JP2003195097A - 光モニタ - Google Patents

光モニタ

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JP2003195097A
JP2003195097A JP2002251661A JP2002251661A JP2003195097A JP 2003195097 A JP2003195097 A JP 2003195097A JP 2002251661 A JP2002251661 A JP 2002251661A JP 2002251661 A JP2002251661 A JP 2002251661A JP 2003195097 A JP2003195097 A JP 2003195097A
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grating
blazed
gratings
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カイ ヨンミン
Christopher Koeppen
ケッペン クリストファー
Stephan F Wielandy
エフ ウィーランディー ステファン
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新たに現れる光学的アプリケーションに対し
て増大した帯域幅および／または分解能を提供できる一
方で、安価のままである光導波路タップを提供する。 【解決手段】 光モニタリング構成は、光信号の一部を
軸パスから検出デバイスにリダイレクトするために、ブ
レーズドブラッググレーティングの特性を使用する。各
々が、モニタの信頼性（robustness）を増大させるため
に、固有の特性を有する複数のブレーズドブラッググレ
ーティングが使用される。特に、複数のＮ個のグレーテ
ィングを使用することにより、モニタの帯域幅は、（グ
レーティング間の波長のオーバラップがないと仮定し
て）増大されたＮフォールド（N-fold）でありうる。代
替的に、分解能の改良が、より狭い帯域幅を使用し、そ
の帯域幅中のN倍の生（raw）データポイントを測定する
ことにより得られる。帯域幅および分解能の増大の組合
せは、これら２つの極端の間のコンプロマイズにより得
られうる。チャープドブレーズドグレーティングも、使
用されうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の波長をモニ
タリングデバイスにリダイレクト（redirect）するため
に導波路グレーティングを使用する光モニタに係り、特
に、モニタリングデバイスの分解能（resolution）およ
び性能を改善するために複数のブレーズド（blazed）グ
レーティングを使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術】多波長光通信システム（通常、「波長分
割多重」即ちＷＤＭシステムと呼ばれる）において、１
つの光ファイバから電磁放射（ここでは、波長に関係な
く「光」と呼ぶ）をタッピングするための効率的な波長
選択手段が、多様な機能、例えば、波長モニタ、チャネ
ルモニタ、デマルチプレクサ、増幅器モニタまたは光増
幅器を備えたフィードバックループにおいて有利に使用
されうる。
【０００３】１９９１年１０月２９日に、D. Meltz等に
発行された米国特許５，０６１，０３２号は、ファイバ
の外部のある点において焦点を結ぶように、ファイバ中
でガイドされる光をリダイレクトするように選択された
ブレーズド（blazed）、チャープド（chirped）屈折率
グレーティングを含む光ファイバタップを開示する。こ
の説明において使用されているように、「ブレーズド
（blazed）」の用語は、屈折率摂動（perturbations）
（即ち、グレーンティング）の面が、ファイバ中のガイ
ディッドモード（単数又は複数）の伝播方向に直交しな
いグレーティングを指す。グレーティングは、屈折率摂
動間の（光）リピート距離Λが、ファイバの軸座標（ax
ial coordinate）ｚの関数として一定でない場合、即
ち、Λ＝Λ（ｚ）である場合、「チャープド（chirpe
d）」である。
【０００４】ブレーズドおよびチャープド屈折率グレー
ティングを含む１つの例示的な分散（dispersive）光導
波路タップが、１９９８年１１月３日に、T.A. Strasse
r等に発行された米国特許第５，８３２，１５６号に開
示されている。特に、Strasser等は、タップされたモー
ドをフォトダイオードのアレイのような関連づけられた
検出器装置中にダイレクトするために、グレーティング
の領域中の光ファイバと近接して配置された結合手段を
使用する。ファイバ中のブレーズドグレーティングは、
異なる波長が、結合手段によりアレイ中の異なる検出器
エレメントに結像され(imaged)得るように、光を角度的
に（θ）分散させるようにも機能する。結果として、検
出器アレイの電気信号は、ファイバを通して伝播する元
の信号に関連づけられた光のスペクトルをマップアウト
（map out）する。
【０００５】様々な従来技術による光学モニタの光学性
能およびコスト（帯域幅、分解能および精度のようなパ
ラメータにより定義される）は、主に、使用されるグレ
ーティング／検出器の組合せにより決定される。高密度
ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）チャネル（例えば、５０Ｇｈｚおよ
びこれより密なスペーシング）の光学的信号対雑音比
（ＯＳＮＲ）の測定、拡張（extended）ダイナミックレ
ンジ測定、超広帯域（例えば、６０−８０ｎｍ）または
複数帯域（例えば、ＣおよびＬ）の同時モニタリング、
並びに複数のネットワークエレメント（例えば、増幅器
およびアド／ドロップノード）の同時モニタリングのよ
うなより新しいアプリケーションにおいて、従来技術に
よるデバイスの組み合わされたコスト／性能は、所望の
目標を満たさない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、新たに現
れる光学的アプリケーションに対して増大した帯域幅お
よび／または分解能を提供できる一方で、安価のままで
ある光導波路タップに対するニーズが、この技術分野に
存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来技術におけるニーズ
は、本発明により解決される。本発明は、所定の波長を
モニタリングデバイスにリダイレクトするために導波路
グレーティングを使用する光モニタに係り、特に、モニ
タリングデバイスの分解能および性能を改善するため
に、複数のブレーズドグレーティングを使用することに
関する。
【０００８】本発明は、サイドバイサイドに配置された
２つの別個のブレーズドブラッグ（blazed Bragg）グレ
ーティングを含む物品において具現化される。関連づけ
られた１×２光スイッチのいずれかの出力から入射され
る（incident）光に対して、一方または他方のブレーズ
ドブラッググレーティングが、ファイバから光をタップ
アウトし、最終的に、関連する検出器（フォトダイオー
ドアレイ）中にタップするように働く。この本発明の特
定の実施形態のモニタリング構成において、同時に１つ
のみのブレーズドブラッググレーティングが、「アクテ
ィブ」である。即ち、１×２光スイッチの入力ポートに
入る光は、２つの出力ポートの内の一方に排他的に向け
られ（従って、ブレーズドブラッググレーティングの対
の内の一方に向けられる）。一般に、各グレーティング
は、それらに関連づけられた別個の光源を有する可能性
があり、または別の実施形態において、複数のＭ個の光
信号が、所定の組合せにおいて、複数のＮ個のグレーテ
ィングと共に使用されうる。
【０００９】本発明の教示によれば、２つのブレーズド
ブラッググレーティングのパラメータは、例えば、それ
らが、異なる波長レンジにおいて光をタップアウトし、
これによりモニタの全体的帯域幅(overall bandwidth)
を増大させるように選ばれうる。代替的に、より狭い帯
域幅を使用し、かつその帯域幅中の2倍(twice)の生（ra
w）データポイントを測定することにより得られうる。
本発明の妥協的な実施形態は、両方の技法を適用するこ
とにより帯域幅および分解能の情報を改善することがで
きる。即ち、これは、帯域幅を倍増させない程度に増加
させることにより、増大した数の生（raw）データポイ
ントが、依然として集められうる。
【００１０】その最も一般的な形において、本発明のモ
ニタは、関連する１×Ｎスイッチ（または複数のＮオフ
／オンスイッチ）と共に使用されるＮ個のブレーズドブ
ラッググレーティングを含みうる。この場合において、
帯域幅／分解能におけるＮホールド（N-fold）改善を得
ることができる。例えば、カプラまたは他のパススルー
（pass through）エレメントのような様々な他の光入力
エレメントとの関連で使用されるとき、いずれの数の異
なる光信号も使用されうる。実際、本発明のマルチプル
グレーティングモニタは、所定の光システムとの関連で
多様な異なる光信号を研究するために使用されうる。
【００１１】本発明の他の実施形態は、以下の説明およ
び添付図面を参照することにより明らかとなるであろ
う。
【００１２】本発明の様々な他の実施形態が、ブレーズ
ドファイバグレーティングの代わりにバルク（bulk）光
エレメントを使用してなされうる。特に、光回折（diff
raction）グレーティングまたはプリズムが、入ってく
るビームを、検出器アレイにダイレクトされるべき複数
の分散された成分に分離するために使用されることがで
き、光スイッチ（または光ビームスプリッタおよびシャ
ッターの組合せ）が、どの出力が検出器アレイに向けら
