KR20060048308A - 광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기 - Google Patents

광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력되는 복수의 광파의 파장이 변하는 경우라도 광을 합파 또는 분파할 수 있는 광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 광 회로 디바이스는 제1∼제3 마하젠더 간섭계를 포함한다. 제1∼제3 마하젠더 간섭계 각각은 제1∼제3 포트, 제1 광 커플러, 제1 및 제2 광 도파로, 제2 광 커플러, 그리고 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제1 히터를 포함한다. 제1 마하젠더 간섭계의 제2 포트와 제2 마하젠더 간섭계의 제1 포트는 광학적으로 결합되고, 제1 마하젠더 간섭계의 제3 포트와 제3 마하젠더 간섭계의 제1 포트는 광학적으로 결합되어 있다.

Description

광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기{LIGHTWAVE CIRCUIT DEVICE}
도 1은 본 발명의 광 회로 디바이스를 구비한 광 모듈의 개념도.
도 2는 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제1 실시예의 개념도.
도 3은 제1 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 4개의 입력 포트 P1에서 포트 r1까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프.
도 4a와 도 4b는 제1 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 포트 r1에서 출력 포트 P3 또는 P4까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프로서, 도 4a는 신호광 S1이 출력 포트 P3으로 출력하도록 스위치가 설정된 경우, 도 4b는 신호광 S1이 출력 포트 P4로 출력하도록 스위치가 설정된 경우를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제2 실시예의 개념도.
도 6은 제2 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 입력 포트 P13에서 출력 포트 P11 및 P12까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프.
도 7은 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제3 실시예의 개념도.
도 8은 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제4 실시예의 개념도.
도 9a와 도 9b는 제4 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 입력 포트 P33에서 출력 포트 P11 또는 P32까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프로서, 도 9a는 신호광 S3이 출력 포트 P11로 출력하도록 스위치가 설정된 경 우, 도 9b는 신호광 S1이 출력 포트 P11로 출력하도록 스위치가 설정된 경우를 도시한 도면.
도 10은 제1 실시예의 광 회로 디바이스 및 제2 실시예의 광 회로 디바이스를 구비한 광 애드 드롭 장치의 블록도.
도 11a 및 도 11b는 도 10의 광 애드 드롭 장치를 복수 구비한 파장 다중 전송 시스템의 블록도로서, 도 11a는 전송로 A가 정상적으로 동작하고 있는 경우를 도시하고, 도 11b는 전송로 A에 장해가 발생한 경우를 도시한 도면.
도 12는 제3 실시예의 광 회로 디바이스 및 제4 실시예의 광 회로 디바이스를 구비한 광 애드 드롭 장치의 블록도.
도 13은 도 12의 광 애드 드롭 장치를 복수 구비한 파장 다중 전송 시스템의 블록도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
2 : 광섬유 어레이
4 : 보강 부재
6 : 광섬유
8 : 배선 기판
10, 10a, 10b, 10c : 광 회로 디바이스
12 : 배선용 와이어
14 : 몰드
16 : 기판
20 : 광 합파 회로
30 : 광 분파 회로
본 발명은 광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기에 관한 것이다.
광 회로 디바이스로서, PLC(Planar-Lightwave-Circuit)를 이용한 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 필터가 Kitoh 등, Proceedings of the 2002 IEICE General Conference, C-3-125, (2002), p. 257에 개시되어 있다. 이 CWDM 필터에서는, 복수의 래티스 필터가 직렬로(in tandem) 배치되어 있다. 이 CWDM 필터에 의해 파장 다중화되어 있는 광이 파장이 서로 다른 4개의 광파로 분파된다.
다른 광 회로 디바이스로서, 복수의 마하젠더 간섭계가 트리형으로 다단 접속된 광 합파기 또는 광 분파기가 일본 특허 출원 공개 공보 제2003-149472호에 개시되어 있다. 각각의 마하젠더 간섭계는 제1 광 커플러와, 제1 광 커플러에 접속된 2개의 광 도파로와, 2개의 광 도파로에 접속된 제2 광 커플러로 이루어진다. 2개의 광 도파로 중 한쪽은 지연 회로로서 기능한다.
전술한 바와 같은 광 회로 디바이스에 의해 합파 또는 분파되는 광파의 파장은 하나의 광 회로 디바이스에 대하여 미리 정해져 있다. 미리 정해진 파장과 다른 파장의 광파를 상기 광 회로 디바이스에 입력하여도 이들을 합파할 수는 없다. 또한, 미리 정해진 파장과 다른 파장의 광파가 파장 다중화되어 있는 광을 상기 광 회로 디바이스에 입력하여도 각각의 광파로 분파할 수는 없다.
본 발명의 목적은 입력되는 복수의 광파의 파장이 변하는 경우에도 광을 합파 또는 분파할 수 있는 광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기를 제공하는 것이다.
목적을 달성하기 위해서, 제1∼제3 마하젠더 간섭계를 구비하는 광 회로 디바이스가 제공된다. 제1∼제3 마하젠더 간섭계 각각은 제1∼제3 포트와, 제1 포트에 일단이 광학적으로 결합된 제1 광 커플러와, 제1 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광 도파로와, 제1 및 제2 광 도파로와 제2 및 제3 포트에 각각 광학적으로 결합된 제2 광 커플러와, 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제1 히터를 포함한다. 제1 마하젠더 간섭계의 제2 포트와 제2 마하젠더 간섭계의 제1 포트는 광학적으로 결합되어 있다. 제1 마하젠더 간섭계의 제3 포트와 제3 마하젠더 간섭계의 제1 포트는 광학적으로 결합되어 있다.
광 회로 디바이스는 제1 마하젠더 간섭계의 제1 포트에 광학적으로 일단이 결합된 제3 광 커플러와, 제3 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제3 및 제4 광 도파로와, 제3 및 제4 광 도파로에 일단이 광학적으로 결합된 제4 광 커플러와, 제4 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제5 및 제6 광 도파로와, 제5 및 제6 광 도파로에 일단이 광학적으로 결합된 제5 광 커플러와, 제3 및 제4 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제2 히터와, 제5 및 제6 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제3 히터를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 광 회로 디바이스는 제3 광 커플러에 광학적으로 결합된 제4 포트를 추가로 포함하는 것이 바람직하다.
