JPH11202152A - 光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサを有する光学デバイス - Google Patents
光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサを有する光学デバイスInfo
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- JPH11202152A JPH11202152A JP10304355A JP30435598A JPH11202152A JP H11202152 A JPH11202152 A JP H11202152A JP 10304355 A JP10304355 A JP 10304355A JP 30435598 A JP30435598 A JP 30435598A JP H11202152 A JPH11202152 A JP H11202152A
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12016—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the input or output waveguides, e.g. tapered waveguide ends, coupled together pairs of output waveguides
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＤＷＤＭがＡＤＭの構成内でカスケード接続
されている場合に個々のパスバンドの伝送特性を改善す
ること。 【解決手段】 本発明の光学デバイスは、直列に接続さ
れた光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサとか
らなる。マルチプレクサの複数のパスバンドの中心波長
はディマルチプレクサのそれの中心波長に等しい。光学
デバイスの伝送特性は、対応するパスバンドのエッジを
互いに補いあう。ディマルチプレクサのパスバンドのエ
ッジにおいては、伝送ゲインは波長が中央波長から離れ
るにつれて減少するが、一方マルチプレクサの伝送ゲイ
ンはそれを補うように増加しその結果カスケード接続さ
れたディマルチプレクサ／マルチプレクサのパスバンド
は、個々のパスバンドのいずれよりもより平坦となる。
されている場合に個々のパスバンドの伝送特性を改善す
ること。 【解決手段】 本発明の光学デバイスは、直列に接続さ
れた光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサとか
らなる。マルチプレクサの複数のパスバンドの中心波長
はディマルチプレクサのそれの中心波長に等しい。光学
デバイスの伝送特性は、対応するパスバンドのエッジを
互いに補いあう。ディマルチプレクサのパスバンドのエ
ッジにおいては、伝送ゲインは波長が中央波長から離れ
るにつれて減少するが、一方マルチプレクサの伝送ゲイ
ンはそれを補うように増加しその結果カスケード接続さ
れたディマルチプレクサ／マルチプレクサのパスバンド
は、個々のパスバンドのいずれよりもより平坦となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、追加（付加）／取
り出し多重化機能を実行する光学デバイスに関し、特に
このような光学デバイスの伝送特性に関する。
り出し多重化機能を実行する光学デバイスに関し、特に
このような光学デバイスの伝送特性に関する。
【０００２】
【従来の技術】情報スーパーハイウェイは、膨大なバン
ド幅を提供できる光ファイバを主に採用している。例え
ば、光ファイバは８２０−１６００ｎｍの波長範囲に亘
って低い損失しか有さない。この波長領域は、１８０，
０００ＧＨｚのバンド幅を提供でき、このことは１本の
光ファイバが４５０億の音声チャネル（それぞれが４ｋ
Ｈｚとして）または３０００万のテレビチャネル（それ
ぞれが６ＭＨｚとして）を提供できることを意味する。
これらの数は、実際には到達できないような上限を表
し、これにより通信キャリアとして光学伝送を使用する
理由となる。
ド幅を提供できる光ファイバを主に採用している。例え
ば、光ファイバは８２０−１６００ｎｍの波長範囲に亘
って低い損失しか有さない。この波長領域は、１８０，
０００ＧＨｚのバンド幅を提供でき、このことは１本の
光ファイバが４５０億の音声チャネル（それぞれが４ｋ
Ｈｚとして）または３０００万のテレビチャネル（それ
ぞれが６ＭＨｚとして）を提供できることを意味する。
これらの数は、実際には到達できないような上限を表
し、これにより通信キャリアとして光学伝送を使用する
理由となる。
【０００３】しかしこの情報スーパーハイウェイを完全
に利用するためには、光ファイバのパスに沿って多数の
中間点において、個々の光学チャネル（あるいは光学チ
ャネル群）を挿入（付加・追加）したり、取り出したり
できる装置が必要である。このような機能を実行する装
置は、光学追加／取り出しマルチプレクサ（add/dropmu
ltiplexer−ＡＤＭ）としては知られておらず、そして
このＡＤＭはマルチプレクサと直列に接続されたディマ
ルチプレクサを含んでいる。ディマルチプレクサとマル
チプレクサの間に別の光学デバイスを用いて、チャネル
を追加したりあるいは取り出したりする。
に利用するためには、光ファイバのパスに沿って多数の
中間点において、個々の光学チャネル（あるいは光学チ
ャネル群）を挿入（付加・追加）したり、取り出したり
できる装置が必要である。このような機能を実行する装
置は、光学追加／取り出しマルチプレクサ（add/dropmu
ltiplexer−ＡＤＭ）としては知られておらず、そして
このＡＤＭはマルチプレクサと直列に接続されたディマ
ルチプレクサを含んでいる。ディマルチプレクサとマル
チプレクサの間に別の光学デバイスを用いて、チャネル
を追加したりあるいは取り出したりする。
【０００４】しかし、ＡＤＭは大きな光学ネットワーク
内でカスケード接続されるために、ディマルチプレクシ
ングとマルチプレクシングを受ける各チャネルの伝送特
性は狭くなる。この現象はこれらの受動型デバイスをカ
スケード接続することは、その個々の伝送機能を多重化
することと同じであるということを認識することにより
容易に理解できる。
内でカスケード接続されるために、ディマルチプレクシ
ングとマルチプレクシングを受ける各チャネルの伝送特
性は狭くなる。この現象はこれらの受動型デバイスをカ
スケード接続することは、その個々の伝送機能を多重化
することと同じであるということを認識することにより
容易に理解できる。
【０００５】例えば、ＡＤＭのあるチャネルの伝送特性
はそのパスバンドの中心で１．０の正規化された振幅を
有し、そのエッジで０．８の振幅を有すると仮定する
と、２個のＡＤＭを通過するチャネルの伝送特性は、そ
のパスバンドの中心部では１．０×１．０＝１．０で変
わりはないが、そのエッジでは、０．８×０．８＝０．
６４である。このようにして得られたパスバンドは、よ
り明白な中心ピークを有し、その結果各パスバンドの使
用可能なバンド幅が低減されてしまう。したがって、カ
スケード接続できるＡＤＭの数もまた制限されてしま
う。
はそのパスバンドの中心で１．０の正規化された振幅を
有し、そのエッジで０．８の振幅を有すると仮定する
と、２個のＡＤＭを通過するチャネルの伝送特性は、そ
のパスバンドの中心部では１．０×１．０＝１．０で変
わりはないが、そのエッジでは、０．８×０．８＝０．
６４である。このようにして得られたパスバンドは、よ
り明白な中心ピークを有し、その結果各パスバンドの使
用可能なバンド幅が低減されてしまう。したがって、カ
スケード接続できるＡＤＭの数もまた制限されてしま
う。
【０００６】光学マルチプレクシングとディマルチプレ
クシングは、光学グレーティング（即ち、複数の並列導
波路で各導波路は、隣接する導波路に対し所定量だけ長
さが異なる）により相互接続された一対のスターカプラ
によりしばしば実現される。このような相互接続された
スターカプラの例は、高密度波長分割マルチプレクサ
（Dense Wave Division Multiplexers−ＤＷＤＭ）とし
て公知で、これは米国特許第５，００２，３５０号と第