れることになるかを選択する適切なレンズ（lensing）
と共に使用されうる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の理解を助けるために、従
来技術による光タップモニタを簡単に説明する。１つの
そのような構成１０が、上面図を図１に、側面図を図２
に示されている。光導波路１２（この場合において、い
かなる光ガイディング媒体も使用されうるが、光ファイ
バ）は、ブレーズドブラッググレーティング１４を含
む。図１および２（全ての以下の例示も）を単純化する
ために、ファイバ１２は、単一線により示される。正確
には、図１２は、コア領域（光ガイディングのため）お
よびそれを取り巻くクラッド層を含む。ブレーズドブラ
ッググレーティング１４は、通常のやり方で、コア中に
形成される。例えば、ファイバは、通常のシリカベース
のシングルモードファイバであり、グレーティングは、
位相マスクを使用してファイバ中に書き込まれうる（即
ち、フォトリソグラフィでエッチングされる）。
【００１４】グレーティング周期Λおよびブレーズθ
（即ち、光軸に対するチルト）が、所望の帯域幅Δλ中
で光波長をタップする（以下、「リダイレクト」と呼
び、この用語の使用は、光信号パワーの一部をリダイレ
クトするものと理解され、例えば、ユーザにより望まれ
る１％ないし９９％のいずれか）ように選ばれる。図１
において、屈折率を一致させられたガラスブロック１６
が、ファイバ１２に隣接して配置され、リダイレクトさ
れる光信号を検出器アレイ２０にフォーカスするための
レンズエレメント１８を含む。検出器アレイは、ＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオードのアレイを含みうる。
【００１５】結果として、検出器アレイの電気信号は、
入力信号に関連づけられた光のスペクトルをマップアウ
ト（map out）する。そして、図示しない通常の制御電
子回路が、検出器アレイデータを中止し、かつ分析する
ために使用されうる。そして、特定のデータが、ＤＷＤ
Ｍチャネルの光スペクトルおよび数、並びにそれらの波
長、パワーおよび信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定するこ
とができる。上述したように、図１および２に示された
従来技術による構成は、ブレーズドブラッググレーティ
ング１４およびフォトディテクタアレイ２０の特定の組
合せで達成され得る帯域幅および分解能に限定される。
【００１６】本発明によるマルチプルブレーズドグレー
ティングの使用は、従来技術のこれらの制限を克服する
ものと考えられる。図３は、光モニタ３０の全体的帯域
幅および分解能を改善するために、それぞれ光ファイバ
（またはいずれか他の適切な光ガイディング部材）の関
連する対３３および３５中に形成された一対のブレーズ
ドブラッググレーティング３２および３４を使用する本
発明に従って形成された例示的な光モニタ３０の側面図
を含む。図４には、ブレーズドブラッググレーティング
３２および３４のサイドバイサイド配置を明瞭に示す光
モニタ３０の上面図が示されている。従来技術の構成に
おけるように、グレーティング３２，３４は、レンズエ
ンドフェース（lensed endface）３８を含む屈折率マッ
チング（index-matching）ガラスブロック３６に接合さ
れている。光検出器アレイ４０は、グレーティング３
２、３４によりリダイレクトされる（タップされる）光
信号を捉えるように配置されている。
【００１７】本発明の例示的な実施形態によれば、第１
のブレーズドブラッググレーティング３２は、第１のグ
レーティング周期Λ１およびブレーズ角θ１を示すよう
に形成され、これは、所定の光スペクトルλＡ−λＢを
ファイバ３３から検出器アレイ４０に向けてリダイレク
トするように機能する。特に、角度のずれを制御するこ
とにより、スペクトルλＡ−λＢにより示されたアレイ
４０中のフォトダイオードの特定のサブセットが、同様
に制御されうる。本発明のこの実施形態による第２のブ
レーズドブラッググレーティング３４は、異なるスペク
トルλＸ−λＹのリダイレクションに関連づけられた第
２の異なるグレーティング周期Λ２およびブレーズ角θ
２を示すように形成される。異なるブレーズ角およびグ
レーティング周期を使用することは、検出器アレイに結
像される（imaged）スペクトル帯域を変化させるように
機能する。
【００１８】図３および４において、ファイバ３３およ
び３５に結合された１×２光スイッチ４２が示されてお
り、この実施形態においてただ１つのブレーズドブラッ
ググレーティングがいずれか所定の時点において使用さ
れるので、スイッチ４２の状態は、ある時点においてど
のグレーティングが「アクティブ」であるかを制御する
ために使用される。即ち、１×２光スイッチ４２の入力
ポート４４に入る光は、スイッチ４２の２つの出力ポー
ト４６および４８のうちの一方に排他的に向けられる。
図面に示されていないが、光スイッチ４２および光検出
器アレイ４４は、スペクトル較正および様々な関連する
計算のためのマイクロプロセッサを含む外部電子回路に
より制御される。本発明の構成は、上記に定義されたよ
うに「アンチャープド（unchirped）」または「チャー
プド（chirped）」ブレーズドグレーティングを使用す
ることができ、または「アンチャープド」および「チャ
ープド」ブレーズドグレーティングの両方のいずれか適
切な組合せを使用することができる。
【００１９】一般に、本発明の構成の利点は、グレーテ
ィング３２および３４のパラメータを制御する能力から
導かれる。例えば、これらのグレーティングが、異なる
波長レンジにおける光を、即ち、λＡ−λＢ（レンジＲ
ＡＢと呼ばれる）とλＸ−λ Ｙ（レンジＲＸＹと呼ばれ
る）との間のスペクトルオーバラップなしにタップアウ
トするように設計され得る。従って、出力ポート４４と
４６との間の１×２光スイッチ４２のスイッチング（等
価的に、グレーティング３２と３４との間のスイッチン
グ）は、それぞれ、波長レンジＲＡＢおよびＲＸＹ中の
スペクトルになり、検出器アレイ４０に結蔵される。モ
ニタ３０の帯域幅Ｂが焦点距離（focallength）ｆに比
例するので、グレーティング３２，３４およびフォーカ
シング光学部品（ガラスブロック３６およびレンズ３８
を含む）は、多くの異なるやり方で改良された性能を提
供するように選ばれうる。
【００２０】例えば、光モニタ３０は、所与の帯域幅の
関連する分解能を２倍にするように具現化され得る。即
ち、２のファクタ（factor）長い焦点距離の光学部品を
使用することにより、各グレーティング３２，３４は、
所望の帯域幅の半分を結像するように使用されることが
でき、同じ波長レンジにおける２倍の生（raw）データ
ポイントを生じる。代替的に、モニタの帯域幅は、各ブ
レーズドブラッググレーティングに対してノンオーバラ
ッピング（non-overlapping）帯域を具現化することに
より、（所定の分解能に対して）２倍にされうる。即
ち、同じ焦点距離のオプティクス（optics）を維持する
ことにより、各グレーティング３２および３４は、別個
の全帯域幅を光検出器アレイ４０に結像させ、全波長レ
ンジを２倍にするために使用されうる。これらの２つの
極端なものの間で、分解能の増大および帯域幅の増大の
両方を行いうる。
【００２１】ブレーズドブラッググレーティング３２，
３４は、それらがモニタ３０の全ダイナミックパワーレ
ンジを増大させるように、選ばれうる。この技術分野に
おいてよく知られているように、ブレーズドグレーティ
ングは、ファイバからの光の１％未満から９９％を超え
てタップするように製造されうる。結果として、大幅に
異なる強度の２つのグレーティングが、入力パワーレベ
ルによって、２つの間をスイッチするように制御される
デバイスにおいて使用されうる。特に、高入力パワーに
対して、弱いグレーティングが、使用されることにな
り、同様に、低電力入力信号に対して、強いグレーティ
ングが使用されることになり、それぞれの場合におい
て、十分なパワー光信号がモニタ４０に入射することを
保証する。好都合なことに、入力パワーの非常に広いレ
ンジ（例えば、２０ｄＢ以上までの増大）が、単一のモ
ニタ３０で測定されうる。
【００２２】モニタ３０のジオメトリは、例示に過ぎ
ず、本発明の教示に従って複数のブレーズドブラッググ
レーティングを使用することができる様々な他の構成が
あることがこの技術分野においてよく知られている。特
に、図５は、反射ジオメトリ構成を示し、図３および４
のレンズ３８は、凹面（concave）ミラー５０により置
き換えられ、タップされた光を、ガラスブロック３６を
通して、（再配置された）検出器アレイ４０に反射させ
ることになる。
【００２３】上述したように、本発明の教示は、一対の
ブレーズドブラッググレーティングの使用を超えて、Ｎ
個の複数のブレーズドブラッググレーティングを使用す
る構成に拡張されうる。図６は、サイドバイサイドに支
度されたＮ個の複数のブレーズドブラッググレーティン
グ６２１−６２Ｎを含むＮエレメント光モニタ６０の側
面図を示し、各グレーティングは、関連づけられた光導
波路（例えば、光ファイバ）６４１−６４Ｎ中に形成さ
れている。複数のグレーティング６２１−６２ Ｎは、ガ
ラスブロック６６および関連するレンジングエレメント
６８に隣接して配置され、これは、タップされた光を、
フォト検出器アレイ７０においてフォーカスさせるよう
に機能する。この特定の実施形態において、１×Ｎ光ス
イッチ７２が、所定の時点において「アクティブ」であ
る特定のグレーティングを制御するために使用される。
そのような構成は、特に、複数の近接して配置された
（closely-spaced）波長の使用を必要とするＤＷＤＭア
プリケーションに特によく適している。
