JPH10221551A - 波長ルータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｎ×Ｎ規模の波長ルータであって、用いる光
素子数が従来に比べ少ない波長ルータを提供する。Ｎは
２^m （ｍは２以上の正の整数。）である。 【解決手段】 入力ポートおよび出力ポートを２つずつ
有する光素子をN/2 個ずつしかもlog₂N で与えられる段
数具える。各光素子11、13、15、17 を、第１の入力ポート
から光が入力された場合は所定の波長光を第１の出力ポ
ートに出力しそれ以外を第２の出力ポートに出力し、ま
た、第２の入力ポートから光が入力された場合は前記所
定の波長光を前記第２の出力ポートに出力しそれ以外を
前記第１の出力ポートに出力する素子とする。第１段目
の各光素子の入力ポートを波長ルータの入力ポートと
し、第log₂N 段目の各光素子の出力ポートを波長ルータ
の出力ポートとする。ｎ段目の各光素子の出力ポートと
ｎ＋１段目の各光素子の入力ポートとを、バンヤン網に
より接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、波長多重された
光信号に含まれる各波長光ごとの経路を設定する波長ル
ータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】波長ルータの従来例として、例えば文献
Ｉ（ＯＥＣＣ（First Optoelectronics and Communicat
ions Conference ）｀９６，予稿集第４３４〜４３５
頁）に開示されたものがある。

【０００３】この従来の波長ルータは、入力光に含まれ
る複数の波長光を２組に振り分けて２つの出力ポートに
別々に出力する１×２素子を、入力段にＮ行具える。さ
らに２×１の構成の合波素子を、出力段にＮ行具える。
さらに、入力光に含まれる複数の波長光を２組に振り分
けて２つの出力ポートに別々に出力する２×２素子を、
前記入力段および出力段の間に、Ｎ行かつ（ｌｏｇ₂ Ｎ
＋１）で与えられる段数具える（文献ＩのＦｉｇ．８参
照）。これによりＮ×Ｎ規模の波長ルータが構成されて
いる。

【０００４】ここで、一定の波長間隔で光を振り分ける
上記の１×２素子および２×２素子それぞれは、波長の
第１の組をスルー状態で出力し、波長の第２の組をクロ
ス状態で出力するというマッハツェンダ干渉器で構成さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、文献Ｉ
に開示の従来の波長ルータの場合、Ｎ×Ｎ規模の波長ル
ータを構成するためには、Ｎ×（ｌｏｇ₂ Ｎ＋１）個の
素子が必要になる。

【０００６】Ｎ×Ｎ規模の波長ルータであって、それを
構成するための光素子の数が従来に比べて少ない波長ル
ータが望まれる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明によれ
ば、波長多重された光信号の波長ごとの経路を設定する
Ｎ×Ｎ規模の波長ルータにおいて（ただし、Ｎは２^m
（ｍは２以上の正の整数。）で規定される数）、２つの
入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、第１の入力
ポートから光が入力された場合は該光に含まれる所定の
波長光を第１の出力ポートに出力しそれ以外の波長光を
第２の出力ポートに出力し、また、第２の入力ポートか
ら光が入力された場合は該光に含まれる前記所定の波長
光を前記第２の出力ポートに出力しそれ以外の波長光を
前記第１の出力ポートに出力するという相補的動作をす
る光素子を、Ｎ／２個ずつ、しかも、ｌｏｇ₂ Ｎで与え
られる段数具える構成とする。

【０００８】しかも、 第１段目のＮ／２個の各光素子
それぞれの入力ポートを当該波長ルータのＮ個の入力ポ
ートとし、第ｌｏｇ₂ Ｎ段目のＮ／２個の各光素子それ
ぞれの出力ポートを当該波長ルータのＮ個の出力ポート
とする。

【０００９】しかも、ｎ段目のＮ／２個の光素子のＮ個
の出力ポートとｎ＋１段目のＮ／２個の光素子のＮ個の
入力ポートとを、下記のおよびの条件を満たすこと
を前提に、重複なく接続する。

【００１０】：ｎ段目の各光素子ごとの第１および第
２の出力ポート双方を、ｎ＋１段目の同じ光素子には接
続しない（ただし、ｎは１〜ｌｏｇ₂ Ｎである。）。す
なわち、ｎ段目の１つの光素子の第１および第２の出力
ポートが、ｎ＋１段目の１つの光素子の第１および第２
の入力ポートに接続されるような接続関係は除外する
（詳細は図１を参照して後述する。）。

【００１１】：ｎ＝２以降については、上記の条件
に加え、ｎ段目の光素子（着目した光素子とう。）から
これに接続されているｎ−１段目の光素子および該ｎ−
１段目の光素子の他方の出力ポートを介して接続されて
いるｎ段目の他の光素子まで辿ってみて、該ｎ段目の他
の素子が接続を予定しているｎ＋１段目の光素子には、
該着目した光素子は接続しない（詳細は図９を参照して
後述する。）。

【００１２】この発明の波長ルータでは、各光素子が上
述したような相補的動作をする。そのため、各光素子で
は、光が第１および第２のどちらの入力ポートから入力
されるかによって、所定の波長光の振り分け先が異なっ
てくる。したがって、１つの光素子は２倍の経路選択能
力を持つようになるといえる。さらに、この発明の波長
ルータでは、ｎ段目の各光素子とｎ＋１段目の各光素子
とを上記のごとく所定の関係で接続している。

【００１３】これらのことから、該波長ルータに入力さ
れた波長多重光は、各段の光素子を経由するごとに波長
を選別基準として振り分けられる。そして、この波長ル
ータの各出力ポートそれぞれからは、波長多重光のうち
の１つの波長光が重複することなく出力される。

【００１４】したがって、Ｎ×Ｎ規模の波長ルータを、
Ｎ／２×ｌｏｇ₂ Ｎ個の光素子で実現することができ
る。文献Ｉに開示された従来の波長ルータの場合は、Ｎ
×（ｌｏｇ₂ Ｎ＋１）個の素子が必要であったことを考
えると、この発明によれば、文献Ｉに比べて半分以下の
素子数で同じ規模の波長ルータを実現できることが分か
る。

【００１５】なお、各光素子ごとで波長光を振り分ける
際の基準となる波長をどのように設定するかであるが、
これは、波長ルータの各入力ポートに入力される波長多
重光が該波長ルータのＮ個の出力に波長別に重複なくル
ーティングされるならば、どのような設定でも良い。そ
のような設定は種々あると考えられるからである。

【００１６】ただし、この出願に係る発明者は、各光素
子が以下のように波長光を振り分けるように各光素子を
構成すると、少なくとも本発明の効果が得られることを
確認している。なお、波長λ1 〜λN の各光が多重され
ている光信号を扱う例を考える。