５，１３６，６７１号と第５，４１２，７４４号に開示
されている。
クシングは、光学グレーティング（即ち、複数の並列導
波路で各導波路は、隣接する導波路に対し所定量だけ長
さが異なる）により相互接続された一対のスターカプラ
によりしばしば実現される。このような相互接続された
スターカプラの例は、高密度波長分割マルチプレクサ
（Dense Wave Division Multiplexers−ＤＷＤＭ）とし
て公知で、これは米国特許第５，００２，３５０号と第
５，１３６，６７１号と第５，４１２，７４４号に開示
されている。
【０００７】光学伝送の一方の方向においては、ＤＷＤ
Ｍはマルチプレクサとして用いることができ複数の個々
の波長（λ1 ，λ2 ，…λn ）が１個のスターカプラの
別個の入力ポートに入射され他のスターカプラの１個の
出力ポートから放射される。光学伝送の反対方向におい
ては、ＤＷＤＭはディマルチプレクサとして用いること
ができ、複数の異なる波長が一方のスターカプラの１個
のポートに入射され、他方のスターカプラの複数のポー
トにそれぞれの波長に応じて放射される。そのためＡＤ
Ｍは、バックートゥーバックに接続された２個のＤＷＤ
Ｍを用いて構築できる。
Ｍはマルチプレクサとして用いることができ複数の個々
の波長（λ1 ，λ2 ，…λn ）が１個のスターカプラの
別個の入力ポートに入射され他のスターカプラの１個の
出力ポートから放射される。光学伝送の反対方向におい
ては、ＤＷＤＭはディマルチプレクサとして用いること
ができ、複数の異なる波長が一方のスターカプラの１個
のポートに入射され、他方のスターカプラの複数のポー
トにそれぞれの波長に応じて放射される。そのためＡＤ
Ｍは、バックートゥーバックに接続された２個のＤＷＤ
Ｍを用いて構築できる。
【０００８】ＤＷＤＭのパスバンドを広くかつ平坦に構
成する技術は公知である。例えば、米国特許第５，４１
２，７４４号は、ＤＷＤＭの入力点または出力点で隣接
する導波路を結合することにより、広く平坦なパスバン
ドを達成している。本発明者らの米国特許出願第０８／
６８２，４５３号においては、同一のＤＷＤＭ内に複数
のパワースプリッタを搭載することにより、広くかつ平
坦なパスバンドを達成している。
成する技術は公知である。例えば、米国特許第５，４１
２，７４４号は、ＤＷＤＭの入力点または出力点で隣接
する導波路を結合することにより、広く平坦なパスバン
ドを達成している。本発明者らの米国特許出願第０８／
６８２，４５３号においては、同一のＤＷＤＭ内に複数
のパワースプリッタを搭載することにより、広くかつ平
坦なパスバンドを達成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、このようなＤＷＤＭがＡＤＭの構成内でカスケー
ド接続されている場合には、個々のパスバンドの伝送特
性をさらに改善することである。
的は、このようなＤＷＤＭがＡＤＭの構成内でカスケー
ド接続されている場合には、個々のパスバンドの伝送特
性をさらに改善することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光学デバイス
は、直列に接続された光学マルチプレクサと光学ディマ
ルチプレクサとからなる。光学マルチプレクサと光学デ
ィマルチプレクサは、それぞれ複数のパスバンドを有
し、マルチプレクサのパスバンドの中心波長は、ディマ
ルチプレクサのパスバンドの中心波長にほぼ等しい。光
学デバイスの伝送特性は、対応するパスバンドのエッジ
を互いに補いながら（言い換えると中心をずらしなが
ら）構成することにより改善される。
は、直列に接続された光学マルチプレクサと光学ディマ
ルチプレクサとからなる。光学マルチプレクサと光学デ
ィマルチプレクサは、それぞれ複数のパスバンドを有
し、マルチプレクサのパスバンドの中心波長は、ディマ
ルチプレクサのパスバンドの中心波長にほぼ等しい。光
学デバイスの伝送特性は、対応するパスバンドのエッジ
を互いに補いながら（言い換えると中心をずらしなが
ら）構成することにより改善される。
【００１１】本発明の一実施例によれば、ディマルチプ
レクサのパスバンドは、対応するマルチプレクサのパス
バンドよりも狭いバンド幅を有する。例えば、伝送ゲイ
ンはパスバンドのエッジ間（例、ゲインが中央波長のゲ
インよりも２ｄＢ下の場所の波長間）で測定される。デ
ィマルチプレクサのパスバンドのエッジにおいては、伝
送ゲインは波長が中央波長から離れるにつれて減少する
が、一方マルチプレクサの伝送ゲインは、それを補うよ
うに増加し、その結果カスケード接続されたディマルチ
プレクサ／マルチプレクサのパスバンドは、個々のパス
バンドのいずれよりもより平坦となる。
レクサのパスバンドは、対応するマルチプレクサのパス
バンドよりも狭いバンド幅を有する。例えば、伝送ゲイ
ンはパスバンドのエッジ間（例、ゲインが中央波長のゲ
インよりも２ｄＢ下の場所の波長間）で測定される。デ
ィマルチプレクサのパスバンドのエッジにおいては、伝
送ゲインは波長が中央波長から離れるにつれて減少する
が、一方マルチプレクサの伝送ゲインは、それを補うよ
うに増加し、その結果カスケード接続されたディマルチ
プレクサ／マルチプレクサのパスバンドは、個々のパス
バンドのいずれよりもより平坦となる。
【００１２】本発明の利点は、情報のある波長が伝送パ
スに追加されたり、あるいは取り出されたりするよう
な、複数の物理的に分離した場所を含む光学伝送パスを
介して動作するような波長分割多重化システムで最も顕
著である。
スに追加されたり、あるいは取り出されたりするよう
な、複数の物理的に分離した場所を含む光学伝送パスを
介して動作するような波長分割多重化システムで最も顕
著である。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、平面型導波路に関連し
この構造は多くの文献に記載されている。最も最新でか
つ技術的に進んだ平面型導波路は、シリコン光学ベンチ
（silicon optical bench −ＳｉＯＢ）技術を用いて形
成されたドープトシリカ製の導波路である。このドープ
トシリカ製の導波路は通常一般的に用いられているが、
その理由は低コスト，低挿入損失，低複屈折，高い安定
性と光ファイバへの良好な結合性等の利点を有するため
である。さらにまたこの導波路の製造プロセスは、大量
生産に適したシリコン製の集積回路技術と適合性があ
る。
この構造は多くの文献に記載されている。最も最新でか
つ技術的に進んだ平面型導波路は、シリコン光学ベンチ
（silicon optical bench −ＳｉＯＢ）技術を用いて形
成されたドープトシリカ製の導波路である。このドープ
トシリカ製の導波路は通常一般的に用いられているが、
その理由は低コスト，低挿入損失，低複屈折，高い安定
性と光ファイバへの良好な結合性等の利点を有するため
である。さらにまたこの導波路の製造プロセスは、大量
生産に適したシリコン製の集積回路技術と適合性があ
る。
【００１４】一般的にドープトシリカ製の導波路は、シ
リコンまたはシリカ製の基板上に低屈折率のシリカの下
部クラッド層を堆積することにより形成される。その後
高屈折率のドープトシリカの層（即ちコア層）をこの下
部クラッド層の上に堆積させる。その後このコア層をパ
ターン化して集積回路の形成と類似の光リソグラフ技術
を用いて光学回路により必要とされる構造に加工する。
リコンまたはシリカ製の基板上に低屈折率のシリカの下
部クラッド層を堆積することにより形成される。その後
高屈折率のドープトシリカの層（即ちコア層）をこの下
部クラッド層の上に堆積させる。その後このコア層をパ
ターン化して集積回路の形成と類似の光リソグラフ技術
を用いて光学回路により必要とされる構造に加工する。
【００１５】最後に上部クラッド層をパターン化された
導波路コアを覆うように堆積する。この技術は、Silica
-based optical integrated circuits（Y. P. Li と C.
H.Henry 著）Vol. 143, No. 5, IEE Proceedings on O
ptoelectronics, pages 263-280 (October 1996) に開
示されている。
導波路コアを覆うように堆積する。この技術は、Silica
-based optical integrated circuits（Y. P. Li と C.
