TW396687B

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Publication number: TW396687B
Application number: TW087119031A
Authority: TW
Inventors: Torsten Augustsson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-11-17
Publication date: 2000-07-01
Also published as: CN1166088C; WO2000018042A3; SE514576C2; ATE330382T1; CN1319286A; HK1041126A1; JP2002525965A; WO2000018042A2; US6345136B1; SE9803212L; KR20010085802A; CA2343724A1; EP1116346B1; AU6376099A; EP1116346A2; SE9803212D0; DE69931939D1

Description

五、發明說明（1) 發明範疇本發明有關於一種方法，配置及使用一配置用於可調式增/降多工及用於波長選擇性切換。發明背景習知有一些不同方法可進一步增加光學傳輸線（點對點連線）或光學網路（多點對多點連線）的容量。一種方法需要使用所謂波長分割多工（WDM)技術，以改善光學網路中光纖上利用的可使用帶寬，其中藉由光學波長多工器的輔助將資訊多工。此波長也可當成光學網路中的資訊位址來使用。網路彈性使用的增強導致一些裝置的產生，其能在 'v y 光學網路中將交通再傳送。這些·交通再傳送裝置或配置也適用於以最有效的可能方式來使-用網路，以及若發生網路當機或損毀時。以匯流排及環網路為例，增/降多工器是集中式以有效地與網路通訊。重要的是當一節點想改變通訊頻道時，可調整增/降多工器（改變增/降波長）。瑞典專利申請案 SE 9 7 0 0 8 6 5 - 0敘述一種波長選擇性卜N開關及具固定增/降波長頻道的多重增/降。此瑞典專利申請案也敘述一種配置其不提供可調式（可選擇）增/降'多工。發明總結 ‘ © 可使用數個不同的習知方法來強化一光學傳輸系統之容量。例如在波長多工中，在不同載波波長上分別地將傳輸頻道多工至一資訊流，直將傳輸頻道解多工至一資訊流。此

第6頁五、發明說明（2) 多工及解多工過程需要由光學波長選擇裝置來執行。例如在匯流排及環網路中，增/降多工器是集中式以有效地與網路通訊。若一節點想改變通訊頻道，重要的是能調整增 /降多工器（改變增/降波長）。這方面的問題是一已知可調式增/降多工器會與高頻道依附式損失，串音問題，及高價位一致。本發明以一種可調式增/降多工器來解決上述問題，該多工器包含：至少一 MM I波導，至少N個馬克生波導，其中 N24，各馬克生波導至少一布拉光栅，及在至少N-1個馬克生波導中至少一相位控制元件。馬克生波導包含該等相位控制元件，及該等布拉光栅並.依至少一匪I波導來配置.。各馬克生波導可設置一寬帶•反射光柵。在一較佳實施例中，寬帶反射光柵配置在各馬克生波導的末端。在本發明可調式增/降多工器的另一實施例中，包含：至少一 MM I波導其設置在具至少4個進出波導的第一側上，及具至少4個馬克生波導的第二侧上，各該馬克生波導之N 個頻道解多工器，每馬克生波導一反射部分，其中該反射部分包含各該N頻道（解）多工器的N個馬克生波導，其中各個這種馬克生波導包含至少一布拉光栅，而其中至少N個馬克生波導包含至少一相位控制元件。在另一實施例中，本發明可調式增/降多工器包含：至少2個MM I波導，每MM I波導至少Μ個馬克生波導，其中Μ 2 3 ，每馬克生波導至少一布拉光柵，及每ΜΜΙ波導之至少Μ-1

五、發明說明（3) 個馬克生波導中至少一相位控制元件。馬克生波導包含該相位控制元件及該布拉光拇1並設置在Μ Μ I波導之弟二側上。一進出波導設置在_第一 ΜΜΙ波導之第一侧上，而一進出波導設置在第二ΜΜΙ波導之第一側上，且經由連接波導而相連。在上述本發明可調式增/降多工器之較佳實施例中，各馬克生波導配置一 1 xN開關，並與MM I波導之第二側連接，及一反射部分，其包含該布拉光柵而該相位控制元件設置在各個這種開關中。 MMI波導最好是3x3型波導。可調式增/降多工器也包含 1、各馬克生波導的寬帶反射光柵。·這些光柵最好配置在各馬克生波導的末端。 - 在本發明可調式增/降多工器的又一實施例中，該Μ個馬克生波導，其中Μ 23，配噯在第一ΜΜΙ波導之第二侧與第二MM I波導之第二侧之間。各馬克生波導包含至少2個布拉光柵，而至少Μ - 1個馬克生波導包含至少3個相位控制元件。該等元件因此當成'傳輸頻道的MM I ΜΖ I (多模干涉馬赫材得干涉計）來使用。

根據本發明可調式增/降多工器的另一實施例，多工器包含：一第三及一第四ΜΜΙ波導。至少Μ個爲克生波導，其中Μ 2 3，則配置在第三與第四MM I波導之間。各馬克生波導包含至少2個布拉光柵，而至少Μ -1個馬克生波導包含至少3個相位控制$件。一進出波導經由一連接波導而設置在第三或第四ΜΜΙ波導上，而設1在第三ΜΜΙ波導上的進出

第8頁五、發明說明（4) ^導則經由一連接波導而接至第四MI波導上的進出波第三及第四MMI波導最好是3χ3型。 :::月士：：在—光學網路中用以增/降多工光學波導第、弟、、。將光學波長頻道激勵成配置在MM I波導二皮導中。無光學增加波長頻道或至少-光長頻道激勵成配置在MMI波導第一側上的第二進 =^中，包含增加波長頻道，傳輸通過該第一 mmi波導進克生波導上成像，該波導配置在相對於該 ^出^導的相對側上。光學波長頻道，包含增加波長頻逼’則傳輸通過馬克生诚婁。拉.山、 -相位控制元件即可改變益光二何馬克生波導中的任長頻道的相位。改"無格波長頻道或至少—光學波學、:：ί n t波導中的布拉光柵部分來反射至少-光導第-側上的第四”波;長頻逼傳輸通過配置在，波那些波長頻道，苴尚去Α古&, 各馬克生波導中的寬柵反射，則可由配置在見页反射先柵來反射。本發明也有關於在—光學網 …、, 調式增/降多工之第-方 > 、用以光學波長頻道之可在第-ΜΜΙ波導第—學波長頻道激勵成配置道傳輸通過該第〜MMI波導 ^出波導中。光學波長頻像，該波導配置在相對二在長頻道傳輸通過馬克生波導/ :的相對侧·t·。先學波 ^ 無或至少一光學波長頻道的五、發明說明（5) 2位可由配置在各馬克生波導中的任—相位控制元件來改 = 由配置在馬克生波導中的至少一布拉光柵部分來反射 _ 光學波長頻道。無或至少一波長頻道降為配置在第傳於1波導的第一側上的第二進出波導。至少一波長頻道導兩通過配置在第—腿I波導的第一侧上的第三進出波、、。該波長頻道傳輪通過配置在第一與第二ΜΜΙ波導之間的連接波導。該波長頻道傳輸通過該MM I波導並且在至少馬克生波導上成像，該波導配置在相對於該進出波導的相對側上。 I波長頻道或至少一光學波長頻道的相位可由配置在任一馬克生波導中的任一相位控制.元件來改變。由配置在馬克生波導中的一布拉光柵部分來-反射至少一光學波長頻 f °將無或至少一增加波長頻道激勵成配置在第二MM I波 $之第侧上的第二進出波導中。無或至少一波長頻道傳輸通過配置在第二龍！波導的第一側上的第三進出波導。那些波長頻逼’其尚未由布拉光柵反射，則可由配置在各j克生波導中的至少—寬帶反射光柵來反射。 © ^長頻運或諸波長頻道，傳輸通過配置在第二關I波 ^ f侧上的第三進出波導，可經由配置在第三MM I波 31 =、、，=上的第一進出波導中的連接波導而激勵。光學波長硕運傳輸通過該第三MMI波導並且在至少一馬克生波 ^ ί §亥波導配置在相對於該進出波導的相對側上。道傳輪通過馬克生波導。…光學波長頻道、 ° 配置在馬克生波導中的相位控制元件來改變。

苐10頁 --—-~~_ 五、發明說明（6) 由配置在馬香吐 -光學波長iin的至少一布拉光柵部分來反射至少在第三随ΛΐϋΛ頻Λ或至少一波長頻道降為配置頻道傳輸通過配w名進出波ν 至少—波長，士# 此置在弟二MM I波導的第一側上的笙— 波導。該波長頻道僂鈐、s阳$ — # j上的弟二進出波導盘配置在笛f 在第三MMI《皮導上的進出傳輪通過該第四_波導並且在至^馬側上。料配置在相料料^導的相對配…長頻道或至少一&學波長㈣的相位可由任一馬克生波導中的任一相位控制元件克生波導中的至少一布拉光柵部分來反射；少土 ^于波長頻道。將無增加波長瘠道或至少一增加波長頻激勵成配置在第四MMI波導之第一側上的第二進出波導中。無波長頻道或至少一波長頻道傳輸通過配置在第四 MMI波導的第一側上的第三進出波導。上述MMI (.多模干涉）結構可用以分開並當成光的相位相 .依合併益。光在MM I結構的輸入的強度分布會成像在關工結構的所有輸出上，這是假設已正確選擇其長度。其更深奥理論可參考18.3〇1(1&11〇及£.(：.1.?6111^11以的"（^'^〇&1 Multi Mode Interference Devices Based on Self Imaging： Principles and Application", J. Lightwave

Technology, Vol. 13(4)， pp. 515-627， 1995 。用布拉光栅來，濾光。光柵允許某些波長的光通過，同時反射其他波長的光。可用布拉光柵來形成某種波長選擇

第11頁五、發明說明（7) 鏡。更基礎的理論可閱讀「相移一' 工之應用」，IEEE Photon. . Tech =先柵及其在波長解多 PP. 995-997， 1994。例如在二’ ett.， Vol· 6(8)，周期性的照亮該波導即可在波導夕/矽中，藉由以⑽光上述相位控制元件在某些切換 ^周期性材料指數。是需要的。已知有數種相位控如元=，改士過程不完整上特徵是光學波長受到施加的外部信 J隹达些元件的基本熱）的影響。通常當成所謂的熱光'二坚，電流，光或熱可影響折射指數及波長（^ = 來使用，亦即加化）。長(，皿度變化會導致折射指數的變本發明也包含使用波長選擇開.關及器。波長選擇開關包含：至少一肩式增/降夕工得波導，至少一布拉光柵，及具各馬皮導=至少4個馬赫村相位控制元件。馬赫材得波導包含兮相材付波導的至少— 拉光栅，並配置至少—MMI波導。相位控制元件及該布本發明之目的是提供—種可調式增々。。成低損失，頻道依附式損失，及+夕工态，/、能達的可調式增/降多工哭相、二 ν串音問題（與可使用長選擇開關，其中Μ 是正整數且也得到具ΜχΝ大小的波現在參考較佳實施例並且也參明。寸圖來詳細說明本發附圖簡單說明，圖2說明本發明可調式增>降罗工施例。 - 夕 α。的另一貫施例。