【００１７】波長ルータの入力ポートまたは出力ポート
から見て、：第１段目の各光素子は、光が該光素子の
第１の入力ポートから入力された時は、λ1 〜λN のう
ちの１つおきの波長光、例えばλ1 、λ3 、λ5 、・・
・を該光素子の第１の出力ポートから出力し、残りの波
長光を該光素子の第２の出力ポートから出力し、一方、
光が該光素子の第２の入力ポートから入力された時は、
上記１つおきの波長光を該光素子の第２の出力ポートか
ら出力し、残りの波長光を該光素子の第１の出力ポート
から出力するように、構成する。：さらに第２段目の
各光素子は、光が該光素子の第１の入力ポートから入力
された時は、λ1 〜λN のうちの２つおきの波長光、例
えばλ1 、λ2 、λ5 、λ6 、λ9 、λ10、 ・・・を
該光素子の第１の出力ポートから出力し、残りの波長光
を該光素子の第２の出力ポートから出力し、一方、光が
該光素子の第２の入力ポートから入力された時は、上記
２つおきの波長光を該光素子の第２の出力ポートから出
力し、残りの波長光を該光素子の第１の出力ポートから
出力するように、構成する。：さらに第３段目の各光
素子は、光が該光素子の第１の入力ポートから入力され
た時は、λ1 〜λNのうちの４つおきの波長光、例えば
λ1 、λ2 、λ3 、λ4 、λ9 、λ10、λ11、λ12、
・・・を該光素子の第１の出力ポートから出力し、残り
の波長光を該光素子の第２の出力ポートから出力し、一
方、光が該光素子の第２の入力ポートから入力された時
は、上記４つおきの波長光を該光素子の第２の出力ポー
トから出力し、残りの波長光を該光素子の第１の出力ポ
ートから出力するように、構成する。

【００１８】換言すれば、波長ルータの入力ポートまた
は出力ポートから見て、ｎ段目の各光素子は、光が該光
素子の第１の入力ポートから入力された時は、波長多重
された各波長光のうちの２^n-1 （ｎは１〜ｌｏｇ₂ Ｎ）
おきの波長光を該光素子の第１の出力ポートから出力
し、残りの波長光を第２の出力ポートから出力し、一
方、光が該光素子の第２の入力ポートから入力された時
は、上記の２^n-1 おきの波長光を該光素子の第２の出力
ポートから出力し、残りの波長光を第１の出力ポートか
ら出力するように相補的動作をする光素子とすると、少
なくとも本発明の効果が得られる。

【００１９】また、ｎ段目の各光素子とｎ＋１段目の各
光素子との接続を、バンヤン網または請求項３でいう順
環的な接続方法により行なうと、この発明でいう接続関
係を容易に実現することができる。

【００２０】また、この発明の実施に当たり、各光素子
それぞれを、前記所定の波長光を反射するファイバグレ
ーティングを有した光ファイバを含む構成とするのが好
適である。

【００２１】なお、ファイバグレーティングを有した光
ファイバとは、光ファイバの軸に沿ってコア内に所定の
波長光を反射する周期的屈折率分布を有した光ファイバ
である。

【００２２】ファイバグレーティングを有した光ファイ
バを用いる場合、：所定の波長光を特性良く反射しそ
れ以外の波長光を通過させるという利点、：誘電体多
層膜を用いたフィルタ等に比べ構造が簡単であるという
利点、：特に波長ルータを光ファイバを主体として構
築する場合は、光素子と接続経路との接続が容易という
利点等がそれぞれ得られる。

【００２３】さらにこの発明の実施に当たり、第１〜第
３の端子を有し、かつ、第１、第２および第３の端子の
順で循環関係を示し、しかも、前記第２の端子を介し前
記光ファイバの一方端に接続されている第１のサーキュ
レータと、第１〜第３の端子を有し、かつ、第１、第２
および第３の端子の順で循環関係を示し、しかも、前記
第２の端子を介し前記光ファイバの他方端に接続されて
いる第２のサーキュレータとをさらに具える構成とする
のが好適である。

【００２４】この好適例の場合、第１および第２のサー
キュレータそれぞれの第１の端子を本発明の光素子の第
１および第２の入力ポートとして使用出来、第１および
第２のサーキュレータそれぞれの第３の端子を本発明の
光素子の第１および第２の出力ポートとして使用出来
る。しかも、各サーキュレータは、第１、第２および第
３の端子の順で循環関係を示す。すると、第１および第
２のサーキュレータのうちの一方のサーキュレータの第
１の端子から入力した光のうちの、ファイバグレーティ
ングで反射された波長光は、該一方のサーキュレタに戻
った後、その第３の端子から出力される。また、ファイ
バグレーティングで反射されずそこを通過した波長光は
他方のサーキュレータの第３の端子から出力される。し
たがって、光信号の入出力の交通整理が容易に行なえ
る。

【００２５】また、第１および第２のサーキュレータの
代わりに第１および第２のカプラを用いても良い。この
場合も光信号の入出力の交通整理が容易になされる。ま
た、カプラの方がサーキュレータに比べ安価であるの
で、波長ルータの仕様に応じカプラを用いても良い。

【００２６】また、各光素子それぞれを、前記所定の波
長光を反射する誘電体多層膜を用いたフィルタを含む光
素子で構成しても良い。誘電体多層膜を用いたフィルタ
は、その設計技術および製作技術が確立しているので、
波長ルータの設計および製作が容易と考えられる。

【００２７】また、各光素子それぞれを、マッハツェン
ダ干渉器を含む光素子としても良い。マツハツェンダ干
渉器は、基板に作り込むことが出来る。すると、基板に
形成される拡散導波路や埋め込み導波路と、マッハツェ
ンダ干渉器とを組み合わせて本発明の波長ルータを構成
することができる。これは、基板に波長ルータを形成す
る場合に有利といえる。たとえば基板に光集積回路を作
製し、かつ、これに波長ルータを含ませる場合などに有
利といえる。また、マッハツェンダ干渉器は透過率の波
長依存性を制御する際の設計が容易等の利点を有するの
で、波長ルータの設計が容易という利点も得られる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。しかしながら説明に用い
る各図は、この発明を理解することができる程度に概略
的に示してあるにすぎない。また、各図において同様な
構成成分については同一の番号を付して示し、その重複
する説明を省略することもある。

【００２９】１．第１の実施の形態 図１は、第１の実施の形態の波長ルータ１０として、４
×４規模の波長ルータ１０を示した図である。

【００３０】この第１の実施の形態の波長ルータ１０
は、第１段目の光素子として、Ｎ／２個すなわち２個の
光素子１１，１３を具える。さらに第２段目の光素子と
して、Ｎ／２個すなわち２個の光素子１５，１７を具え
る。

