JPH11133469A - 波長分割多重化交差接続装置 - Google Patents
波長分割多重化交差接続装置Info
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- JPH11133469A JPH11133469A JP10244550A JP24455098A JPH11133469A JP H11133469 A JPH11133469 A JP H11133469A JP 10244550 A JP10244550 A JP 10244550A JP 24455098 A JP24455098 A JP 24455098A JP H11133469 A JPH11133469 A JP H11133469A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 スイッチの機能とＷＧＲの機能を集積し、そ
の大きさを低減するようなＷＤＭを提供すること。 【解決手段】 本発明の波長分割多重化（ＷＤＭ）交差
接続装置は、それらの間にノンゼロの位相シフトを有
し、入力ポートにほぼ等しく結合される複数個の角度分
散素子を有する第１ユニット１１０と、それらの間にノ
ンゼロの位相シフトを有し、出力ポートにほぼ等しく結
合される複数個の角度分散素子を有する第２ユニット１
２０と、前記第１ユニットの角度分散素子からのイメー
ジを前記第２ユニットの角度分散素子からの同一周波数
のイメージに搬送し、第１ユニット内の選択された入力
ポートからの信号を第２ユニット内の選択された出力ポ
ートへ向けるためにそれらのイメージ間の相対的位相を
制御する位相シフタユニット１４０とからなることを特
徴とする。
の大きさを低減するようなＷＤＭを提供すること。 【解決手段】 本発明の波長分割多重化（ＷＤＭ）交差
接続装置は、それらの間にノンゼロの位相シフトを有
し、入力ポートにほぼ等しく結合される複数個の角度分
散素子を有する第１ユニット１１０と、それらの間にノ
ンゼロの位相シフトを有し、出力ポートにほぼ等しく結
合される複数個の角度分散素子を有する第２ユニット１
２０と、前記第１ユニットの角度分散素子からのイメー
ジを前記第２ユニットの角度分散素子からの同一周波数
のイメージに搬送し、第１ユニット内の選択された入力
ポートからの信号を第２ユニット内の選択された出力ポ
ートへ向けるためにそれらのイメージ間の相対的位相を
制御する位相シフタユニット１４０とからなることを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割マルチプ
レクサ（ＷＤＭ）に関し、特に角度分散素子と位相シフ
タを用いた波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置に関
する。
レクサ（ＷＤＭ）に関し、特に角度分散素子と位相シフ
タを用いた波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置
（波長変換を用いない装置）は、あるラインの波長チャ
ネルを別のラインの波長チャネルと交換する装置であ
る。この種の従来設計は例えば導波路グレーティングル
ータ（Waveguide Grating Router−ＷＧＲ）のような波
長マルチプレクサの組の間で交換器のマトリックスを用
いている。例えばこれに関しては以下の論文を参照され
たい。
（波長変換を用いない装置）は、あるラインの波長チャ
ネルを別のラインの波長チャネルと交換する装置であ
る。この種の従来設計は例えば導波路グレーティングル
ータ（Waveguide Grating Router−ＷＧＲ）のような波
長マルチプレクサの組の間で交換器のマトリックスを用
いている。例えばこれに関しては以下の論文を参照され
たい。
【０００３】［1］M.K. Smit, "New focusing and disp
ersive planar component based onan optical phased
array," Electron. Lett., vol. 24, pp. 385-386 (198
8). ［2］H. Takahashi, S. Suzuki, K. Kato and I. Nish
i, "Arrayed-waveguidegrating for wavelength divisi
on multi/demultiplexer with nanometer resolution,"
Electron. Lett., vol. 26, pp. 87-88 (1990); and ［3］C. Dragone, "An N×N optical multiplexer usin
g a planar arrangement of two star couplers," IEEE
Photon. Technol. Lett., vol. 3, 812-814 (1991).
ersive planar component based onan optical phased
array," Electron. Lett., vol. 24, pp. 385-386 (198
8). ［2］H. Takahashi, S. Suzuki, K. Kato and I. Nish
i, "Arrayed-waveguidegrating for wavelength divisi
on multi/demultiplexer with nanometer resolution,"
Electron. Lett., vol. 26, pp. 87-88 (1990); and ［3］C. Dragone, "An N×N optical multiplexer usin
g a planar arrangement of two star couplers," IEEE
Photon. Technol. Lett., vol. 3, 812-814 (1991).
【０００４】２ライン×２ラインのバージョンにおいて
は、この種の設計は個別の素子を用いたもの（これに関
しては、B. Glance 著の"Tunable add drop optical fi
lterproviding arbitrary channel arrangements," IEE
E Photon. Technol. Lett.,vol. 7, 1303-1305 (1995)
を参照のこと）と、完全に集積化された素子を用いたも
の（これに関しては、K. Okamoto, M. Okuno, A. Himen
o, Y. Ohmori 著の"16-channel optical add/drop mult
iplexer consisting of arrayed-waveguidegratings an
d double-gate switches," Electron. Lett., vol. 32,
1471-1472(1996) を参照のこと）で実現されている。
は、この種の設計は個別の素子を用いたもの（これに関
しては、B. Glance 著の"Tunable add drop optical fi
lterproviding arbitrary channel arrangements," IEE
E Photon. Technol. Lett.,vol. 7, 1303-1305 (1995)
を参照のこと）と、完全に集積化された素子を用いたも
の（これに関しては、K. Okamoto, M. Okuno, A. Himen
o, Y. Ohmori 著の"16-channel optical add/drop mult
iplexer consisting of arrayed-waveguidegratings an
d double-gate switches," Electron. Lett., vol. 32,
1471-1472(1996) を参照のこと）で実現されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、スイ
ッチの機能とＷＧＲの機能を集積し、さらにまたその大
きさを低減するようなＷＤＭを提供することである。
ッチの機能とＷＧＲの機能を集積し、さらにまたその大
きさを低減するようなＷＤＭを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の波長分割多重化
（ＷＤＭ）交差接続装置は、制御可能な位相シフタを用
いて相互接続された素子間の非ゼロの相対位相シフトを
有する角度分散装置を２個接続して実現している。本発
明の別の実施例では位相シフタを有する導波路により接
続された２個の「インタリーブ−チャープド」の導波路
グレーティングルータを用いている。位相シフタは、選
択的に制御されてＷＤＭを再構成可能にしている。さら
に別の実施例においては、ＷＤＭの交差接続の対称性を
利用し、ＷＤＭの交差接続装置の半分を置換するリフレ
クタユニットを用いている。
（ＷＤＭ）交差接続装置は、制御可能な位相シフタを用
いて相互接続された素子間の非ゼロの相対位相シフトを
有する角度分散装置を２個接続して実現している。本発
明の別の実施例では位相シフタを有する導波路により接
続された２個の「インタリーブ−チャープド」の導波路
グレーティングルータを用いている。位相シフタは、選
択的に制御されてＷＤＭを再構成可能にしている。さら
に別の実施例においては、ＷＤＭの交差接続の対称性を
利用し、ＷＤＭの交差接続装置の半分を置換するリフレ
クタユニットを用いている。
【０００７】本発明の第１の実施例によれば、本発明の
ＷＤＭ交差接続装置は、請求項１に記載した特徴を有す
る。本発明の第２の実施例によれば、本発明のＷＤＭ交
差接続装置は、請求項５，１９，３３に記載した特徴を
有する。
ＷＤＭ交差接続装置は、請求項１に記載した特徴を有す
る。本発明の第２の実施例によれば、本発明のＷＤＭ交
差接続装置は、請求項５，１９，３３に記載した特徴を
有する。
【０００８】本発明の第３の実施例によれば、前記の第
２の実施例に記載したＷＤＭ交差接続と装置は対称性を
有し、そのためリフレクタ装置（反射装置）を用いてＷ
ＤＭ交差接続装置の半分を置換できる。このリフレクタ
装置は受信した多重イメージをＷＧＲに反射させて戻
し、このＷＧＲはそれらのイメージを２個の波長多重光
学信号に結合してそれを出力ポートを介して出力する。
入力／出力カプラが入力ポートに接続され、入力ポート
が両方の信号をＷＤＭ交差接続装置の入力ポートに結合
してその入力ポートから信号を出力する。
２の実施例に記載したＷＤＭ交差接続と装置は対称性を
有し、そのためリフレクタ装置（反射装置）を用いてＷ
