰“Xtal
k”を維持している。しかし挿入損失“IL ”と損失リ
ップル“ΔIL ”はどちらも増加する。
間隔まで更に離す影響が図4aと図4Bに図示してあ
る。拡散フィールド102の虚像点86aと87aは狭
いモードフィールド104の実像点84aから更に離れ
る。対応するスペクトル応答曲線106は有意に拡大し
たチャンネルバンド幅“ΔλF ”(1.21nm)を有
するが、22dBで同じクロストーク減衰“Xtal
k”を維持している。しかし挿入損失“IL ”と損失リ
ップル“ΔIL ”はどちらも増加する。
【0047】隣接する焦点“F1 ”と“F2 ”の影響も
同じ結果で別々に考慮することができる。たとえば、焦
点“F1 ”と“F2 ”は各々のローランド円68と69
にそって共通経路52のイメージの2つの異なる組を発
生すると理解できる。各組の内部で、共通導波管52の
イメージは波長の関数として移動される。しかし、曲率
中心“C1 ”と“C2 ”も2つのローランド円68と6
9に沿って間隔が離れるので、2組のイメージも互いに
対して移動する。したがって、2つの異なる波長のイメ
ージはイメージの組が重なり合う各々の場所で重ねるこ
とができる。個別導波管54a、54bもこれらの場所
に存在するので、2つの異なる波長を等しい効率で個別
導波管54a、54bの各々によって伝送できる。曲率
中心“C1 ”と“C2 ”が、これらに対応する焦点“F
1 ”と“F2 ”に沿って更に離れると、これらの波長は
得られたスペクトル応答曲線(図4B参照)の多数のピ
ーク強度から明らかになる。
同じ結果で別々に考慮することができる。たとえば、焦
点“F1 ”と“F2 ”は各々のローランド円68と69
にそって共通経路52のイメージの2つの異なる組を発
生すると理解できる。各組の内部で、共通導波管52の
イメージは波長の関数として移動される。しかし、曲率
中心“C1 ”と“C2 ”も2つのローランド円68と6
9に沿って間隔が離れるので、2組のイメージも互いに
対して移動する。したがって、2つの異なる波長のイメ
ージはイメージの組が重なり合う各々の場所で重ねるこ
とができる。個別導波管54a、54bもこれらの場所
に存在するので、2つの異なる波長を等しい効率で個別
導波管54a、54bの各々によって伝送できる。曲率
中心“C1 ”と“C2 ”が、これらに対応する焦点“F
1 ”と“F2 ”に沿って更に離れると、これらの波長は
得られたスペクトル応答曲線(図4B参照)の多数のピ
ーク強度から明らかになる。
【0048】図5A〜図9Bに図示してある残りの実施
例は多数の焦点(即ち各々の波長で多数の移動した虚像
点)を発生するための異なった分散合焦メカニズムを採
用している。図5Aは従来の位相アレイ・マルチプレク
サ/デマルチプレクサ110の全体的な構成を示す。プ
レーナ形状で実装したマルチプレクサ110は、共通導
波管(経路)112と、位相アレイ116および2個の
光カプラー118、120(中央経路)で相互接続され
た個別導波管(経路)114a〜114nのアレイとを
含む。位相アレイ116は波長が異なる信号“λ1 〜λ
n ”を角度的に分散するための長さが異なる複数の中間
導波管(経路)122を有する光路長差発生器である。
例は多数の焦点(即ち各々の波長で多数の移動した虚像
点)を発生するための異なった分散合焦メカニズムを採
用している。図5Aは従来の位相アレイ・マルチプレク
サ/デマルチプレクサ110の全体的な構成を示す。プ
レーナ形状で実装したマルチプレクサ110は、共通導
波管(経路)112と、位相アレイ116および2個の
光カプラー118、120(中央経路)で相互接続され
た個別導波管(経路)114a〜114nのアレイとを
含む。位相アレイ116は波長が異なる信号“λ1 〜λ
n ”を角度的に分散するための長さが異なる複数の中間
導波管(経路)122を有する光路長差発生器である。
【0049】2個の光カプラー118と120は図5B
に更に詳細に図示してある。中間導波管122の対向す
る端部部分124、126は表面上平行な経路から別々
の焦点“C”と“D”に向って収束する。端部124の
端面128は曲率半径AR@と曲率中心を焦点“C”に
有する円弧130に沿って配置される。端部126の同
様の端面132はこれも曲率半径“R”を有するが焦点
“D”に曲率中心を有する円弧134に沿って配置され
る。
に更に詳細に図示してある。中間導波管122の対向す
る端部部分124、126は表面上平行な経路から別々
の焦点“C”と“D”に向って収束する。端部124の
端面128は曲率半径AR@と曲率中心を焦点“C”に
有する円弧130に沿って配置される。端部126の同
様の端面132はこれも曲率半径“R”を有するが焦点
“D”に曲率中心を有する円弧134に沿って配置され
る。
【0050】デマルチプレクシング・モードでは、共通
導波管112から投射された波長の異なる複数の信号
“λ1 〜λn ”がスラブ導波管136の自由空間を通っ
て拡散し平行な波面として中間導波管122に入射す
る。中間導波管122は、望ましくは、波長が異なる信
号“λ1 〜λn ”の平行な波面を、各々の波長に併せて
相対的に傾斜した波面へ変換するために隣接する導波管
の間で一定の光路差だけ、光路長を変化させる。波長が
異なる信号“λ1 〜λn ”の相対的に傾斜した波面はス
ラブ導波管138の自由空間を通って各々の収束経路で
中間導波管122から射出され波長にしたがって焦点線
140に沿って別の点に合焦する。個々の導波管114
a〜114cは波長が異なる信号“λ1 〜λn ”の予想
合焦位置に対応する位置で焦点線140に沿って配置さ
れる。
導波管112から投射された波長の異なる複数の信号
“λ1 〜λn ”がスラブ導波管136の自由空間を通っ
て拡散し平行な波面として中間導波管122に入射す
る。中間導波管122は、望ましくは、波長が異なる信
号“λ1 〜λn ”の平行な波面を、各々の波長に併せて
相対的に傾斜した波面へ変換するために隣接する導波管
の間で一定の光路差だけ、光路長を変化させる。波長が
異なる信号“λ1 〜λn ”の相対的に傾斜した波面はス
ラブ導波管138の自由空間を通って各々の収束経路で
中間導波管122から射出され波長にしたがって焦点線
140に沿って別の点に合焦する。個々の導波管114
a〜114cは波長が異なる信号“λ1 〜λn ”の予想
合焦位置に対応する位置で焦点線140に沿って配置さ
れる。
【0051】マルチプレクシング・モードでは、個々の
導波管114a〜114cは、焦点線140に沿って異
なる位置からスラブ導波管138を経由して拡散経路へ
波長が異なる信号“λ1 〜λn ”を投射する。波長が異
なる信号“λ1 〜λn ”は相対的に傾斜した波面として
中間導波管122に入射するが、スラブ導波管136を
通って焦点“C”へ、収束する方向に平行な波面とし
て、中間導波管を射出される。共通導波管112は合成
された波長の異なる信号“λ1 〜λn ”を伝送するため
焦点“C”に整列してある。
導波管114a〜114cは、焦点線140に沿って異
なる位置からスラブ導波管138を経由して拡散経路へ
波長が異なる信号“λ1 〜λn ”を投射する。波長が異
なる信号“λ1 〜λn ”は相対的に傾斜した波面として
中間導波管122に入射するが、スラブ導波管136を
通って焦点“C”へ、収束する方向に平行な波面とし
て、中間導波管を射出される。共通導波管112は合成
された波長の異なる信号“λ1 〜λn ”を伝送するため
焦点“C”に整列してある。
【0052】本発明の新規なマルチプレクサ/デマルチ
プレクサ150は図5C〜図7Bに図示してあり、マル
チプレクサ/デマルチプレクサ110と同様に構成され
ているがスペクトル応答を改善するため焦点“C1 〜C
2 ”と“D1 〜D2 ”の対を含む。同様の特徴は共通導
波管152を含み、そのうちの3つは、位相アレイ15
6と2個の光カプラー158、160によって相互接続
されている8個またはそれ以上の個別導波管154a、
154b、154cであると想定している。
プレクサ150は図5C〜図7Bに図示してあり、マル
チプレクサ/デマルチプレクサ110と同様に構成され
ているがスペクトル応答を改善するため焦点“C1 〜C