덧붙여, 파장이 서로 다른 복수의 광파가 각각 입력되는 복수의 제1 입력 포트와, 복수의 광파를 합파하여 제1 신호광을 출력하는 본 발명의 광 회로 디바이스인 광 합파 회로와, 제1 신호광에 포함되는 복수의 광파의 파장과는 다른 파장의 광파를 포함하는 제2 신호광이 입력되는 제2 입력 포트와, 제1 및 제2 신호광이 출력되는 출력 포트가 기판에 설치된 광 합파기가 제공된다. 광 회로 디바이스의 제2 및 제3 마하젠더 간섭계의 제2 및 제3 포트와 복수의 제1 입력 포트는 각각 광학적으로 결합되어 있다.
추가로, 파장이 서로 다른 복수의 광파를 포함하는 제1 신호광 및 제1 신호광에 포함되는 복수 광파의 파장과는 다른 파장의 광파를 포함하는 제2 신호광이 입력되는 입력 포트와, 제1 신호광을 분파하는 본 발명의 광 회로 디바이스인 광 분파 회로와, 제2 신호광이 출력되는 제1 출력 포트와, 광 분파 회로에 의해 분파된 제1 신호광에 포함되는 복수의 광파가 각각 출력되는 복수의 제2 출력 포트가 기판에 설치된 광 분파기가 제공된다. 광 회로 디바이스의 제2 및 제3 마하젠더 간섭계의 제2 및 제3 포트와 복수의 제2 출력 포트는 각각 광학적으로 결합되어 있다.
본 발명의 이점은 본 발명의 최상의 실시예를 예시하는 다음의 상세한 설명 으로부터 명백히 드러날 것이다. 본 발명은 본 발명의 범위 내에서 다른 상이한 실시예 및 각종 변형예도 가능하다. 따라서, 첨부하는 도면과 다음의 상세한 설명은 단지 예시적인 것이지 한정적인 것이 아니다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 광 회로 디바이스를 구비한 광 모듈(1)의 개념도이다. 광 모듈(1)은 예컨대 CWDM 시스템 또는 DWDM(Dense WaveIength Division Multiplexing) 시스템에 이용된다.
제1 실시예의 광 회로 디바이스(10)는 예컨대 석영계 재료로 이루어진 평면 도파로형 소자이며, 예컨대 석영계 재료로 이루어진 기판(16)을 갖고 있다. 기판(16)에는 광 도파로, 광 커플러, 마하젠더 간섭계, 광 스위치 등이 설치되어 있다. 따라서, 광 회로 디바이스(10)에서는, 기판(16)상에 광 회로가 집적되어 있다고도 할 수 있다. 기판(16)의 양단(16a)에는 각각 광섬유 어레이(2)가 접속되어 있다. 양단(16a)에 있어서의 기판(16) 표면상에는 보강 부재(4)가 설치되고, 보강 부재(4)도 광섬유 어레이(2)에 접속되어 있다. 광섬유 어레이(2)에는 광섬유(6)의 단부(6a)가 각각 고정되어 있다. 광 회로와 광섬유(6)는 광축이 맞춰져 있다.
기판(16) 표면에는 복수의 배선용 와이어(12)가 전기적으로 접속되어 있다. 와이어(12)의 타단은 배선 기판(8)에 고정되며, 단자(12a)를 형성하고 있다. 단자(12a)에는 광 회로 디바이스(10)를 제어하기 위한 전기 회로를 구비한 제어 장치를 접속할 수 있다. 광 회로 디바이스(10), 보강 부재(4), 광섬유 어레이(2), 와이어(12), 배선 기판(8) 및 광섬유(6)의 단부(6a)는 예컨대 수지제의 몰드(14)에 의해 덮여 있다. 단자(12a)는 몰드(14)의 외측으로 돌출되어 있다.
도 2는 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제1 실시예의 개념도이다. 제1 실시예의 광 회로 디바이스(10)는 광 합파 회로(20)를 갖고 있으며, 광 합파기로서 기능한다. 광 합파 회로(20)는 기판(16)에 설치된 제1∼제3 마하젠더 간섭계(M1∼M3)를 구비한다.
마하젠더 간섭계(M1)의 일단(M1a)에는 제1 포트(r1)가 설치되어 있고, 타단(M1b)에는 제2 포트(r2)와 제3 포트(r3)가 설치되어 있다. 포트(r1)에는 제1 광 커플러(C1)의 일단(C1a)이 광학적으로 결합되어 있다. 광 커플러(C1)의 타단(C1b)에는 제1 광 도파로(아암이라고도 함; w1)와 제2 광 도파로(w2)가 광학적으로 결합되어 있다. 광 도파로(w1, w2)에는 제2 광 커플러(C2)의 일단(C2a)이 광학적으로 결합되어 있다. 광 커플러(C2)의 타단(C2b)에는 포트(r2, r3)가 광학적으로 결합되어 있다. 광 도파로(w1, w2)상에는 각각 제1 히터(H11, H1)가 설치되어 있다.
마하젠더 간섭계(M2)의 일단(M2a)에는 제1 포트(r4)가 설치되어 있고, 타단(M2b)에는 제2 포트(r5)와 제3 포트(r6)가 설치되어 있다. 마하젠더 간섭계(M3)의 일단(M3a)에는 제1 포트(r7)가 설치되어 있고, 타단(M3b)에는 제2 포트(r8)와 제3 포트(r9)가 설치되어 있다. 마하젠더 간섭계(M2)와 마하젠더 간섭계(M3)의 내부 구조는 마하젠더 간섭계(M1)의 내부 구조와 동일하다. 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r2)와, 마하젠더 간섭계(M2)의 포트(r4)는 광학적으로 결합되어 있다. 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r3)와, 마하젠더 간섭계(M3)의 포트(r7)는 광학적으로 결합되어 있다.
