JP4822141B2 - 波長群光分波器、波長群光合波器、および波長群光選択スイッチ - Google Patents

波長群光分波器、波長群光合波器、および波長群光選択スイッチ Download PDF

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Description

本発明は、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力ポートからそれぞれ出力することができ、或いは伝播方向がそれとは逆向きとすることにより複数の波長群を合波してその波長群に含まれる波長チャネルを有する波長分割多重光を出力することができる波長群光合波分波器、および、波長群（多波長）を一括してルーティングできる波長群光選択スイッチに関するものである。
光ネットワークでは、所定の通信波長帯のたとえば１００ＧＨｚ毎に分割された複数の波長チャネル(wave channel or light path)にそれぞれ対応する複数の波長の光が合波された波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）光が伝送されるようになっている。上記光ネットワークの各ノードでは、光ファイバーなどにより伝送された上記波長分割多重光に含まれる波長チャネルの波長の光信号が分光され且つ合波されて、所定の伝送方向の光ファイバーへ切り換えられる。また、近年では、通信容量の増加により上記ノードを構成する光切換装置で取り扱われる波長チャネル数が増大しており、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群(wave band) が合波された波長分割多重が用いられるようになっている。
このため、光ネットワークの各ノードにおいては、上記波長チャネル毎に光信号を分光し且つ合波して所定の伝送方向の光ファイバーへ切り換える構成に加えて、波長群毎に光信号を分光し且つ合波して所定の伝送方向の光ファイバーへ切り換える方式を適用することが検討されている。この際、波長分割多重信号に含まれる複数の波長群を分波および合波するために、従来より、多層干渉膜フィルタ式合波分波器、音響光学効果フィルタ式合波分波器（ＡＯＴＦ：Acoust-optic Tunable Filter ）等がたとえば非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３、非特許文献４、非特許文献５にそれぞれ提案されている。
「Ultra-low stress coating process: an enabling technology for extreme performance thin film interference filters 」 OFC 2002 Postdeadline Papers, FA8-1 「ＡＯ素子の最近の技術進展」電子情報通信学会論文誌、 VOL.J86-C No.12、1236-1243 頁、2003年12月発行 「波長周回性を用いたフルメッシュネットワーク」 NTT R&D VOL.49 No.6、298-308 頁、2000年6 月発行 「Integrated Band Demultiplexer Using Waveguide Grating Routers 」 IEEE PHOTONICS TECHNILOGY LETTERS, VOL, 15, NO.8, AUGUST 2003 「Flexible Waveband Optical Networking Without Guard Bands Using Novel 8-Skip-0 Banding Filters 」 IEEE PHOTONICS TECHNILOGY LETTERS, VOL, 17, NO.3, MARCH 2005
特開平１１−３０７３０号公報 特開２００６−１１３４５号公報
しかしながら、それら従来の合波分波器には、以下のような不都合があった。すなわち、非特許文献１において提案されている多層干渉膜フィルタ式合波分波器は、バンドの切れを良くするために、複雑な設計と必要な膜数が多く製造が困難であるとともに、必要な特性が得られ難かった。たとえば、８-SKIP-0（８つの波長チャネルを１波長群とし、波長群間で使用できない波長チャネルを零とする方式）の１００ＧＨｚのチャネル幅の波長チャネル８つから成るそれぞれの波長群を群毎に合波／分波する場合、必要な膜数が４０９層となるとともに、波長群の周波数幅の端部領域では非線形な分散が大きくなり、それが伝送特性の劣化要因となっていた。
また、非特許文献２において提案されている音響光学効果フィルタ式合波分波器は、同時に処理できる波長チャネル数が最大でもたとえば４チャネルというように限界があるとともに、通信に使用できない広いガードバンドを必要とし、波長の使用効率が低いという欠点があった。
また、非特許文献３において提案されているアレイ導波路格子（ＡＷＧ：Array Waveguide Grating)は、波長チャネル毎に合波分波する方式には広く用いられているが、これを波長群毎の合波分波器として使用する場合は、以下の欠点があった。すなわち、波長チャネルを複数束ねた波長群では透過帯域幅が広くなるが、広い透過帯域をアレイ導波路格子で実現する場合は、透過帯域の端部の切れが悪いために透過帯域幅が広ければ広いほど大きなガードバンドを必要とし、波長の使用効率が著しく劣化するという欠点があった。
また、非特許文献４および非特許文献５は、２つのアレイ導波路格子（ＡＷＧ：Array Waveguide Grating)を組み合わせた波長群分波器を提案している。しかし、このものは、バンドの切れをよくするため複雑な設計が必要となって製造が難しく、特性も充分には得られないという欠点があった。
図２２は、１つの入力ポートおよび複数の出力ポートを有する、上記従来の多層干渉膜フィルタ式合波分波器、音響光学効果フィルタ式合波分波器等から成る波長群光合波分波器ＧＢを、入力ファイバ及び出力ファイバ毎に用いることにより波長群クロスコネクトスイッチを構成した従来例を示している。この波長群クロスコネクトスイッチによれば、Ｎ本の光ファイバーＦINからの波長分割多重光ＷＤＭをＮ個の波長群光合波分波器ＧＢを用いてｍ個の群毎に分波し、分波された波長群をｍ個の光スイッチＳＷを用いて必要な方向に切り換え（ルーティング）、それをＮ個の波長群光合波分波器ＧＢを用いて合波した後で、Ｎ本の光ファイバーＦOUT へ出力するように構成されている。これによれば、Ｎ＋Ｎ個の波長群光合波分波器を必要とし、部品点数が多く、構成が複雑となるという欠点があったのである。
上記に対し、特許文献１には、波長周回性を有する周期特性波長分波器と導波路アレイ回折格子波長分波器とを直列に組み合わせて構成した光合分波素子が開示されている。しかし、この光合分波素子の前段を構成する周期特性波長分波器は、入力される波長分割多重光の波長チャネル数よりも少ない出力ポートしか備えないため、その出力ポート毎に波長チャネルが重なった波長の組が多重出力されるものであり、その光合分波素子の後段を構成する導波路アレイ回折格子波長分波器は、単純な合波機能を有するものである。したがって、特許文献１の光合分波素子によれば、所定の選択波長帯域内の光強度を平坦化したフィルタとして機能し、パワーロスを低下させることしか、得られない。
また、特許文献２には、第１のアレイ導波路回折格子と、所望のバンドの個数と同じ数だけ複数並列配置した第２アレイ導波路回折格子とを組み合わせた導波路型光合波分波回路が開示されている。しかし、後段に並列配置された複数個の第２アレイ導波路回折格子は単なる光結合器として機能するものであり、同じ波長チャネルを有する複数の波長分割多重光をそれぞれ導く入力ファイバを設けることが不可能な構造である。
一方、光通信ネットワークの各ノード（結節点）においては１波長ずつのルーティング（伝送先の切換）が行われるのが一般的であるが、伝送される光信号の増大に対処するために、多波長単位（波長群）でルーティングすることが望まれる。この多波長をルーティングするために入力された波長群から所望の波長を分離して多重化した所望の波長群を合成できる波長群選択スイッチ（ＷＢＳＳ：Waveband Selective Switch ）が提案されている。しかしながら、従来の波長群選択スイッチは、コリメータを通過し回折格子で反射されることにより分光された波長群を構成する各波長が、面状に配列された二次元駆動可能な多数個のマイクロミラーによって所望の出力ポートで波長群を合成できるようにそれぞれ反射されるように構成されているので、構成が複雑且つ大形であり、しかも各ミラーの調整が極めて微妙で煩雑であるため高価となるという欠点があった。
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その第１の目的とするところは、１または２以上の波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力ポートからそれぞれ出力することができる、簡単に構成された波長群光分波器、および、複数の波長群を合波し、予め設定された波長群が合波された波長分割多重光を出力ポートから出力することができる、簡単に構成された波長群光合波器を提供することにある。また、第２の目的とするところは、所定の波長群を選択的にルーティングできる、簡単かつ小型に構成された安価な波長群光選択スイッチを提供することにある。
本発明者は、以上の事情を背景として種々検討を重ねた結果、アレイ導波路格子が波長チャネルに対応した分解能で分波および合波するには充分な特性を持つこと、且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが１つずつずれる特性を有する点に着目し、そのアレイ導波路格子を所定の接続条件下で直列に2 回通過させると、簡単な構成で、波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力ポートからそれぞれ出力させること、或いは、それと逆の伝播方向においては、複数の波長群を合波することにより予め設定された波長群が合波された１または２以上の波長分割多重光に合波できることを見出した。本発明はこのような知見に基づいて為されたものである。そして、特筆すべき点は、複数の入出力ファイバで本発明の波長群光合波分波器を共有することができ、波長群クロスコネクトノードの経済性に大きく寄与できることである。
すなわち、前記目的を達成するための請求項１に係る発明の波長群光分波器は、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力側のポートからそれぞれ出力する波長群光分波器において、前記波長分割多重光を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力ポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力ポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力することを特徴とする。
また、請求項２に係る発明の波長群光分波器は、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器において、前記波長分割多重光を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性と、入力ポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力ポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力ポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力ポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力することを特徴とする。
また、請求項３に係る発明の波長群光分波器は、請求項１または２に係る発明において、複数の入力ポートに入力された互いに異なる複数の波長分割多重光にそれぞれ含まれる波長群に属する波長チャネルを分光し、分光した波長チャネルを予め設定された波長群に合波し、合波した波長群をその波長群毎に異なる出力ポートから出力させることを特徴とする。
また、請求項４に係る発明の波長群光分波器は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、(a)前記波長分割多重光が入力される第１アレイ導波路格子と、(b)前記波長群毎に異なる出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、(c)その第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを含むことを特徴とする。
また、請求項５に係る発明の波長群光分波器は、請求項４に係る発明において、前記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものであることを特徴とする。
また、請求項６に係る発明の波長群光分波器は、請求項４または５に係る発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものであることを特徴とする。
また、請求項７に係る発明の波長群光分波器は、請求項４または５に係る発明において、前記第２アレイ導波路格子の出力ポートのうち一部である１または２以上のポートを入力ポートとし、該入力ポートから逆の伝播方向で入力された１または２以上の波長分割多重光にそれぞれ含まれる波長群に属する波長チャネルを予め設定された波長群に分波し、分波された波長群を波長群毎に該第１アレイ導波路格子の入力ポートのうち前記波長分割多重光が入力されていないポートから出力することにより、双方向で波長分割多重光からそれに含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群へ分波して出力するものであることを特徴とする。
また、請求項８に係る発明の波長群光分波器は、請求項４乃至７のいずれかの発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものであることを特徴とする。上記アレイ導波路格子の波長周回特性は、使用する波長チャネル数と波長チャネル間隔との積を、アレイ導波路格子のＦＳＲ(Free Spectral Range) に一致させることにより実現される。
また、請求項９に係る発明の波長群光分波器は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、別々の第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の二個を用いるのではなく、１個のアレイ導波路格子の出力の一部を入力側に折返す構成を用いることにより、１個のアレイ導波路格子を２回経由させることにより、所望の波長群光分波機能を実現するものである。すなわち、(a)前記波長分割多重光が一部に入力される複数の入力ポートと、波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、(b)前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に入力された前記波長分割多重光が合分波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、(c)前記入力ポートの一部に入力された１又は２以上の互いに異なる複数の波長分割多重光を、該波長分割多重光に含まれる複数の波長群に分波し、該波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群をそれぞれ異なる複数の出力ポートから出力させるものであることを特徴とする。
また、請求項１０に係る発明の波長群光分波器は、請求項１乃至９のいずれかに係る発明において、前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものであることを特徴とする。
また、請求項１１に係る発明の波長群光分波器は、請求項１乃至９のいずれかに係る発明において、前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものであることを特徴とする。
また、請求項１２に係る発明の波長群光分波器は、請求項４または５に係る発明において、前記第１アレイ導波路格子、前記第２アレイ導波路格子、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路は、共通の基板上に一体に設けられたことを特徴とする。
また、請求項１３に係る発明の波長群光分波器は、請求項１２に係る発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、(a)相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、(b)前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、(c)前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路とを、それぞれ含むことを特徴とする。
また、請求項１４に係る発明の波長群光分波器は、請求項４乃至８、１０乃至１３のいずれかの発明において、前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチを挿入し、該第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光を該光スイッチにおいて分岐し、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号を該光スイッチから挿入することを特徴とする。
また、請求項１５に係る発明の波長群光合波器は、複数の入力側のポートから入力された、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を合波し、合波した波長分割多重光を出力側のポートから出力する波長群光合波器であって、前記複数の波長群を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力ポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力することを特徴とする。
また、請求項１６に係る発明の波長群光合波器は、複数の入力側のポートから入力された、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を合波し、合波した波長分割多重光を出力側のポートから出力する波長群光合波器であって、前記複数の波長群を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力側のポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力側のポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力することを特徴とする。
また、請求項１７に係る発明の波長群光合波器は、請求項１５または１６に係る発明において、複数の入力ポートにそれぞれ入力された波長群に属する波長チャネルを合波し、予め設定された複数の波長群を含む２以上の互いに異なる複数の波長分割多重光を、複数の出力ポートからそれぞれ出力することを特徴とする。
また、請求項１８に係る発明の波長群光合波器は、請求項１５乃至１７のいずれかに係る発明において、前記複数の波長群が入力される第１アレイ導波路格子と、前記波長分割多重光を出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを、含むことを特徴とする。
また、請求項１９に係る発明の波長群光合波器は、請求項１８に係る発明において、前記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものであることを特徴とする。
また、請求項２０に係る発明の波長群光合波器は、請求項１８に係る発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものであることを特徴とする。
また、請求項２１に係る発明の波長群光合波器は、請求項１８乃至２０のいずれかに係る発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものであることを特徴とする。
また、請求項２２に係る発明の波長群光合波器は、請求項１５乃至１８のいずれかに係る発明において、(a)前記複数の波長チャネルの一部の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が波長群毎に一部に入力される複数の入力ポートと、前記波長分割多重光が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、(b)前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に波長群毎に入力された前記複数の波長群に含まれる波長チャネルが合波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、(c)前記入力ポートの一部に入力された前記互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、互いに異なる複数の波長群を有する複数の波長分割多重光に合波し、該複数の波長分割多重光を出力させるものであることを特徴とする。
また、請求項２３に係る発明の波長群光合波器は、請求項１５乃至２２のいずれかに係る発明において、前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものであることを特徴とする。
また、請求項２４に係る発明の波長群光合波器は、請求項１５乃至２２のいずれかに係る発明において、前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものであることを特徴とする。
また、請求項２５に係る発明の波長群光合波器は、請求項１８または１９に係る発明において、前記複数の波長群が入力される第１アレイ導波路格子と、前記波長分割多重光を出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、その第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とは、共通の基板上に一体に設けられたことを特徴とする。
また、請求項２６に係る発明の波長群光合波器は、請求項２５に係る発明において、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、(a)相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、(b)前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、(c)前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路とを含むことを特徴とする。