2 ”と“D1 〜D2 ”の対を含む。同様の特徴は共通導
波管152を含み、そのうちの3つは、位相アレイ15
6と2個の光カプラー158、160によって相互接続
されている8個またはそれ以上の個別導波管154a、
154b、154cであると想定している。
【0053】先行の実施例とは対照的に、位相アレイ1
56の中間導波管162の両方の対向する端部部分は端
部部分の交互のグループ164〜165と166〜16
7に分割される。カプラー158内部で、端部164は
スラブ導波管176を通り焦点“C1 ”へ収束し、端部
165も同様に焦点AC2 @へ収束する。端部164の
端面168は焦点AC1 @を中心とする円弧170に沿
って配置してあり、端部165の端面169は焦点AC
2 @を中心とする円弧171に沿って配置してある。カ
プラー160内部では、端部166がスラブ導波管17
8を通って焦点“D1 ”へ収束し、端部167も同様に
焦点“D2 ”へ収束する。端部166の端面172は焦
点“D1 ”を中心とする円弧174に沿って配置してあ
り、端部167の端面173は焦点“D2 ”を中心とす
る円弧175に沿って配置してある。円弧170、17
1、174、175は全部同じ曲率半径“R”を有する
ことができる。
56の中間導波管162の両方の対向する端部部分は端
部部分の交互のグループ164〜165と166〜16
7に分割される。カプラー158内部で、端部164は
スラブ導波管176を通り焦点“C1 ”へ収束し、端部
165も同様に焦点AC2 @へ収束する。端部164の
端面168は焦点AC1 @を中心とする円弧170に沿
って配置してあり、端部165の端面169は焦点AC
2 @を中心とする円弧171に沿って配置してある。カ
プラー160内部では、端部166がスラブ導波管17
8を通って焦点“D1 ”へ収束し、端部167も同様に
焦点“D2 ”へ収束する。端部166の端面172は焦
点“D1 ”を中心とする円弧174に沿って配置してあ
り、端部167の端面173は焦点“D2 ”を中心とす
る円弧175に沿って配置してある。円弧170、17
1、174、175は全部同じ曲率半径“R”を有する
ことができる。
【0054】2個のスラブ導波管176、178と共通
および個別導波管152、154a〜cの間の各々の断
面の拡大切取図が図6Aと図6Bに図示してある。スラ
ブ導波管176は焦点線180に沿って共通導波管15
2の内側端面182と連結する。スラブ導波管178は
焦点線190に沿って各々の個別導波管の内側端面18
4a、184b、184cと連結する。
および個別導波管152、154a〜cの間の各々の断
面の拡大切取図が図6Aと図6Bに図示してある。スラ
ブ導波管176は焦点線180に沿って共通導波管15
2の内側端面182と連結する。スラブ導波管178は
焦点線190に沿って各々の個別導波管の内側端面18
4a、184b、184cと連結する。
【0055】デマルチプレクシング・モードでは、共通
導波管152の内端182にあるモードフィールドの実
像点192が虚像点の対196a〜197a、196b
〜197b、196c〜197cとして投影される。マ
ルチプレクシング・モードでは、個別導波管の内端18
4a〜cにある各々のモードフィールドの実像点194
a、194b、194cが虚像点の一致した対200a
〜201a、200b〜201b、200c〜201c
として投影される。虚像点の対の全部の間の間隔は、焦
点の対“C1 およびC2 ”と“D1 およびD2 ”の間の
間隔の和に等しくする。
導波管152の内端182にあるモードフィールドの実
像点192が虚像点の対196a〜197a、196b
〜197b、196c〜197cとして投影される。マ
ルチプレクシング・モードでは、個別導波管の内端18
4a〜cにある各々のモードフィールドの実像点194
a、194b、194cが虚像点の一致した対200a
〜201a、200b〜201b、200c〜201c
として投影される。虚像点の対の全部の間の間隔は、焦
点の対“C1 およびC2 ”と“D1 およびD2 ”の間の
間隔の和に等しくする。
【0056】先行の実施例と同様に、端部の交互のグル
ープ164〜165および166〜167は位相アレイ
・マルチプレクサ/デマルチプレクサ150の自由スペ
クトル範囲を減少する第2の周期性を導入する。対にな
った焦点“C1 ”、“C2 ”と“D1 ”、D2 ”が一時
回折ピークの中央に別の回折ピークを発生する。更に、
自由スペクトル範囲は更に拡大して、回折次数を減少す
ることにより必要とされる動作バンド幅を包含すること
ができ、これは中間導波管162の間の光路長差を減少
することで実現される。各々の焦点線180と190に
沿って異なる波長で必要な線形拡散は曲率中心“R”の
対応する増加で実現するのが望ましい。同様に整列した
端部164〜165と166〜167も互いにグループ
化して別の回折ピークを抑圧するようにできる。
ープ164〜165および166〜167は位相アレイ
・マルチプレクサ/デマルチプレクサ150の自由スペ
クトル範囲を減少する第2の周期性を導入する。対にな
った焦点“C1 ”、“C2 ”と“D1 ”、D2 ”が一時
回折ピークの中央に別の回折ピークを発生する。更に、
自由スペクトル範囲は更に拡大して、回折次数を減少す
ることにより必要とされる動作バンド幅を包含すること
ができ、これは中間導波管162の間の光路長差を減少
することで実現される。各々の焦点線180と190に
沿って異なる波長で必要な線形拡散は曲率中心“R”の
対応する増加で実現するのが望ましい。同様に整列した
端部164〜165と166〜167も互いにグループ
化して別の回折ピークを抑圧するようにできる。
【0057】この実施例の数値例は以下の基本パラメー
タを有している: −− 中心波長 1550nm 隣接チャンネル間の波長間隔 1.6nm 焦点線での波長分散 11.25:μ/nm 最適化した変数と得られた妥協は以下の通りである: −− カプラーあたりの焦点数 2 隣接焦点間の間隔 5.0:μm モードフィールド半径(w) 3.7:μm 挿入損失(IL ) 2.9dB チャンネル中心での損失リップル(ΔIL ) 2.3dB 3dB損失以内のチャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.4nm 0.4nm以内のクロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 図7Aと図7Bのグラフは共通経路152と個別経路1
54の間のカップリングとして本実施例の推定される性
能を示している。回折フィールド212の強度分布は共
通導波管の端面182でのモードフィールドの2個の投
影されたイメージの重なりである。虚像点196bおよ
び197bは個別導波管154bの端面184bでのモ
ードフィールドの実像点194bに跨る2個のローブの
最大強度に近い。
タを有している: −− 中心波長 1550nm 隣接チャンネル間の波長間隔 1.6nm 焦点線での波長分散 11.25:μ/nm 最適化した変数と得られた妥協は以下の通りである: −− カプラーあたりの焦点数 2 隣接焦点間の間隔 5.0:μm モードフィールド半径(w) 3.7:μm 挿入損失(IL ) 2.9dB チャンネル中心での損失リップル(ΔIL ) 2.3dB 3dB損失以内のチャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.4nm 0.4nm以内のクロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 図7Aと図7Bのグラフは共通経路152と個別経路1
54の間のカップリングとして本実施例の推定される性
能を示している。回折フィールド212の強度分布は共
通導波管の端面182でのモードフィールドの2個の投
影されたイメージの重なりである。虚像点196bおよ
び197bは個別導波管154bの端面184bでのモ
ードフィールドの実像点194bに跨る2個のローブの
最大強度に近い。
【0058】得られたスペクトル応答曲線216は1.