【００２４】代替的な実施形態において、図７に示され
ているように、１×Ｎスイッチ７２は、Ｎ個の複数のオ
ン／オフスイッチ７４１−７４Ｎにより置き換えられ
る。この構成は、例えば、単一のデバイスによりモニタ
され得るＮ個の複数のセパレートネットワークエレメン
トのような複数の入力をモニタするために特によく適し
ている。
【００２５】
【実施例】図３および４に示されたマルチプルグレーテ
ィング光導波路モニタを実験した。それぞれ中心波長が
１５４７ｎｍおよび１５７５ｎｍである一対のアンチャ
ープド（unchirped）ファイバブレーズドブラッググレ
ーティング３２および３４が、分散（dispersive）エレ
メントとして使用された。ブレーズ各θ１およびθ
２は、グレーティング３２からの波長１５４７ｎｍおよ
びグレーティング３４からの波長１５７５ｎｍが、ファ
イバ軸に対して同じ角度、即ち１８°で放射するよう
に、９°の値で等しく選ばれた。グレーティングは、位
相マスクを使用して通常のシングルモードシリカファイ
バにフォトリソグラフィで書き込まれた。グレーティン
グの長さは、約１０ｍｍであった。グレーティングの強
度は、中心波長においてシングルモード光の〜２０％
が、ファイバからタップされるようなものであった。
【００２６】ファイバとブロックとのカップリングを行
うために、グレーティングは、光学的に透明な、よく屈
折率が一致する（closely index-matching）（ｎ＝１．
５６）接着剤で溶融（fused）シリカガラスブロック
（１５５０ｎｍにおいてｎ＝１．４４）に接合された。
ガラスブロック３６は、公称寸法が６ｃｍ×３ｃｍ×１
ｃｍであった。１００ｍｍの焦点距離の高反射率誘電体
（Ｒ＞９９％）凹面ミラーが、グレーティング３２およ
び３４の両方からのアウトカップルされた（outcouple
d）光を２５６エレメント線形ＩｎＧａＡｓ検出器アレ
イ上にフォーカスさせるように働いた（二次元アレイが
代替的に使用されうる）。各検出器エレメントは、３０
μｍの幅および２５０μｍの長さであった。アレイは、
３５ｎｍの広い波長レンジをカバーし、各検出器エレメ
ントは、０．１４ｎｍの光のレンジに対応した。２つの
グレーティングの入力は、１×２オプトメカニカル（op
to-mechanical）スイッチ４２の出力にフュージョンス
プライスされた（fusion spliced）。スイッチの電気リ
ードに与えられる５Ｖ信号が、出力ポート４６および４
８間でスイッチをトグルバックおよびトグルフォースす
るために使用された。
【００２７】調節可能なHewlett Packard and Photonet
icsのＥＣＬ（external cavity laser）からのレーザ放
射が、一緒に多重化され、デバイスへの入力として使用
された。図８は、光スイッチリードに加えられる電圧が
ないときに、この実施例において示されるように設計さ
れたデュアルグレーティングモニタのスペクトル応答を
示す。この構成において、スイッチに入る光は、出力ポ
ート４６にダイレクトされ、ゆえにグレーティング３２
を通る。検出器アレイ４０に入射する対応する波長レン
ジは、１５５６−１５９１ｎｍである。同様に、図９
は、５Ｖバイアスがリードに加えられるときの応答を示
す。ここで、光は、出力ポート４８にダイレクトされ、
その後グレーティング３４を通り、１５２９−１５６４
ｎｍのスペクトルとなる。
【００２８】図１０は、本発明の代替的なモニタ８０を
示し、単一の検出器構造を使用して測定されるべき波長
の２つ（またはそれ以上）のセパレートグルーピングを
提供する能力が、光信号のセパレートグルーピングを提
供するための構成でありうるバルク光デバイスを使用す
ることから得られる。モニタ８０は、他のバルク光コン
ポーネントとの関連で、１×２光スイッチ８２および単
一の回折グレーティング８４を使用し、第１の光出力Ｏ
１および第２の光出力Ｏ２のうちのいずれか一方を検出
器８６に向け、図１０の特定の構成において、検出器８
６は、別個の検出器エレメントのアレイを含む。この特
定の実施形態において、以下の実施形態と同様に、回折
グレーティングは、プリズムまたは入ってくるビームを
別個の波長に分離するために適したずれ方のバルク光デ
バイスにより置き換えられうる。
【００２９】図１０において、光スイッチ８２は、一対
の出力ポート８８および９０を含み、これらは、これら
のポートを出る光が、回折グレーティング８４に向かっ
てコリメートされ（collimated）およびダイレクトされ
得るように取り付けられる。特に、第１の光出力Ｏ
１は、第１のポート８８を出て、出力信号パス９２（光
ファイバの１区分のような）に沿って進み、その後、第
１のコリメーティングレンズ９４を通る。第１のコリメ
ーティングレンズ９４は、レンズ９４を出るコリメート
されたビームＯ１が、第１の角度θ１で回折グレーティ
ング８４にあたるように、回折グレーティング８４に対
して配置される。第１の角度θ１の位置は、この入射角
が、回折グレーティングに、出力として全ての光信号を
所定のレンジλ１−λ２中で提供させるように、注意深
く選ばれる。この技法は、この技術分野においてよく知
られている。
【００３０】同様に、光スイッチ８２からの第２の光出
力Ｏ２は、残りの出力ポート９０を通して、光信号パス
９６に結合され、第２のコリメーティングレンズ９８に
よりコリメートされ、光出力Ｏ２のコリメートされたも
のが、第２の所定角度θ２で回折グレーティング８４に
その後向けられ、角度θ２の値は、所定レンジλ３−λ
４中の全ての波長が、信号Ｏ２が回折グレーティング８
４にあたるとき回折されるように選ばれる。本発明によ
れば、スイッチ８２は、出力光信号Ｏ１またはＯ２の一
方のみがいずれか所定の時点において提供されるように
制御される。
【００３１】回折グレーティング８４は、入射光（波長
λ１−λ２またはλ３−λ４）を角度的に分散させるよ
うに機能し、レンジングエレメント１００により検出器
アレイ８６においてフォーカスされる。レンズ１００
は、角度の分散を、空間的分離に変換し、検出器アレイ
８６中の各ピクセルが、回折された帯域幅中の異なる狭
い波長レンジに対応するようになる。検出器アレイ８６
で測定されうる波長レンジ全体は、レンズ１００の焦点
距離ｆにより固定された帯域幅を有する。ｆを減少させ
ると、帯域幅は増大するが、分解能を低下させることに
なる。これは、所定の検出器に対して、同じ数のピクセ
ルが、より大きな波長レンジにスパンする事になるから
である。もちろん、θ１および／またはθ２の値を変え
ることは、グレーティングにより回折される特定の波長
レンジが、帯域幅を変えることなしに修正されることを
可能にする。
【００３２】上述した他の構成と同様に、スイッチ８２
および光検出器アレイ８６は、モニタ８０により使用さ
れる分解能および波長レンジのいずれか一方または両方
を修正するように制御されうる。即ち、所定の波長レン
ジにおいて、所定の検出器で達成されうる分解能は、望
ましい分解能の半分に対してＯ１を使用することによ
り、かつ分解能の残りの部分に対してＯ２を使用するこ
とにより２倍にされうる。この場合において、デバイス
の焦点距離ｆは、２のファクタにより帯域幅を減少させ
るように変化されることになり、各々半分に対する分解
能を２倍にする。代替的に、固定分解能に対して、波長
レンジは、ｆおよび帯域幅を固定に維持することによ
り、かつ２つの波長レンジが隣接するように選ぶことに
より２倍にされうる。これら２つの極端なもののいずれ
かの組み合わせが、分解能および波長レンジの両方に対
するより少ない程度の改良を提供するために使用されう
る。
【００３３】図１１は、入力光エレメントの選択のみが
図１０のモニタ８０と異なる例示的なモニタ１１０を示
す。１×２光ビームスプリッタ１１２が、光スイッチ８
２の代わりに使用され、ビームスプリッタ１１２は、光
スイッチより比較的単純かつ安価な部品であると考えら
れる。この場合において、同じ光出力信号が、ビームス
プリッタ１１２の各出力ポート１１４および１１６に同
時に現れることになる。グレーティング８４に当たるよ
うに選ばれる特定の出力ビーム間の制御は、一対の光シ
ャッター１１８および１２０を使用することによりこの
実施形態において選択され、各シャッターは、ビームス
プリッタ１１２からそれぞれ別個の光信号パス１２２お
よび１２４に配置される。
【００３４】そして、出力は、所定の時点において、一
方のみのシャッターが「オープン」であるように許容さ
れるように、時間的に制御される。特に、図１１に示さ
れているように、第１のシャッター１１８が「オープ
ン」であるときに、第１の光信号Ｏ１は、コリメーティ
ングレンズ９４を通過し、回折グレーティング８４にあ
たることを許容されることになる（第２の光信号Ｏ
２は、第２のシャッター１２０の「クローズド」ポジシ
ョンによりブロックされている）。代わりに、第２のシ
ャッター１２０が「オープン」であるとき、第２の光信
号Ｏ２は、第２のシャッター１２０および第２のコリメ
ーティングレンズ９８を通過し、回折グレーティング８
４にあたることが許容されることになる。Ｏ１の入射角
（即ち、θ１）またはＯ２の入射角（即ち、θ２）は、
グレーティング８４により回折される特定の波長レンジ
を制御することになる。図１１に示された残りのコンポ
ーネントは、図１０に示されたものと本質的に同じであ
り、モニタ８０の動作との関連で上述した。
【００３５】本発明の代替的なバルク光コンポーネント
モニタ構成１４０が、図１２に示されている。この場合
において、様々な上述の実施形態において説明したよう
に、１つのファイバ中のブレーズドグレーティングの対
は、一対のバルク回折グレーティング１４２および１４
４により置き換えられ、グレーティング１４２および１
１４は、各グレーティングが異なる波長レンジを回折す
るように、特定のパラメータ（例えば、周期性、ブレー
ズ角）を示すように選ばれる。図１２において、モニタ