また、請求項２７に係る発明の波長群合波器は、請求項１５乃至２１、２３乃至２６のいずれかの発明において、前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチを挿入し、該第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光を該光スイッチにおいて分岐し、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号を該光スイッチから挿入することを特徴とする。
また、請求項２８に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項１乃至１４のいずれかの波長群光分波器と、その波長群光分波器から出力される１乃至複数の波長群のおのおのに対して前記波長群光分波器の入力ポートまたは出力ポートのいずれかへ入力させる光スイッチとを、含み、上記１乃至複数の波長群の任意の組み合わせを１乃至複数の出力ポートから出力させるようにしたことを特徴とする。
また、請求項２９に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項２８に係る発明において、前記波長群光分波器において複数の波長分割多重光をそれぞれ入力させるために用いられる複数の入力ポートのうちの１部を波長群光選択スイッチ入力ポートとし、他の１部を、該１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群から選択した任意の組み合わせの波長群を出力する選択波長群出力ポートとして用いることを特徴とする。
また、請求項３０に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項２９に係る発明において、前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものであることを特徴とする。
また、請求項３１に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項２９に係る発明において、前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる同じ波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものであることを特徴とする。
また、請求項３２に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項２８乃至３１のいずれかに係る発明において、前記光スイッチは、前記波長群光分波器を構成する前記第１アレイ導波路格子、前記第２アレイ導波路格子、および前記光接続路が設けられている前記共通の基板上に一体に設けられていることを特徴とする。
また、請求項３３に係る発明の波長群光選択スイッチは、請求項２８乃至３２のいずれかに係る発明において、前記光スイッチは、一方に光が入力される一対のアーム導波路と、その一対のアーム導波路の間に局部的に形成された方向性結合器と、該一対のアーム導波路の光路差を変化させる光路差変更器とを備え、該光路差変更器により光路差が変化させられたことに関連して、前記一対のアーム導波路の一方に入力された光が該一対のアーム導波路の他方から選択的に出力する基本光スイッチを、含むものであることを特徴とする。
請求項１に係る発明の波長群光分波器によれば、波長分割多重光が、波長チャネルに対応した分解能で分波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性と、入力ポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力ポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力ポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力されるので、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離してその複数の波長群が相互に異なる複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器が、極めて簡単に得られる。
また、請求項２に係る発明の波長群光分波器によれば、波長分割多重光が、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性と、入力ポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力ポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力ポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力ポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力されるので、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離してその複数の波長群が相互に異なる複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器が、極めて簡単に得られる。
また、請求項３に係る発明の波長群光分波器によれば、互いに異なる複数の波長分割多重光が複数の入力ポートにそれぞれ入力され、その複数の入力ポートにそれぞれ入力された波長分割多重光にそれぞれ含まれる波長群に属する波長チャネルが分光され、その分光された波長チャネルが予め設定された波長群に合波され、合波された波長群がその波長群毎に互いに異なる複数の出力ポートから出力させられるので、複数の入力ポートにそれぞれ入力された複数の波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離してその複数の波長群が複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器が、極めて簡単に得られる。すなわち、複数の波長合波分波器を構成要素とする波長群クロスコネクト装置（波長群切換スイッチ装置）において、必要となる波長群光合波分波器の個数を著しく低減することが可能となり、実装面積或いは実装体積の低減とあいまって、高い経済効果が得られる。
また、請求項４に係る発明の波長群光分波器によれば、(a)前記波長分割多重光が入力される第１アレイ導波路格子と、(b)前記波長群毎に異なる出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、(c)その第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを含むことから、第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子を光接続路で接続することにより、単一または複数の入力ポートにそれぞれ入力された複数の波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離してその複数の波長群を複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器が、極めて簡単に得られる。
また、請求項５に係る発明の波長群光分波器によれば、上記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものであるので、第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子と共に光接続路も一平面上に設けることができ、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板上において、第１アレイ導波路格子、第２アレイ導波路格子、および光接続路を容易に構成することができる。
また、請求項６に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものであるので、波長群光合波分波器の構造が簡単となる。特に、波長チャネルに関して周回性を持つ場合、複数の入出力ファイバで共用して使用する波長群分波器構成で、入力ポートおよび出力ポートの使用効率を高めることができる。
また、請求項７に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第２アレイ導波路格子の出力ポートのうち一部である１または２以上のポートを入力ポートとし、該入力ポートから逆の伝播方向で入力された１または２以上の波長群にそれぞれ含まれる波長チャネルから予め定められた波長チャネルを含む波長群を合波し、合波された波長群を波長群毎に該第１アレイ導波路格子の入力ポートのうち前記波長分割多重光が入力されていないポートから出力することにより、双方向で、波長分割多重光からそれに含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群へ分波して出力する波長群分波器として機能することができる。
また、請求項８に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものであることから、そのアレイ導波路格子の波長周回特性を利用して前記第１分アレイ導波路格子の入力に同時接続することができる入力ファイバの本数、或いは第２アレイ導波路格子の出力ポートから出力することができる波長群の個数を、周回性がない場合よりも増加させることが可能である。
また、請求項９に係る発明の波長群光分波器によれば、(a)前記波長分割多重光が一部に入力される複数の入力ポートと、波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、(b)前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に入力された前記波長分割多重光が合分波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、(c)前記入力ポートの一部に入力された１又は２以上の互いに異なる複数の波長分割多重光を、該波長分割多重光に含まれる複数の波長群に分波し、該波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群をそれぞれ異なる出力ポートから出力させる。このように、別々の第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の二個を用いるのではなく、１個のアレイ導波路格子の出力の一部を入力側に折返す構成を用いることにより、１個のアレイ導波路格子を２回経由させることにより、所望の波長群光分波機能を実現するものであるので、単一のアレイ導波路格子を用いて波長群光分波器を簡単に構成することができる。実際の製造過程において、モノリシックに2 つのアレイ導波路格子を形成してそれを導波路で接続する場合でも、2 つのアレイ導波路格子間で各チャネルの中心波長を始めとして互いの分波特性を揃えることが比較的困難であったが、このように単一のアレイ導波路格子で構成される場合は2 つの特性のばらつきに影響されることがなく、容易に製造することができる。
また、請求項１０に係る発明の波長群光分波器によれば、前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものであるので、分波した波長群を波長軸上で連続している波長チャネルから構成することができる。
また、請求項１１に係る発明の波長群光分波器によれば、前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものであるので、分波した波長群を波長軸上で、不連続な波長チャネルから構成することができる。
また、請求項１２に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第１アレイ導波路格子、第２アレイ導波路格子、その第１アレイ導波路格子の出力ポートと第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路は、共通の基板上に一体に設けられたことから、モノリシック構造とされるので、光ファイバを用いて第１アレイ導波路格子の出力ポートと第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する場合に比較して、波長群光分波器が大幅に小型化される。たとえば、石英若しくはシリコン製の共通の基板上においてたとえば石英径の材料でクラッドおよびコアを堆積して所定パターンの導波路を形成する石英系プレーナ回路(PLC) を用いることにより、容易に構成できる。
また、請求項１３に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、(a) 相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、(b) 前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、(c) 前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路とを、それぞれ含むことから、上記石英系プレーナ回路(PLC)を用いることにより、容易に構成できる。
また、請求項１４に係る発明の波長群光分波器によれば、前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチが挿入され、その第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光信号が該光スイッチにおいて分岐され、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号がその光スイッチから挿入されるので、波長分割多重光が第１アレイ導波路格子に入力されたときのその出力ポートから出力される波長群の分岐或いは特定の波長単位の分岐や、分岐された光信号と同じ波長或いは異なる波長の光信号の挿入を波長群単位或いは波長単位で同時に行うことが可能となる。
また、請求項１５に係る発明の波長群光合波器によれば、複数の波長群が、波長チャネルに対応した分解能で合分波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を有と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力側のポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光が、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力されるので、波長群光合波器を極めて簡単に構成することができる。
また、請求項１６に係る発明の波長群光合波器によれば、前記複数の波長群が、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力側のポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力側のポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光が、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力されるので、波長群光合波器を極めて簡単に構成することができる。
また、請求項１７に係る発明の波長群光合波器によれば、複数の入力ポートにそれぞれ入力された波長群に属する波長チャネルを合波し、予め設定された互いに異なる複数の波長群を含む複数の波長分割多重光が互いに異なる複数の出力ポートからそれぞれ出力させられるので、複数の入力ポートにそれぞれ入力された複数の波長群から予め設定された波長群に合波してその複数の波長群を含む波長分割多重光を複数の出力ポートからそれぞれ出力する波長群光分波器が、極めて簡単に得られる。すなわち、複数の波長合波合波器を構成要素とする波長群クロスコネクト装置（波長群切換スイッチ装置）において、必要となる波長群光合波器の個数を著しく低減することが可能となり、実装面積或いは実装体積の低減とあいまって、高い経済効果が得られる。
また、請求項１８に係る発明の波長群光合波器によれば、(a)複数の波長群が入力される第１アレイ導波路格子と、(b)前記波長分割多重光を出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、(c)その第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを含むことから、第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子を光接続路で接続することにより、単一または複数の入力ポートにそれぞれ入力された複数の波長群から予め設定された互いに異なる複数の波長群に合波してその複数の波長群をそれぞれ含む複数の波長分割多重光を出力ポートからそれぞれ出力する波長群光合波器が、極めて簡単に得られる。
また、請求項１９に係る発明の波長群光合波器によれば、上記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものであるので、第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子と共に光接続路も一平面上に設けることができ、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板上において、第１アレイ導波路格子、第２アレイ導波路格子、および光接続路を容易に構成することができる。
また、請求項２０に係る発明の波長群光合波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものであるので、波長群光合波分波器の構造が簡単となる。特に、波長チャネルに関して周回性を持つ場合、複数の入出力ファイバで共用して使用する波長群合波器構成で、入力ポートおよび出力ポートの使用効率を高めることができる。
また、請求項２１に係る発明の波長群光合波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものであることから、そのアレイ導波路格子の波長周回特性を利用して、合波された波長群に含まれる波長チャネルを変更することができる。
また、請求項２２に係る発明の波長群光合波器によれば、(a)前記複数の波長チャネルの一部の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が波長群毎に一部に入力される複数の入力ポートと、前記波長分割多重光が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、(b)前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に入力された前記複数の波長群に含まれる波長チャネルが合波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、(c)前記入力ポートの一部に入力された１又は２以上の互いに異なる複数の波長群を、互いに異なる複数の波長群を有する波長分割多重光に合波し、該複数の波長分割多重光を出力させる。このように、別々の第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の二個を用いるのではなく、１個のアレイ導波路格子の出力の一部を入力側に折返す構成を用いることにより、１個のアレイ導波路格子を２回経由させることにより、所望の波長群光合波機能を実現するものであるので、単一のアレイ導波路格子を用いて波長群光合波器を簡単に構成することができる。実際の製造過程において、モノリシックに2 つのアレイ導波路格子を形成してそれを導波路で接続する場合でも、2 つのアレイ導波路格子間で各チャネルの中心波長を始めとして互いの分波特性を揃えることが比較的困難であったが、このように単一のアレイ導波路格子で構成される場合は2 つの特性のばらつきに影響されることがなく、容易に製造することができる。
また、請求項２３に係る発明の波長群光合波器によれば、前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものであるので、分波した波長群を波長軸上で連続している波長チャネルから構成することができる。
また、請求項２４に係る発明の波長群光合波器によれば、前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものであるので、分波した波長群を波長軸上で、不連続な波長チャネルから構成することができる。
また、請求項２５に係る発明の波長群光合波器によれば、前記第１アレイ導波路格子、第２アレイ導波路格子、その第１アレイ導波路格子の出力ポートと第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路は、共通の基板上に一体に設けられたことから、モノリシック構造とされるので、光ファイバを用いて第１アレイ導波路格子の出力ポートと第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する場合に比較して、波長群光合波器が大幅に小型化される。たとえば、石英若しくはシリコン製の共通の基板上においてたとえば石英径の材料でクラッドおよびコアを堆積して所定パターンの導波路を形成する石英系プレーナ回路(PLC) を用いることにより、容易に構成できる。
また、請求項２６に係る発明の波長群光合波器によれば、前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、(a)相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、(b)前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、(c)前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路とを、それぞれ含むことから、上記石英系プレーナ回路(PLC)を用いることにより、容易に構成できる。
また、請求項２７に係る発明の波長群光合波器によれば、前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチが挿入され、その第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光信号が該光スイッチにおいて分岐され、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号がその光スイッチから挿入されるので、波長分割多重光が第１アレイ導波路格子に入力されたときのその出力ポートから出力される波長群の分岐或いは特定の波長単位の分岐や、分岐された光信号と同じ波長或いは異なる波長の光信号の挿入を波長群単位或いは波長単位で同時に行うことが可能となる。