4nmに等しいバンド幅“ΔλF ”と隣接チャンネル波
長の0.4nm以内で22dBのクロストーク減衰“X
talk”を実現している。中心波長1550nmでの
損失は、挿入損失“IL ”と損失リップル“ΔIL ”の
和である。しかし、損失リップル“ΔIL ”の大半は図
8に図示してあるように等間隔の3つの焦点を用いるこ
とで排除できる。
4nmに等しいバンド幅“ΔλF ”と隣接チャンネル波
長の0.4nm以内で22dBのクロストーク減衰“X
talk”を実現している。中心波長1550nmでの
損失は、挿入損失“IL ”と損失リップル“ΔIL ”の
和である。しかし、損失リップル“ΔIL ”の大半は図
8に図示してあるように等間隔の3つの焦点を用いるこ
とで排除できる。
【0059】図示したマルチプレクサ/デマルチプレク
サ220は、3本の入力導波管222a、222b、2
22cと、3本の出力導波管224a、224b、22
4cで表わされる、いわゆる“N×N”構成を有してい
る。入力または出力導波管のいずれか一方を共通導波管
として機能させることができ、対向する入力または出力
導波管を個別導波管として機能させることができる。
サ220は、3本の入力導波管222a、222b、2
22cと、3本の出力導波管224a、224b、22
4cで表わされる、いわゆる“N×N”構成を有してい
る。入力または出力導波管のいずれか一方を共通導波管
として機能させることができ、対向する入力または出力
導波管を個別導波管として機能させることができる。
【0060】位相アレイ226と2個の共焦点光カプラ
ー228、230は入力導波管222a〜cと出力導波
管224a〜cを相互接続する。位相アレイ226の中
間導波管232の対向する端部は交互の端部部分234
−235−236と238−239−240のグループ
に分割されている。カプラー228内部で、端部234
はスラブ導波管246を介して焦点“C+1”へ収束し、
端部235も同様に焦点“C0 ”へ収束し、端部236
は焦点“C-1”へ収束する。端部234の端面254は
焦点“C+1”を中心とする円弧250に沿って配置して
あり、端部235の端面255は焦点“C0 ”を中心と
する円弧251に沿って配置してあり、端部236の端
面256は焦点“C-1”を中心とする円弧252に沿っ
て配置される。3つの焦点“C+1”、“C0 ”、
“C-1”は焦点線248に沿って等しい間隔で離して配
置するのが望ましい。
ー228、230は入力導波管222a〜cと出力導波
管224a〜cを相互接続する。位相アレイ226の中
間導波管232の対向する端部は交互の端部部分234
−235−236と238−239−240のグループ
に分割されている。カプラー228内部で、端部234
はスラブ導波管246を介して焦点“C+1”へ収束し、
端部235も同様に焦点“C0 ”へ収束し、端部236
は焦点“C-1”へ収束する。端部234の端面254は
焦点“C+1”を中心とする円弧250に沿って配置して
あり、端部235の端面255は焦点“C0 ”を中心と
する円弧251に沿って配置してあり、端部236の端
面256は焦点“C-1”を中心とする円弧252に沿っ
て配置される。3つの焦点“C+1”、“C0 ”、
“C-1”は焦点線248に沿って等しい間隔で離して配
置するのが望ましい。
【0061】カプラー230は鏡面対称とするのが望ま
しい。端部238の端部258は焦点“D+1”を中心と
する円弧264上にあり、端部239の端面259は焦
点“D0 ”を中心とする円弧265上にあり、端部24
0の端面260は焦点“D-1”を中心とする円弧266
上にある。3つの焦点“D+1”、“D0 ”、“D-1”は
焦点線268から等しい間隔で離して配置するのが望ま
しく、また円弧250,251,252,264,26
5,266は同じ曲率半径“R”を有するのが望まし
い。
しい。端部238の端部258は焦点“D+1”を中心と
する円弧264上にあり、端部239の端面259は焦
点“D0 ”を中心とする円弧265上にあり、端部24
0の端面260は焦点“D-1”を中心とする円弧266
上にある。3つの焦点“D+1”、“D0 ”、“D-1”は
焦点線268から等しい間隔で離して配置するのが望ま
しく、また円弧250,251,252,264,26
5,266は同じ曲率半径“R”を有するのが望まし
い。
【0062】しかし、3つの焦点のグループ“C+1”、
“C0 ”、“C-1”と“D+1”、“D0 ”、“D-1”を
発生する3つの交互の端部部分234−235−236
と238−239−240のグループは、自由スペクト
ル範囲を3分の1に減少する。先行の実施例と同様に、
必要とされる自由スペクトル範囲はサイズと引き換えに
復元できる。
“C0 ”、“C-1”と“D+1”、“D0 ”、“D-1”を
発生する3つの交互の端部部分234−235−236
と238−239−240のグループは、自由スペクト
ル範囲を3分の1に減少する。先行の実施例と同様に、
必要とされる自由スペクトル範囲はサイズと引き換えに
復元できる。
【0063】直前の実施例と同じ基本的パラメータが与
えられたとして、最適化すべき更なる変数と得られた妥
協は次の通りである: −− カプラーあたりの焦点数 3 隣接焦点間の間隔 3.04:μm モードフィールド半径(w) 3.2:μm 挿入損失(IL ) 3.3dB チャンネル中心での損失リップル(ΔIL ) 0.0dB 3dB損失以内のチャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.4nm 0.4nm以内のクロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 図9Aおよび図9Bは入力導波管222bと出力導波管
224bの間の結合の例を示している。3つのあまりは
っきりしないローブを有する拡散フィールド272が出
力導波管224bの内端でモードフィールド274に重
なっている。カプラー228と230はどちらも同一で
あることから、回折フィールド272を形成する3つの
モードフィールドの虚像点276,277,278は隣
接する焦点の間の距離の2倍の間隔に離れている。虚像
点277はモードフィールド274の実像点282と整
列させるのが望ましく、虚像点276,278は実像点
282から等しい間隔に離すのが望ましい。
えられたとして、最適化すべき更なる変数と得られた妥
協は次の通りである: −− カプラーあたりの焦点数 3 隣接焦点間の間隔 3.04:μm モードフィールド半径(w) 3.2:μm 挿入損失(IL ) 3.3dB チャンネル中心での損失リップル(ΔIL ) 0.0dB 3dB損失以内のチャンネルバンド幅(ΔλF ) 1.4nm 0.4nm以内のクロストーク減衰(Xtalk) 22.0dB 図9Aおよび図9Bは入力導波管222bと出力導波管
224bの間の結合の例を示している。3つのあまりは
っきりしないローブを有する拡散フィールド272が出
力導波管224bの内端でモードフィールド274に重
なっている。カプラー228と230はどちらも同一で
あることから、回折フィールド272を形成する3つの
モードフィールドの虚像点276,277,278は隣
接する焦点の間の距離の2倍の間隔に離れている。虚像
点277はモードフィールド274の実像点282と整
列させるのが望ましく、虚像点276,278は実像点
282から等しい間隔に離すのが望ましい。
【0064】得られたスペクトル応答曲線284から測
定できるバンド幅“λF ”とクロストーク減衰“Xta
lk”は直前の実施例と同じだが、中心波長での損失リ
ップル“ΔIL ”は挿入損失“IL ”のわずかな増加だ
けで排除されている。目だって平坦なパスバンドがバン
ド幅のほとんどで明らかになっている。
定できるバンド幅“λF ”とクロストーク減衰“Xta
lk”は直前の実施例と同じだが、中心波長での損失リ
ップル“ΔIL ”は挿入損失“IL ”のわずかな増加だ
けで排除されている。目だって平坦なパスバンドがバン
ド幅のほとんどで明らかになっている。
【0065】もっと多いまたは少ない焦点を各カプラー
で使用して競合する設計上の注目をバランスさせること
ができる。たとえば、カプラー228または230の一
方が単一焦点で構成されるようにでき、またカプラー2
28と230の他方を2つまたはそれ以上の焦点を有す