ＤＭ交差接続装置の半分を置換できる。このリフレクタ
装置は受信した多重イメージをＷＧＲに反射させて戻
し、このＷＧＲはそれらのイメージを２個の波長多重光
学信号に結合してそれを出力ポートを介して出力する。
入力／出力カプラが入力ポートに接続され、入力ポート
が両方の信号をＷＤＭ交差接続装置の入力ポートに結合
してその入力ポートから信号を出力する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１において、本発明の再構成可
能な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置１００は、
位相シフタ１４０により接続された「インターリーブ−
チャープド」導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ）１
１０，１２０を有する。この位相シフタ１７０は導波路
列１３０，１３０′と位相シフタ列１４０を有する。Ｗ
ＤＭ交差接続装置１００は、導波路が交差せずにモノリ
シックに集積可能でかつ理論的に非常に高いスイッチン
グ消光比およびほぼ損失のない矩形のスペクトラム応答
を達成できる。
能な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置１００は、
位相シフタ１４０により接続された「インターリーブ−
チャープド」導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ）１
１０，１２０を有する。この位相シフタ１７０は導波路
列１３０，１３０′と位相シフタ列１４０を有する。Ｗ
ＤＭ交差接続装置１００は、導波路が交差せずにモノリ
シックに集積可能でかつ理論的に非常に高いスイッチン
グ消光比およびほぼ損失のない矩形のスペクトラム応答
を達成できる。
【００１０】複数の光学ラインであるライン１，２はＷ
ＤＭ交差接続装置１００の入力ライン（入力ポート）１
５０と出力ライン（出力ポート）１６０として接続され
る。各ライン１，２は複数の導波路チャネルを搬送す
る。図１に示した２ライン×２ラインの場合において
は、例えばライン１内のどの波長チャネルも別のライン
即ちライン２の同一の波長チャネルと交換可能である。
ＤＭ交差接続装置１００の入力ライン（入力ポート）１
５０と出力ライン（出力ポート）１６０として接続され
る。各ライン１，２は複数の導波路チャネルを搬送す
る。図１に示した２ライン×２ラインの場合において
は、例えばライン１内のどの波長チャネルも別のライン
即ちライン２の同一の波長チャネルと交換可能である。
【００１１】一般的な場合であるＰライン×Ｐラインの
場合（この実施例ではＰ＝２）では、チャネルはこれら
ラインの間で巡回形式で切り換え可能である。ＷＤＭ交
差接続装置１００は、導波路交差部分を有さずにコンパ
クトなデバイスとして実現可能で理論的に非常に高い製
造許容誤差をもち、スイッチングの消光比が高く実現可
能で、さらに理論的に殆ど過剰な損失のない矩形のスペ
クトラム応答が達成できる。
場合（この実施例ではＰ＝２）では、チャネルはこれら
ラインの間で巡回形式で切り換え可能である。ＷＤＭ交
差接続装置１００は、導波路交差部分を有さずにコンパ
クトなデバイスとして実現可能で理論的に非常に高い製
造許容誤差をもち、スイッチングの消光比が高く実現可
能で、さらに理論的に殆ど過剰な損失のない矩形のスペ
クトラム応答が達成できる。
【００１２】「インタリーブ−チャープド」ＷＧＲ１１
０は、グレーティングアーム列１１３により接続された
２個のスターカプラ１１１，１１２から形成される。他
方の「インタリーブ−チャープド」ＷＧＲ１２０は、グ
レーティングアーム列１２３により接続された２個のス
ターカプラ１２１，１２２から形成される。このような
ＷＧＲは、米国特許５，１３６，６７１号（発明者C. D
ragone, Aug. 4, 1992発行）に記載されている。
０は、グレーティングアーム列１１３により接続された
２個のスターカプラ１１１，１１２から形成される。他
方の「インタリーブ−チャープド」ＷＧＲ１２０は、グ
レーティングアーム列１２３により接続された２個のス
ターカプラ１２１，１２２から形成される。このような
ＷＧＲは、米国特許５，１３６，６７１号（発明者C. D
ragone, Aug. 4, 1992発行）に記載されている。
【００１３】各入力ライン１，２から受信した多重波長
信号に対し、ＷＧＲ１１０により同一の全ての信号波長
は、導波路列１３０，１３０′の同一の出力導波路に向
けられる。したがって、入力ライン１の各異なる波長は
自由空間領域１１４で受領され、波長にしたがって導波
路列１３０，１３０′の特定のグループに向けられる。
信号に対し、ＷＧＲ１１０により同一の全ての信号波長
は、導波路列１３０，１３０′の同一の出力導波路に向
けられる。したがって、入力ライン１の各異なる波長は
自由空間領域１１４で受領され、波長にしたがって導波
路列１３０，１３０′の特定のグループに向けられる。
【００１４】同様に入力ライン２の各異なる波長（入力
ライン１と同様に同一のブリリュアンゾーンΩ0 の範囲
内に離間している場合）は、自由空間領域１１４で受領
され波長にしたがって導波路列１３０，１３０′の特定
のグループに向けられる。かくして図１において、ライ
ン１の信号が４個の波長チャネルλ１，λ２，λ３，λ
４を有するとすると、各波長は導波路列１３０の異なる
導波路グループ１３１，１３２，１３３，１３４の異な
るグループに向けられる。
ライン１と同様に同一のブリリュアンゾーンΩ0 の範囲
内に離間している場合）は、自由空間領域１１４で受領
され波長にしたがって導波路列１３０，１３０′の特定
のグループに向けられる。かくして図１において、ライ
ン１の信号が４個の波長チャネルλ１，λ２，λ３，λ
４を有するとすると、各波長は導波路列１３０の異なる
導波路グループ１３１，１３２，１３３，１３４の異な
るグループに向けられる。
【００１５】本発明によれば、Ｐ＝２である入力ライン
と出力ライン（ライン１，２）に対しては、ＷＧＲ１１
０（と１２０）にはグレーティングアーム列１１３（と
１２３）の１つおきのグレーティングアームの各々にλ
c ／４の余分のパス長さを与える「インターリーブチャ
ープ」を具備させる。ここでλc は導波路の特定の波長
である（λc ＝λc0／ｎ）。λc ／４のこの余分のパス
の長さがπ／２即ち９０度の遅延即ち位相シフトを生成
する。
と出力ライン（ライン１，２）に対しては、ＷＧＲ１１
０（と１２０）にはグレーティングアーム列１１３（と
１２３）の１つおきのグレーティングアームの各々にλ
c ／４の余分のパス長さを与える「インターリーブチャ
ープ」を具備させる。ここでλc は導波路の特定の波長
である（λc ＝λc0／ｎ）。λc ／４のこの余分のパス
の長さがπ／２即ち９０度の遅延即ち位相シフトを生成
する。
【００１６】ＷＧＲ１１０のスターカプラ１１１，１１
２内の例えば１１３のような導波路グレーティングアー
ムの列からの放射パターンは、幅が２γで次数ｉのブリ
リュアンゾーンΩiを有する。（これに関しては、C. Dr
agone 著の "Optimum designof a planar array of tap
ered waveguides," J. Opt. Soc. Am. A, vol. 7, pp.
2081-2091 (1990) を参照のこと。）
２内の例えば１１３のような導波路グレーティングアー
ムの列からの放射パターンは、幅が２γで次数ｉのブリ
リュアンゾーンΩiを有する。（これに関しては、C. Dr
agone 著の "Optimum designof a planar array of tap
ered waveguides," J. Opt. Soc. Am. A, vol. 7, pp.
2081-2091 (1990) を参照のこと。）
【００１７】このインターリーブチャープによりＷＧＲ
は、各ブリリュアンゾーンΩi 内に各波長に対しγだけ
離間した２個のイメージを生成する。このことは以下の
ことを考慮することにより明らかになる。非チャープ型
のＷＧＲを考えると、ＷＧＲ１１０の１個のスターカプ
ラ１１１内の例えば入力ライン１の入力ポートに入る単
一波長（即ち周波数）の信号は、他のスターカプラ即ち
１１２の自由空間領域１１４内にΩ0 でイメージされ
る。
は、各ブリリュアンゾーンΩi 内に各波長に対しγだけ
離間した２個のイメージを生成する。このことは以下の
ことを考慮することにより明らかになる。非チャープ型
のＷＧＲを考えると、ＷＧＲ１１０の１個のスターカプ
ラ１１１内の例えば入力ライン１の入力ポートに入る単
一波長（即ち周波数）の信号は、他のスターカプラ即ち
１１２の自由空間領域１１４内にΩ0 でイメージされ
る。
【００１８】図２には標準の非チャープ型ＷＧＲのスタ
ーカプラ１１２の自由空間領域１１４のブリリュアンゾ
ーンΩ0 内に焦点が合うλ１の信号イメージ２０１が示
されている。この実施例においては、このイメージは入
力ライン１上で受信したλ１信号用に得られたものであ
るが、入力ライン２上で受信したλ１信号は、同一のイ
メージ２０６を生成する。ライン１に入るより長い波長
λ２は、ブリリュアンゾーンΩ0 においてイメージ２
０６を生成する。如何にイメージ２０１が生成されるか
をよりよく理解するために図３，４について説明する。
ーカプラ１１２の自由空間領域１１４のブリリュアンゾ
ーンΩ0 内に焦点が合うλ１の信号イメージ２０１が示
されている。この実施例においては、このイメージは入
力ライン１上で受信したλ１信号用に得られたものであ
るが、入力ライン２上で受信したλ１信号は、同一のイ
メージ２０６を生成する。ライン１に入るより長い波長
λ２は、ブリリュアンゾーンΩ0 においてイメージ２
０６を生成する。如何にイメージ２０１が生成されるか
をよりよく理解するために図３，４について説明する。
【００１９】図３のスターカプラ１１２においては、ス
ターカプラ１１２に入る偶数番目のグレーティングアー
ム３０１はそのまま残こし、奇数番目のグレーティング
アーム３０２は取り除かれる。このような修正した形の
カプラにおいては新たなブリリュアンゾーン Ω0′，Ω
+1′，Ω-1′は、図２のそれの大きさの半分であり、そ
れぞれイメージ３０３，３０４，３０５が各 Ω0′，Ω
+1′，Ω-1′に存在し、そして全てのイメージが同一位
相である。
ターカプラ１１２に入る偶数番目のグレーティングアー
ム３０１はそのまま残こし、奇数番目のグレーティング
アーム３０２は取り除かれる。このような修正した形の
カプラにおいては新たなブリリュアンゾーン Ω0′，Ω