１４０は、入力ポート１５０において、λ１−λ４の様
々な波長における信号からなる光ビームに応答する１×
２光スイッチ１４８を含む。光スイッチ１４８は、上記
したように、第１の出力ポート１５２に第１の出力信号
Ｏ１を提供し、第２の出力ポート１５４に第２の出力信
号Ｏ２を提供するように機能する。
【００３６】そして、出力信号Ｏ１は、第１のコリメー
ティングレンズ１５６を通り、コリメートされたビーム
は、第１のバルク回折グレーティング１４２にあたる。
上述した構成と同様に、第１の回折グレーティング１４
２は、図１２における所定の波長レンジλ１−λ２を回
折するように構成される。そして、レンズ１５８は、第
１の波長レンジの角度的セパレーションを、空間的セパ
レーションに変え、別個の波長を検出器アレイ１４６に
向ける。同様にして、光スイッチ１４８からの出力信号
Ｏ２は、レンズ１６０によりコリメートされ、第２のバ
ルク光回折グレーティング１４４にあたることになる。
【００３７】第２の回折グレーティングは、所定の波長
レンジλ３−λ４を回折し、レンズ１６２を通るように
適切に設計される。第１のレンズ１５８と同様に、第２
のレンズ１６２は、この波長レンジの角度的セパレーシ
ョンを空間的セパレーションに変えるように機能し、そ
して、空間的に別個の波長は、検出器アレイ１４６に向
けられる。上述した全ての他の実施形態と同様に、スイ
ッチ１４８のアクションは、どの出力信号Ｏ１またはＯ
２が所定の時点においてアクティブであるかを制御する
ために使用される。また、上述した構成と同様に、モニ
タ１４０中の様々なコンポーネントが、検出プロセスに
おける改良された分解能、改良されたシステム波長レン
ジ、または２つの要求条件間の妥協を提供するように構
成されうる。
【００３８】本発明の代替的な構成は、単一の回折グレ
ーティングを出るファーストオーダーおよびセカンドオ
ーダーの回折されたビームの両方を使用するように構成
されうる。図１３に示されたモニタ２００は、（例え
ば、コリメーティングレンズ７２２０を使用して）光信
号Ｏのコリメートされたバージョンを入力として受信す
る単一の回折グレーティング２１０を含む。グレーティ
ング２１０からのファーストオーダーの回折されたビー
ム出力Ｏ１は、波長λ１−λ２の第１のセットを含み、
セカンドオーダーの回折された出力Ｏ２は、波長λ３−
λ４を含むことになる。ここで、出力Ｏ１−Ｏ２は、図
１３に示されているように空間的に分離されている。
【００３９】出力信号間の交番（alternation）を制御
するために光スイッチを使用する代わりに、一対の光シ
ャッター２３０，２４０が、図１に示されるように使用
されかつ配置される。特に、第１のシャッター２３０
は、第１の出力信号Ｏ１の光信号パス中に配置され、第
１のレンズ２５０が、第１のシャッター２３０の後方
（beyond）に配置され、形式アレイ２６０にビームがあ
たる前に、波長λ１−λ２間の角度的セパレーションを
空間的セパレーションに変換するため使用にされる。第
２のシャッター２４０は、同様に、第２の出力信号Ｏ２
の信号パス中に配置され、レンズ２７０が、波長λ３−
λ４を空間的に分離された信号のセットに変換する為に
使用される。
【００４０】本発明の精神および範囲内に入ると、考え
られる上述した実施形態の多くの変形がある。例えば、
ブレーズドグレーティングは、ファイバグレーティン
グ、チャネルまたはプレーナ導波路グレーティング、ま
たは、一般に、光ガイディンググレーティングのいずれ
か適切なタイプを含む。図３および５に示されたもの以
外のジオメトリックス（geometries）は使用することが
出来、例えば、球体レンズ、円筒レンズまたはそのよう
なレンズのいずれかの適切な組合せのような、タップさ
れた光を検出デバイスにフォーカスさせることが出来る
いずれか適切なタイプのレンジング構成との組合せにお
いて使用されうる。
【００４１】検出デバイス自体は、フォトダイオードの
一次元アレイ、二次元アレイを含み、各が、単一の「検
出デバイス」または複数の別個のより小さな検出デバイ
スとして定義され、各デバイスは、一対一の関係で別個
のグレーティングからの光をフォーカスするためのもの
であるいずれか適切な構成をとりうる。代替的に、複数
の検出器は、異なるグレーティングからのスペクトルを
研究するために使用されうる。本発明のマルチプルグレ
ーティング光導波路モニタは、ファイバグレーティング
構造のいずれの端部からも光入力信号を受け入れる双方
向デバイスとして使用されうる。これらの変形の全て
が、請求項により定義された本発明の精神および範囲内
に入ると考えらる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、新
たに現れる光学的アプリケーションに対して増大した帯
域幅および／または分解能を提供できる一方で、安価の
ままである光導波路タップを提供することができる。
【００４３】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その
技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるブレーズドブラッググレーティ
ング光タップ構成を示す上面図。
【図２】図１の従来の構成の側面図。
【図３】本発明により形成された例示的なマルチプルブ
レーズドブラッググレーティング光タップ構成を示す側
面図。
【図４】本発明において使用されるブレーズドグレーテ
ィングの対のサイドバイサイド配置を示す図３の実施形
態の上面図。
【図５】構成中に反射エレメントを含む本発明の代替的
な実施形態を示す図。
【図６】Ｎ個のブレーズドグレードおよび関連する１×
Ｎ光スイッチを含む本発明の一実施形態を示す。
【図７】図６の１×Ｎ光スイッチが複数のＮ個のオン／
オフスイッチにより置き換えられた本発明の別の実施形
態を示す側面図。
【図８】光学スイッチリードにに電圧がかからない状態
におけるデュアルグレーティングモニタのスペクトル応
答を示す図。
【図９】光学スイッチリードにに５Ｖに電圧がかかった
状態におけるデュアルグレーティングモニタのスペクト
ル応答を示す図。
【図１０】単一の回折グレーティングおよび検出器アレ
イとともに１×２光スイッチおよびバルクオプティクレ
ンズエレメントを使用する本発明のバルクオプティクス
ペクトロメータを示す図。
【図１１】１×２光ビームスプリッタおよび光シャッタ
ーが、１×２光スイッチの代わりに使用される図１０の
構成に対する代替的実施形態を示す図。
【図１２】単一の検出器アレイに代替的に入射されうる
一対の光ビームを提供するために、１×２光スイッチと
ともに一対の回折格子を使用する本発明の代替的なバル
クオプティク構成を示す図。
【図１３】ファーストオーダーおよびセカンドオーダー
の回折された出力信号を別個の出力として検出器アレイ
に提供するために、単一の回折グレーティングを使用す
る本発明の別のバルクオプティクの実施形態を示す図。
【符号の説明】
１０ 光タップモニタ １２ 光導波路 １４ ブレーズドブラッググレーティング １６ インデックスマッチドガラスブロック １８ レンズエレメント ２０ 検出器アレイ ３０ 光モニタ ３２，３４ ブレーズドブラッググレーティング ３３，３５ 光ファイバ ３６ インデックスマッチングガラスブロック ３８ レンズドエンドフェース ４０ 光検出器アレイ ４２ １×２光スイッチ ４６，４８ 出力ポート ５０ 凹面ミラー ６２ ブレーズドブラッググレーティング ６４ 光導波路 ６６ ガラスブロック ６８ レンジングエレメント ７０ 光検出器アレイ ８０ モニタ ８２ １×２光スイッチ ８４ 回折グレーティング ８６ 検出器 ８８，９０ 出力ポート ９２ 出力信号パス ９４，９８ コリメーティングレンズ ９６ 光信号パス １００ レンズ １１２ １×２ビームスプリッタ １４８ １×２光スイッチ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年１０月１８日（２００２．１０．
１８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 光モニタ
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、所定の波長をモニ
タリングデバイスにリダイレクト（redirect）するため
に導波路グレーティングを使用する光モニタに係り、特
に、モニタリングデバイスの分解能（resolution）およ
び性能を改善するために複数のブレーズド（blazed）グ
レーティングを使用することに関する。
【０００２】
【従来の技術】多波長光通信システム（通常、「波長分
割多重」即ちＷＤＭシステムと呼ばれる）において、１
つの光ファイバから電磁放射（ここでは、波長に関係な
く「光」と呼ぶ）をタッピングするための効率的な波長
選択手段が、多様な機能、例えば、波長モニタ、チャネ
ルモニタ、デマルチプレクサ、増幅器モニタまたは光増
幅器を備えたフィードバックループにおいて有利に使用
されうる。
【０００３】１９９１年１０月２９日に、D. Meltz等に
発行された米国特許５，０６１，０３２号は、ファイバ
の外部のある点において焦点を結ぶように、ファイバ中
でガイドされる光をリダイレクトするように選択された
ブレーズド（blazed）、チャープド（chirped）屈折率
グレーティングを含む光ファイバタップを開示する。こ
の説明において使用されているように、「ブレーズド
（blazed）」の用語は、屈折率摂動（perturbations）
（即ち、グレーンティング）の面が、ファイバ中のガイ
ディッドモード（単数又は複数）の伝播方向に直交しな
いグレーティングを指す。グレーティングは、屈折率摂
動間の（光）リピート距離Λが、ファイバの軸座標（ax