H.Henry 著）Vol. 143, No. 5, IEE Proceedings on O
ptoelectronics, pages 263-280 (October 1996) に開
示されている。
【００１６】図１は、異なる公称波長（λ1 ，…λ16）
で動作する１６個のチャネルにサービスする付加（追
加）／取り出しマルチプレクサ１００を示す。これらの
チャネルは、他のチャネルと例えば０．８ｎｍのスペー
スを空けて隣接している。これらのチャネルは、例えば
１５５０ｎｍの範囲内にある。導波路１０１上の来入チ
ャネルは、添え字「Ａ」でもって示され、このロケーシ
ョンで追加されるチャネルには添え字「Ｂ」を付与す
る。
で動作する１６個のチャネルにサービスする付加（追
加）／取り出しマルチプレクサ１００を示す。これらの
チャネルは、他のチャネルと例えば０．８ｎｍのスペー
スを空けて隣接している。これらのチャネルは、例えば
１５５０ｎｍの範囲内にある。導波路１０１上の来入チ
ャネルは、添え字「Ａ」でもって示され、このロケーシ
ョンで追加されるチャネルには添え字「Ｂ」を付与す
る。
【００１７】ディマルチプレクサ２００は、導波路１０
１上の多重化光学信号をその要素チャネルに分離し、出
力リード２０１−２１６上に出力する。一方、マルチプ
レクサ３００は、入力リード３０１−３１６への入力チ
ャネルを合成出力チャネルに結合して導波路４０１上に
伝送する。
１上の多重化光学信号をその要素チャネルに分離し、出
力リード２０１−２１６上に出力する。一方、マルチプ
レクサ３００は、入力リード３０１−３１６への入力チ
ャネルを合成出力チャネルに結合して導波路４０１上に
伝送する。
【００１８】従来の２×２の光学導波路スイッチ１１を
用いて、チャネルλ1Aを取り出し、あるいはチャネルλ
1Bを追加する。チャネルλ1A，λ1Bは、同一の公称波長
（即ち、λ1）で動作するが、異なる情報を搬送する。
同様に光学導波路スイッチ１２は、入力チャネルλ15A
，λ15B を２つの異なる方向に向けて配送して、追加
／取り出し機能を与える。チャネルは必ずしも他のチャ
ネルを追加することなし取り出すこともできる。本発明
においては、電子機械的スイッチングを用いて、オン／
オフのスイッチングを行っている。しかし、他のスイッ
チング技術も公知である、例えば米国特許第５，５０
２，７８１号を参照のこと。
用いて、チャネルλ1Aを取り出し、あるいはチャネルλ
1Bを追加する。チャネルλ1A，λ1Bは、同一の公称波長
（即ち、λ1）で動作するが、異なる情報を搬送する。
同様に光学導波路スイッチ１２は、入力チャネルλ15A
，λ15B を２つの異なる方向に向けて配送して、追加
／取り出し機能を与える。チャネルは必ずしも他のチャ
ネルを追加することなし取り出すこともできる。本発明
においては、電子機械的スイッチングを用いて、オン／
オフのスイッチングを行っている。しかし、他のスイッ
チング技術も公知である、例えば米国特許第５，５０
２，７８１号を参照のこと。
【００１９】光学スイッチ１１は、入力ポートと出力ポ
ートとの間に３本のパス（Ａ，Ｂ，Ｃ）を示す。パスＡ
は、入力光学信号λ1Bが追加されるべきときにイネーブ
ルされ、パスＢは、入力光学信号λ1AがＡＤＭ１００を
通して遠方のロケーションに継続して送信される場合に
イネーブルされる。パスＣは、入力光学信号λ1AがＡＤ
Ｍ１００から取り出されるときにイネーブルされる。パ
スＡとパスＢは同時に両方ともイネーブルされることは
ない。光学スイッチは、最大のフレキシビリティとコス
トの理由で各チャネルに関連しているかあるいはあるチ
ャネルのみに関連している。
ートとの間に３本のパス（Ａ，Ｂ，Ｃ）を示す。パスＡ
は、入力光学信号λ1Bが追加されるべきときにイネーブ
ルされ、パスＢは、入力光学信号λ1AがＡＤＭ１００を
通して遠方のロケーションに継続して送信される場合に
イネーブルされる。パスＣは、入力光学信号λ1AがＡＤ
Ｍ１００から取り出されるときにイネーブルされる。パ
スＡとパスＢは同時に両方ともイネーブルされることは
ない。光学スイッチは、最大のフレキシビリティとコス
トの理由で各チャネルに関連しているかあるいはあるチ
ャネルのみに関連している。
【００２０】光学ディマルチプレクサ 光学ディマルチプレクサは、プリズムのような働きを
し、入力点における白色光のビームを出力点でその様々
な色に分離する。しかし、光学ディマルチプレクサにお
いては、入力光ビームは１個の入力導波路において、あ
る限られた数の色（λ1 ，λ2 ，…λn ）を有し、各色
はｎ個の出力導波路うちの特定の出力に正確に向けられ
る。このようなディマルチプレクサを図２Ａに示すが、
より完全な構成は、米国特許第５，１３６，６７１号に
開示されている。
し、入力点における白色光のビームを出力点でその様々
な色に分離する。しかし、光学ディマルチプレクサにお
いては、入力光ビームは１個の入力導波路において、あ
る限られた数の色（λ1 ，λ2 ，…λn ）を有し、各色
はｎ個の出力導波路うちの特定の出力に正確に向けられ
る。このようなディマルチプレクサを図２Ａに示すが、
より完全な構成は、米国特許第５，１３６，６７１号に
開示されている。
【００２１】ディマルチプレクサ２００は、一対のスタ
ーカプラ１，２を有し、それらは回析グレーティング２
５０により相互接続されている。この回析グレーティン
グ２５０は、複数の長さの異なる光学導波路から構成さ
れる。回析グレーティング２５０内の各導波路の長さ
は、グレーティング内の他の全ての導波路の長さとはそ
れぞれ異なる量だけ異なり、その結果同一の光学信号
は、グレーティングの出力端に到達するときには、異な
る量だけ位相がシフトしている。
ーカプラ１，２を有し、それらは回析グレーティング２
５０により相互接続されている。この回析グレーティン
グ２５０は、複数の長さの異なる光学導波路から構成さ
れる。回析グレーティング２５０内の各導波路の長さ
は、グレーティング内の他の全ての導波路の長さとはそ
れぞれ異なる量だけ異なり、その結果同一の光学信号
は、グレーティングの出力端に到達するときには、異な
る量だけ位相がシフトしている。
【００２２】スターカプラは、いずれかの入力からの光
波をいかなる波長も全ての出力点に結合する。スターカ
プラは、受動型光学ネットワークの基本的な交差接続要
素として広く用いられている。理想的にはある入力点か
らの光学パワーは、パワー損失なしに全ての出力点に均
等に分割され、その結果各出力点は入力パワーの等しい
率だけ受領する。スターカプラ１は、誘電体製スラブ１
２０を有し、この誘電体製スラブ１２０は２個の湾曲境
界１ａ，１ｂを有する自由空間領域を含む。
波をいかなる波長も全ての出力点に結合する。スターカ
プラは、受動型光学ネットワークの基本的な交差接続要
素として広く用いられている。理想的にはある入力点か
らの光学パワーは、パワー損失なしに全ての出力点に均
等に分割され、その結果各出力点は入力パワーの等しい
率だけ受領する。スターカプラ１は、誘電体製スラブ１
２０を有し、この誘電体製スラブ１２０は２個の湾曲境
界１ａ，１ｂを有する自由空間領域を含む。
【００２３】スターカプラ１におけるパワー伝送は、入
力導波路と出力導波路間の誘電体製スラブ１２０内の放
射により達成される。パワースプリッタ１０２は入力導
波路１０１に接続され、その目的は図２Ｂに示すような
個々のパスバンド伝送特性を整形することにある。パワ
ースプリッタ１０２は、従来のＹ型ブランチスプリッタ
として示されているが、このパワースプリット機能は以
下に示すような他の技術により達成することもできる。
力導波路と出力導波路間の誘電体製スラブ１２０内の放
射により達成される。パワースプリッタ１０２は入力導
波路１０１に接続され、その目的は図２Ｂに示すような