또한, 광 회로 디바이스(10)는 서로 다른 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 복수의 광파가 각각 입력되는 4개의 제1 입력 포트(P1)를 구비한다. 마하젠더 간섭계(M2, M3)의 포트(r5, r6, r8, r9)와 입력 포트(P1)는 광 도파로를 통해 각각 광학적으로 결합되어 있다. 입력 포트(P1)에 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파를 각각 입력하면, 포트(r5, r6, r8, r9)에 각각의 광파가 입력된다. 광 합파 회로(20)는 포트(r5, r6, r8, r9)에 입력된 광파를 합파하여 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 파장 다중화된 제1 신호광(S1)을 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r1)로부터 출력한다.
마하젠더 간섭계(M1, M2, M3)에서는, 광 도파로상에 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31)가 설치되어 있다. 각각의 히터에는 와이어(12; 도 1)가 각각 전기적으로 접속되어 있다. 단자(12a)에 원하는 전압을 인가함으로써 광 도파로(w2, w1, w4, w3, w6, w5)의 가열된 부분의 굴절률을 조정할 수 있다. 그 결과, 광 도파로(w2, w1)를 통과하는 광간의 위상차(Φ1), 광 도파로(w4, w3)를 통과하는 광간의 위상차(Φ2) 및 광 도파로(w6, w5)를 통과하는 광간의 위상차(Φ3)를 각각 제어할 수 있다. 또, 히터(H1, H2, H3)만을 설치하여 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 제어하는 구성으로 하여도 좋고, 히터(H11, H21, H31)만을 설치하여 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 제어하는 구성으로 하여도 좋다.
따라서, 광 회로 디바이스(10)에 입력되는 광파의 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 바꾼 경우에도, 원하는 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 설정함으로써, 위상차와 회절 차수에 의해 정해지는 파장 간격을 갖는 복수의 광파를 합파할 수 있다. 예컨대, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 전체적으로 장파장 측으로 또는 단파장 측으로 이동한 복수의 광파를 이용한 경우에도, 이 복수의 광파는 광 회로 디바이스(10)에 의해 합파된다. 한편, 구체적인 위상차의 제어 방법에 대해서는 후술한다.
광 회로 디바이스(10)는 기판(16)상에 광 스위치(SW)를 구비하는 것이 바람직하다. 광 스위치(SW)는 제3 광 커플러(C7)를 가지며, 광 커플러(C7)의 일단(C7b)에는 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r1)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 광 커플러(C7)의 타단(C7a)에는 제3 및 제4 광 도파로(w7, w8)가 광학적으로 결합되어 있다. 광 도파로(w7, w8)에는 제4 광 커플러(C8)의 일단(C8b)이 광학적으로 결합되어 있다. 광 커플러(C8)의 타단(C8a)에는 제5 및 제6 광 도파로(w9, w10)가 광학적으로 결합되어 있다. 광 도파로(w9, w10)에는 제5 광 커플러(C9)의 일단(C9b)이 광학적으로 결합되어 있다. 광 도파로(w7, w8)상에는 각각 제2 히터(H4, H41)가 설치되어 있다. 광 도파로(w9, w10)상에는 각각 제3 히터(H51, H5)가 설치되어 있다.
광 회로 디바이스(10)가 광 스위치(SW)를 구비하는 경우, 히터(H4, H41, H5, H51)에 의해 광 도파로(w7, w8)를 통과하는 광간의 위상차(Φ4) 및 광 도파로(w10, w9)를 통과하는 광간의 위상차(Φ5)를 제어할 수 있다. 그 결과, 광 커플러(C7, C8, C9) 및 광 도파로(w7∼w10)를 통과하는 신호광의 경로를 전환할 수 있다. 또, 히터 (H4, H5)만을 설치하여 위상차(Φ4, Φ5)를 제어하여도 좋고, 히터(H41, H51)만을 설치하여 위상차(Φ4, Φ5)를 제어하여도 좋다.
광 스위치(SW)를 구비한 광 회로 디바이스(10)에서는 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31, H4, H41, H5, H51)를 일괄하여 제어할 수 있다. 즉, 광 합파 회로(20)와 광 스위치(SW)를 동시에 제어할 수 있다. 따라서, 광 회로 디바이스(10)를 통과하는 신호광의 제어성이 향상된다. 또한, 광 스위치(SW)는 기판(16)에 설치되어 있기 때문에, 소형이면서 저비용인 광 회로 디바이스(10)를 얻을 수 있다.
또, 광 회로 디바이스(10)는 포트(r1)와 동일한 측의 광 커플러(C7)의 일단(C7b)에 광 도파로를 통해 광학적으로 결합된 제2 입력 포트(P2; 제4 포트)를 구비하는 것이 바람직하다. 입력 포트(P2)는 기판(16)에 설치되어 있다. 이 경우, 예컨대, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4) 모두와 다른 파장(λm)을 갖는 감시광을 포함하는 제2 신호광(S2)을 입력 포트(P2)에 입력할 수 있다.
또한, 광 도파로(w9, w10)와 반대측의 광 커플러(C9)의 타단(C9a)에는 출력 포트(P3, P4)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 광 스위치(SW)의 히터를 제어함으로써, 신호광(S1, S2)을 출력 포트(P3, P4) 중 원하는 출력 포트로부터 출력할 수 있다.
계속해서, 광 회로 디바이스(10)의 일 구체예에 대해서 설명한다. 구체예에서는, 광 도파로(w1∼w10)는 코어와, 코어를 피복하는 클래드를 구비한다. 클래드는 오버 클래드 및 언더 클래드로 이루어진다. 광 커플러(C1∼C9)는 광 방향성 결 합기이다. 히터는 광 도파로의 오버 클래드 표면상에 설치된 박막 저항이다. 히터를 이용하면 코어 및 클래드의 굴절률을 변화시킬 수 있다.