+1′，Ω-1′は、図２のそれの大きさの半分であり、そ
れぞれイメージ３０３，３０４，３０５が各 Ω0′，Ω
+1′，Ω-1′に存在し、そして全てのイメージが同一位
相である。
【００２０】図４には奇数番目のアーム３０２を元に戻
し、偶数番目のアーム３０１を取り除いた影響を示す。
同一のブリリュアンゾーンΩ0′，Ω+1′，Ω-1′ と同
一のイメージ３０３，３０４，３０５が得られるが、奇
数番目のブリリュアンゾーンΩ+1′，Ω-1′のイメージ
は１８０゜位相がずれている。
し、偶数番目のアーム３０１を取り除いた影響を示す。
同一のブリリュアンゾーンΩ0′，Ω+1′，Ω-1′ と同
一のイメージ３０３，３０４，３０５が得られるが、奇
数番目のブリリュアンゾーンΩ+1′，Ω-1′のイメージ
は１８０゜位相がずれている。
【００２１】全てのグレーティングアーム３０１と３０
２が存在する場合、即ち図２の場合には偶数番目のアー
ムからのイメージと奇数番目のアームからのイメージ
が、偶数番目のブリリュアンゾーンΩi′（即ちΩ0′）
内で加算（建設）的に加えられ、奇数番目のブリリュア
ンゾーン Ωi′（即ちΩ+1′とΩ-1′）内で減算（破
壊）的に加えられ（減算され）、その結果偶数番目のブ
リリュアンゾーンΩi（即ちΩ0′）の各々において１個
の画像が得られるだけである。再び図２を参照すると、
このようにして得られたイメージはブリリュアンゾーン
Ω0 内のイメージ２０１として示している。
２が存在する場合、即ち図２の場合には偶数番目のアー
ムからのイメージと奇数番目のアームからのイメージ
が、偶数番目のブリリュアンゾーンΩi′（即ちΩ0′）
内で加算（建設）的に加えられ、奇数番目のブリリュア
ンゾーン Ωi′（即ちΩ+1′とΩ-1′）内で減算（破
壊）的に加えられ（減算され）、その結果偶数番目のブ
リリュアンゾーンΩi（即ちΩ0′）の各々において１個
の画像が得られるだけである。再び図２を参照すると、
このようにして得られたイメージはブリリュアンゾーン
Ω0 内のイメージ２０１として示している。
【００２２】本発明によれば図５においては「インター
リーブチャープ」が奇数番目のグレーティングアーム３
０２に付加され、奇数番目のグレーティングアーム３０
２の位相はπ／２だけ位相シフト、即ち回転している。
図５に示すようにブリリュアンゾーンΩi′（ 即ち、Ω
0′，Ω+1′，Ω-1′） 内で得られたイメージは、５０
１に示すようにπ／２（９０度）だけ反時計方向に回転
し、これはイメージ５０３，５０４，５０５に示される
ようになる。
リーブチャープ」が奇数番目のグレーティングアーム３
０２に付加され、奇数番目のグレーティングアーム３０
２の位相はπ／２だけ位相シフト、即ち回転している。
図５に示すようにブリリュアンゾーンΩi′（ 即ち、Ω
0′，Ω+1′，Ω-1′） 内で得られたイメージは、５０
１に示すようにπ／２（９０度）だけ反時計方向に回転
し、これはイメージ５０３，５０４，５０５に示される
ようになる。
【００２３】したがって、スターカプラ１１２がグレー
ティングアーム３０２の全てが図６に示すように接続す
るよう構成された場合には、そのイメージ６０３，６０
４，６０５は、図５のイメージ５０３，５０４，５０５
と、図３のイメージ３０３，３０４，３０５を組み合わ
せることによって得られる。
ティングアーム３０２の全てが図６に示すように接続す
るよう構成された場合には、そのイメージ６０３，６０
４，６０５は、図５のイメージ５０３，５０４，５０５
と、図３のイメージ３０３，３０４，３０５を組み合わ
せることによって得られる。
【００２４】図５の奇数番目のブリリュアンゾーンのイ
メージ５０４，５０５と図３の奇数番目のイメージ３０
４，３０５とが組み合わされると、それらは互い相殺し
あい、その結果図６の奇数番目のΩi にイメージ６０
３，６０４が得られる。図２に示す標準の非チャープ型
ＷＧＲにおいては、大部分のパワーはΩ0′ 内にある。
同時に、ＷＧＲの自由スペクトラム範囲は従来の非チャ
ープ型のＷＧＲに対し１／２に減少する。
メージ５０４，５０５と図３の奇数番目のイメージ３０
４，３０５とが組み合わされると、それらは互い相殺し
あい、その結果図６の奇数番目のΩi にイメージ６０
３，６０４が得られる。図２に示す標準の非チャープ型
ＷＧＲにおいては、大部分のパワーはΩ0′ 内にある。
同時に、ＷＧＲの自由スペクトラム範囲は従来の非チャ
ープ型のＷＧＲに対し１／２に減少する。
【００２５】前述したように同一の単一波長信号が、入
力ライン２（これはスターカプラ１１１のライン１に関
連する入力ポートから１個のＷ′の幅だけ離間してい
る）の入力ポートに入ると、それはスターカプラ１１２
の自由空間領域１１４内のΩ0′にもイメージされる。
しかしこの例においては、回転しているものは図３のイ
メージであり、図４のイメージはそのままである。図３
の９０度回転したイメージを図７Ａにイメージ７０３，
７０４，７０５（ Ω0′，Ω+1′，Ω-1′）として示
す。
力ライン２（これはスターカプラ１１１のライン１に関
連する入力ポートから１個のＷ′の幅だけ離間してい
る）の入力ポートに入ると、それはスターカプラ１１２
の自由空間領域１１４内のΩ0′にもイメージされる。
しかしこの例においては、回転しているものは図３のイ
メージであり、図４のイメージはそのままである。図３
の９０度回転したイメージを図７Ａにイメージ７０３，
７０４，７０５（ Ω0′，Ω+1′，Ω-1′）として示
す。
【００２６】したがって図７Ｂに示すようにスターカプ
ラ１１２がそのグレーティングアーム３０２の全てに接
続されているように構成されると、図７Ａの回転したイ
メージ７０３，７０４，７０５は、図４のイメージ４０
３，４０４，４０５と組み合わされてイメージ７１３，
７１４，７１５（Ω0′，Ω+1′，Ω-1′） 内に形成す
る。図６と図７Ｂを組み合わせるとイメージ６０３と７
１３は同一であるが７１４，７１５はイメージ６０４，
６０５から１８０゜回転している。
ラ１１２がそのグレーティングアーム３０２の全てに接
続されているように構成されると、図７Ａの回転したイ
メージ７０３，７０４，７０５は、図４のイメージ４０
３，４０４，４０５と組み合わされてイメージ７１３，
７１４，７１５（Ω0′，Ω+1′，Ω-1′） 内に形成す
る。図６と図７Ｂを組み合わせるとイメージ６０３と７
１３は同一であるが７１４，７１５はイメージ６０４，
６０５から１８０゜回転している。
【００２７】図１に戻り、スターカプラ１１２から出た
イメージは、導波路列１３０の等長の導波路により集め
られる。一般的に述べるとΩ0′，Ω+1′，Ω-1′ から
のイメージのみが結合される。その理由はそれらは殆ど
全て同じイメージパワーを含むからである。図１の導波
路の組をより詳細に説明すると、ＷＧＲの自由スペクト
ラム範囲（free-spectral rang）は、５つのチャネル幅
を有し、５番目のチャネル幅は導波路スペースにギャッ
プが存在することからも分かるように接続されていな
い。
イメージは、導波路列１３０の等長の導波路により集め
られる。一般的に述べるとΩ0′，Ω+1′，Ω-1′ から
のイメージのみが結合される。その理由はそれらは殆ど
全て同じイメージパワーを含むからである。図１の導波
路の組をより詳細に説明すると、ＷＧＲの自由スペクト
ラム範囲（free-spectral rang）は、５つのチャネル幅
を有し、５番目のチャネル幅は導波路スペースにギャッ
プが存在することからも分かるように接続されていな
い。
【００２８】かくして３本の出力導波路が存在し、それ
らはＷＧＲ１１０のスターカプラ１１２から出てＷＧＲ
１２０のカプラ１２２に入る各波長チャネル１３１−１
３４に対しγだけ離間している。図１に示すように３本
の導波路からなるグループ１３１−１３４の各々がそれ
ぞれ波長λ1，λ2，λ3，λ4を搬送する。入力ライン１
（あるいは入力ライン２）に入るλ1 は、そのチャネル
に対し、３個の接続導波路間の相対位相を制御すること
により（位相シフタ１４０を介して）出力ライン１（ま
たは出力ライン２）の何れかに切り換える。
らはＷＧＲ１１０のスターカプラ１１２から出てＷＧＲ
１２０のカプラ１２２に入る各波長チャネル１３１−１
３４に対しγだけ離間している。図１に示すように３本
の導波路からなるグループ１３１−１３４の各々がそれ
ぞれ波長λ1，λ2，λ3，λ4を搬送する。入力ライン１
（あるいは入力ライン２）に入るλ1 は、そのチャネル
に対し、３個の接続導波路間の相対位相を制御すること
により（位相シフタ１４０を介して）出力ライン１（ま
たは出力ライン２）の何れかに切り換える。
【００２９】例えば導波路１３３を介して位相シフタ列
１４０に接続されたチャネルλ3 は、位相シフタ列１４
０の位相シフタ素子３，７，１１によりその位相シフト
が制御される。基本的に各導波路チャネルは、ＷＧＲ１
１０，１２０とそのチャネル用のアレイ１３０，１３
０′の接続導波路からなるマッハツェンダ干渉計を有す
る。
１４０に接続されたチャネルλ3 は、位相シフタ列１４
０の位相シフタ素子３，７，１１によりその位相シフト
が制御される。基本的に各導波路チャネルは、ＷＧＲ１
１０，１２０とそのチャネル用のアレイ１３０，１３
０′の接続導波路からなるマッハツェンダ干渉計を有す
る。
【００３０】位相シフタ列１４０を構成する１２個の各
位相シフタ素子は、第１値と第２値の間で切り換えられ
る制御可能な位相シフト量を有する。第１の位相シフト
量（例、通常ゼロ）によりＷＧＲ１１０でライン１から
受領した所望の波長チャネルをＷＧＲ１２０の出力ライ
ン１で出力させるようにすることができる。第２の位相
値（例、通常１８０゜の位相シフトを与える）によりＷ
ＧＲ１１０における入力ライン１における所望の波長を
ＷＧＲ１２０の出力ライン２で出力させることができ
る。
位相シフタ素子は、第１値と第２値の間で切り換えられ
る制御可能な位相シフト量を有する。第１の位相シフト
量（例、通常ゼロ）によりＷＧＲ１１０でライン１から
受領した所望の波長チャネルをＷＧＲ１２０の出力ライ
ン１で出力させるようにすることができる。第２の位相
値（例、通常１８０゜の位相シフトを与える）によりＷ
ＧＲ１１０における入力ライン１における所望の波長を
ＷＧＲ１２０の出力ライン２で出力させることができ
る。
【００３１】ＷＤＭ交差接続装置１００の動作は、中間
ライン１９０に対し対称であるため、ＷＧＲ１１０と導
波路ユニット（導波路列）１３０と位相シフタ列１４０
の左側部分の動作は、位相シフタ列１４０の右側部分と
導波路ユニット（導波路列）１３０′とＷＧＲ１２０と
同一である。その結果入力ライン１の波長λ1 のイメー