圖1說明本發巧可調式增7多工哭五、發明說明（8) 圖3說明本發明可調式增/降多工-器-的-又例。 ,,圖4說明本^發―J月可調-式-增V—降-参一工^器—蛛叉_二實施例。 ..___________________----. 圖5、說.明—本發明可調式增/ .降—多—工器的-又1一實施例，其可視為根據_„inm的-牟-聯-(-級-狀--連—接_)。 ,—___________________ -圖6._篇」1 本_羞_明可調式增/降多工器的另二實_施例。，圖7說用可在根-據圖-6-的—本1 务J月一可—-調—.減一增--降-多--工-器-中使' 用的LxliOl的例子。 --------- — ----------...... 圖8說明可在根據圖6的本…發明」可調式增/ ·降多工器中i吏 _ ___·_..._______________-..... · ¢:¾¾¾¾_分的實.施例。圖9說明_本發明可調式增厂降多工_器的又一實施例，或一（/~ 波長選擇開關的實施例。 - ' 圖1 0說明可在本發明可調式增/廉…多工器中使用的N頻道解多工器，或根據圖9的波長選擇開.關.的…例...子。圖11說明可在本發J月可調.式__i曾/降多工器中使用的反射部分或....振—據.圖9的.波長選擇開關的實施例。 --- 較佳實施例說明圖1顯示根據本發明的可調式增/降多工器。支撐線A - J 說明用以敘述本發明的一些部分。在圖1實施例的例子中，可調式增/降多工器包含4個進出波導1 1 ，1 2，1 3， 1 4，一 MM I波導1 0，每馬克生波導有4個相位控制元件5 1， © 53，55，57，每馬克生波導有3個布拉光柵62，64，66，及每馬克生波導有一寬帶反射光栅70。一馬克生波導能在無相位控制元件下管理。進出波導1 1，1 2，1 3，1 4配置在 MM I波導的第一側。馬克生波導祝置在MM I波導1 0的第二

第13頁五、發明說明（9) · 側。配置在馬克生波導3 1，3 2 ’ 3 3，3 4中的是該等相位控制元件51，53，55 ’57，布拉光柵62，64，66，及寬帶反射光栅7 0。在此實施例中，寬帶反射光栅7 〇已置於馬克生波導31 ’32 ’33，34的末端。惟這些寬帶反射光.栅7〇可，隱藏式配置在該馬克生波導31，32，33 >34的開始處。當寬帶反射光拇配置在馬克生波導的開始處，其反射部分必須設置有這些頻道的開口（窗）’其鞘後將由布拉光栅處理。設置有窗的此一寬帶反射光柵的例子可參考G. p.

Agrawal AS. Rad i c的「相移光纖光柵及其在波長解多工之應用」，IEEE, Photon. Tech. Lett.， V〇l. 6(8)， pp. 995-997， 1994 。 - 根據圖1實施例的可調式增/降·.多工器能分別處理3種不同的波長；11 ’ λ2，Λ3，即這些波長的每一者都能選擇為激勵成ΜΜΙ波導10的第一侧上4個進出波導U，12 , 13， 1 4之一。因為此配置主要構想是當成可調式增/降多工器來使用，因此只考慮4個可用進出波導1 i ，1 2，1 3，i 4中的2個，其中部分波長會降下，而部分波長不會降下。布拉光栅62，64，66尚未反射的的波長頻道可由配置在馬克 ^波$31，32，33，34末端的寬帶反射光柵來反射。寬 f反射光栅70反射的這些波長藉由相位控制元件57的輔可以選擇為降下或不降下》理：；"，、上述可調式增/降多工器可升級為包含可個別處、曾曰’個波長頻填，而不是如上述實施例的只有3個波長頻逗。惟為了使可調式增/降多工、能互相獨立的處理Q個波

第14頁五、發明說明（10) 長頻道’邊多工器有必要包含QXN個布拉光柵，相位控制元件，配置在MM I波導的第一侧上的n個進出波導’及配置在該MM I波導的另一側上的n個馬克生波導，該 MMI波導係關於一ΝχΝ MMI波導。饭设光在屬於部分ANMI波導1〇的進出波導11中激勵。將 MM I波導1 〇的長度選擇為N個影像，或進出波導丨丨在部分a 的光強複製可以在沿著部分B的龍I波導1 〇中達成。也假設 MMI波導1〇的結構及大小已選擇為可達成進出波導丨丨中原始分布的4個影像即N = 4。接著若進出波導12 ’ a，13 ’ 14 已正確的配置在MM I波導1 〇，即已正確的設定好大小及位且，以及右馬克生波導3 1，3 2，.3 3，3 4的剖面大小及位置已正確的選擇，則影像中能量的一大部分會接至馬克生波導 3 1，3 2，3 3，3 4。右可達成完整的均一性，則這些影像的極大能量小於沿著部分A的能量的1/N，例如小於沿著部分 A的能量的1/4。若不沿著部分A的進出波導12」4之一激勵 ^則此強度分布的偏差會極小。沿著支撐線D，F，H的部 =表示布拉光栅部分。沿著各支樓線的布拉光柵部分可以二此：@ ’在此情況下光柵部分會沿著各馬克生波導3 1，县、：二的各支撐線而反射各波長。布拉光栅反射的波長返回随波州，並且由相位控制元件51⑴⑴決定相位關係。例如假設沿著部分D的布拉光柵反射波長λ丨，而沿著部布拉光柵反射波長λ 2。沿著部分c的相位控制元牛51接者決定那一進出波導丨卜u會是波長λΐ的輸出埠，

會是波長=位控制元件53會決定那一進出波導11-14 該部分的各；I：，輪出埠。相同的事沿著部分G執行，即沿著是波長λ 3的I位控制元件55會決定那一進出波導1丨―14會反射。，⑥出埠，該波長λ 3已沿著部分Η由布拉光柵係。換二：別‘擇各波長在反向龍I波導1 〇中的相位關的輪出ϋ 渡長頻迢可具有一個與其他波長頻道無關上；沿：C如沿著部分E的相位控制元件位控制元件55 : 相 5 1，53，而沿著部八丨的士 "者邛/刀（：，£的相位控制元件 E, G ^ ^ #；； ^ ^ 5 ^ ^ ^ ^ 控制元件將能補償上游的般而s ，各相位生波導的頻道傳輸路徑中。控制兀件，其在沿著該馬克當然沿著線C的相位控制亓 3。然而根據理論，藉：：： =影響波長頻道…A 論為熟於此技術者所了解因^合易的控制此補償，該理軟體來控制此補償，相位#制本f在此不詳述。若不想用續的從部分C延伸出去，在工军兀件51，53，55，57即可'繼方向。在某—適合方式中是朝著部分I的布拉光摘'尚未反射的波异相、* 當馬克生波導31 ，32 , 33，W 達見帶反射光栅7〇。帶反射光柵70反,射的波長頻道：：：長度時，這些由寬一側上的同一進出波導。 t水焦在配置在MMI波導第五、發明說明（12) 長據它可由4,波導來處理_波頻道串中。頻道這降下及/或增加到㈣個頻道上的的數目。未個別！Λ 受限於布拉光柵及相位控制元件部分中，並且由白f的這些波長頻奶會反射在寬帶反射中丄處理相元件來控制。在此例別控制。餘的波長頻道不能個波器_結構，根構中執行。作為分著蔣箱巧斯y·康圖1叮用於傳輸頻這及增加頻道。接 M ^ 、各布拉光柵部分中。當反射功率再度到達合’五沿著部分6的馬克生波導之間介面中的相對相 /布，3決定功率沿著部分A在那裡聚焦。2個進出波導例如;導U，12，功能為波—長頻道輸人，其中該g 逗f、思认供增加波長頻道之用，而剩餘的2個進出波導、功能為波長頻道的輸出，而該等頻道之一供頻道之用。千「吸長器的另一實施例。。此實施.例包含：2 32 ， 33 ， 41 ， 42 ，，2 3，一連接波導，64 ， 65 ， 66 ， 54 ， 55 ， 56 。原則圖2說明根據本發明可調式增/降多] 支撐線A-Η顯示用以說明本發明的部分個MMI波導10，2〇，6個馬克生波導31， 43 ’ 6 個進出波導η ，12，13，21 ，22 5，一隔離益80 ,18個布拉光栅62 ,63 67，及18個相位控制元件51 ，52，53 , 一 _ _ 一 "只上只需要1 2個相位控制元件，因為每MM I波導的馬克生波導可不具有相位，控制元件。這些進出波導11 ’ 12 ’ 1 3配置在ΜΜΙ波導1 0的第一側

第17頁 —___ 發明說明（13) ^。馬克生波導31，32，33配 12 ’U的相對側上。3個布拉光=相董於该進出波導U，制元件52，54，配生65，67及3個相位控 —者上。二馬克生波導31，32，33的每這些進出波導21，22，23配置在題第上。馬克生波導41 , 42，43 V20的弟—側 22,23的相對彻^ ^ 對於該進出波導21，卞側上。3個布拉光柵62，64，66及]彻士/ 剎元件51，53，55 詈在γ此& # $ + 66及3個相位控 -者上。 55配置在这些馬克生波導41，42，43的每連Κϋ—Γ0波導1G的第—側上料出波導13經由— 、念接至配置在第二關1.波導20的第一側上的進出，: 疚vu。此連接波導5設置有隔離器8〇，器也會在無隔離器8〇之下工作。飞曰降夕工言假設傳送至少一波長頻道到配置在MM I波導1 〇的進出波 ‘1 1中。此波長頻道通過龍I波導丨〇。ΜΜ ][波導的長度及結構選擇為使得在部分Α來自進出波導丨丨的光強影像數目Ν沿著部分Β到達MM I波導中。我們在此例中假設已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波導1 1，1 2，1 3已正確的配置在MM I波導1 〇，即·已正確定位及設定好大小’以及若馬克生波導3 1 ’ 3 2，3 3的剖面大小及位置已正確的選擇，則 _ 影像能量的大部分會接至馬克生波導31 ’ 32 ’ 33。當達成| 完美均一時，這些影像的極大.能量小於沿著部分Α的能量的1 /N ’因此在扣例中小於沿著部分a的能量的1 / 3。當光不沿著部分A的進出波導1 2或1 3 -之一而激勵時’此強度分

第18頁五、發明說明（14) " -- 布的偏移程度會極小。 =著支撐線D，F，H的部分表示布拉光栅部分。沿著各支，線的布拉光栅63，65，67可以彼此相同，光柵部分會沿，各馬克生波導31，32，33的各支撐線而反射各波長。反于的波長返回MMI波導1 〇，並且分別由相位控制元件52， 5 4 ’ 5 6決定相位關係。例如假設沿著部分D的布拉光栅6 3反射波長又】，而沿著部分F的布拉光柵65則反射波長；1 2。沿著部分c的相位控制兀件52接著決定那一進出波導丨丨―13會是波長λ1的輸出埠’而沿著部分Ε的相位控制元件5 4會決定那一進出波導 1 1 1 3會是波長λ 2的輸出埠。栢同的事沿著部分g執行，即沿著該部分的各相位控制元件_5 6會決定那一進出波導 1 1 1 3會疋波長λ 3的輸出埠，該波長a 3已沿著部分Η由布拉光柵6 7反射。 ^因此可個別运擇各波長在反向題I波導1 〇中的相位關 ir' ’即各波長頻道可具有一個與其他波長頻道無關的輸出。這自然是假設如沿著部分E的相位控制元件54能補償沿著部分C的相位控制元件52 ’而沿著部分G的相位控制元件56能分別補償沿著部分◦，e的相位控制元件52，54。一般而言’各相位控制元件將能補償上游的相位控制元件，其在沿著該相同馬克生波導的頻道傳翰路徑中。當然沿著線C的相位控制元件5 2也影響波長頻道λ 2，入 3 °然而根據理藉由軟體可容易的控制此補償，該理論為熟於此技術者所了解因此本文在此不詳述。若不想用