また、請求項２８に係る発明の波長群光選択スイッチによれば、請求項１乃至１４のいずれかの波長群光分波器と、その波長群光分波器から出力される１乃至複数の波長群のおのおのに対して前記波長群光分波器の入力ポートまたは出力ポートのいずれかへ入力させる光スイッチとを、含み、該１乃至複数の波長群の任意の組み合わせを１乃至複数の出力ポートから出力させるようにしたので、面状に配列された三次元に駆動可能な多数個のマイクロミラーによってマイクロミラー毎に入力される波長群をミラーで反射させて波長群光分波器の入力ポートまたは出力ポートのいずれかへ入力させる場合に比較して、少なくともミラーでの反射ポート選択において機械的な可動部分がなく、複雑な調整が不要となって安定した波長群選択スイッチ作動が得られるとともに、構造が単純で極めて小さな形状とすることができ、安価となる。このことは、伝送される光信号の増大に対処するために、光通信ネットワークの各ノード（結節点）において多波長単位（波長群）でルーティングする場合に必要となる波長群クロスコネクト装置（波長群切換スイッチ装置）或いは波長群分岐挿入装置（波長群アド・ドロップマルチプレクサ）において、小型且つ安価となるので、高い経済効果が得られる。
また、請求項２９に係る発明の波長群光選択スイッチによれば、前記波長群光分波器において複数の波長分割多重光をそれぞれ入力させるために用いられる複数の入力ポートのうちの１部を波長群光選択入力ポートとし、他の１部を、その１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群から選択した任意の組み合わせの波長群を出力する選択波長群出力ポートとして用いることから、波長群光分波器と同様に、簡単且つ小型に構成され、安価となる。
また、請求項３０に係る発明の波長群光選択スイッチによれば、前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものであることから、波長群光分波器と同様に、簡単且つ小型に構成され、安価となる。
また、請求項３１に係る発明の波長群光選択スイッチによれば、前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる同じ波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものであることから、波長群光分波器と同様に、簡単且つ小型に構成され、安価となる。
また、請求項３２に係る発明の波長群光選択スイッチは、前記光スイッチは、前記波長群光分波器を構成する前記第１アレイ導波路格子、前記第２アレイ導波路格子、および前記光接続路が設けられている前記共通の基板上に一体に設けられていることから、一層小型化が可能となるとともに、機械的な可動部分が全くないので、一層高い信頼性が得られる。
また、請求項３３に係る発明の波長群光選択スイッチは、前記光スイッチは、一方に光が入力される一対のアーム導波路と、その一対のアーム導波路の間に局部的に形成された方向性結合器と、該一対のアーム導波路の光路差を変化させる光路差変更器とを備え、該光路差変更器により光路差が変化させられたことに関連して、前記一対のアーム導波路の一方に入力された光が該一対のアーム導波路の他方から選択的に出力する基本光スイッチを、含むものであることから、機械的な可動部分のない小型で安定な光スイッチが得られる。
本発明の一実施例の波長群光合波分波器の構成を説明するための概念図である。 図１の波長群光合波分波器の入力ポートに入力される波長分割多重光ＷＤＭ、出力ポートから出力される４種類の波長群ＷＢをそれぞれ説明する図である。 図１の波長群光合波分波器を共通の基板上に構成した場合の構成を説明する図である。 図３の実施例の２つのアレイ導波路格子のうちの第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の構成を詳しく示すための斜視図である。 図４の第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１が備えるの波長周回性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例２において、波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を備えた波長群光合波分波器の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例３において、波長群光合波分波器の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例４において、波長群光合波分波器の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例５において、波長周回性を有しない第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を備えた波長群光合波分波器の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例６の双方向波長群光分波器において、一方向における波長群光分波機能の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例６の双方向波長群光分波器において、図１０とは反対方向における波長群光分波機能の入出力特性を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例７において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 図１２の実施例のアレイ導波路格子ＡＷＧ３において、全ての入力側導波路と出力側導波路６とがフルメッシュ接続されていることにより、所定の入力側導波路の位置Ａと所定の出力側導波路位置Ｂとの間を結びつける波長λA+B-1 を示す図表である。 本発明の他の実施例である実施例８において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例９において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例１０において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例１１において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例１２において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 本発明の他の実施例である実施例１３において、波長群光合波分波器の構成を説明する図である。 図１９の実施例１３において、光サーキュレータと第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１との接続を説明する図である。 図１９の実施例１３において、光サーキュレータと第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２との接続を説明する図である。 従来の波長群光合波分波器の構成を説明するための概念図である。 本発明の他の実施例である波長群選択スイッチの構成を説明する概念図である。 図２３の波長群選択スイッチに用いられている光スイッチの構成を説明する図である。 図２４の光スイッチを構成する基本光スイッチの構成を説明する図である。 図２５の基本光スイッチの構成を説明する断面図である。 本発明の他の実施例である波長群選択スイッチの構成および作動を説明する概念図である。 本発明の他の実施例である波長群選択スイッチの構成および作動を説明する概念図である。 本発明の他の実施例である波長群選択スイッチの構成および作動を説明する概念図である。 本発明の他の実施例である波長群選択スイッチの構成および作動を説明する概念図である。 本発明の他の実施例の波長群光合波分波器に設けられる光スイッチを説明する図である。 図３１の光スイッチを備えた波長群光合波分波器の一例の構成を説明する図である。
以下、本発明の一実施例の波長群光合波分波器１０を、図面を参照しつつ説明する。この波長群光合波分波器１０は、入力された波長分割多重光ＷＤＭからそれに含まれる複数の波長群ＷＢのうち予め定めされた所望の１または複数の波長群を分波して所定の出力ポートから出力する波長群光分波機能を備えるとともに、その波長群光分波機能を発生するときの光に伝播方向とは逆の伝播方向に光を伝播させることにより、入力された複数の波長群ＷＢから予め定められた複数の波長群を合波して所望の波長分割多重光ＷＤＭを出力する波長群光合波機能をも備えている。このため、波長群光合波分波器１０は、同じ構成であるにも拘わらず、その使用態様に応じて波長群光分波器或いは波長群光合波器とも称され得る。なお、各図は概念図であるから、以下の実施例を説明する各図において、細部の機械的構造や各部の寸法比等は必ずしも正確に描かれていないし、各導波路を示す線の交差部分は立体的な交差を示す。
図１は、波長群光合波分波器１０の構成を説明する概念図である。波長群光合波分波器１０は、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と、それらを接続する光接続路１２とを備え、複数本の入力ファイバＦIN1乃至ＦINjから入力された波長分割多重光ＷＤＭ1乃至ＷＤＭjを第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を用いて２回通過させることにより、波長分割多重光ＷＤＭ1乃至ＷＤＭjにそれぞれ含まれる、複数の波長チャネルλ1乃至λkのうちの一部をそれぞれ含む複数の波長群ＷＢ1乃至ＷＢmが合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力ファイバＦOUT1乃至ＦOUTnからそれぞれ出力する。上記の添え字ｊ、ｋ、ｍ、ｎは整数である。
上記波長分割多重光ＷＤＭは、たとえば図２の(a)に示すように、たとえば波長軸上において１００ＧＨｚの間隔に配置された多数の波長チャネルλ1乃至λk毎の光信号を含み、それら波長チャネルλ1乃至λkのうちの一定数たとえば８つの波長チャネル毎に１つの波長群ＷＢが形成されている。図２の(b)乃至(e)は、上記出力される波長群の例を示している。
図３は上記波長群光合波分波器１０の構成例を説明するものである。波長群光合波分波器１０は、たとえば石英製若しくはシリコン製の共通の基板１４と、その基板１４上に形成された入力ポート１６、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２、それらを接続する光接続路１２、および出力ポート１８とを備え、入力ポート１６は前記入力ファイバＦIN1乃至ＦINjにそれぞれ接続され、出力ポート１８は前記出力ファイバＦOUT1乃至ＦOUTnにそれぞれ接続されている。上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２、およびそれらを接続する光接続路１２は、基板１４の上においてたとえば石英系の材料でクラッドおよびコアを堆積して所定パターンの導波路を形成する所謂石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）によりモノリシック構造で構成される。上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２は互いに同様に構成されており、図４は、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を代表させてその構成を詳しく説明する斜視図である。
図４において、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１は、相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路２０と、入力ポート１６をそれぞれ有する複数本の入力側導波路２２と、その入力側導波路２２とアレイ導波路２０との間に設けられ、入力ポート１６に入力された波長分割多重光ＷＤＭを拡散により分配して複数本のアレイ導波路２０の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路２４と、前記光接続路１２にそれぞれ接続された複数本の出力側導波路２６と、その出力側導波路２６とアレイ導波路２０との間に設けられ、複数本のアレイ導波路２０の出力側端部から出力された波長分割多重光ＷＤＭに含まれる複数の波長チャネル（たとえば１００ＧＨｚずつ相違する中心波長位置が相違する互いに異なる波長の複数の光信号）を複数本のアレイ導波路２０の相互の光路長差に基づく回折により波長毎に個別に分光するとともに出力側導波路２６の端部に集光させることにより予め設定された出力側導波路２６へそれぞれ分波し、別々の分波により１つの出力側導波路２６の端部に集光された光を合波して出力させる出力レンズ導波路２８とを備えている。この第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１では、使用される波長チャネルλ1乃至λkを充分な信号強度で個別に分光できる充分な分解能を備えるように、アレイ導波路２０および出力レンズ導波路２８等が設計されている。なお、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１内において伝播する光が受ける作用は可逆的であり、反対向きに伝播する光は上記順方向に伝播する光が受けるものと反対の作用を受ける。
第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２も同様に、相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路３０と、光接続路１２にそれぞれ接続された複数本の入力側導波路３２と、その入力側導波路３２とアレイ導波路３０との間に設けられた入力レンズ導波路３４と、前記出力ポート１８にそれぞれ接続された複数本の出力側導波路３６と、その出力側導波路３６とアレイ導波路３０との間に設けられた出力レンズ導波路３８とを備え、波長チャネルλ1乃至λk に対応した充分な分解能を有している。この第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２では、図１の記号にも示すように、上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１とは逆向きの光の進行方向となるように設定されている。なお、出力側導波路２６と光接続路１２との接続点が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポート４０であり、光接続路１２と入力側導波路３２との接続点が第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポート４２である。また、前記入力レンズ導波路２４、出力レンズ導波路２８、入力レンズ導波路３４、出力レンズ導波路３８は、スラブ導波路とも称されるものであり、比較的厚い膜厚の透明材料によりレンズ機能を生じるように構成されている。
上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とを接続する複数本の光接続路１２は、図３においては、互いに並行していて相互に交差しておらず、基板１４上において１平面内に設けられている。上記光接続路１２は、所謂石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）の形成工程において、アレイ導波路２０および３０、入力側導波路２２および３２、出力側導波路２６および３６等と同時に基板１４上に形成される。
上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２は、波長分割多重光が少なくとも波長チャネル毎の合波分波に必要な波長の分解能で分波および合波を可能とする性能を有するとともに、１個の入力ポートに対して入力される波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルが波長毎に分離される波長分離機能と、複数の入力ポートに対して入力位置が１つずれることにより出力ポートにおいて同じ波長が現れる位置が順次１つずつずれて出力する特性（機能）と、入力側の１つのポートに接続されたファイバーに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力側ではポート毎に重なることなく出力される特性とを有する。さらに、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれるようにすることも可能であり、これを波長周回性という。このような入力と出力との関係が可逆的に成立するので、光の伝播方向を逆にすれば波長群光合波器として機能できる。また、上記第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が波長周回性を有する場合には、使用する波長帯域と等しいか、それ以上のＦＳＲ（Free Spectrum Range)を有し、すなわち、入力側の１つのポートに接続されたファイバーに多重されている複数の波長チャネルの信号に対しては、出力側ではポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波頭チャネルが同一の出力ポートから同時に出力されることがない特性を有する。
図５はそれらの波長分離性を波長周回性のない場合については(a)に、波長周回性のある場合については(b)にそれぞれ説明する図である。図５では、たとえば第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を用いて説明すると、入力ポート１６および出力ポート４０を各５個とし、各入力ポート１６に波長チャネルλ1乃至λnをそれぞれ有する波長分割多重光ＷＤＭA乃至ＷＤＭEを並列的に入力させると、図に示すように波長チャネルがそれぞれ分配される。波長周回性のない場合(a)では、各出力ポート４０に現れる波長チャネルは出力ポート４０の位置が１つずれると、波長チャネルが単純に１つずつずれるのに対し、波長周回性のある場合(b)では、波長チャネルが単に１つずれるだけでなく、λ1〜λ5が周期的に現れる。
上記各出力ポート４０に現れる波長チャネルは、規則性があるため、波長周回性のない場合は（１）式により、波長周回性がある場合は（２）式により一般化され得る。すなわち、番号＃Ａ（Ａ＝１〜Ｎ）を有する複数の入力ポート１６に対して、同じ波長チャネルλ1乃至λnをそれぞれ有する波長分割多重光ＷＤＭ#1乃至ＷＤＭ#Nを並列的に入力して、番号＃Ｂ（Ｂ＝１〜Ｎ）を有する複数の出力ポート４０から出力させるとき、番号＃Ｂの出力ポート４０から出力される波長チャネルの波長は、波長周回性のないときは式（１）で示す波長となり、波長周回性があるときは式（２）に示す波長となる。ここで、αｍｏｄβとは、αをβで割った余りを示す。
Ａ＋Ｂ−１ ・・・（１）
（Ａ＋Ｂ−２）modN ＋１ ・・・（２）
たとえばＮ＝５である図５においては、４番の出力ポート４０からは、４番の入力ポート１６から入力された波長分割多重光ＷＤＭDに含まれる波長チャネルのうちの如何なるものが出力されるかというと、波長周回性のないとき場合は、Ａ＝４およびＢ＝４を（１）式に代入することにより、波長チャネルλ7 Dが出力される。しかし、波長周回性がある場合は、Ａ＝４およびＢ＝４を（２）式に代入することにより、波長チャネルλ２ Dが出力される。
以上のように構成された波長群光合波分波器１０によれば、たとえば図２の(a)に示す波長分割多重光ＷＤＭが複数の入力ポート１６から入力されると、波長分割多重光ＷＤＭに含まれる多数の波長テャネルから予め定められた波長テャネルを含む図２の(b)乃至(e)のいずれかに示す波長群ＷＢが分離されて所定の出力ポート１８から出力され、波長群光合波分波器１０の後段に位置する光スイッチによりその波長群単位で切り換えられて所望の方向へ伝送される。このため、たとえば図２２に示す波長群クロスコネクトスイッチでは、前述の非特許文献１、２、３、４に示すような多層干渉膜フィルタ式合波分波器、音響光学効果フィルタ式合波分波器等から成るＮ個の波長群光合波分波器ＧＢから成る破線で囲まれた部分が、１個乃至Ｎ個より少ない複数個の波長群光合波分波器１０から構成され得るようになるので、光の伝播方向を一方向とした場合は波長群光合波分波器の個数をＮ＋Ｎ個から最も少ない場合には２個へ、また、例えば後述の実施例６に示すように双方向に構成された場合には最も少ない場合には１個へ大幅に低減できるようになる。
本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、波長分割多重光ＷＤＭが、波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力ポート１６が１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子ＡＷＧ１およびＡＷＧ２を合計２回通過させられることにより、その波長分割多重光ＷＤＭに含まれる複数の波長チャネルの一部をそれぞれ含む複数の波長群ＷＢが複数の出力ポート１８からそれぞれ出力されるので、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群ＷＢが合波された波長分割多重光ＷＤＭから予め設定された複数の波長群ＷＢに分離してその複数の波長群ＷＢを複数の出力ポート１８からそれぞれ出力する波長群光合波分波器１０が、極めて簡単に得られる。
また、本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、１または２以上の互いに異なる複数の波長分割多重光ＷＤＭが複数の入力ポート１６のいずれかにそれぞれ入力され、その複数の入力ポート１６にそれぞれ入力された波長分割多重光ＷＤＭにそれぞれ含まれる波長群ＷＢに属する波長チャネルが分光され、その分光された波長チャネルが予め設定された波長群ＷＢに合波され、合波された波長群ＷＢがその波長群ＷＢ毎に異なる出力ポート１８から出力させられるので、複数の入力ポート１６にそれぞれ入力された複数の波長分割多重光ＷＤＭから予め設定された複数の波長群ＷＢに分離してその複数の波長群ＷＢを複数の出力ポート１８からそれぞれ出力する波長群光合波分波器１０が、極めて簡単に得られる。
また、本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と、(c)その第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポート２６と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポート４２とを相互に接続する光接続路１２とを含むことから、２つの第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を光接続路１２で接続することにより、単一または複数の入力ポート１６にそれぞれ入力された複数の波長分割多重光ＷＤＭから予め設定された複数の波長群ＷＢに分離してその複数の波長群ＷＢを複数の出力ポート１８からそれぞれ出力する波長群光合波分波器１０が、極めて簡単に得られる。
