JP3664847B2 - 光合分波器装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の異なった情報信号を波長分割多重することができる光合分波器装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、電話やテレビやデータなど多種類の情報信号を伝送させるために、複数の波長を利用して1本の光ファイバにのせる波長分割多重(wavelength div-ision multiplexing , WDM)方式が採用されており、この波長分割多重は光合分波器装置により行われている。
【0003】
このような光合分波器装置は図8に示すように、1本の光導波路52および2本の光導波路53、54間で2個の波長λ1、λ2の信号を各波長λ1、λ2について遮断、通過させる光合分波器55で構成されている。このように構成された光合分波器装置51において、光合分波器55の入力ポート55aに入力ポートパワーP11で2個の波長λ1、λ2の光を入力すると、2本の光導波路53、54の一方の導波路53に接続されている光合分波器55の出力ポート55b′に出力される波長λ1の信号の出力ポートパワーP13、および他方の導波路54に接続されている光合分波器55の出力ポート55bに出力される波長λ2の出力ポートパワーP14は、
P13=P11*(1+cos(Δφ))/2・・・・(1)
P14=P11*(1−cos(Δφ))/2・・・・(2)
となる。ここで、Δφは波長λ1の光および波長λ2の光のモードの位相差とする。
【0004】
したがって、波長λ1を1.31μm、波長λ2を1.55μmとすると、波長1.55μmの出力ポートパワーP13、および波長1.31μmの出力ポートパワーP14と波長との関係は図9に示すように、理論上、サイン波になることがわかる。また、図10に示すように、波長分離度が例えば−23dBでは帯域幅は理論上、21.6nmになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光合分波器装置51では、波長分離度の帯域幅が狭いという難点があった。
【0006】
このような難点に対して上述のような光合分波器を2個直列接続させた光合分波器装置が提案されている。例えば図11(a)に示すように、第1の光合分波器61と第2の光合分波器71とを直列接続させると、第1の光合分波器61の入力ポート61aに入力する例えば2個の波長1.31μm、1.55μmの信号は第1の光合分波器61で分波され、波長1.55μmの信号が第2の光合分波器71を介して導波路30に出力される。この光合分波器装置100によれば、第2の光合分波器71の出力ポート71b′の出力ポートパワーP23は図12に示すように、理論上、波長分離度が−23dBの場合の帯域幅が81.6nmになる。
【0007】
また、図11(b)に示すように、第1の光合分波器81と第2の光合分波器91とを直列接続させると、第1の光合分波器81の入力ポート81aに入力する例えば2個の波長1.31μm、1.55μmの信号は第1の光合分波器81で分波され、波長1.31μmの信号が第2の光合分波器91を介して導波路40に出力される。この光合分波器装置100′によれば、第2の光合分波器91の出力ポート91b′の出力ポートパワーP24は図12に示すように、理論上、波長分離度が−23dBの場合の帯域幅が81.6nmになる。
【0008】
しかしながら、このような波長分離度の帯域幅でも光ファイバ通信によっては満足できない場合もある。
【0009】
本発明はこのような従来の難点を解決するためになされたもので、光ファイバを溶融して一体化した光合分波器を使用して波長分離度の帯域幅を従来より広くすることができる光合分波器装置を提供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成する本発明の光合分波器装置は、1本の光導波路と少なくとも2本の光導波路との間で少なくとも2個の波長の信号を各波長について遮断、通過させる光合分波器により合波、分波する光合分波器装置において、光合分波器は、少なくとも1つの波長の信号についてそれぞれ異なる遮断中心周波数を有する少なくとも2個の光合分波器で構成され、少なくとも2個の光合分波器の遮断中心周波数は、少なくとも2個の光合分波器のうち一つの光合分波器において少なくとも1つの波長の信号の周波数から所定周波数だけ高い周波数にシフトされ、少なくとも2個の光合分波器のうちの他の光合分波器の一つにおいて少なくとも1つの波長の信号の周波数から所定周波数だけ低い周波数にシフトされて設定されているものである。
【0011】
このように構成された光合分波器装置は、各光合分波器の遮断中心周波数がそれぞれ異なるので、波長分離度の帯域幅を広くすることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光合分波器装置の実施の一形態について、図面を参照して説明する。
【0013】
本発明の光合分波器装置は例えば図1に示すように、1本の光導波路2と2本の光導波路3、4との間で例えば2個の波長1.31μm、1.55μmの信号を、各波長1.31μm、1.55μmについて遮断、通過させる2個の光合分波器5、6により合波、分波するもので、2個の光合分波器5、6が直列接続されている。
【0014】
2個の光合分波器5、6はそれぞれ4つの入出力用のポートを有している。第1の光合分波器5は、入力ポート5a、5a′と出力ポート5b、5b′とを有し、出力ポート5bに波長1.55μmの信号を通過させると共に波長1.31μmの信号を遮断させ、出力ポート5b′に波長1.31μmの信号を通過させると共に波長1.55μmの信号を遮断させるものである。また、波長1.31μmの信号について遮断中心周波数を有し、この遮断中心周波数は例えば20nmだけ高い方向にシフトされて設定されている。第2の光合分波器6は、入力ポート6a、6a′と出力ポート6b、6b′とを有し、出力ポート6bに波長1.31μmの信号を通過させると共に波長1.55μmの信号を遮断させ、出力ポート6b′に波長1.55μmの信号を通過させると共に波長1.31μmの信号を遮断させるものである。また、波長1.31μmの信号について遮断中心周波数を有し、この遮断中心周波数は例えば20nmだけ低い方向にシフトされて設定されている。