【００３１】光素子１１は、第１および第２の入力ポー
ト１１ａ，１１ｂと、第１および第２の出力ポート１１
ｃ，１１ｄとを有する。

【００３２】光素子１３は、第１および第２の入力ポー
ト１３ａ，１３ｂと、第１および第２の出力ポート１３
ｃ，１３ｄとを有する。

【００３３】光素子１５は、第１および第２の入力ポー
ト１５ａ，１５ｂと、第１および第２の出力ポート１５
ｃ，１５ｄとを有する。

【００３４】光素子１７は、第１および第２の入力ポー
ト１７ａ，１７ｂと、第１および第２の出力ポート１７
ｃ，１７ｄとを有する。

【００３５】しかも、各光素子１１〜１７それぞれは、
第１の入力ポートから光が入力された場合は該光に含ま
れる所定の波長光を第１の出力ポートに出力しそれ以外
の波長光を第２の出力ポートに出力し、また、第２の入
力ポートから光が入力された場合は該光に含まれる前記
所定の波長光を前記第２の出力ポートに出力しそれ以外
の波長光を前記第１の出力ポートに出力するという相補
的動作をする光素子としてある（詳細は後述する。）。

【００３６】光素子１１、１３の入力ポート１１ａ，１
１ｂ，１３ａ，１３ｂそれぞれを、この波長ルータ１０
の入力ポートとする。また、光素子１５、１７の出力ポ
ート１５ｃ，１５ｄ，１７ｃ，１７ｄそれぞれを、この
波長ルータ１０の出力ポートとする。

【００３７】また、この波長ルータ１０では、１段目の
光素子１１、１３の合計４個の出力ポート１１ｃ，１１
ｄ，１３ｃ，１３ｄと、２段目の光素子１５、１７の合
計４個の入力ポート１５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂと
を、重複なく接続してある。

【００３８】ただし、この接続に当たっては、１段目の
各光素子ごとの第１および第２の出力ポート双方を、２
段目の同じ光素子には接続しないようにする。具体的に
説明すれば、第１段目の例えば光素子１１の第１および
第２の出力ポート１１ｃ，１１ｄ双方が、第２段目の例
えば光素子１５の入力ポート１５ａ，１５ｂに接続され
ることがないようにする。

【００３９】このような接続条件を満たすために、この
第１の実施の形態では、第１段目の光素子１１、１３と
第２段目の光素子１５、１７との接続形式をバンヤン網
１９としてある。

【００４０】次に、各光素子１１、１３、１５、１７ご
とで波長光を振り分ける際の基準となる波長をどのよう
に設定するかという点および、各素子の具体的な構成例
について順に説明する。

【００４１】先ず、前者の点を、この実施の形態では次
のようにする。ただし、波長ルータ１０では、λ1 、λ
2 、λ3 およびλ4 の各波長光が多重された光信号を扱
う例を考える。

【００４２】第１段目の光素子１１（１３）は、第１の
入力ポート１１ａ（１３ａ）から光が入力されると、波
長λ1 〜λ4 の中の１つおきの波長光を第１の出力ポー
ト１１ｃ（１３ｃ）から出力し、残りの波長光を第２の
出力ポート１１ｄ（１３ｄ）から出力し、また、第２の
入力ポート１１ｂ（１３ｂ）から光が入力されると上記
の１つおきの波長光を第２の出力ポート１１ｄ（１３
ｄ）から出力し、残りの波長光を第１の出力ポート１１
ｃ（１３ｃ）から出力するように動作する光素子として
ある（具体的な構成は後述する。）。

【００４３】さらに、第２段目の光素子１５（１７）
は、第１の入力ポート１５ａ（１７ａ）から光が入力さ
れると波長λ1 〜λ4 の中の２つおきの波長光を第１の
出力ポート１５ｃ（１７ｃ）から出力し、残りの波長光
を第２の出力ポート１５ｄ（１７ｄ）から出力し、ま
た、第２の入力ポート１５ｂ（１７ｂ）から光が入力さ
れると上記２つおきの波長光を第２の出力ポート１５ｄ
（１７ｄ）から出力し、残りの波長光を第１の出力ポー
ト１５ｃ（１７ｃ）から出力するように動作する光素子
としてある（具体的な構成は後述する。）。

【００４４】ここで、１つおきとは、λ1 を基準とする
場合なら、λ1 、λ3 、λ5 、λ7、・・・という意味
である。また、２つおきとは、λ1 を基準とする場合な
ら、「λ1 、λ2 」、「λ5 、λ6 」、「λ9 、λ1
0」、・・・という意味である。

【００４５】ただし、この波長ルータ１０場合は、波長
がλ4 までであるので、第１段目の光素子１１、１３そ
れぞれは、波長λ1 〜λ4 の中の例えばλ1 、λ3 とい
う１つおきの波長光を一方の出力ポートから出力し、残
りの波長光λ2 、λ4 を他方の出力ポートから出力する
ことになる。さらに、第２段目の光素子１５、１７それ
ぞれは、波長λ1 〜λ4 の中の例えばλ1 、λ2 という
波長光を一方の出力ポートから出力し、残りの波長光λ
3 、λ4 を他方の出力ポートから出力することになる。

【００４６】次に、この第１の実施の形態の波長ルータ
１０に備わるの各光素子１１〜１７の具体的な構成例に
ついていくつか説明する。

【００４７】図２は、ファイバグレーティングを有した
光ファイバと、サーキュレータとを用いて光素子１１〜
１７それぞれを構成する例を、光素子１１を例にとって
示した図である。

【００４８】この図２に示した光素子１１は、波長λ1
の光を反射するファイバグレーテイング１１ｘ₁ および
波長λ3 の光を反射するファイバグレーテイング１１ｘ
₂ を有する光ファイバ１１ｘと、該光ファイバ１１ｘの
一方端に接続された第１のサーキュレータ１１ｙと、該
光ファイバ１１ｘの他方端に接続された第２のサーキュ
レータ１１ｚとを含む。以下詳細に説明する。

【００４９】ファイバーグレーテイング１１ｘ₁ 、１１
ｘ₂ それぞれは、光ファイバ１１ｘの軸に沿ってコア内
に波長λ1 の光を反射する周期的屈折率分布および波長
λ3の光を反射する周期的屈折率分布をそれぞれ持たせ
たることで構成する。

【００５０】第１のサーキュレータは１１ｙは、第１〜
第３の端子ａ〜ｃを有し、かつ、第１、第２および第３
の端子の順で循環関係を示す光部品である。この第１の
サーキュレータ１１ｙを、その第２の端子ｂを介し前記
光ファイバ１１ｘの一方端と接続してある。また、この
第１のサーキュレータ１１ｙの第１の端子ａを、入力ポ
ート１１ａと接続し、第１のサーキュレータ１１ｙの第
３の端子ｃを出力ポート１１ｃと接続する。