ial coordinate）ｚの関数として一定でない場合、即
ち、Λ＝Λ（ｚ）である場合、「チャープド（chirpe
d）」である。
【０００４】ブレーズドおよびチャープド屈折率グレー
ティングを含む１つの例示的な分散（dispersive）光導
波路タップが、１９９８年１１月３日に、T.A. Strasse
r等に発行された米国特許第５，８３２，１５６号に開
示されている。特に、Strasser等は、タップされたモー
ドをフォトダイオードのアレイのような関連づけられた
検出器装置中にダイレクトするために、グレーティング
の領域中の光ファイバと近接して配置された結合手段を
使用する。ファイバ中のブレーズドグレーティングは、
異なる波長が、結合手段によりアレイ中の異なる検出器
エレメントに結像され(imaged)得るように、光を角度的
に（θ）分散させるようにも機能する。結果として、検
出器アレイの電気信号は、ファイバを通して伝播する元
の信号に関連づけられた光のスペクトルをマップアウト
（map out）する。
【０００５】様々な従来技術による光学モニタの光学性
能およびコスト（帯域幅、分解能および精度のようなパ
ラメータにより定義される）は、主に、使用されるグレ
ーティング／検出器の組合せにより決定される。高密度
ＷＤＭ（ＤＷＤＭ）チャネル（例えば、５０Ｇｈｚおよ
びこれより密なスペーシング）の光学的信号対雑音比
（ＯＳＮＲ）の測定、拡張（extended）ダイナミックレ
ンジ測定、超広帯域（例えば、６０−８０ｎｍ）または
複数帯域（例えば、ＣおよびＬ）の同時モニタリング、
並びに複数のネットワークエレメント（例えば、増幅器
およびアド／ドロップノード）の同時モニタリングのよ
うなより新しいアプリケーションにおいて、従来技術に
よるデバイスの組み合わされたコスト／性能は、所望の
目標を満たさない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、新たに現
れる光学的アプリケーションに対して増大した帯域幅お
よび／または分解能を提供できる一方で、安価のままで
ある光導波路タップに対するニーズが、この技術分野に
存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従来技術におけるニーズ
は、本発明により解決される。本発明は、所定の波長を
モニタリングデバイスにリダイレクトするために導波路
グレーティングを使用する光モニタに係り、特に、モニ
タリングデバイスの分解能および性能を改善するため
に、複数のブレーズドグレーティングを使用することに
関する。
【０００８】本発明は、サイドバイサイドに配置された
２つの別個のブレーズドブラッグ（blazed Bragg）グレ
ーティングを含む物品において具現化される。関連づけ
られた１×２光スイッチのいずれかの出力から入射され
る（incident）光に対して、一方または他方のブレーズ
ドブラッググレーティングが、ファイバから光をタップ
アウトし、最終的に、関連する検出器（フォトダイオー
ドアレイ）中にタップするように働く。この本発明の特
定の実施形態のモニタリング構成において、同時に１つ
のみのブレーズドブラッググレーティングが、「アクテ
ィブ」である。即ち、１×２光スイッチの入力ポートに
入る光は、２つの出力ポートの内の一方に排他的に向け
られ（従って、ブレーズドブラッググレーティングの対
の内の一方に向けられる）。一般に、各グレーティング
は、それらに関連づけられた別個の光源を有する可能性
があり、または別の実施形態において、複数のＭ個の光
信号が、所定の組合せにおいて、複数のＮ個のグレーテ
ィングと共に使用されうる。
【０００９】本発明の教示によれば、２つのブレーズド
ブラッググレーティングのパラメータは、例えば、それ
らが、異なる波長レンジにおいて光をタップアウトし、
これによりモニタの全体的帯域幅(overall bandwidth)
を増大させるように選ばれうる。代替的に、より狭い帯
域幅を使用し、かつその帯域幅中の2倍(twice)の生（ra
w）データポイントを測定することにより得られうる。
本発明の妥協的な実施形態は、両方の技法を適用するこ
とにより帯域幅および分解能の情報を改善することがで
きる。即ち、これは、帯域幅を倍増させない程度に増加
させることにより、増大した数の生（raw）データポイ
ントが、依然として集められうる。
【００１０】その最も一般的な形において、本発明のモ
ニタは、関連する１×Ｎスイッチ（または複数のＮオフ
／オンスイッチ）と共に使用されるＮ個のブレーズドブ
ラッググレーティングを含みうる。この場合において、
帯域幅／分解能におけるＮホールド（N-fold）改善を得
ることができる。例えば、カプラまたは他のパススルー
（pass through）エレメントのような様々な他の光入力
エレメントとの関連で使用されるとき、いずれの数の異
なる光信号も使用されうる。実際、本発明のマルチプル
グレーティングモニタは、所定の光システムとの関連で
多様な異なる光信号を研究するために使用されうる。
【００１１】本発明の他の実施形態は、以下の説明およ
び添付図面を参照することにより明らかとなるであろ
う。
【００１２】本発明の様々な他の実施形態が、ブレーズ
ドファイバグレーティングの代わりにバルク（bulk）光
エレメントを使用してなされうる。特に、光回折（diff
raction）グレーティングまたはプリズムが、入ってく
るビームを、検出器アレイにダイレクトされるべき複数
の分散された成分に分離するために使用されることがで
き、光スイッチ（または光ビームスプリッタおよびシャ
ッターの組合せ）が、どの出力が検出器アレイに向けら
れることになるかを選択する適切なレンズ（lensing）
と共に使用されうる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の理解を助けるために、従
来技術による光タップモニタを簡単に説明する。１つの
そのような構成１０が、上面図を図１に、側面図を図２
に示されている。光導波路１２（この場合において、い
かなる光ガイディング媒体も使用されうるが、光ファイ
バ）は、ブレーズドブラッググレーティング１４を含
む。図１および２（全ての以下の例示も）を単純化する
ために、ファイバ１２は、単一線により示される。正確
には、ファイバ１２は、コア領域（光ガイディングのた
め）およびそれを取り巻くクラッド層を含む。ブレーズ
ドブラッググレーティング１４は、通常のやり方で、コ
ア中に形成される。例えば、ファイバは、通常のシリカ
ベースのシングルモードファイバであり、グレーティン
グは、位相マスクを使用してファイバ中に書き込まれう
る（即ち、フォトリソグラフィでエッチングされる）。
【００１４】グレーティング周期Λおよびブレーズθ
（即ち、光軸に対するチルト）が、所望の帯域幅Δλ中
で光波長をタップする（以下、「リダイレクト」と呼
び、この用語の使用は、光信号パワーの一部をリダイレ
クトするものと理解され、例えば、ユーザにより望まれ
る１％ないし９９％のいずれか）ように選ばれる。図１
において、屈折率を一致させられたガラスブロック１６
が、ファイバ１２に隣接して配置され、リダイレクトさ
れる光信号を検出器アレイ２０にフォーカスするための
レンズエレメント１８を含む。検出器アレイは、ＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオードのアレイを含みうる。
【００１５】結果として、検出器アレイの電気信号は、
入力信号に関連づけられた光のスペクトルをマップアウ
ト（map out）する。そして、図示しない通常の制御電
子回路が、検出器アレイデータを中止し、かつ分析する
ために使用されうる。そして、特定のデータが、ＤＷＤ
Ｍチャネルの光スペクトルおよび数、並びにそれらの波
長、パワーおよび信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定するこ
とができる。上述したように、図１および２に示された
従来技術による構成は、ブレーズドブラッググレーティ
ング１４およびフォトディテクタアレイ２０の特定の組
合せで達成され得る帯域幅および分解能に限定される。
【００１６】本発明によるマルチプルブレーズドグレー
ティングの使用は、従来技術のこれらの制限を克服する
ものと考えられる。図３は、光モニタ３０の全体的帯域
幅および分解能を改善するために、それぞれ光ファイバ
（またはいずれか他の適切な光ガイディング部材）の関
連する対３３および３５中に形成された一対のブレーズ
ドブラッググレーティング３２および３４を使用する本
発明に従って形成された例示的な光モニタ３０の側面図
を含む。図４には、ブレーズドブラッググレーティング
３２および３４のサイドバイサイド配置を明瞭に示す光
モニタ３０の上面図が示されている。従来技術の構成に
おけるように、グレーティング３２，３４は、レンズエ
ンドフェース（lensed endface）３８を含む屈折率マッ
チング（index-matching）ガラスブロック３６に接合さ
れている。光検出器アレイ４０は、グレーティング３
２、３４によりリダイレクトされる（タップされる）光
信号を捉えるように配置されている。
【００１７】本発明の例示的な実施形態によれば、第１
のブレーズドブラッググレーティング３２は、第１のグ
レーティング周期Λ１およびブレーズ角θ１を示すよう
に形成され、これは、所定の光スペクトルλＡ−λＢを
ファイバ３３から検出器アレイ４０に向けてリダイレク
トするように機能する。特に、角度のずれを制御するこ
とにより、スペクトルλＡ−λＢにより示されたアレイ
４０中のフォトダイオードの特定のサブセットが、同様
に制御されうる。本発明のこの実施形態による第２のブ
レーズドブラッググレーティング３４は、異なるスペク
トルλＸ−λＹのリダイレクションに関連づけられた第
２の異なるグレーティング周期Λ２およびブレーズ角θ
