JPS6347623A

JPS6347623A - 波長多重分波素子

Info

Publication number: JPS6347623A
Application number: JP19137186A
Authority: JP
Inventors: Kazuhisa Kaede; 楓　和久
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1986-08-15
Filing date: 1986-08-15
Publication date: 1988-02-29
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0750212B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明Ｆｉ元通信等に用いられる波長多重分波素子に関
する。

（従来の技術）近年、波長分割多重光ファイバ伝送における波長間隔と
して数ＧＨｚから数十ＧＨｚという罹めて狭い波長間隔
が試みられつつある。この極めて波長間隔の狭い波長分
割伝送は光の特性を生かし念、極めて大容量の元ファイ
バ伝送を可能にするものである。

このような極めて狭い波長間隔で分波を行なうことがで
きる素子の１つとして、ファブリ・ペロー型干渉素子が
ある。この素子を用いればファブリ・ペロー型干渉素子
の自由スペクトル間隔に対応した間隔で位置する多重元
信号全極めて狭い波長幅で分波することが可能でめる。

その機能は、例エバニス拳アール・マリンソン（Ｓ、Ｒ
，Ｍａｌｉｎ−ｓｏｎ　）によシ雑誌「エレクトロニク
スレターズ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｌｅｔｔｅｒｓ
）Ｊ、　誤２１巻（１９８咋）。

第７９５頁から第７６１頁に発表された論文：Ｉこ詳し
い。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、このファブリ・ペロー世干渉素子では、自由ス
ペクトル間隔に対応した多重光信号を分岐して信号とし
て受は取ることはできるが、自由スペクトル間隔内に存
在する他の多重光信号は全てもとの伝送端側へ反射され
てしＩうので、それら全開のファブリ・ベロー干渉素子
で分波し７１、あるいは他の端局へさらに伝送すること
はできなかった。このことは送信端側へ反射された光信
号は元す−キーレータ等を用いない限シ、そのいずれも
受信できないことを意味しており、分波素子としては必
ずしも十分な機能をもっていなかった。

また、従来の素子は波長多重素子として用いることがで
きないという問題点があった。

本発明の目的は、この問題点を解決し、波長多重分波機
能と共ンて、マツハツエンダ干渉な分波素子の機能も兼
ね備えた波長多重分波素子を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明の波長多重分波素子の構成は、２つの入力端子と
２つの出力端子とをそれぞれ有する第１及び第２の３ｄ
Ｂ結合回路と、これら第１の３ｄＢ結合回路の２つの出
力端とを片方ずつ各々異なる長さの干渉用光路で結んで
構成式れたマッハツェンダ型光学干渉系と、このマツハ
ツエンダ−型光学干渉系の２つの干渉用光路の中にそれ
ぞれ少なくとも１つずつ設けられたファブリ・ペロー形
干渉素子とを含むことを特徴とする。

（作用）本発明の構成をとることにより、第１の３ｄＢ結合回路
の一方の入射端から入射された波長多重信号のうち、フ
ァブリ・ペロー型干渉素子の自由スペクトル間隔毎の光
信号はそのファブリ・ペロー型干渉素子を透過した後、
マツハツエンダ型干渉系の機能によりさらに２つのグル
ープに分波され、それぞれ第２の３ｄＢ結合回路のいず
れか一力の出力端から分波出力される。マ念、ファブリ
ーペロー型干渉素子を透過しなかった他の波長多重信号
光もファブリ・ペロー型干渉素子で反射された後、マツ
ハツエンダ型干渉系の機能により、２つのグループに分
波され、第１の３　ｄＢ結合回路のいずれか一力の入射
端へそれぞれ出力される。

従って、波長多重信号光は、ファブリ・ペロー型干渉素
子の自由スペクトル間隔毎の光信号と、自由スペクトル
間隔内に存在する他の光信号との２つのグループに分か
れて分波されたうえ、それぞれのグループはマツハツエ
ンダ型干渉系によシさらに２つのグループに分岐される
。分波において、波長多重信号が入力された入射端以外
の端子から、逆に分波された元信号をそれぞれ入射させ
た場合には、これらの光信号は分波の場合とは逆の光路
をたどって多重化され、分波の場合に入射端として用い
た端子から多重光信号となって出射される。