るように構成することができる。一方のカプラーだけが
多焦点を有する場合、投影される虚像点間の間隔は焦点
間の間隔に一致する。
で使用して競合する設計上の注目をバランスさせること
ができる。たとえば、カプラー228または230の一
方が単一焦点で構成されるようにでき、またカプラー2
28と230の他方を2つまたはそれ以上の焦点を有す
るように構成することができる。一方のカプラーだけが
多焦点を有する場合、投影される虚像点間の間隔は焦点
間の間隔に一致する。
【0066】マルチプレクサ/デマルチプレクサ220
の入力および出力導波管の構造も回折フィールドを発生
するために使用される焦点の個数と同様に先行の実施例
のいずれかひとつに適用することができる。特定の目的
を実現するために位置、交互のパターン、および焦点の
間隔に対する各種の変更も可能である。
の入力および出力導波管の構造も回折フィールドを発生
するために使用される焦点の個数と同様に先行の実施例
のいずれかひとつに適用することができる。特定の目的
を実現するために位置、交互のパターン、および焦点の
間隔に対する各種の変更も可能である。
【0067】好適実施例はプレーナ形状で実現されてい
るが、本発明はバルク光学系でまたはプレーナ素子およ
びバルク素子を合成するハイブリッド光学系で実現する
こともできる。
るが、本発明はバルク光学系でまたはプレーナ素子およ
びバルク素子を合成するハイブリッド光学系で実現する
こともできる。
【0068】
【発明の効果】新規なマルチプレクサ/デマルチプレク
サは隣接する焦点を有する複合合焦メカニズムを含む。
波長が異なる信号の各々についてひとつ以上の入力経路
の多数のイメージがひとつ以上の出力経路に投射され
る。得られたスペクトル応答は波長が異なる各々の信号
の中心波長の付近で平坦化する。焦点の個数と間隔、お
よび入力と出力経路のモードフィールド半径はチャンネ
ルバンド幅、挿入損失、クロストークの所望の組み合せ
について最適化することができる。
サは隣接する焦点を有する複合合焦メカニズムを含む。
波長が異なる信号の各々についてひとつ以上の入力経路
の多数のイメージがひとつ以上の出力経路に投射され
る。得られたスペクトル応答は波長が異なる各々の信号
の中心波長の付近で平坦化する。焦点の個数と間隔、お
よび入力と出力経路のモードフィールド半径はチャンネ
ルバンド幅、挿入損失、クロストークの所望の組み合せ
について最適化することができる。
【図1A】波長が異なる信号を合焦し分散するための反
射拡散光学系を有する波長マルチプレクサ/デマルチプ
レクサを模式的に示す略図
射拡散光学系を有する波長マルチプレクサ/デマルチプ
レクサを模式的に示す略図
【図1B】2つの隣接する焦点を形成するため反射拡散
光学系に対する変更を示す同様の略図
光学系に対する変更を示す同様の略図
【図2】図1Bのマルチプレクサ/デマルチプレクサの
焦点線に沿った拡大切取図
焦点線に沿った拡大切取図
【図3A】個別経路のモードフィールドに重なり合う共
通経路の多数イメージで発生する拡散フィールドのグラ
フ
通経路の多数イメージで発生する拡散フィールドのグラ
フ
【図3B】共通経路とひとつの個別経路の間の光カップ
リングのスペクトル応答曲線を示すグラフ
リングのスペクトル応答曲線を示すグラフ
【図4A】図3Aと同様のグラフだが焦点の間の間隔増
大に付随する拡散フィールドの変化を示すグラフ
大に付随する拡散フィールドの変化を示すグラフ
【図4B】図3Bと同様だがスペクトル応答曲線上の間
隔変化の影響を示すグラフ
隔変化の影響を示すグラフ
【図5A】波長が異なる信号の合焦および分散を行うた
めの位相アレイと2個の光カプラーを有するマルチプレ
クサ/デマルチプレクサの略図
めの位相アレイと2個の光カプラーを有するマルチプレ
クサ/デマルチプレクサの略図
【図5B】従来の光カプラーの更に詳細を示す部分切欠
図
図
【図5C】各々のカプラー内に2つの隣接した焦点を形
成するための光カプラーへの変更を示す部分切欠図
成するための光カプラーへの変更を示す部分切欠図
【図6A】カプラーのひとつの焦点線に沿った拡大切取
図
図
【図6B】他のカプラーの焦点線に沿った拡大切取図
【図7A】個別経路のモードフィールドに重なる共通経
路の対になったイメージにより図5Cのマルチプレクサ
/デマルチプレクサ内部に作成される拡散フィールドの
グラフ
路の対になったイメージにより図5Cのマルチプレクサ
/デマルチプレクサ内部に作成される拡散フィールドの
グラフ
【図7B】図5Cのマルチプレクサ/デマルチプレクサ
の共通経路とひとつの個別経路の間の光カップリングの
スペクトル応答曲線を示すグラフ
の共通経路とひとつの個別経路の間の光カップリングの
スペクトル応答曲線を示すグラフ
【図8】各々のカプラー内部に3つの隣接する焦点を含
むように変更した同様のマルチプレクサ/デマルチプレ
クサの部分切欠図
むように変更した同様のマルチプレクサ/デマルチプレ
クサの部分切欠図
【図9A】出力経路のモードフィールドに重なる入力経
路の3つのイメージにより図8のマルチプレクサ/デマ
ルチプレクサ内部に発生する拡散フィールドのグラフ
路の3つのイメージにより図8のマルチプレクサ/デマ
ルチプレクサ内部に発生する拡散フィールドのグラフ
【図9B】図8のマルチプレクサ/デマルチプレクサの
同じ入出力経路の間の光カップリングのスペクトル応答
曲線を示すグラフ
同じ入出力経路の間の光カップリングのスペクトル応答
曲線を示すグラフ
10 マルチプレスサ/デマルチプレクサ 12 共通導波管 14a、14b 個別導波管 16 反射拡散回折格子 18 スラブ導波管 20 面 22 中心 24 円弧 26 線 28 ローランド円 32、34a、34b 内端 42、44a、44b 実像点 50 マルチプレスサ/デマルチプレクサ 52 共通導波管 56 反射拡散回折格子 58 スラブ導波管 60、61 面 62、63 中心 64、65 円弧 66 線 68、69 ローランド円 72、74a、74b 内端 76、78a、78b 外端 82、84a、84b 実像点 86a、87a 虚像点 92 回折フィールド 94 モードフィールド 96 スペクトル応答曲線
Claims (61)
- 【請求項1】 波長が異なる複数の信号を伝送する共通
経路と、 前記波長が異なる信号を別々に伝送する個別経路と、 前記共通経路と前記個別経路の間で前記波長が異なる信
号を結合する中央経路と、 前記中央経路内部において前記共通経路で伝送される前
記波長が異なる信号を角度的に分散する分散メカニズム
と、 前記中央経路内部において前記波長が異なる信号の角度
分散を焦点線に沿った空間分散に変換する合焦メカニズ
ムとを含み、 前記合焦メカニズムは波長が異なる各々の信号の多数の
虚像点を前記焦点線に沿って相対的に移動した位置に発
生するための隣接した焦点を有し、 前記個別経路は前記焦点線に沿って配置されて前記個別
経路の各々が前記波長が異なる信号のひとつの前記多数
の虚像点と一致することを特徴とする波長マルチプレク
サ/デマルチプレクサ。 - 【請求項2】 前記分散メカニズムは前記共通および個
別経路を結合するための複数の異なる長さの中間経路を
有する光路長差発生器であることを特徴とする請求項1
に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項3】 前記光路長差発生器は隣接する中間経路
の間で一定の光路長差を有することを特徴とする請求項
2に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項4】 前記共通経路と前記光路長差発生器は第
1のカプラーで相互接続され、前記個別経路と前記光路
長差発生器は第2のカプラーで相互接続されることを特
徴とする請求項2に記載のマルチプレクサ/デマルチプ
レクサ。 - 【請求項5】 前記合焦メカニズムは前記第1と第2の
カプラーの少なくとも一方の内部に形成されることを特
徴とする請求項4に記載のマルチプレクサ/デマルチプ
レクサ。 - 【請求項6】 前記中間経路は前記第1のカプラー内部
の少なくともひとつの焦点に向って収束する第1の端部
と前記第2のカプラー内部の少なくともひとつの焦点に
向って収束する第2の端部とを含むことを特徴とする請
求項5に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項7】 前記中間経路の前記第1の端部の幾つか