個々のパスバンド伝送特性を整形することにある。パワ
ースプリッタ１０２は、従来のＹ型ブランチスプリッタ
として示されているが、このパワースプリット機能は以
下に示すような他の技術により達成することもできる。
【００２４】・ 誘電体製スラブが２つの焦点を有する
よう整形することにより、パワースプリット機能は達成
できる。このようなデバイスは、D. Troucher et al.著
の Technical Digest of the 1997 Optical Fiber Conf
erence at pages 302-303 に報告されている。
よう整形することにより、パワースプリット機能は達成
できる。このようなデバイスは、D. Troucher et al.著
の Technical Digest of the 1997 Optical Fiber Conf
erence at pages 302-303 に報告されている。
【００２５】・ 回析グレーティング２５０（図２Ａを
参照）の導波路は、長さ（ｌi） により少なくとも２つ
のグループにグループ分けされ、パワースプリッタを構
成する。第１のグループは、第１の所定の長さ（Δｌ
1） の倍数だけ互いに異なり、第２グループの導波路は
第２の所定の長さ（Δｌ2） の倍数だけ互いに異なる。
ここでΔｌ1≠Δｌ2である。このようなパワースプリッ
タの構成の詳細は、本発明者らによる米国特許出願第０
８／８４１０２１号に開示されている。
参照）の導波路は、長さ（ｌi） により少なくとも２つ
のグループにグループ分けされ、パワースプリッタを構
成する。第１のグループは、第１の所定の長さ（Δｌ
1） の倍数だけ互いに異なり、第２グループの導波路は
第２の所定の長さ（Δｌ2） の倍数だけ互いに異なる。
ここでΔｌ1≠Δｌ2である。このようなパワースプリッ
タの構成の詳細は、本発明者らによる米国特許出願第０
８／８４１０２１号に開示されている。
【００２６】スターカプラ２は誘電体製スラブ２２０を
有し、この誘電体製スラブ２２０は２つの湾曲境界２
ａ，２ｂを有する自由空間領域を含む。スターカプラ２
内のパワー伝送は、入力導波路と出力導波路の間の誘電
体製スラブ２２０内の放射により行われる。回析グレー
ティング２５０の導波路は、スターカプラ２の湾曲境界
２ａの沿って均一に分布しており、かつ湾曲境界２ｂ上
にある焦点方向に向けられている。スターカプラ１と同
様スターカプラ２は、誘電体製スラブ２２０を有し、こ
の誘電体製スラブ２２０が２つの湾曲境界２ａ，２ｂを
有する自由空間領域を形成する。出力導波路２０１−２
１６は、湾曲境界２ｂに沿ってほぼ均等に分布して自由
空間領域の誘電体製スラブ２２０に接続されている。
有し、この誘電体製スラブ２２０は２つの湾曲境界２
ａ，２ｂを有する自由空間領域を含む。スターカプラ２
内のパワー伝送は、入力導波路と出力導波路の間の誘電
体製スラブ２２０内の放射により行われる。回析グレー
ティング２５０の導波路は、スターカプラ２の湾曲境界
２ａの沿って均一に分布しており、かつ湾曲境界２ｂ上
にある焦点方向に向けられている。スターカプラ１と同
様スターカプラ２は、誘電体製スラブ２２０を有し、こ
の誘電体製スラブ２２０が２つの湾曲境界２ａ，２ｂを
有する自由空間領域を形成する。出力導波路２０１−２
１６は、湾曲境界２ｂに沿ってほぼ均等に分布して自由
空間領域の誘電体製スラブ２２０に接続されている。
【００２７】図２Ｂにおいて、同図はディマルチプレク
サパスバンド２０を形成するガウス分布形状パスバンド
２０ａ，２０ｂの組み合わせ状態を示す。ガウス分布形
状パスバンド２０ａは、図２Ａのパワースプリッタ１０
２の複数の出力レグ（脚）のうちの１本の出力レグの伝
送特性を示し、一方ガウス分布形状パスバンド２０ｂ
は、パワースプリッタ１０２の他の出力レグの伝送特性
を示す。
サパスバンド２０を形成するガウス分布形状パスバンド
２０ａ，２０ｂの組み合わせ状態を示す。ガウス分布形
状パスバンド２０ａは、図２Ａのパワースプリッタ１０
２の複数の出力レグ（脚）のうちの１本の出力レグの伝
送特性を示し、一方ガウス分布形状パスバンド２０ｂ
は、パワースプリッタ１０２の他の出力レグの伝送特性
を示す。
【００２８】複数のガウス分布形状パスバンドを組み合
わせると、隣接するパスバンド間の波長分離距離がその
バンド幅に等しい場合には、「最大限に平坦な」形状
（パスバンドの中心波長におけるパワーが３ｄＢ低い場
所の波長で測った距離）を形成することが知られてい
る。このような状況においては、隣接するパスバンドの
中心波長の間の正規化された距離Ｓは、１．００と定義
できる。
わせると、隣接するパスバンド間の波長分離距離がその
バンド幅に等しい場合には、「最大限に平坦な」形状
（パスバンドの中心波長におけるパワーが３ｄＢ低い場
所の波長で測った距離）を形成することが知られてい
る。このような状況においては、隣接するパスバンドの
中心波長の間の正規化された距離Ｓは、１．００と定義
できる。
【００２９】意外なことにこのような「最大限に平坦
な」形状は、それ自身が組合わさってＡＤＭに対し、最
も幅の広い全体的パスバンド形状を生成することはな
い。実際にもまたマルチプレクサとディマルチプレクサ
のパスバンドは、相補的な形状をしていること（即ち、
１つのパスバンドの伝送ゲインは、バンドエッジの波長
が中心波長から離れるにしたがってある比率で減少し、
一方他のパスバンドの伝送ゲインは、それらの波長にお
いて同一の比率で増加する）が見いだされた。
な」形状は、それ自身が組合わさってＡＤＭに対し、最
も幅の広い全体的パスバンド形状を生成することはな
い。実際にもまたマルチプレクサとディマルチプレクサ
のパスバンドは、相補的な形状をしていること（即ち、
１つのパスバンドの伝送ゲインは、バンドエッジの波長
が中心波長から離れるにしたがってある比率で減少し、
一方他のパスバンドの伝送ゲインは、それらの波長にお
いて同一の比率で増加する）が見いだされた。
【００３０】図２Ｂにおいて、ガウス分布形状パスバン
ド２０ａ，２０ｂの中心波長間の正規化された分離距離
Ｓd は、ディマルチプレクサ２００に対しては０．９５
となる。これはその２ｄＢのバンド幅Ｂd （バンドエッ
ジの波長λd1，λd2の間）が約６０ＧＨｚ（０．４８ｎ
ｍ）であり、その上部がほぼ丸くなったディマルチプレ
クサ用の合成パスバンド２０を形成する。
ド２０ａ，２０ｂの中心波長間の正規化された分離距離
Ｓd は、ディマルチプレクサ２００に対しては０．９５
となる。これはその２ｄＢのバンド幅Ｂd （バンドエッ
ジの波長λd1，λd2の間）が約６０ＧＨｚ（０．４８ｎ
ｍ）であり、その上部がほぼ丸くなったディマルチプレ
クサ用の合成パスバンド２０を形成する。
【００３１】本発明の実施例においては、パスバンド２
０は２つのガウス分布形状パスバンド２０ａ，２０ｂの
合成である。しかし、パスバンド２０に対しては他の形
状例えば３個の以上のガウス分布形状のパスバンドによ
り形成されたものも用いることができる。ディマルチプ
レクサのパスバンド２０の中心波長は、λc で示してい
る。光学マルチプレクサの以下の議論においては、同一
の中心波長λc を用いて同一の中心波長を有するディマ
ルチプレクサと、マルチプレクサの対応するパスバンド
を表すものとする。
０は２つのガウス分布形状パスバンド２０ａ，２０ｂの
合成である。しかし、パスバンド２０に対しては他の形
状例えば３個の以上のガウス分布形状のパスバンドによ
り形成されたものも用いることができる。ディマルチプ
レクサのパスバンド２０の中心波長は、λc で示してい
る。光学マルチプレクサの以下の議論においては、同一
の中心波長λc を用いて同一の中心波長を有するディマ
ルチプレクサと、マルチプレクサの対応するパスバンド