（実施例）以下、図面によυ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明による第１の実施例のブロック図を示す
。波長１．３μｍ帯において１０ＨＧｚ間隔で１６波多
重された多重光信号は、第１の元７アイパ１０１を通っ
て、第１の３ｄＢ結合器１０２の第１の入力端１０３に
入射され、この第１の３ｄ結合器１０２でほぼ半分ずつ
のパワーに分岐された後、それぞれその第１及び第２の
出力端１０５゜１０６から出力される。

これら出力端１０５，１０６からの出力光はそれぞれマ
ツハツエンダ型光学干渉系の２つの干渉用光路の一部を
形成する第２．第３の光２ビバ１０７゜１０８を通って
それぞれ第１．第２のロッドレンズ１０９，１１０を介
して共通のファブリ・ベロー干渉素子１１１に入射する
。なお、第２．第３の光ファイバ１０７，１０８は長さ
が異なっておυ、第３の元ファイバ１０８の力が約０．
５　ｃｍ長くなっている。

入射された多重信号光のうち、ファブリ・ペロー型干渉
素子１１１の透過波長に対応する信号光はファブリ・ペ
ロー型干渉素子１１１を透過した後、第２の光ファイバ
１０７から出射された信号光は第３のロッドレンズ１１
２′（！−介して、第４の元ファイバ１１４に結合され
、−力筒３の元ファイバ１０８から出射された分の信号
光は第４のロッドレンズ１１３を介して第５の元ファイ
バ１１５に結合される。第５の元ファイバ１１５に結合
された信号光のうち約１／１０ｏｏパワーが融清元ファ
イバからなるＦｌの方向性結合器１１６によ）２アプリ
・ペロー型干渉素子制御用として第６の元ファイバ１１
７へ分岐され、残る大半のパワーは第１の方向性結合器
１１６を通過して第７の元ファイバ１１８へ結合される
。

ここで第５．第７の光ファイ／１１５，１１８と第１の
方向性結合器１１６を合せ次長さに対し、第４の元ファ
イバ１１４の長さの方が約ｏ、２５ｃＩｎ長くなってい
る。また、これら第４．第５及び第７の元ファイバ１１
４，１１５，１１８は、第２゜第３の元ファイバ１０７
，１０８とともにマツハツエンダ−型光学干渉系の２つ
の干渉用光路を形成する。第４及び第７の元ファイバ１
１４，１１８を通った信号光は、それぞれ第２の３Ｇ結
合器１１９の第１．第２の入力端１２０，１２１へ入射
される。ここで、ファブリ・ペロー型干渉素子１１１を
透過した信号は、第２．第４の光ファイバ１０７゜１１
４及び第３．第５．第７の光７アイパ１０８゜１１５．
１１８等で構成されるマツハツエンダ型干渉系の働きに
より、さらに２つのグループに分波され、それぞれ第１
．第２の出力端１２２，１２３から第８．第９の光ファ
イバ１２４．１２５へ分波出力される。この分波された
２つのグループ内での隣り合う波長間隔（す、ファブリ
・ペロー型干渉素子の透過波長間隔の２倍となっている
。

−力、ファブリ・ペロー型干渉素子１１１で透過畜れず
に反射された信号光は、往復でマツハツエンダ干渉系を
構成する第２．第３０光フアイバ１０７．１０８を再び
通って第１の３Ｇ結合器１０２へ再び入射し、第１の３
ｄＢ結合器１０２における干渉によシ２つのグループに
分波され、それぞれ第１．第２の入射端１０３，１０４
から第１の元ファイバ１０１．及び第１０の光ファイバ
１２６へ分波出力される。

ここで外界の温度変化等に起因する２つの干渉用光路の
光路長変動のために第２の３　ｄＢ結合器１１９の第１
．第２の出力端１２２，１２３から出力される元信号出
力強夏が変動することがないように第８の元ファイバ１
２４に出力される出力光の約１／１００を第２の方向性
結合器１２７により分岐して第１１の光ファ・ｆバエ２
８へ取シ出し、残る大半の光信号パワーは第１２の元フ
ァイバ１３２から出力される。この第１１の元ファイバ
１２８へ分岐出力された光を第１の受うｔ器」２９で受
光して、この受光量が最大となるように第１の駆動回路
１３０を用いて第４の元ファイバ１１４の一部を巻きつ
げた第１のＰＺＴボビン１３１を駆動して、光路長変動
を抑えている。