また、本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、上記光接続路１２は、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に一定の関係を成立させるために、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものであるので、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と共に光接続路１２も一平面上に設けることができ、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板１４上において、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２、および光接続路１２を容易に１チップのモノリシック構造として構成することができる。
また、本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２は、相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路２０，３０と、入力された光を分配して複数本のアレイ導波路２０，３０の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路２４，３４と、アレイ導波路２０，３０の出力側端部から出力された光に含まれる複数の波長チャネルをアレイ導波路２０，３０の光路長差に基づいて分離し、出力ポート４０、１８のうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路２８，３８とを、それぞれ含むことから、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板１４上においてたとえば石英系の材料でクラットおよびコアを堆積して所定パターンの導波路を形成した石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）により、容易に１チップのモノリシック構造として構成できる。
以上、波長群光合波分波器１０の波長群光分波器としての機能を説明したが、光は可逆的に伝播する性質があるから、上述の説明と反対の方向に光を伝播させることにより、そのままの構成で波長群光合波分波器１０を波長群光合波器として機能させることができる。この場合、図３の波長群光合波分波器１０において、出力ポート１８が入力ポートとして、入力ポート１６が出力ポートとして機能し、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が第１アレイ導波路格子として、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１が第２アレイ導波路格子として機能する。この波長群光合波器として用いられる場合は、前述の出力信号である複数の波長群ＷＢが入力ポート（出力ポート１８）から入力されると、予め定められた組み合わせで合波された波長分割多重光ＷＤＭが出力ポート（入力ポート１６）から出力される。このような波長群光合波器として用いられる場合も上述と同様の効果が得られる。
次に、上記波長群光合波分波器１０の他の構成例や具体例を説明する。なお、以下の説明において、実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
図６は、４本の入力ファイバＦINを介して伝送された、１６個の波長チャネルλ1〜λ16をそれぞれ含む４つの波長分割多重光ＷＤＭA乃至ＷＤＭDが、その波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、波長チャネル数よりも４だけ多い２０個の入力ポートｒ1〜ｒ20および出力ポートｓ1〜ｓ20を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成された波長群光合波分波器１０に入力された場合の分波機能を説明するものである。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ1〜ｒ4 、ｒ6〜ｒ9、ｒ11〜ｒ14、ｒ16〜ｒ19とそれぞれ一平面内において接続しており、互いに交差することがない。第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ5、ｒ10、ｒ15、ｒ20と出力ポートｓ2、ｓ7、ｓ12、ｓ17とが使用されない。
本実施例において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A 〜λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B 〜λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C 〜λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ16 D）が入力ポートｐ1、ｐ5、ｐ9、ｐ13にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通されることにより、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ18〜ｓ1、ｓ3〜ｓ6、ｓ8〜ｓ11、ｓ13〜ｓ16からは、たとえば図２の(b) および(c) に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接して連続する予め設定された４つの連続した波長チャネルをそれぞれ含む４群の波長群ＷＢすなわちＷＢ４（Ａ）〜ＷＢ１（Ａ）、ＷＢ４（Ｂ）〜ＷＢ１（Ｂ）、ＷＢ４（Ｃ）〜ＷＢ１（Ｃ）、ＷＢ４（Ｄ）〜ＷＢ１（Ｄ）が、それぞれ１つずつ出力される。ここで、たとえばＷＢ１（Ａ）〜ＷＢ４（Ａ）は、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭAに含まれる波長の一部（本実施例では４波長ずつ）をそれぞれ含む波長群であり、ＷＢ１（Ａ）は波長チャネルλ1 A〜λ4 Aを示し、ＷＢ２（Ａ）は波長チャネルλ5 A〜λ8 Aを示し、ＷＢ３（Ａ）は波長チャネルλ9 A〜λ12を示し 、ＷＢ４（Ａ）は波長チャネルλ13 A〜λ16 Aを示している。
本実施例の光接続路１２における出力ポートｑ1〜ｑ16と入力ポートｒ1〜ｒ4、ｒ6〜ｒ9、ｒ11〜ｒ14、ｒ16〜ｒ19との間の接続関係は、一般式（３）により表される。また、入力ファイバＦINの接続位置は、一般式（４）により表される。式（３）において、ｉは入力ポートの位置を示す整数、Ｄは１波長群内の波長チャネル数を示す整数、［］はその括弧内の数値を超えない最大の整数（シーリング）、１≦ｒi≦ｍ＋Ｂ、ｋ＝０又は１である。また、式（４）において、Ｂは波長群（バンド）の数、１≦ｒi≦Ａ、ｊ＝１、２・・、ｋ＝１、２・・、である。また、式（４）において、Ｂは波長群（バンド）の数、１≦ｐi≦ｍ、ｔ＝０、１、２・・Ｂ−１である。
ｒi＝ｑo＋ｊ×［（ｑo−１）／Ｄ］＋ｋ ・・・（３）
（但し、ｋ＋ｊ（Ｂ−１）＋ｍ≦Ａ）
ｐi＝ｌ・ｔ×Ｄ ・・・（４）
本実施例２において、ｍ個の入力ポートｐおよびｍ個の出力ポートｑを有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、ｍ＋Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋Ｂ個の出力ポートｓを有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とが用いられていたが、光接続路１２を構成する複数本の導波路が交差しないものという前提において、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が、ｍ＋２Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋２Ｂ個の出力ポートｓを有するもの、或いはｍ＋３Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋３Ｂ個の出力ポートｓを有するものであってもよい。さらに、一般にｍ＋（正の整数）×Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋（正の整数）×Ｂ個の出力ポートｓを有するものであってもよい。その他、光接続路１２を構成する複数本の導波路が交差するものであれば、さらに多くの接続関係が成立する。
本実施例２の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、波長軸上で隣接して連続する波長チャネルを含む波長群がそれぞれ出力ポート１８から出力される利点がある。
ここで、本実施例２の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図６において、上記波長軸上で１００ＧＨｚ毎に連続する４つの連続した波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ18〜ｓ1、ｓ3〜ｓ6、ｓ8〜ｓ11、ｓ13〜ｓ16からそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B〜λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ16 D）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ1の入力ポートｐ1、ｐ5、ｐ9、ｐ13からそれぞれ出力される。
図７は、４本の入力ファイバＦINを介して伝送された、１６個の波長チャネルλ1〜λ16をそれぞれ含む４つの波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭDが、その波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数と同じ１６個の入力ポートｒ1〜ｒ16および出力ポートｓ1〜ｓ16を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成された波長群光合波分波器１０に入力された場合の分波機能を説明するものである。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば光ファイバ或いはクロスオーバを有する三次元光導波路、或いは同一平面上で交差はするが導波路間のクロストークが所定の値以下となる様に作成された導波路を用いて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ4、ｑ5〜ｑ8、ｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ4〜ｒ1、ｒ8〜ｒ5、ｒ12〜ｒ9、ｒ16〜ｒ13とそれぞれ交差して接続しており、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートおよび出力ポートにおいて使用されないものは存在しない。
本実施例３において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B〜λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ16 D）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通されることにより、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ3、ｓ5、ｓ15）、（ｓ6、ｓ8、ｓ10、ｓ12）、（ｓ7、ｓ9、ｓ11、ｓ13）からは、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の予め設定された４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群がそれぞれ１つずつ出力される。
ここで、本実施例３の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図７において、上記波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ3、ｓ5、ｓ15）、（ｓ6、ｓ8、ｓ10、ｓ12）、（ｓ7、ｓ9、ｓ11、ｓ13）からそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B乃至λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C乃至λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D乃至λ16 D）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ1 の入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10からそれぞれ出力される。
図８は、４本の入力ファイバＦINを介して伝送された、１６個の波長チャネルλ1〜λ16をそれぞれ含む４つの波長分割多重光ＷＤＭA乃至ＷＤＭDが、その波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数と同じ１６個の入力ポートｒ1乃至ｒ16および出力ポートｓ1乃至ｓ16を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成された波長群光合波分波器１０に入力された場合の分波機能を説明するものである。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば光ファイバ或いはクロスオーバを有する三次元光導波路、或いは同一平面上で交差はするが導波路間のクロストークが所定の値以下となる様に作成された導波路を用いて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ4、ｑ5〜ｑ8、ｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ4〜ｒ1、ｒ8〜ｒ5、ｒ12〜ｒ9、ｒ16〜ｒ13とそれぞれ交差して接続しており、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートおよび出力ポートには使用されないものが存在しない。
本実施例において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B〜λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ16 D）が入力ポートｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通されることにより、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ6、ｓ8）、（ｓ3、ｓ5、ｓ7、ｓ9）、（ｓ1、ｓ11、ｓ13、ｓ15）、（ｓ10、ｓ12、ｓ14、ｓ16）からは、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の予め設定された４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群がそれぞれ１つずつ出力される。
上記実施例３および４の光接続路１２における出力ポートｑ1乃至ｑ16と入力ポートｒ1乃至ｒ16との接続関係は、一般式（５）により表される。また、入力ファイバＦINの接続位置は、一般式（６）により表される。式（５）において、ｉは入力ポートの位置を示す整数、Ｄは１波長群内の波長チャネル数を示す整数、［］はその括弧内の数値を超えない最大の整数（シーリング）、１≦ｒi≦ｍ、ｋ＝０、１、２・・、ｍ−１、のｍ通りの接続が可能である。また、式（６）において、Ｂは波長群（バンド）の数、１≦ｐi≦ｍ、ｔ＝０、１、２・・、である。
ｒi ＝〈Ｂ×｛２×［（ｑo −１）／Ｂ］＋１｝−ｑo ＋ｋ〉mod m ＋１ ・・・（５）
ｐi＝〈２ｔＢ＋α〉mod m ＋１
〈２ｔＢ＋α＋Ｚ〉mod m ＋１ ・・・（６）
但し、Ｚ＝１、３、５、・・・２Ｂ−１
α＝１、２、３、・・・２Ｂ−１
ここで、本実施例において、光接続路１２を構成する複数本の導波路が交差するという条件下で、ｍ個の入力ポートｐおよびｍ個の出力ポートｑを有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、ｍ個の入力ポートｒおよびｍ個の出力ポートｓを有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とが用いられていたが、交差するというという条件下では、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が、ｍ＋Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋Ｂ個の出力ポートｓを有するもの、或いはｍ＋２Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋２Ｂ個の出力ポートｓを有するものであってもよい。さらに、一般にｍ＋（正の整数）×Ｂ個の入力ポートｒおよびｍ＋（正の整数）×Ｂ個の出力ポートｓを有するものであってもよい。
ここで、本実施例４の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図８において、上記波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ6、ｓ8）、（ｓ3、ｓ5、ｓ7、ｓ9）、（ｓ1、ｓ11、ｓ13、ｓ15）、（ｓ10、ｓ12、ｓ14、ｓ16）からそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B乃至λ16 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C乃至λ16 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D乃至λ16 D）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ1 の入力ポートｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14からそれぞれ出力される
実施例３および４の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２は、波長分割多重光ＷＤＭに含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものであるので、波長群光合波分波器の規模が小さくなるとともに構造が一層簡単となる。
また、実施例３および４の波長群光合波分波器１０によれば、出力ポート１８からそれぞれ出力される波長群ＷＢは、図２の(d)或いは(e)に示すように、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものであるので、波長軸上で不連続な波長チャネルを含む波長群が得られる。
図９は、２本の入力ファイバＦINを介して伝送された、１６個の波長チャネルλ1〜λ16をそれぞれ含む２つの波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭBが、その波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有しない第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数と同じ１６個の入力ポートｒ1〜ｒ16および出力ポートｓ1〜ｓ16を備えた波長周回性を有しない第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成された波長群光合波分波器１０に入力された場合の分波機能を説明するものである。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば光ファイバ或いはクロスオーバを有する三次元光導波路、或いは同一平面上で交差はするが導波路間のクロストークが書英の値以下となる様に構成された光導波路を用いて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ8を第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ5に接続するとともに、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ12〜ｒ9、ｒ16〜ｒ13とそれぞれ交差して接続するとともに、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ8を第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２ｎｏ入力ポートｒ5に接続している。第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ7、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ1〜ｒ4、ｒ6〜ｒ8および出力ポートｓ6〜ｓ13は使用されない。
本実施例において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B 〜λ16 B）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1、ｐ2にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通されることにより、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ3、ｓ5、ｓ15）からは、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の予め設定された２つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群がそれぞれ１つずつ出力される。
ここで、本実施例５の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図９において、上記波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の波長チャネルをそれぞれ含む２つの波長群ＷＢが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ4、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ3、ｓ5、ｓ15）からそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B 乃至λ16 B）の中で実際に波長群として使用されている２つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群から構成される波長分割多重光が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ1の入力ポートｐ1、ｐ2からそれぞれ出力される。
