JPH11507738A - オプトエレクトロニクス回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 光学的波長多重システムのためのオプトエレクトロニクス回路に光学的結合器（１１；３９．２，３９．４）が設けられており、これらの結合器はそれぞれ４つの分岐（１，２，３，４；３９．１，３９．３，２×３９．５；２×３９．６，３９．３，３９．７）を有している。集積構造（図１）であってもハイブリッド構造（図５）であっても、電気的および光学的クロストークが最低限に抑えられる。この目的で結合器（１１；３９．２，３９．４）のそれぞれ反対の側において、ホトダイオード（６′，６″；３６）が一方の側に、レーザダイオード（５；３８）が他方の側に配置されており、格子（８，１０′，１０″）またはフィルタプレート（３５）から成る波長選択性装置によって互いに結合されている。この回路は双方向動作のためにも構成できるし（図１）、アド／ドロップ機能を備えたマルチプレクサ／デマルチプレクサのためのカスケード接続可能なモジュールとしても構成することができ、これによって送信動作と受信動作を同時に行えるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】 オプトエレクトロニクス回路 本発明は、波長多重データ伝送用の光信号を処理するためのオプトエレクトロ ニクス回路に関する。そして本発明は、動作原理的には一致しているがコンポー ネントの製造技術の点でそれぞれ異なる請求項１および請求項２の上位概念に記 載の構成に係わるものである。 本発明が基礎とする従来技術は、RAGDALE，C.M，REID，T.J.，REID，D.C.J.， CARTER，A.C.: Integrated three channel laser and optical multiplexer for narrowband wavelength divisio nmultiplexing，Electronics Letters 1994， Vol．30，No．11 により知られているものである。そこには、光導波体を介した 単方向の多重チャネルデータ伝送を実現する波長マルチプレクサ装置が記載され ている。次に、これについて詳細に説明する。 この波長マルチプレクサ装置は、それぞれ１つの送信チャネルを送り出す３つ のレーザを有している。各レーザの波長間の間隔つまりチャネル間隔は約５ｎｍ である。 レーザは複数の３ｄＢ結合器、光導波体、ならびに波長選択性の格子反射器を 介して信号出力側と接続さ れており、そこにおいてレーザから送出された光信号が外部の光導波体に出力結 合される。マルチプレクサはオプトエレクトロニクス集積回路として構成されて おり、つまりすべての構成素子が１つのチップ上に集積されている。 ３ｄＢ結合器の各々は光導波体の４つの分岐と接続されており、その際、各分 岐は対を成して互いに対向している。したがって第１および第２の分岐は、それ ぞれ第３および第４の分岐と対向して配置されている。 第１の３ｄＢ結合器の第１の分岐には、波長λ₁の第１のレーザが接続されて いる。このため第１のレーザから送出される光信号は、３ｄＢ結合器における第 ３および第４の分岐へそれぞれ５０％ずつ入力結合される。第１の３ｄＢ結合器 における第３および第４の分岐にはそれぞれ波長選択性格子反射器が設けられて おり、それらは波長λ₁の光を反射し、他の波長の光については透過させる。し たがって、第１のレーザから送出された光はそれらの格子反射器のところで反射 し、逆方向で結合器をもう１度通り抜ける。これにより第１のレーザから送出さ れた光は、マルチプレクサの信号出力側が接続されている第２の分岐にほぼ完全 に入力結合される。第１の３ｄＢ結合器により、格子反射器のところで反射した 光はほぼすべて第２の分岐へ入力結合されるので、第１の分岐に逆戻りしようと するレーザの障害が阻止されるとともに、送信時の効率も高められる。 第１のレーザ、第１の３ｄＢ結合器および波長選択性格子反射器は第１の回路 段に属しており、これによって波長λ₁の第１のチャネルが送り出される。この 第１の回路段の後にこれと同様に構成された別の回路段が配置されており、その 際、この第２の回路段のレーザは第２の波長λ₂の光を送出し、第２の回路段に おける波長選択性格子反射器は波長λ₂の光を反射する。 第２の回路段における第２の分岐は別の３ｄＢ結合器を介して、第１の回路段 における第１の３ｄＢ結合器の第３および第４の分岐と接続されている。このた め第２の回路段のレーザから送出される光は、第２の回路段の３ｄＢ結合器によ りそれぞれ５０％ずつ、第２の回路段における第１の３ｄＢ結合器の第３ないし 第４の分岐へ入力結合され、そこにおいて波長選択性格子反射器により反射し、 第２の回路段における第２の分岐にほぼ完全に入力結合される。第１の回路段と 第２の回路段との間に配置された３ｄＢ結合器により、第２の回路段から到来す る光がそれぞれ５０％ずつ、第１の回路段における第１の３ｄＢ結合器の第３な いし第４の分岐に入力結合される。そこにおいて第２の回路段からの光は波長選 択性格子反射器を通り抜ける。なぜならばこれは第１の波長λ₁に合わせられて おり、第１の回路段における第１の３ｄＢ結合器によりほぼ完全に第１の回路段 における第２の分岐へ入力結合され、マルチプレクサの信号出力側へ供給される 。 そして第２の回路段の次に第４の３ｄＢ結合器が配置されており、この第４の ３ｄＢ結合器の第３および第４の分岐は、第２の回路段における３ｄＢ結合器の 第３ないし第４の分岐と接続されている。この第４の３ｄＢ結合器の第１の分岐 には、波長λ₃の光を送出する第３のレーザが接続されている。このため第３の レーザから送出された光は、第１ないし第２の回路段における両方の波長選択性 格子反射器を通り抜け、さらには信号出力側において外部の光導波体へ出力結合 される。 このようにマルチプレクサは３つの回路段によって構成されており、その際、 各回路段によって１つのチャネルへ光信号が送り込まれる。これまで述べてきた 波長マルチプレクサ装置によって、光導波体を介した単方向の多重チャネルデー タ伝送が実現され、つまり多重チャネル送信動作が実現される。このような構造 を、波長デマルチプレクサとして構成し動作させることもできる。しかしながら 、送信動作と受信動作を同時に実現し、しかも場合によってこれをただ１つの光 導波体を介して実現することは不可能である。 したがって本発明の課題は、オプトエレクトロニク ス回路において、波長多重で伝送されるデータを処理するために、送／受信装置 ならびにマルチプレクサまたはデマルチプレクサのための回路を形成することが でき、さらに受信側で消去可能なデータを有するチャネルを、そこで発生される データによって新たに占有させることができるようにするために、”アド／ドロ ップ（Add/Drop）”機能も満たせるように構成することにある。また、この回路 をたとえば集積回路として多くの個数が得られるようするとともに、あるいは経 済的に有利な製造コストで個々のモジュールから組み立てられるように僅かな個 数でも得られるようにし、さらには、受信したデータ流と送信すべきデータ流に おける相互作用をできるかぎり少なくできるようにすべきである。 本発明によればこの課題は、請求項１または請求項２の特徴部分に記載の構成 により解決される。 本発明には、電気的および光学的なクロストークを最小化するという技術的教 示が含まれている。このことはレーザ、ホトダイオードおよび３ｄＢ結合器が１ つのチップ上に集積されている場合にも適用されるし、個々のコンポーネントか ら成るハイブリッド構成の場合にも適用される。この場合、３ｄＢ結合器は信号 入力側に到来する光信号を波長に依存して阻止するかまたはホトダイオードへ供 給し、ホトダイオードおよびレーザは、相互間の電気的なクロストークが低減さ れるよう間隔をおいて回路のそれぞれ反対の側に配置されている。 光信号源は高速に変調が行われる電流印加によって電気的に駆動されるもので あるため、回路の送信モード中、光信号源の周囲には電磁界が形成され、これに よって光信号検出器ないしはその出力導体に対するクロストークが生じ、その出 力信号に障害が及ぼされるおそれがある。したがってこのような電気的なクロス トークを最小限に抑えるため、光信号源は光信号検出器から隔てられて配置され ており、両方のコンポーネントは回路において互いに対向する側に設けられてい る。しかも波長選択性コンポーネントを設けることにより、光信号源から光信号 検出器への光学的なクロストークも低減される。 