第19頁

五、發明說明（15) ~~一': 一~— 敕體來控制該補償，相位控制元件52，即可繼續的從部分C延伸出去，在某一適合方式中是朝著部分G的方布拉光柵尚未反射的波長頻道會從各馬克生波導31 32，33激勵。圖2說明一原理，其中由2個3x3 MMI波導來處理Q個波長頻逼。在此實施例中可個別處理3個波長頻道。在此例中’於不同結構中執行增及降 '由底而朝上作為分波器的 MMI結構，根據圖2可用於傳輪頻道及增加頻道。接著將頻道反射在各布拉光柵部分中。當反射功率再度到達第— MMI結構10或第二MMI結構20時’-沿著部的馬克生波導 31 ’ 32，33，與41，42，43之I介面中的相對相位分布’ 會決定功率分別沿著部分A而在第一龍I波導1〇及第二龍j 波導20聚焦。it出波導之-例如進出，皮導工】，功能為波長頻道輸入，而剩餘的進出波導功能為波長頻道輸出，而該等頻道之一意欲供無或至少一降波長頻道之用。進出波 13經由一連接波導5而接至進出波導21。尚未卩牛到進出波導1 2的波長頻道會傳輸通過該連々 5而到達第二MMI波導20。這些波長頻道通過隠波Λ MMI波導20的長度及結構選擇為使得在部分Α來自進 21的光強影像數目N會在沿著部分β的龍{波導中 " 此例中假設已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出導21 , 22，23匕正確的配置在ΜΜί波導2〇，即已正確^ 及設定好大小，以及若馬克生波導41，42，43的剖面>

第20頁五、發明說明（16) 及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導41 ’ 42，43。當達成完美均—時，這些影像的極大能量小於沿著部分A的能量的1 / N，因此在此例中小於沿著部分A的能量的1/3。當光不沿著部分a的進出波導22或23之 —而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。

沿著支撐線D，F，Η的部分表示布拉光柵部分。沿著各支樓線的布拉光柵6 2，6 4 ’ 6 6可以彼此相同，在此例中光柵部分會沿著各馬克生波導4 1，4 2，4 3的各支撐線而反射各波長。反射的波長返回Μ ΜI波導2 0，並且由相位控制元件 5 1，5 3，5 5決定相位關係。例如假設沿著部分D的布拉光柵6 2反射波長λ 1，而沿著部分F的布拉光栅6 4則反射波長λ 2。沿著部分C的相位控制元件51接者決定那一進出波導21_23會疋波長久1的輸出埠，而沿著部分Ε的相位控制元件5 3會決定那一進出波導 21-23會是波長；12的輸出埠。相同的事沿著部分G執行，即沿著該部分的各相位控制元件5 5會決定那一進出波導 2 1 -23會是波長λ 3的輸出埠，該波長λ 3沿著部分η由布拉光栅66反射。事實上，這將為進出波導22或進出波導23，因為此實施例的進出波導2 1意欲供進入波長頻道用。

因此可個別選擇各波長反向進入ΜΜ1波導20的相位關係，亦即各波長頻道可具有一個與其他波長頻道無關的輸出。例如這自然是假設沿著部分£的相位控制元件53能補償沿著部分C的_位控制元件5 1，而沿著部分G的相位控制元件55能分別補償沿著各部分◦_，E的相位控制元件51， ’

五、發明說明（1Ό ~ ' —~---- 53。一般而言，各相位控制元件將能虺件，其沿著相同馬奋士诂逡& #埜#、，一相位控制兀 t 为克生波V的该專頻這的傳輸路徑而配置在上游。 -®- 虽a、/α者線C的相位控制元件51也影響波長頻道λ 2，入 3。、然而根據理論，藉由軟體可容易的控制此補償，該理論為熟於此技術者所了解因此本文在此不詳述。若不想用軟體來控制該補償，相位控制元件51 , 53，55即可繼續的伙4 /刀C延伸出去’在某一適合方式中是朝著部分g的方向。

布拉光柵尚未反射的波長頻道會從各馬克生波導41 4 2，4 3 激勵。..

用隔離器8 0來隔離降頻道與增―頻道。然而圖2所示的本备明能在無隔離器8 〇之下操作。本發明可使用的一種隔離益'如以下所述，電子雜誌，1 996/〇6/19，ν〇1. 22:，Ν〇. 13’ ρρ. 711-713， "Single Mode Optical Isolator at 1'^ using all fibre components”'。圖3說明本發明可調式增/降多工器的另一實施例。支撐線線A - J顯示用以說明本發明的部分。此實施例包含：2個 MM I波導丨〇 ’ 2 〇，6個馬克生波導3 i，3 2，3 3，4 1，42， 43 ’6個進出波導11，12，13，21，22，23，一連接波導 5 ’ —隔離器80，18個布拉光柵62，63，64，65，66， 67 ’24 個相位控制元件51，52，53，54，55，56，57， 58 ’及6個寬帶反射光柵70。原則上16個相位控制元件即足夠’因為每MM I波導的馬克生-波導可在無相位控制元件

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第22頁 3個&進出波導11 ’12，13配置在龍1波導10的第一側上。 12 克生波導31，32，33配置在相對於該進出波導n，的相對側上。3個布拉光栅63，65，67，4個相位控 52 ,54，56，58，及一寬帶反射光栅7〇配置在該等馬克生波導31，32 ,33.的每一者上。 ^固進出波導21 ’ 22，23配置在MMI波導20的第一侧上， 21，固馬克生波導41，42，43配置在相對於該進出波導 # k22，23的相對侧上。3個布拉光柵62，64，66，4個相，制元件51，53，55，57，及一寬帶反射光栅7〇配置在〜寻馬克生波導41，42，43的每.一者上。配置在第一MMI波導1〇的第—側上的進出波導13經由一 '接波導5而接至配置在第二MMI波導2〇的第一侧上的 ;導2 1 ’該波導5設置有隔離器8 〇。、$汉至少一波長頻道傳送到配置在MM I波導1 〇上的進出 =導U。此波長頻道通過MMI波導20。MMI波導10的長度及 =構選，為使得在部分A來自進出波導丨丨的光強影像數目N $在沿著部分B的MM I波導1 0中得到。我們在此例中假設已選擇長度及結構為會得到3個影像。若進出波導丨丨，1 2， 13已正確的配置在MMI波導10，即已正確定位及設定好大 ^ 以及.右馬克生波導3 1 ’ 3 2 ’ 3 3的剖面大小及位置已正讀的選擇’則影像能量的大部分會接至馬克生波導3 1， ϋ ’ 33。當達成,完美均一時’這些影像的極大能量小於沿著部分A的能量的1 /N，因此在Λ例中小於沿著部分a的能

五、發明說明（19) !的1/3。當光不沿著部分A的進出波導12或13之一而激勵 4，此強度分布的偏移程度會極小。沿著支撐線D，F’Η的部分表示布拉光柵部 >。沿著各支撐線的布拉光栅可以彼此相同，在此例中光栅部分會沿著各馬克生波導31 ’ 32，33的各支撐線而反射各波長。反射的波長返回ΜΜΪ波導10.，並且由相位控制元件52，54，56 決定相位II係。沿著支撐線D，F，Η尚未被布拉光拇反射的波長可沿著部分J由寬帶反射光柵7 〇來反射。例如假設沿著部分D的布拉光柵63反射波長λ i ’而沿著部分F的布拉光^65則反射波長λ 2。沿著部分〇的相位控制元件“接著決定那一進出波導U 一丨3會是波.長λ i的輸出埠，而沿著部分E的相位控制元件54會決定那一進出波導η — ι3會是波長又2的輸出埠。相同的事沿著部分G執行，亦即沿著該部分的各相位控制元件56會決定那一進出波導丨丨-13會是波長又3的^輸a出埠’该波長入3沿著部分H由布拉光栅6 7反射。在該實施例中’事實上這將為進出波導12或進出波導】3，因為進出波導1 1意欲供進入波長頻道用。口此可個別選擇各波長反向關丁波導1 〇中二即=頻道可具有一個與其他波長頻道無關：y；。例如=ΛΛ、是假設沿著部分E的相位控制元件54能補償沿 =的Λ位控制元件52，*沿著部分G的相位控制^ ^牛 56犯二補償沿著各部分C，E的相位控制元件52，54 ^ 一般而& ’各相位,控制元件將能補償上游相位控 i 在沿著相同馬克生波導的該等蘋道的傳輸路徑中。

第24頁

五、發明說明（20) ______ 當然沿著線C的相位控制元件52也影響波長頻 3而根據理論，#由軟體可容易的控二理又 =熟於此技術者所了解因此本文在此不詳二二續的山控制元件52，54 ’56，58即可繼刀一出去，在某一適合方式中是朝著部分G。長二、况明一原理，其中可由3χ3 ΜΜΙ波導來處理q + y個波頻ϋ可以將Q個頻道降下及/或增加到q+y個頻道上的控ί串：糾ϊ道°的數目只受限於不同的布拉光柵及相位 :: '目。未個別反射的Y個波長頻道會反射在寬 J射部分中’並且由向前配置的相位控制元件來控制。在例中可個別處理3個波長頻道。在此例中增與降都是不同結構中執行。由底而朝上_作為分波器的MMI結構、、^2〇，根據圖3可用於傳輸頻道及增加頻道。接著將頻別反射在各布拉光栅部分中。當反射功率再度分別到 f弟一MMI結構10及第二MMI結構2〇時，沿著部分β的諸馬八生波導之間介面中的相對相位分布，會決定功率沿著部刀Α而在第一龍1波導1〇及第二題工波導2〇聚焦。進出波導 ==例如進出波導丨丨，配置在題I波導丨〇上會功能為波長 =遏輸=，而剩餘的進出波導功能為波長頻道輸出，而這 :之一意欲供無或至少一降波長頻道之用。進出波導丨3經由—連接波導5而接至進出波導21。 ’ R _^尚未卜到進出波導1 2的波長頻道會傳輸通過該連接波導 ^達第一題1,波導2〇。該等波長頻道通過MMI波導20。 ;導的長度及結構選擇為使磚在部分A來自進出波導21

五、、發明 '~~~~ ———-:- I:::像數目N會在沿著部分B的MMI波導中得到。我們波叙3又已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出二ί2/ ’ 22 ’ 23已正破的配置在_波導20，換言之已正，以及若馬克生波導41，42，43的剖面大小及位置 4 1 , /1 9的選擇I則影像能量的大部分會接至馬克生波導 ι #，43。畜達成完美均—時，這些影像的極大能量小 ϋ部分Α的能1的1/Ν ’因此在此例中小於沿著部分Α 的能量的1/3。當光不沿著部分Α.的進出波導22或23之-而激勵時’此強度分布的偏移程度會極小。 —

沿著支撐線D，F，Η的部分表示布拉光柵部分。沿著各支撐線的布拉光栅可彼此相同，在·此例中光栅部分會沿著各馬克生波^·4：1，42，43的各支稽·-線而反射各波長。反射的波長返回關I波導’並且由相位控制元件51，53 ,55， 5 7決定相位關係。例如假設沿著部分D的布拉光柵6 2反射波長；1，而沿著部分F的布拉光柵64則反射波長λ 2。沿著部分〇的相位押制元件51接著決定那一進出波導2 1-23會是波長λ;ι的輸^ 蜂，而沿著部分Ε的相位控制元件5 3會決定那—進出、.皮$

2 1 - 2 3會是波長λ 2的輸出嫜。相同的事沿著部分〇執行這表示沿著該部分的各相位控制元件5 5會決定那— 出波導2 1 - 2 3會是波長λ 3的輸出埠，該波長λ 3沿著部分η由布拉光柵6 5反射。因此可個別選..擇各波長反向進入ΜΜΪ波導2〇中的相位係，亦即各波長頻道可具有一楠與其他波長頻道叙Μ關、〜…、關的輪