は第1の円弧に沿って終止し前記第1の端部の他のもの
は前記共通経路の近傍で2つの曲率中心を形成する第2
の円弧に沿って終止することを特徴とする請求項6に記
載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項8】 前記中間経路の前記第2の端部の幾つか
は第1の円弧に沿って終止し前記第2の端部の他のもの
は前記個別経路の近傍で2つの曲率中心を形成する第2
の円弧に沿って終止することを特徴とする請求項6に記
載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項9】 前記中間経路の前記第2の端部の幾つか
は第1の円弧に沿って終止し前記第2の端部の他のもの
は前記個別経路の近傍で2つの曲率中心を形成する第2
の円弧に沿って終止することを特徴とする請求項7に記
載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項10】 各々の波長の信号の虚像点は前記個別
経路で前記2つの曲率中心の間の間隔を越える距離だけ
前記焦点線に沿って離れていることを特徴とする請求項
8に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項11】 前記中間経路の前記第1の端部の幾つ
かは第1の焦点に向って収束し前記第1の端部の他のも
のは前記第1の焦点に隣接する第2の焦点に向って収束
することを特徴とする請求項6に記載のマルチプレクサ
/デマルチプレクサ。 - 【請求項12】 前記第1の端部の幾つかとその他のも
のは交互のパターンに構成されることを特徴とする請求
項11に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項13】 前記第1の端部の幾つかとその他のも
のは別個のグループに構成されることを特徴とする請求
項11に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項14】 前記中間経路の前記第1の端部の幾つ
かは第1の焦点に向って収束し前記第1の端部の他のも
のは前記第1の焦点に隣接する第2の焦点に向って収束
することを特徴とする請求項7に記載のマルチプレクサ
/デマルチプレクサ。 - 【請求項15】 前記中間経路の前記第2の端部の幾つ
かは第1の焦点に向って収束し前記第2の端部の他のも
のは前記第1の焦点に隣接する第2の焦点に向って収束
することを特徴とする請求項6に記載のマルチプレクサ
/デマルチプレクサ。 - 【請求項16】 前記第2の端部の幾つかとその他のも
のは交互のパターンに構成されることを特徴とする請求
項15に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項17】 前記第2の端部の幾つかとその他のも
のは別個のグループに構成されることを特徴とする請求
項15に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項18】 前記中間経路の前記第2の端部の幾つ
かは第1の焦点に向って収束し前記第2の端部の他のも
のは前記第1の焦点に隣接する第2の焦点に向って収束
することを特徴とする請求項8に記載のマルチプレクサ
/デマルチプレクサ。 - 【請求項19】 前記分散メカニズムは回折光学系であ
ることを特徴とする請求項1に記載のマルチプレクサ/
デマルチプレクサ。 - 【請求項20】 前記合焦メカニズムは前記回折光学系
の湾曲反射表面であることを特徴とする請求項19に記
載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項21】 前記回折光学系は前記焦点の一方を形
成する第1のグループの面と、前記焦点の他方を形成す
る第2のグループの面とを含むことを特徴とする請求項
20に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項22】 前記第1と第2のグループの面は交互
のパターンに構成されていることを特徴とする請求項2
1に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項23】 前記第1と第2のグループの面は別個
のグループに構成されていることを特徴とする請求項2
1に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項24】 前記第1と第2のグループの面は各々
の円弧に沿って配置されていることを特徴とする請求項
21に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項25】 前記円弧の曲率中心は前記拡散光学系
の各々のローランド円に沿って配置されていることを特
徴とする請求項21に記載のマルチプレクサ/デマルチ
プレクサ。 - 【請求項26】 前記焦点は前記ローランド円の各々の
中心に配置されることを特徴とする請求項25に記載の
マルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項27】 前記共通経路と前記個別経路は前記ロ
ーランド円に沿ってまた配置されている内端を有するこ
とを特徴とする請求項25に記載のマルチプレクサ/デ
マルチプレクサ。 - 【請求項28】 波長が異なる各々の信号の虚像点は波
長が異なる信号の間の焦点線に沿って前記回折光学系の
波長拡散より小さい距離だけ離れていることを特徴とす
る請求項21に記載のマルチプレクサ/デマルチプレク
サ。 - 【請求項29】 (a)前記共通経路と前記個別経路の
各々は内端および外端を有し、 (b)前記内端は前記中央経路に隣接し、 (c)前記内端および外端は隣接する個別導波管の間で
波長バンド幅とクロストーク減衰を相対的に調節するた
めに幅が変化することを特徴とする請求項2に記載のマ
ルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項30】 (a)前記共通経路と前記個別経路の
各々は内端および外端を有し、 (b)前記内端は前記中央経路に隣接し、 (c)前記内端および外端は隣接する個別導波管の間で
波長バンド幅とクロストーク減衰を相対的に調節するた
めに幅が変化することを特徴とする請求項19に記載の
マルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項31】 前記内端は前記隣接する個別導波管の
間のクロストーク減衰の所定量で波長バンド幅を最大に
するように幅が増加することを特徴とする請求項29に
記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項32】 前記共通経路の前記内端は結合損失を
減少するため前記個別経路の前記内端と同様の寸法にし
てあることを特徴とする請求項31に記載のマルチプレ
クサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項33】 前記内端および外端の間の遷移のスロ
ープは前記端部の間の断熱遷移を提供するように制限さ
れることを特徴とする請求項31に記載のマルチプレク
サ/デマルチプレクサ。 - 【請求項34】 前記合焦メカニズムは少なくとも3つ
の焦点を有することを特徴とする請求項1に記載のマル
チプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項35】 波長が異なる各々の信号の対応する虚
像点は前記焦点線に沿って等間隔に離れていることを特
徴とする請求項34に記載のマルチプレクサ/デマルチ
プレクサ。 - 【請求項36】 前記分散メカニズムは自由スペクトル
範囲内で前記波長が異なる信号を角度的に分散させ前記
合焦メカニズムの前記隣接する焦点は前記自由スペクト
ル範囲を減少させることを特徴とする請求項1に記載の
マルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項37】 前記自由スペクトル範囲は隣接する焦
点の個数に等しい倍率だけ減少することを特徴とする請
求項36に記載のマルチプレクサ/デマルチプレクサ。 - 【請求項38】 (a)前記波長が異なる複数の信号は
動作バンド幅に広がっており、 (b)前記波長が異なる信号は前記分散メカニズムの回
折次数の関数として角度的に分散され、 (c)前記回折次数は前記動作バンド幅より大きく前記