本発明によるオプトエレクトロニクス回路によれば、波長多重方式によって送 信動作と受信動作を同時に行うことができるようになる。その際、この回路は種 々異なる波長に合わせて送／受信を行う。この場合、送／受信波は有利には、１ ５００ｎｍないし１３００ｎｍ付近の光学的な窓内にあり、つまりガラス材料か ら成るいわゆる第３の光学的窓内にあり、光の吸収つまりは光導波体の減衰が著 しく小さい。したがってこれらの波長を用いた場合、著しく僅かな送信出力であ りながら長距離にわたってつまり中間増幅器（”リピータ”）を設けずとも、デ ータを伝送することができ る。 受信データを検出するだけではない回路には、送信動作中に光信号を送出する 光信号源が設けられている。本発明の有利な実施形態によれば光信号源として、 基本振動でのみ光を送出する単一モードレーザが使用される。 さらに、送信すべきデータを発生させるだけではない回路には光信号検出器が 設けられており、これは光導波体を介して受信した光信号を電気信号に変換し、 回路ケーシング外側における接続接点に供給する。 双方向で動作する伝送ネットワークへ結合するために、本発明によるオプトエ レクトロニクス回路は、外部の光導波体を接続するための１つの共通のインタフ ェースを有しており、このインタフェースを介してデータが伝送される。単方向 の伝送ネットワークに結合するためでもあるしカスケード接続のためにも、各コ ンポーネントごとに外部光導体を接続するための別個のインタフェースが設けら れており、これを介して受信すべきまたは内部で転送すべきまたは外部へ送信す べきデータ流が導かれる。 双方向伝送のための本発明の有利な実施形態における光導波体装置によれば、 第１の分岐が共通のインタフェースと接続されており、第２の分岐が光信号源と 、さらに第３および／または第４の分岐が光信号検出器と接続されている。この ような光導波体装置により 、外部光導波体を介して受信され共通のインタフェースのところに到来する光信 号の伝送が可能となり、ないしは光信号源から送出された光信号を共通のインタ フェースへ伝送し外部の光導体へ入力結合することができるようになる。 光信号源と光信号検出器は、本発明によれば回路においてそれぞれ反対の側に 配置されている。その結果、光導波体装置における第２の分岐は第３および第４ の分岐とは反対側に位置することになる。 光導波体装置におけるこれら４つの分岐は、光学的結合器によって互いに接続 されている。これらの分岐のうち２つは一方の側において、その他の分岐は反対 側で結合器と接続されている。その際、１つの分岐から結合器に到来した光信号 は、それぞれ反対側に接続された分岐に入力結合され、この場合、結合器は１： １の分配比を有している。したがって１つの分岐から到来した光信号は、それぞ れ５０％の強度で反対側に位置する２つの分岐へ入力結合される。このため結合 器は３ｄＢ結合器である。 本発明の有利な実施形態によれば、結合器は３ｄＢＭＭＩ結合器（MMI-Multi-M ode-Interference）として構成されている。３ｄＢ−ＭＭＩ結合器は、光を案 内する材料から成る多モード領域を有しており、その際、光導波体装置における 上記の４つの分岐は、多モード領域においてそれぞれ対向する２つの側面におい て対をなしてそれと接続されている。多モード領域の長さに依存して結合器はい わゆるクロス状態（Cross State）、バー状態（Bar-State）または中間状態で動 作する。 バーステートの場合、多モード領域入力側における電磁界は多モード領域出力 側に結像される。したがって結合器の入力側において１つの分岐に到来する光信 号は、まっすぐに（”Bar”）対向する分岐へ入力結合される。 これに対しクロスステートの場合、多モード領域入力側における電磁界は出力 側では鏡像化されて現れる。このため、結合器の入力側における１つの分岐に到 来する光信号は、斜めに（”Cross”）対向する出力側の分岐へ入力結合される 。 優れた中間状態は３ｄＢ状態である。この場合、結合器の入力側における１つ の分岐に到来した光信号は、反対側に位置する両方の分岐へ同じ配分で入力結合 され、その際、両方の出力信号はλ／４の路程差を有している。したがって両方 の出力信号が出力側において−たとえば導波体格子またはフィルタプレートによ って反射すると、光信号は結合器をもう１度、逆方向で通過することになり、そ の際、光は同じ配分で両方の入力側分岐へ入力結合される。路程差ゆえに、これ により結合器の入力側分岐において消去が行われることになる。有利なことにこ のような結合器は、製造許 容差が著しく大きい点で優れている。 本発明の別の実施形態によれば、光導波体装置のそれぞれ異なる分岐を互いに 接続する結合器は、３ｄＢ方向性結合器である。光導波体において、光は境界面 において周囲の媒体へ全反射する。しかしながらこの場合、光はいわゆる侵入深 さまで周囲の媒体へ侵入する。そして第２の光導波体を第１の光導波体のすぐそ ばに近づけて、それら２つの光導波体間の間隔が侵入深さよりも小さくなるよう にすると、光は両方の光導波体の間を越えて渡るようになる。この場合、光ビー ムの方向はほぼ保持されたままである。 本発明の１つの変形実施例によれば、モノリシックに集積された本発明による オプトエレクトロニクスＯＥＩＣ回路（”Optoelectronic-Integrated-Circuit ”）は、双方向送／受信装置（”トランシーバ”）として用いられる。この場合 も、光導波体装置における第１および第２の分岐が結合器の同じ側に設けられて おり、第３および第４の分岐がそれらとは反対側に設けられている。この変形実 施例の場合、結合器は１つの共通のインタフェースに到来する光信号をそれぞれ 同じ配分で、第３および第４の分岐へ入力結合する。この変形実施例によれば第 ３および第４の分岐において、光信号検出器と結合器との間に波長選択性反射器 が配置されており、これは光の波長に依存してほぼ完全に光を反射させたり、あ るいは透過させたりするもの である。そしてこの変形実施例では反射器は、送信波長の光はほぼ完全に反射さ せるのに対し、受信波長の光はほぼ完全に透過させるように設計されている。 したがってこの回路の受信動作中、インタフェースに到来する受信波長をもつ 光信号は、第１の分岐から第３ないし第４の分岐へ入力結合され、そこにおいて ほとんど減衰されずに波長選択性反射器を通過して、光信号検出器へ到達する。 これに対し、同時に実行可能な送信動作中は光信号源から送出された光が第２ の分岐から同じ配分で第３および第４の分岐へ入力結合され、そこにおいて波長 選択性反射器によりほぼ完全に反射され、続いて結合器を逆方向で通過する。そ の際、光信号は第３および第４の分岐から第１の分岐へ入力結合され、したがっ て共通のインタフェースへ到達し、そこにおいて光信号は最終的に外部の光導波 体へ出力結合され、これによって送信される。 ここで重要なことは、結合器は第３および第４の分岐中の波長選択性反射器の ところで反射した光を、光信号源と接続された第２の分岐へ戻るようには入力結 合しないことである。このことはたとえば、単一モードレーザを光信号源として 使用したときに重要である。それというのも、逆戻りする光によってレーザの動 作に障害が及ぼされることになってしまうからである。 双方向送／受信装置（”トランシーバＯＥＩＣ”）として構成された本発明に よる前述の変形実施例の場合、光信号源と光信号検出器は互いに反対側に配置さ れており、その際、結合器は光信号源から送出された光を光信号検出器の分岐へ 入力結合する。この理由で、光信号源から光信号検出器へのクロストークの危険 がある。このような光学的なクロストークは、送信波長の光を反射する波長選択 性反射器を光信号検出器の前にそれぞれ配置することによって低減される。しか しこの反射器の反射係数は送信波長の光に対しても精確に１００％ではなく、そ の結果、光信号源から送出された光の一部分は光信号検出器に達し、たとえ僅か であっても光学的なクロストークが引き起こされることになる。 したがってこのような光学的なクロストークもさらに低減する目的で、本発明 の１つの実施形態によれば第３および／または第４の分岐において光信号検出器 と波長選択性反射器との間に、送信波長とは異なる波長の光は減衰させることな くそのまま通過させるストップバンドフィルタが配置されている。