玉、發明說明（22) _ ~~ 出。此自然假設如沿著部分E的相位控制元著部分C的相位控制元件53，而沿著部分〇的相能批浦^償沿 55能補償沿著各部分C，E的相位控制元件51，53 @利兀件言，各相位控制元件將能補償上游相位控制元件1二般而著相同馬克生波導的該等頻道的傳輸路徑中。 ”在〜當然沿著線C的相位控制元件5 1也影響波長頻道入2 3。然而根據理論，藉由軟體可容易的控制^補=，該’王λ 論為熟於此技術者所了解因此本文在此不詳述。_若不^目$ 軟體來控制此補償，相位控制元件5 1，5 3，c； ν Β心用 ° ° ύ 0 ，^)7即可繼續的從部分C延伸出去，在某一適合方式中是朝著部分g的方向。 - ' 尚未被布拉光栅反射的波長勝道可由配置在馬克生波導 41，42 ’43末端的寬帶反射光柵70來反射。寬帶反射光拇能隱藏式配置在該馬克生波導31，32，33，41，42，43的開始處。然而，寬帶反射部分接著必須設置有這些頻道的開口（窗），其將由布拉光柵部分處理。設置有開口的此一寬夢反射光栅的例子可參考G. P, Agrawal及S. Radic的「相移光纖光栅及其在波長解多工之應用」，I EEE Photon. Tech. Lett. , Vo 1. 6(8)，pp. 9 9 5 - 9 9 7， 1 994 ° 用隔離器8 0來隔離降頻道與增頻道。然而圖3所示的本發明能在無隔離器8 0之下操作。本發明可使用的一種隔離器如以下所述，，電子雜誌，1 9 9 6/ 0 6 / 1 9， vol. 22，No. 13, ρρ. 711-713, "Single MoHe Optical Isolator at

第27頁

五、發明說明（23) ~ 1.3 //m using a 1.1 fibre components".。圖4說明本發明可調式增/降多工器的又一實施例。支撐線A-Q顯示用以說明本發明的部分。此實施例包含：2個 M=I波導1〇 ’ 20，3個馬克生波導31 ，32，33，6個進出波導11，12 ’ 13 ’ 21，22 ,23，一連接波導5，18個布拉光拇63，65，67 ’及21個相位控制元件52，54，56，58。原則上1 4個相位控制元件即足夠，因為一馬克生波導可在無相位控制元件下管理。 3個進出波導1 1 ’ 1 2，1 3配置在MM I波導1 0的第一側上，而3個馬克生波導3 1，3 2 ’ 3 3配置在相對於該等進出波導的該Ml波導的相對側上。6個布.拉光栅63 , 6 5，67，及7 個相位控制元件52，54，56，58-配置在這些馬克生波導 41 ’32，‘33的每一者上。 3個進出波導2丨’22，23配置在MMI波導20的第一側上。包含該布拉光栅63，65，67的馬克生波導31，32，33及該等相位控制元件5 2，5 4，5 6，5 8配置在該等馬克生波導 31 ’32，33上，其在相對於該進出波導的該MMI波導20的相對側上。配置在第一MM I波導1 0第一側上的進出波導1 3經由連接波導5而接至第二MMI波導第一側上的進出波導23。在圖4實施例中，布拉光柵部分D, F，Η與相位控制部分C， Ε，G是繞著布拉光柵部分Ν，L，J與相位控制部分0，Μ，Κ的部分I的鏡像。也可想像的是相位控制部分及布拉光栅部分 Τ 從2個ΜΜΙ波導朝相位控制部分I -看去，分別不是在相同的

第28頁五、發明說明（24) 頻序，即當布拉光柵部分C反射波長λ 1時，例如布拉光柵能反射波長或波長λ3。若布拉光柵部分F反射波長λ 2 ’則布拉光栅部分l能反射波長；^ 1或又3，而且當布杈光栅部分Η反射波長λ 3時，布拉光柵部分J能反射波長 λ 1 或；I 2。假設將一波長頻道送入MM I波導1 0上的進出波導。此波長頻道通過ΜΜΙ波導1 0。ΜΜΙ波導10的長度及結構選擇為使得在部分Α來自進出波導11的光強影像數目Ν會在沿著部分 B的MM I波導1 〇中得到。我們在此例中假設已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波導1 1，1 2，1 3已正確的配置 ) 在龍I波導1 0，即已正嫁的設定大小及定位，以及若馬克生波導3 1，3 2，3 3的剖面大小及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導31，32，33。當達成完美均一時，這些影像的極大能量小於沿著部分Α的能量的 1 / N，因此在此例中小於沿著部分A的能量的1 / 3。當光不沿著部分A的進出波導1 2或1 3之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。沿著支撐線D，F，H，J，L, N的部分表示布拉光柵部分。沿著各支撐線的布拉光柵可彼此相同，在此例中光柵部分會^ 沿著各馬克生波導31，32，33的各支樓線而反射各波長。f 從ΜΜΙ波導1 0到達的波長並且沿著各部分F，Η由布拉光柵 63，65，67反射以返回到ΜΜΙ波導1 〇，並且由相位控制元件52，54，56沿.著各部分C，E，G決定相位關係。從龍1波導 20到達的波長並且沿著各部分n「L，J由布拉光柵63，65，

第29頁五、發明說明（25) 6 7反射以返回到MMI波導2 〇，並且由相位控制元件5 2， 4 5 6 k著各部分〇，Μ，K決定相位關係。未被布拉光栅 6 3 ’ 6 5 ’ 6 7反射的傳輸波長則由相位控制元件5 §控制，這是沿著波長的部分I ’其從ΜΜΙ波導1〇及匪I波導2〇到達。例如假設沿著部分D，Ν的布拉光栅反射波長几1，而沿著部分F的布拉光柵則反射波長λ 2。沿著部分c，〇的相位控制π件52接著分別決定那一進出波導丨丨―13及21_23會是波長λ 1的輸出埠，而沿著部分Ε，Μ的相位控制元件54會分決定那一進出波導11-13及21-23會是波長；12的輸出曰埠。 =目同1事沿著部分G，k執行，即沿著該等部分的各相位捭制f件56會分別決定那一進出波-導Π -1 3及2 1 -23會是波、 7的輪出淳，該波長U沿著部-分H，J已被布拉光曰桃疋反皮長可個別選擇各波長反向進入腿Η =係，:各波長頻道可具有—個與其他波長及頻 ^沿著部二沿著部分E，M的相位控制元件54能補控制元件56f補广八立控制70件52，而沿著部分G，K的相位位控制分C，E及沿著部分〇』的相上游相位控制元件：：&相T控制元件將能補償傳輸路徑中件其在沿者相同馬克生波導的諸頻道的當'沿著線C，〇的相位控制元件52也長 λ 3。然而根撼裡於 ^ a. /反長頻迢λ 2，理論為熟於此技ΊΛ體可容易的控制此補償，該此技術者所了解因此本文在此不詳述。若不想

五、發明說明（26) 用軟體來控制此補’ ^當 , „ A 帛，相位控制元件52 , 54，56即可以s 你Α 刀C朝者部分Α的方向延伸出去，以攸部分〇朝著部分K的方向延伸出去。从及圖4說明一肩理，甘山, 長相、旨I 其中可由3χ3 ΜΜΙ波導來處理Q + γ個波 ‘ ^。σ以字Q個頻道分別降下及/或增加到Q + Y個頻道 =頻道串中。頻道㈣的數目只受限於MMI波導1〇二 :免頻道Q的數目雙限於布拉光栅63，64，67及相位控 MM =7 τ 5 2，5 4，5 6的數目。未反射的Y個波長頻道會透過 MIMZ二结構而從進出波導u傳輸，並加以控制以傳輸到進射部L 相二制二件部分1則分別在互相同等的反、、/ /、N J之間。在此例中.可個別處理3個波長頻道 0 、^未卜 >到進出波導丨2的波長頻道會傳輸通過該連接波導 5而到達第一MMI波導2〇。這些波長頻道通過MMI波導2〇。 Μ Μ ί波‘的長度及結構選擇為使得在部分卩來自進出波導2 3 的光強影像數目Ν會在沿著部分ρ的MM 波導中得到。我們在$例中假设已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波〒21 22 ’23已正確的配置在題$波導2〇，即已正碟定

位’=及若馬克生波導31 , 32，33的剖面大小及位置已正確的运擇’則影像能量的大部分會接至馬克生波導3 1， ’巧，。當達成完美均一時，這些影像的極大能量小於沿著部分Κ的能量的1 /Ν，因此在此例中小於沿著部分κ的能里的1/3°當光不沿著部分q的進出波導η或以之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會运小。

五 '發明說明（27) ~ ~~------ /σ著支稽線N，L，J的部分表示布拉光栅部分。沿著各樓線的布拉光栅部分可以彼此相同，在此情況下光柵部八會沿著各馬克生波導31，32，33的各支撐線而反射各波为長。布拉光柵反射的波長返回ΜΜΙ波導20，並且由相位制元件5 2 ’ 5 4，5 6決定相位關係。二八例如假設沿著部分j的布拉光柵反射波長λ 3，而沿著部刀L的布拉光柵則反射波長又2。沿著部分κ的相位控制元件56接著決定那一進出波導21_23會是波長λ3的輪出埠，而，著部分Μ的相位控制元件54會決定那一進出波導2ι—23 會疋波長；I 2的輸出埠。相同的事沿著部分〇執行，即沿著 f部分的各相位控制元件52會決定那一進出波導21_23會長λΐ的輸出埠，該波長；11一已沿著部分N由布拉光ς 么因此可個別選擇各波長在反向ΜΜΙ波導2〇中的相位關 j，即各波長頻迢可具有一個與其他波長頻道無關的輪出土。當然這是假設如沿著部分M的相位控制元件54能補償沿著部分0的相位控制元件52，而沿著部分κ的，相位控制元件5 6此補彳員沿著各部分〇 ’ Μ的相位控制元件5 2，5 &。—般而言丄各相位控制元件將能補償上游的相位控制元件，其在沿著該馬克生波導的頻道傳輸路徑中。 ” ，激勵成進出波導11的波長頻道，其尚未被布拉光柵反射1則導入配置在第二ΜΜΙ波導2〇第—側上的進出 21 =

I 圖5說明本發明可調式增/降多工器的另一實施例。支撐

第32頁

五、發明說明（28) ~ ---- 線A-Q顯示用以說明本發明的部分。包彻腿波導1〇,2〇,3〇,4〇,6個馬克生波導31J，?，·個 34 ，35 ，36 ，12個進出波導u ，l2 ，ΐ3 ，2ι ，2 ， 37 ’38 ’39，41 ’42，43 ’3個連接波導5，6，7 拉光柵62，63，64n ’’36 個布 5Η2,53,54 55 655 6 6V76V及42個相位控制元件位控制元件，因為。原則上只需要以個相導= 32,之—與馬克生波 3個進出波導U，12，13配置在_ =側 =個馬克生波導31，32,33配置在相對於該的等弟側^ 5 2 5^4 5t ； ^ 65 1 67 ^ ^ ^ ^ ^ ^上 58配置在這些馬克-生波導3卜32，33的每— .3個進出波導2 1 ，2 2 ，？ q 而兮笙巨古a a，· 23配置在随I波導20的第—侧上，而该夺馬克生波導31，32，33，其包含該等丨 63，65，67及該等7個相位控制元件52，54 先:：配置在相對於該等進出波導的相對侧上。則接第技—’波導1 〇第一側上的進出波導1 1經由-連二波W而接至配置在第二觀波導第—侧上的進出波導連 3個進出波導37 ’ 38 ’ 39配置在第三ΜΜΙ波導的第一侧上，而該3個馬克生波導34，35，36配置在相對'丨，皮：的相？侧上。配置在這些馬克生波導34，3二進的母-者上的疋6個布拉光栅62，“，及7個相：

第.33頁五、發明說明（29) 51 ， 53 ， 55 ， 59 。 3個進出波導41，42，43配置在第四MMI波導40的第—側上’而該等馬克生波導34，35，36，其包含6個布拉光柵 62 ’ 64 ’ 66及該等7個相位控制元件51，53，55，59，則配置在相對於該等進出波導41，4 2，4 3的相對側上。

配置在第一MMI波導20第一側上的第三進出波導23經由一連接波導6而接至配置在第三MM I波導第一側上的第_進出波導37。配置在第三ΜΜι波導30第一侧上的第三進出波導39經由一連接波導5而接至配置在第四mmI波導4〇第_側上的第三進出波導43。