【００５１】第２のサーキュレータは１１ｚも、第１〜
第３の端子ａ〜ｃを有し、かつ、第１、第２および第３
の端子の順で循環関係を示す光部品である。この第２の
サーキュレータ１１ｚを、その第２の端子ｂを介し前記
光ファイバ１１ｘの他方端と接続してある。また、この
第２のサーキュレータ１１ｚの第１の端子ａを、入力ポ
ート１１ｂと接続し、第２のサーキュレータ１１ｚの第
３の端子ｃを出力ポート１１ｄと接続する。

【００５２】この図２を用いて説明した光素子１１で
は、波長λ1 、λ2 、λ3 およびλ4を含む光を、例え
ば入力ポート１１ａに入力すると（図２中の実線で示し
た矢印の経路）、波長λ1 、λ3 の各光は、ファイバグ
レーティング１１ｘ₁ または１１ｘ₂ により反射されて
第１のサーキュレ−タ１１ｙに戻った後に、出力ポート
１１ｃから後段に出力される。一方、波長λ2 、λ4 の
各光は、ファイバグレーティング１１ｘ₁ および１１ｘ
₂ をそのまま通過して第２のサーキュレ−タ１１ｚに至
った後に、出力ポート１１ｄから後段に出力される。

【００５３】また、この図２を用いて説明した光素子１
１では、波長λ1 、λ2 、λ3 およびλ4 を含む光を、
入力ポート１１ｂに入力すると（図２中の破線で示した
矢印の経路）、波長λ1 、λ3 の各光は、ファイバグレ
ーティング１１ｘ₁ または１１ｘ₂ により反射されて第
２のサーキュレ−タ１１ｚに戻った後に、出力ポート１
１ｄから後段に出力される。一方、波長λ2 、λ4 の各
光は、ファイバグレーティング１１ｘ₁ および１１ｘ₂
をそのまま通過して第１のサーキュレ−タ１１ｙに至っ
た後に、出力ポート１１ｃから後段に出力される。

【００５４】このように図２を用いて説明した光素子で
は、入力ポート１１ａ，１３ｃのいずれに光を入れるか
によって、逆の波長ルーティング（相補的動作）が行な
われる。

【００５５】なお、光素子１３は図２を用いて説明した
と同様な構成とすれば良い。また、光素子１５、１７そ
れぞれについては、図２を用いて説明した光素子の構成
において、ファイバグレーティング１１ｘ₁ は波長λ2
の光を反射し、ファイバグレーティング１１ｘ₂₁は波長
λ4 の光を反射するように、各ファイバグレーティング
を変更すれば良い。

【００５６】また、図３（Ａ）、（Ｂ）は、ファイバグ
レーティングを有した光ファイバと、カプラとを用いて
光素子１１〜１７それぞれを構成する例を、光素子１１
を例にとって示した図である。

【００５７】先ず図３（Ａ）は、上述した第１のサーキ
ュレータおよび第２のサーキュレータの代わりに、第１
のカプラー１１ｅ₁ および第２のカプラ１１ｅ₂ をそれ
ぞれ用いた例である。これらのカプラー１１ｅ₁ 、１１
ｅ₂ は、例えば３ｄＢカプラ等と称される公知のもので
良い。

【００５８】また図３（Ｂ）は、ファイバグレーティン
グを有する光ファイバ１１ｘを、第１および第２のカプ
ラ１１ｅ₁ ，１１ｅ₂ 間にさらに１本追加した構成とし
た例である。この図３（Ｂ）のものは、図３（Ａ）のも
のより光の損失を少なくできる構造である。

【００５９】なお、これらカプラーを用いた光素子の場
合も、波長の振り分けられ方は、図２の光素子と同様で
ある。

【００６０】また、図４は、誘電体多層膜を用いて光素
子１１〜１７それぞれを構成する例を、光素子１１を例
にとって示した図である。

【００６１】この図３に示した光素子１１は、誘電体多
層膜を用いて構成され、波長λ1 の光および波長λ3 の
光を反射しかつその他の波長光（ここではλ2 、λ4 の
各光）を透過するフィルタ１１ｆを含む。このフィルタ
１１ｆは、波長λ1 の光を反射する誘電体膜と波長λ3
の光を反射する誘電体膜とを重ねることにより構成する
ことができる。

【００６２】また、この図３に示した光素子では、第１
の入力ポート１１ａから入射されフィルタ１１ｆで反射
された波長λ1 および波長λ3 の光と、第２の入力ポー
ト１１ｂから入射されフィルタ１１ｆを透過した光とを
拾える位置に第１の出力ポート１１ｃを配置する。第２
の入力ポート１１ｂから入射されフィルタ１１ｆで反射
された波長λ1 および波長λ3 の光と、第１の入力ポー
ト１１ａから入射されフィルタ１１ｆを透過した光とを
拾える位置に第２の出力ポート１１ｃを配置する。

【００６３】なお図３に示した例では、入力ポート１１
ａ，１１ｂと出力ポート１１ｃ，１１ｄそれぞれの、フ
ィルタ１１ｆ側に、光コリメータ１１ｇをそれぞれ設け
ている。ビームが広がるのを防止して光の損失を低減す
るためである。

【００６４】この図４を用いて説明した光素子の場合
も、図２を用いて説明した光素子と同様の動作が得られ
る。

【００６５】また、図５は、マッハツェンダ干渉器１１
ｍを用いて光素子１１〜１７それぞれを構成する例を、
光素子１１を例にとって示した図である。

【００６６】マッハツェンダ干渉器１１ｍは、光路長の
異なる第１の導波路１１ｍ₁ および第２の導波路１１ｍ
₂ と、これら導波路１１ｍ₁ および１１ｍ₂ それぞれの
一方端を近接させたて構成した第１のカプラ１１ｍ₃
と、これら導波路１１ｍ₁ および１１ｍ₂ それぞれの他
方を近接させて構成した第２のカプラ１１ｍ₄ とで構成
する。第１および第２の導波路１１ｍ₁ ，１１ｍ₂ それ
ぞれの、第１のカプラ１１ｍ₃ 側の端部を入力ポート１
１ａ，１１ｂとする。第１および第２の導波路１１ｍ
₁ ，１１ｍ₂ それぞれの、第２のカプラ１１ｍ₄ 側の端
部を出力ポート１１ｃ，１１ｄとする。

【００６７】このマッハツェンダ干渉器１１ｍでは、第
１および第２の出力ポート１１ｃ，１１ｄに振り分ける
波長の設定は、第１および第２の導波路１１ｍ₁ 、１１
ｍ₂の長さを制御することにより行なうことができる。
このマッハツェンダ干渉器１１ｍの設計についての詳細
は、例えば、文献（J.Lightwave Thechnology,Vol.13,7
3,(1995)）に記載されているので、ここでは省略する。