ここで重要な のは、受信波長におけるホトダイオードの受信を妨げることなく送信波長を選択 的にフィルタ除去できるようにするために、ストップバンドフィルタの帯域幅が 送信波長と受信波長との間のチャネル間隔よりも小さくなるように構成すること である。 本発明による１つの実施形態によれば、光信号源から光信号検出器への光学的 なクロストークが次のようにして防止される。すなわち、光導波体装置における 第３および第４の分岐がストップバンドフィルタの後方において、それら第３お よび第４の分岐中では送信波長の光が伝播し得ないように構成されている。この ため、殊に光導波体横断面積に依存する個々の光導波体のいわゆる遮断波長より も小さい波長を有する波だけが、制限された横断面積を有する光導波体において 伝播し得るようになる。したがって、ストップバンドフィルタ後方における光導 波体装置の第３および第４の分岐の光導波体幅は、送信波長が遮断波長よりも小 さくなるのに対し、受信波長は遮断波長よりも大きくなるように選定される。こ の場合、光信号源から送出された光は、たしかに結合器から第３および第４の分 岐へ入力結合されるけれども、ストップバンドフィルタ後方では伝播し得ず、し たがって光信号検出器には到達しない。 このような送／受信装置を装備した完全なシステムには相補的な送／受信装置 が属している。先に述べた送／受信装置が１．５μｍの波長で送信し１．３μｍ の波長で受信する場合、相補的な送／受信装置は１．３μｍの送信波長と１．５ μｍの受信波長を使用する。このような相補的な送／受信装置も本発明の実施形 態の一部とみなせる。このため、光導波体装置におけ る第２の分岐のところに光信号源が設けられ第３および／または第４の分岐のと ころに光信号検出器が設けられている回路において、これら第３または第４の分 岐に半導体層から成る吸収素子が設けられており、これは光信号検出器と隣接す る領域で導波体を覆っている。この半導体材料は１．５μｍの波長に対しては透 過性であるが、１．３μｍの波長をもつ光波は吸収する。この場合にたとえば、 １．４μｍに対応するバンドギャップをもつ４成分系の層が用いられる。この構 成により２段階のフィルタリングも実現され、これによって光学的なクロストー ク減衰に対する同等の値が保証される。 本発明の有利な実施形態によれば、光信号検出器はホトダイオードである。た とえば先に説明した形式の送／受信回路のために、光学的なクロストークを低減 するための優先的な手法が考慮されており、それによれば送信波長の光に対し不 感である半導体材料からホトダイオードが製造される。つまりたとえば所定の組 成の半導体化合物ＩｎＧａＡｓＰが、１４００ｎｍの波長に対応するエネルギー バンドギャップを有している。そして１５００ｎｍの送信波長であれば、光信号 源のビームによる量子エネルギーでは、ホトダイオードのエネルギーバンドギャ ップを越えて検出結果を引き起こすには十分ではない。このため、光信号源から 送出される光はホトダイオードによっては検出されな い。これに対し受信波長が１３００ｎｍであると、この波長に対応する量子エネ ルギーは半導体材料のエネルギーバンドギャップよりも大きいので、受信波長の 光はホトダイオードによって検出される。したがって、光学的なクロストークを 低減するためこの構成の場合、２つの前提条件が満たされていなければならない 。その１つは、送信波長が受信波長よりも大きくなければならないことであり、 もう１つは、使用される半導体材料のエネルギーバンドギャップに相応する波長 が、送信波長と受信波長の間になければならないことである。 本発明による特有の変形実施例によれば光信号検出器は、４成分系の材料から 成る第１のセクションと、これと直列に設けられた３成分系の材料から成る第２ のセクションとに分けられている。第２のセクションは１５００ｎｍの波長の光 信号を検出するように構成されており、したがって双方向サービスのための受信 機の役割を担っている。そして第１のセクションは、１３００ｎｍ付近の受信光 信号を付加的に検出するように構成されている。このような光信号は、分配サー ビス、シグナリング等のために双方向サービスに重畳することができる。 また、光信号源から送出された光がチップ上で散乱し、そのようにして光信号 検出器に到達し、それによって出力信号が誤ったものになるおそれもある。この ため本発明の１つの変形実施例によれば、光信号源および／または光信号検出器 の側方に、場合によってはチップ境界の周縁構造部として形成される吸収器が配 置されており、これによって送信波長の光が吸収される。この吸収器はたとえば 、送信波長の光を吸収する独特な半導体材料から成るように構成できる。 本発明のさらに別の変形実施例によれば、本発明による回路はオプトエレクト ロニクス・アド／ドロップ回路（”Add/Drop-OEIC”）として構成されている。 マッハツェンダー装置として構成されている回路は、特定の波長の光信号を光導 波体から出力結合して検出し（”ドロップ機能”）、これに続いてこの波長を有 する新たな信号を光導波体へ入力結合する（”アド機能”）。この目的でこの回 路は、光信号を受信するために第１の光導波体に接続される受信インタフェース と、同じ波長の新たな送信光信号またはまだ検出されていない別の波長の光信号 を伝送するために第２の光導波体に接続される送信インタフェースを利用するこ とができる。 このアド／ドロップＯＥＩＣは本発明の既述の変形実施例のように光導波体装 置を有しているが、この光導波体装置は、それぞれペアを成して対向する分岐を 備えそれぞれ直列接続された複数の結合器により構成されている。受信インタフ ェースに到来する光信号は、受信インタフェースと接続された分岐を介して直列 接続回路における第１の光学的結合器へ導かれ、この結合器は光を同じ配分で反 対側の複数の分岐へ入力結合する。そこにおいて光信号は２つの分岐内で、相前 後して配置されており個々の受信波長に合わせられている波長選択性反射器のと ころで反射し、この結合器をもう１度、逆方向で通過する。これによって光信号 は、一方の分岐が受信インタフェースと接続されているペアのうち他方の分岐へ 入力結合される。そこにはホトダイオードが配置されている。有利には、偏光に 依存するコンポーネントの動作のために、各分岐内にＴＥ偏光のための格子とＴ Ｍ偏光のための格子が配置されている。 これに対し、ホトダイオードにより検出すべき光信号の波長が、波長選択性反 射器が合わせられている波長と一致しなければ、光信号は両方の反射器をほとん ど減衰されずに通過し、直列接続回路における第２の結合器によって重畳されて 合成信号が形成され、第２の結合器の他方の側における反対側の２つの分岐のう ちの一方に入力結合される。この分岐は送信インタフェースと接続されており、 このインタフェースに第２の”外部”光導波体が接続されている。したがって、 選択性反射器の反射波長と一致していない波長をもつ光信号は、アド／ドロップ 回路を理想的には減衰されずに通過し、送信インタフェースにおいて第２の外部 光導波体と結合される。 先に挙げたペアにおける他方の分岐は、送信動作中に光信号を送出するレーザ ダイオードと接続されており、その際、波長選択性の反射器はこのレーザダイオ ードの波長に合わせられている。このため、レーザダイオードにより送出された 光信号はまずはじめに直列回路の第２の結合器を通過し、そこにおいて同じ配分 で他方の側における両方の対向する分岐へ入力結合される。そこにおいて信号は 両方の波長選択性反射器のところでほぼ完全に反射し、第２の結合器をもう１度 、逆方向で通過する。その際、理想的には送信すべき光信号のすべての強度が、 送信インタフェースと接続されている分岐へ入力結合される。 本発明の１つの実施形態によれば、複数のアド／ドロップ回路が回路段として カスケード接続されており、その際、それぞれ後続する回路段における受信イン タフェースは、前置接続された回路段の送信インタフェースと接続されている。 この場合、個々の回路段における波長選択性反射器はそれぞれ異なる波長に合わ せられており、その結果、各回路段において特定の波長をもつそれぞれ１つのチ ャネルが検出され（”ドロップ”）、それぞれ後置接続された回路段において新 たな信号を送り込む（”アド”）ことができる。 本発明のさらに別の変形実施例によれば、波長選択性反射器は格子反射器とし て構成されており、導波体表面がブラッグ格子として形成されている。既述のよ うに導波体装置の個々の分岐は、光信号源および光信号検出器とともに１つのチ ップ上に集積されている。そして格子反射器は、光導波体と周囲の材料との間の 境界面にコルゲーションがつけられているように構成されており、つまり波形に 構成されている。 