【0015】
第1の光合分波器5の入力ポート5aには1本の光導波路2が接続され、入力ポート5a′には何も接続されていない。第1の光合分波器5の出力ポート5bには第2の光合分波器6の入力ポート6a′が接続され、出力ポート5b′には他方の光導波路4が接続されている。第2の光合分波器6の出力ポート6b′には一方の光導波路3が接続され、入力ポート6aおよび出力ポート6bには何も接続されていない。
【0016】
このような遮断中心周波数を有する各光合分波器5、6は、図2、図3、図4に示すような波長分離度の帯域幅理論値を具備している。即ち、遮断中心周波数のシフト量が±20nmの場合、挿入損は0.145dB、波長分離度の帯域は92nm、中心波長の分離度は−35.5dBとなる。
【0017】
このように構成された本発明の光合分波器装置1において、1本の光導波路2から入力ポートパワーP1で2個の波長1.31μm、1.55μmの光が入力すると、波長1.55μmの信号は第1の光合分波器5で分波されて出力ポート5bに出力され、さらに第2の光合分波器6で分波されて出力ポート6b′を介して一方の光導波路3に出力される。この際、第1の光合分波器5の出力ポート5b、および第2の光合分波器6の出力ポート6b′の各出力ポートパワーP3は、
P3=P1*(1+cos(Δφ))/2・・・・(3)
となる。ここで、Δφは波長1.31μmの光および波長1.55μmの光のモードの位相差とする。これにより、理論上の波長と損失とは図5に示すようなグラフになる。即ち、図5に示すように、波長分離度が−23dBでは帯域幅が91.6nmになるので、従来の光合分波器装置よりも、波長分離度の帯域幅を広くすることができる。
【0018】
また、波長1.31μmの光の波長分離度の帯域幅を広くする場合には、図6に示すように1本の光導波路2と2本の光導波路3、4との間で例えば2個の波長1.31μm、1.55μmの信号を、各波長1.31μm、1.55μmについて遮断、通過させる2個の光合分波器15、16により合波、分波するもので、2個の光合分波器15、16が直列接続されている。
【0019】
2個の光合分波器15、16は、上述の光合分波器装置1の各光合分波器5、6と同様に、それぞれ4つの入出力用のポートを有している。第1の光合分波器15は、入力ポート15a、15a′と出力ポート15b、15b′とを有し、出力ポート15bに波長1.55μmの信号を通過させると共に波長1.31μmの信号を遮断させ、出力ポート15b′に波長1.31μmの信号を通過させると共に波長1.55μmの信号を遮断させるものである。また、波長1.55μmの信号について遮断中心周波数を有し、この遮断中心周波数は例えば20nmだけ高い方向にシフトされて設定されている。第2の光合分波器16は、入力ポート16a、16a′と出力ポート16b、16b′とを有し、出力ポート16bに波長1.55μmの信号を通過させると共に波長1.31μmの信号を遮断させ、出力ポート16b′に波長1.31μmの信号を通過させると共に波長1.55μmの信号を遮断させるものである。また、波長1.55μmの信号について遮断中心周波数を有し、この遮断中心周波数は例えば20nmだけ低い方向にシフトされて設定されている。
【0020】
第1の光合分波器15の入力ポート15aには1本の光導波路2が接続され、入力ポート15a′には何も接続されていない。第1の光合分波器15の出力ポート15b′には第2の光合分波器16の入力ポート16aが接続され、出力ポート15bには一方の光導波路3が接続されている。第2の光合分波器16の出力ポート16b′には他方の光導波路4が接続され、入力ポート16a′および出力ポート16bには何も接続されていない。
【0021】
このような遮断中心周波数を有する各光合分波器15、16は上述の光合分波器装置1の各光合分波器5、6と同様に、図2、図3、図4に示すような波長分離度の帯域幅理論値を具備している。即ち、遮断中心周波数のシフト量が±20nmの場合、挿入損は0.145dB、波長分離度の帯域は92nm、中心波長の分離度は−35.5dBとなる。
【0022】
このように構成された本発明の光合分波器装置10において、1本の光導波路2から入力ポートパワーP1で2個の波長1.31μm、1.55μmの光が入力すると、波長1.31μmの信号は第1の光合分波器15で分波されて出力ポート15b′に出力され、さらに第2の光合分波器16で分波されて出力ポート16b′を介して他方の光導波路4に出力される。この際、第1の光合分波器15の出力ポート15b′、および第2の光合分波器16の出力ポート16b′の各出力ポートパワーP4は、
P4=P1*(1−cos(Δφ))/2・・・・(4)
となる。ここで、Δφは波長1.31μmの光および波長1.55μmの光のモードの位相差とする。これにより、理論上の波長と損失とは図5に示すようなグラフになる。即ち、図5に示すように、波長分離度が−23dBでは帯域幅が91.6nmになるので、従来の光合分波器装置よりも、波長分離度の帯域幅を広くすることができる。
【0023】
なお、本発明の実施の一形態においては1本の光導波路と、2本の光導波路との間で2個の波長の信号を各波長について遮断、通過させる光合分波器により分波させていたが、これに限らず、1本の光導波路と、2本以上の光導波路との間で2個以上の波長の信号を各波長について遮断、通過させる光合分波器により分波させてもよい。この際、光合分波器は、1つ以上の波長の信号についてそれぞれ異なる遮断中心周波数を有する2個以上の光合分波器で構成させる。また、このような光合分波器装置は、多重化された異なる波長の信号の分波に限らず、複数の波長の信号を合波させることもでき、さらに、複数波の双方向多重に適用させることもできる。