図１０および図１１は、４本の光ファイバＦINを介して伝送された、１２個の波長チャネルλ1〜λ3、λ5〜λ7、λ9〜λ11、λ13〜λ15をそれぞれ含む４つの波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭDが、１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、１６個の入力ポートｒ1乃至ｒ16および出力ポートｓ1乃至ｓ16を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成された波長群光合波分波器１０の第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に入力された場合の波長群分波機能と、４本の光ファイバＦINを介して伝送された、１２個の波長チャネルλ1〜λ3、λ5〜λ7、λ9〜λ11、λ13〜λ15をそれぞれ含む４つの波長分割多重光ＷＤＭE〜ＷＤＭHが、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に入力されて上記と逆方向に光を伝播させたときの波長群分波機能とを、同時に双方向で実行する例を説明するものである。波長群光合波分波器１０は、双方向で波長群分波機能を有するものであるが、理解を容易とするために、図１０では、４つの波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭDが第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートに入力された場合の一方向における波長群分波器として作動する部分を説明し、図１１ではそれとは反対方向に４つの波長分割多重光ＷＤＭE〜ＷＤＭHが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートに入力された場合の波長群分波器として作動する部分を説明している。
本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば光ファイバ或いはクロスオーバを有する三次元光導波路、或いは同一平面上で交差はするが導波路間のクロストークが所定の値以下となるように作成された光導波路を用いて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ4、ｑ5〜ｑ8、ｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ4〜ｒ1、ｒ8〜ｒ5、ｒ12〜ｒ9、ｒ16〜ｒ13とそれぞれ交差して接続している。但し、本実施例では、図７の実施例に比較して、波長チャネルλ4、λ8、λ12、λ16は敢えて用いられておらず、４つの波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭDに含まれていないので、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12には波長群分波出力が出ないようにされる一方で、出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12には、他の入力信号である１６個の波長チャネルλ1〜λ16において波長チャネルλ4、λ8、λ12、λ16を除く１２個の波長チャネルを各々含む４つの波長分割多重光ＷＤＭE〜ＷＤＭHが入力されるようになっている。
本実施例において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 Aにおいて波長チャネルλ4 A、λ8 A、λ12 A、λ16 Aを除く１２個の波長チャネル）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B〜λ16 Bにおいて波長チャネルλ4 B、λ8 B、λ12 B、λ16 Bを除く１２個の波長チャネル）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 Cにおいて波長チャネルλ4 C、λ8 C、λ12 C、λ16 Cを除く１２個の波長チャネル）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ16 Dにおいて波長チャネルλ4 D、λ8 D、λ12 D、λ16 Dを除く１２個の波長チャネル）が入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通されることにより、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ5、ｓ15）、（ｓ6、ｓ8、ｓ10）、（ｓ7、ｓ9、ｓ13）からは、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の予め設定された４つの波長チャネルをそれぞれ含む３群の波長群ＷＢすなわち［ＷＢ３（Ａ），ＷＢ１（Ａ），ＷＢ２（Ａ）］、［ＷＢ３（Ｂ），ＷＢ１（Ｂ），ＷＢ２（Ｂ）］、［ＷＢ１（Ｃ），ＷＢ２（Ｃ），ＷＢ３（Ｃ）］、［ＷＢ２（Ｄ），ＷＢ３（Ｄ），ＷＢ１（Ｄ）］が、それぞれ１つずつ出力される。ここで、たとえば上記波長群ＷＢ１（Ａ），ＷＢ２（Ａ），ＷＢ３（Ａ）は、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭAに含まれる波長の一部（本実施例では４波長ずつ）をそれぞれ含む波長群であり、ＷＢ１（Ａ）は出力ポートｓ14から出力される波長チャネルλ1 A、λ5 A、λ9 A、λ13 Aを含む波長群、ＷＢ２（Ａ）は出力ポートｓ16から出力される波長チャネルλ2 A、λ6 A、λ10 A、λ14 Aを含む波長群、ＷＢ３（Ａ）は出力ポートｓ2から出力される波長チャネルλ3 A、λ7 A、λ11 A、λ15 Aを含む波長群をそれぞれ示している。
また、第５の波長分割多重光ＷＤＭE（波長チャネルλ1 E〜λ16 Eにおいて波長チャネルλ4 E、λ8 E、λ12 E、λ16 Eを除く１２個の波長チャネル）、第６の波長分割多重光ＷＤＭF（波長チャネルλ1 F〜λ16 Fにおいて波長チャネルλ4 F、λ8 F、λ12 F、λ16 Fを除く１２個の波長チャネル）、第７の波長分割多重光ＷＤＭG（波長チャネルλ1 G〜λ16 Gにおいて波長チャネルλ4 G、λ8 G、λ12 G、λ16 Gを除く１２個の波長チャネル）、第８の波長分割多重光ＷＤＭH（波長チャネルλ1 H〜λ16 Hにおいて波長チャネルλ4 H、λ8 H、λ12 H、λ16 Hを除く１２個の波長チャネル）が第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12にそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を通されることにより、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポート（ｐ4、ｐ6、ｐ16）、（ｐ3、ｐ5、ｐ7）、（ｐ8、ｐ12、ｐ14）、（ｐ11、ｐ13、ｐ15）からは、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、入力された波長分割多重光ＷＤＭ毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の予め設定された３つの波長チャネルをそれぞれ含む３つの波長群がそれぞれ１つずつ出力される。
本実施例では、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートのうち一部である１または２以上の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12を入力ポートとし、その入力ポートから逆の伝播方向で入力された１または２以上の波長分割多重光から各々の波長分割多重光に含まれる波長群毎に分離して、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートのうち前記波長分割多重光ＷＤＭA、ＷＤＭB、ＷＤＭC、ＷＤＭDが入力されていない入力ポート（ｐ4、ｐ6、ｐ16）、（ｐ3、ｐ5、ｐ7）、（ｐ8、ｐ12、ｐ14）、（ｐ11、ｐ13、ｐ15）から出力することにより、双方向で、波長分割多重光からそれに含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群へ分波して出力するので、双方向で同時に波長群分波器として機能することができる。
ここで、本実施例の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図１０において、波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の４つの波長チャネルをそれぞれ含む４群の波長群ＷＢが第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ2、ｓ14、ｓ16）、（ｓ1、ｓ5、ｓ15）、（ｓ6、ｓ8、ｓ10）、（ｓ7、ｓ9、ｓ13）からからそれぞれ入力されると、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２および第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ3 A、λ5 A〜λ7 A、λ9 A〜λ11 A、λ13 A〜λ15 A）、第２の波長分割多重光ＷＤＭB（波長チャネルλ1 B〜λ3 B、λ5 B〜λ7 B、λ9 B〜λ11 B、λ13 B〜λ15 B）、第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ3 C、λ5 C〜λ7 C、λ9 C〜λ11 C、λ13 C〜λ15 C）、第４の波長分割多重光ＷＤＭD（波長チャネルλ1 D〜λ3 D、λ5 D〜λ7 D、λ9 D〜λ11 D、λ13 D〜λ15 D）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ1 の入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10からそれぞれ出力される。また、図１１において、波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポート（ｐ4、ｐ6、ｐ16）、（ｐ3 、ｐ5 、ｐ7 ）、（ｐ8 、ｐ12、ｐ14）、（ｐ11、ｐ13、ｐ15）からそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を順に通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、第５の波長分割多重光ＷＤＭE（波長チャネルλ1 E〜λ3 E、λ5 E〜λ7 E、λ9 E〜λ11 E、λ13 E〜λ15 E）、第６の波長分割多重光ＷＤＭF（波長チャネルλ1 F〜λ3 F、λ5 F〜λ7 F、λ9 F〜λ11 F、λ13 F〜λ15 F）、第７の波長分割多重光ＷＤＭG（波長チャネルλ1 G〜λ3 G、λ5 G〜λ7 G、λ9 G〜λ11 G、λ13 G〜λ15 G）、第８の波長分割多重光ＷＤＭH（波長チャネルλ1 H〜λ3 H、λ5 H〜λ7 H、λ9 H〜λ11 H、λ13 H〜λ15 H）が第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12にそれぞれ出力される。
図１２は、波長群光合波分波器１０が共通のすなわち単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３および折返導波路５０が基板１４上に一体構成された例を示す概念図である。このアレイ導波路格子ＡＷＧ３は、前述の第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と同様に、アレイ導波路２０、入力側導波路２２、その入力側導波路２２とアレイ導波路２０との間に設けられた入力レンズ導波路２４と、複数本の出力側導波路２６、その出力側導波路２６とアレイ導波路２０との間に設けられた出力レンズ導波路２８とを備えている。このため、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と同様の入力ポートが１つずれることにより出力ポートが順次１つずつずれる特性を備えている。図１３は、Ｍ本の全ての入力側導波路２２とＮ本出力側導波路２６とについてα番目の入力側導波路２２（入力ポート１６）から入力され、β番目の出力側導波路２６（出力ポート４０）から出力される波長がλ（α＋β−１）（但し、括弧内はサフィックス）であることを示す図表である。本実施例において、上記アレイ導波路格子ＡＷＧ３は波長周回性を持たないものである。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３において波長分割多重光ＷＤＭが複数の入力ポート１６の一部に入力され且つ分波された波長群毎に互いに異なる出力ポート４０の一部から出力させる機能を実現するために単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３に対してそれを２回通過させるために、そのアレイ導波路格子ＡＷＧ３の出力ポート４０の他部をアレイ導波路格子の入力ポート１６の他部に入力させる折返接続路（帰還用導波路）５０が設けられている。波長群光合波分波器１０では、単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３により、入力ポート１６の一部に入力された互いに異なる複数の波長分割多重光ＷＤＭから、その波長分割多重光ＷＤＭに含まれる複数の波長群ＷＢとは異なる波長群ＷＢに変換されたものが、出力ポート４０の他部の帰還用の各導波路にそれぞれ出力される。
本実施例において、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポート１６の数をＭ、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の出力ポート４０の数をＮ、波長群の数をＢ、波長群内の波長チャネル数をＤ、波長群光合波分波器（デバイス）１０内の１×Ｂの合分波器数をＡとすると、使用する総波長チャネル数はＢ×Ｄ、デバイスの入力ポート数はＡ、デバイスの出力ポート数はＡ×Ｂとされる。
本実施例においては、折返接続路５０では、一般式で表現すると、以下の(a)乃至(d)に示すように接続される。すなわち、
(a)Ａ本の入力ポートは、アレイ導波路格子ＡＷＧ３のポートａ、ａ＋Ｄ、・・・ａ＋（Ａ−１）Ｄを使用する。
(b)アレイ導波路格子ＡＷＧ３の出力ポートＮ−（Ａ＋Ｂ−１）Ｄ＋１〜Ｎを、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポートへ折り返す。即ち、つなぎ方のポイントは、出力ポートがＤ個毎に「接続先の入力ポート番号と出力ポート番号の差」を１ずつ変えることにある。
(c)折り返して接続するポート間は、以下の通りとする。
（出力ポート） （入力ポート）
Ｎ−Ｄ＋１〜Ｎ → Ｍ−Ｄ＋１〜Ｍ
Ｎ−２Ｄ＋１〜Ｎ−Ｄ → Ｍ−２Ｄ〜Ｍ−Ｄ−１
Ｎ−３Ｄ＋１〜Ｎ−２Ｄ → Ｍ−３Ｄ−１〜Ｍ−２Ｄ−２
Ｎ−４Ｄ＋１〜Ｎ−３Ｄ → Ｍ−４Ｄ−２〜Ｍ−３Ｄ−３
−
（中略）
−
Ｎ−（Ａ＋Ｂ−１）Ｄ＋１〜Ｎ−（Ａ＋Ｂ−２）Ｄ→
Ｍ−（Ａ＋Ｂ−１）Ｄ−（Ａ＋Ｂ−３）
〜Ｍ−（Ａ＋Ｂ−２）Ｄ−（Ａ＋Ｂ−２）
(d)Ａ・Ｂ本のデバイスの出力ポートは、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の以下の出力ポートを使用する。
ａ＋Ｎ−Ｍ〜ａ＋Ｎ−Ｍ＋Ｄ−１
ａ＋Ｎ−Ｍ＋Ｄ＋１〜ａ＋Ｎ−Ｍ＋２Ｄ
ａ＋Ｎ−Ｍ＋２Ｄ＋２〜ａ＋Ｎ−Ｍ＋３Ｄ＋１
−
（中略）
−
ａ＋Ｎ−Ｍ＋（Ａ−１）Ｄ＋Ａ−１〜ａ＋Ｎ−Ｍ＋ＡＤ＋Ａ−２
上記の一般式で表現される接続を行う場合、上記折返接続路５０による接続は、式（７）、（８）、（９）を満たすことが必要である。式（７）は出力ポート番号が１以上であることに基づく制約条件であり、式（８）は折返接続路５０に用いる出力ポートと波長群を出力するためのデバイスに必要な出力ポートとの番号を重複させないようにするための制約条件であり、式（９）は折返接続路５０に用いる入力ポートと波長分割多重光ＷＤＭを入力するためにデバイスに必要な入力ポートとの番号を重複させないようにするための制約条件である。
ａ≧Ｍ−Ｎ＋１ ・・・（７）
Ｍ＞（２Ａ＋Ｂ−１）Ｄ＋Ａ＋ａ−３ ・・・（８）
Ｍ＞（２Ａ＋Ｂ−２）Ｄ＋（Ａ＋Ｂ＋ａ−３） ・・・（９）
たとえば、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポート１６の数Ｍ＝１２８、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の出力ポート４０の数Ｎ＝１２８、波長群の数Ｂ＝８、波長群内の波長チャネル数ｎ＝８、波長群光合波分波器（デバイス）１０内の１×Ｂの合分波器数Ａ＝４、ａ＝１とした場合を具体的に説明すると、（７）式の制約条件は、その左辺＝１、右辺＝１２８−１２８＋１＝１となって満足され、（８）式の制約条件は、その左辺＝１２８、右辺＝（２×４＋８−１）×８＋４＋１−３＝１２２となって満足され、（９）式の制約条件は、その左辺＝１２８、右辺＝（２×４＋８−２）×８＋（４＋８＋１−３）＝１２２となって満足される。したがって、デバイスの入力ポートとしては、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポートのIn1(１番) 、In9(９番) 、In17(17 番) 、In25(25 番) が用いられるとともに、デバイスの出力ポートとしては、入力ポートIn1 からの入力光が出力される出力ポートOut1-8と、入力ポートIn9 からの入力光が出力される出力ポートOut10-17と、入力ポートIn17からの入力光が出力される出力ポートOut19-26と、入力ポートIn25からの入力光が出力される出力ポートOut28-35とが用いられる。
また、折返接続路５０としては、出力ポートのOut41-48( 41番〜48番) が入力ポートのIn31-38(31番〜38番) へ、出力ポートのOut49-56( 49番〜56番) が入力ポートのIn40-47(40番〜47番) へ、出力ポートのOut57-64( 57番〜64番) が入力ポートのIn49-56(49番〜56番) へ、出力ポートのOut65-72( 65番〜72番) が入力ポートのIn58-65(58番〜65番) へ、出力ポートのOut73-80( 73番〜80番) が入力ポートのIn67-74(67番〜74番) へ、出力ポートのOut81-88( 81番〜88番) が入力ポートのIn76-83(76番〜83番) へ、出力ポートのOut89-96( 89番〜96番) が入力ポートのIn85-92(85番〜92番) へ、出力ポートのOut97-104( 97 番〜104 番) が入力ポートのIn94-101(94 番〜101 番) へ、出力ポートのOut105-112( 105 番〜112 番) が入力ポートのIn103-110(103 番〜110 番) へ、出力ポートのOut113-120( 113 番〜120 番) が入力ポートのIn112-119(112 番〜119 番) へ、出力ポートのOut121-128( 121 番〜128 番) が入力ポートのIn121-128(121 番〜128 番) へそれぞれ接続される。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３が備えられているが、その出力が折返接続路５０により再度入力させられて、アレイ導波路格子ＡＷＧ３を２回通過させられるので、前述の実施例と同様の効果が得られる。
また、本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、波長分割多重光ＷＤＭが複数の入力ポートの一部に入力され且つ合波された波長群毎に互いに異なる出力ポートの一部から出力させる単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３と、その共通のアレイ導波路格子ＡＷＧ３の出力ポートの他部をその共通のアレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポートの他部に入力させる折返接続路５０とを含み、その単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３は、入力ポートの一部に入力された互いに異なる複数の波長分割多重光ＷＤＭから、その波長分割多重光ＷＤＭに含まれる複数の波長群ＷＢとは異なる波長群ＷＢに変換されたものが、出力ポートの一部である帰還用の各導波路からそれぞれ出力させるものであることから、基板１４上に一体構成された単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３および折返接続路５０から波長群光合波分波器１０が簡単に構造される。
ここで、本実施例５の波長群光合波分波器１０が波長群光合波器として用いられる場合は、図１２において、複数の波長群ＷＢが出力ポート４０の一部からそれぞれ入力されると、単一のアレイ導波路格子ＡＷＧ３を波長群光分波器の場合とは逆の伝播方向で２回通されることにより、それら波長群が予め設定された組み合わせで合波されて、波長分割多重光ＷＤＭが入力ポート１６の一部からそれぞれ出力される。
図１４の実施例の波長群光合波分波器１０は、折返接続路５０が接続する出力ポートの一部と入力ポートの一部とが相違する他は、図１２の実施例と同様に構成されている。すなわち、図１２の実施例ではアレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポートおよび出力ポートのうちの老番ポートが折返接続路５０の接続に用いられ、若番ポートがデバイスの入出力に用いられていたが、本実施例では、アレイ導波路格子ＡＷＧ３の入力ポートおよび出力ポートのうちの若番ポートが折返接続路５０の接続に用いられ、老番ポートがデバイスの入出力に用いられている。本実施例においても図１２の実施例と同様の効果が得られる。
図１５の実施例の波長群光合波分波器１０は、図６の実施例と類似するものであり、入力される第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）或いは第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）の波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、上記波長チャネル数よりも８だけ多い２４個の入力ポートｒ1〜ｒ24および出力ポートｓ1〜ｓ24を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成されている。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、基板１４上に形成された光導波路から構成され、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ1〜ｒ4、ｒ7〜ｒ10、ｒ13〜ｒ16、ｒ19〜ｒ22と、相互に交差することなくそれぞれ１平面内において並行に接続している。第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ5、ｒ6、ｒ11、ｒ12、ｒ17、ｒ18、ｒ23、ｒ24と出力ポートｓ2〜ｓ6、ｓ8、ｓ10、ｓ12、ｓ14〜ｓ18、ｓ20、ｓ22、ｓ24とが使用されていない。