その際、この種の格子反射器の光学的特性は、入射光の波長に依存する。光の 波長が波形構造の２つの波の山の間の間隔いわゆるコルゲーション周期の２倍に 等しければ、格子反射器はブラッグ反射器としてはたらき、入射ビームのほぼ１ ００％を反射する。これに対し、入射ビーム波長がコルゲーション周期の２倍と は異なっていれば、光は程度の差こそあれ減衰せずに通り抜ける。このようにし て光導波体と周囲材料との間の境界面を適切に成形することによって、格子反射 器が入射光を反射させる波長を調整することができる。この場合、格子反射器の 反射特性ないし透過特性は、格子の長さおよび波の谷の深さつまり限界層の波の 具合により調整できる。 本発明の１つの変形実施例によれば既述のように、光信号検出器の前にストッ プバンドフィルタを配置させることができ、これによって光信号源から光信号検 出器への光学的なクロストークを低減することができる。本発明の１つの実施形 態によれば、このストップバンドフィルタもブラッグ反射器として構成されてい る。 特別なかたちの本発明による変形実施例は、波長選択性格子装置および単一モ ードレーザダイオードの調整に係わるものである。これらのすぐ近くに加熱素子 が設けられていれば、温度変化によりフィルタ特性をずらすことができ、つまり 温度が高まるにつれて波長が大きくなる方向およびその逆へ送出波長をずらすこ とができる。このような加熱素子は、既存の（すでに述べた）吸収層を覆うよう に配置させることができる。この構成により、不可避の製造公差に起因するコン ポーネントの特性において場合によっては生じる偏差を補償し、そのようにして 機能全体を最適化できるようになる。コンポーネントがカスケード接続されてい る場合、波長選択性素子をこのように調整可能であることが重要である。加熱素 子は固有のプロセスステップで、該当する導波体構造と並行して集積回路内に形 成することができる。単一モードレーザの送出波長をずらす効果は約０．１ｍｍ ／℃である。 これまでの説明は実質的に本発明による集積回路に係わるものであったのに対 し、以下ではハイブリッド回路構造に着目した主要な相違点について述べること にする。 本発明による既述の実施形態では、波長選択性フィルタが反射器たとえば格子 反射器ないしブラッグ反射器あるいはストップバンドフィルタとして形成された オプトエレクトロニクス集積回路を対象としている。 冒頭で述べた集積回路構造に対する代案について以下で詳しく説明するが、この 場合、ハイブリッドのプレーナ・オプティカル構造において、光導波体装置の第 ３および第４の分岐内の波長選択性フィルタが誘電体のフィルタプレートにより 構成されている。もちろんこの場合にも光信号検出器と光信号源は、電気的なク ロストークを低減するために光学的結合器のそれぞれ反対側に配置されている。 先に述べたフィルタプレートまたはミラープレートは干渉計において標準測度 として用いられるものであり、その場合には”エタロン”と呼ばれている。また 、ＷＤＭ（波長分割多重、wavelength division multiplexing）において送／受 信装置としても用いられることは公知である（Y．Yamada 等による OFC’95，P ostdeadlinepapaer 12）。 本発明によるこの変形実施例によれば、送／受信コンポーネントならびに送／ 受信装置のためのアド／ドロップ・マルチプレクサ・デマルチプレクサとしての 機能を備えた既述の実施形態による回路構成に、さらに別の特徴が加えられてい る。この場合、受動的または能動的なコンポーネントの構造を集積回路としてだ けでなく、ハイブリッドのプレーナ光導波体回路（ＰＬＣ＝planar lightwave c ircuit）の個別コンポーネントとしても使用することができる。この種のＰＬＣ の場合、プレーナ形の光学的導波体回路とプレーナ形 のオプトエレクトロニクスレーザ回路およびホト検出器回路を各々それ自体、集 積技術で組み立てることができる。 この場合にきわめて重要であるのは、波長選択性フィルタに関して構成が簡単 になることである。プレーナ形の光学的導波体回路全体は、相応の原理に従って 設定された波長領域とは基本的に無関係に形成可能である。それぞれ固有のプレ ーナ形のオプトエレクトロニクス・レーザダイオード回路および／またはホトダ イオード回路を加えることによって、大量生産が行われる。 本発明のこの変形実施形態でも使用されるオプトエレクトロニクス回路ならび にそのコンポーネントの動作については、先に挙げた実施形態を参照されたい。 これはたとえばＭＭＩ結合器（MMI: Multi-Mode-Interference）、光信号検出器 としてのホトダイオード、第１の波長の光に対しては実質的に透過性であり、第 ２の波長の光に対しては吸収性であるコンポーネント、ならびに光信号源として の単一モードレーザダイオードに係わっている。ミラープレートの動作が偏光と は無関係であることから、先に述べた実施形態と対比して、光のＴＥ偏光および ＴＭ偏光という別個の作用に対して講じなければならない措置を省くことができ る。 きわめて有利な実施形態によれば、プレーナ形の光 学的導波体回路の基本セルが、シリカ・オン・シリコン（Silica-on Sllicon） 技術により形成され、プレーナ形のオプトエレクトロニクス・レーザダイオード 回路およびホトダイオード回路がＩｎＰ技術により形成されて、基板の上に配置 される。この種の基本セルは実証済みの技術に基づくものであり、たとえ比較的 少ない個数であっても経済的に有利な製造コストが実現されるし、さらに現在は まだ発展途上にあるポリマ導波体技術にも適している。 光導波体装置における１つの回路段において直列接続された２つの結合器の第 ３または第４の分岐の導波体は、互いに平行に延在しており、そのつど同じ光学 信号の波長成分を導く。その結果として好適には、この光導波体装置における第 ３および第４の分岐中のフィルタを、単体としてまとめられた誘電体のフィルタ プレートとして形成することが可能となる。 狭帯域であり反射性のこのような薄い光学的フィルタプレートは、支持基板に フィルタプレートを保持する切り欠きプレートが設けられていれば、簡単かつ効 果的に配置して取り付けることができる。また、支持基板はプレーナ導波体も有 しており、さらにこの支持基板はホトダイオード回路およびレーザダイオード回 路のためのチップ支持体であって、さらにＶ字形溝に外部のグラスファイバを収 容するように構成されている。切り欠きスリットは、プレーナ形の導波体に対す る切断面が光学的品質を有するように形成すべきである。このフィルタプレート は光学的な接着剤で固定される。その際、この接着剤は、プレーナ形の光学的導 波体回路およびフィルタプレートの材料とできるかぎり同じ屈折率を有するもの である。このようにすれば、障害を及ぼす反射や散乱が生じない。 アド／ドロップコンポーネントのための既述の動作に関して、ここで論じてい るハイブリッドの変形実施例についても、きわめて有利なモジュール形の構造が 得られる。この場合、少なくとも３つの基本セルによりマッハツェンダー装置が 構成されており、ここで３つの基本セルとは、それぞれプレーナ形の光学的導波 体回路において直列接続された２つの受動的基本セルたとえばそれぞれ４つの分 岐およびその間に配置されたフィルタプレートをもつＭＭＩ結合器と、少なくと も１つのオプトエレクトロニクス基本セルつまりレーザダイオード回路またはホ トダイオード回路である。ここで殊に留意しなければならないことは、カスケー ド接続される回路段中の所望の個数にかかわらず、最初の回路段はホトダイオー ド回路であり、最後の回路段はレーザダイオード回路であり、その間に位置する すべての回路段はこれらの回路のそれぞれ両方の種類を有するものである。 従属請求項には本発明の有利な実施形態が示されており、次に図面を参照しな がら本発明の有利な実施形 態について詳細に説明する。 図面 図１は、本発明の有利な実施例である集積されたオプトエレクトロニクス双方 向送受信装置のブロック図である。 図２は、図１による送／受信装置の斜視図である。 図３は、集積されたオプトエレクトロニクス多重チャネル・アド／ドロップ（ Add/Drop）回路をカスケード接続された形態で示すブロック図である。 さらにハイブリッド形の回路構造として： 図４は、受信コンポーネントを示す図である。 図５は、受信／送信コンポーネントを示す図である。 図６は、送信コンポーネントを示す図である。 