ジが入力ライン２の波長λ1 のイメージに類似して見え
ると、それらはＷＧＲ１２０により出力ライン２に出力
される。
ライン１９０に対し対称であるため、ＷＧＲ１１０と導
波路ユニット（導波路列）１３０と位相シフタ列１４０
の左側部分の動作は、位相シフタ列１４０の右側部分と
導波路ユニット（導波路列）１３０′とＷＧＲ１２０と
同一である。その結果入力ライン１の波長λ1 のイメー
ジが入力ライン２の波長λ1 のイメージに類似して見え
ると、それらはＷＧＲ１２０により出力ライン２に出力
される。
【００３２】かくして２ラインのＷＤＭ交差接続装置１
００においては、１本の入力ラインからの波長チャネル
は、別の出力ラインに切り換えられそしてその逆もおこ
なわれれる。２本のラインを有するＷＤＭ交差接続装置
１００においては、より一般的な形式でのＰ本のライン
を有するＷＤＭ（この実施例ではＰ＝２）においては、
ライン１からの波長チャネルλ1 は隣接するライン２に
切り換えられ、ライン２からの波長チャネルλ1 はライ
ン３に切り換えられる。Ｐ番目のラインの波長チャネル
λ1 は、ライン１に切り換えられる。
００においては、１本の入力ラインからの波長チャネル
は、別の出力ラインに切り換えられそしてその逆もおこ
なわれれる。２本のラインを有するＷＤＭ交差接続装置
１００においては、より一般的な形式でのＰ本のライン
を有するＷＤＭ（この実施例ではＰ＝２）においては、
ライン１からの波長チャネルλ1 は隣接するライン２に
切り換えられ、ライン２からの波長チャネルλ1 はライ
ン３に切り換えられる。Ｐ番目のラインの波長チャネル
λ1 は、ライン１に切り換えられる。
【００３３】したがって、ライン１の複数の波長λi が
出力ライン１から出力ライン２に切り換えられるべき場
合には、これらの複数の波長λi に関連する位相シフタ
列１４０内の対応する位相シフト素子は、第２位相値に
切り換えられねばならない。
出力ライン１から出力ライン２に切り換えられるべき場
合には、これらの複数の波長λi に関連する位相シフタ
列１４０内の対応する位相シフト素子は、第２位相値に
切り換えられねばならない。
【００３４】位相シフタ列１４０内の位相シフト素子
は、電気信号，光学信号，加熱素子１４９のような温度
を用いて関連する位相シフタ素子の光学設立を制御する
ために制御可能に形成され、それにより位相シフタ素子
の有効長さを変化させる。
は、電気信号，光学信号，加熱素子１４９のような温度
を用いて関連する位相シフタ素子の光学設立を制御する
ために制御可能に形成され、それにより位相シフタ素子
の有効長さを変化させる。
【００３５】図１のＷＤＭ交差接続構成は、ＷＧＲ１１
０，１２０内にインタリーブチャープを採用することに
よりＰライン×Ｐラインの場合に拡張することができ
る。これにより全てイメージを収集するのに十分な接続
用導波路を有し、各Ωi 内にＰ個のイメージを生成する
ことができる。最大８個までのＰの値に対するインタリ
ーブチャープは、図１４の表１に示されている。
０，１２０内にインタリーブチャープを採用することに
よりＰライン×Ｐラインの場合に拡張することができ
る。これにより全てイメージを収集するのに十分な接続
用導波路を有し、各Ωi 内にＰ個のイメージを生成する
ことができる。最大８個までのＰの値に対するインタリ
ーブチャープは、図１４の表１に示されている。
【００３６】この表の右側の値は、各アームに加えられ
るべきλc の計数で表した余分のパス長さを与えてお
り、最後のアームに到達するまでその数字の列が繰り返
される。例えばＰ＝４の場合には、ＷＧＲの４番目毎の
アームにλc ／２の余分のパス長さが加えられる。接続
用導波路内のこの位相シフタ素子を調整することにより
あるラインから別のラインに、しかしサイクリックな方
法でチャネルを切り換えることができる。
るべきλc の計数で表した余分のパス長さを与えてお
り、最後のアームに到達するまでその数字の列が繰り返
される。例えばＰ＝４の場合には、ＷＧＲの４番目毎の
アームにλc ／２の余分のパス長さが加えられる。接続
用導波路内のこの位相シフタ素子を調整することにより
あるラインから別のラインに、しかしサイクリックな方
法でチャネルを切り換えることができる。
【００３７】例えばＰ＝３の場合には、ライン１のチャ
ネル１をライン２に切り換えると、ライン２のチャネル
１は必然的にライン３に切り替わり、そしてライン３の
チャネル１はライン１に必然的に切り替わる。別のライ
ンの同一のチャネルに影響を及ぼさずに、ライン間でチ
ャネルを切り換えることはできない。この機能を必要と
する場合には、例えば公知のバニアンネットワーク
［例、L. Goke と、G. Lipovski 著の "Banyan Network
s for partitioning multiprocessor sustems," 1st ln
t. Symp. on Computer Arch., (1972)］を用いてＰ＝２
のデバイスのアレイからそれを組み立てることができ
る。
ネル１をライン２に切り換えると、ライン２のチャネル
１は必然的にライン３に切り替わり、そしてライン３の
チャネル１はライン１に必然的に切り替わる。別のライ
ンの同一のチャネルに影響を及ぼさずに、ライン間でチ
ャネルを切り換えることはできない。この機能を必要と
する場合には、例えば公知のバニアンネットワーク
［例、L. Goke と、G. Lipovski 著の "Banyan Network
s for partitioning multiprocessor sustems," 1st ln
t. Symp. on Computer Arch., (1972)］を用いてＰ＝２
のデバイスのアレイからそれを組み立てることができ
る。
【００３８】公称上等しい長さの接続用導波路を有する
位相シフタ１７０を介してのスイッチングは、３つの重
要な利点を有する。第１の利点は、ＷＧＲ内の主要な損
失がC. Dragon 著の "Optimum design of a planar arr
ay of tapered waveguides,"J. Opt. Soc. Am. A, vol.
7, pp. 2081-2091 (1990) の文献に記載されているよ
うに、Ω0 の外側での放射に起因している点である。こ
の損失はΩ0 の端部に近くで極めて高く、このΩ0 の部
分はしばしば前掲のK. Okamoto et. al.著の論文に記載
されているように廃棄される。インターリーブ相互接続
構成においては、Ω-1とΩ+1の接続を追加することによ
り損失を大幅に低減できる。
位相シフタ１７０を介してのスイッチングは、３つの重
要な利点を有する。第１の利点は、ＷＧＲ内の主要な損
失がC. Dragon 著の "Optimum design of a planar arr
ay of tapered waveguides,"J. Opt. Soc. Am. A, vol.
7, pp. 2081-2091 (1990) の文献に記載されているよ
うに、Ω0 の外側での放射に起因している点である。こ
の損失はΩ0 の端部に近くで極めて高く、このΩ0 の部
分はしばしば前掲のK. Okamoto et. al.著の論文に記載
されているように廃棄される。インターリーブ相互接続
構成においては、Ω-1とΩ+1の接続を追加することによ
り損失を大幅に低減できる。
【００３９】二番目の利点としては、スイッチとしての
２本のアームのマッハツェンダーの公知の限界は、２個
のカプラの正確なパワーの分離比率に対する感受性であ
る。例えば、このことは前掲の Okamot et.al.著の論文
に記載されているような追加／ドロップ構成のスイッチ
ング消光比を制限し、この消光比を改善するためには一
連のマッハツェンダーが必要となる。
２本のアームのマッハツェンダーの公知の限界は、２個
のカプラの正確なパワーの分離比率に対する感受性であ
る。例えば、このことは前掲の Okamot et.al.著の論文
に記載されているような追加／ドロップ構成のスイッチ
ング消光比を制限し、この消光比を改善するためには一
連のマッハツェンダーが必要となる。
【００４０】しかし、干渉計内の波長チャネルあたり３
本以上のアームを有することにより（図１のインタリー
ブ交差接続装置に示すように）、あるポートが正確なゼ
ロパワーを有するように位相を常に調整することができ
るが、但し最も低いパワーを有するアーム内のパワーの
合計は三番目のアーム内のパワー以上であることが条件
である。言い換えると短い方の２個のセグメントの長さ
の合計が三番目のセグメントのそれより大きいようにし
た３個のセグメントから三角形を常に形成することがで
きる。
本以上のアームを有することにより（図１のインタリー
ブ交差接続装置に示すように）、あるポートが正確なゼ
ロパワーを有するように位相を常に調整することができ
るが、但し最も低いパワーを有するアーム内のパワーの
合計は三番目のアーム内のパワー以上であることが条件
である。言い換えると短い方の２個のセグメントの長さ
の合計が三番目のセグメントのそれより大きいようにし
た３個のセグメントから三角形を常に形成することがで
きる。
【００４１】ブリリュアンゾーンΩ-1′，Ω0′，Ω+
1′ への接続用導波路に対してはこのことは常にあては
まる。類似の議論が４本以上のアームについてもあては
まる。かくして製造上の欠陥が存在する場合でも、この
位相シフタはそれらを修正するよう調整可能である。こ
の許容誤差はＩｎＰのような小さな導波路の寸法を有す
る媒体の設計に対して有効である。このＷＤＭ交差接続
装置は、シリカ製の集積回路の一部としても実現でき
る。
1′ への接続用導波路に対してはこのことは常にあては
まる。類似の議論が４本以上のアームについてもあては
まる。かくして製造上の欠陥が存在する場合でも、この
位相シフタはそれらを修正するよう調整可能である。こ
の許容誤差はＩｎＰのような小さな導波路の寸法を有す
る媒体の設計に対して有効である。このＷＤＭ交差接続
装置は、シリカ製の集積回路の一部としても実現でき
る。
【００４２】三番目の利点として本発明により提案され
たデバイスにおいては、各波長チャネルに対し各 Ωi′
内に複数の接続用導波路を使用できる点である。図８を
参照すると１個の導波路８０１のみがカプラ１１２から
の各 Ωi′内の各波長チャネルイメージ８０２に接続す
るために用いられる。
たデバイスにおいては、各波長チャネルに対し各 Ωi′
内に複数の接続用導波路を使用できる点である。図８を
参照すると１個の導波路８０１のみがカプラ１１２から
の各 Ωi′内の各波長チャネルイメージ８０２に接続す
るために用いられる。