도파로 파라미터로서는, 클래드를 기준으로 한 코어의 비굴절률 차(Δn)가 1.5%, 코어 사이즈가 4.5 ㎛×4.5 ㎛이다. 광 회로 파라미터로서는, 파장이 λ0일 때의 광 도파로(w1)의 회절 차수(m1)가 18.85, 광 도파로(w3)의 회절 차수(m2)가 9.425, 광 도파로(w5)의 회절 차수(m3)가 9.175, 광 도파로(w7)의 회절 차수(m4)가 37.7, 광 도파로(w9)의 회절 차수(m5)가 -75.4이다. 광 커플러(C1, C2, …, C7)의 결합률(k1, k2, …, k7)이 각각 0.5, 광 커플러(C8)의 결합률(k8)이 0.3, 광 커플러(C9)의 결합률(k9)이 0.1이다.
또, 실효 굴절률(neff), 각 광 도파로(w1, w3, w5, w7, w9)의 길이에서 각 광 도파로(w2, w4, w6, w8, w10)의 길이를 뺀 아암 길이 차(ΔL1, ΔL2, ΔL3, ΔL4, ΔL5)에 대하여 하기 수학식 1이 성립된다.
neff×ΔLi＝λ0×mi(i=1, 2, 3, 4, 5)
또한, 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)는 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31)를 이용하여 각각 45°, 22.5°, 22.5°가 되도록 제어되어 있다. 다만, 광 도파로(w2, w4, w6)를 통과하는 광의 위상이 광 도파로(w1, w3, w5)를 통과하는 광의 위상에 비하여 지연되는 경우에 위상차를 플러스로 나타낸다.
도 3은 제1 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 4개의 입력 포트(P1)에서 포트(r1)까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프이다. 그래프의 횡축은 광의 파장을 나타내고, 종축은 손실(dB)을 나타낸다. 기호 "◆", "▲", "■", "x"는 각각 r5, r6, r8, r9를 경유하는 광파의 투과 스펙트럼을 나타내고, 각각의 투과 스펙트럼에 있어서의 최저 손실을 부여하는 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)은 1470 ㎚, 1550 ㎚, 1510 ㎚, 1590 ㎚이다. 따라서, r5, r6, r8, r9를 경유하는 파장 1470 ㎚, 1550 ㎚, 1510 ㎚, 1590 ㎚를 갖는 광파는 합파되어, 포트(r1)로부터 파장 다중화된 신호광(S1)으로서 출력된다.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시예의 광 회로 디바이스(10)에 있어서 포트(r1)에서 출력 포트(P3) 또는 출력 포트(P4)까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프이다. 그래프의 횡축은 광의 파장을 나타내고, 종축은 손실(dB)을 나타낸다.
도 4a는 신호광(S1)이 출력 포트(P3)에 출력되도록 스위치가 설정된 경우로서, 히터(H4, H41, H5, H51)를 이용하여 위상차(Φ4, Φ5)가 각각 -90°, 180°가 되도록 제어되어 있다. 단, 광 도파로(w8, w10)를 통과하는 광의 위상이 광 도파로(w7, w9)를 통과하는 광의 위상에 비하여 지연되는 경우에, 위상차를 플러스로 나타낸다. P3으로 표시되는 스펙트럼이 포트(r1)에서 출력 포트(P3)로 진행하는 광의 투과 스펙트럼, P4로 표시되는 스펙트럼이 포트(r1)에서 출력 포트(P4)로 진행하는 광의 투과 스펙트럼이다. 스펙트럼(P3)에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있다.
도 4b는 신호광(S1)이 출력 포트(P4)에 출력되도록 스위치가 설정된 경우로서, 위상차(Φ4, Φ5)가 각각 90°, -180°가 되도록 제어되어 있다. P3으로 표시되는 스펙트럼이 포트(r1)에서 출력 포트(P3)로 진행하는 광파의 투과 스펙트럼, P4로 표시되는 스펙트럼이 포트(r1)에서 출력 포트(P4)로 진행하는 광파의 투과 스펙트럼이다. 스펙트럼(P4)에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있다.
이와 같이, 히터(H4, H41, H5, H51)를 제어함으로써, 신호광(S1, S2)을 출력 포트(P3, P4) 중 어느 한쪽의 원하는 출력 포트로부터 출력할 수 있고, 히터(H4, H41, H5, H51), 광 커플러(C7, C8, C9) 및 광 도파로(w7∼w10)는 광 스위치(SW)로서 기능한다. 또한, 광 스위치(SW)는 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파 중 인접하는 광파간의 크로스토크를 억제하고 있다. 이 때문에, 광 스위치(SW)를 구비하는 광 회로 디바이스(10)에서는, 이러한 크로스토크를 억제하기 위한 별도의 필터 회로를 부가할 필요가 없다. 이 때문에, 소형이면서 저비용인 광 회로 디바이스(10)를 얻을 수 있다.
(제2 실시예)
도 5는 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제2 실시예의 개념도이다. 제2 실시예의 광 회로 디바이스(10a)는 예컨대 석영계 재료로 이루어진 평면 도파로형 광 회로 디바이스이다. 광 회로 디바이스(10a)는 광 분파 회로(30)를 갖고 있으며, 광 분파기로서 기능한다. 광 분파 회로(30)는 기판(16)에 설치된 마하젠더 간섭계(M1, M2, M3)를 구비한다. 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r2)와, 마하젠더 간섭계(M2)의 포트(r4)는 광학적으로 결합되어 있다. 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r3)와, 마하젠더 간섭계(M3)의 포트(r7)는 광학적으로 결합되어 있다.
광 회로 디바이스(10a)는 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r1)에 광학적으로 결합된 광 스위치(SW)를 구비하는 것이 바람직하다. 광 스위치(SW)의 광 커플러(C9)의 일단(C9a)에는 입력 포트(P13, P14)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 광 스위치(SW)의 광 커플러(C7)의 일단(C7b)에는 기판(16)에 설치된 제1 출력 포트(P12; 제4 포트)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 마하젠더 간섭계(M2, M3)의 포트(r5, r6, r8, r9)에는 복수의 제2 출력 포트(P11)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다.