在圖5的實施例中，沿著各布拉光柵部分D, F，Η與C，E，G 的布拉光栅6 3，6 5，6 7及相位控-制元件5 2，5 4，5 6，是/ 著各部分N，L，J與〇, μ，Κ而繞著布拉光柵52，54，56及相仿控制元件63，65，67的部分I的鏡像。換言之，布拉光柵 63反射波長λ 1，布拉光柵65反射波長λ 2，而布拉光柵^ 反射波長λ 3。可想像的是沿著各部分!)，N，F及^ Η 了的布1 拉光栅不會反射相同的波長。若沿著部分D的布拉光柵Μ 反射波長λ 1 ,則沿著部分N的布拉光柵63會反射1 或λ 3。若沿著部分F的布拉光栅65反射波長入2 , ^

部分L的布拉光柵65會反射波長λ1或又3，而且若〜$ 分Η的布拉光概67反射波長λ3，則沿著部分了 ^柵 67會反射波長；π或λ2。町邙拉光柵在圖5的實施例巾，沿著各布拉光拇部分〇, f η 的布拉光栅62，64，66及相位έ制元件5丨，53’，“ :是沿

第34頁五、發明說明（30) ~ ----- 著各部分N，L，J與0，Μ，Κ而繞著布拉光栅62，64，66及相位控制元件51，53，55的部分I的鏡像。換言之，布拉光柵 62反射波長又4，布拉光栅64反射波長又5 ,而布拉光柵μ 反射波長λ 6。可想像的是沿著各部分D，N，F及L，H，；的布拉光栅不會反射相同的波長。若沿著部分D的布拉光柵Μ 反射波長；I 4，則沿著部分N的布拉光柵6 2會反射波長又5 或凡6。若沿著部分F的布拉光栅64反射波長又5，則沪著部分L的布拉光柵64會反射波長；u或λ6，而且若沪^邙分Η的布拉光栅6 6反射波長λ 6，則沿著部分：的^ 66會反射波長；u或λ5。布拉光栅63，65，67最好反射布拉光柵62，64，66以外的其他波長，換言之當布拉光栅-63，65，67反射波長又卜又3%，布拉光栅62，64 ,66會反射波長久4-久6。相位控制元件58，59能控制某些波長，其未個別地被布拉光柵反射。假設至少一波長頻道激勵成配置在M M i波導丨〇上的進出波導13。此波長頻道通過MMI波導1〇。〇1波導1〇的長度及結構選擇為使得在部分A來自進出波導13的光強影像數〇會在沿著部分B的MMI波導10中得到^我們在此例中假設已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波導丨丨，} 2，工3 已正確的配置在MMI波導10，即已正確定位及設定好大 J、以及右馬克生波導3 1，3 2，3 3的剖面大小及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導31， 3 2，33。當達成完美均一時，達些影像的極大能量小於沿

第35頁 f :分A的能量的1/N，因此 J的广當光不沿著部^的進出波導分:的能 %，此強度分布的偏移程度會極小。.$12之一而激勵的部分表示布拉光柵部分。撐、，表的布拉光柵63, 65, 6 7可以彼此此:者各支柵部分會沿著4馬克^導31，32门^情況下該光隨波導1〇而反射各波長。反射的且由相位控制元件52,54,56決定相位;波⑷亚例如假設沿著部分D的布拉光柵6 3反長冰 :m ^ ^λ^ AC, 二：ΐ Π疋那一進出波導'11 -1 3會是波長;l 1的輸出 J 13 9的相位控制元件54會決定那-進出波導即^著ν"Λ f的輸^車。相同的事沿著部分G執行， ! 13合θ Λ Α相位控制元件5 6會決定那—進出波導拉光㈣;y射長的輸出璋，該波長又3已沿著部分η由布因此可個別選擇各波長在反向進入μμι =出：言…長頻道可具有一個與其他波A道無關的輸出埠。當然這是假設如沿著部分E的能補償沿著部分C的相位控制元件52，而沿著；二G:相位控制凡件56能補償沿著各部分C，e的相位控制元件52， 54。一般而言，各相位控制元件將能補償上游的相位控制兀件’其在沿著該馬克生波導的頻道傳輸路徑中。當然沿著線C的相位控制元件52也影響波長^員道入2，入

第36頁

五、發明說明（32) 論為、:於根此據技理術〜’藉由軟體可容易的控制此補償，該理軟體來控制=所:目：：此本文在此不詳述。若不想用適合方式從部2朝著^ 進出浊m t i月P刀G的方向繼續延伸出去。射且尚=波導7而接至進出波導21。已反 11與該連接7而到達m的/長頻道會傳輸通過進出波導〇1 ,, ,, E 達配置在苐二MMI波導20上的進出波導選擇If道通過MMI波導20。題1波導的長度及結構况I二八τΓ邛分Q來自進出波導2 1的光強影像數目Ν會在产及H或的1波導中得到。我們在此例中假設已選擇長 2 、'Ό鼻為得到3個影像。若進出波導21 ’ 22，23已正確㈣置在謝波導20，即已正確定位及設定好大小，以及 :馬克生波導31 ’ 32，33的剖面大小及位置已正確的選去、’則影像能量的大部分會接至馬克生波導3丨，32，33。田，，70美均一時’這些影像的極大能量小於沿著部分卩的旎夏的1 / Ν ,因此在此例中小於沿著部分Q的能量的 1 / 3。當光不沿著部分Q的進出波導2 2或2 3之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。沿著支撐線N，L，J的部分表示布拉光柵部分。沿著各支 •樓線的布拉光柵6 3，6 5，6 7可彼此相同，在此例中光柵部分會沿著各馬克生波導3 1，3 2 ’ 3 3的各支撐線而反射各波長。反射的波長返回MM I波導2 0，並且由相位控制元件 52，54 ’ 56決定j目位關係。例如假設沿著部分N的布拉光·'柵6 3反射波長λ 1，而沿著

第37頁五、發明說明（33) 部分L的布拉光糖6 5則反射波長人2。沿著部分〇的相位控制元件52接著決定那一進出波導2 1-23會是波長人1的輸出蟑’而沿著部分Μ的相位控制元件5 4會決定那一進出波導 2 1-23會是波長λ 2的輪出埠。相同的事沿著部分Κ執行，換言之沿著該部分的各相位控制元件56會決定那一進出波導2 1 - 2 3會是波長λ 3的輸出璋，該波長人3沿著部分j由布拉光栅反射。囚此可個別選擇各波長反向進入ΜΜί波導2〇中的相位關係’其表示各波長頻道可具有一個與其他波長頻道無關f 輸出。此自然假設如沿著部分M的相位控制元件54 P , 〜者部分Q的相位控制元件52，而沿著部分κ的相位件56能補償沿著各部分〇，Μ的相—位控制元件52，以:二兀而言，各相位控制元件將能補償上游相位控。一般沿，相同馬克生波導的該等頻道的傳輪路徑中，’其在导然沿著線0的相位控制元件5 2也影響波… 3二。然而根據理論，藉由軟體可容易的控制二舖二λ 2，λ 。阳為熟於此技術者所了解因此本文在此不貝，該理軟體來控制此補償，相位控制元件52，54°= °若不想用從部分〇延伸出去’在某一適合方式中 56即可繼續的向。疋朝考部分Κ的方 “已激勵成進出波導13且布拉光栅尚未反赭由相位控制元件的輔助沿著部分I…二的波長頻道會 fMI波導2Q第—側上的進出波導23上;=配置在第傳輪通過連接波導7的那些波長-，再加上增力二口波長結合已五、發明說明（34) 其已激.勵成進出波導22而且其也由布拉光桃63 ’65，或66 沿著配置在馬克生波導31，32 ’ 33的部分N，L，J而反射，會聚焦在配置在第二MMI波導2〇第一側上的進出波導23 上。進出波導23經由連接波導6而與進出波導37連接。該等波長頻道激勵成配置在第三匪I波導30上的第一進出波導37之中。這些波長頻道通過MMI波導30 °'MMI波導30的長度及結構選擇為使得在部分Q來自進出波導3 7的光強影像數目N會在沿著部分P的MMI波導30中得到。我們在此例中假設已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波導3 7，3 8，3 9已正，確的配置在MMI波導30，即已正確定位並設定好大小，以及若馬克生波導34，35，36的剖"面大小及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導34 , 35，36。 S達成元美均一時’這些影像的極大能量小於沿著部分Q 的能量的1 /N ’因此在此例中小於沿著部分q的能量的 1 / 3。當光不沿著部分q的進出波導3 8或3 9之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。沿著支撐線N，L，J的部分表示布拉光柵部分。沿著各支撐線的布拉光柵62, 64, 6 6可以彼此相同，在此情況下光栅部分會沿著各馬克生波導34，35，36的各支撐線而反射各f 波長。反射的波長會返回ΜΜ!波導3 〇，並且由相位控制元件5 1 ’ 5 3，5 5決定相位關係。例如假設沿著.部分Ν的布拉光柵反射波長又4，而沿著部分L的布拉光栅則反射波長λ 5。-沿著部分〇的相位控制元

第39頁五、發明說明（35) _ :51接著決定那一進出波導37~39合是波县而沿著部分Μ的相位控制二=波長的輪出埠，會是波長Α5的輸出埠。相 ^ \ =那—進出波導37-39 .工的各相位控制元件55會=；^: =長“的輸出痒，該波長“已沿著部分;由因此可個別選擇冬、、念且+ p 係。換言之各波長頻道向進入MMI波導3〇的相位關輸出璋。當然這是假言與的其：波長頻道無關的補償沿著部分〇的相位控。刀的相，控制元件53能制元件55能補償沿著各二，而沿著部分K的相位控一般而言，各相位^ Γ 的相位控制元件51，53。當然沿著線。的中。論為熟於此技術者所了解 = 可太谷易的控制此補償，該理軟體來控制此補償詳;r若不想用 r分。延伸出去，在某-適合方式中是= 三MMI波導上的進動出到皮進導出上導』8的波長頻道會從配置在第而到達第四，輸上的進二，並通：該連接波導5 過MMI波導40。_ 出波導43攻些波長頻道通 a ^ ^, ^ ^ Λζ ^# m 31 # ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^的象數目N會在沿著部分B的謝波

五、發明說明（36) 導中得到。我們在此例中假設已選擇長度及結構為得到3 個影像。若進出波導41，42，43已正確的配置在顧I波導 40 ’即已正確定位並設定好大小，以及若馬克生波導34， 3 5 ’ 3 6的剖面大小及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導34，35，36。當達成完美均一時，這些影像的極大能量小於沿著部分A的能量的1 /n，因此在此例中小於沿著部分A的能量的1 / 3。當光不沿著部分a的進出波導41或42之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。沿著支撐線D，F，Η的部分表示布拉光柵部分。沿著各支撐線的布拉光柵62, 64, 6 6可以彼此相同，在此情況下光栅部分會沿著各馬克生波導34，35_，36的各支撐線而反射各波長。反射的波長會返回ΜΜ I波導4 〇，並且由相位控制元件5 1 ’ 5 3，5 5決定相位關係。例如假設沿著部分D的布拉光柵反射波長λ4，而沿著部分F的布拉光栅則反射波長λ 5。沿著部分C的相位控制元件51接著決定那一進出波導41_43會是波長；14的輸出谭，而沿著部分Ε的相位控制元件5 3會決定那一進出波導4 1 — 4 3 會疋波長λ 5的輪出埠。相同的事沿著部分g執行，換言之沿著該部分的各相位控制元件5 5會決定那一進出波導 4 1 - 4 3會是波長；I 6的輸出埠，該波長；I 6已沿著部分Η由布拉光栅6 6反射。因此可個別選,擇各波長在反向進入ΜΜΙ波導4〇的相位關係。換言之各波長頻道可具有二個與其他波長頻道無關的