図７は、双方向受信／送信コンポーネントを示す図である。 図８は、図７によるコンポーネントの斜視図である。 図１に示されている送／受信装置は、１つの共通の外部の光導波体を介してデ ータを伝送するために用いられ、これによって送信動作と受信動作が同時に実現 される。このために波長多重方式が用いられ、つまりデータの受信はたとえばλ_E ＝１３００ｎｍの波長により行われる一方、それに応じてλ_S＝１５００ｎｍの 波長で送信が行われる。これによって、送信データ と受信データをいつでも別個に処理することができる。 送信すべき光信号を発生させるために、送受信装置はレーザダイオード５を有 しており、他方、光信号を検出するために２つのホトダイオード６′，６″が設 けられている。この場合、大面積のホトダイオードＰＤを用いることもでき、こ れは結合器１１の２つの分岐３，４を介して供給される光を検出する。回路全体 をモノリシックに集積可能である。 さらに送／受信装置はインタフェース７を有しており、このインタフェースに 外部の光導体が接続されており、送信すべき光信号が出力結合され、あるいは受 信すべき光信号が入力結合される。このインタフェース７にはモード変換器１２ （図３参照）が設けられており、これによってできるかぎり損失が僅かであり緒 正に対し許容性のある光結合が保証される。 インタフェース７，ホトダイオード６′，６″ならびにレーザダイオード５は 光導波体装置に接続されており、これはレーザダイオード５から送出された光信 号をインタフェース７へ転送できるようにし、その逆にインタフェース７のとこ ろに到来した光信号をホトダイオード６′，６″へ転送できるようにする。この 光導波体装置は４つの分岐１，２，３，４によって構成されており、その際、第 １の分岐１はインタフェース７と接続されており、第２の分岐２はレーザダイオ ード５と、さらに第３および第４の分岐３ないし４はそれぞれ１つのホトダイオ ード６′，６″と接続されている。 光導波体装置におけるこれら４つの分岐１，２，３，４は３ｄＢ−ＭＭＩ結合 器１１（MMI - Multi-Mode-Interference）と接続されており、これはその分岐 から到来した光信号を同じ配分で結合器１１の対向する側における両方の分岐へ 入力結合させる。この場合、第３および第４の分岐３ないし４における両方の部 分光信号は、λ／４の光路差を有している。 この場合、インタフェース７に波長λ_Eの光信号が到来すると、この光信号は まずはじめに第１の分岐１に入力結合され、次に３ｄＢ−ＭＭＩ結合器１１を通 り抜け、その際に強度の５０％が第３の分岐３へ入力結合され、強度の５０％が 第４の分岐４へ入力結合される。 第３の分岐３も第４の分岐４にも、波長選択性格子反射器として構成されたス トップバンドフィルタ１０′，１０″がそれぞれ設けられている。これらの格子 反射器１０′，１０″は、送信波長λ_Sの光は反射させるのに対し他の波長をも つ光はほとんど弱めずに通過させるように構成されている。したがって、波長λ_E を有する受信された光信号はほとんど弱められずに格子反射器１０′，１０″ を通過し、その後方に配置されたホトダイオード６′，６″により検出される。 しかもこの場合、第３の分岐３と第４の分岐４における光導波体を、ストップバ ンドフィルタ１０′，１０″とホトダイオード６′，６″との間の領域において 横断面積が制限されるように構成でき、この領域ではいわゆる遮断波長よりも小 さい波長の光波だけが伝播可能である。 レーザダイオード５から送出される波長λ_Sの光信号はまずはじめに光導波体 装置の第２の分岐に入射し、ほとんど弱められることなく波長選択性の格子反射 器８を通過する。それというのもこれは受信波長λ_Eに合わせられているからで ある。次に、光信号は３ｄＢ−ＭＭＩ結合器１１を通過し、これにより光信号の それぞれ５０％が第３および第４の分岐３ないし４へ入力結合される。 レーザダイオード５から送出された光信号は、第３および第４の分岐３ないし ４において波長選択性格子反射器１０′，１０″のところでほとんど完全に反射 され、３ｄＢ−ＭＭＩ結合器１１をもう１度、逆方向で通過する。この場合、格 子反射器１０′，１０″のところで反射した光信号のほとんどすべての強度は第 １の分岐１に入力結合され、最後にはインタフェース７から外部の光導波体へと 出力結合される。この関連で重要であるのは、波長選択性の格子反射器１０′， １０″のところで反射した光はレーザダイオード５の接続された第２の分岐２へ 逆戻りして入力結合しない 、ということである。なぜならば、逆戻りによって単一モードレーザ５の障害が 引き起こされる可能性があるからである。この点において付加的な安全性のため に、先に挙げた格子反射器８が役に立つ。 第２，第３および第４の分岐２ないし３ないし４の側方に、吸収器９．１，９ ．２，９．３，９．４および９．５が配置されており、これらは送信波長λ_Sの 光を吸収する半導体化合物により構成されている。これにより、レーザダイオー ド５の散乱光がホトダイオード６′，６″へ達するのが回避され、ホトダイオー ド６′，６″の電気的な出力信号における障害が引き起こされないようになる。 しかもこれらの吸収器を構造的に加熱素子と組み合わせて設けることができ、こ れにより波長選択性コンポーネントを温度に依存して整合調整できるようになる 。 図２には、図１による多重送／受信装置の構造が斜視図で描かれている。この 場合、送／受信装置は集積回路として構成されていて、これは多数の層（レイヤ ）１３，１４，１５，１６から成る構造を有しており、それらの層は製造プロセ ス中に互いに被着される。ここでは集積回路は、回路内部における層の様子がわ かるよう中が開けられたかたちで描かれている。 ホトダイオード６′，６″およびレーザダイオード５により層構造内部に表面 まで貫かれたアイランドが形成されて、その結果、レーザダイオード５とホトダ イオード６′，６″に表面側において電気的にダイレクトに接触接続することが できる。 光導波体装置は基本的に結合器１１の分岐１，２，３，４により構成されてお り、その際、第１の分岐１は回路の外側へと導かれており、そこにおいて外部の 光導波体と接続するためのインタフェース７を形成している。第２の分岐２はレ ーザダイオード５と接続されており、さらに第３および第４の分岐３ないし４は それぞれ１つのホトダイオード６′，６″と接続されている。このようにして、 レーザダイオード５から送出された光信号をインタフェース７へ転送できるとと もに、インタフェース７において受信された光信号をホトダイオード６′，６″ へ転送することができる。 回路中央に配置されている３ｄＢ−ＭＭＩ結合器１１により４つの分岐１，２ ，３，４が相互接続され、１つの分岐から結合器１１へ入射する光信号がそれぞ れ同じ配分で結合器１１の対向する側における分岐へと入力結合される。したが ってたとえば、第１の分岐１から３ｄＢ結合器１１へ入射する光は、第３の分岐 ３へも第４の分岐４へも入力結合される。 受信動作の場合、波長λ_Eの光信号がインタフェース７のところで集積回路へ 入射し、光導波体装置の第１の分岐１から３ｄＢ結合器１１へと導かれる。そし て３ｄＢ結合器１１はこの光信号の５０％を第３の分岐３へ、さらに５０％を第 ４の分岐４へ入力結合させ る。波長λ_Eを有する光信号は、第３および第４の分岐３ないし４内に配置され た波長選択性反射器１０′，１０″をほとんど弱められずに通過する。なぜなら ば、それらは送信波長λ_Sに合わせられているからである。続いて、この光信号 は両方のホトダイオード６′，６″に達して検出される。 これと同時に可能な送信動作の場合、レーザダイオード５は波長λ_Sの光信号 を送出し、この光信号はまずはじめに光導波体装置の第２の分岐２を介して３ｄ Ｂ−ＭＭＩ結合器１１へ導かれ、この結合器によって光信号は同じ配分で第３の 分岐および第４の分岐３ないし４へ入力結合される。そこにおいて波長λ_Sの光 信号は波長選択性反射器１０′，１０″のところでほぼ完全に反射し、結合器１ １をもう１度、逆方向で通過する。この場合、送信すべき光信号のほぼすべての 強度は第１の分岐１へ入力結合され、そこにおいてインタフェース７へ導かれて 送信される。 外部の光導体の直径は光導波体装置の第１の分岐１の幅よりも著しく大きい。 このため、特別な措置がなければ回路の送信動作において結合係数がかなり小さ くなり、つまり送信すべき光信号のうちかなり僅かな強度だけしか外部の光導波 体へ入力結合されない。