광 회로 디바이스(10a)에서는, 입력 포트(P13)에 서로 다른 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 복수의 광파가 다중화된 제1 신호광(S1)과, 감시광(λm)을 포함하는 제2 신호광(S2)이 입력된다. 신호광(S1) 및 신호광(S2)은 광 스위치(SW)에 입력되고, 이 광 스위치(SW)의 히터를 제어함으로써 신호광(S1)과 신호광(S2)으로 분리된다. 신호광(S1)은 광 분파 회로(30)에 입력되고, 이 광 분파 회로(30)에 의해 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 복수의 광파로 분파된다. 이에 따라, 신호광(S1)에 포함되는 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)의 광파가 4개의 출력 포트(P11)로부터 각각 출력된 다. 한편, 신호광(S2)은 감시광(λm)으로서 출력 포트(P12)로부터 출력된다.
여기서, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에서는, 적어도 한쪽의 광 도파로상에 히터가 설치되어 있다. 이러한 마하젠더 간섭계(M1∼M3)를 구비한 광 회로 디바이스(10a)에서는, 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31)를 이용함으로써, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에 있어서의 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 제어할 수 있다. 따라서, 광 회로 디바이스(10a)에서는, 신호광(S1)에 포함되는 광파(λ1, λ2, λ3, λ4)의 파장을 바꾼 경우에도, 원하는 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 설정함으로써, 위상차와 회절 차수에 의해 정해지는 파장 간격을 갖는 복수의 광파를 포함하는 신호광을 분파할 수 있다.
계속해서, 광 회로 디바이스(10a)의 일 구체예에 대해서 설명한다. 도 6은 제2 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 입력 포트(P13)에서 출력 포트(P11) 및 출력 포트(P12)까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프이다. 그래프의 횡축은 광의 파장을 나타내고, 종축은 손실(dB)을 나타낸다. P11로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P13)에서 출력 포트(P11)로 진행하는 광의 스펙트럼이고, P12로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P13)에서 출력 포트(P12)로 진행하는 광의 스펙트럼이다.
이 예에서는, 감시광의 파장(λm)을 1610 ㎚로 한다. 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)의 값, 도파로 파라미터 및 광 회로 파라미터라고 하는 그 외의 조건은 제1 실시 예의 경우와 동일하다. 도 6의 그래프로부터, 출력 포트(P11)에 있어서, 각 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 각 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 출력 포트(P11)로부터 각각 출력된다. 한편, 출력 포트(P12)에 있어서, 파장(λm)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 감시광은 출력 포트(P12)로부터 출력된다. 또한, 출력 포트(P12)에 있어서, 파장이 1470 ㎚, 1530 ㎚ 및 1570 ㎚인 경우에도, 손실이 극소로 되어 있다. 따라서, 감시광의 파장(λm)을 1470 ㎚, 1530 ㎚ 또는 1570 ㎚로 하여도 좋다. 이와 같이, 광 회로 디바이스(10a)에서는, 제2 신호광으로서, 예컨대, 감시광 또는 서로 다른 복수의 광파를 포함하는 신호광 등을 이용할 수 있다.
(제3 실시예)
도 7은 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제3 실시예의 개념도이다. 제3 실시예의 광 회로 디바이스(10b)는 예컨대 석영계 재료로 이루어진 평면 도파로형 광 회로 디바이스이다. 광 회로 디바이스(10b)는 기판(16)에 설치된 광 합파 회로(20)를 갖고 있고, 광 합파기로서 기능한다. 광 회로 디바이스(10b)는 서로 다른 복수의 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 각각 입력되는 4개의 제1 입력 포트(P1)를 구비한다. 또한, 광 회로 디바이스(10b)는 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r1)에 광 도파로를 통해 광학적으로 결합된 광 스위치(SW)를 구비하는 것이 바람직하다.
광 스위치(SW)의 광 커플러(C7)에는 포트(r1)와 동일한 측의 일단(C7b)에 있어서, 기판(16)에 설치된 제2 입력 포트(P22; 제4 포트)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 이 경우, 예컨대, 서로 다른 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 복수의 광파를 포함하는 제2 신호광(S3)을 입력 포트(P22)에 입력할 수 있다. 각 광파의 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)은 파장(λ1, λ2, λ3, λ4) 모두와 다르다.
광 스위치(SW)의 광 커플러(C9)의 일단(C9a)에는 출력 포트(P23, P24)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 광 스위치(SW)를 이용하면, 신호광(S1, S3)을 출력 포트(P23, P24) 중 원하는 출력 포트로부터 출력할 수 있다.
여기서, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에서는, 적어도 한쪽의 광 도파로상에 히터가 설치되어 있다. 이러한 마하젠더 간섭계(M1∼M3)를 구비한 광 회로 디바이스(10b)에서는, 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31)를 이용함으로써, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에 있어서의 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 제어할 수 있다. 따라서, 광 회로 디바이스(10b)에서도 광 회로 디바이스(10)와 마찬가지로 광파(λ1, λ2, λ3, λ4)의 파장을 바꾼 경우라도, 원하는 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 설정함으로써, 위상차와 회절 차수에 의해 정해지는 파장 간격을 갖는 복수의 광파를 합파할 수 있다.
(제4 실시예)
도 8은 본 발명의 광 회로 디바이스에 관한 제4 실시예의 개념도이다. 제4 실시예의 광 회로 디바이스(10c)는 예컨대 석영계 재료로 이루어진 평면 도파로형 광 회로 디바이스이다. 광 회로 디바이스(10c)는 광 분파 회로(30)를 갖고 있고, 광 분파기로서 기능한다.