第41頁五、發明說明（37) 輸出埠。當然這是假設如沿著部分E的相位控制元件5 3能補償沿著部分C的相位控制元件5 1，而沿著部分G的相位控制元件55能補償沿著各部分C，E的相位控制元件51，53。一般而言，各相位控制元件將能補償上游的相位控制元件，其在沿著該馬克生波導的頻道傳輸路徑中。當然沿著線C的相位控制元件5 1也影響波長頻道λ 5，λ 6。然而根據理論，藉由軟體可容易的控制此補償，該理論為熟於此技術者所了解因此本文在此不詳述。若不想用軟體來控制此補償，相位控制元件5 1，5 3，5 5即可繼續的從部分C延伸出去，在某一適合方式中是朝著部分G的方向。 .— 圖6說明本發明可調式增/降多-工器的另一實施例。支撐線Α-Ρ顯示用以說明本發明的部分。此實施例包含：2個 ΜΜΙ 波導1 0，20，6 個馬克生波導31 ，32，33，41，42， 43，6個進出波導11，12，13，21，22，23，一連接波導 5 ，一隔離器 8 0，6 個 1 χΝ 開關 1 1 0，111 ，1 1 2，1 1 3，1 1 4， 1 1 5，及 6 個反射部分 1 2 0，1 2 1，1 2 2，1 2 3，1 2 4，1 2 5。 3個進出波導11 ，12，13配置在ΜΜΙ波導10的第一侧上，而3個馬克生波導3 1，3 2，3 3配置在相對於該等進出波導 1 1 ，1 2，1 3的相對側上。一 1 χΝ開關1 1 0，11 2，1 1 4及一反射部分1 2 0，1 1 2，1 2 4配置在各該馬克生波導3 1，3 2，3 3 上。 3個進出波導2.1 ，22，23配置在ΜΜΙ波導20的第一側上，而3個馬克生波導4 1，4 2，4 3配_置在相對於該等進出波導

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JT"發明說明（38) 2 i ’ 22，23的相對侧上。一 ίχΝ開關111 ’ 11 3，1 ；[ 5及一反射部分1 2 1，1 2 3 ’ 1 2 5分別配置在各該馬克生波導4丨， 42 , 43 上。配置在第一 MM I波導1 〇第一側上的進出波導丨3經由一連接波導5而接至配置在第二MMI波導20第一侧上的迆屮诂莫 21。此連接波導5設置有隔離調。 “出，皮導假設至少一波長頻道傳送到配置在龍！波導丨〇上的進出波導11。此波長頻道通過MM Z波導。MM丨波導丨〇的長度及結構選擇為使得在部分A來自進出波導丨i的光強影像數目N合 ^沿著部分B的MMI波導10中得到。我們在此例中假設已^ 長度及結構為得到3個影像。若進出波導丨丨，Μ，1 3已以f ^配且在隨1波導丨〇，即已正確定位及設定好大小，選摆右馬克生波導31 ’ 32 ’ 33的剖面大小及位置已正確的 ^擇丄=影像能量的大部分會接至馬克生波導31，32，分义。二Λ成完美均一時，這些影像的極大能量小於沿著部 1/3 ：： $的丨/N，因此在此例中小於沿著部分Α的能量的此強/八t不沿著部分A的進出波導12或13之一而激勵時，強度刀布的偏移程度會極小。中^ 1 ^月根據圖6用於本發明實施例的適當1 x N開關。圖了的1XN開關是ΝΜίΜΖί式開關（多模干涉馬赫材得干涉 ^ .原則上任何的lxN開關都適用，這是假設存在一相互件:—相互的1 χΝ開關是一種開關其不包含一相.互元都相互仃為..表示不論方向從相同路徑通過一元件的光卻有相同的損失。 —

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五、發明說明（39) —-^- 在圖7中的ΙχΝ開關的N等於4，該開關包含一1χΝ 波導240 ’而N等於4，4個馬赫材得波導45，46，47，48，4 個相位控制元件201，203，2〇5，2〇7，及一ΝχΝ 〇1波導 2 3 0，而N等於4。例如配置在1χ4龍丨波導第一側上的是馬克生波導31。包含各相位控制元件2〇1 ,2〇3，2〇5，2〇7的 f述，赫材得波導45，46，47，48配置在該一4x4腿丨波 v的第一側上。馬赫材得波導也配置在該4χ4 波導23〇 =第一側上。4個馬克生波導91，92，93，94配置在該“4 ΙΜΙ波導的第二侧上。原則上3個相位控制元件即足夠，因為馬赫材得波導可以無相位控制元件。波長頻道，其激勵出去在ΜΜΙ波導1〇上的一馬克生波導 31，32，33之中，先稍微通過然—後傳輸通過上述丨χ n開關。此開關使得波長頻道從其Ν個輸出之一離開。假設將ΙχΝ開關110 ’ 112，114設定為波長頻道會激勵到馬克生波導31 〇如上所述屬於ΙχΝ開關11〇 , 112，lu的馬克生波導91， 92 ’.93提供給反射部分120，122，124。圖8顯示一可想像 =反射。卩勿。名著支擇線I，K，Μ的部分表示布拉光柵部刀—覓束反射光栅配置在沿著部分〇的各馬克生波導中。沿著各支撐線Μ，Κ，I的布拉光柵62，64，66反射不同馬克生波導91 ’92 ’93，94的不同波長。反射的波長返回 _開關U0 , Η2，114及ΜΜΙ波導1〇，並且由相位控制元件53，55，57決，定相位關係。布拉光柵沿著支撐線Μ，K，I 尚未被布拉光柵反射的這些波長能被沿著部分〇的寬帶反

第44頁五、發明說明（40) 射光栅70所反射。寶卷；j Γτη 读導自丨丨合好隹诉日先柵7〇已反射的波長上的進出波導則a水…並且爻相位控制元件5丨控制。例如假設關於馬身+念遵^ % ..,_ , , &見生波導91，沿著部分ί的布拉光柵66 1 沿著部分Κ的布拉光柵64則反射波長；1 2 。沿著部分Η的相位控制元件57接著決定那一進出波導 1 上匕會是波長λ1的輸出槔，而沿著部分J的相位控：元件55會決定那一進出波導1Η3會成為波長λ2的輪出制蜂兀相冋的事沿者部分，亦即沿著該部分的各相位控兀件53會決定那一進出波導n_13會是波長人3的輸出該波長A3已沿著部分M由布拉光柵62反射。在圖中於例、，事實上适主要是指進出波導丨2或進出波導1 3，因= 出波導1 1意欲供進入的波長頻道—用。 ^ 因此可個別選擇各波長在反向進入MM I波導1 〇中的相位關係，其與馬克生波導中的布拉光栅相對應該換言之各，頻道可具有一個與其他波長頻道無關的輸出埠。當然^ 疋假設如沿著部分j的相位控制元件5 5能補償沿著部分Η = 相=控制元件57，而沿著部分L的相位控制元件53能=俨沿著各部分Η ’ J的相位控制元件5 7，5 5。一般而言，各貝位控制元件將能補償上游的相位控制元件，其在沿著該、目克生波導的頻道傳輸路徑中。 … §然沿著線Η的相位控制元件5 7也影響波長頻道又2 ,入 3。然而根據理論，藉由軟體可容易的控制此補償，該理論為熟於此技術，者所了解因此本文在此不詳述。若不邦軟體來控制此補償’相位控制£件5 7，5 5，5 3，5 1即可以某^

第45頁五、發明說明（41) ' -- 一適合方式從部分Η朝著部分n的方向繼續延伸出去。波長頻道，其激勵出去而進入配置在關丨波導2〇上的一馬克生波導41，42，43，先稍微通過然後到達1χΝ開關 111，113，115，而此例中的Ν等於4。此開關使得波長頻道從其Ν個輸出之一離開。假設將1 χΝ開關1 11，1 1 3，1 1 5設定為波長頻道會送入馬克生波導91 〇如上所述該等馬克生波導91 ’ 9 2，9 3配置在反射部分 1 2 1 , 1 2 3，1 2 5中。沿著支撐線I，κ，Μ的部分表示布拉光柵部分。一寬帶反射光柵配置在沿著部分〇的各馬克生波導彳中。沿著各支樓線Μ，Κ，I的布拉光柵62 .，64，66反射不同馬克生波導91 ’92 ’.93 ’94的不-同波長。反射的波長返回 lxN開關111，113，115及ΜΜΙ波導20，並且由相位控制元件5 1 ’ 5 3，5 5，5 7決定相位關係。例如假設關於各反射部分1 2 1，1 2 3，1 2 5的馬克生波導 9 1，沿著部分I的布拉光柵6 6反射波長又1，而沿著部分κ 的布拉光柵64則反射波長λ 2。沿著部分Η的相位控制元件 57接著決定那一進出波導2 1-23會是波長λ 1的輪出埠，而沿著部分J的相位控制元件55會決定那一進出波導2 1-23會成為波長λ 2的輸出埠。相同的事沿著部分l轨行，亦即沿 p 著該部分的各相位控制元件53會決定那一進出波導21 -23 會是波長λ 3的輸出埠，該波長λ 3已沿著部分Μ由布拉光栅62反射。圖中顯示：MM I波導1 0 ’其具-有附屬開關1 1 0 ’ 1 1 2，1 1 4

第46頁五、發明說明（42) ”反射部分120，122，124作為可調式增/降多工.器的降下部分，及匪I波導20，其具有附屬開關ιη，113 /115盥反射部分121，12.3，125作該多工器的增加部分。從激勵入進出波導11的波長頻道串，至少一波長頻道可降到配置在 MMI波導1〇上的進出波導12。藉由激勵該等頻道入配置在 MMI波導20上的進出波導22，即可將至少一頻道加入該等波長頻道中。因此可個別選關係，其與馬克長頻道可具有一是假設如相位控制沿著各部位控制元克生波導當然沿 5，λ 6。該理論為想用軟體以某一適沿著部元件57 分Η，J 件將能的頻道著支撐然而根熟於此來控制合方式反射部分1 2 0 123 ’ 125同等也尚未被布拉光_ 91 >92 >93 >94 擇各波長在反向進入ΜΜΙ波導20中的相位生波導中的布拉光栅相對應該換言之各薄 $與其他波長頻道無關的輸出埠。當然i| 分J的相位控制元件55能補償沿著部分Η纪，而沿著部分L·的相位控制元件53能補償的=位控制元件5 7 , 5 5。一般而言，各本補禎上游的相位控制元件，其在沿著該焉傳輸路徑中。線Η的相位控制元件57也影響波長頻道λ 據理淪，藉由軟體可容易的控制此補償，技術^所了解因此本文在此不詳述。若不，，償’相位控制元件5 7，5 5，5 3，5 1即可 'Ρ刀Ή朝著部分ν的方向繼續延伸出去。 22 ’ 124同等較佳，而反射部分12ι，是較佳。射的波長頻道可由配置在馬克生波導末端的官册广广良、見π反射光栅7 〇來反射。可構想將

五、發明說明（43) —~’ ~~ —---— -- 二y反射光柵配置在各馬克生波導91，92，93 ’ 94的開始 =^而在此例中，寬帶反射部分必須包含那些頻道的開 ^ ® )，其將由布拉光柵部分處理。設置有開口的此一寬 =反射光栅的例子可參考G. P. Agrawal及S. Radic的相移光纖光栅及其在波長解多工之應用」，丨eee

Photon Tech. Lett., Vol. 6(8), pp. 995-997, 1994° 圖6况明一原理’根據它可由2個3x3 MMI波導來處理Q + Y個波長頻逼。可以將q個頻道降下及/或增加到Q + 頻道的頻逼串中。頻道q的數目只受限於不同布拉光栅及各馬克生波導中相位控制元件的數目。未個別反射的γ個波長頻逼會反射在寬帶反射部分7 〇中，.並且由向前配置的相位控制元件5 1來控制。在此例中可修別處理丨2個波長頻道。在此例中增加及降下是在不同結構中實施。由底而朝上作為分波器的MMI結構1 〇及20根據圖8可用作傳輸頻道及增加頻道接者將頻道反射在各布拉光拇部分中。當反射功.率地度分別到達第一MMI結構10及第二MMI結構20時，沿著部分 B的諸馬克生波導之間介面中的對相位分布，會決定功率分別沿著部分A在第一 MM I波導1 〇及第二MM I波導2 0聚焦。配置在MM I波導1 〇上的進出波導之一例如進出波導1 1，其功能為波長頻道輸入，而二個剩餘進出波導功能為波長頻® 道輸出’這些頻道之一不意欲供降波長頻道或供至少—降波長頻道之用。進出波導1 3經由一連接波導5而接至進出波導21。尚未降到進出波導1 2的波長痛道會傳輸通過該連接波導