２を示すように形成される。異なるブレーズ角およびグ
レーティング周期を使用することは、検出器アレイに結
像される（imaged）スペクトル帯域を変化させるように
機能する。
【００１８】図３および４において、ファイバ３３およ
び３５に結合された１×２光スイッチ４２が示されてお
り、この実施形態においてただ１つのブレーズドブラッ
ググレーティングがいずれか所定の時点において使用さ
れるので、スイッチ４２の状態は、ある時点においてど
のグレーティングが「アクティブ」であるかを制御する
ために使用される。即ち、１×２光スイッチ４２の入力
ポート４４に入る光は、スイッチ４２の２つの出力ポー
ト４６および４８のうちの一方に排他的に向けられる。
図面に示されていないが、光スイッチ４２および光検出
器アレイ４４は、スペクトル較正および様々な関連する
計算のためのマイクロプロセッサを含む外部電子回路に
より制御される。本発明の構成は、上記に定義されたよ
うに「アンチャープド（unchirped）」または「チャー
プド（chirped）」ブレーズドグレーティングを使用す
ることができ、または「アンチャープド」および「チャ
ープド」ブレーズドグレーティングの両方のいずれか適
切な組合せを使用することができる。
【００１９】一般に、本発明の構成の利点は、グレーテ
ィング３２および３４のパラメータを制御する能力から
導かれる。例えば、これらのグレーティングが、異なる
波長レンジにおける光を、即ち、λＡ−λＢ（レンジＲ
ＡＢと呼ばれる）とλＸ−λ Ｙ（レンジＲＸＹと呼ばれ
る）との間のスペクトルオーバラップなしにタップアウ
トするように設計され得る。従って、出力ポート４４と
４６との間の１×２光スイッチ４２のスイッチング（等
価的に、グレーティング３２と３４との間のスイッチン
グ）は、それぞれ、波長レンジＲＡＢおよびＲＸＹ中の
スペクトルになり、検出器アレイ４０に結蔵される。モ
ニタ３０の帯域幅Ｂが焦点距離（focallength）ｆに比
例するので、グレーティング３２，３４およびフォーカ
シング光学部品（ガラスブロック３６およびレンズ３８
を含む）は、多くの異なるやり方で改良された性能を提
供するように選ばれうる。
【００２０】例えば、光モニタ３０は、所与の帯域幅の
関連する分解能を２倍にするように具現化され得る。即
ち、２のファクタ（factor）長い焦点距離の光学部品を
使用することにより、各グレーティング３２，３４は、
所望の帯域幅の半分を結像するように使用されることが
でき、同じ波長レンジにおける２倍の生（raw）データ
ポイントを生じる。代替的に、モニタの帯域幅は、各ブ
レーズドブラッググレーティングに対してノンオーバラ
ッピング（non-overlapping）帯域を具現化することに
より、（所定の分解能に対して）２倍にされうる。即
ち、同じ焦点距離のオプティクス（optics）を維持する
ことにより、各グレーティング３２および３４は、別個
の全帯域幅を光検出器アレイ４０に結像させ、全波長レ
ンジを２倍にするために使用されうる。これらの２つの
極端なものの間で、分解能の増大および帯域幅の増大の
両方を行いうる。
【００２１】ブレーズドブラッググレーティング３２，
３４は、それらがモニタ３０の全ダイナミックパワーレ
ンジを増大させるように、選ばれうる。この技術分野に
おいてよく知られているように、ブレーズドグレーティ
ングは、ファイバからの光の１％未満から９９％を超え
てタップするように製造されうる。結果として、大幅に
異なる強度の２つのグレーティングが、入力パワーレベ
ルによって、２つの間をスイッチするように制御される
デバイスにおいて使用されうる。特に、高入力パワーに
対して、弱いグレーティングが、使用されることにな
り、同様に、低電力入力信号に対して、強いグレーティ
ングが使用されることになり、それぞれの場合におい
て、十分なパワー光信号がモニタ４０に入射することを
保証する。好都合なことに、入力パワーの非常に広いレ
ンジ（例えば、２０ｄＢ以上までの増大）が、単一のモ
ニタ３０で測定されうる。
【００２２】モニタ３０のジオメトリは、例示に過ぎ
ず、本発明の教示に従って複数のブレーズドブラッググ
レーティングを使用することができる様々な他の構成が
あることがこの技術分野においてよく知られている。特
に、図５は、反射ジオメトリ構成を示し、図３および４
のレンズ３８は、凹面（concave）ミラー５０により置
き換えられ、タップされた光を、ガラスブロック３６を
通して、（再配置された）検出器アレイ４０に反射させ
ることになる。
【００２３】上述したように、本発明の教示は、一対の
ブレーズドブラッググレーティングの使用を超えて、Ｎ
個の複数のブレーズドブラッググレーティングを使用す
る構成に拡張されうる。図６は、サイドバイサイドに支
度されたＮ個の複数のブレーズドブラッググレーティン
グ６２１−６２Ｎを含むＮエレメント光モニタ６０の側
面図を示し、各グレーティングは、関連づけられた光導
波路（例えば、光ファイバ）６４１−６４Ｎ中に形成さ
れている。複数のグレーティング６２１−６２ Ｎは、ガ
ラスブロック６６および関連するレンジングエレメント
６８に隣接して配置され、これは、タップされた光を、
フォト検出器アレイ７０においてフォーカスさせるよう
に機能する。この特定の実施形態において、１×Ｎ光ス
イッチ７２が、所定の時点において「アクティブ」であ
る特定のグレーティングを制御するために使用される。
そのような構成は、特に、複数の近接して配置された
（closely-spaced）波長の使用を必要とするＤＷＤＭア
プリケーションに特によく適している。
【００２４】代替的な実施形態において、図７に示され
ているように、１×Ｎスイッチ７２は、Ｎ個の複数のオ
ン／オフスイッチ７４１−７４Ｎにより置き換えられ
る。この構成は、例えば、単一のデバイスによりモニタ
され得るＮ個の複数のセパレートネットワークエレメン
トのような複数の入力をモニタするために特によく適し
ている。
【００２５】
【実施例】図３および４に示されたマルチプルグレーテ
ィング光導波路モニタを実験した。それぞれ中心波長が
１５４７ｎｍおよび１５７５ｎｍである一対のアンチャ
ープド（unchirped）ファイバブレーズドブラッググレ
ーティング３２および３４が、分散（dispersive）エレ
メントとして使用された。ブレーズ各θ１およびθ
２は、グレーティング３２からの波長１５４７ｎｍおよ
びグレーティング３４からの波長１５７５ｎｍが、ファ
イバ軸に対して同じ角度、即ち１８°で放射するよう
に、９°の値で等しく選ばれた。グレーティングは、位
相マスクを使用して通常のシングルモードシリカファイ
バにフォトリソグラフィで書き込まれた。グレーティン
グの長さは、約１０ｍｍであった。グレーティングの強
度は、中心波長においてシングルモード光の〜２０％
が、ファイバからタップされるようなものであった。
【００２６】ファイバとブロックとのカップリングを行
うために、グレーティングは、光学的に透明な、よく屈
折率が一致する（closely index-matching）（ｎ＝１．
５６）接着剤で溶融（fused）シリカガラスブロック
（１５５０ｎｍにおいてｎ＝１．４４）に接合された。
ガラスブロック３６は、公称寸法が６ｃｍ×３ｃｍ×１
ｃｍであった。１００ｍｍの焦点距離の高反射率誘電体
（Ｒ＞９９％）凹面ミラーが、グレーティング３２およ
び３４の両方からのアウトカップルされた（outcouple
d）光を２５６エレメント線形ＩｎＧａＡｓ検出器アレ
イ上にフォーカスさせるように働いた（二次元アレイが
代替的に使用されうる）。各検出器エレメントは、３０
μｍの幅および２５０μｍの長さであった。アレイは、
３５ｎｍの広い波長レンジをカバーし、各検出器エレメ
ントは、０．１４ｎｍの光のレンジに対応した。２つの
グレーティングの入力は、１×２オプトメカニカル（op
to-mechanical）スイッチ４２の出力にフュージョンス
プライスされた（fusion spliced）。スイッチの電気リ
ードに与えられる５Ｖ信号が、出力ポート４６および４
８間でスイッチをトグルバックおよびトグルフォースす
るために使用された。
【００２７】調節可能なHewlett Packard and Photonet
icsのＥＣＬ（external cavity laser）からのレーザ放
射が、一緒に多重化され、デバイスへの入力として使用
された。図８は、光スイッチリードに加えられる電圧が
ないときに、この実施例において示されるように設計さ
れたデュアルグレーティングモニタのスペクトル応答を
示す。この構成において、スイッチに入る光は、出力ポ
ート４６にダイレクトされ、ゆえにグレーティング３２
を通る。検出器アレイ４０に入射する対応する波長レン
ジは、１５５６−１５９１ｎｍである。同様に、図９
は、５Ｖバイアスがリードに加えられるときの応答を示
す。ここで、光は、出力ポート４８にダイレクトされ、
その後グレーティング３４を通り、１５２９−１５６４
ｎｍのスペクトルとなる。
【００２８】図８は、本発明の代替的なモニタ８０を示
し、単一の検出器構造を使用して測定されるべき波長の
２つ（またはそれ以上）のセパレートグルーピングを提
供する能力が、光信号のセパレートグルーピングを提供
するための構成でありうるバルク光デバイスを使用する
ことから得られる。モニタ８０は、他のバルク光コンポ
ーネントとの関連で、１×２光スイッチ８２および単一
の回折グレーティング８４を使用し、第１の光出力Ｏ１
および第２の光出力Ｏ２のうちのいずれか一方を検出器
８６に向け、図８の特定の構成において、検出器８６
は、別個の検出器エレメントのアレイを含む。この特定
の実施形態において、以下の実施形態と同様に、回折グ
レーティングは、プリズムまたは入ってくるビームを別
個の波長に分離するために適したずれ方のバルク光デバ
イスにより置き換えられうる。