광 회로 디바이스(10c)는 마하젠더 간섭계(M1)의 포트(r1)에 광학적으로 결합된 광 스위치(SW)를 구비하는 것이 바람직하다. 광 스위치(SW)의 광 커플러(C9)의 타단(C9a)에는 입력 포트(P33, P34)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다. 광 스위치(SW)의 광 커플러(C7)에는 포트(r1)와 동일한 측의 일단(C7b)에 있어서, 기판(16)에 설치된 제1 출력 포트(P32; 제4 포트)가 광 도파로를 통해 광학적으로 결합되어 있다.
제4 실시예에서는, 신호광(S1, S3)이 입력 포트(P33)에 입력되고, 광 스위치(SW)에 입력된다. 신호광(S1)은 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파를 포함하며, 신호광(S3)은 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)과는 다른 파장(λ5, λ6, λ7, λ8 )을 갖는 광파를 포함한다. 신호광(S1, S3)은 광 스위치(SW)에 의해 신호광(S1) 및 신호광(S3)으로 분리된다. 그리고, 광 스위치(SW)의 소정의 위상차(Φ4, Φ5)의 조건 하에서 신호광(S1)은 광 분파 회로(30)에 입력되고, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 각각 갖는 복수의 광파로 분파되어, 출력 포트(P11)로부터 각각 출력된다. 한편, 신호광(S3)은 출력 포트(P32)로부터 출력된다. 또, 입력 포트(P34)에 신호광(S1, S3)을 입력하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우, 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 조정함으로써 신호광(S3)이 광 분파 회로(30)에 의해 분파되어, 출력 포트(P11)로부터 각각 출력된다. 한편, 신호광(S1)은 출력 포트(P32)로부터 출력된다.
여기서, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에서는, 적어도 한쪽의 광 도파로상에 히터가 설치되어 있다. 이러한 마하젠더 간섭계(M1∼M3)를 구비한 광 회로 디바이스(10c)에서는, 히터(H1, H11, H2, H21, H3, H31)를 이용함으로써, 각 마하젠더 간섭계(M1∼M3)에 있어서의 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 제어할 수 있다. 따라서, 광 회로 디바이스(10c)에서도 광 회로 디바이스(10a)와 마찬가지로 신호광(S1)에 포함되는 광파(λ1, λ2, λ3, λ4)의 파장을 바꾼 경우라도, 원하는 위상차(Φ1, Φ2, Φ3)를 설정함으로써, 위상차와 회절 차수에 의해 정해지는 파장 간격을 갖는 복수의 광파를 포함하는 신호광을 분파할 수 있다.
계속해서, 광 회로 디바이스(10c)의 일 구체예에 대해서 설명한다. 도 9a 및 도 9b는 제4 실시예의 광 회로 디바이스에 있어서 입력 포트(P33)에서 출력 포트(P11, P32)까지 진행하는 광의 투과 스펙트럼의 일례를 도시한 그래프이다. 그래프의 횡축은 광의 파장을 나타내고, 종축은 손실(dB)을 나타낸다. 이 예에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, λ8)이 1470 ㎚, 1550 ㎚, 1510 ㎚, 1590 ㎚, 1610 ㎚, 1530 ㎚, 1490 ㎚, 1570 ㎚이다. 도파로 파라미터 및 광 회로 파라미터는 제1 실시예의 경우와 동일하다.
도 9a는 신호광(S3)이 출력 포트(P11)에 출력되도록 스위치가 설정된 경우이다. P11로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P33)에서 출력 포트(P11)로 진행하는 광의 손실 스펙트럼을 나타내고, P32로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P33)에서 출 력 포트(P32)로 진행하는 광의 손실 스펙트럼을 나타낸다.
광 회로 디바이스(10c)는 예컨대 히터(H1∼H5, H11, H21, H31, H41, H51)를 이용하여 위상차(Φ1)가 -45°, 위상차(Φ2)가 -22.5°, 위상차(Φ3)가 -22.5°, 위상차(Φ4)가 90°, 위상차(Φ5)가 -180°가 되도록 제어되어 있다. 스펙트럼(P11)에서는, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)에 있어서 손실이 극소로 되어 있어, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파는 출력 포트(P11)로부터 출력된다. 또한, 스펙트럼(P32)에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있어, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 출력 포트(P32)로부터 출력된다.
도 9b는 신호광(S1)이 출력 포트(P11)에 출력되도록 스위치가 설정된 경우로서, P11로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P34)에서 출력 포트(P11)로 진행하는 광의 스펙트럼을 나타내고, P32로 표시되는 스펙트럼은 입력 포트(P34)에서 출력 포트(P32)로 진행하는 광의 스펙트럼을 나타낸다.
광 회로 디바이스(10c)는 위상차(Φ1)가 45°, 위상차(Φ2)가 22.5°, 위상차(Φ3)가 22.5°, 위상차(Φ4)가 -90°, 위상차(Φ5)가 180°가 되도록 제어되어 있다. 스펙트럼(P11)에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있어, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 출력 포트(P11)로부터 출력된다. 또한, 스펙트럼(P32)에서는, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)에 있어서의 손실이 극소로 되어 있어, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파는 출력 포트(P32)로부터 출력된다.
전술한 바와 같이, 광 스위치(SW)를 이용하면, 신호광(S1, S3) 중 어느 한쪽의 신호광을 선택적으로 광 분파 회로(30)에 입력하여 분파할 수 있다.
[광 애드 드롭 장치 및 파장 다중 전송 시스템]
도 10은 제1 실시예의 광 회로 디바이스(10) 및 제2 실시예의 광 회로 디바이스(10a)를 구비한 광 애드 드롭 장치의 블록도이다. 광 회로 디바이스(10a)의 입력 포트(P13, P14)에는 각각 통상 사용되는 전송로(A) 및 예비적으로 사용되는 전송로(B)가 접속되어 있다. 또한, 광 회로 디바이스(10)의 출력 포트(P3, P4)에도 각각 전송로(A, B)가 접속되어 있다. 전송로(A, B)는 예컨대 2 심의 광섬유 케이블을 구성하고 있다. 통상, 다른 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 복수의 광파가 다중화된 제1 신호광(S1) 및 파장(λm)을 갖는 감시광은 전송로(A)를 통과한다.