図１５は、上記２つの波長分割多重光ＷＤＭAおよび波長分割多重光ＷＤＭCが入力された場合の分波機能を示している。第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）および第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1およびｐ9にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通過させられることにより、たとえば図２の(b)および(c)に示すように、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ1、ｓ23、ｓ21、ｓ19）からは、入力ポートｐ1に入力された波長分割多重光ＷＤＭAにそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接して連続する予め設定された４つの連続した波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、からそれぞれ出力されるとともに、出力ポート（ｓ13、ｓ11、ｓ9、ｓ7）からは、入力ポートｐ9に入力された波長分割多重光ＷＤＭC毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接して連続する予め設定された４つの連続した波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力される。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、使用しない第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートを２つ以上ずつ連続させることで、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートが隣接しないようにされている。このような入出力特性は、光接続路１２によって相互に接続される第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートの番号と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートの番号との差が連続しない飛び飛びの値をすること、および、使用する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートを適切に選択することにより得られる。従って、それらの条件を満足する範囲で、光接続路１２によって相互に接続されるポートや、波長分割多重光ＷＤＭA およびＷＤＭC が入力されるポート等の選択は適宜変更可能である。本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートが隣接しないようにされていることからその出力ポートに接続される出力導波路の間隔を広くすることができる利点がある。この利点により、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２からの出力導波路の構造を改良して、たとえば導波路幅を広くして透過帯域を拡大できたり、或いは導波路の形状をパラボラ型にして透過スペクトルを平坦化できたりする等の効果が得られる。
図１６の実施例の波長群光合波分波器１０は、図７の実施例と同様に、入力される第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）或いは第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）の波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｐ1〜ｐ16および出力ポートｑ1〜ｑ16を備えた波長周回性を有する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数と同数の１６個の入力ポートｒ1〜ｒ16および出力ポートｓ1〜ｓ16を備えた波長周回性を有する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成されている。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、図７の実施例と同様に、たとえば光ファイバー或いは基板１４上に形成されたクロスオーバを有する三次元光導波路から構成され、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ4、ｑ5〜ｑ8、ｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ4〜ｒ1、ｒ8〜ｒ5、ｒ12〜ｒ9、ｒ16〜ｒ13と、相互に交差した状態で接続している。第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートにおいて使用されていないものは存在しないが、出力ポートでは１つ置きに使用されていない。
図１６は、上記２つの波長分割多重光ＷＤＭAおよび波長分割多重光ＷＤＭCが入力された場合の分波機能を示している。第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A乃至λ16 A）および第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ1 C〜λ16 C）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1およびｐ9にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通過させられることにより、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ14、ｓ16、ｓ2、ｓ4）からは、入力ポートｐ1に入力された波長分割多重光ＷＤＭAにそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接せず不連続な４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力されるとともに、出力ポート（ｓ6、ｓ8、ｓ10、ｓ12）からは、入力ポートｐ9に入力された波長分割多重光ＷＤＭC毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接せず不連続な波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力される。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートを隣接させることで、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートを隣接させず連続しないようにされている。このような入出力特性は、光接続路１２によって相互に接続される第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートの番号と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートの番号との差が連続しない飛び飛びの値をすること、および、使用する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートを適切に選択することにより得られる。従って、それらの条件を満足する範囲で、光接続路１２によって相互に接続されるポートや、波長分割多重光ＷＤＭAおよびＷＤＭCが入力されるポート等の選択は適宜変更可能である。本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートが隣接しないようにされていることからその出力ポートに接続される出力導波路の間隔を広くすることができる利点がある。この利点により、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２からの出力導波路の構造を改良して、たとえば導波路幅を広くして透過帯域を拡大できたり、或いは導波路の形状をパラボラ型にして透過スペクトルを平坦化できたりする等の効果が得られる。
図１７の実施例の波長群光合波分波器１０は、入力される第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ21 A乃至λ36 A）或いは第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ21 C〜λ36 C）の波長チャネル数１６よりも多い２４個の入力ポートｐ1〜ｐ24および出力ポートｑ1〜ｑ24を備えた波長周回性のない第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数よりも多い３４個の入力ポート入力ポートｒ1〜ｒ34および出力ポートｓ1〜ｓ34を備えた波長周回性のない第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成されている。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば基板１４上に平面的に並行して形成された光導波路から構成され、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ24を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ1〜ｒ4、ｒ7〜ｒ10、ｒ13〜ｒ16、ｒ19〜ｒ22、ｒ25〜ｒ28、ｒ31〜ｒ34と、１平面内において並行に接続している。第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ5、ｒ6、ｒ11、ｒ12、ｒ17、ｒ18、ｒ23、ｒ24、ｒ28、ｒ29および出力ポートｓ1、ｓ2、ｓ4、ｓ6 、ｓ8、ｓ10〜ｓ14、ｓ16、ｓ18、ｓ20、ｓ22〜ｓ34が使用されていない。
図１７は、上記２つの波長分割多重光ＷＤＭAおよび波長分割多重光ＷＤＭCが入力された場合の分波機能を示している。第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ21 A乃至λ36 A）および第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ21 C〜λ36 C）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ13およびｐ21にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレ イ導波路格子ＡＷＧ２を通過させられることにより、たとえば図２の(b)および(c)に示すように、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ9、ｓ7、ｓ5、ｓ3）からは、入力ポートｐ13に入力された波長分割多重光ＷＤＭAにそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接する連続した４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力されるとともに、出力ポート（ｓ21、ｓ19、ｓ17、ｓ15）からは、入力ポートｐ21に入力された波長分割多重光ＷＤＭC毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接して連続する波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力される。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、使用しない第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートを２つ以上隣接（連続）させることで、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートを隣接させず連続しないようにされている。このような入出力特性は、光接続路１２によって相互に接続される第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートの番号と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートの番号との差が連続しない飛び飛びの値をすること、および、使用する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートを適切に選択することにより得られる。従って、それらの条件を満足する範囲で、光接続路１２によって相互に接続されるポートや、波長分割多重光ＷＤＭA およびＷＤＭC が入力されるポート等の選択は適宜変更可能である。本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートが隣接しないようにされていることからその出力ポートに接続される出力導波路の間隔を広くすることができる利点がある。この利点により、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２からの出力導波路の構造を改良して、たとえば導波路幅を広くして透過帯域を拡大できたり、或いは導波路の形状をパラボラ型にして透過スペクトルを平坦化できたりする等の効果が得られる。
図１８の実施例の波長群光合波分波器１０は、入力される第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ17 A乃至λ32 A）或いは第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ17 C〜λ32 C）の波長チャネル数１６よりも多い２４個の入力ポートｐ1〜ｐ24および出力ポートｑ1〜ｑ24を備えた波長周回性を有しない第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１と、同様に波長チャネル数よりも多い２４個の入力ポートｒ1〜ｒ24および出力ポートｓ1〜ｓ24を備えた波長周回性を有しない第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２とから構成されている。本実施例の波長群光合波分波器１０の光接続路１２は、たとえば光ファイバー或いは基板１４上に形成されたクロスオーバを有する三次元光導波路から構成され、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ4、ｑ5〜ｑ8、ｑ9〜ｑ12、ｑ13〜ｑ16、ｑ17〜ｑ20、ｑ21〜ｑ24を、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ4〜ｒ1、ｒ8〜ｒ5、ｒ12〜ｒ9 、ｒ16〜ｒ13、ｒ20〜ｒ17、ｒ24〜ｒ21と、相互に交差した状態で接続している。第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートにおいて使用されていないものは存在せず、出力ポートｓ1〜ｓ5、ｓ7、ｓ9、ｓ11、ｓ13、ｓ15、ｓ17、ｓ19、ｓ21〜ｓ24は使用されていない。
図１８は、上記２つの波長分割多重光ＷＤＭAおよび波長分割多重光ＷＤＭCが入力された場合の分波機能を示している。第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ17 A乃至λ32 A）および第３の波長分割多重光ＷＤＭC（波長チャネルλ17 C〜λ32 C）が第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ9およびｐ17にそれぞれ入力されると、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２を通過させられることにより、たとえば図２の(d)および(e)に示すように、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポート（ｓ6、ｓ8、ｓ10、ｓ12）からは、入力ポートｐ1に入力された波長分割多重光ＷＤＭAに それぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接せず不連続な４つの波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力されるとともに、出力ポート（ｓ14、ｓ16、ｓ18、ｓ20）からは、入力ポートｐ9に入力された波長分割多重光ＷＤＭC毎にそれぞれ含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ毎に隣接せず不連続な波長チャネルをそれぞれ含む４つの波長群ＷＢが、それぞれ出力される。
本実施例の波長群光合波分波器１０では、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートを隣接させることで、使用する第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートを隣接させず連続しないようにされている。このような入出力特性は、光接続路１２によって相互に接続される第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートの番号と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートの番号との差が連続しない飛び飛びの値をすること、および、使用する第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートを適切に選択することにより得られる。従って、それらの条件を満足する範囲で、光接続路１２によって相互に接続されるポートや、波長分割多重光ＷＤＭAおよびＷＤＭCが入力されるポート等の選択は適宜変更可能である。本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、前述の実施例と同様の効果が得られるのに加えて、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートが隣接しないようにされていることからその出力ポートに接続される出力導波路の間隔を広くすることができる利点がある。この利点により、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２からの出力導波路の構造を改良して、たとえば導波路幅を広くして透過帯域を拡大できたり、或いは導波路の形状をパラボラ型にして透過スペクトルを平坦化できたりする等の効果が得られる。
図１９は、図１０および図１１の実施例に８個の光サーキュレータ６０を加えた形式の波長群光合波分波器１０を示している。光サーキュレータ６０は、複数のポートたとえば第１ポート６０ａ、第２ポート６０ｂ、第３ポート６０ｃを備え、いずれかのポートから入力された光は矢印に示す一回転方向側に隣接したポートから出力させる特性を備えたものである。この光サーキュレータ６０は、図２０に示すように第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10に設けられるとともに、図２１に示すように第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12に設けられている。このため、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12に波長群分波出力が出ないように、入力される波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭHから波長チャネルλ4、λ8、λ12、λ16を除く必要がなく、本実施例の波長分割多重光ＷＤＭA〜ＷＤＭHは１６個の波長チャネルλ1〜λ16を有するものである。
本実施例の波長群光合波分波器１０によれば、図１０および図１１の実施例と同様に、双方向の波長群光分波器および波長群光合波器として機能するとともに、無駄なポートがなく、波長チャネルλ4、λ8、λ12、λ16を除く必要がないので、一層高い利用効率が高められる。
また、光サーキュレータ６０は、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２、それらを接続する光接続路１２と共に、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板１４上においてたとえば石英系の材料でクラッドおよびコアを堆積して所定パターンの導波路を形成した石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）により一体的なモノリシック構造とすることができるので、波長群光合波分波器１０が一層小型化できる。
以下の図２３乃至図３０において、前述の実施例のいずれかの波長群光合波分波器１０を備えることにより、入力された波長分割多重光ＷＤＭを波長群毎に分離した後、所望の波長群の組から構成される波長多重光を任意に組立てて所望の方向へ送信する所謂ルーティングを行う波長群選択スイッチ６０を説明する。この波長群選択スイッチは、アレイ導波路格子ＡＷＧ１、ＡＷＧ２の持つ、入力ポートが１つずれることにより分岐された波長の出力ポートが１つづつずれる特性を利用すること、そのアレイ導波路格子ＡＷＧ１およびＡＷＧ２を２度通過させること、および、さらに通過をさせる前に、再度の２度通過のために入力するポートを光スイッチを用いて選択することの、３要素により、上記アレイ導波路格子ＡＷＧ１、ＡＷＧ２の入力側ポート或いは出力側ポートから、自由な組み合わせで多重した所望の波長群を出力することを特徴とする。このような図２３乃至図３０の波長群選択スイッチ６０によれば、機械的な可動部分がないので、複雑な調整が不要となって安定した波長群選択作動が得られるとともに、構造が単純で極めて小さな形状とすることができる。