【００２９】図８において、光スイッチ８２は、一対の
出力ポート８８および９０を含み、これらは、これらの
ポートを出る光が、回折グレーティング８４に向かって
コリメートされ（collimated）およびダイレクトされ得
るように取り付けられる。特に、第１の光出力Ｏ１は、
第１のポート８８を出て、出力信号パス９２（光ファイ
バの１区分のような）に沿って進み、その後、第１のコ
リメーティングレンズ９４を通る。第１のコリメーティ
ングレンズ９４は、レンズ９４を出るコリメートされた
ビームＯ１が、第１の角度θ１で回折グレーティング８
４にあたるように、回折グレーティング８４に対して配
置される。第１の角度θ１の位置は、この入射角が、回
折グレーティングに、出力として全ての光信号を所定の
レンジλ １−λ２中で提供させるように、注意深く選ば
れる。この技法は、この技術分野においてよく知られて
いる。
【００３０】同様に、光スイッチ８２からの第２の光出
力Ｏ２は、残りの出力ポート９０を通して、光信号パス
９６に結合され、第２のコリメーティングレンズ９８に
よりコリメートされ、光出力Ｏ２のコリメートされたも
のが、第２の所定角度θ２で回折グレーティング８４に
その後向けられ、角度θ２の値は、所定レンジλ３−λ
４中の全ての波長が、信号Ｏ２が回折グレーティング８
４にあたるとき回折されるように選ばれる。本発明によ
れば、スイッチ８２は、出力光信号Ｏ１またはＯ２の一
方のみがいずれか所定の時点において提供されるように
制御される。
【００３１】回折グレーティング８４は、入射光（波長
λ１−λ２またはλ３−λ４）を角度的に分散させるよ
うに機能し、レンジングエレメント１００により検出器
アレイ８６においてフォーカスされる。レンズ１００
は、角度の分散を、空間的分離に変換し、検出器アレイ
８６中の各ピクセルが、回折された帯域幅中の異なる狭
い波長レンジに対応するようになる。検出器アレイ８６
で測定されうる波長レンジ全体は、レンズ１００の焦点
距離ｆにより固定された帯域幅を有する。ｆを減少させ
ると、帯域幅は増大するが、分解能を低下させることに
なる。これは、所定の検出器に対して、同じ数のピクセ
ルが、より大きな波長レンジにスパンする事になるから
である。もちろん、θ１および／またはθ２の値を変え
ることは、グレーティングにより回折される特定の波長
レンジが、帯域幅を変えることなしに修正されることを
可能にする。
【００３２】上述した他の構成と同様に、スイッチ８２
および光検出器アレイ８６は、モニタ８０により使用さ
れる分解能および波長レンジのいずれか一方または両方
を修正するように制御されうる。即ち、所定の波長レン
ジにおいて、所定の検出器で達成されうる分解能は、望
ましい分解能の半分に対してＯ１を使用することによ
り、かつ分解能の残りの部分に対してＯ２を使用するこ
とにより２倍にされうる。この場合において、デバイス
の焦点距離ｆは、２のファクタにより帯域幅を減少させ
るように変化されることになり、各々半分に対する分解
能を２倍にする。代替的に、固定分解能に対して、波長
レンジは、ｆおよび帯域幅を固定に維持することによ
り、かつ２つの波長レンジが隣接するように選ぶことに
より２倍にされうる。これら２つの極端なもののいずれ
かの組み合わせが、分解能および波長レンジの両方に対
するより少ない程度の改良を提供するために使用されう
る。
【００３３】図９は、入力光エレメントの選択のみが図
８のモニタ８０と異なる例示的なモニタ１１０を示す。
１×２光ビームスプリッタ１１２が、光スイッチ８２の
代わりに使用され、ビームスプリッタ１１２は、光スイ
ッチより比較的単純かつ安価な部品であると考えられ
る。この場合において、同じ光出力信号が、ビームスプ
リッタ１１２の各出力ポート１１４および１１６に同時
に現れることになる。グレーティング８４に当たるよう
に選ばれる特定の出力ビーム間の制御は、一対の光シャ
ッター１１８および１２０を使用することによりこの実
施形態において選択され、各シャッターは、ビームスプ
リッタ１１２からそれぞれ別個の光信号パス１２２およ
び１２４に配置される。
【００３４】そして、出力は、所定の時点において、一
方のみのシャッターが「オープン」であるように許容さ
れるように、時間的に制御される。特に、図９に示され
ているように、第１のシャッター１１８が「オープン」
であるときに、第１の光信号Ｏ１は、コリメーティング
レンズ９４を通過し、回折グレーティング８４にあたる
ことを許容されることになる（第２の光信号Ｏ２は、第
２のシャッター１２０の「クローズド」ポジションによ
りブロックされている）。代わりに、第２のシャッター
１２０が「オープン」であるとき、第２の光信号Ｏ
２は、第２のシャッター１２０および第２のコリメーテ
ィングレンズ９８を通過し、回折グレーティング８４に
あたることが許容されることになる。Ｏ１の入射角（即
ち、θ１）またはＯ２の入射角（即ち、θ２）は、グレ
ーティング８４により回折される特定の波長レンジを制
御することになる。図９に示された残りのコンポーネン
トは、図８に示されたものと本質的に同じであり、モニ
タ８０の動作との関連で上述した。
【００３５】本発明の代替的なバルク光コンポーネント
モニタ構成１４０が、図１０に示されている。この場合
において、様々な上述の実施形態において説明したよう
に、１つのファイバ中のブレーズドグレーティングの対
は、一対のバルク回折グレーティング１４２および１４
４により置き換えられ、グレーティング１４２および１
１４は、各グレーティングが異なる波長レンジを回折す
るように、特定のパラメータ（例えば、周期性、ブレー
ズ角）を示すように選ばれる。図１０において、モニタ
１４０は、入力ポート１５０において、λ１−λ４の様
々な波長における信号からなる光ビームに応答する１×
２光スイッチ１４８を含む。光スイッチ１４８は、上記
したように、第１の出力ポート１５２に第１の出力信号
Ｏ１を提供し、第２の出力ポート１５４に第２の出力信
号Ｏ２を提供するように機能する。
【００３６】そして、出力信号Ｏ１は、第１のコリメー
ティングレンズ１５６を通り、コリメートされたビーム
は、第１のバルク回折グレーティング１４２にあたる。
上述した構成と同様に、第１の回折グレーティング１４
２は、図１０における所定の波長レンジλ１−λ２を回
折するように構成される。そして、レンズ１５８は、第
１の波長レンジの角度的セパレーションを、空間的セパ
レーションに変え、別個の波長を検出器アレイ１４６に
向ける。同様にして、光スイッチ１４８からの出力信号
Ｏ２は、レンズ１６０によりコリメートされ、第２のバ
ルク光回折グレーティング１４４にあたることになる。
【００３７】第２の回折グレーティングは、所定の波長
レンジλ３−λ４を回折し、レンズ１６２を通るように
適切に設計される。第１のレンズ１５８と同様に、第２
のレンズ１６２は、この波長レンジの角度的セパレーシ
ョンを空間的セパレーションに変えるように機能し、そ
して、空間的に別個の波長は、検出器アレイ１４６に向
けられる。上述した全ての他の実施形態と同様に、スイ
ッチ１４８のアクションは、どの出力信号Ｏ１またはＯ
２が所定の時点においてアクティブであるかを制御する
ために使用される。また、上述した構成と同様に、モニ
タ１４０中の様々なコンポーネントが、検出プロセスに
おける改良された分解能、改良されたシステム波長レン
ジ、または２つの要求条件間の妥協を提供するように構
成されうる。
【００３８】本発明の代替的な構成は、単一の回折グレ
ーティングを出るファーストオーダーおよびセカンドオ
ーダーの回折されたビームの両方を使用するように構成
されうる。図１１に示されたモニタ２００は、（例え
ば、コリメーティングレンズ７２２０を使用して）光信
号Ｏのコリメートされたバージョンを入力として受信す
る単一の回折グレーティング２１０を含む。グレーティ
ング２１０からのファーストオーダーの回折されたビー
ム出力Ｏ１は、波長λ１−λ２の第１のセットを含み、
セカンドオーダーの回折された出力Ｏ２は、波長λ３−
λ４を含むことになる。ここで、出力Ｏ１−Ｏ２は、図
１１に示されているように空間的に分離されている。
【００３９】出力信号間の交番（alternation）を制御
するために光スイッチを使用する代わりに、一対の光シ
ャッター２３０，２４０が、図１１に示されるように使
用されかつ配置される。特に、第１のシャッター２３０
は、第１の出力信号Ｏ１の光信号パス中に配置され、第
１のレンズ２５０が、第１のシャッター２３０の後方
（beyond）に配置され、形式アレイ２６０にビームがあ
たる前に、波長λ１−λ ２間の角度的セパレーションを
空間的セパレーションに変換するため使用にされる。第
２のシャッター２４０は、同様に、第２の出力信号Ｏ２
の信号パス中に配置され、レンズ２７０が、波長λ３−
λ４を空間的に分離された信号のセットに変換する為に
使用される。
【００４０】本発明の精神および範囲内に入ると、考え
られる上述した実施形態の多くの変形がある。例えば、
ブレーズドグレーティングは、ファイバグレーティン
グ、チャネルまたはプレーナ導波路グレーティング、ま
たは、一般に、光ガイディンググレーティングのいずれ
か適切なタイプを含む。図３および５に示されたもの以
外のジオメトリックス（geometries）は使用することが
出来、例えば、球体レンズ、円筒レンズまたはそのよう
なレンズのいずれかの適切な組合せのような、タップさ
れた光を検出デバイスにフォーカスさせることが出来る
いずれか適切なタイプのレンジング構成との組合せにお
いて使用されうる。
【００４１】検出デバイス自体は、フォトダイオードの
一次元アレイ、二次元アレイを含み、各が、単一の「検
出デバイス」または複数の別個のより小さな検出デバイ
スとして定義され、各デバイスは、一対一の関係で別個
のグレーティングからの光をフォーカスするためのもの
であるいずれか適切な構成をとりうる。代替的に、複数