우선, 제1 신호광(S1) 및 감시광은 광 회로 디바이스(10a)의 입력 포트(P13)에 입력되고, 광 회로 디바이스(10a)에 의해 분파되어, 복수의 출력 포트(P11)로부터 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 각각 출력된다. 한편, 파장(λm)을 갖는 감시광은 광 회로 디바이스(10a)의 출력 포트(P12)로부터 출력되어, 모니터 포토다이오드(PD)에 입력된다. 다음에, 각 광파는 애드 드롭 스루부(42)를 통과한 후, 광 회로 디바이스(10)의 복수의 입력 포트(P1)에 각각 입력된다. 이 광 회로 디바이스(10)에 의해 각 광파는 합파되어 제1 신호광(S1)이 된다. 또한, 감시광은 모니터 PD에 의해 수광 레벨이 확인되는 동시에, 도시하지 않은 감시광용 레이저 다이오드 (LD)로부터 출력되어 광 회로 디바이스(10)의 입력 포트(P2)에 입력된다. 그 후, 제1 신호광(S1) 및 감시광은 합파된 후에 광 회로 디바이스(10)의 출력 포트(P3)로부터 출력된다.
여기서, 전송로(A)에 어떠한 장해가 발생하여, 전송로(A)가 제1 신호광(S1) 및 감시광을 전송할 수 없게 되면, 감시광이 모니터 PD에 도달하지 않게 되어, 전송로(A)의 장해가 검지된다. 이 경우, 우선, 제어 장치(HC)는 모니터 PD로부터의 전기 신호에 기초하여 광 회로 디바이스(10)의 히터(H4, H41, H5, H51)를 제어하여, 광 회로 디바이스(10)의 위상차(Φ4, Φ5)를 변화시켜, 도 4a에 도시된 상태에서 도 4b에 도시된 상태로 변화시킬 수 있다. 그 결과, 제1 신호광(S1) 및 감시광은 전송로(B)를 통과하게 된다.
도 11a 및 도 11b는 도 10의 광 애드 드롭 장치를 복수 구비한 파장 다중 전송 시스템의 블록도이다. 도 11a는 전송로(A)가 정상적으로 동작하고 있는 경우를 나타내고, 도 11b는 전송로(A)에 장해가 발생한 경우를 나타낸다. 이 예에서는 3개의 광 애드 드롭 장치(40)가 전송로(A, B)를 통해 환상으로 접속되어 있다. 도 11a의 상태에서는, 제1 신호광(S1) 및 파장(λm)을 갖는 감시광이 전송로(A)를 통과하고 있다. 전송로(A)의 장해가 검지되면, 제1 신호광(S1) 및 감시광은 전송로(B)를 통과하도록 광 애드 드롭 장치(40)가 제어된다.
도 12는 제3 실시예의 광 회로 디바이스(10b) 및 제4 실시예의 광 회로 디바이스(10c)를 구비한 광 애드 드롭 장치(50)의 블록도이다. 서로 다른 파장(λ1∼λ 8)을 갖는 광파는 광 회로 디바이스(10c)의 입력 포트(P33)에 입력되고, 복수의 광파 중 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 광 회로 디바이스(10c)에 의해 분파된다. 이에 따라, 복수의 출력 포트(P11)로부터 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 각각 출력된다. 이들 광파는 애드 드롭 스루부(52)를 통과한 후, 광 회로 디바이스(10b)의 복수의 입력 포트(P1)에 각각 입력된다. 한편, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파는 광 회로 디바이스(10c)의 출력 포트(P32)로부터 출력되어, 광 회로 디바이스(10b)의 입력 포트(P22)에 입력된다. 이 광 회로 디바이스(10b)에 의해 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 합파된다. 또한, 이들 광파에 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파가 합파되어, 광 회로 디바이스(10b)의 출력 포트(P23)로부터 광파(λ1∼λ8)가 출력된다.
여기서, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파가 애드 드롭 스루부(52)를 통과하도록 광 회로 디바이스(10b, 10c)의 히터를 제어할 수도 있다. 이 때, 이들 광파는 광 회로 디바이스(10c)의 출력 포트(P11)로부터 각각 출력되고, 애드 드롭 스루부(52)를 통과한 후, 광 회로 디바이스(10b)의 입력 포트(P1)에 각각 입력된다. 한편, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 광 회로 디바이스(10c)의 출력 포트(P32)로부터 출력되어, 광 회로 디바이스(10b)의 입력 포트(P22)에 입력된다.
도 13은 도 12의 광 애드 드롭 장치를 복수 구비한 파장 다중 전송 시스템의 블록도이다. 이 예에서는 애드 드롭 노드(1), 애드 드롭 노드(2) 및 메인 노드가 전송로(A)를 통해 환상으로 접속되어 있다. 애드 드롭 노드(1) 및 애드 드롭 노드(2)로서는, 전술한 광 애드 드롭 장치(50)가 이용된다. 애드 드롭 노드(1)에서는, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파가 애드 드롭 스루부(52)를 통과하고, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파는 출력 포트(P32)로부터 출력되어, 입력 포트(P22)에 입력된다. 애드 드롭 노드(2)에서는, 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파가 애드 드롭 스루부(52)를 통과하고, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파는 출력 포트(P32)로부터 출력되어, 입력 포트(P22)에 입력된다. 광 회로 디바이스(10b, 10c)의 히터를 제어함으로써, 파장(λ1, λ2, λ3, λ4)을 갖는 광파 및 파장(λ5, λ6, λ7, λ8)을 갖는 광파 중 어느 한쪽의 광파를 전송로(A)로부터 선택적으로 출력할 수 있다.