【００４３】図９は図８の構成を有する図１のＷＤＭイ
ンターリーブ交差接続装置１００の入力ライン１から出
力ライン１への透過率（実線）と、入力ライン１から出
力ライン２への透過率（点線）を示す。図９Ａにおいて
は、チャネル３を除いて全ての接続用導波路のパス長さ
は等しい、９０１に示すようにチャネル３は必要なさら
に９０゜の位相シフトを生成するのに十分な長さを有す
る。
ンターリーブ交差接続装置１００の入力ライン１から出
力ライン１への透過率（実線）と、入力ライン１から出
力ライン２への透過率（点線）を示す。図９Ａにおいて
は、チャネル３を除いて全ての接続用導波路のパス長さ
は等しい、９０１に示すようにチャネル３は必要なさら
に９０゜の位相シフトを生成するのに十分な長さを有す
る。
【００４４】図９Ｂにおいては、チャネル３の接続導波
路のパス長さは、最適のスイッチング消光比を達成する
よう調整される。同図から分かるように、図９Ａのスイ
ッチング消光比はわずか約２０ｄＢである。かくして最
適のスイッチング消光比は、接続用導波路が正確に同一
のパス長を有するときには発生せず、その理由は、Ω-
2′とΩ+2′への無視できないパワー損失が存在するか
らである。
路のパス長さは、最適のスイッチング消光比を達成する
よう調整される。同図から分かるように、図９Ａのスイ
ッチング消光比はわずか約２０ｄＢである。かくして最
適のスイッチング消光比は、接続用導波路が正確に同一
のパス長を有するときには発生せず、その理由は、Ω-
2′とΩ+2′への無視できないパワー損失が存在するか
らである。
【００４５】図９Ｂは、チャネル３の導波路の長さが９
０゜の位相シフトを行うのに必要とされる長さよりも幾
分長い場合あるいは短い場合についての最良の切り換え
消光比を示す。同図において Ω0′，Ω+1′，Ω-1′か
らのイメージ用の位相シフタは、切り換え消光比を最大
にするよう調整される（即ち、３本のアームのフェーザ
ーにより形成される三角形が形成される）。この消光比
はＷＧＲの応答のサイドローブにより制限される。
０゜の位相シフトを行うのに必要とされる長さよりも幾
分長い場合あるいは短い場合についての最良の切り換え
消光比を示す。同図において Ω0′，Ω+1′，Ω-1′か
らのイメージ用の位相シフタは、切り換え消光比を最大
にするよう調整される（即ち、３本のアームのフェーザ
ーにより形成される三角形が形成される）。この消光比
はＷＧＲの応答のサイドローブにより制限される。
【００４６】図１０にはカプラ１１２からの各 Ωi′内
の各導波路チャネルイメージ１００１に接続されるのに
２本の導波路１００２と１００３が使用される構成を示
している。導波路１００２，１００３の幅は、各 Ωi′
のイメージへの相互接続を強化するためにそれらの間の
スペースに沿って狭まっている。
の各導波路チャネルイメージ１００１に接続されるのに
２本の導波路１００２と１００３が使用される構成を示
している。導波路１００２，１００３の幅は、各 Ωi′
のイメージへの相互接続を強化するためにそれらの間の
スペースに沿って狭まっている。
【００４７】かくしてブリリュアンゾーン Ω-1′，Ω
0′，Ω+1′を各導波路にのみを使用することを仮定す
ると、導波路グループ１３１−１３４の各々は、６本の
導波路（ Ω-1′，Ω0′，Ω+1′内の各イメージに対し
て２本）を含む。図１０に示すようにイメージ１００１
は、導波路１００２と１００３の間の領域１００４に焦
点を合わせているが、画像の一部は依然として導波路１
００２，１００３に結合されている。
0′，Ω+1′を各導波路にのみを使用することを仮定す
ると、導波路グループ１３１−１３４の各々は、６本の
導波路（ Ω-1′，Ω0′，Ω+1′内の各イメージに対し
て２本）を含む。図１０に示すようにイメージ１００１
は、導波路１００２と１００３の間の領域１００４に焦
点を合わせているが、画像の一部は依然として導波路１
００２，１００３に結合されている。
【００４８】図１１Ａは、図１０の構成に対して、図１
のＷＤＭ交差接続装置１００の入力ライン１から出力ラ
イン１への透過率（実線）と入力ライン１から出力ライ
ン２（点線）の透過率を示す。図１１のＢにおいては、
パスバンドの上部の平坦さを増加させるために余分の脱
焦点チャープが１１３と１２３の両方に加えられてい
る。
のＷＤＭ交差接続装置１００の入力ライン１から出力ラ
イン１への透過率（実線）と入力ライン１から出力ライ
ン２（点線）の透過率を示す。図１１のＢにおいては、
パスバンドの上部の平坦さを増加させるために余分の脱
焦点チャープが１１３と１２３の両方に加えられてい
る。
【００４９】図１２には図１のＷＧＲ１１０のカプラ１
１２の領域１２１０の拡大図が示してある。同図に示す
ようにこの構成は、３本の導波路１２０２，１２０３，
１２０４を用いてカプラ１１２からの各 Ωi′内の各波
長チャネルイメージ１２０２に接続している。ここでも
また導波路１２０２−１２０４の幅は、カプラ１１２か
らの各 Ωi′への相互結合を向上させるためにそれらの
間のスペースに沿って狭くなっている。図１２の導波路
１２０２−１２０４の幅とスペースは、図１０の導波路
１００２−１００３の幅とスペースよりも小さい。
１２の領域１２１０の拡大図が示してある。同図に示す
ようにこの構成は、３本の導波路１２０２，１２０３，
１２０４を用いてカプラ１１２からの各 Ωi′内の各波
長チャネルイメージ１２０２に接続している。ここでも
また導波路１２０２−１２０４の幅は、カプラ１１２か
らの各 Ωi′への相互結合を向上させるためにそれらの
間のスペースに沿って狭くなっている。図１２の導波路
１２０２−１２０４の幅とスペースは、図１０の導波路
１００２−１００３の幅とスペースよりも小さい。
【００５０】図１２に戻ってブリリュアンゾーン Ω-
1′，Ω0′，Ω+1′のみを用いることを仮定すると、導
波路を Ω-1′，Ω0′，Ω+1′に接続でき、その結果波
長チャネルあたり３本の接続用導波路が得られる。そし
て図１の導波路グループ１３１−１３４の各々は、９本
の導波路（各 Ω-1′，Ω0′，Ω+1′に対し３本）を含
む。
1′，Ω0′，Ω+1′のみを用いることを仮定すると、導
波路を Ω-1′，Ω0′，Ω+1′に接続でき、その結果波
長チャネルあたり３本の接続用導波路が得られる。そし
て図１の導波路グループ１３１−１３４の各々は、９本
の導波路（各 Ω-1′，Ω0′，Ω+1′に対し３本）を含
む。
【００５１】イメージ１２０１が導波路１２０３の上に
焦点を合わせているが、イメージの一部が依存として導
波路１２０２，１２０４に接続されている。図１２の入
力ライン１から出力ライン１への透過率と、入力ライン
１から出力ライン２への透過率は図１１に示したものと
類似しているが、より高い消光比を有する幾分四角形の
パスバンドを有する。
焦点を合わせているが、イメージの一部が依存として導
波路１２０２，１２０４に接続されている。図１２の入
力ライン１から出力ライン１への透過率と、入力ライン
１から出力ライン２への透過率は図１１に示したものと
類似しているが、より高い消光比を有する幾分四角形の
パスバンドを有する。
【００５２】かくしてさらに注意深く設計することによ
り、スターカプラ１１２と各チャネル用に用いられる導
波路列１３０の１本あるいは複数本の導波路との間の結
合は、前述したＵ．Ｓ．Ｐ５，４８８，６８０号に開示
したように非常に低い過剰損失を有する矩形のパスバン
ドである。必要によっては、図９の残留パスバンドリッ
プル（例えば９０２）は、焦点からポート導波路を外す
ことにより平滑にすることもできる。このことはアーム
長さの分布に付加される関数ε［ｍ−（Ｍ＋１）／２］
2 をもってＷＧＲを物理的にあるいはチャーピングする
ことにより行われる。ここでεはある付加的な損失を与
える長さの単位を有する小さな数である。
り、スターカプラ１１２と各チャネル用に用いられる導
波路列１３０の１本あるいは複数本の導波路との間の結
合は、前述したＵ．Ｓ．Ｐ５，４８８，６８０号に開示
したように非常に低い過剰損失を有する矩形のパスバン
ドである。必要によっては、図９の残留パスバンドリッ
プル（例えば９０２）は、焦点からポート導波路を外す
ことにより平滑にすることもできる。このことはアーム
長さの分布に付加される関数ε［ｍ−（Ｍ＋１）／２］
2 をもってＷＧＲを物理的にあるいはチャーピングする
ことにより行われる。ここでεはある付加的な損失を与
える長さの単位を有する小さな数である。
【００５３】このようなアプローチは、C. R. Doerr,
M. Shirasaki, C. H. Joyner 著の"Chromatic focal pl
ane displacement in the parabolic chirped waveguid
e grating router," IEEE Photon. Technol. Lett., vo
l. 9, pp. 625-627 (1997) に記載されている。位相シ
フタの接点数を最少にするために、各導波路グループは
１本の接点の下に配置される。
M. Shirasaki, C. H. Joyner 著の"Chromatic focal pl
ane displacement in the parabolic chirped waveguid
e grating router," IEEE Photon. Technol. Lett., vo
l. 9, pp. 625-627 (1997) に記載されている。位相シ
フタの接点数を最少にするために、各導波路グループは
１本の接点の下に配置される。
【００５４】最後になるが、集積化された接続用導波路
を有するデザインは、光ファイバにより接続されたバッ
ク−トゥ−バックのマルチプレクサを有する大きなネッ
トワーク内で発生するマルチパス干渉に起因してランダ
ムな性能のフェージングを阻止できる。これに関して
は、E. L. Goldstein と L. Eskildsen 著の Scaling l
imitations in transparent optical networks due to
low-level crosstalk, IEEE Photon. Technol. Lett.,
vol. 7., pp. 93-94 (1995) を参照のこと。
を有するデザインは、光ファイバにより接続されたバッ
ク−トゥ−バックのマルチプレクサを有する大きなネッ
トワーク内で発生するマルチパス干渉に起因してランダ
ムな性能のフェージングを阻止できる。これに関して
は、E. L. Goldstein と L. Eskildsen 著の Scaling l