したがって第１の分岐１は、インタフェースの直前のと ころでモード変換器１２として形成されている。この種のモード変換器１２は、 光の伝播方向に沿って変化 する光導体幅を有している。これにより、外部光導波体と光導波体装置における 第１の分岐１との間の結合係数が高められる。 波長選択性反射器１０′，１０″はブラッグ反射器として構成されている。こ のため、光導波体とこの種のブラッグ反射器の領域における周囲の材料との間の 境界面はコルゲーションの付された構造として、つまり波状に形成されている。 この場合、波の山の部分ないし波の谷の部分は等間隔に設けられており、光導波 体の延在方向に対しほぼ垂直に延びている。２つの波の山ないし２つの波の谷の 間の間隔（いわゆるコルゲーション周期）はブラッグ反射器１０′，１０″の場 合、、送信波長λ_Sが反射されるように選定されている。 横断面積の制限されている第３および第４の分岐３ないし４における導波体の 構成についての以前の説明に関連して、ホトダイオード６′，６″のすぐ近くの この導波体領域は、別の観点で重要なものである。導波体６′，６″のこの領域 に、たとえば１．４μｍに相応するバンドギャップの４成分系の半導体材料の層 から成る吸収素子を設ければ、送信用に１．３μｍの波長を使用し受信用に１． ５μｍの周波数を用いる図２のものと実質的に同じ構造を有する相補的な送／受 信装置を実現することができる。 図３に示されているモノリシックの集積可能なオプ トエレクトロニクス多重チャネル・アド／ドロップ回路（Add/Drop-OEIC）によ ってたとえば、それぞれ異なる波長λ_E1，λ_E2，λ_E3を有する光導波体における ３つのチャネルを次々に検出し（”Drop”）、そのつどそれに続いて、検出の直 前に扱われていた波長λ_S1ないしλ_S2を有する新たな信号を光導波体へ入力結合 （”Add”）させることができるようになる。 この種のＡｄｄ／Ｄｒｏｐ−ＯＥＩＣは３つの回路段３２．１，３２．２，３ ２．３から成り、この場合、各回路段によりそれぞれ１つのチャネルが検出され る。これら３つの回路段３２．１，３２．２，３２．３は順次連続して接続され ており、その結果、１つの回路段においてあるチャネルが検出され（”Drop”） 、後続の回路段においてその波長を有するチャネルに新たな情報を割り当てる（ ”Add”）ことができる。 各回路段３２．１，３２．２，３２．３はそれぞれ、光導波体から成る６つの 分岐１８．１，．．．，１８．６；１９．１，．．．，１９．６ないし２０．１ ，．．．，２０．６を備えた光導波体装置と、それぞれ２つの３ｄＢ−ＭＭＩ結 合器２２．１，．．．，２２．３および２３．１，．．．，２３．３を有してい る。 第１の回路段３２．１における第１の分岐１８．１は、到来する光信号を受信 する外部光導波体の接続に用いられるのに対し、後続の回路段３２．２および３ ２．３の第１の分岐１９．１，２０．１は、それぞれ先行の回路段３２．１ない し３２．２の６番目の分岐１８．６ないし１９．６の接続に用いられる。 第２の分岐１８．３，１９．３，２０．３は、各回路段３２．１，３２．２， ３２．３においてホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３と接続されてお り、その際、各ホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３によりそれぞれ１ つのチャネルが検出される（注：図３の場合、第２の分岐には参照符号末尾に” ３”が付されており、第３の分岐には参照符号末尾に”２”が付されている）。 各回路段における第１の３ｄＢ−ＭＭＩ結合器２２．１，２２．２，２２．３ は、光導波体装置における第１の分岐１８．１，１９．１，２０．１または第２ の分岐１８．３，１９．３，２０．３を介して到来する光信号を、それぞれ同じ 配分で第３の分岐１８．２，１９．２，２０．２および第４の分岐１８．４，１ ９．４，２０．１へ入力結合する。したがってたとえば、第１の分岐１８．１か ら到来する光信号はその強度の５０％で第３の分岐１８．２へ入力結合され、さ らにその強度の５０％で第４の分岐１８．４へ入力結合される。 第３の分岐１８．２，１９．２，２０．２と第４の分岐１８．４，１９．４， ２０．４中にはそれぞれ１つの波長選択性反射器２４．１，２４．２，２５．１ ，２５．２，２６．１，２６．２，２７．１，２７．２，２９．１，２９．２， ３０．１，３０．２が配置されており、この場合、それらの反射器は第１の回路 段においては第１のチャネルの波長λ_E1に合わせられており、第２の回路段では 第２のチャネルの波長λ_E2に、さらに第３の回路段では第３のチャネルの波長λ_E3 にそれぞれ合わせられている。それらの反射器の各々は波長選択性の導波体格 子から成り、その際、格子の偏向依存性ゆえにＴＥモードとＴＭモードのために それぞれ１つの格子が用いられる。 各々の回路段における第３の分岐１８．２，１９．２，２０．２と第４の分岐 １８．４，１９．４．２０．４は、第２の３ｄＢ−ＭＭＩ結合器２３．１，２３ ．２，２３．３を介して光導波体装置における第５の分岐１８．５，１９．５， ２０．５および第６の分岐１８．６，１９．６，２０．６と接続されており、そ の際、最初の２つの回路段における第６の分岐１８．６，１９．６は、それぞれ 後続の回路段における第１の分岐１９．１，２０．１と接続されている一方、第 ３の回路段３２．３における第６の分岐２０．６は外部の光導波体と接続されて おり、この光導波体を介して光信号が送信される。そうではなくこの個所に最後 の回路段を設けることもでき（図６参照）、その回路段ではいかなる光信号もも はや検出されないが、直前の回路段で検出された波長を発生させることができる 。 光導波体装置における第５の分岐１９．５，２０．５は、第２および第３の回 路段３２．２，３２．３においてレーザダイオード２１．１，２１．２と接続さ れており、その際、第２の回路段３２．２におけるレーザダイオード２１．１は 第１のチャネルの波長λ_S1を有する光を検出する一方、第３の回路段３２．３に おけるレーザダイオード２１．１は第２のチャネルの波長λ_S2を有する光を検出 する。 第２の回路段および第３の回路段３２．２，３２．３には、光導波体装置にお ける第３の分岐１９．２，２０．２および第４の分岐１９．４，２０．４内に、 それぞれ１つの別の波長選択性反射器２８．１，２８．２，３１．１，３１．２ が配置されており、その際、第２の回路段３２．２における反射器２８．１，２ ８．２は第１のチャネルの波長λ_S1に合わせられており、第３の回路段３２．３ における反射器３１．１，３１．２は第２のチャネルの波長λ_S2に合わせられて いる。 この３チャネル・アド／ドロップＯＥＩＣの入力インタフェースにおいて外部 の光導波体から、３つのチャネルの波長λ_E1，λ_E2，λ_E3をもつ成分を含む光信 号が受信される。 この信号はまずはじめに第１の回路段３２．１の第１の分岐１８．１へ入力結 合され、３ｄＢ−ＭＭＩ結 合器２２．１を通り抜け、これによってその信号は同じ配分で光導波体装置にお ける第３および第４の分岐１８．２，１８．４へ入力結合される。そこにおいて 、波長λ_E1を有する第１のチャネルは波長選択性反射器２４．１，２４．２，２ ５．１，２５．２のところで反射し、３ｄＢ−ＭＭＩ反射器２２．１をもう一度 、逆方向で通過する。そしてこの場合、第１のチャネルにおける全強度が第２の 分岐１８．３へ入力結合され、このようにして第１の回路段３２．１におけるホ トダイオード１７．１へ到達する。 これに対し、波長λ_E2ないしλ_E3を有するチャネルはほとんど弱められずに波 長選択性反射器２４．１，２４．２，２５．１，２５．２を通過し、第２の３ｄ Ｂ−ＭＭ結合器２３．１からほぼ完全に第６の分岐１８．６へ入力結合される。 まだ第２および第３のチャネルの含まれている光信号は、そこから第２の回路段 ３２．２における第１の分岐１９．１へ入力結合される。 したがって第１の回路段３２．１は、波長λ_E1を有する第１のチャネルの入力 信号をフィルタリングして取り出してそれを検出する。これに対し、別の波長を 有する光信号について第１の回路段３２．１は十分な透過性を有している。 同様に、第２の回路段３２．３において第２のチャネルがフィルタリングされ て取り出され、検出される 。したがって、第２の回路段３２．２において光信号はまずはじめに第１の３ｄ Ｂ−ＭＭＩ結合器２２．２を通過して第３および第４の分岐１９．２，１９．４ へ入力結合される。