종래의 파장 다중 전송 시스템에서는, 통상, 광 애드 드롭 장치가 고장날 경우에 대비하여 예비의 광 애드 드롭 장치가 준비되어 있다. 또한, 종래의 광 애드 드롭 장치는 어떤 1 종류의 광파가 애드 드롭 스루부를 통과하도록 설계되어 있다. 이 때문에, 예컨대, 2개의 광 애드 드롭 장치 사이에서 애드 드롭 스루부를 통과하는 광파가 다른 경우에는, 2 종류의 광 애드 드롭 장치를 준비해야 한다. 그러나, 전술한 광 애드 드롭 장치(50)를 이용하면, 히터를 제어함으로써, 애드 드롭 스루부를 통과하는 광파를 바꿀 수 있다. 이 때문에, 광 애드 드롭 장치(50)를 구비한 파장 다중 전송 시스템에서는, 예비로서 준비해야 할 광 애드 드롭 장치가 1종류이면 된다.
현재 가장 실용적이고 바람직한 실시예를 가지고 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 그 개시한 실시예들로 한정되지 않고, 오히려 첨부하는 청구 범위의 기술적 사상의 범위 내에 포함되는 각종 변형예 및 균등물도 포함한다.
예컨대, 광 합파 회로 또는 광 분파 회로에서의 마하젠더 간섭계의 수는 3개로 한정되지 않는다. 마하젠더 간섭계는 n단의 트리형으로 다수 접속되어 있어도 좋다. 단, n은 자연수이다. 이 경우, 마하젠더 간섭계의 수는 2n-1개, 즉 (1＋2＋22＋. . .＋2n-1)개가 된다. 또한, 복수의 입력 포트(P1)의 수는 2n개이다. 광 모듈(1)의 광 회로 디바이스(10)를 광 회로 디바이스(10a), 광 회로 디바이스(10b), 광 회로 디바이스(10c)로 대체할 수도 있다.
2004년 6월 10일자로 제출된 일본 특허 출원 공개 공보 제2004-173093호의 명세서, 특허 청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함한 전체 개시 내용을 모두 참조로서 본 명세서에 통합한다.
본 발명의 광 회로 디바이스, 광 합파기 및 광 분파기에 의하면, 입력되는 복수의 광파의 파장이 변하는 경우에도 광을 합파 또는 분파할 수 있다.

Claims (5)

  1. 제1∼제3 마하젠더 간섭계를 포함하는 광 회로 디바이스로서,
    상기 제1∼제3 마하젠더 간섭계 각각은 제1∼제3 포트와, 상기 제1 포트에 일단이 광학적으로 결합된 제1 광 커플러와, 상기 제1 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광 도파로와, 상기 제1 및 제2 광 도파로와 상기 제2 및 제3 포트에 각각 광학적으로 결합된 제2 광 커플러와, 상기 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제1 히터를 포함하며,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제2 포트와 상기 제2 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있고,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제3 포트와 상기 제3 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광 회로 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트에 일단이 광학적으로 결합된 제3 광 커플러와,
    상기 제3 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제3 및 제4 광 도파로와,
    상기 제3 및 제4 광 도파로에 일단이 광학적으로 결합된 제4 광 커플러와,
    상기 제4 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제5 및 제6 광 도파로와,
    상기 제5 및 제6 광 도파로에 일단이 광학적으로 결합된 제5 광 커플러와,
    상기 제3 및 제4 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제2 히 터와,
    상기 제5 및 제6 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 제3 히터를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회로 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 광 커플러의 일단에 광학적으로 결합된 제4 포트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광 회로 디바이스.
  4. 서로 파장이 다른 복수의 광파가 각각 입력되는 복수의 제1 입력 포트와, 상기 복수의 광파를 합파하여 제1 신호광을 출력하는 광 합파 회로와, 상기 복수의 광파와는 파장이 다른 광파를 포함하는 제2 신호광이 입력되는 제2 입력 포트와, 상기 제1 및 제2 신호광이 출력되는 출력 포트가 기판에 설치되어 있으며,
    상기 광 합파 회로는 제1∼제3 포트와, 상기 제1 포트에 일단이 광학적으로 결합된 제1 광 커플러와, 상기 제1 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광 도파로와, 상기 제1 및 제2 광 도파로와 상기 제2 및 제3 포트에 각각 광학적으로 결합된 제2 광 커플러와, 상기 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 히터를 각각 포함하는 제1∼제3 마하젠더 간섭계를 구비하고,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제2 포트와 상기 제2 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있으며,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제3 포트와 상기 제3 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있고,
    상기 제2 및 제3 마하젠더 간섭계 각각의 상기 제2 및 제3 포트와 상기 복수의 제1 입력 포트가 각각 광학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광 합파기.
  5. 파장이 서로 다른 복수의 광파를 포함하는 제1 신호광 및 그 복수의 광파와는 파장이 다른 광파를 포함하는 제2 신호광이 입력되는 입력 포트와 상기 제1 신호광을 분파하는 광 분파 회로와, 상기 제2 신호광이 출력되는 제1 출력 포트와, 상기 광 분파 회로에 의해 분파되는 상기 제1 신호광에 포함되는 상기 복수의 광파가 각각 출력되는 복수의 제2 출력 포트가 기판에 설치되어 있으며,
    상기 광 분파 회로는 제1∼제3 포트와, 상기 제1 포트에 일단이 광학적으로 결합된 제1 광 커플러와, 상기 제1 광 커플러의 타단에 광학적으로 결합된 제1 및 제2 광 도파로와, 상기 제1 및 제2 광 도파로와 상기 제2 및 제3 포트에 각각 광학적으로 결합된 제2 광 커플러와, 상기 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 한쪽의 광 도파로상에 설치된 히터를 각각 포함하는 제1∼제3 마하젠더 간섭계를 구비하고,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제2 포트와 상기 제2 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있으며,
    상기 제1 마하젠더 간섭계의 상기 제3 포트와 상기 제3 마하젠더 간섭계의 상기 제1 포트가 광학적으로 결합되어 있고,
    상기 제2 및 제3 마하젠더 간섭계 각각의 상기 제2 및 제3 포트와 상기 복수의 제2 출력 포트가 각각 광학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광 분파 기.
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