【００６８】この第１の実施の形態の波長ルータ１０で
は、各光素子ごとで、既に説明した原理に従い光の振り
分けがされてゆき、波長ごとのルーティングが行なわれ
る。その様子を図６〜図８に示した。

【００６９】ここで、図６は、波長ルータ１０の第１段
目の光素子１１、１３での波長ルーティング例を示して
いる。詳細には、波長λ1 〜λ4 の波長多重光を、各入
力ポート１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂに個別に入力
したときの、第１段目の光素子１１，１３の各出力ポー
ト１１ｃ，１１ｄ，１３ｃ，１３ｄに出力される波長光
を示した図である。

【００７０】また、図７は、波長ルータ１０の第２段目
の光素子１５、１７での波長ルーティング例を示してい
る。詳細には、第１段目の光素子１１、１３において図
６に示したように波長ルーテングされた光が、第２段目
の光素子１５、１７でどのように波長ルーティングされ
るかを示した図である。ただし、図６中の１１ａ→１５
ａ等は、第２段目の光素子１５または１７に至るまでの
光の経路を示している。すなわち、１１ａ→１５ａの例
であれば、入力ポート１１ａから波長多重光λ1 〜λ4
が入力されその一部の光である波長λ1 、λ3 の各光が
光素子１５の入力ポート１５ａまで至っているという意
味である。

【００７１】また、図８は、波長ルータ１０での総合的
な波長ルーティング結果を示している。

【００７２】図８から、波長ルータ１０の各入力ポート
１１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂそれぞれに波長多重光
λ1 〜λ4 を入力すると、波長ルータ１０の各出力ポー
ト１１ｃ，１１ｄ，１３ｃ，１３ｄには、λ1 〜λ4 の
うちの別々の１つの波長光が出力されることが分かる。

【００７３】したがって、この発明によれば、Ｎ×Ｎ規
模の波長ルータが、Ｎ／２×ｌｏｇ₂ Ｎ個の光素子によ
って実現できることが理解できる。

【００７４】２．第２の実施の形態 次に、第１の実施の形態と同様な考えを８×８規模の波
長ルータに適用した例（第２の実施の形態の波長ルー
タ）について説明する。図９はその説明に供する図であ
る。

【００７５】この８×８規模の波長ルータ２０は、第１
段目の光素子として、Ｎ／２個、すなわちＮ＝８である
ので、４個の光素子２１、２３、２５、２７を具える。
さらに第２段目の光素子として、Ｎ／２個すなわち４個
の光素子３１、３３、３５、３７を具える。さらに、第
３段目の光素子として、Ｎ／２個すなわち４個の光素子
４１、４３、４５、４７を具える。

【００７６】これら各光素子２１〜４７は、いずれも第
１および第２の入力ポートと第１および第２の出力ポー
トとを具える。図９では、各光素子の第１の入力ポート
は、光素子に付した番号の後にａを付加して示してあ
る。すなわち光素子２１であれば２１ａのように示して
ある。また図９では、各光素子の第２の入力ポートは、
光素子に付した番号の後にｂを付加して示してある。す
なわち、光素子２１であれば２１ｂのように示してあ
る。また図９では、各光素子の第１の出力ポートは、光
素子に付した番号の後にｃを付加して示してある。すな
わち、光素子２１であれば２１ｃのように示してある。
また図９では、各光素子の第２の出力ポートは、光素子
に付した番号の後にｄを付加して示してある。すなわ
ち、光素子２１であれば２１ｄのように示してある。

【００７７】さらにこれら光素子２１〜４７は、いずれ
も、第１の実施の形態において詳細に説明したように、
相補的な動作をする光素子としてある。これについて具
体的に説明する。ただし、波長ルータ２０では、λ1 〜
λ8 の８種類の波長光が多重されている光信号を扱う例
を考える。

【００７８】第１段目の各光素子２１、２３、２５、２
７それぞれは、第１の入力ポートから光が入力される
と、波長λ1 〜λ8 の中の１つおきの波長光として例え
ばλ1、λ3 、λ5 、λ7 の各光を第１の出力ポートか
ら出力し、残りの波長光を第２の出力ポートから出力
し、また、第２の入力ポートから光が入力されると上記
の１つおきの波長光を第２の出力ポートから出力し、残
りの波長光を第１の出力ポートから出力するという相補
的な動作をする。

【００７９】さらに、第２段目の各光素子３１、３３、
３５、３７それぞれは、第１の入力ポートから光が入力
されると、波長λ1 〜λ8 の中の２つおきの波長光とし
て例えばλ1 、λ2 、λ5 、λ6 の各光を第１の出力ポ
ートから出力し、残りの波長光を第２の出力ポートから
出力し、また、第２の入力ポートから光が入力されると
上記の２つおきの波長光を第２の出力ポートから出力
し、残りの波長光を第１の出力ポートから出力するとい
う相補的な動作をする。

【００８０】さらに、第３段目の各光素子４１、４３、
４５、４７それぞれは、第１の入力ポートから光が入力
されると、波長λ1 〜λ8 の中の４つおきの波長光とし
て例えばλ1 、λ2 、λ3 、λ4 の各光を第１の出力ポ
ートから出力し、残りの波長光を第２の出力ポートから
出力し、また、第２の入力ポートから光が入力されると
上記の２つおきの波長光を第２の出力ポートから出力
し、残りの波長光を第１の出力ポートから出力するとい
う相補的な動作をする。

【００８１】これら各光素子２１〜４７それぞれは、例
えば図２〜図５を参照して説明した各種の構造であって
波長設定に応じた適正な変更がされた構造により実現す
ることができる。

【００８２】また、第１段目の各光素子２１〜２７と第
２段目の各光素子３１〜３７との接続、さらに、第２段
目の各光素子３１〜３７と第３段目の各光素子４１〜４
７との接続は、第１の実施の形態において説明した原則
に従い、行なう。

【００８３】ただし、この場合は、２段目以降の接続を
行なう必要があるので、それについてはさらに次の条件
を満たすようにする。すなわち、ｎ段目の光素子（着目
した光素子）からこれに接続されているｎ−１段目の光
素子および該ｎ−１段目の光素子の他方の出力ポートを
介して接続されているｎ段目の他の光素子まで辿ってみ
て、該ｎ段目の他の素子が接続を予定しているｎ＋１段
目の光素子には、該着目した光素子は接続しない。これ
について具体的に説明する。