そこにおいて第２のチャネルの光信号は波長選択性反射器２ ６．１，２６．２，２７．１，２７．２のところで反射し、３ｄＢ−ＭＭＩ結合 器２２．２をもう１度、逆方向で通過する。この場合、第２のチャネルのほぼす べての強度が第２の分岐１９．３へ入力結合され、第２の回路段３２．２のホト ダイオード１７．２へ導かれる。 その他の光信号はほとんど弱められずに波長選択性反射器２６．１，２６．２ ，２７．１，２７．２を通過し、第２の回路段３２．２における第２の３ｄＢ− ＭＭＩ結合器２３．２からほぼ完全に第６の分岐１９．６へ入力結合され、した がって第３の回路段３２．３へ導かれる。 第２の回路段３２．２における第５の分岐１９．５は、第１のチャネルの波長 λ_S1を有する光を送出するレーザダイオード２１．１と接続されている。この光 はまずはじめに第５の分岐１９．５へ入力結合され、第２の３ｄＢ−ＭＭＩ結合 器２３．２を通過する。この場合、送出された光の強度のうちそれぞれ５０％が 光導波体装置における第３の分岐１９．２および第４の分岐１９．４へ入力結合 され、そこにおいて波長選択性反射器２８．１，２８．２のところで反射する。 したがってレーザダイオード２１．１により送出された光信号は３ｄＢ−ＭＭＩ 結合器２３．２をもう１度、逆方向で通過し、その際、ほぼすべての強度が第６ の分岐１９．６へ入力結合され、これによって第３の回路段３２．３へ到達する 。 つまり第２の回路段３２．２は、第１の分岐１９．１を介して到来した光信号 から第２のチャネルをフィルタリングして取り出して、そのチャネルをホトダイ オード１７．２により検出し、さらにレーザダイオード２１．１を用いることで 第１のチャネルに新しい光信号を送り込む。 第２の回路段における第６の分岐１９．６は第３の回路段３２．３における第 １の分岐２０．１と接続されており、これは第２の回路段３２．２と同様に構成 されている。 第３の回路段３２．３に到来する光信号はまずはじめに第１の３ｄＢ−ＭＭＩ 結合器２２．３を通過し、その際、強度のそれぞれ５０％が第３および第４の分 岐２０．２ないし２０．４へ入力結合される。そこにおいて第３のチャネルの波 長λ_E3を有する光が反射し、３ｄＢ−ＭＭＩ結合器２２．３をもう１度、逆方向 で通過する。その際、反射光のほとんどすべての強度が第２の分岐２０．３へ入 力結合され、第３のホトダイオード１７．３へ導かれる。 別の波長を有する光は、ほとんど弱められずに波長 選択性反射器２９．１，２９．２，３０．１，３０．２を通過し、第２の３ｄＢ −ＭＭＩ結合器２３．３を通り抜け、この結合器により透過光のほぼすべての強 度が第６の分岐２０．６へ入力結合され、それによって出力インタフェースへ導 かれ、そこにおいて光が外部の光導波体へ出力結合される。 第３の回路段２０．３における第５の分岐内に別のレーザダイオード２１．２ が配置されており、これによって第２のチャネルの波長λ_S2を有する光が検出さ れる。この光は第２の３ｄＢ−ＭＭＩ結合器２３．３を通過し、その際、レーザ ダイオード２１．２から送出された光信号は、同じ配分で光導波体装置の第３お よび第４の分岐２０．２ないし２０，４へ入力結合される。 第３および第４の分岐２０．２ないし２０．４には、第２のチャネルの波長λ_S2 に合わせられたそれぞれ１つの別の波長選択性反射器３１．１，３１．２が設 けられている。したがってレーザダイオード２１．２から送出された光信号は、 第３および第４の分岐２０．２ないし２０．４において反射し、第２の３ｄＢ− ＭＭＩ結合器２３．３をもう１度、逆方向で通過する。その際、ほとんどすべて の強度が第６の分岐２０．６へ入力結合され、送信インタフェースへ導かれる。 レーザダイオード２１．１，２１．２からホトダイオード１７．２，１７．３ への光学的のクロストーク を低減するために、第２および第３の回路段３２．２ないし３２．３においてそ れぞれ第２の分岐１９．３ないし２０．３に波長選択性反射器３３．１ないし３ ３．２が設けられている。それらは第２の回路段３２．２では第１のチャネルの 波長λ_S1に合わせられており、第３の回路段３２．３では第２のチャネルの波長 λ_S2に合わせられている。 この場合、多重チャネル・アド／ドロップ回路は、モノリシックなオプトエレ クトロニクス集積回路として構成されている。その際、光学的に直列に接続され ている３つの回路段３２．１，３２．２，３２．３は構造的には並置されており 、したがってホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３はチップの一方の側 に位置し、レーザダイオード２１．２，２１．２はチップの他方の側に位置して いる。これにより、ホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３とレーザダイ オード２１．１，２１．２の間の間隔が最大にされ、このようにして電気的なク ロストークが低減される。 しかも、個々の回路段３２．１，３２．２，３２．３のこのような配置構成に よって回路の構造がコンパクトになる。それというのも、個々の回路段３２．１ ，３２．２，３２．３の横方向での空間的な広がりが縦方向よりも著しく小さい からである。 以下で説明する図面は、ハイブリッド構造を有する本発明の実施形態に係わる ものである。これらの実施 形態において以前に説明した実施形態と一致する動作の説明については、重複を 避けるため先に述べた説明を参照されたい。 図４に示されているハイブリッド技術によるＰＬＣ受信コンポーネント３４． ０（ＰＬＣ：プレーナ光波回路，planar lightwave circuit）へ光学的なＷＤＭ 信号（ＷＤＭ：波長分割多重，wavelength division multiplex）が導かれ、入 力導波体３４．１から第１の３ｄＢ結合器３４．２へ伝送される。この信号はそ こから同じ配分で、３ｄＢ結合器３４．２の対向する側において並列に延在する ２つの接続導波体３４．５を介して、狭帯域で反射を行う薄い光学的フィルタプ レート３５へ到達する。このフィルタプレート３５において波長選択性で反射し た信号は、第１の３ｄＢ結合器３４．２を逆方向で通過し、続いて供給導波体３ ４．３を通過する。この導波体には、選択された光学信号を処理するためのホト ダイオード回路３６が接続されている。 なお、フィルタプレート３５の配置構成および取り付けについての構造的説明 は、図８の説明と関連して詳しく述べることにする。 フィルタプレート３５を通り抜けたＷＤＭ信号の波長成分は、並列に延在する ２つの接続導波体３４．６に到達し、そこから第２の３ｄＢ結合器３４．４に達 する。このように、伝送においてはマッハ−ツェンダ ー干渉計の構造がとられている。先に述べた伝送された信号成分は、後続処理の ために出力導波体３４．７から取り出される。 ＰＬＣ受信コンポーネント３４．０の説明と同様に、まずはじめに図６に示さ れているＰＬＣ送信コンポーネント３７．０について論じることにする。レーザ ダイオード回路３８から送出された光学信号は、供給導波体３７．１を介して第 ２の３ｄＢ結合器３７．２へ到達し、そこからそれぞれ同じ配分で接続導波体３ ７．５を介してフィルタプレート３５に達し、そこにおいてそれらの光学信号は 波長選択的に反射する。反射したレーザ信号は接続導波体３７．５を通過し、さ らに第２の３ｄＢ結合器３７．２を逆方向で通過して、１つのＷＤＭ信号として まとめられて出力導波体３７．３に到達する。 フィルタプレート３５によっても反射されない光学ＷＤＭ信号の波長成分が、 入力導波体３７．７を介してＰＬＣ送信コンポーネント３７．０へ導かれる可能 性があり、これは第１の３ｄＢ結合器３７．４に到達してそこから同じ配分で接 続導波体３７．６へ導かれ、フィルタプレート３５を通過する。そしてこの波長 成分は接続導波体３７．５を経てその途上、第２の３ｄＢ結合器３７．２におい て束ねられ（マッハ−ツェンダー干渉計の原理）、出力導波体３７．３において レーザダイオード回路３８により生成された信号に波 長多重方式で重畳される。 図４によるコンポーネント３４．０と図６によるコンポーネント３７．０のフ ィルタプレート３５は、それぞれ個別にホトダイオード回路３６ないしレーザダ イオード回路３８の動作波長に合わせられており、単体で形成することができる 。両方のコンポーネント３４．０と３７．０は１つのユニットの一部分を形成し ており、ないしはカスケード接続体の最初の回路段と最後の回路段を形成してい る。このようなカスケード接続体における中間の回路段はそれぞれ選択すべき特 定の波長に合わせて設定されており、以下ではそれらについて説明する。 