【0024】
【実施例】
さらに、本発明の光合分波器装置による波長分離度の帯域幅について、実験を行った。なお、本実験においては図1に示す光合分波器装置1を使用して、波長分離度の帯域幅を測定した。測定結果は図7に示すように、波長分離度が−23dBでは、帯域幅が89.7nmになることが確認できた。
【0025】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の光合分波器装置によれば、少なくとも1つの波長の信号についてそれぞれ異なる遮断中心周波数を有する少なくとも2個の光合分波器で構成したので、波長分離度の帯域幅を従来より広くすることができる。これにより、各波長間の干渉を防ぐことができる。また、誘電体多層膜フィルタや微小光学素子を用いたものに比べて、光学特性が優れ、製造コストも下げることができるので、WDM光伝送機器、WDM伝送を使用した端末等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の光合分波器装置の実施の一形態を示す構成図。
【図2】 本発明の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の中心波長の変化と挿入損との関係を理論値で示すグラフ。
【図3】 本発明の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の中心波長の変化と波長分離度の帯域との関係を理論値で示すグラフ。
【図4】 本発明の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の中心波長の変化と中心波長の分離度との関係を理論値で示すグラフ。
【図5】 本発明の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の波長と損失との関係を理論値で示すグラフ。
【図6】 本発明の光合分波器装置の他の実施の一形態を示す構成図。
【図7】 本発明の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の波長と損失との関係を実測値で示すグラフ。
【図8】 従来の光合分波器装置を示す構成図。
【図9】 従来の光合分波器装置の出力パワーと波長との関係を理論値で示すグラフ。
【図10】 従来の光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の波長と損失との関係を理論値で示すグラフ。
【図11】 従来の光合分波器装置を示す図で、(a)は波長1.55μmの信号を2個の光合分波器に通過させる構成図、(b)は波長1.31μmの信号を2個の光合分波器に通過させる構成図。
【図12】 図11に示す光合分波器装置の波長分離度の帯域幅の波長と損失との関係を理論値で示すグラフ。
【符号の説明】
1、10・・・・光合分波器装置
2・・・・1本の光導波路
3、4・・・・2本の光導波路
5、6・・・・2個の光合分波器
15、16・・・・2個の光合分波器
1.31μm、1.55μm・・・・2個の波長
Claims (1)
- 1本の光導波路と少なくとも2本の光導波路との間で少なくとも2個の波長の信号を各波長について遮断、通過させる光合分波器により合波、分波する光合分波器装置において、
前記光合分波器は、少なくとも1つの波長の信号についてそれぞれ異なる遮断中心周波数を有する少なくとも2個の光合分波器で構成され、
前記少なくとも2個の光合分波器の遮断中心周波数は、前記少なくとも2個の光合分波器のうち一つの光合分波器において少なくとも1つの波長の信号の周波数から所定周波数だけ高い周波数にシフトされ、前記少なくとも2個の光合分波器のうちの他の光合分波器の一つにおいて前記少なくとも1つの波長の信号の周波数から所定周波数だけ低い周波数にシフトされて設定されていることを特徴とする光合分波器装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15270497A JP3664847B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 光合分波器装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP15270497A JP3664847B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 光合分波器装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH112732A JPH112732A (ja) | 1999-01-06 |
JP3664847B2 true JP3664847B2 (ja) | 2005-06-29 |
Family
ID=15546331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15270497A Expired - Lifetime JP3664847B2 (ja) | 1997-06-10 | 1997-06-10 | 光合分波器装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3664847B2 (ja) |
-
1997
- 1997-06-10 JP JP15270497A patent/JP3664847B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH112732A (ja) | 1999-01-06 |
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