imitations in transparent optical networks due to
low-level crosstalk, IEEE Photon. Technol. Lett.,
vol. 7., pp. 93-94 (1995) を参照のこと。
【００５５】図１３には「インターリブ−チャーブド」
の導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ）１３０１と、
位相シフタ列１３０２と、リフレクタユニット１３０３
と、カプラ１３０４ａ，１３０４ｂを有する再構成可能
な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置１３００のブ
ロック図が示されている。ＷＤＭ交差接続装置１００は
軸１９０に対し対称であるため、ＷＤＭ交差接続装置１
３００は軸１９０に対しＷＧＲ１１０を半分に切断し、
リフレクタユニットを軸１９０に配置することにより形
成される。
の導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ）１３０１と、
位相シフタ列１３０２と、リフレクタユニット１３０３
と、カプラ１３０４ａ，１３０４ｂを有する再構成可能
な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置１３００のブ
ロック図が示されている。ＷＤＭ交差接続装置１００は
軸１９０に対し対称であるため、ＷＤＭ交差接続装置１
３００は軸１９０に対しＷＧＲ１１０を半分に切断し、
リフレクタユニットを軸１９０に配置することにより形
成される。
【００５６】このようにして得られたＷＤＭ交差接続装
置１３００は、ＷＧＲ１１０と導波路列１３０と位相シ
フタ列１４０の左側部分、即ちライン１９０までを含む
図１の左側を含む。ＷＧＲ１３０１の動作は導波路列１
３０のそれと同一である。位相シフタ列１３０２の動作
は、導波路列１３０の左側と位相シフタ１４０のそれと
同一である。かくして位相シフタ１３０６により提供さ
れる位相シフトは、図１の位相シフタ列１４０により提
供されるそれの半分である。
置１３００は、ＷＧＲ１１０と導波路列１３０と位相シ
フタ列１４０の左側部分、即ちライン１９０までを含む
図１の左側を含む。ＷＧＲ１３０１の動作は導波路列１
３０のそれと同一である。位相シフタ列１３０２の動作
は、導波路列１３０の左側と位相シフタ１４０のそれと
同一である。かくして位相シフタ１３０６により提供さ
れる位相シフトは、図１の位相シフタ列１４０により提
供されるそれの半分である。
【００５７】入力ライン１と２からの信号は、カプラ１
３０４を介してＷＧＲ１３０１に接続される。波長イメ
ージが分離され、ＷＧＲ１３０１により処理され、そし
て導波路１３０５と、位相シフタ１３０６を通過した
後、それらはリフレクタユニット１３０３により反射さ
れる。この反射の後、波長イメージは位相シフタ１３０
６から別の位相シフトを獲得する（位相シフタ１３０６
の２個の位相シフトは位相シフタ１４０の位相シフトに
等しい）。
３０４を介してＷＧＲ１３０１に接続される。波長イメ
ージが分離され、ＷＧＲ１３０１により処理され、そし
て導波路１３０５と、位相シフタ１３０６を通過した
後、それらはリフレクタユニット１３０３により反射さ
れる。この反射の後、波長イメージは位相シフタ１３０
６から別の位相シフトを獲得する（位相シフタ１３０６
の２個の位相シフトは位相シフタ１４０の位相シフトに
等しい）。
【００５８】その後波長イメージは導波路１３０５を通
過し、ＷＧＲ１３０１により分離化されて何れかのポー
ト１３０６または１３０７により出力され、その後カプ
ラ１３０４ａまたは１３０４ｂを介して出力ライン１ま
たは２にそれぞれ結合される。位相シフタ１３０６の位
相シフトが入力ライン１（入力ライン２）からの信号の
１つまたは複数の波長に対し、第１値（約ゼロ）に設定
されている場合には、これらの１個または複数の波長は
出力ライン１（出力ライン２）で出力される。
過し、ＷＧＲ１３０１により分離化されて何れかのポー
ト１３０６または１３０７により出力され、その後カプ
ラ１３０４ａまたは１３０４ｂを介して出力ライン１ま
たは２にそれぞれ結合される。位相シフタ１３０６の位
相シフトが入力ライン１（入力ライン２）からの信号の
１つまたは複数の波長に対し、第１値（約ゼロ）に設定
されている場合には、これらの１個または複数の波長は
出力ライン１（出力ライン２）で出力される。
【００５９】一方、位相シフタ１３０６の位相シフトが
１つあるいは複数の波長に対し、第２値（約９０゜）に
設定されている場合には、これらの１つあるいは複数の
波長は出力ライン２（出力ライン１）で出力される。イ
メージは位相シフタ１３０６を２回通過するために、位
相シフタは位相シフタ列１４０により必要とされる量の
半分だけシフトする必要がある。ここで位相シフタ１３
０６の位相シフトはそれぞれの位相シフタ１３０６への
電気的または光学的信号１３１０により制御される。
１つあるいは複数の波長に対し、第２値（約９０゜）に
設定されている場合には、これらの１つあるいは複数の
波長は出力ライン２（出力ライン１）で出力される。イ
メージは位相シフタ１３０６を２回通過するために、位
相シフタは位相シフタ列１４０により必要とされる量の
半分だけシフトする必要がある。ここで位相シフタ１３
０６の位相シフトはそれぞれの位相シフタ１３０６への
電気的または光学的信号１３１０により制御される。
【００６０】図１５は、導波路と位相シフタを有する導
波路を表す図である。さらに詳細に説明すると、図１５
は、２ライン×２ラインで６チャネル×２００ＧＨｚの
スペースのＩｎＰ製の交差接続装置を示す。Ｍ1＝Ｍ2＝
３０で、ＷＧＲは７×２００ＧＨｚの自由スペクトラム
範囲を有する。接続用導波路は各チャネルに対し、Ω-
1′，Ω0′，Ω1′に接続される（ここでΩi′は、ＷＧ
Ｒ[4]のスターカプラのブリリュアンゾーンである）。
その結果、全部で３×６＝１８本の接続用導波路が得ら
れる。
波路を表す図である。さらに詳細に説明すると、図１５
は、２ライン×２ラインで６チャネル×２００ＧＨｚの
スペースのＩｎＰ製の交差接続装置を示す。Ｍ1＝Ｍ2＝
３０で、ＷＧＲは７×２００ＧＨｚの自由スペクトラム
範囲を有する。接続用導波路は各チャネルに対し、Ω-
1′，Ω0′，Ω1′に接続される（ここでΩi′は、ＷＧ
Ｒ[4]のスターカプラのブリリュアンゾーンである）。
その結果、全部で３×６＝１８本の接続用導波路が得ら
れる。
【００６１】２個のＷＧＲの間の相対的波長シフトを説
明するために数個のポートが各ライン接続に含まれる。
この導波路は０．８５％の正規化された横断方向のイン
デックスステップを有し、その曲げ半径は６２０μｍで
ある。デバイス全体の寸法は、約４．２×９．５ｍｍ2
である。
明するために数個のポートが各ライン接続に含まれる。
この導波路は０．８５％の正規化された横断方向のイン
デックスステップを有し、その曲げ半径は６２０μｍで
ある。デバイス全体の寸法は、約４．２×９．５ｍｍ2
である。
【００６２】導波路構造体が図１５に示すように埋設型
リブである。先ず第１にスラブとリブが成長し、その後
導波路がウェットエッチングでリブ形状に形成される。
アンドープのＩｎＰがその上部に成長される。その後Ｓ
ｉＯ2 製の保護層が導波路の上と位相シフタに形成され
る（ＳｉＯ2 の幅は３３μｍ）。その後ｐ型のドーピン
グした層がこの位相シフタの上に成長され、最終的に金
製の接点（５２μｍ幅）がこの位相シフタの上に堆積さ
れる。この位相シフタの長さは１．４ｍｍで、８５μｍ
だけ離間しており、＜１１０−１０＞方向に整合され
る。
リブである。先ず第１にスラブとリブが成長し、その後
導波路がウェットエッチングでリブ形状に形成される。
アンドープのＩｎＰがその上部に成長される。その後Ｓ
ｉＯ2 製の保護層が導波路の上と位相シフタに形成され
る（ＳｉＯ2 の幅は３３μｍ）。その後ｐ型のドーピン
グした層がこの位相シフタの上に成長され、最終的に金
製の接点（５２μｍ幅）がこの位相シフタの上に堆積さ
れる。この位相シフタの長さは１．４ｍｍで、８５μｍ
だけ離間しており、＜１１０−１０＞方向に整合され
る。
【００６３】本発明は図１においては、ＷＧＲ例えば１
１０，１２０を用いて記載されているが、これらのユニ
ット１１０，１２０は、他の種類の角度分散型素子を用
いて実現することもできる。図１６は図１に示された再
構成可能な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置の一
般的ブロック図であるが、これらは位相シフタユニット
１６０３により接続された角度分散型素子１６０１，１
６０２の２個のグループを用いて形成される。
１０，１２０を用いて記載されているが、これらのユニ
ット１１０，１２０は、他の種類の角度分散型素子を用
いて実現することもできる。図１６は図１に示された再
構成可能な波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置の一
般的ブロック図であるが、これらは位相シフタユニット
１６０３により接続された角度分散型素子１６０１，１
６０２の２個のグループを用いて形成される。
【００６４】この角度分散型素子１６０１，１６０２は
垂直方向にイメージされた位相アレイ（virtually imag
ed phase array−ＶＩＰＡ）を用いて実現されるが、こ
れに関しては、M. Shirasaki 著の "Large angular dis
persion by a virtually imaged phase array and its
application to a wavelength demultiplexer", OPTICS
LETTERS, Vol. 21, No.5, March 1996 を参照のこと。
別の種類の角度分散素子も公知の反射グレーティングで
ある。図１６の位相シフタ１６０３と、図１の位相シフ
タ列１４０は、公知の自由空間光学装置を用いて実現で
きる。
垂直方向にイメージされた位相アレイ（virtually imag
ed phase array−ＶＩＰＡ）を用いて実現されるが、こ
れに関しては、M. Shirasaki 著の "Large angular dis
persion by a virtually imaged phase array and its
application to a wavelength demultiplexer", OPTICS
LETTERS, Vol. 21, No.5, March 1996 を参照のこと。
別の種類の角度分散素子も公知の反射グレーティングで