図２３は、３２本（３２波長パス）の光接続路１２で８本単位で図７のように接続された第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が設けられ、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１或いは第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２が４波長パス毎に束ねた８つの波長群ＷＢ１乃至ＷＢ８に分波する場合に、２個の１×３ＳＷ型（１入力３出力）の光スイッチ６２ａ、６２ｂの操作により、光スイッチ６２ａ、６２ｂに入力される第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２から出力される各々の波長群を任意の組み合わせで３つの出力ポートから出力できる、１本の入力ファイバＦINおよび３本の出力ファイバＦOUTに接続された１入力３出力機能を有するように構成された合流型の波長群選択スイッチ６０を説明する概念図である。図２３では、１×３ＳＷ型（１入力３出力）の光スイッチ６２ａ、６２ｂは２個しか接続していないが、８つの波長群ＷＢ１乃至ＷＢ８が出力される８つの第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２のポートに各々接続することができる。なお、上記３２波長パスの中で、８波長パス毎に束ねた４つの波長群ＷＢ１乃至ＷＢ４に合分波する場合は、１入力７出力の合流型波長群選択スイッチ６０を構成することができる。また、双方向のファイバを用いれば、出力ファイバの数はさらに増加する。３２波長パスの中で、４波長パス毎に束ねた７つの波長群ＷＢ１乃至ＷＢ７に合分波する場合は、１入力７出力の合流型波長群選択スイッチ６０または１入力３出力の２組の合流型波長群選択スイッチ６０を構成することができる。
上記１×３ＳＷ型（１入力３出力）の光スイッチ６２ａ、６２ｂは、たとえば図２４に示すように、共通の基板１４内において、３個の１×２ＳＷ型（１入力２出力）の基本光スイッチ６４が、１個の基本光スイッチ６４の出力側に２個の基本光スイッチ６４が並列するように接続されることにより、１入力３出力（１×３ＳＷ）または１入力４出力（１×４ＳＷ）の光スイッチ６２が構成される。また、１個の基本光スイッチ６４の出力側に２個の基本光スイッチ６４が並列するように接続された３個の基本光スイッチ６４の出力側に、基本光スイッチ６４をさらに１個ずつ並列接続させることにより、１×５ＳＷ、１×６ＳＷ、、１×７ＳＷ、１×８ＳＷが順次構成され得る。
この基本光スイッチ６４は、図２５に示すように、第１ポート６４p1から第３ポート６４p3に至る第１アーム導波路６６と、第２ポート６４p2から第４ポート６４p4に至る第２導波路６８と、それら第１導波路６６および第２アーム導波路６８が相互に接近させられることにより構成された１対の３ｄＢ方向性結合器７０および７２と、それら１対の３ｄＢ方向性結合器７０および７２の間において第１アーム導波路６６および第２アーム導波路６８上に設けられた薄膜ヒータ７４および７６とを備えている。基本光スイッチ６４では、上記第１アーム導波路６６および第２アーム導波路６８によってマッハツェンダ干渉計が基本的に構成されており、第１アーム導波路６６および第２アーム導波路６８の光路長差ΔＬが零であるときは、入力光は第１ポート６４p1から第４ポート６４p4へ、或いは第２ポート６４p2から第３ポート６４p3へのクロス経路を経て出力されるが、光路長差ΔＬが半波長であるときは入力光は第１ポート６４p1から第３ポート６４p3へ、或いは第２ポート６４p2から第４ポート６４p4へのバー経路を経て出力される性質があるので、光路差変更器として機能する上記薄膜ヒータ７４および７６で発生させる熱による熱光学効果を用いて行路長差ΔＬを制御することにより、入力信号を第３ポート６４p3または第４ポート６４p4のいずれかから出力されるように制御できるようになっている。すなわち、１入力２出力の光スイッチ（１×２ＳＷ）が構成される。
上記基本光スイッチ６４は、前記石英系ＰＬＣと同様に構成される。すなわち、図２６に示すように、Ｓｉ基板７８上に加水分解堆積法（ＦＨＤ）により石英ガラス微粒子を堆積し、さらに電気炉中で過熱して焼結させることで数十μｍ程度の下部クラッド層８０と１０μｍ程度のコア層８２とを形成し、フォトリソグラフィー技術および反応性イオンエッチング法を組合わせて用いることにより、第１アーム導波路６６および第２アーム導波路６８を所定のパターンで形成し、その上に上部クラッド層８４を被覆した後、スパッタリングおよびエッチング等を用いて、所定パターンの薄膜ヒータ７４および７６を第１アーム導波路６６および第２アーム導波路６８の上に固着させる。
上記基本光スイッチ６４から構成される光スイッチ６２ａ、６２ｂは、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２、それらを接続する光接続路１２と共に、たとえば石英若しくはシリコン製の共通の基板１４上において上記のように石英系プレーナ光波回路（ＰＬＣ）により一体的なモノリシック構造とされているので、波長群光選択スイッチ６０が一層小型化される。
図２７は、分散配置型の波長群が出力される形式の１入力×３出力の実施例を具体的に示している。図２７の波長群選択スイッチ６０は、図８の実施例４の波長群光合波分波器１０に４個の光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを加えることにより構成されている。この波長群選択スイッチ６０では、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ5に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれる各波長チャネルのうち、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ2から出力される波長群（λ1 A、λ5 A、λ9 A、λ13 A）が光スイッチ６２ａによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ1、ｓ9、ｓ10のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ4から出力される波長群（λ2 A、λ6 A、λ10 A、λ14 A）が光スイッチ６２ｂによっ て第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ3、ｓ11、ｓ12のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ6から出力される波長群（λ3 A、λ7 A、λ11 A、λ15 A）が光スイッチ６２ｃによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ5、ｓ13、ｓ14のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ8から出力される波長群（λ4 A、λ8 A、λ12 A、λ16 A）が光スイッチ６２ｄによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ7、ｓ15、ｓ16のうちのいずれかへ入力させられることにより、波長群ＷＢ１（Ａ）、ＷＢ２（Ａ）、ＷＢ３（Ａ）、ＷＢ４（Ａ）がそれぞれ第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の３つの入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14から任意の組み合わせで出力される。これらの波長群ＷＢは、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の任意の４つの波長チャネルをそれぞれ含む波長群である。
本実施例１５の波長群選択スイッチ６０では、図８の実施例４の波長群光合波分波器１０において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA、第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されていた入力ポートｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14のうちの一部である入力ポートｐ5が波長群光選択スイッチ入力ポート（被選択波長群入力ポート）として用いられ、他の１部である３つの入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14が３つの選択波長群出力ポートとして用いられている。また、光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、上記図８の実施例４の波長群光合波分波器１０において、波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられる入力ポートｐ5に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭAに含まれる波長（λ1 A〜λ16 A）の光が出力される複数の出力ポートｓ2、ｓ4、ｓ6、ｓ8にそれぞれ設けられ、その出力ポートｓ2、ｓ4、ｓ6、ｓ8から出力される波長群の各々の光を、前記他の１部の入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14に他の第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されたときにそれらの波長分割多重光に含まれる波長（λ1 B〜λ16 B）、（λ1 C〜λ16 C）、（λ1 D〜λ16 D）の該波長群と同じ波長群が出力される複数の出力ポート（ｓ1、ｓ9、ｓ10）、（ｓ3、ｓ11、ｓ12）、（ｓ5、ｓ13、ｓ14）、（ｓ7、ｓ15、ｓ16）へ選択的に入力させる。
図２８は、連続配置型の波長群が出力される形式の１入力×３出力の実施例を具体的に示している。図２８の波長群選択スイッチ６０は、図６の実施例２の波長群光合波分波器１０に４個の１×３ＳＷの光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄを加えることにより構成されている。この波長群選択スイッチ６０では、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれる各波長チャネルのうち、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ1から出力される波長チャネル（λ1 A、λ2 A、λ3 A、λ4 A）のいずれかが光スイッチ６２ａによって選択されて出力ポートｓ6、ｓ11、ｓ16のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ18から出力される波長群（λ13 A、λ14 A、λ15 A、λ16 A）が光スイッチ６２ｂによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ3、ｓ8、ｓ13のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ19から出力される波長群（λ9 A、λ10 A、λ11 A、λ12 A）が光スイッチ６２ｃに よって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ4、ｓ9、ｓ14のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ20から出力される波長群（λ5 A、λ6 A、λ7 A、λ8 A）が光スイッチ６２ｄによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ5、ｓ10、ｓ15のうちのいずれかへ入力させられることにより、波長群ＷＢ１（Ａ）、ＷＢ２（Ａ）、ＷＢ３（Ａ）がそれぞれ第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の３つの出力ポートｐ2、ｐ9、ｐ13から任意の組み合わせで出力される。これらの波長群ＷＢは、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれ且つ波長軸上で１００ＧＨｚ隔てた連続する任意の４つの波長チャネルをそれぞれ含む波長群である。
本実施例１６の波長群選択スイッチ６０では、図６の実施例２の波長群光合波分波器１０において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA、第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されていた入力ポートｐ1、ｐ5、ｐ9、ｐ13のうちの一部である入力ポートｐ1が波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられ、他の１部である３つの入力ポートｐ5、ｐ9、ｐ13が３つの選択波長群出力ポートとして用いられている。また、光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄは、上記図６の実施例２の波長群光合波分波器１０において、波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられる入力ポートｐ1に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭAに含まれる波長（λ1 A〜λ16 A）の光が出力される複数の出力ポートｓ1、ｓ18、ｓ19、ｓ20にそれぞれ設けられ、その出力ポートｓ1、ｓ18、ｓ19、ｓ20から出力される波長群の各々の光を、前記他の１部の入力ポートｐ5、ｐ9、ｐ13に他の第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されたときにそれらの波長分割多重光に含まれる波長（λ1 B〜λ16 B）、（λ1 C〜λ16 C）、（λ1 D〜λ16 D）の該波長群と同じ波長群が出力される複数の出力ポート（ｓ6、ｓ11、ｓ16）、（ｓ3、ｓ8、ｓ13）、（ｓ4、ｓ9、ｓ14）、（ｓ5、ｓ10、ｓ15）へ選択的に入力させる。
図２９は、分散配置型の波長群が出力される形式の１入力×７出力の実施例を具体的に示している。図２９の波長群選択スイッチ６０は、図１０および図１１の実施例６の波長群光合波分波器１０に３個の１×７ＳＷの光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃを加えることにより構成されている。この波長群選択スイッチ６０では、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ1に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれる各波長チャネルのうち、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ2から出力される波長群（λ3 A、λ7 A、λ11 A、λ16 A）が光スイッチ６２ａによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２または第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に再び入力されるポートが選択されて第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ1、ｓ10、ｓ9、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ8、ｐ7、ｐ16、ｐ15のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ14から出力される波長群（λ1 A、λ5 A、λ9 A、λ13 A）が光スイッチ６２ｂによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２または第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に再び入力されるポートが選択されて第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ13、ｓ6、ｓ5、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ3、ｐ4、ｐ11、ｐ12のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ16から出力される波長群（λ2 A、λ6 A、λ10 A、λ14 A）が光スイッチ６２ｃによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２または第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に再び入力されるポートが選択されて第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ15、ｓ8、ｓ7、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14のうちのいずれかへ入力させられることにより、波長群ＷＢ１（Ａ）、ＷＢ２（Ａ）、ＷＢ３（Ａ）、ＷＢ４（Ａ）、ＷＢ５（Ａ）、ＷＢ６（Ａ）、ＷＢ７（Ａ）がそれぞれ第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の３つのポートｐ2、ｐ9、ｐ10および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の４つの出力ポートｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12から任意の組み合わせで出力される。これらの波長群ＷＢは、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の任意の４つの波長チャネルをそれぞれ含む波長群である。
本実施例１７の波長群選択スイッチ６０では、図１０および図１１の実施例６の波長群光合波分波器１０において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA、第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭD、第５の波長分割多重光ＷＤＭE、第６の波長分割多重光ＷＤＭF、第７の波長分割多重光ＷＤＭG、第８の波長分割多重光ＷＤＭHが入力されていた入力ポートｐ1、ｐ2、ｐ9、ｐ10と、逆方向に用いるときに第５の波長分割多重光ＷＤＭE、第６の波長分割多重光ＷＤＭF、第７の波長分割多重光ＷＤＭG、第８の波長分割多重光ＷＤＭHが入力される入力ポート（出力ポート）ｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12のうちの一部である入力ポートｐ1が波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられ、他の１部である７つの入力ポートｐ2、ｐ9 、ｐ10、ｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12が７つの選択波長群出力ポートとして用いられている。また、１×７ＳＷの光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、上記図１０および図１１の実施例６の波長群光合波分波器１０において、波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられる入力ポートｐ1に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭAに含まれる波長（λ1 A〜λ16 A）の光が出力される複数の出力ポートｓ2、ｓ14、ｓ16にそれぞれ設けられ、その出力ポートｓ2、ｓ14、ｓ16から出力される波長群の各々の光を、前記他の１部の入力ポートｐ2、ｐ9、ｐ10、ｓ3、ｓ4、ｓ11、ｓ12に他の第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭD、第５の波長分割多重光ＷＤＭE、第６の波長分割多重光ＷＤＭF、第７の波長分割多重光ＷＤＭG、第８の波長分割多重光ＷＤＭHが入力されたときにそれらの波長分割多重光に含まれる波長（λ1 B〜λ16 B）、（λ1 C〜λ16 C）、（λ1 D〜λ16 D）、（λ1 E〜λ16 E）、（λ1 F〜λ16 F）、（λ1 G〜λ16 G）、（λ1 H〜λ16 H）の該波長群と同じ波長群が出力される複数の出力ポート（ｓ1、ｓ10、ｓ9、ｐ8、ｐ7 、ｐ16、ｐ15）、（ｓ13、ｓ6、ｓ5、ｐ3、ｐ4、ｐ11、ｐ12）、（ｓ15、ｓ8、ｓ7、ｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14）へ選択的に入力させる。
図３０は、分散配置型の波長群が出力される形式の２つの１入力×３出力の波長群選択スイッチを同時に実現する場合の実施例を具体的に示している。図３０の波長群選択スイッチ６０は、図８の実施例４の波長群光合波分波器１０に６個の１×３ＳＷの光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃ、６２ｄ、６２ｅ、６２ｆを加えることにより構成されている。この波長群選択スイッチ６０では、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ5 に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれる各波長チャネルのうち、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ2から出力される波長群（λ1 A、λ5 A、λ9 A、λ13 A）が光スイッチ６２ａによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ1、ｓ10、ｓ9のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ4から出力される波長群（λ2 A、λ6 A、λ10 A、λ14 A）が光スイッチ６２ｂによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ3、ｓ12、ｓ11のうちのいずれかへ入力させられ、第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の出力ポートｓ6から出力される波長群（λ3 A、λ7 A、λ11 A、λ15 A）が光スイッチ６２ｃによって第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２に再び入力されるポートが選択されて出力ポートｓ5、ｓ14、ｓ13のうちのいずれかへ入力させられることにより、波長群ＷＢ１（Ａ）、ＷＢ２（Ａ）、ＷＢ３（Ａ）がそれぞれ第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の３つの入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14から任意の組み合わせで出力される。これら波長群ＷＢは、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA（波長チャネルλ1 A〜λ16 A）に含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の任意の４つの波長チャネルをそれぞれ含む波長群である。