また、８Ｇの光アアイバ１１７へ分岐さ九念ファプリー
ペロー型干渉素子制御用の光信号を第２の受光器１３３
で受光し、その受光量が最大となるように第２の駆動回
路１３４によりファブリ・ペロー型干渉素子１１１の自
由スペクトル間隔を微調し、定められた波長を安定に分
岐する。

さらに、第１の３０結合器１０２の第１．第２の入力端
１０３，１０４から出力される信号光強度の変動を生じ
ないようにするため、第１０の元ファイバ１２６に接続
された第３の方向性結合器１３５で第１３の元ファイバ
１３６へ約１／１００の分岐比で分岐された元パワーを
第３の受光器１３７で受光し、この受光量が最大となる
ように第３の駆動回路１３８を用いて、第３の光ファイ
バ１０８の一部を巻きつけた第２のＰＺＴボビン１３９
を駆動し、光路長変動を抑えている。なお、第３の方向
性結合器１３５に入射し次光信号の大半はそのまま第１
４の光ファイバ１４０から分波光として出力される。

なお、第１及び第２の３ｄＢ結合器１０２，１１９には
単一モード光ファイバ融着型の３ｄＢ方向方向性器を用
い、光ファイバはいずれも単一モードファイバを用いた
。さらに、ファブリ・ペロー型干渉素子１１１には、間
隔が調整可能な２枚の誘電体多層膜ミラーが用いられ、
この誘電体多層膜ミラーの反射率は１．３μｍ帯で約９
９％、ミラー間隔は約１．５　Ｗであυ、その結果、自
由スペクトル間隔１は約４０ＧＨｚ、フィネス約３００
となっている。

ここで誘電体多層膜ミラーで構成されるファブＩＪ　Ｉ
ペロー型干渉素子１１１の透過特性、及びマツバツエン
ダ型干渉系の透過特性と選択波長の関係を第２図（ａ）
〜ｋ）を用いて説明する。

第２図（ａ）は入力信号の１６波の波長多重信号であシ
、これら１０ＧＨｚ間隔の各信号のうち、第２図（ｂ）
に示したファプリ・ベロー型干渉素子１１１の約４０Ｇ
Ｈｚ間隔の透過ピークに合致した第２図（ｃ）に示す４
つの波長の信号光が２アプリ拳ペロー型干渉素子１１１
を透過する。

一方、波長多重入力信号のうち、第２図（ｂ）に示した
ファブリ・ペロー型干渉素子の透過ピークに一致しない
第２図（ｄ）に示した光信号はファプリ・ベロー型干渉
素子１１１で反射される。ここで第２及び第４の光ファ
イバ１０７，１１４等で構成される光路長と、第３．第
５及び第７の光ファイバ等で構成される光路長との間に
約０，２５ｃｒｒＩの差があるため、ファプリ拳ペロー
干渉素子１１１を透過した４０ＧＨｚおきの光信号は４
０ＧＨｚ毎に交互に各々、第２の３ｄＢ結合器１１９の
第１の出力端１２２と第２の出力端１２３へ分波出力さ
れる。

第２図（ｅ）の実線はマツハツエンダ−型干渉系におけ
る第１の３ｄＢ結合器１０２の第１の入力端１０３から
光信号を入射させたときの第２の３４結合器１１９の第
１の出力端１２２への透過特性であり、第２図（ｅ）の
破線は同じく第１の３ｄＢ結合器１０２の第１の入力端
から光信号を入射させたときの第２の３ａ結合器１１９
の第２の出力端１２３への透過特性である。

従って、前記ファプリ・ベロー型干渉素子１１１を透過
した信号（第２図）のうち、第２図（００元信号は第１
の出射端１２２につながる第８の元ファイバ１２４．さ
らに第２の方向性結合器１２７を通って、第１２の光フ
ァイバ１３２から分波出力され、第２図（２）に示す光
信号は第２の出射端１２３につながる第９の元ファイバ
１２５から分波出力される。