自由スペクトル範囲を維持するようにサイズを調節され
ることを特徴とする請求項36に記載のマルチプレクサ
/デマルチプレクサ。 - 【請求項39】 波長にしたがって光信号を転送するた
めの光コネクタであって、 異なる波長バンド内で複数の当該光信号を伝送するため
の共通経路と、 前記異なるバンド内で前記光信号を別々に伝送するため
のアレイに構成された個別経路と、 前記光信号の各々の波長で前記共通経路を別々にイメー
ジングすることにより前記共通経路と前記個別経路を相
互接続する合焦装置と、 前記合焦装置に光学的に接続されて前記共通経路の前記
イメージがこれらの波長にしたがって前記アレイの前記
端部に沿った位置に移動されるようにする波長分散装置
とを含み、 前記合焦装置は前記アレイの前記端部に沿って各々の波
長で前記イメージの少なくとも2つを形成するように構
成され、 各々の波長の前記2つのイメージは異なる波長で対応す
るイメージが前記アレイの前記端部に沿った各々の位置
に形成できるようにオフセットしてあり、 前記アレイの前記個別経路は異なる波長の前記対応する
イメージが形成される前記位置をそれぞれ中心として各
バンド内で広い範囲の波長が効率において更なる変化な
しに前記共通および個別経路の間で結合できるようにし
てあることを特徴とする光コネクタ。 - 【請求項40】 (a)前記合焦装置と前記波長分散装
置は前記共通および個別経路の間に複数の光カップリン
グを形成し、 (b)前記光カップリングは波長ドメインにわたりデシ
ベル損失で定義されるスペクトル応答曲線を示し、 (c)前記波長のバンドは前記デシベル損失が所定量よ
り少なくなるような連続グループとして定義され (d)各々の波長の前記2つのイメージは各波長の単一
イメージを何らか形成することに関連する範囲を越えて
各々のバンド内で前記波長範囲を越える量だけオフセッ
トされることを特徴とする請求項39に記載のコネク
タ。 - 【請求項41】 (a)前記共通および個別経路の各々
はモードフィールド全体に分散した光エネルギーを伝送
し、 (b)前記合焦装置は、前記共通経路から前記個別経路
への光の進行方向に、前記共通経路モードフィールドの
重なり合ったイメージを前記個別経路の各々に投射する
ことを特徴とする請求項40に記載のコネクタ。 - 【請求項42】 前記合焦装置は前記個別経路から前記
共通経路への光の進行方向と対向する方向に、前記個別
経路モードフィールドの重なり合ったイメージを前記共
通経路へ投射することを特徴とする請求項41に記載の
コネクタ。 - 【請求項43】 (a)前記共通経路の前記重なり合っ
たイメージは回折フィールド全体に各々の光エネルギー
分布を示し、 (b)前記共通および個別経路の間の前記光カップリン
グの応答曲線は前記回折フィールドと前記個別経路の前
記モードフィールドの間の重なり積分によって更に定義
されることを特徴とする請求項41に記載のコネクタ。 - 【請求項44】 (a)虚像点は前記共通経路モードフ
ィールドの前記イメージのピーク強度で定義され、 (b)前記重なり合ったイメージの前記虚像点は前記個
別経路の中心間で前記アレイの端部に沿った間隔より小
さい量だけ間隔が離れていることを特徴とする請求項4
1に記載のコネクタ。 - 【請求項45】 前記重なり合ったイメージの前記虚像
点は前記各々のモードフィールドの最大強度から1/e
2 乗で定義される前記個別経路モードフィールドの前記
モードフィールド半径を越える量だけ間隔が離れている
ことを特徴とする請求項44に記載のコネクタ。 - 【請求項46】 前記合焦装置は前記少なくとも2つの
イメージを各々の波長について形成するための隣接する
少なくとも2つの焦点を含むことを特徴とする請求項4
4に記載のコネクタ。 - 【請求項47】 前記隣接する焦点は前記アレイの前記
端部に沿って配置されることを特徴とする請求項44に
記載のコネクタ。 - 【請求項48】 (a)前記共通経路は前記波長分散装
置に隣接した内端を含み、 (b)前記合焦装置は前記共通経路の前記内端に沿って
配置された少なくとも2つの更に隣接した焦点を含むこ
とを特徴とする請求項47に記載のコネクタ。 - 【請求項49】 前記虚像点は前記共通経路の前記内端
に沿った前記隣接する焦点の間の距離と前記個別経路の
アレイの前記端部に沿った前記隣接する焦点の間の距離
の和だけ間隔が離れていることを特徴とする請求項48
に記載のコネクタ。 - 【請求項50】 前記合焦装置は前記アレイの前記端部
に沿って配置された3つの焦点を含むことを特徴とする
請求項39に記載のコネクタ。 - 【請求項51】 前記3つの焦点は等間隔に配置される
ことを特徴とする請求項50に記載のコネクタ。 - 【請求項52】 共通経路と複数の個別経路の間で波長
が異なる信号を伝送するための方法であって、 前記共通経路に沿って複数の波長が異なる信号を伝送す
るステップと、 前記個別経路に沿って前記波長が異なる信号を別々に伝
送するステップと、 前記共通経路で伝送される前記波長が異なる信号の各々
について前記個別経路の内端で第1のセットのイメージ
を形成するステップと、 前記共通経路で伝送される前記波長が異なる信号の各々
について前記個別経路の内端で第2のセットのイメージ
を形成するステップと、 前記第1と第2のセットのイメージを相対的に移動して
前記波長が異なる信号の各々の前記2つのイメージが前
記個別経路の前記内端に移動されるようにするステップ
とを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項53】 前記相対的に移動するステップは前記
個別経路の内端の中心を隔てる間隔より小さい距離だけ
波長が異なる信号の各々の前記2つのイメージを離すス
テップを含むことを特徴とする請求項52に記載の方
法。 - 【請求項54】 (a)光エネルギーが前記個別経路の
前記内端で各々の半径を有するモードフィールド内に分
布し、 (b)前記相対的に移動するステップは前記個別経路の
間のクロストークを増加する作用を有することを特徴と
する請求項52に記載の方法。 - 【請求項55】 前記相対的に移動するステップは前記
個別経路の前記内端の前記モードフィールド半径を調節
してクロストークの前記増加に反作用する更なるステッ
プを伴うことを特徴とする請求項54に記載の方法。 - 【請求項56】 第1と第2のセットのイメージを形成
する前記ステップは前記個別経路の前記内端に沿って前
記共通経路の内端のイメージを形成するステップを含む
ことを特徴とする請求項52に記載の方法。 - 【請求項57】 虚像点は前記各々のイメージのピーク
強度で定義され、第1と第2のセットのイメージを形成
する前記ステップはひとつ以上の波長のイメージを前記
個別経路の前記内端に重ね合せることを特徴とする請求
項56に記載の方法。 - 【請求項58】 異なる波長の少なくとも3つの虚像点
が前記個別経路の前記内端に重ね合わされることを特徴
とする請求項57に記載の方法。 - 【請求項59】 前記共通経路と前記個別経路の間の光
カップリングは波長ドメインにおけるデシベル損失によ
って定義される応答曲線を示し、前記第1と第2のセッ
トのイメージは前記波長が異なる信号に接して前記応答
曲線を平坦化する量だけ移動されることを特徴とする請
求項52に記載の方法。 - 【請求項60】 (a)前記個別経路の前記内端で前記
共通経路によって伝送される前記波長が異なる信号の各
々の第3のセットのイメージを形成するステップと、 (b)前記第1と第2のセットのイメージに対して前記
第3のセットのイメージを相対的に移動して前記個別経
路の前記内端に前記波長が異なる信号の各々の3つのイ
メージが移動されるようにするステップとを更に含むこ
とを特徴とする請求項52に記載の方法。 - 【請求項61】 前記相対的に移動するステップは等し
い量だけ前記第1と第2と第3のセットのイメージを移
動するステップを含むことを特徴とする請求項60に記
載の方法。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008501987A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | エネブレンス インコーポレイテッド | 2段光双方向送受信器 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3724770B2 (ja) * | 1998-02-26 | 2005-12-07 | Kddi株式会社 | 光波長ルーティング装置 |