さらに、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ4から出力される波長群（λ3 A、λ7 A、λ11 A、λ15 A）が光スイッチ６２ｄによって第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ3、ｐ12、ｐ11のいずれかに入力させられ、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ8から出力される波長群（λ1 A、λ5 A、λ9 A、λ13 A）が光スイッチ６２ｅによって第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ7、ｐ16、ｐ15のいずれかに入力させられ、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ10から出力される波長群（λ2 A、λ6 A、λ10 A、λ14 A）が光スイッチ６２ｆによって第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の入力ポートｐ9、ｐ2、ｐ1のいずれかに入力させられることにより、波長群ＷＢ１（Ｅ）、ＷＢ２（Ｅ）、ＷＢ３（Ｅ）がそれぞれ第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の３つの出力ポートｓ8、ｓ15、ｓ16から任意の組み合わせで出力される。これらの波長群ＷＢは、入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭE（波長チャネルλ1 E〜λ16 E）に含まれ且つ波長軸上で４００ＧＨｚ隔てた不連続の任意の４つの波長チャネルをそれぞれ含む波長群である。
本実施例１８の波長群選択スイッチ６０では、図８の実施例４の波長群光合波分波器１０において、第１の波長分割多重光ＷＤＭA、第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されていた入力ポートｐ5、ｐ6、ｐ13、ｐ14と、逆方向に用いるときに第５の波長分割多重光ＷＤＭE、第６の波長分割多重光ＷＤＭF、第７の波長分割多重光ＷＤＭG、第８の波長分割多重光ＷＤＭHが入力される入力ポート（出力ポート）ｓ7、ｓ8、ｓ15、ｓ16のうちの一部である入力ポートｐ5、ｓ7が２つの波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられ、他の１部である６つの入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14、ｓ8、ｓ15、ｓ16が６つの選択波長群出力ポートとして用いられている。光スイッチ６２ａ、６２ｂ、６２ｃは、上記図８の実施例４の波長群光合波分波器１０において、波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられる入力ポートｐ5に入力された第１の波長分割多重光ＷＤＭA に含まれる波長（λ1 A〜λ16 A）の光が出力される複数の出力ポートｓ2、ｓ4、ｓ6に それぞれ設けられ、その出力ポートｓ2、ｓ4、ｓ6から出力される波長群の各々の光を、前記他の１部の入力ポートｐ6、ｐ13、ｐ14に他の第２の波長分割多重光ＷＤＭB、第３の波長分割多重光ＷＤＭC、第４の波長分割多重光ＷＤＭDが入力されたときにそれらの波長分割多重光に含まれる波長（λ1 B〜λ16 B）、（λ1 C〜λ16 C）、（λ1 D〜λ16 D）の波長群と同じ波長群が出力される複数の出力ポート（ｓ1、ｓ9、ｓ10）、（ｓ3、ｓ11、ｓ12）、（ｓ5、ｓ13、ｓ14）へ選択的に入力させる。また、光スイッチ６２ｄ、６２ｅ、６２ｆは、上記図８の実施例４の波長群光合波分波器１０において、波長群光選択スイッチ入力ポートとして用いられる入力ポートｐ7に入力された第５の波長分割多重光ＷＤＭEに含まれる波長（λ1 E〜λ16 E）の光が出力される複数の出力ポートｐ4、ｐ8、ｐ10にそれぞれ設けられ、その出力ポートｐ4、ｐ8、ｐ10から出力される波長群の各々の光を、前記他の１部の入力ポートｓ8、ｓ15、ｓ16に他の第６の波長分割多重光ＷＤＭF、第７の波長分割多重光ＷＤＭG、第８の波長分割多重光ＷＤＭHが入力されたときにそれらの波長分割多重光に含まれる波長（λ1 F〜λ16 F）、（λ1 G〜λ16 G）、（λ1 H〜λ16 H）の波長群と同じ波長群が出力される複数の出力ポート（ｐ3、ｐ11、ｐ12）、（ｐ7、ｐ15、ｐ16）、（ｐ9、ｐ1、ｐ2）へ選択的に入力させる。
前述の実施例において、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２との間において、光ファイバ或いはクロスオーバを有する三次元光導波路を用いて構成された光接続路１２には、たとえば図３１に示す複数個の光スイッチ９０がそれぞれ設けられてもよい。図３２は、図６の波長群光合波分波器に光スイッチ９０が適用された実施例を示している。この光スイッチ９０は、２×２ＳＷの光スイッチであり、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１の出力ポートｑ1〜ｑ16と第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２の入力ポートｒ1〜ｒ4、ｒ6〜ｒ9、ｒ11〜ｒ14、ｒ16〜ｒ19との間においてそれぞれ設けられているが、必要に応じて光接続路１２の一部に設けられていてもよい。光スイッチ９０は、図３１に示すように、入力ポート９２および出力ポート９４と、出力ポート９４から出力させるための光信号(add signal)を受けるアドポート９６と、入力ポート９２に入力された光信号をドロップ( 分岐）させるためのドロップポート９８とを備え、たとえば熱光学効果を利用して、スルー状態では、１点鎖線に示すように入力ポート９２に受けた光信号をそのまま出力ポート６４へ通過させるが、アド・ドロップ状態では、破線に示すように、入力ポート９２に受けた光信号をドロップポート９８からドロップし、同時に、アドポート９６に受けた、そのドロップした光信号と同じ波長或いは異なる波長の光信号を、入力ポート９２に入力された光信号に代えて出力ポート９４から出力させる。この光スイッチ９０は、好適には、石英系平面光波回路ＰＬＣにおいて、第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１および第２アレイ導波路格子ＡＷＧ２と共に集積化されることが可能である。
本実施例によれば、波長分割多重光ＷＤＭが第１アレイ導波路格子ＡＷＧ１に入力されたときのその出力ポートｑ1 〜ｑ16から出力される波長群の分岐或いは特定の波長単位の分岐や、分岐された光信号と同じ波長或いは異なる波長の光信号の挿入を波長群単位或いは波長単位で同時に行うことが可能となる。
以上、本発明の一実施例を図面に基づいて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
たとえば、前述の実施例において、たとえば波長分割多重光ＷＤＭ1乃至ＷＤＭjにそれぞれ含まれる、複数の波長チャネルλ1乃至λkのうちの１つの波長チャネルは１つの周波数から構成されていたが、１つの波長チャネル内をさらに細かく複数に分割した１群のサブチャネルを設け、１つの波長チャネルとして１群のサブチャネルを一括してルーティングするようにしてもよい。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
１０：波長群光合波分波器
１２：光接続路
１４：基板
１６：入力ポート
１８：出力ポート
２０、３０：アレイ導波路
２２、３２：入力側導波路
２４、３４：入力レンズ導波路
２６、３６：出力側導波路
２８、３８：出力レンズ導波路
６０：波長群光選択スイッチ
６２：光スイッチ
６４：基本光スイッチ
９０：光スイッチ
ＡＷＧ１：第１アレイ導波路格子
ＡＷＧ２：第２アレイ導波路格子
ＡＷＧ３：アレイ導波路格子

Claims (33)

  1. 複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力側のポートからそれぞれ出力する波長群光分波器において、
    前記波長分割多重光を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側の一つのポートに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力ポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力ポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力することを特徴とする波長群光分波器。
  2. 複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光から予め設定された複数の波長群に分離し、分離した複数の波長群を複数の出力側のポートからそれぞれ出力する波長群光分波器において、
    前記波長分割多重光を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力側のポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力側のポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の所定の入力ポートに入力された前記波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なり且つ前記所定の入力ポートとは異なる他の入力ポートに入力された波長チャネルとも異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートから一括して波長群毎にそれぞれ出力することを特徴とする波長群光分波器。
  3. 複数の入力ポートにそれぞれ入力された互いに異なる複数の波長分割多重光にそれぞれ含まれる波長群に属する波長チャネルを分光し、分光された波長チャネルを予め設定された波長群に合波し、合波した波長群を該波長群毎に異なる出力ポートから出力することを特徴とする請求項１または２の波長群光分波器。
  4. 前記波長分割多重光が入力される第１アレイ導波路格子と、前記波長群毎に異なる出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの波長群光分波器。
  5. 前記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものである請求項４の波長群光分波器。
  6. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものである請求項４または５の波長群光分波器。
  7. 前記第２アレイ導波路格子の出力ポートのうち一部である１または２以上のポートを入力ポートとし、該入力ポートから逆の伝播方向で入力された１または２以上の波長分割多重光にそれぞれ含まれる波長群に属する波長チャネルを予め設定された波長群に分波し、分波された波長群を波長群毎に該第１アレイ導波路格子の入力ポートのうち前記波長分割多重光が入力されていないポートから出力することにより、双方向で波長分割多重光からそれに含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群へ合波して出力するものである請求項４または５の波長群光分波器。
  8. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものである請求項４乃至７のいずれかの波長群光分波器。
  9. 前記波長分割多重光が一部に入力される複数の入力ポートと、波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、
    前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に入力された前記波長分割多重光が合分波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、
    前記入力ポートの一部に入力された１又は２以上の互いに異なる複数の波長分割多重光を、該波長分割多重光に含まれる複数の波長群に分波し、該波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルの一部であって互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群をそれぞれ異なる出力ポートから出力させるものであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの波長群光分波器。
  10. 前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものである請求項１乃至９のいずれかの波長群光分波器。
  11. 前記出力ポートからそれぞれ出力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものである請求項１乃至９のいずれかの波長群光分波器。
  12. 前記第１アレイ導波路格子、前記第２アレイ導波路格子、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路は、共通の基板上に一体に設けられたことを特徴とする請求項４または５の波長群光分波器。
  13. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、
    相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、
    前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、
    前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路と
    を、それぞれ含むことを特徴とする請求項１２の波長群光分波器。
  14. 前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチを挿入し、該第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光を該光スイッチにおいて分岐し、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号を該光スイッチから挿入することを特徴とする請求項４乃至８、１０乃至１３のいずれかの波長群光分波器。
  15. 複数の入力側のポートから入力された、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を合波し、合波した波長分割多重光を出力側のポートから出力する波長群光合波器であって、
    前記複数の波長群を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は出力側のポート毎に重なることなく出力される特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで、該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回の通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力することを特徴とする波長群光合波器。
  16. 複数の入力側のポートから入力された、複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を合波し、合波した波長分割多重光を出力側のポートから出力する波長群光合波器であって、
    前記複数の波長群を、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性と、入力側のポートの一つに接続された１本のファイバに多重されている複数の波長チャネルの信号は、出力側のポート毎に波長周回性で決まる周期的な間隔の複数の波長チャネルが同一の出力側のポートから同時に出力されることがない特性とを有するアレイ導波路格子を通過させ、次いで該通過光を再び、前記波長チャネルに対応した分解能で分波および合波可能であり且つ入力側のポートが１つずれることにより出力側のポートが順次１つずつずれる特性を有するアレイ導波路格子を通過させ、その２回通過により、１回目に通過させたアレイ導波路格子の１群の入力ポートにそれぞれ入力された前記複数の波長群に含まれ且つ該１群の入力ポートとは異なる他群の入力ポートに入力された該１群を構成する波長チャネルとは波長位置が異なる複数の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が合波された波長分割多重光を、２回目に通過させる単一のアレイ導波路格子の複数の出力側のポートの１つから一括してそれぞれ出力することを特徴とする波長群光合波器。
  17. 複数の入力ポートにそれぞれ入力された波長群に属する波長チャネルを合波し、予め設定された複数の波長群を含む複数の波長分割多重光を、複数の出力ポートからそれぞれ出力することを特徴とする請求項１５または１６の波長群光合波器。
  18. 前記複数の波長群が入力される第１アレイ導波路格子と、前記波長分割多重光を出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とを、含むことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれかの波長群光合波器。
  19. 前記光接続路は、複数本の導波路が一平面上において交差なく設けられたものである請求項１８の波長群光合波器。
  20. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、前記波長分割多重光に含まれる波長チャネル数と同じ数の入力ポートおよび出力ポートをそれぞれ備えたものである請求項１８または１９の波長群光合波器。
  21. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子の少なくとも一方は、複数の入力導波路の１つに入力した波長分割多重光の出力が、入力位置が１つずつずれることによって出力位置が周回的に１つずつずれる波長周回特性を備えたものである請求項１８乃至２０のいずれかの波長群光合波器。
  22. 前記複数の波長チャネルの一部の波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群が波長群毎に一部に入力される複数の入力ポートと、前記波長分割多重光が一部から出力される複数の出力ポートを有する単一のアレイ導波路格子と、
    前記複数の出力ポートの他部と前記複数の入力ポートの他部とを接続し、前記一部に入力された前記複数の波長群に含まれる波長チャネルが合分波されて前記複数の出力ポートの他部から出力される複数の光信号を、前記入力ポートの他部へ入力させる折返接続路とを、含み、
    前記入力ポートの一部に入力された前記互いに異なる波長チャネルをそれぞれ含む複数の波長群を、互いに異なる複数の波長群を有する複数の波長分割多重光に合波し、該複数の波長分割多重光を出力させるものであることを特徴とする請求項１５または１６の波長群光合波器。
  23. 前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で連続している波長チャネルから構成されるものである請求項１５乃至２２のいずれかの波長群光合波器。
  24. 前記入力ポートからそれぞれ入力される波長群は、波長軸上で不連続の波長チャネルから構成されるものである請求項１５乃至２２いずれかの波長群光合波器。
  25. 前記複数の波長群が入力される第１アレイ導波路格子と、前記波長分割多重光を出力ポートから出力させる第２アレイ導波路格子と、該第１アレイ導波路格子の出力ポートと該第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路とは、共通の基板上に一体に設けられたことを特徴とする請求項１８または１９の波長群光合波器。
  26. 前記第１アレイ導波路格子および第２アレイ導波路格子は、
    相互に光路長差を有する複数本のアレイ導波路と、
    前記入力ポートに入力された波長分割多重光を分配して該複数本のアレイ導波路の入力側端部にそれぞれ入力させる入力レンズ導波路と、
    前記複数本のアレイ導波路の出力側端部から出力された波長分割多重光に含まれる複数の波長チャネルを前記複数本のアレイ導波路の光路長差に基づいて分離し、前記出力ポートのうちの予め設定された出力ポートへそれぞれ分配する出力レンズ導波路とを含むことを特徴とする請求項２５の波長群光合波器。
  27. 前記第１アレイ導波路格子の出力ポートと前記第２アレイ導波路格子の入力ポートとを相互に接続する光接続路の少なくとも１つに光スイッチを挿入し、該第１アレイ導波路格子の出力ポートから出力される光を該光スイッチにおいて分岐し、該分岐した光信号と同じ波長或いは異なる波長の他の光信号を該光スイッチから挿入することを特徴とする請求項１５乃至２１、２３乃至２６のいずれかの波長群光分波器。
  28. 請求項１乃至１４のいずれかの波長群光分波器と、
    該波長群光分波器から出力される１乃至複数の波長群の各々に対して前記波長群光分波器の入力ポートまたは出力ポートのいずれかへ入力させる光スイッチとを、含み、
    該１乃至複数の波長群の任意の組合わせを１乃至複数の出力ポートから出力させるようにしたことを特徴とする波長群光選択スイッチ。
  29. 前記波長群光分波器において複数の波長分割多重光をそれぞれ入力させるために用いられる複数の入力ポートのうちの１部を波長群光選択スイッチ入力ポートとし、他の１部を、該１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群から選択した任意の組み合わせの波長群を出力する選択波長群出力ポートとして用いることを特徴とする請求項２８の波長群光選択スイッチ。
  30. 前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものである請求項２９の波長群光選択スイッチ。
  31. 前記光スイッチは、前記波長群光分波器において、前記１部の入力ポートに入力された波長分割多重光に含まれる波長群の光が出力される複数の出力ポートにそれぞれ設けられ、該出力ポートから出力される波長群の光を、前記他の１部に他の波長分割多重光が入力されたときに該他の波長分割多重光に含まれる同じ波長群の光が出力される複数の出力ポートへ選択的に入力させるものである請求項２９の波長群光選択スイッチ。
  32. 前記光スイッチは、前記波長群光分波器を構成する前記第１アレイ導波路格子、前記第２アレイ導波路格子、および前記光接続路が設けられている前記共通の基板上に一体に設けられていることを特徴とする請求項２８乃至３１のいずれかの波長群光選択スイッチ。
  33. 前記光スイッチは、一方に光が入力される一対のアーム導波路と、該一対のアーム導波路の間に局部的に形成された方向性結合器と、該一対のアーム導波路の光路差を変化させる光路差変更器とを備え、該光路差変更器により光路差が変化させられたことに関連して、前記一対のアーム導波路の一方に入力された光が該一対のアーム導波路の他方から選択的に出力する基本光スイッチを、含むものである請求項２８乃至３２のいずれかの波長群光選択スイッチ。
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