を表すものとする。
【００３２】高密度波長分割マルチプレクサ 高密度波長分割マルチプレクサ（ＤＷＤＭ）の原理を以
下に説明する。入力導波路からの光波は、入力スターカ
プラによりグレーティング導波路に入力される。このグ
レーティング領域に差分位相シフトがない場合には、出
力スターカプラ内を伝播する光波は、入力スターカプラ
内に逆方向に伝播したかのように現れる。入力導波路
は、このため出力スラブと出力導波路間のインタフェー
スで映される（imaged）。この映された入力導波路は、
出力導波路の１つに当接結合される。
下に説明する。入力導波路からの光波は、入力スターカ
プラによりグレーティング導波路に入力される。このグ
レーティング領域に差分位相シフトがない場合には、出
力スターカプラ内を伝播する光波は、入力スターカプラ
内に逆方向に伝播したかのように現れる。入力導波路
は、このため出力スラブと出力導波路間のインタフェー
スで映される（imaged）。この映された入力導波路は、
出力導波路の１つに当接結合される。
【００３３】導波路グレーティング内の長さの線形差
が、グレーティング導波路の光波のウェーブフロントの
波長依存性の傾斜となり、かくして入力導波路イメージ
を波長依存性の波長に応じた位置にシフトさせる。波長
が変化すると、入力導波路イメージは、スイープして異
なる出力導波路に光を結合する。この詳細な説明は、前
掲の論文Silica-based optical integrated circuitsの
ページ２７４−２７６を参照されたい。
が、グレーティング導波路の光波のウェーブフロントの
波長依存性の傾斜となり、かくして入力導波路イメージ
を波長依存性の波長に応じた位置にシフトさせる。波長
が変化すると、入力導波路イメージは、スイープして異
なる出力導波路に光を結合する。この詳細な説明は、前
掲の論文Silica-based optical integrated circuitsの
ページ２７４−２７６を参照されたい。
【００３４】本発明のこの実施例においては、ディマル
チプレクサ２００はＤＷＤＭであり、これは一伝送方向
ではディマルチプレクシング（分離化の機能）を実行
し、他の伝送方向ではマルチプレクシング（多重化の機
能）を実行する。そのため光学マルチプレクサの議論
は、ＤＷＤＭの部分を既に議論したために割愛する。
チプレクサ２００はＤＷＤＭであり、これは一伝送方向
ではディマルチプレクシング（分離化の機能）を実行
し、他の伝送方向ではマルチプレクシング（多重化の機
能）を実行する。そのため光学マルチプレクサの議論
は、ＤＷＤＭの部分を既に議論したために割愛する。
【００３５】光学マルチプレクサ 図３Ａは、左から右に信号が伝播する際に多重化の機能
を実行するＤＷＤＭを示す。中心波長が（λ1，λ2，…
λ16）の複数の光学チャネルがスターカプラ３の入力導
波路３０１−３１６の上に個々に現れ、これがスターカ
プラ４に複数の導波路３５０を介して接続される。これ
らの導波路３５０が回析グレーティングを形成し、個々
の入力チャネルをパワースプリッタ４０２の上に焦点整
合させ、このパワースプリッタ４０２がこれらのチャネ
ルを１本の出力導波路４０１の上に組み合わせる。前に
議論したように、各スターカプラ３，４はそれぞれ誘電
体製スラブ３２０，４２０を有し、これらはそれぞれ３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの対向する側に沿って配置された
入力導波路と出力導波路とを有する。
を実行するＤＷＤＭを示す。中心波長が（λ1，λ2，…
λ16）の複数の光学チャネルがスターカプラ３の入力導
波路３０１−３１６の上に個々に現れ、これがスターカ
プラ４に複数の導波路３５０を介して接続される。これ
らの導波路３５０が回析グレーティングを形成し、個々
の入力チャネルをパワースプリッタ４０２の上に焦点整
合させ、このパワースプリッタ４０２がこれらのチャネ
ルを１本の出力導波路４０１の上に組み合わせる。前に
議論したように、各スターカプラ３，４はそれぞれ誘電
体製スラブ３２０，４２０を有し、これらはそれぞれ３
ａ，３ｂ，４ａ，４ｂの対向する側に沿って配置された
入力導波路と出力導波路とを有する。
【００３６】図３Ｂにおいて、同図は、ガウス分布形状
パスバンド３０ａ，３０ｂを組み合わせたものがマルチ
プレクサの全体パスバンド３０を形成する状態を示す。
ガウス分布形状パスバンド３０ａは、図３Ａのパワース
プリッタ４０２の複数の出力レグの１本のレグの伝送特
性を表し、ガウス分布形状パスバンド３０ｂはパワース
プリッタ４０２の他の出力レグの伝送特性を表す。前に
議論したようにパワースプリッタ４０２は、従来のＹ型
ブランチスプリッタとして示しているが、同一の結果を
達成する他の技術を用いてパワースプリット機能を実行
してもよい。この所望の結果とは、マルチプレクサのパ
スバンドの伝送特性の特定の形状を意味する。
パスバンド３０ａ，３０ｂを組み合わせたものがマルチ
プレクサの全体パスバンド３０を形成する状態を示す。
ガウス分布形状パスバンド３０ａは、図３Ａのパワース
プリッタ４０２の複数の出力レグの１本のレグの伝送特
性を表し、ガウス分布形状パスバンド３０ｂはパワース
プリッタ４０２の他の出力レグの伝送特性を表す。前に
議論したようにパワースプリッタ４０２は、従来のＹ型
ブランチスプリッタとして示しているが、同一の結果を
達成する他の技術を用いてパワースプリット機能を実行
してもよい。この所望の結果とは、マルチプレクサのパ
スバンドの伝送特性の特定の形状を意味する。
【００３７】図３Ｂにおいて、ガウス分布形状パスバン
ド３０ａ，３０ｂの中心波長間の正規化された分離距離
Ｓm は、ディマルチプレクサ２００に対しては１．４と
なる。これはその２ｄＢのバンド幅Ｂm （バンドエッジ
の波長λd1，λd2の間）が約１１０ＧＨｚ（１．０６ｎ
ｍ）であり、その上部がラクダのこぶ状のほぼ丸くなっ
たディマルチプレクサ用の合成パスバンド３０を形成す
る。
ド３０ａ，３０ｂの中心波長間の正規化された分離距離
Ｓm は、ディマルチプレクサ２００に対しては１．４と
なる。これはその２ｄＢのバンド幅Ｂm （バンドエッジ
の波長λd1，λd2の間）が約１１０ＧＨｚ（１．０６ｎ
ｍ）であり、その上部がラクダのこぶ状のほぼ丸くなっ
たディマルチプレクサ用の合成パスバンド３０を形成す
る。
【００３８】本発明の実施例においては、パスバンド２
０は２つのガウス分布形状パスバンド２０ａ，２０ｂの
合成である。しかし、パスバンド２０に対しては他の形
状例えば３個の以上のガウス分布形状のパスバンドによ
り形成されたものも用いることができる。ディマルチプ
レクサのパスバンド２０の中心波長は、λc で示してい
る。光学マルチプレクサの以下の議論においては、同一
の中心波長λc を用いて同一の中心波長を有するディマ
ルチプレクサと、マルチプレクサの対応するパスバンド
を表すものとする。
０は２つのガウス分布形状パスバンド２０ａ，２０ｂの
合成である。しかし、パスバンド２０に対しては他の形
状例えば３個の以上のガウス分布形状のパスバンドによ
り形成されたものも用いることができる。ディマルチプ
レクサのパスバンド２０の中心波長は、λc で示してい
る。光学マルチプレクサの以下の議論においては、同一
の中心波長λc を用いて同一の中心波長を有するディマ
ルチプレクサと、マルチプレクサの対応するパスバンド
を表すものとする。
【００３９】図４は図１のＡＤＭ１００のある部分の拡
大図である。スプリッタ１０２と４０２の寸法が異なる
点に注目されたい。ＡＤＭ１００を通過した各チャネル
の伝送特性は、入力導波路モードフィールドと出力導波
路モードフィールドの数学的畳み込み（mathematical c