ある。図１６の位相シフタ１６０３と、図１の位相シフ
タ列１４０は、公知の自由空間光学装置を用いて実現で
きる。
【００６５】図１６の構成は対称であるため、リフレク
タユニットを用いて図１６の右側半分を図１３と同様に
置換することもできる。図１７は、角度分散型素子１７
０１と、位相シフタ列１７０２と、リフレクタユニット
１７０３と、カプラ１７０４とを有する再構成可能なＷ
ＤＭ交差接続装置を示す。図１７のＷＤＭ交差接続装置
は、図１３のそれとほぼ同様な動作をする。
タユニットを用いて図１６の右側半分を図１３と同様に
置換することもできる。図１７は、角度分散型素子１７
０１と、位相シフタ列１７０２と、リフレクタユニット
１７０３と、カプラ１７０４とを有する再構成可能なＷ
ＤＭ交差接続装置を示す。図１７のＷＤＭ交差接続装置
は、図１３のそれとほぼ同様な動作をする。
【００６６】カプラ１７０４に入力された信号は、角度
分散型素子１７０１の１個または複数の選択されたポー
トと、位相シフタ１７０２の１つあるいは複数のある選
択されたポートに入り、位相シフタ１７０３と角度分散
型素子１７０１を介して反射して戻され、そして位相シ
フタ１７０３の特定の位相シフタの値を適宜設定するこ
とにより、反射された信号は角度分散型素子１６０１の
１個あるいは複数個の選択されたポートから１７０１を
介して出力される。
分散型素子１７０１の１個または複数の選択されたポー
トと、位相シフタ１７０２の１つあるいは複数のある選
択されたポートに入り、位相シフタ１７０３と角度分散
型素子１７０１を介して反射して戻され、そして位相シ
フタ１７０３の特定の位相シフタの値を適宜設定するこ
とにより、反射された信号は角度分散型素子１６０１の
１個あるいは複数個の選択されたポートから１７０１を
介して出力される。
【図１】位相シフタにより接続された「インタリーブ−
チャープド」の導波路グレーティングルータＷＧＲを用
いた再構成可能な波長分割多重化ＷＤＭ交差接続装置を
示すブロック図
チャープド」の導波路グレーティングルータＷＧＲを用
いた再構成可能な波長分割多重化ＷＤＭ交差接続装置を
示すブロック図
【図２】標準のＷＧＲのスターカプラの自由空間領域
（free space region） のブリリュアンゾーンΩ0 内に
焦点を集めた像を表す図
（free space region） のブリリュアンゾーンΩ0 内に
焦点を集めた像を表す図
【図３】偶数番号のグレーティングアームが残り、奇数
番号のグレーティングアームが除去されたときのスター
カプラの自由空間領域における入力ライン１からのイメ
ージを表す図
番号のグレーティングアームが除去されたときのスター
カプラの自由空間領域における入力ライン１からのイメ
ージを表す図
【図４】奇数番号のグレーティングアームが残り、偶数
番号のグレーティングアームが除去されたときのスター
カプラの自由空間領域における入力ライン１からのイメ
ージを表す図
番号のグレーティングアームが除去されたときのスター
カプラの自由空間領域における入力ライン１からのイメ
ージを表す図
【図５】奇数番号のグレーティングアームが延びてさら
に９０゜の位相回転を含み、かつ偶数番号のグレーティ
ングアームが除去された場合のスターカプラの自由空間
領域における入力ライン１からのイメージを表す図
に９０゜の位相回転を含み、かつ偶数番号のグレーティ
ングアームが除去された場合のスターカプラの自由空間
領域における入力ライン１からのイメージを表す図
【図６】奇数番号のグレーティングアームが延びてさら
に９０゜の位相回転を含み、スターカプラの自由空間領
域における図３と図５からのイメージを組み合わせた図
に９０゜の位相回転を含み、スターカプラの自由空間領
域における図３と図５からのイメージを組み合わせた図
【図７】Ａ 奇数番号のグレーティングアームが延びて
さらに９０゜の位相回転を含み、かつ偶数番号のグレー
ティングアームが除去された場合のスターカプラの自由
空間領域における入力ライン２からのイメージを表す図 Ｂ 奇数番号のグレーティングアームが延びてさらに９
０゜の位相回転を含み、スターカプラの自由空間領域に
おける図４と図７Ａからのイメージを組み合わせた図
さらに９０゜の位相回転を含み、かつ偶数番号のグレー
ティングアームが除去された場合のスターカプラの自由
空間領域における入力ライン２からのイメージを表す図 Ｂ 奇数番号のグレーティングアームが延びてさらに９
０゜の位相回転を含み、スターカプラの自由空間領域に
おける図４と図７Ａからのイメージを組み合わせた図
【図８】各導波路イメージを位相シフタに結合する導波
路を１個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
路を１個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
【図９】図８の構成の異なる実施例における透過率を表
す図
す図
【図１０】各導波路イメージを位相シフタに結合する導
波路を２個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
波路を２個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
【図１１】図１０の構成の異なる実施例における透過率
を表す図
を表す図
【図１２】各導波路イメージを位相シフタに結合する導
波路を３個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
波路を３個有するスターカプラの自由空間領域を表す図
【図１３】「インタリーブ−チャープド」ＷＧＲと、位
相シフタと、リフレクタと、カプラとを有する再構成可
能なＷＤＭ交差接続装置を示すブロック図
相シフタと、リフレクタと、カプラとを有する再構成可
能なＷＤＭ交差接続装置を示すブロック図
【図１４】ライン数Ｐが２から８まで変化した場合のＷ
ＧＲに加えられるグレーティングアームの変化を表す表
ＧＲに加えられるグレーティングアームの変化を表す表
【図１５】導波路と位相シフタを有する導波路を表す図
【図１６】位相シフタにより接続される角度分散素子の
２つのグループを含むＷＤＭ交差接続装置の一般的ブロ
ック図
２つのグループを含むＷＤＭ交差接続装置の一般的ブロ
ック図
【図１７】角度分散素子と、位相シフタと、リフレクタ
と、カプラとを有する再構成可能なＷＤＭ交差接続装置
を示すブロック図
と、カプラとを有する再構成可能なＷＤＭ交差接続装置
を示すブロック図
１００ ＷＤＭ交差接続装置 １１０，１２０ 導波路グレーティングルータ（ＷＧ
Ｒ） １１１，１１２，１２１，１２２ スターカプラ １１３，１２３ グレーティングアーム列 １１４ 自由空間領域 １３０，１３０′ 導波路列 １３１−１３４ 導波路グループ １４０ 位相シフタ列 １７０ 位相シフタ １９０ 軸 ２０１，２０６ 信号イメージ ３０１ 偶数番目のグレーティングアーム ３０２ 奇数番目のグレーティングアーム ８０１ 導波路 ８０２ 波長チャネルイメージ １００２，１００３ 導波路 １００４，１２１０ 領域 １２０２−１２０４ 導波路 １３００ 波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置 １３０１ 導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ） １３０２ 位相シフタ列 １３０３ リフレクタユニット １３０４ カプラ １３０６ 位相シフタ １６０１，１６０２，１７０１ 角度分散型素子 １６０３，１７０２ 位相シフタユニット １７０３ リフレクタユニット １７０４ カプラ
Ｒ） １１１，１１２，１２１，１２２ スターカプラ １１３，１２３ グレーティングアーム列 １１４ 自由空間領域 １３０，１３０′ 導波路列 １３１−１３４ 導波路グループ １４０ 位相シフタ列 １７０ 位相シフタ １９０ 軸 ２０１，２０６ 信号イメージ ３０１ 偶数番目のグレーティングアーム ３０２ 奇数番目のグレーティングアーム ８０１ 導波路 ８０２ 波長チャネルイメージ １００２，１００３ 導波路 １００４，１２１０ 領域 １２０２−１２０４ 導波路 １３００ 波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置 １３０１ 導波路グレーティングルータ（ＷＧＲ） １３０２ 位相シフタ列 １３０３ リフレクタユニット １３０４ カプラ １３０６ 位相シフタ １６０１，１６０２，１７０１ 角度分散型素子 １６０３，１７０２ 位相シフタユニット １７０３ リフレクタユニット １７０４ カプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (36)
- 【請求項１】 （Ａ） それらの間にノンゼロの位相シ
フトを有し、入力ポートにほぼ等しく結合される複数個
の角度分散素子（１１３）を有する第１ユニット（１１
０）と、 （Ｂ） それらの間にノンゼロの位相シフトを有し、出
力ポートにほぼ等しく結合される複数個の角度分散素子
（１２３）を有する第２ユニット（１２０）と、 （Ｃ） 前記第１ユニットの角度分散素子からのイメー
ジを前記第２ユニットの角度分散素子からの同一周波数
のイメージに搬送し、第１ユニット内の選択された入力
ポートからの信号を第２ユニット内の選択された出力ポ
ートへ向けるためにそれらのイメージ間の相対的位相を
制御する位相シフタ（１４０）とからなることを特徴と
する波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置。 - 【請求項２】 前記角度分散素子（１１３，１２３）
は、導波路グレーティングであることを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記導波路グレーティングは、インター
リーブされていることを特徴とする請求項２記載の装
置。 - 【請求項４】 前記位相シフタ（１４０）は、導波路パ
ス内の位相シフタを具備する一連の導波路パスであるこ
とを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項５】 （Ａ） 第１導波路グレーティングルー
タ（１１０）と、（Ｂ）第２導波路グレーティングルー
タ（１２０）と、（Ｃ）位相シフタユニット（１４０）
とを有する波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続装置にお
いて、 前記（Ａ）第１導波路グレーティングルータ（１１０）
は、 （Ａ１） １個あるいは複数個の光学波長を有する異な
