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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- passband
- demultiplexer
- multiplexer
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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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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1997-10-27 US US08/958,496 patent/US5999290A/en not_active Expired - Lifetime
-
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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