onvolution）に関連している。図４に示すように、スプ
リッタ１０２は一対の導波路を有し、その導波路の幅は
ｗ1 で、それらの幅は距離ｃ1 で分離しており、両方と
も導波路はスターカプラ１の境界１ａに入っている。一
方、スプリッタ４０２は一対の導波路を有し、その導波
路の幅はｗ2 で、それらの幅は距離ｃ2 で分離してお
り、両方とも導波路は４の境界４ｂに入っている。
大図である。スプリッタ１０２と４０２の寸法が異なる
点に注目されたい。ＡＤＭ１００を通過した各チャネル
の伝送特性は、入力導波路モードフィールドと出力導波
路モードフィールドの数学的畳み込み（mathematical c
onvolution）に関連している。図４に示すように、スプ
リッタ１０２は一対の導波路を有し、その導波路の幅は
ｗ1 で、それらの幅は距離ｃ1 で分離しており、両方と
も導波路はスターカプラ１の境界１ａに入っている。一
方、スプリッタ４０２は一対の導波路を有し、その導波
路の幅はｗ2 で、それらの幅は距離ｃ2 で分離してお
り、両方とも導波路は４の境界４ｂに入っている。
【００４０】この一実施例においては、以下の寸法が用
いられた。ｃ1 ＝１０μｍ，ｃ2 ＝１６μｍ，ｗ1 ＝
５．７５μｍ，ｗ2 ＝８．２５μｍで、周期スペースは
２６．４μｍである。この周期スペースは、導波路２０
１−２１６と導波路３０１−３１６の間の中心間距離を
意味する（図２Ａ，３Ａを参照のこと）。この実施例に
おいては、スターカプラ１のＹ型ブランチは、スターカ
プラ４のＹ型ブランチよりも狭い。
いられた。ｃ1 ＝１０μｍ，ｃ2 ＝１６μｍ，ｗ1 ＝
５．７５μｍ，ｗ2 ＝８．２５μｍで、周期スペースは
２６．４μｍである。この周期スペースは、導波路２０
１−２１６と導波路３０１−３１６の間の中心間距離を
意味する（図２Ａ，３Ａを参照のこと）。この実施例に
おいては、スターカプラ１のＹ型ブランチは、スターカ
プラ４のＹ型ブランチよりも狭い。
【００４１】しかし、直列接続されたディマルチプレク
サとマルチプレクサの合成伝送特性は、Ｙ型ブランチス
プリッタ１０２，４０２の導波路形状の数学的畳み込み
である、但しこれらは、誘電体製スラブ１２０と４２０
にそれぞれインタフェースしている。またこの畳み込み
は、交換可能（即ち、ａｂ＝ｂａ）であるため、等価な
性能がスターカプラ１のＹ型ブランチがスターカプラ４
のＹ型ブランチよりも広い場合には達成でき、実際本発
明の場合にもそれが適用できる。
サとマルチプレクサの合成伝送特性は、Ｙ型ブランチス
プリッタ１０２，４０２の導波路形状の数学的畳み込み
である、但しこれらは、誘電体製スラブ１２０と４２０
にそれぞれインタフェースしている。またこの畳み込み
は、交換可能（即ち、ａｂ＝ｂａ）であるため、等価な
性能がスターカプラ１のＹ型ブランチがスターカプラ４
のＹ型ブランチよりも広い場合には達成でき、実際本発
明の場合にもそれが適用できる。
【００４２】したがって、本発明のＡＤＭは、広いパス
バンドを有するディマルチプレクサと狭いパスバンドを
有するマルチプレクサでもって構成できる。重要な点
は、広いパスバンドは狭いパスバンドの伝送特性と組合
わさった特性を有し、それにより狭いパスバンドのバン
ド幅よりも広いバンド幅を有する合成パスバンドを生成
できる（その結果、狭いパスバンドのバンド幅領域が相
補う形状となる）。
バンドを有するディマルチプレクサと狭いパスバンドを
有するマルチプレクサでもって構成できる。重要な点
は、広いパスバンドは狭いパスバンドの伝送特性と組合
わさった特性を有し、それにより狭いパスバンドのバン
ド幅よりも広いバンド幅を有する合成パスバンドを生成
できる（その結果、狭いパスバンドのバンド幅領域が相
補う形状となる）。
【００４３】図５は光学マルチプレクサとディマルチプ
レクサのそれぞれのパスバンドの伝送特性を表す。本発
明の一実施例においては、パスバンド２０はディマルチ
プレクサ２００の伝送特性であり、パスバンド３０はマ
ルチプレクサ３００の伝送特性である。パスバンド２１
はいわゆる「最大限に平坦化」された伝送特性であり、
前に議論したように、その波長分離幅がそれらのバンド
幅に等しいような一対の隣接するガウス分布形状パスバ
ンドを組み合わせることにより形成される（パスバンド
の中心波長におけるパワーよりも３ｄＢ下がった位置の
パワーの波長間で測定した）。
レクサのそれぞれのパスバンドの伝送特性を表す。本発
明の一実施例においては、パスバンド２０はディマルチ
プレクサ２００の伝送特性であり、パスバンド３０はマ
ルチプレクサ３００の伝送特性である。パスバンド２１
はいわゆる「最大限に平坦化」された伝送特性であり、
前に議論したように、その波長分離幅がそれらのバンド
幅に等しいような一対の隣接するガウス分布形状パスバ
ンドを組み合わせることにより形成される（パスバンド
の中心波長におけるパワーよりも３ｄＢ下がった位置の
パワーの波長間で測定した）。
【００４４】別の見方をすると、これら全てのパスバン
ド２０，２１，３０は、２つのガウス分布カーブの組み
合わせた結果であるが、異なった正規化された分離距離
（Ｓ）を有する。カーブ２１は、Ｓ＝１を達成した「最
大限に平坦な」カーブであり、カーブ２０は、Ｓ＜１．
００（ここでは、Ｓ＝０．９５）の時に発生した中心波
長λc の領域で若干丸くなったものである。そしてカー
ブ３０は、Ｓ＞１．００（ここでは、Ｓ＝１．４０）の
時に発生した中心波長領域の若干押し込められた形状を
している。
ド２０，２１，３０は、２つのガウス分布カーブの組み
合わせた結果であるが、異なった正規化された分離距離
（Ｓ）を有する。カーブ２１は、Ｓ＝１を達成した「最
大限に平坦な」カーブであり、カーブ２０は、Ｓ＜１．
００（ここでは、Ｓ＝０．９５）の時に発生した中心波
長λc の領域で若干丸くなったものである。そしてカー
ブ３０は、Ｓ＞１．００（ここでは、Ｓ＝１．４０）の
時に発生した中心波長領域の若干押し込められた形状を
している。
【００４５】本発明おいては、マルチプレクサパスバン
ド３０は、ディマルチプレクサのパスバンドのバンドエ
ッジの波長（λd1，λd2）におけるディマルチプレクサ
のパスバンド２０のそれに対し相補的に傾斜している。
このようなパスバンド２０，３０を組み合わせた結果を
図６に合成パスバンド５０として示す。意外なことにこ
の合成パスバンド５０は、合成パスバンド５１よりも広
いバンド幅を有する。この合成パスバンド５１は、図５
に示したパスバンド２１を有する一対の最大限に平坦な
パスバンドにより構成されたものである。
ド３０は、ディマルチプレクサのパスバンドのバンドエ
ッジの波長（λd1，λd2）におけるディマルチプレクサ
のパスバンド２０のそれに対し相補的に傾斜している。
このようなパスバンド２０，３０を組み合わせた結果を
図６に合成パスバンド５０として示す。意外なことにこ
の合成パスバンド５０は、合成パスバンド５１よりも広
いバンド幅を有する。この合成パスバンド５１は、図５
に示したパスバンド２１を有する一対の最大限に平坦な
パスバンドにより構成されたものである。
【００４６】光学波長分割多重化システム 本発明の利点は、図７の波長分割多重化（ＷＤＭ）シス
テムで明かである。このＷＤＭシステムは、近端ロケー
ション７１と複数の中間ロケーション７２−７３と遠端
ロケーション７４とを有し、これらは光学ケーブル７１
０，７２０，７３０により相互に接続されている。各光
学ケーブルは、複数の光ファイバを有し、このケーブル
の構造は、米国特許第５，６１１，０１６号に開示され
ている。
テムで明かである。このＷＤＭシステムは、近端ロケー
ション７１と複数の中間ロケーション７２−７３と遠端
ロケーション７４とを有し、これらは光学ケーブル７１
０，７２０，７３０により相互に接続されている。各光