る光学信号チャネルを受領する少なくとも２個の入力ポ
ート（１５０）と出力ポートとを有する第１カプラ（１
１１）と、 （Ａ２） 前記第１カプラの出力ポートを第２カプラ
（１１２）の入力ポートに接続するためにインターリー
ブされチャープされた導波路パスを有する相互接続ユニ
ット（１１３）と、 （Ａ３） 前記第１導波路グレーティングルータから光
学波長の複数のイメージを出力する出力ポートを有する
前記第２カプラ（１１２）と、を有し、 前記（Ｂ）第２導波路グレーティングルータ（１２０）
は、 （Ｂ１） 前記第１導波路グレーティングルータ（１１
０）の第２カプラ（１１２）の出力ポートから出力され
たいかなる光学波長の複数のイメージを受領する入力ポ
ートを有する第１カプラ（１２２）と、 （Ｂ２） 前記第１カプラの出力ポートを第２カプラ
（１２１）の入力ポートに接続するために、前記インタ
ーリーブされチャープされた導波路パスを有する相互接
続ユニット（１２３）と、 （Ｂ３） １つあるいは複数の光学波長を含む光学信号
チャネルを出力する少なくとも２個の出力ポート（１６
０）を有する前記第２カプラ（１２１）と、を有し、 前記（Ｃ）位相シフタユニット（１４０）は、前記第１
導波路グレーティングルータ（１１０）の第２カプラ
（１１２）の出力ポートを、前記第２導波路グレーティ
ングルータ（１２０）の第１カプラ（１２２）の入力ポ
ートに接続する位相シフタ導波路を有し、 各位相シフタ導波路は、所定の位相シフトをそこを通過
する光学波長に与えることを特徴とする波長分割多重化
（ＷＤＭ）交差接続装置。 - 【請求項６】 前記位相シフタ導波路のグループの所定
の位相シフトは、複数の値の間で切り換え可能であるこ
とを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項７】 少なくとも１個の位相シフタ導波路は、
電気信号により制御されることを特徴とする請求項５記
載の装置。 - 【請求項８】 前記位相シフタ導波路のグループの所定
の位相シフトが第１値の時は、前記第１カプラの第１入
力ポートで受信した波長は前記第２カプラの第１出力ポ
ートに接続されることを特徴とする請求項５記載の装
置。 - 【請求項９】 前記位相シフタ導波路のグループの所定
の位相シフトが第２値の時は、前記第１カプラの第１入
力ポートで受信した波長は前記第２カプラの第２ポート
に出力されることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第１カプラは、２個の入力ポート
を有し、 前記第２カプラは、２個の出力ポートを有し、 前記インターリーブされチャープされた導波路パスの隣
接するパスのパス長さの差は、所定の波長における波長
の１／４であることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１１】 前記第１カプラは、Ｐ個の入力ポート
（但しＰは２以上の整数）を有し、 前記第２カプラは、Ｐ個の出力ポートを有し、 前記インターリーブされチャープされた導波路パスの連
続するパスのパス長さの差は、表１に指定したパスの長
さの差で周期的に繰り返すことを特徴とする請求項５記
載の装置。 - 【請求項１２】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージは、前記位相シフタ導波路の１個
の導波路に焦点が合うことを特徴とする請求項５記載の
装置。 - 【請求項１３】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージのうちの１個または複数個は、前
記位相シフタ導波路の２個の導波路に焦点を合わせるこ
とを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１４】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージは、前記位相シフタ導波路のうち
の３個の隣接する位相シフタ導波路の上に焦点を合わせ
ることを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１５】 本発明の装置は、ＩｎＰ製の光学集積
回路の一部として形成されることを特徴とする請求項５
記載の装置。 - 【請求項１６】 本発明の装置は、シリカ製の光学集積
回路の一部として形成されることを特徴とする請求項５
記載の装置。 - 【請求項１７】 前記第２カプラは、少なくとも２個の
入力ポートで受信した波長信号の３個のイメージを出力
することを特徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１８】 入力ポートと出力ポートの数は少なく
とも３個であり、 第１入力ポートで受信した所定の波長が第２出力ポート
に切り換えられたときには、第２入力ポートで受信した
所定の波長は第３出力ポートに切り換えられることを特
徴とする請求項５記載の装置。 - 【請求項１９】 導波路グレーティングルータと、位相
シフタと、リフレクタユニットとを有する波長分割多重
化（ＷＤＭ）交差接続装置において、 前記導波路グレーティングルータは、 １個あるいは複数個の光学波長を有する異なる光学信号
チャネルを受領する少なくとも２個の入力ポートと、出
力ポートとを有する第１カプラと、 前記第１カプラの出力ポートを第２カプラの入力ポート
に接続するために、インターリーブされチャープされた
導波路パスを有する相互接続ユニットと、 を有し、 前記第２カプラは、１つあるいは複数の光学波長を有す
る光学信号チャネルを出力する少なくとも２個の出力ポ
ートを有し、 前記位相シフタは、前記導波路グレーティングルータの
出力ポートをリフレクタユニットのリフレクタに接続す
る位相シフタ導波路を有し、 前記各位相シフタ導波路は、そこを通りリフレクタユニ
ットにより反射される光学波長に対し所定の位相シフト
を与え、 前記リフレクタユニットは、前記位相シフタを通して前
記導波路グレーティングルータに光学波長を反射して戻
すことを特徴とする波長分割多重化（ＷＤＭ）交差接続
装置。 - 【請求項２０】 導波路グレーティングルータに光学信
号を入力し、そこから光学信号を出力する前記導波路グ
レーティングルータの第１カプラに接続される入力／出
力カプラユニットをさらに有することを特徴とする請求
項１９記載の装置。 - 【請求項２１】 前記位相シフタ導波路のグループの所
定の位相シフトは、複数の値の間で切り換え可能である
ことを特徴とする請求項１９記載の装置。 - 【請求項２２】 少なくとも１個の位相シフタ導波路
は、電気信号により制御されることを特徴とする請求項
１９記載の装置。 - 【請求項２３】 前記位相シフタ導波路のグループの所
定の位相シフトが第１値の時は、前記第１カプラの第１
入力ポートで受信した波長は前記第２カプラの第１出力
ポートに接続されることを特徴とする請求項１９記載の
装置。 - 【請求項２４】 前記位相シフタ導波路のグループの所
定の位相シフトが第２値の時は、前記第１カプラの第１
入力ポートで受信した波長は前記第２カプラの第２ポー
トに出力されることを特徴とする請求項１９記載の装
置。 - 【請求項２５】 前記第１カプラは、２個の入力ポート
を有し、 前記第２カプラは、２個の出力ポートを有し、 前記第１群のインターリーブされチャープされた導波路
パスの隣接するパスのパス長さの差は、所定の波長にお
ける波長の１／４であることを特徴とする請求項１９記
載の装置。 - 【請求項２６】 前記第１カプラは、Ｐ個の入力ポート
（但しＰは２以上の整数）を有し、 前記第２カプラは、Ｐ個の出力ポートを有し、 前記第１群のインターリーブされチャープされた導波路
パスの連続するパスのパス長さの差は、表１に指定した
パスの長さの差で周期的に繰り返すことを特徴とする請
求項１９記載の装置。 - 【請求項２７】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージは、前記位相シフタ導波路の１個
の導波路に焦点が合うことを特徴とする請求項１９記載
の装置。 - 【請求項２８】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージのうちの１個または複数個は、前
記第２群の位相シフタ導波路の２個の導波路に焦点を合
わせることを特徴とする請求項１９記載の装置。 - 【請求項２９】 前記第１導波路グレーティングルータ
からの複数のイメージは、前記第２群の位相シフタ導波
路のうちの３個の隣接する位相シフタ導波路の上に焦点
を合わせることを特徴とする請求項１９記載の装置。 - 【請求項３０】 本発明の装置は、ＩｎＰ製の光学集積
回路の一部として形成することを特徴とする請求項１９
記載の装置。 - 【請求項３１】 前記第２カプラは、少なくとも２個の
入力ポートで受信した波長信号の３個のイメージを出力
することを特徴とする請求項１９記載の装置。 - 【請求項３２】 入力ポートと出力ポートの数は少なく
とも３個であり、第１入力ポートで受信した所定の波長
が第２出力ポートに切り換えられたときには、第２入力
ポートで受信した所定の波長は第３出力ポートに切り換
えられることを特徴とする請求項１９記載の装置。 - 【請求項３３】 （Ａ） それらの間にノンゼロの位相
シフトを有し、入力ポートにほぼ等しく結合される複数
個の角度分散素子を有する第１ユニットと、 （Ｂ） １個あるいは複数個の光学波長を前記第１ユニ
ットの位相シフタと角度分散素子を通して反射して戻す
リフレクタユニットと、 （Ｃ） 前記第１ユニットの角度分散素子からのイメー
ジを前記リフレクタユニットに搬送し、前記リフレクタ
ユニットから反射されて戻されたイメージを前記第１ユ
ニットの角度分散素子に搬送する位相シフタと、 を有し、 前記位相シフタは、第１ユニットの１個あるいは複数個
の選択されたポートに入力された信号をＷＤＭ交差接続
装置を介して前記第１ユニットの１個あるいは複数個の
選択されたポートに向けるためにイメージ間の相対的位
相を制御することを特徴とする波長分割多重化（ＷＤ
Ｍ）交差接続装置。 - 【請求項３４】 前記角度分散素子は、導波路グレーテ
ィングであることを特徴とする請求項３３記載の装置。 - 【請求項３５】 前記角度分散素子内の導波路グレーテ
ィングは、インターリーブされていることを特徴とする
請求項３３記載の装置。 - 【請求項３６】 前記位相シフタは、導波路パス内の位
相シフタを具備する一連の導波路パスであることを特徴
とする請求項３３記載の装置。
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