【００８４】図９において第２段目の各光素子のうちの
例えば光素子３３に着目する。この光素子３３の第１の
出力ポート３３ｃは、第３段目の各光素子のうちの光素
子４３の第１の入力ポート４３ａに接続してあるとす
る。このような時、光素子３３の第２の出力ポート３３
ｄを第３段目の各光素子のうちのどの光素子に接続する
かを考える。先ず、接続の原則があるので、光素子４
３は対象外となる。次に、接続の原則に従い、光素子
３３から、これに接続されている第１段目の光素子を捜
す。すると、光素子２１、２３の２つがこれに該当す
る。次に、これら光素子２１、２３に、光素子３３以外
で接続されている第２段目の他の光素子を捜す。ここで
は、光素子３１がこれに該当する。次に、この光素子３
１が接続しようとしている第３段目の光素子を捜す。こ
こでは、光素子４１、４５がそれぞれこれに該当する。
そこで、光素子３３の第２の出力ポート３３ｄは、光素
子４１、４５以外の光素子に接続する。ここでは、光素
子３３の第２の出力ポート３３ｄは、光素子４７の第１
の入力ポート４７ａと接続してある。このようにして、
第２段目の各光素子と第３段目の各光素子とを接続して
ゆく。

【００８５】この８×８規模の波長ルータ２０の基本的
な動作は、波長ルータ１０と同様である。そこで、動作
の詳細な説明は省略することとし、波長ルータ２０での
波長ルーティングの様子のみ図１０に示す。

【００８６】図９および図１０から、８×８規模の波長
ルータであっても、Ｎ／２×ｌｏｇ₂ Ｎ個の光素子によ
って実現できることが理解できる。

【００８７】３．第３の実施の形態 次に、ｎ段目の各光素子とｎ＋１段目の各光素子との接
続の仕方を、上述の第１の実施の形態や第２の実施の形
態の場合とは違えた例について説明する。まず、４×４
規模の波長ルータの例を説明する。この説明を図１１を
参照して行なう。

【００８８】この第３の実施の形態の波長ルータ５０
は、第１段目のＮ／２個の光素子として光素子１１、１
３を具える。さらに、第１段目のＮ／２個の光素子とし
て光素子１５、１７を具える。

【００８９】これら各光素子１１〜１７それぞれの基本
的な構成は、第１の実施の形態にて説明した各光素子１
１〜１３と同様で良い。ただし、各光素子１１〜１７そ
れぞれは、各光素子において光を振り分ける際の基準と
なる波長がたとえば以下のようになるように、構成して
ある。ただし、波長ルータ５０が、波長多重光として、
波長λ1 〜λ4 の光を扱う例を考える。

【００９０】光素子１１は、第１の入力ポート１１ａか
ら光が入力されると、波長λ1 〜λ4 の光のうちの、２
つおきの波長λ1 、λ2 を、第１の出力ポート１１ｃか
ら出力し、残りの波長光を第２の出力ポート１１ｄから
出力し、また、第２の入力ポート１１ｂから光が入力さ
れると上記のλ1 、λ2 の各光を第２の出力ポート１１
ｄから出力し、残りの波長光を第１の出力ポート１１ｃ
から出力するという相補的な動作をする。なお、図１１
中の（λ1 、λ2 ）等は、その光素子で光を振り分ける
基準の波長の意味である。以下の図１３中の（λ3 、λ
4 、λ5 、λ6）等において同じ。

【００９１】また、光素子１３は、光を振り分ける基準
の波長がλ2 、λ3 であることを除いて、光素子１１と
同様の動作をする。

【００９２】また、光素子１５は、光を振り分ける基準
の波長が波長λ1 〜λ4 の光のうちの、１つおきの波長
λ2 、λ4 であることを除いて光素子１１と同様の動作
をする。

【００９３】また、光素子１７は、光を振り分ける基準
の波長がλ1 、λ3 であることを除いて、光素子１５と
同様の動作をする。

【００９４】すなわち、この第３の実施の形態の場合
は、波長ルータ５０の入力ポート側からでなく出力ポー
ト側から見て第１段目の各光素子の、光を振り分ける基
準の波長が、波長λ1 〜λ4 の光のうちの１つおきの波
長となってる。また、波長ルータ５０の出力ポート側か
ら見て第２段目の各光素子の、光を振り分ける基準の波
長が、波長λ1 〜λ4 の光のうちの２つおきの波長とな
っている。

【００９５】また、第１段目の各光素子と第２段目の各
光素子との接続は、次のように行なってある。

【００９６】光素子１１の第１の出力ポート１１ｃを光
素子１７の第２の入力ポート１７ｂに接続し、この光素
子１７の第１の入力ポート１７ａを光素子１３の第２の
出力ポート１３ｄに接続し、この光素子１３の第１の出
力ポート１３ｃを光素子１５の第２の入力ポート１５ｂ
に接続し、この光素子１５の第１の入力ポート１５ａを
光素子１１の第２の出力ポート１１ｄに接続してある。
このように接続を行なうと、第１段目の各光素子と第２
段目の各光素子との接続において、第１の（第２の）出
力ポートと第１の（第２の）入力ポートとが接続される
という関係は生じない。すなわち、第１の入力ポートは
第２の出力ポートに、また、第２の入力ポートは第１の
出力ポートに接続されるという順環的（循環的）な接続
経路５１を構成することが出来る。

【００９７】この第３の実施の形態の波長ルータ５０の
基本的な動作は、波長ルータ１０と同様である。そこ
で、動作の詳細な説明は省略することとし、波長ルータ
５０での波長ルーティングの様子のみ図１２に示す。

【００９８】図１１および図１２から、接続経路を変え
ても、Ｎ×Ｎ規模の波長ルータが、Ｎ／２×ｌｏｇ₂ Ｎ
個の光素子によって実現できることが分かる。

【００９９】また、図１２から、出力ポート１７ｄ、１
７ｃ、１５ｄ、１５ｃおよび１７ｄという順でみたと
き、各出力ポートから出力される波長が順番に並ぶよう
になることが分かる。

【０１００】４．第４の実施の形態 この第４の実施の形態の波長ルータ６０は、第３の実施
の形態の波長ルータ５０の考え方を、８×８規模の波長
ルータに適用した例である。

【０１０１】この第４の実施の形態の波長ルータ６０
は、第１段目のＮ／２個の光素子として光素子２１、２
３、２５、２７を具える。さらに、第２段目のＮ／２個
の光素子として光素子３１、３３、３５、３７を具え
る。さらに、第３段目のＮ／２個の光素子として光素子
４１、４３、４５、４７を具える。

【０１０２】これら各光素子２１〜４７それぞれの基本
的な構成は、第２の実施の形態にて説明した各光素子２
１〜４７と同様で良い。ただし、各光素子２１〜４７そ
れぞれは、各光素子において光を振り分ける際の基準と
なる波長がたとえば以下のようになるように、構成して
ある。ただし、波長ルータ６０が、波長多重光として、
波長λ1 〜λ8 の光を扱う例を考える。