学ケーブルは、複数の光ファイバを有し、このケーブル
の構造は、米国特許第５，６１１，０１６号に開示され
ている。
【００４７】例えば１本の光ファイバは、下流方向への
伝送（即ち、近端ロケーション７１から遠端ロケーショ
ン７４方向へ）用に用いられ、他の光ファイバは上流方
向伝送（即ち、遠端ロケーション７４から近端ロケーシ
ョン７１への方向）に用いられる。各光ファイバは複数
の多重化チャネルを搬送する。例えば１６個のチャネル
は、一伝送方向で利用可能であり、そして各チャネルは
０．５ｎｍのバンド幅を有し、隣接するチャネルは約
０．８ｎｍで分離している。これらのチャネルは、１５
５０ｎｍの波長範囲で動作する。
伝送（即ち、近端ロケーション７１から遠端ロケーショ
ン７４方向へ）用に用いられ、他の光ファイバは上流方
向伝送（即ち、遠端ロケーション７４から近端ロケーシ
ョン７１への方向）に用いられる。各光ファイバは複数
の多重化チャネルを搬送する。例えば１６個のチャネル
は、一伝送方向で利用可能であり、そして各チャネルは
０．５ｎｍのバンド幅を有し、隣接するチャネルは約
０．８ｎｍで分離している。これらのチャネルは、１５
５０ｎｍの波長範囲で動作する。
【００４８】端末７０１，７０２は、２．５Ｇｂ／ｓの
伝送レートでもって光波信号を送受信する。下流方向へ
はマルチプレクサ３００は複数の入力導波路３０１，３
０２を有し、これらが端末７０１，７０２からの光波信
号を受信し、そしてそれらを組み合わせて導波路４０１
を介して伝送する。導波路４０１は光学ケーブル７１０
内で光ファイバに接続され、この多重化信号を中間ロケ
ーション７２に搬送する。この同一の光学ケーブル７１
０は、反対方向に光学信号を搬送する１本あるいは複数
本の光ファイバを有する。
伝送レートでもって光波信号を送受信する。下流方向へ
はマルチプレクサ３００は複数の入力導波路３０１，３
０２を有し、これらが端末７０１，７０２からの光波信
号を受信し、そしてそれらを組み合わせて導波路４０１
を介して伝送する。導波路４０１は光学ケーブル７１０
内で光ファイバに接続され、この多重化信号を中間ロケ
ーション７２に搬送する。この同一の光学ケーブル７１
０は、反対方向に光学信号を搬送する１本あるいは複数
本の光ファイバを有する。
【００４９】この信号は、ディマルチプレクサ２００の
入力導波路１０１に接続され、そしてこのディマルチプ
レクサ２００は多重化された信号をその出力導波路２０
１，２０２で利用可能な個々のチャネルに分離する。こ
れらの出力導波路は、それぞれ端末７０１，７０２に接
続されている。同様な装置が遠端ロケーション７４にも
配置されている。例えば、端末８０１，８０２は端末７
０１，７０２と同一である。しかし、本発明により中間
ロケーション７２，７３は、従来技術のＷＤＭシステム
よりもより多く連結可能である、その理由はパスバンド
を狭くして問題が少なくなったためである。
入力導波路１０１に接続され、そしてこのディマルチプ
レクサ２００は多重化された信号をその出力導波路２０
１，２０２で利用可能な個々のチャネルに分離する。こ
れらの出力導波路は、それぞれ端末７０１，７０２に接
続されている。同様な装置が遠端ロケーション７４にも
配置されている。例えば、端末８０１，８０２は端末７
０１，７０２と同一である。しかし、本発明により中間
ロケーション７２，７３は、従来技術のＷＤＭシステム
よりもより多く連結可能である、その理由はパスバンド
を狭くして問題が少なくなったためである。
【００５０】中間ロケーション７２，７３においては、
１つあるいは複数のＡＤＭ（１００−１，１００−２，
１００−３，１００−４）を用いて個々のチャネルある
いはそのグループを追加したり、取り出したりしてい
る。例えば中間ロケーション７２，７３においては、端
末７２１，７３１は上記の端末７０１と同一である。こ
こに示したＷＤＭシステムにおいては端末７０１は端末
７２１と通信をする。
１つあるいは複数のＡＤＭ（１００−１，１００−２，
１００−３，１００−４）を用いて個々のチャネルある
いはそのグループを追加したり、取り出したりしてい
る。例えば中間ロケーション７２，７３においては、端
末７２１，７３１は上記の端末７０１と同一である。こ
こに示したＷＤＭシステムにおいては端末７０１は端末
７２１と通信をする。
【００５１】これら２つの端末を接続する下流方向のチ
ャネルは、ＡＤＭ１００−１で取り出される。一方、こ
れら２つの端末を接続する上流方向のチャネルは、ＡＤ
Ｍ１００−２で追加される。したがって端末７０１と７
２１の間の通信に用いられる波長のバンドは中間ロケー
ション７２と７３の間では使用されない。しかし、端末
７３１（ロケーション７３における）は、遠端ロケーシ
ョン７４で端末８０１と通信するために、この波長のバ
ンドを使用する。
ャネルは、ＡＤＭ１００−１で取り出される。一方、こ
れら２つの端末を接続する上流方向のチャネルは、ＡＤ
Ｍ１００−２で追加される。したがって端末７０１と７
２１の間の通信に用いられる波長のバンドは中間ロケー
ション７２と７３の間では使用されない。しかし、端末
７３１（ロケーション７３における）は、遠端ロケーシ
ョン７４で端末８０１と通信するために、この波長のバ
ンドを使用する。
【００５２】このようにパスバンドを狭くすることによ
り本発明は、チャネルを追加したり取り出したりできる
中間ローケションの数を２倍以上増やすことができる。
り本発明は、チャネルを追加したり取り出したりできる
中間ローケションの数を２倍以上増やすことができる。
【００５３】本発明の変形例は、相補的な伝送特性を構
成するのにＤＷＤＭ内で異なるパワースプリッタの設計
を用いること、相補的な伝送特性を構成するためにＤＷ
ＤＭ以外のマルチプレクサとディマルチプレクサの設計
を用いること、およびＡＤＭ以外の光学デバイス内で相
補的な伝送特性を使用することを含む。本発明の実施例
においては、ディマルチプレクサは、マルチプレクサよ
りも狭いパスバンドを用いたが本発明の相補的伝送特性
を達成するために、マルチプレクサがディマルチプレク
サよりも狭いパスバンドを用いる実施例を用いても達成
可能である。
成するのにＤＷＤＭ内で異なるパワースプリッタの設計
を用いること、相補的な伝送特性を構成するためにＤＷ
ＤＭ以外のマルチプレクサとディマルチプレクサの設計
を用いること、およびＡＤＭ以外の光学デバイス内で相
補的な伝送特性を使用することを含む。本発明の実施例
においては、ディマルチプレクサは、マルチプレクサよ
りも狭いパスバンドを用いたが本発明の相補的伝送特性
を達成するために、マルチプレクサがディマルチプレク
サよりも狭いパスバンドを用いる実施例を用いても達成
可能である。
【図１】本発明による追加／取り出しマルチプレクサ
（ＡＤＭ）のブロック図
（ＡＤＭ）のブロック図
【図２】Ａ 図１のＡＤＭ内で用いられる光学ディマル
チプレクサの詳細図 Ｂ Ａの光学ディマルチプレクサのチャネルの伝送特性
を表す図
チプレクサの詳細図 Ｂ Ａの光学ディマルチプレクサのチャネルの伝送特性
を表す図
【図３】Ａ 図１のＡＤＭ内で用いられる光学マルチプ
レクサの詳細図 Ｂ Ａの光学マルチプレクサのチャネルの伝送特性を表
す図
レクサの詳細図 Ｂ Ａの光学マルチプレクサのチャネルの伝送特性を表
す図
【図４】図１のＡＤＭの入力部分と出力部分の拡大図
【図５】光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサ
のパスバンドの伝送特性を表す図
のパスバンドの伝送特性を表す図
【図６】本発明のＡＤＭの合成伝送特性と最大平坦状態
のパスバンドの組み合わせを表す図
のパスバンドの組み合わせを表す図
【図７】各伝送方向において、カスケード接続された複