US6396977B1 (en) * | 1998-12-29 | 2002-05-28 | Lucent Technologies Inc. | Wavelength router with a wide passband realized using two gratings of opposite angular dispersions |
KR100293954B1 (ko) * | 1999-05-11 | 2001-06-15 | 윤종용 | 평탄한 주파수 응답을 가진 저손실 광파장 분할기 |
US6788849B1 (en) * | 1999-11-12 | 2004-09-07 | Cme Telemetrix Inc. | Volume or stacked holographic diffraction gratings for wavelength division multiplexing and spectroscopy |
US6266464B1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-07-24 | Nortel Networks Limited | Optical arrayed waveguide grating devices |
US6421481B1 (en) | 2000-02-04 | 2002-07-16 | Zolo Technologies, Inc. | Apparatus and method for producing a flat-topped filter response for diffraction grating (De) multiplexer |
US6553165B1 (en) | 2000-07-14 | 2003-04-22 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide gratings |
US6434303B1 (en) | 2000-07-14 | 2002-08-13 | Applied Wdm Inc. | Optical waveguide slab structures |
US6493487B1 (en) * | 2000-07-14 | 2002-12-10 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide transmission devices |
GB2366624A (en) * | 2000-09-01 | 2002-03-13 | Kymata Ltd | Optical arrayed waveguide grating |
US6574396B1 (en) * | 2001-03-12 | 2003-06-03 | Lucent Technologies Inc. | Waveguide grating arrangement using a segmented reflector |
US6563988B2 (en) * | 2001-04-25 | 2003-05-13 | Lightwave Microsystems Corporation | Optical apparatus and method having predetermined group velocity dispersion |
DE50112087D1 (de) * | 2001-04-30 | 2007-04-05 | Finisar Corp | Anordnung zum multiplexen und/oder demultiplexen der signale mindestens zweier optischer wellenlängenkanäle |
US6571034B2 (en) * | 2001-06-28 | 2003-05-27 | Corning Incorporated | Spectrally-shaped optical components using a wavelength-dispersive element and a reflective array |
CA2454631A1 (en) * | 2001-07-20 | 2003-01-30 | Essex Corporation | Method and apparatus for optical signal processing using an optical tapped delay line |
US7209611B2 (en) | 2002-10-08 | 2007-04-24 | Infinera Corporation | Transmitter photonic integrated circuit (TxPIC) chips utilizing compact wavelength selective combiners/decombiners |
US6859574B2 (en) * | 2002-04-03 | 2005-02-22 | Lucent Technologies Inc. | N×N switching arrangement of two planar arrays without waveguide crossings |
US6754412B2 (en) * | 2002-07-31 | 2004-06-22 | Zolo Technologies, Inc. | Apparatus and method for producing a flat-topped filter response for (de)multiplexer having a diffraction grating with variable line spacing |
US7747114B2 (en) | 2002-10-08 | 2010-06-29 | Infinera Corporation | Tilted combiners/decombiners and photonic integrated circuits (PICs) employing the same |
US7391941B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-06-24 | Intel Corporation | Reducing amplitude errors in arrayed waveguide gratings |
US7190856B1 (en) | 2005-03-28 | 2007-03-13 | Lightsmyth Technologies Inc | Reconfigurable optical add-drop multiplexer incorporating sets of diffractive elements |
CN102902010B (zh) * | 2012-10-26 | 2013-10-30 | 浙江大学 | 信道损耗均匀的波导光栅器件 |
KR101661340B1 (ko) | 2015-03-10 | 2016-09-29 | 조성로 | 지하풍을 이용한 건물의 냉난방 시스템 |
CN105319629B (zh) * | 2015-11-03 | 2017-10-20 | 浙江大学 | 通道损耗均匀且通带响应平坦的蚀刻衍射光栅器件 |
CN109283626B (zh) * | 2018-11-06 | 2020-03-17 | 西安交通大学 | 紧凑的Bragg反射器型凹面衍射光栅波分复用器及其设计方法 |
CN110703386B (zh) * | 2019-09-30 | 2020-07-28 | 西安交通大学 | 一种Bragg凹面衍射光栅型偏振-波长混合复用器 |
CN114981698A (zh) | 2019-11-14 | 2022-08-30 | 洛克利光子有限公司 | 光学多路复用器 |
US11294119B1 (en) * | 2020-11-19 | 2022-04-05 | Cisco Technology, Inc. | Multimode-interference waveguide crossings |