五、發明說明_ ~" _ 而到達第二MMI波導20。這些波長頻道通過MMI波導20。、'波導的長度及結構選擇為使得在部分A來自進出波導2! 的光強影像數目N會在沿著部分B的MMI波導中達成。在此〇中假°又已選擇長度及結構為得到3個影像。若進出波導 1 _ 2 2 2 3已正·確的配置在丽I波導2 〇，即已正確設定好大小及定位’以及若馬克生波導41，42，43的剖面大小及位置已正確的選擇’則影像能量的大部分會接至馬克生波導41 , ，43。當達成完美均一時，這些影像的極大能量小於著部分A的能量的丨/N，因此在此例中小於沿著部分 A的此里的1/3。當光不沿著部分A的進出波導22或23之一而激勸時，此強度分布的偏移程度會極小。問發明可調式增/降多-工器’或一波長選擇開關。支撐、，泉A-Μ顯示用以說明本發明的部分。此實施例的可調式增/降多工器或波長選擇開關包含 ;;，;：，13 ’“，-刪波導!0, 4個馬克生波導31皮二， 33，34 ’進頻道解多工器m，⑶，m，137，及Γ個反射部分UG，142，144，146。進出波導u，π 配置在龍1波導10的第—侧上。馬克生波導31，32,33 配導:〇的第二側上。該等Ν個頻道解多工器 ’ 37配置給各馬克生波導31 ,32 ,33， 34。反射部分140 ’ 142，144，146接至各Ν頻道解多工器。假設光激勵在屬於彳☆太Μ人Λ T i 4

中。廳波導10的長^在擇的進出波導U 度、擇為使得在部分A來自進出波導】i

第49頁

五、發明說明（45) 的光強影像數目N會在沿著部分B的MM I波導1 〇中得到。也假設已選擇MMI波導10的結構及其大小為在進出波導丨丨中的原始分布中得到4個影像，即n等於4。若進出波導1丄， 12，13，14已正確的配置在匪！波導丨〇 ,即已正確定位及設定好大小，以及若馬克生波導3丨，32，33的剖面大小及位置已正確的選擇，則影像能量的大部分會接至馬克生波導31 ,32，33。當達成完美均一時，這些影像的極大能量小於沿著部分A的能量的1 / n，因此在此例中小於沿著部分 A的能量的1/3。當光不沿著部分a的進出波導丨2 —14之一而激勵時，此強度分布的偏移程度會極小。在該MMI波導1〇的第二侧上已激勵通過馬克生波導31， 33，35 ’37之後，波長頻道會到—達各n頻道解多工器131， 133，135，137。。口圖1 0顯示一適當的N頻道解多工器。原則上，任一 n頻道解多工器都適合’假設存在一相互行為。然而重要的是 (解）多工器是周期性的。此大幅簡化布拉光栅結構的設計。各N頻道解多工器，其不包含一非相互元件，因此能使用。圖10所示的N頻道（解）多工器是MMIMZI式解多工器 (多模干涉馬赫材得干涉計），例如可參考j. P. Weber, B. Stoltz，〇. Oberg 的"A new type of tuneable demultiplexer using a multi-leg Mach-zehnder Interferometer", Proc. ECIO 97 EthE5, Stockholm, pp_ 2 72-2 75， 1997。此（解）多工器會一周期行為。（解）多工器包含一1x4 MMI波導233，其包含第一側上的馬克生波

第50頁五、發明說明（46) ~~~~' --—-- ^31 ’ 32 ’ 33 ’ 34。4 個馬赫材得波導45，46，47，48 配道解波導的第二側上。因此在此例中包含—1x4頻夕益，而龍I波導233是1X4 MMI波導。各馬赫材得 ' 5 ’ 46 ’ 47 ’ 48包含相位控制元件202，204，206， 208。馬赫材得波導45，46，47，48也接至4x4 MMI波導 244的第一侧。4個馬克生波導91，92，93，94配置在該 4x4 MMI波導的第二侧上。 ^ (解）多工益131，133 ’ 135，137在不同馬克生波導91 ， 92，93，94上分布不同的波長。夕已，過這些N頻道（解）多工器之後，波長頻道會到達各夕工益131 ’133，135，137的上·述反射部分140，142， 144 ， 146 。圖11顯不一反射部分的例子。沿著支撐線〖，K，M的部分表不布拉光柵部分。沿著各支撐線的各馬克生波導的布拉光栅部分反射不同的波長。丨2個不同波長可個別地反射在圖中的反射部分中，其具有4個馬克生波導而每一馬克生波導具有3個布拉光柵。以馬克生波導及每—馬克生波導有Μ個布拉光栅為例’較佳的是將波長λ1，入 U1 ’... ，λ(Μ_1)Ν+1反射在第一馬克生波導中，而波長 λ 2，λ Ν + 2，. · . ，λ (Μ-1 )Ν + 2反射在第二馬克生波導中，而波長λΝ，λ2Ν，·..，入μν反射在最後馬克生波導中。至於圖1 1 ’例如這表示波長；t i ，λ 5，λ 9反射在馬克生波導91中，而波長λ4，久8，λ12反射在馬克生波導 94中。布拉光栅反射的波長返回ΜΜ][波導1〇，並且由相位

第51頁五、控反沿進生是著著射關出位控元制的中論軟發明說明（47) 制元件53，55，57決定相位關係。於馬克生波導91，沿著部分1的布拉光柵66 Ϊ二夂！沿著部Μ的布拉光栅則反射波長又5。 I ::f導91的相位控制元件57接著決定那- 波導的;#是波長λ 1的輸出埠，而沿著部分J馬克 ί ί m位控制元件55會決定那一進出波導1Η4會該 ·輸出埠。相同的事沿著部分L·執行，換言之沿二二生波β導91中的各相位控制元件53會決定那邻八^ ±太—4會是波長λ 9的輸出埠，該波長λ 3已沿 ^刀Η由布拉光柵在反射部分14〇，ΐ42，ΐ44，146中反，此可個別選擇各波長在反向—進人隠波導工q中的相位埠。I ί:道可具有-個與其他波長頻道無關的輪 β Φ丨:疋如沿著部分J的各馬克生波導中的相償沿著部分Η的各馬克生波導中的相位件53能補償外的各馬克生波導中的相位控制元件53 5 7 :二ΐ: 的各馬克生波導中的相位控 -^ , 又而吕，各相位控制元件將能補償上.、检相位控制元件，其在沿著該馬克生波導的頻道傳輸3 線Η的始立控制元件57也影響波長頻道λ 5，λ 3然而根攄理认，4 , 八為熟於此技；去稭由軟體可容易的控制此補償，該理 M來批、者所了解因此本文在此不詳述。若不想用肢采控制此補償，相位控制$件57，55，53即可以^ 五、發明說明（48) 適合方式從部分Η朝著部分L的方向繼續延伸出去。可調式增/降多工器或波長選擇開關的繪示實施例能個別處理1 2個不同的波長。換言之，可將這些波長的每一者選擇為激勵至MM I波導1 0的第一侧上的4個進出波導11， 1 2，1 3，1 4之一。當此配置當成可調式增/降多工器使用時，只需注意4個可用進出波導1 1 ，1 2，1 3，1 4中的2個’ 其中一部分的波長會降下，而一部分的波長不會降下。當此配置當成波長選擇開關使用時，可將切換的波長頻道選出為單獨激勵至剩餘3個進出波導的任一者，以及與剩餘的1 1個波長頻道同時。可調式增/降多工器或波長選擇開關當然可升級為包含可個別處理的ΜχΝ個波長頻道，而不是只包含根據上述的 1 2個波長頻道λ 1 ，...，λ 1 2。然而一般而言為了能互相獨立的處理ΜχΝ個波長頻道，多工器或開關應該包含：ΜχΝ 個不同的布拉光柵，Μ X Ν個相位控制元件，配置在Μ ΜI波導第一侧上的4個進出波導，配置在MM I波導第二侧上的Ν個馬克生波導。原則上反射部分140，142，144，146之一可完全不需要相位控制元件。如上所述，該繪示實施例能個別處理1 2個波長頻道，其中剩餘的波長頻道會遺失且不能控制。在此例中，增與降都在一相同結構中執行。由上而朝下作為分波器的Μ Μ I結構根據圖9可用於傳輸頻道及增加頻道。接著將這些頻道反射在各布拉光.柵部分140，142，144，146中。當反射功率再度到達ΜΜΙ結構時，沿著部>Β的諸馬克生波導之間介

第53頁五、發明說明（49) 面中的相對相位分布，會決定功率沿著部分A在那裡聚焦。2個進出波導，例如波導丨丨及丨2，功能為波長頻道輸入’其中一頻道思欲供增加波長頻道用，而2個剩餘的進出波導功旎為諸波長頻道的輸出，該等波長頻道之一意欲供降下波長頻道用。用隔離器8 0來隔離降下頻道與增加頻道。然而根據圖3 的本發明能在無隔離器8〇下操作。一種可用於本發明的隔離器可參考電子雜誌，1 997/〇6/19，V〇1.22，No.13，pp. 711-713, "Single Mode Optical Isolator at 1.3 using all fibre components"0 可構想作為適於_製造本發明的材.料如石英（S i 〇2)，聚合體材料，鋰化物（L i n b〇3)或一些寺導體系統。可了解的是本發明不限於上述的典型實施例，而且可在後附申請專利範圍範圍中作修正。

第54頁

Claims

六、申請專利範圍 mi科韻达i在二ΜΜτ、.、侧—進出波導中； —一咸MJ..波導第一 ^ 至少—光學增加波-長肩〜道散勵入R? m 第一側_E孓第二進出波導中； —〜' 置在該波導傳輪通過該該波導配傳輸通過馬諸光學波長頻道，包含辦知处e ' 第二襲十破導並色在呈，—馬克頻道，置在相對於^1·出—麥導之相對^上或像諸光學波長頻道，包含择^ 4 ，—克生—ΐί 二置在任@克生波導....中义相* J 頻道藉由配少一布扭光柵部分來反射；置在馬克生波導中之至 ^ ^MMI^ ^ ^ ^ f 之第四 ..........^.，—可由配置在各馬\ Ι^—ϋ之一寬—m光柵來反射。 -- 偉ϋ:f ί利拜圍第2項之方法，其特徵為波長頻道於 Ί-.並是.布拉先教.冬.....傳—黾一 N頻！解爹工 σο 巴0 ϋ布.拉光柵及該農相位楚制元件之馬克生波

第55頁六、申請專利範圍 .導數目會倍，而且展射頻H.目也和乂」地處理 .'、)士二雙盖五:至少· 疼聲乂.至^复，_—而N多4，母 '拿:系少——H—氣柵，及至少N-1個 MMI