数のＡＤＭを含む波長分割多重化システムを表す図
数のＡＤＭを含む波長分割多重化システムを表す図
１，２，３，４ スターカプラ １１，１２ 光学導波路スイッチ ２０ ディマルチプレクサパスバンド ２１ パスバンド ３０ マルチプレクサパスバンド ５０，５１ 合成パスバンド ７１ 近端ロケーション ７２，７３ 中間ロケーション ７４ 遠端ロケーション １００ 追加／取り出しマルチプレクサ（ＡＤＭ） １０１ 入力導波路 １０２，４０２ パワースプリッタ １２０，２２０，３２０，４２０ 誘電体製スラブ ２００ ディマルチプレクサ ２０１−２１６ 出力リード ２５０ 回析グレーティング ３００ マルチプレクサ ３０１−３１６ 入力リード ３５０，４０１ 導波路 ７０１，７０２，７２１，７３１，８０１，８０２ 端
末 ７１０，７２０，７３０ 光学ケーブル
末 ７１０，７２０，７３０ 光学ケーブル
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (8)
- 【請求項１】 直列に接続した光学マルチプレクサ（３
００）と光学ディマルチプレクサ（２００）を有する光
学デバイス（１００）において、 前記マルチプレクサ（３００）は、前記ディマルチプレ
クサ（２００）のパスバンドに対応する複数のパスバン
ドを有し、 各パスバンドは、中心波長と波長にしたがって変化する
伝送ゲインと一対のバンドエッジの波長間で測定された
バンド幅を有し、 前記伝送ゲインは、その中心波長における伝送ゲイン以
下の固定量であり、 前記対応するパスバンドは、ディマルチプレクサのパス
バンドの１つとマルチプレクサのパスバンドの１つとを
有しその中心波長λc は互いに等しく、 一対の対応するパスバンド内の前記パスバンド（２０）
の１つは、広いバンド幅（Ｂm） を有する他のパスバン
ドよりも狭いバンド幅（Ｂd） を有し、前記広いバンド
幅は、狭いパスバンドの伝送特性と共働する伝送特性を
有し、これにより狭いパスバンドのバンド幅よりも広い
バンド幅を有する合成パスバンド（５０）を生成するこ
とを特徴とする光学マルチプレクサとディマルチプレク
サを有する光学デバイス。 - 【請求項２】 ディマルチプレクサ（２００）のパスバ
ンド（２０）は狭く（Ｂd） 、マルチプレクサ（３０
０）のパスバンド（３０）は、広い（Ｂm）いことを特
徴とする請求項１記載の光学デバイス。 - 【請求項３】 各パスバンド（２０，３０）のバンドエ
ッジ波長は、その中心波長における伝送ゲインより２ｄ
Ｂ低い伝送ゲインを有する波長を含むことを特徴とする
請求項１記載の光学デバイス。 - 【請求項４】 前記ディマルチプレクサ（２００）は、
複数の出力ポート（２０１−２１６）を有し、 前記マルチプレクサ（３００）は、複数の入力ポート
（３０１−３１６）を有し、 前記ディマルチプレクサの出力ポート（２０１）の少な
くとも１つは、前記マルチプレクサの入力ポート（３０
１）に光学スイッチ（１１）を介して接続されることを
特徴とする請求項１記載の光学デバイス。 - 【請求項５】 前記光学ディマルチプレクサ（２００）
または光学マルチプレクサ（３００）は、高密度波長分
割マルチプレクサを含むことを特徴とする請求項１記載
の光学デバイス。 - 【請求項６】 前記高密度波長分割マルチプレクサ（２
００）は、 一対の対向した側（１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ）を有する
第１と第２の誘電体製スラブ（１２０，２２０）と、 前記第１の誘電体製スラブ（１２０）の一側（１ｂ）を
第２誘電体製スラブ（２２０）の一側（２ａ）に接続す
る複数の不等長導波路（２５０）と、 前記不等長の導波路は、隣接する導波路に対し所定量だ
けその長さが異なり、 前記第１誘電体製スラブ（１２０）の他側（１ａ）に接
続されたパワースプリッタ（１０２）と、 前記第２誘電体製スラブ（２２０）の他側（２ｂ）に接
続された複数の導波路（２０１−２１６）とを有するこ
とを特徴とする請求項５記載の光学デバイス。 - 【請求項７】 狭いバンド幅のパスバンド（２０）の
伝送特性は、１．００以下の正規化した距離Ｓを有する
２個のガウス分布形状のパスバンド（２０ａ，２０ｂ）
を組み合わせて得られることを特徴とする請求項１記載
の光学デバイス。 - 【請求項８】 広いバンド幅のパスバンド（３０）の
伝送特性は、１．００以上の正規化した距離Ｓを有する
２個のガウス分布形状のパスバンド（３０ａ，３０ｂ）
を組み合わせて得られることを特徴とする請求項１記載
の光学デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/958496 | 1997-10-27 | ||
| US08/958,496 US5999290A (en) | 1997-10-27 | 1997-10-27 | Optical add/drop multiplexer having complementary stages |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11202152A true JPH11202152A (ja) | 1999-07-30 |
Family
ID=25500997
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10304355A Pending JPH11202152A (ja) | 1997-10-27 | 1998-10-26 | 光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサを有する光学デバイス |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5999290A (ja) |
| EP (1) | EP0911659B1 (ja) |
| JP (1) | JPH11202152A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010515101A (ja) * | 2006-12-28 | 2010-05-06 | アルカテル−ルーセント ユーエスエー インコーポレーテッド | 低リップル光学素子 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6631018B1 (en) | 1997-08-27 | 2003-10-07 | Nortel Networks Limited | WDM optical network with passive pass-through at each node |
| JP4031853B2 (ja) * | 1997-10-20 | 2008-01-09 | 富士通株式会社 | 双方向光通信用光伝送装置 |
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1998
- 1998-10-19 EP EP98308513A patent/EP0911659B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-10-26 JP JP10304355A patent/JPH11202152A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0911659A1 (en) | 1999-04-28 |
| US5999290A (en) | 1999-12-07 |
| EP0911659B1 (en) | 2001-03-28 |
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