【０１０３】光素子２１は、第１の入力ポート２１ａか
ら光が入力されると、波長λ1 〜λ8 の光のうちの、４
つおきの波長λ3 、λ4 、λ5 、λ6 を、第１の出力ポ
ート２１ｃから出力し、残りの波長光を第２の出力ポー
ト２１ｄから出力し、また、第２の入力ポート２１ｂか
ら光が入力されると上記の波長λ3 、λ4 、λ5 、λ6
の各光を第２の出力ポート２１ｄから出力し、残りの波
長光を第２の出力ポート２１ｃから出力するという相補
的な動作をする。

【０１０４】また、光素子２３は、光を振り分ける基準
の波長がλ1 、λ2 、λ3 、λ4 であることを除いて、
光素子２１と同様の動作をする。

【０１０５】また、光素子２５は、光を振り分ける基準
の波長がλ4 、λ5 、λ6 、λ7 であることを除いて、
光素子２１と同様の動作をする。

【０１０６】また、光素子２７は、光を振り分ける基準
の波長がλ2 、λ3 、λ4 、λ5 であることを除いて、
光素子２１と同様の動作をする。

【０１０７】光素子３１は、第１の入力ポート３１ａか
ら光が入力されると、波長λ1 〜λ8 の光のうちの、２
つおきの波長λ1 、λ2 、λ5 、λ6 を、第１の出力ポ
ート３１ｃから出力し、残りの波長光を第２の出力ポー
ト３１ｄから出力し、また、第２の入力ポート３１ｂか
ら光が入力されると上記の波長λ1 、λ2 、λ5 、λ6
の各光を第２の出力ポート３１ｄから出力し、残りの波
長光を第１の出力ポート３１ｃから出力するという相補
的な動作をする。

【０１０８】また、光素子３３は、光素子３１と同様の
構成としてある。

【０１０９】また、光素子３５は、光を振り分ける基準
の波長がλ2 、λ3 、λ6 、λ7 であることを除いて、
光素子３１と同様の動作をする。

【０１１０】また、光素子３７は、光素子３５と同様の
構成としてある。

【０１１１】光素子４１は、第１の入力ポート４１ａか
ら光が入力されると、波長λ1 〜λ8 の光のうちの、１
つおきの波長λ2 、λ4 、λ6 、λ8 を、第１の出力ポ
ート４１ｃから出力し、残りの波長光を第２の出力ポー
ト４１ｄから出力し、また、第２の入力ポート４１ｂか
ら光が入力されると上記の波長λ2 、λ4 、λ6 、λ8
の各光を第２の出力ポート４１ｄから出力し、残りの波
長光を第１の出力ポート４１ｃから出力するという相補
的な動作をする。

【０１１２】また、光素子４３は、光素子４１と同様の
構成としてある。

【０１１３】また、光素子４５は、光を振り分ける基準
の波長がλ1 、λ3 、λ5 、λ7 であることを除いて、
光素子４１と同様の動作をする。

【０１１４】また、光素子４７は、光素子４５と同様の
構成としてある。

【０１１５】すなわち、この第４の実施の形態の場合
は、波長ルータ６０の出力ポート側から見て第１段目の
各光素子の、光を振り分ける基準の波長が、波長λ1 〜
λ8 の光のうちの１つおきの波長となっており、第２段
目の各光素子の、光を振り分ける基準の波長が、波長λ
1 〜λ8 の光のうちの２つおきの波長となっており、第
３段目の各光素子の、光を振り分ける基準の波長が、波
長λ1 〜λ8 の光のうちの４つおきの波長となってい
る。

【０１１６】また、第１段目の各光素子と第２段目の各
光素子との接続は、次のように行なってある。

【０１１７】光素子２１、２３、３１および３３の間
を、図１１を用いて説明した順環的な接続経路５１によ
り接続してある。さらに、光素子２５、２７、３５およ
び３７の間を、図１１を用いて説明した順環的な接続経
路５１により接続してある。さらに光素子３１、３７、
４１および４７の間を、図１１を用いて説明した順環的
な接続経路５１により接続してある。さらに、光素子３
３、３５、４５および４７の間を、図１１を用いて説明
した順環的な接続経路５１により接続してある。

【０１１８】この第４の実施の形態の波長ルータ６０の
基本的な動作は、波長ルータ１０と同様である。そこ
で、動作の詳細な説明は省略することとし、波長ルータ
６０での波長ルーティングの様子のみ図１４に示す。

【０１１９】図１３および図１４から、接続経路を変え
ても、８×８規模の波長ルータが、Ｎ／２×ｌｏｇ₂ Ｎ
個の光素子、すなわち４×３個の光素子によって実現で
きることが分かる。

【０１２０】また、図１４から、出力ポート４７ｄ、４
７ｃ、４５ｄ、４５ｃ、４３ｄ、４３ｃ、４１ｄ、４１
ｃおよび４７ｄの順でみたとき、各出力ポートから出力
される波長が順番に並ぶようになることが分かる。

【０１２１】

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の波長ルータによれば、所定の相補的な動作をする
光素子を、Ｎ／２個ずつ、しかも、ｌｏｇ₂ Ｎで与えら
れる段数具える。しかも、 第１段目のＮ／２個の各光
素子それぞれの入力ポートを当該波長ルータのＮ個の入
力ポートとし、第ｌｏｇ₂ Ｎ段目のＮ／２個の各光素子
それぞれの出力ポートを当該波長ルータのＮ個の出力ポ
ートとする。そして、ｎ段目のＮ／２個の光素子のＮ個
の出力ポートとｎ＋１段目のＮ／２個の光素子のＮ個の
入力ポートとを、所定の関係で接続してある。

【０１２２】そのため、Ｎ×Ｎ規模の波長ルータを、Ｎ
／２×ｌｏｇ₂ Ｎこの光素子数で実現することができ
る。そのため、従来に比べて、半分以下の光素子数で、
Ｎ×Ｎ規模の波長ルータを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の波長ルータの全体構成を説
明する図である。