CN113985603B (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-22 | 苏州旭创科技有限公司 | 光束扫描系统 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57142603A (en) * | 1981-02-27 | 1982-09-03 | Canon Inc | Optical scanner |
DE3309349A1 (de) * | 1983-03-16 | 1984-09-20 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Wellenlaengen-multiplexer oder -demultiplexer |
DE3432239A1 (de) * | 1984-09-01 | 1986-03-13 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Optischer multiplexer/demultiplexer |
DE3446726A1 (de) * | 1984-12-21 | 1986-06-26 | Fa. Carl Zeiss, 7920 Heidenheim | Optische anordnung mit einem konkavspiegel oder konkavgitter |
US4953947A (en) * | 1986-08-08 | 1990-09-04 | Corning Incorporated | Dispersion transformer having multichannel fiber |
US5002305A (en) * | 1987-02-04 | 1991-03-26 | Raidel John E | Vehicle suspension system with standardized torque beam and special monopivot bushing assembly |
US4852079A (en) * | 1987-11-23 | 1989-07-25 | Allied-Signal Inc. | Optical spectral analyzer |
US4846540A (en) * | 1988-01-25 | 1989-07-11 | Bell Communications Research, Inc. | Optical wavegide junction |
CA2079907A1 (en) * | 1990-04-11 | 1991-10-12 | Mohsen Kavehrad | Optical interconnection device |
US5206920A (en) * | 1991-02-01 | 1993-04-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated optical arrangement for demultiplexing a plurality of different wavelength channels and the method of manufacture |
US5206902A (en) * | 1991-04-01 | 1993-04-27 | At&T Bell Laboratories | Network signaling arrangement for controlling tandem network functions |
NL9101532A (nl) * | 1991-09-10 | 1993-04-01 | Nederland Ptt | Golflengte-selectieve multiplexer en demultiplexer. |
US5444805A (en) * | 1992-03-07 | 1995-08-22 | Robert Bosch Gmbh | Integrated optical component |
JP3139571B2 (ja) * | 1992-05-13 | 2001-03-05 | 日本電信電話株式会社 | 光合分波器 |
DE69421579T2 (de) * | 1993-08-02 | 2000-06-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Integrierter optischer Wellenleiter-Schaltkreis und Test-System für verzweigte optische Leitungen, die ihn benutzen |
US5412744A (en) * | 1994-05-02 | 1995-05-02 | At&T Corp. | Frequency routing device having a wide and substantially flat passband |
US5675675A (en) * | 1995-12-29 | 1997-10-07 | Corning Incorporated | Bandwidth-adjusted wavelength demultiplexer |
US5629992A (en) * | 1995-09-14 | 1997-05-13 | Bell Communications Research, Inc. | Passband flattening of integrated optical filters |
US5768450A (en) * | 1996-01-11 | 1998-06-16 | Corning Incorporated | Wavelength multiplexer/demultiplexer with varied propagation constant |
JPH11513138A (ja) * | 1996-07-02 | 1999-11-09 | コーニング インコーポレイテッド | 偏光感度を低減した回折格子 |
-
1996
- 1996-07-01 EP EP96401455A patent/EP0816877A1/en not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-06-18 US US08/878,375 patent/US6141152A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 CA CA002209069A patent/CA2209069A1/en not_active Abandoned
- 1997-07-01 KR KR1019970030508A patent/KR980010486A/ko not_active Application Discontinuation
- 1997-07-01 AU AU28417/97A patent/AU714783B2/en not_active Ceased
- 1997-07-01 JP JP9176034A patent/JPH10115730A/ja not_active Withdrawn
- 1997-07-02 CN CN97113751A patent/CN1171559A/zh active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008501987A (ja) * | 2004-06-04 | 2008-01-24 | エネブレンス インコーポレイテッド | 2段光双方向送受信器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR980010486A (ko) | 1998-04-30 |
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US6141152A (en) | 2000-10-31 |
CA2209069A1 (en) | 1998-01-01 |
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CN1171559A (zh) | 1998-01-28 |
AU714783B2 (en) | 2000-01-13 |
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