の検出器は、異なるグレーティングからのスペクトルを
研究するために使用されうる。本発明のマルチプルグレ
ーティング光導波路モニタは、ファイバグレーティング
構造のいずれの端部からも光入力信号を受け入れる双方
向デバイスとして使用されうる。これらの変形の全て
が、請求項により定義された本発明の精神および範囲内
に入ると考えらる。
【００４２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、新
たに現れる光学的アプリケーションに対して増大した帯
域幅および／または分解能を提供できる一方で、安価の
ままである光導波路タップを提供することができる。
【００４３】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので、この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例を考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。尚、特許請求の範囲に記載した参
照番号がある場合は、発明の容易な理解のためで、その
技術的範囲を制限するよう解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術によるブレーズドブラッググレーティ
ング光タップ構成を示す上面図。
【図２】図１の従来の構成の側面図。
【図３】本発明により形成された例示的なマルチプルブ
レーズドブラッググレーティング光タップ構成を示す側
面図。
【図４】本発明において使用されるブレーズドグレーテ
ィングの対のサイドバイサイド配置を示す図３の実施形
態の上面図。
【図５】構成中に反射エレメントを含む本発明の代替的
な実施形態を示す図。
【図６】Ｎ個のブレーズドグレードおよび関連する１×
Ｎ光スイッチを含む本発明の一実施形態を示す。
【図７】図６の１×Ｎ光スイッチが複数のＮ個のオン／
オフスイッチにより置き換えられた本発明の別の実施形
態を示す側面図。
【図８】単一の回折グレーティングおよび検出器アレイ
とともに１×２光スイッチおよびバルクオプティクレン
ズエレメントを使用する本発明のバルクオプティクスペ
クトロメータを示す図。
【図９】１×２光ビームスプリッタおよび光シャッター
が、１×２光スイッチの代わりに使用される図１０の構
成に対する代替的実施形態を示す図。
【図１０】単一の検出器アレイに代替的に入射されうる
一対の光ビームを提供するために、１×２光スイッチと
ともに一対の回折格子を使用する本発明の代替的なバル
クオプティク構成を示す図。
【図１１】ファーストオーダーおよびセカンドオーダー
の回折された出力信号を別個の出力として検出器アレイ
に提供するために、単一の回折グレーティングを使用す
る本発明の別のバルクオプティクの実施形態を示す図。
【符号の説明】 １０ 光タップモニタ １２ 光導波路 １４ ブレーズドブラッググレーティング １６ インデックスマッチドガラスブロック １８ レンズエレメント ２０ 検出器アレイ ３０ 光モニタ ３２，３４ ブレーズドブラッググレーティング ３３，３５ 光ファイバ ３６ インデックスマッチングガラスブロック ３８ レンズドエンドフェース ４０ 光検出器アレイ ４２ １×２光スイッチ ４６，４８ 出力ポート ５０ 凹面ミラー ６２ ブレーズドブラッググレーティング ６４ 光導波路 ６６ ガラスブロック ６８ レンジングエレメント ７０ 光検出器アレイ ８０ モニタ ８２ １×２光スイッチ ８４ 回折グレーティング ８６ 検出器 ８８，９０ 出力ポート ９２ 出力信号パス ９４，９８ コリメーティングレンズ ９６ 光信号パス １００ レンズ １１２ １×２ビームスプリッタ １４８ １×２光スイッチ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 6/42 Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｄ (72)発明者 クリストファー ケッペン アメリカ合衆国、18938 ペンシルベニア 州、ニュー ホープ、リバー ウッズ ド ライブ、306ダブル (72)発明者 ステファン エフ ウィーランディー アメリカ合衆国、08844 ニュージャージ ー州、ヒルズバラ、バリノー ロード 30 Ｆターム(参考） 2G020 AA03 BA20 CB23 CC02 CC63 CD06 CD24 2H037 AA01 BA11 DA03 DA06 2H038 AA22 BA24 2H049 AA06 AA34 AA45 AA59 AA62

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入ってくる光信号の一部を検出デバイス
    にリダイレクトするための光モニタにおいて、 各々が、定義された光軸に沿った伝播のために、前記入
    ってくる光信号を入力として受信することができる複数
    のＮ個の入力光導波路と、 各々が、複数のＮ個の入力光導波路のうちの別個の１つ
    中に形成され、所定レンジの光波長を前記光軸からリダ
    イレクトできるように、グレーティング周期Λｉおよび
    ブレーズ角θｉを含むように形成された複数のＮ個のブ
    レーズドブラッググレーティングと、 光レンジング構成により捉えられたリダイレクトされた
    光波長を受信し、前記入力光信号の所定の特性をモニタ
    するように配置された光検出構成とを有することを特徴
    とする光モニタ。
  2. 【請求項２】 複数のＮ個のブレーズドグレーティング
    によりリダイレクトされた所定レンジの光波長を捉える
    ための光レンジング構成をさらに含むことを特徴とする
    請求項１記載の光モニタ。
  3. 【請求項３】 前記複数のＮ個の入力光導波路は、内側
    コア領域および外側クラッド層を含む複数のＮ個の光フ
    ァイバを含み、前記複数のＮ個のブレーズドブラッググ
    レーティングは、それらの関連づけられた光ファイバの
    コア領域中に形成されることを特徴とする請求項１記載
    の光モニタ。
  4. 【請求項４】 各々のブレーズドブラッググレーティン
    グは、ブレーズ角θが実質的に同じであることを特徴と
    する請求項１記載の光モニタ。
  5. 【請求項５】 少なくとも１つのブレーズドブラッググ
    レーティングは、チャープドグレーティングであること
    を特徴とする請求項１記載の光モニタ。
  6. 【請求項６】 前記光レンジング構成は、 複数のＮ個のブレーズドブラッググレーティングにより
    リダイレクトされた所定レンジの光波長を捉えるように
    配置されたインデックスマッチングブロックと、 前記所定レンジの光波長を光検出構成にフォーカスさせ
    るために、前記インデックスマッチングブロックの出力
    に配置されたレンズエレメントとを含むことを特徴とす
    る請求項２記載の光モニタ。
  7. 【請求項７】 入ってくる光信号を受信するための単一
    の入力ポートおよび複数のＮ個の出力ポートを含む１×
    Ｎ光スイッチをさらに有し、各出力ポート間のスイッチ
    ングは、複数のＮ個のブレーズドブラッググレーティン
    グのうちのどのグレーティングが入ってくる光信号と共
    に使用されるかを決定するために制御されることを特徴
    とする請求項１記載の光モニタ。
  8. 【請求項８】 複数のＭ個の入ってくる光信号の一部
    を、検出デバイスにリダイレクトするための光モニタに
    おいて、 各々が、定義された光軸に沿った伝播のために、複数の
    Ｍ個の入ってくる光信号のうちの１つ以上を入力として
    受信することができる複数のＮ個の入力光導波路と、 複数のＭ個の光入力信号を、入力として、複数のＮ個の
    入力光導波路のうちの別個の１つ中に形成され、所定レ
    ンジの光波長前記光軸からリダイレクトできるように、
    グレーティング周期Λｉおよびブレーズ角θｉを含むよ
    うに形成された複数のＮ個のブレーズドブラッググレー
    ティングと、光レンジング構成により捉えられるリダイ
    レクトされた光波長を受信し、 前記入力光信号の所定の特性をモニタするように配置さ
    れた光検出構成とを有することを特徴とする光モニタ。
  9. 【請求項９】 入ってくる光信号の一部を検出するデバ
    イスにリダイレクトするための光モニタにおいて、 各々が、定義された光軸に沿った伝播する入ってくる光
    信号を入力として受信し、複数のＮ個の出力光信号を出
    力として提供するための複数のＮ個の光導波路と、 前記光モニタにおいて使用するために選択されるべきＮ
    個の出力光信号のうちの１つを選ぶための選択構成と、 複数のＮ個の光導波路から前記選択された出力光信号を
    受信するように配置され、前記選択された出力光信号中
    の様々な波長間に角度的分散を提供するように構成され
    たバルクオプティクデバイスと、前記バルクオプティク
    デバイスからの角度的に分散された出力を空間的に分散
    された光信号に変換するためのレンジング構成と、 前記レンジング構成からの空間的に分散された光信号出
    力を受信し、前記選択された出力光信号の所定の特性を
    モニタするように配置された光検出構成とを有すること
    を特徴とする光モニタ。
  10. 【請求項１０】 前記バルクオプティクデバイスは、回
    折グレーティングを含み、各光導波路は、前記回折グレ
    ーティングに対して異なる入射角で配置されることを特
    徴とする請求項９記載の光モニタ。
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