一方、第２図Ｑｌ）に示す実線は第２．第３の元ファイ
バ１０７，１０８を往復して構成されるマツハツエンダ
屋干渉系における第１の３ｄＢ結合器１０２の第１の入
力端１０３から元信号を入射させ次ときの同結合器の第
１の入力端１０３．即ちもとの光路へもどる場合の透過
特性、第２図（ｈ）に示す破線は第１の３ｄＢ結合器１
０２の第１の入力端１０３から光信号を入射させたとき
の同結合器の第２の入力端１０４への透過特性を示す。

図のように、ファブリ・ペロー干渉素子１１１で反射さ
れた光信号（第２図（ｄ））のうち、Ｍ２図（ｉｌに示
す光信号は元の光路である第１の元ファイバー１０１へ
分波出力され、第２図り）に示す光信号は第２の入射端
１０４につながる第１０の光ファイバ１２６．さらに第
３の方向性結合器１３５を通って、第１４の元ファイバ
１４０から分波出力される。

次に、この素子を多重回路として用いる場合には、以上
の説明の分波素子として用いたときには入力端として用
いた第１の３　ｄＢ結合器１０２の第１の入力端１０３
を多重信号光の出力端とし、ま次、分波素子として用い
たときには出力端として用いた第１の３ｄＢ結合器１０
２の第２の入力端１０４と第２の３ｄＢ結合器１１９の
第１及び第２の出力端１２２，１２３をそれぞれ多重回
路の入力端として用いればよい。この場合には第２図（
ｆ）、（ロ）及びＵ）の信号光が多重されて、第２図（
ｋ）に示す多重信号光が得られる。

なお、本実施例においては、信号光の波長多重数を１６
とし、波長間隔を１０ＧＨｚとし次が、こ・れらに限定
されないことも明らかである。さらシて、ファブリ・ペ
ロー干渉素子の自由スペクトル間隔を約４０ＧＨｚ、マ
ツハツエンダ形干渉系の分波間隔を４０ＧＨｚ及び１０
ＧＨｚとし念が、これらの値に限定されず、また、本実
施例はマイクロオプティクスによシ素子１ｒ構成したが
、光導波路などを用いてもよいことは明らかである。

（発明の効果）以上説明し比ように、本発明の波長多重分波素子によれ
ば、ファプリーペロー型干渉素子で設定されるスペクト
ル間隔の光信号亡選択的に分波できるとともに、さらに
それらの信号をマツハツエンダ−型分波素子機能によシ
同時にそれぞれ２つのグループに分波できる。また、２
７ブリ・ペロ−干渉素子を波長多重分波素子の構成要素
として用いているにもかかわらず、分波のみならず多重
の機能をもつと共に、分波素子として用いたとき、従来
の７アプリーペロー素子では入射光路と同−光路にすべ
て反射されていた元信号を、入射光路とは別の光路に出
力させることができる。

【図面の簡単な説明】

波数特性図である。１０１．１０７，１０８，１１４，１１５゜１１７．１
１８，１２４〜１２６，１３２，１３６゜１４０・・・
・・・光ファイ／（，１０２，１１９・・・・・・３ｄ
Ｂ結合器、１０３〜１０６，１２０〜１２３・・・・・
・３ｄ結合器の入出力端、１０９，１１０，１１２゜１
１３・・・・・・ロッドレンズ、　１２９，１３３，１
３７・・・・・・受光器、１３０，１３４，１３８・・
・・・・駆動回路、１１１・・・・・・ファブリ・ペロ
ー形干渉素子、１１６．１２７，１３５・・・・・・方
向性結合器、１３１゜１３９・・・・・・ＰＺＴボビン
。葛Ｚ区胆１低

Claims

【特許請求の範囲】

２つの入力端子と２つの出力端子とをそれぞれ有する第
１及び第２の３ｄＢ結合回路と、これら第１の３ｄＢ結
合回路の２つの出力端と第２の３ｄＢ結合回路の２つの
入力端子とを片方ずつ各々異なる長さの干渉用光路で結
んで構成されたマッハツェンダ型光学干渉系と、このマ
ッハツェンダ型光学干渉系の２つの干渉用光路の中にそ
れぞれ少なくとも１つずつ設けられたファブリ・ペロー
型干渉素子とを含むことを特徴とする波長多重分波素子
。