馬赫材得波導中至少— .相位$刮元件，而該等馬赫身#導岛-’―該等相位控制元一:丨牛及該等布拉光栅，並連接呈至少/㈣1波導，其特徵為波長選擇開S免JL 一可調式^..爰工器來使用。 .„···' ________________________•一— .g. —種用以可調式增/降多工之配置’其特徵為該配置包含至少一ΜΜΙ:波.導(J卫），至少Ν個馬克生波導（31， 32、，33，及34)，而Ν 24，每一馬克生-波導（31 ’ 32，33，(丨…) .矣34:11少一布拉光栅（62，64，-及64)，及在至少Ν-1個馬克生凌導（31，32，33，及34)中-至少一相位控制元件· lf5.1，53，55，及57)，而該等馬克生i 導（31，32,33’ V:及-3L4丄包含該〜等—il复控制A任（—51 ..，55，及57)及該等奢拉光栅（62，64，及66 )並連.接..至至-少一MM.I波導（1〇) ’ ^各馬克i波導（31，32，33，及34)設置一寬帶反射部分 _一 ............-..... 飞 70)。 .............6. —種用以可調式增/降多工及/或波長澤擇開關之配置’其特徵為該配置...包、盒ϋ念.一 M.M_I.波導（10)「在一第一側上設置至少N個進毋波—導—(4-1—i—L2—.... 13.，及15)，而 3，並多一第二側$設置:個:馬'^生…波1(立1，32 3 3 ,，及3生1」一面12 3'，每一馬〜衷 f N 頻多工器（1 3 1，1 3 3，..，.及1 3.7 頻道解多工器一反射部分（140 ’142，Ϊ44，及146)。

第56頁 /、、申清專利範圍 7.如申請專利範圍第6項並 …器（131，133，135 mi、，—特徵為N?M•道解多工工一π〜-及137)係(多模干涉5_ 干.涉计）型或係AWG(陣列波導光柵）型。干"馬赫材得 Λ如申請專利範圍第7項置，豆 :侧，⑷L 9;如申請專利範圍第8項之配置，裏特徵為屬於— 一丸142 ’ 1牡，及146)之各t 皆不同。 .干〜具 10. 如申請專利範圍第9項之配置，其特徵為至少個馬克生波導（91，9 2 : 9 3，及9 4 )_包:含至少一相位控制元 ”件。‘ 11. 如申請專利範圍第5項之配置，其特徵為寬帶反射部分（70)配！在1馬專生波導（31，32，33，及34)之末端。 1 2 · —種用以可調式增/降多工―之配置，其特徵為該配置包f : U 2.规卵I波導Q 〇及2 〇 )，而N ^ 3，每一 MM j '波導(i〇及2〇)至少N個馬克生波導（31，32，33，41，42，及43)，莓一焉克生_波導（31，32，3§，41 ’ 42，及43)至少二光柵(I2，6 & 馬i生波導（31 ’ 32 ’ 33，41，42，及43 )中至少一相位控制元件（51，52，53 ’ 54，55，及56)，而該馬克生波導丫 3 T，3 2 ’ 3 3 ’ 41 ’ 4 2 ’及4 3 )包含該等相位控帝Γ先件 ' ----------------…… . _ (1l，且2，53义5>，55，及56)及望.等布麥光栅（ΰ2，63， 6 4，65一’ 66，及67 )並連接至諸龍I波1( 1 0及20 )之第二 -....

第57頁六、申請專利範圍 ~~ 侧，而二蓋二Q見)及'一第二(2〇)MMI波導經由一 -1 2 3 4 5 6 7 8 9—I連接’該波..導(5J配置在諸Mil—14^(1¾及20)之第一一俯士、 s、'、 ^ ^ 空-’..1專-利教—圍—第1—2·項尤配置’_一其〜特緣為諸龍I波導係3x3型。 ^ , 士、如申請專利範圍第1 3項之配置’其特徵為各馬克生波:導(3 L ’ 32，33，41，仏丄 (70)。 1 5.知申請專利範圍第14項之配置，其〜搔徵為寬帶反射光柵（7 〇1配置在各馬_克〜生波導.31(4.1 , 42，及 43)之末端。 .. '—〜 16.如申請專利範圍第丨5項之配置，其特徵為各馬克生果導（31 ’ 32，33，34，35，及36)設置一ΙχΝ 開關（11〇， 1 11 : 1 1 2 …’ U 3 ’ 1 1 4-二 20)之第二側；及各甸此一開關設置一反射部分（12〇,

第.58頁 1 21 ’ 122 ’ 1 23 : 1 24，及125 )莫包，含該等布—拉光柵（62， 2 6i.，…及腿1及該等相盤„控—制元件（51，5 3，5 5~，二及5 7 )。 3 - :17.如申讀專利範圍第16項之配置，.其特徵為id開關 4 (110 >111 > 112 > 113 ’ 114 ’ 及115 ) ’ 而N g Γ，係Μ管IMZI 5 —左―開.....®.ί…多' 模_壬哀馬赫計）。 6 18.如申清專利範圍第1 6項之配置，色特徵為反射部分 7 供[，.121 ’ 122 ’ 123 ’丄24，及 8 (真1一>1，查二馬克生波導791， 9 92，93，及94)至少一布拉患柵（6 2，β 4，及6 &)，及至少六、申請專利範圍 f 1個馬克生波導（91，92，93 制充¥(51，53二相位控及94)包含至少 19.,如#請豕利範圍_^1凡肩之配置，其特部分（7〇1皇|.查各馬克生波導(9丨，92，、^徵為寬帶反射巧如^讀專利範圍第^或^項之配置’其特一 [一關J li(!〇 )—之 4 克生竦導（3 1，32 ,及 Cj二:口又士 ^.1(91 ^92 > 93 . „ Α η .一：了是33)或馬克二―、—：-----------------------立一丄經克 4 一^^ 3 1，十腿)-羞^till，92 H及之另一相位控』…70」士—(― 5i)，而連接至配置在第二MMI波導（2f 生，42，43')A!^^ 1.如申請專利範圍第2 〇項之配置，其特徵為該配置包含人第三及一第，ΝχΝ ΜΜΙ波導（30及40)，而NS3，並中至少Ν個馬克生波導（34，35，及36)配置在第三（30)與第四(.4 0) MM I波導之間；.雨|個布拉—光栅（6 2，i(丄在各該j...„差―蓋.__克....生...波__._導_.(..3」：，3 5，及3.6丄_.中，而至少3個相位 ·...，+. ~ · ·· .................. 产.'T...-. 控制元件（5l· ’ 導（3 i ·’ 3 5，及3 6 )中；而..第三（30)或第四（40〉J.NI I波導經 ...........+ " ' 由連搔波導.（6)而連接至第一（10)或第二（20 )MMI波導；及 .. . ....... %.三(3〇)與第四（4〇)ΜΜί%導經由:一連接波導(7)而連接。 22.如申請專利範圍第20項之配置’其特徵為該配置包吾:一第三（30) 及一第四（40)Nx^I MMΪ波導（30及40)，而N Μ，，而' 其申喜抑個::馬—克生波導三（30)與第四（40)ΜΜΙ波導之間'每一馬克生波導（34 ’

隱_1

第59頁

_ 六、申請專利範圍、3 5. ’…及36)要少2 氫1』N1關（110，111，112，113，114，及1 1 5 )，及每一愚克朱波導（3 4，3 5，及3 6 )至少2個反射部分（120，121，122，123，124，及125)，而 ΙχΝ 俯開關 (11 〇 ’ 1 η ’ 112 ’ 113 ’ 114 ’及115)連接至馬克生波導 (34 vl21 > 122 > 123」.J_M_.’ iL益竟N個馬惠盖1導（91，92，93，及 94) ’每一該馬克生波導（91，92，93，及94)至少—布拉光柵’而至少N-1個馬克生波導中$至少一相位控制元件 .經由一額外相位控制元件（5 9 )而連接。 2 3.如申請專利範圍第21或22項之配置，其特徵為第三 (30)及第四（40)MMI波等J系3x3型.。 — 24. —種在光學網路中用以光學波長頻道之可調式增/阡多工之方法，其特徵為： ' θ 牛將該等光學波長頻.道激勵入配置在第一〇1波第一進出波導中；諸光學波長頻道傳輸通過該第一 M i〇 —波導龙且在至支二ΐϋ色惠導上成像，該波導配置在相對於該等導之袓對側上； ^ .-------- r諸光—ϋ長頻導...傳輸通過.諸馬怎生波導；今-光學旌--學.頻道兔至少一光學波長頻道藉由配w. 任何馬.克生波導t之相位控制元弁即可改m; ,,一至少一光—學波長頻道藉由-惠置在諸馬克生波導中之布農.鬼氣哿^.....來:反射； ' ^之 —.......— U -一處悬-運道―降至配菫在第一MMI波導第三侧卜 --------—---—..........—

~、申請專利範圍之第二進出波導； ------'—~——...........— ’ 通過配置在第二ρη波導第一 • ~1 —........ .................—........... . 側上之第三進出波導；該波長頻道傳輪通過配置在第一與第二龍1波導間之連接:波導；、該竣長頻道傳輪通過讓第㈢Μ I.波導並且在至少一馬'克生波導上成像，声波導配置在相、對於該進出波導之相 .對側上；、〜― \ 無光學波導..頻道或.至少一光學波長頻道藉由配置在任何馬克生波導中之相包控制&件即可改變相位；至少一光學」皮—長頻道藉由.配置在諸馬克生波導中之至少—布拉光栅部分來反射；— ’將至少一增加波長頻道激勵入配置在第二MMI波導苐一侧上之第二進出波導中；以及，一…— -------- - - .<-·- 1 - 至少一波長頻_道傳—輸—..通過配置在..第二— 侧上之I三jt—出—疼導。一座如？請專利範圍第24項之方法其特一徵為..隹复相位元'—件'Ί.變—或^任〜包―直.並光―概部〜分反射隹包我.4—頻道..之相位对、:傳送一 I x N開.關....，其增加馬克生波導數目至N倍。 2 6.如申請專利範圍第24或2 5項之方法，其特徵為那些波县艇..、苷 . .................. —...-二........................................一—...— ---一一一 ' /逼，其尚未個別渔_^二一步拉光柵部分反射，可由配 Λ-ψ* I . ............〆 V 「―…-免克生波導中之至少，一寬帶反射光ϋ反射。 27〜1^-1專.教範圍第处項之方法，其特徵為：〜竣長頻道或諸__波長頻道傳輸通過配置在第二MM I波

第61頁六、申請專利範圍 .MMI波導第導第一側上之...波在第 ,:苎上一 g 二而激"'勵; 諸光學波長頻這傳輸通過該第三^了波導並且在至 ...~..馬克生波.導上成—像—對於該專進出波導之相封侧上；〜-- 諸光—學_写一养一里^^^屋過諸馬克生波導； (二ϋ學—波_導.頻道或至少—光學波長頻ϊ藉由配置在、.鱼—包.—‘鳥一克—左-波-毒^甸'-相.位控制元件.即.可改鐵相位. .至少一—步ϋ一長頻道藉由配置在諸馬克生波導中之布拉光柵部分.來反射_:; H.二波長規道降盖墓置▲羞士期复第一側上一 _________ -...— 之尊—; - ，…，「暴.少..一波—-長戴這:傳輸通暴配置在具美職I波導第一食ϋ备-冬進..出.波導； …\一 - 該缘...長頻道傳―輸通—過配置_.在第三Μ Μ上波，與多四· ί 波導务之-速接—波—i; ‘該波-長-箭·逢逢^：通過該第::四遷im m且在至少一 ..............- * - —一 ..............—.二‘ : 焉-克生波導上成像，-該，波導_!£>—i—在」51對於該進出波導之相 ·. 一.................. .. #侧上；無光學_疼.導頻道或至少一光學波長頻遵.藉由配置在任、有遷克生:波—導j..之.任省本—位—控盤元件即_可1變相位；至少一光學波長頻道藉由配置在諸馬克惠疼導中之至少一布拉光柵/部分來反射； ___________________________________________________________________________________......... 一將至少一增加波..長頻道滅勵八酉己置在第四MMI波導 f……............... · -·--....1.

第62頁六、申請專利範圍第一側上士第；進I波導中；以及 ---—...........- ^而至少一波長頻道傳輸通過....配置在第四MMI波導第 ................................-----------——-................... ...............- ....严..... 一側上三進出波導。 2 8.如申請專利範圍第6項之用以it丄ϋ在^名·配置，其特徵為該配置適. ..於當成一波長選擇開關來使用。

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