【図２】この発明の波長ルータに備わる光素子の具体的
な構成例を説明する図である。

【図３】 この発明の波長ルータに備わる光素子の他の
具体的な構成例を説明する図である。

【図４】この発明の波長ルータに備わる光素子のさらに
他の具体的な構成例を説明する図である。

【図５】この発明の波長ルータに備わる光素子のさらに
他の具体的な構成例を説明する図である。

【図６】第１の実施の形態の波長ルータ１０の第１段目
の光素子でなされる波長ルーティングの様子を示した図
である。

【図７】第１の実施の形態の波長ルータ１０の第２段目
の光素子でなされる波長ルーティングの様子を示した図
である。

【図８】第１の実施の形態の波長ルータ１０でなされる
波長ルーティングの様子を示した図である。

【図９】第２の実施の形態の波長ルータの全体構成を説
明する図である。

【図１０】第２の実施の形態の波長ルータ２０でなされ
る波長ルーティングの様子を示した図である。

【図１１】第３の実施の形態の波長ルータの全体構成を
説明する図である。

【図１２】第３の実施の形態の波長ルータ５０でなされ
る波長ルーティングの様子を示した図である。

【図１３】第４の実施の形態の波長ルータの全体構成を
説明する図である。

【図１４】第４の実施の形態の波長ルータ６０でなされ
る波長ルーティングの様子を示した図である。

【符号の説明】

１０：第１の実施の形態の波長ルータ １１，１３：第１段目のＮ／２個の光素子 １５，１７：第２段目のＮ／２個の光素子 １１ａ，１１ｂ，１３ａ，１３ｂ：波長ルータの入力ポ
ート １１ｃ，１１ｄ，１３ｃ，１３ｄ：第１段目の光素子の
出力ポート １５ａ，１５ｂ，１７ａ，１７ｂ：第２段目の光素子の
入力ポート １５ｃ，１５ｄ，１７ｃ，１７ｄ：波長ルータの出力ポ
ート １９：接続経路 １１ｘ：光ファイバ １１ｘ₁ ，１１ｘ₂ ：ファイバーグレーティング １１ｙ：第 1のサーキュレータ １１ｚ：第２のサーキュレータ ａ：サーキュレータの第１の端子 ｂ：サーキュレータの第２の端子 ｃ：サーキュレータの第３の端子 １１ｅ₁ ：第１のカプラ １１ｅ₂ ：第２のカプラ １１ｆ：誘電体多層膜を用いたフィルタ １１ｇ：光コリメータ １１ｍ：マッハツェンダ干渉器 １１ｍ₁ ：第１の導波路 １１ｍ₂ ：第２の導波路 １１ｍ₃ ：第１のカプラ １１ｍ₄ ：第２のカプラ ２０：第２の実施の形態の波長ルータ ５０：第３の実施の形態の波長ルータ ５１：順環的な接続経路 ６０：第４の実施の形態の波長ルータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 波長多重された光信号の波長ごとの経路
   を設定するＮ×Ｎ規模の波長ルータにおいて（ただし、
   Ｎは２^m （ｍは２以上の正の整数。）で規定される
   数）、 ２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有し、第１
   の入力ポートから光が入力された場合は該光に含まれる
   所定の波長光を第１の出力ポートに出力しそれ以外の波
   長光を第２の出力ポートに出力し、また、第２の入力ポ
   ートから光が入力された場合は該光に含まれる前記所定
   の波長光を前記第２の出力ポートに出力しそれ以外の波
   長光を前記第１の出力ポートに出力するという相補的動
   作をする光素子を、Ｎ／２個ずつ、しかも、ｌｏｇ₂ Ｎ
   で与えられる段数具え、 第１段目のＮ／２個の各光素子それぞれの入力ポートを
   当該波長ルータのＮ個の入力ポートとし、第ｌｏｇ₂ Ｎ
   段目のＮ／２個の各光素子それぞれの出力ポートを当該
   波長ルータのＮ個の出力ポートとし、 ｎ段目のＮ／２個の光素子のＮ個の出力ポートとｎ＋１
   段目のＮ／２個の光素子のＮ個の入力ポートとを、下記
   のおよびの条件を満たすことを前提に、重複なく接
   続してあることを特徴とする波長ルータ。 ：ｎ段目の各光素子ごとの第１および第２の出力ポー
   ト双方を、ｎ＋１段目の同じ光素子には接続しない（た
   だし、ｎは１〜ｌｏｇ₂ Ｎである。）。 ：ｎ＝２以降については、上記の条件に加え、ｎ段
   目の光素子（着目した光素子）からこれに接続されてい
   るｎ−１段目の光素子および該ｎ−１段目の光素子の他
   方の出力ポートを介して接続されているｎ段目の他の光
   素子まで辿ってみて、該ｎ段目の他の素子が接続を予定
   しているｎ＋１段目の光素子には、該着目した光素子は
   接続しない。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の波長ルータにおいて、 前記ｎ段目のＮ／２個の各光素子のＮ個の出力ポートと
   ｎ＋１段目のＮ／２個の各光素子のＮ個の入力ポートと
   の接続形式を、バンヤン網としてあることを特徴とする
   波長ルータ。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の波長ルータにおいて、 前記ｎ段目のＮ／２個の各光素子のＮ個の出力ポートと
   ｎ＋１段目のＮ／２個の各光素子のＮ個の入力ポートと
   の接続を、前記およびの条件と以下のの条件とを
   満たすように行なってあることを特徴とする波長ルー
   タ。 ：ｎ段目の各光素子それぞれに着目したとき、該着目
   した光素子の第１の出力ポートを、ｎ＋１段目のＮ／２
   個の光素子から選択した１つの光素子の第２の入力ポー
   トに接続し、 ｎ＋１段目の各光素子の中の前記選択した１つの光素子
   の第１の入力ポートを、ｎ段目の各光素子の中の他の１
   つの光素子の第２の出力ポートに接続し、 ｎ段目の各光素子の中の前記他の１つの光素子の第１の
   出力ポートを、ｎ＋１段目のＮ／２個の光素子から選択
   した他の１つの光素子の第２の入力ポートに接続し、か
   つ、 ｎ＋１段目のＮ／２個の光素子から選択した前記他の１
   つの光素子の第１の入力ポートを、前記着目した光素子
   の第２の出力ポートに接続するという順環的な接続。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の波長ルータにおいて、 前記各光素子それぞれを、前記所定の波長光を反射する
   ファイバグレーティングを有した光ファイバを含む光素
   子としてあることを特徴とする波長ルータ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の波長ルータにおいて、 前記各光素子それぞれを、 第１〜第３の端子を有し、かつ、第１、第２および第３
   の端子の順で循環関係を示し、しかも、前記第２の端子
   を介し前記光ファイバの一方端に接続されている第１の
   サーキュレータと、 第１〜第３の端子を有し、かつ、第１、第２および第３
   の端子の順で循環関係を示し、しかも、前記第２の端子
   を介し前記光ファイバの他方端に接続されている第２の
   サーキュレータとをさらに含む光素子としてあることを
   特徴とする波長ルータ。
6. 【請求項６】 請求項４に記載の波長ルータにおいて、 前記各光素子それぞれを、 前記光ファイバの一方端に接続された第１のカプラー
   と、 前記光ファイバの他方端に接続された第２のカプラーと
   をさらに含む光素子としてあることを特徴とする波長ル
   ータ。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の波長ルータにおいて、 前記各光素子それぞれを、前記所定の波長光を反射する
   誘電体多層膜を用いたフィルタを含む光素子としてある
   ことを特徴とする波長ルータ。
8. 【請求項８】 請求項１に記載の波長ルータにおいて、 前記各光素子それぞれを、マッハツェンダ干渉器を含む
   光素子としてあることを特徴とする波長ルータ。