図４によるＰＬＣ受信コンポーネント３４．０と図６によるＰＬＣ送信コンポ ーネント３７．０とを組み合わせることによって、いわゆる単方向送受信装置が 形成される。これについて図５には、ＰＬＣ受信／送信コンポーネント３９．０ が示されている。この場合、入力導波体３９．１，第１の３ｄＢ結合器３９．２ および２つの供給導波体３９．３が設けられており、それらのうちの一方はホト ダイオード回路３６へ他方はレーザダイオード回路３８へ導かれており、さらに 第２の３ｄＢ結合器３９．４，接続導波体３９．５，３９．６ならびに出力導波 体３９．７が設けられている。受信側および送信側の動作は、それぞれ図４およ び図６について先に述べた説明からわかる。 光学的な過結合をできるかぎり僅かにすることを考慮して、図５による受信／ 送信コンポーネント内部において検出用ホトダイオードと送出用レーザダイオー ドの動作波長がそれぞれ異なるようにすべきである。したがってＰＬＣ受信／送 信コンポーネント３９．０に関して、両方の動作波長のうちのそれぞれ１つのた めに２つのフィルタプレート３５を設けるかまたは、ホトダイオードとレーザダ イオードの動作波長が密に隣り合っている場合には、選択すべき両方の波長につ いて２倍の帯域幅が生じるように構成すべきである。 図４，図５および図６に示されているコンポーネント３４．０，３７．０およ び３９．０は、直列に接続されたそれぞれ２つの受動的な基本セルを有しており 、それらは光学的プレーナ導波体回路によるものであり、一方の側に２つの分岐 を有し反対側に２つの分岐を有するそれぞれ１つの３ｄＢ結合器を備えている。 しかもこれらのコンポーネントは、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス基 本セルを有している。ＰＬＣ受信コンポーネント３４．０の場合、この基本セル はホトダイオード回路３６であり、ＰＬＣ送信コンポーネント３７．０の場合に はレーザダイオード回路３８であり、さらにＰＬＣ受信／送信コンポーネント３ ９．０であればホトダイオード回路３６もレーザダイオード回路３８も有してい る。光学的なプレーナ導波体回路による基本セルは、シリカ・オン・シリコン（ Silica-on-Silicon）技術により形成することができ、オプトエレクトロニクス ・プレーナ・レーザダイオード回路およびホトダイオード回路による基本セルは 、ＩｎＰ技術により構成することができ、それらを１つの共通の支持プレート上 に配置させることができる。 図７および図８には、ハイブリッド構造技術による双方向受信／送信コンポー ネント（トランシーバ）４０．０が示されている。このコンポーネントは、送信 と受信について選択されたそれぞれ異なる波長で動作する。この場合、信号は１ つの共通のグラスファイバ４１を介して双方向で伝送される。このグラスファイ バ４１は、双方向受信／送信コンポーネント４０．０とともに支持プレート４３ 上に取り付けられている。相補的な送受信装置ならびに分配サービス、信号チャ ネル等の付加的な伝送については、該当する前述の説明を参照されたい。 受信信号は、光学的なフィールド拡開のためのモード変換器４０．６ともに形 成された入／出力導波体４０．５へ導かれて３ｄＢ結合器４０．３へ到達し、さ らにそこから並行して延在する２つの接続導波体４０．４に同じ配分で達する。 そこにはフィルタプレート３５が設けられており、これにより受信信号をホトダ イオード回路４２まで到達させることができる。送信すべき光学信号はレーザダ イオード回路４４において 形成され、供給導波体４０．２を介して３ｄＢ結合器４０．３へ導かれる。そこ においてこの信号は同じ配分で供給導波体４０．４へ導かれる。フィルタプレー ト３５は選択を行い、つまりこの波長を反射させ、その結果、反射したレーザ信 号は再び３ｄＢ結合器４０．３へ達し、これによりレーザ信号の両方の成分が重 畳される。出力信号は、入／出力導波体４０．５およびモード変換器４０．６を 介してグラスファイバ４１へと伝えられる。 図８には、フィルタプレート３５の保持ならびに取り付けに関する構造詳細な らびにやり方が示されており、これはハイブリッド構造を有する本発明のすべて の実施形態についてあてはまるものである。支持体４３に刻まれたスリットに、 フィルタプレート３５を保持して取り付けることができる。同時に支持体４３は 、プレーナ導波体４０．２，４０．３，４０．４，４０．５および４０．６も有 しており、ホトダイオード回路およびレーザダイオード回路４２ないし４４のた めのチップ支持体であって、さらにＶ字型溝にグラスファイバ４１を収容してい る。切り欠きスリットは光学的な品質を備えながら、プレーナ導波体４３．５， ４３．６，３７．５，３７．６，３９．５，３９．６および４０．４に対するそ の切断面に形成されている。この場合、接着剤は光学的なプレーナ導波体回路の 材料ならびにフィルタプレート３５とほぼ同じ屈折率 をもつようにする。これによって、障害を及ぼす反射や散乱を十分に防止するこ とができる。 ホトダイオード回路３６および４２の取り付けについても同様の構造的な視点 があてはまる。これらは突き合わせ結合により別の切り欠きスリット内に垂直に 取り付けられるかまたは、集積されたプレーナ導波体を用いることで供給導波体 ３４．３，３７．１および３９．３または接続導波体４０．４の平面に取り付け られる。 本発明はその実施にあたり既述の有利な実施形態に限定されるものではない。 むしろ、基本的に異なる性質をもつ実施形態であってもこれまで示してきた解決 手段を使用する多数の変形実施形態が考えられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年６月２日 【補正内容】 明細書 オプトエレクトロニクス回路 本発明は、能動的な各回路コンポーネントの相対的な位置によってそれらの動 作が定まるような構造の、波長多重方式により送信動作と受信動作を同時に行う ためのオプトエレクトロニクス回路に関する。この場合、双方向および単方向の 送／受信動作のために、光導波体装置および能動的回路コンポーネントとしての 光信号検出器と光信号源を備えた単一段回路も多段回路も扱われる。これらの回 路は集積構造とすることもできるしあるいはハイブリッド構造とすることもでき る。 GB-A-2 241 130 から双方向の光学的送／受信装置が公知であり、これによれ ば４ゲートとして構成された導波体結合装置を備えた光学的送受切換装置が設け られている。それら４ゲートのうち同じ接続側の２つのゲートは、送／受信用の 能動的回路コンポーネントと接続されている。他方の接続側における別の２つの ゲートは一方では外部の導波体へと導かれており、他方では移相器へと導かれて いる。送信用コンポーネントと受信用コンポーネントの間における障害作用を低 減するために相補的な信号が用いられ、この信号はそれ自体としては必要とされ ない第４のゲートを介して 導かれ、反射面において反射し移相器を介して供給される。 本発明が基礎とする従来技術は、RAGDALE，C.M，REID，T.J.，REID，D.C.J.， CARTER，A.C.：Integrated three channel laser and optical multiplexer for narrowband wavelength division multiplexing，Electronics Letters 1994， Vol．30，No．11 により知られているものである。そこには、光導波体を介した 単方向の多重チャネルデータ伝送を実現する波長マルチプレクサ装置が記載され ている。次に、これについて詳細に説明する。 この波長マルチプレクサ装置は、それぞれ１つの送信チャネルを送り出す３つ のレーザを有している。各レーザの波長間の間隔つまりチャネル間隔は約５ｎｍ である。 レーザは複数の３ｄＢ結合器、光導波体、ならびに波長選択性の格子反射器を 介して信号出力側と接続さ おり、第１の回路段における第１の３ｄＢ結合器によりほぼ完全に第１の回路段 における第２の分岐へ入力結合され、マルチプレクサの信号出力側へ供給される 。 そして第２の回路段の次に第４の３ｄＢ結合器が配置されており、この第４の ３ｄＢ結合器の第３および第４の分岐は、第２の回路段における３ｄＢ結合器の 第３ないし第４の分岐と接続されている。この第４の３ｄＢ結合器の第１の分岐 には、波長λ₃の光を送出する第３のレーザが接続されている。このため第３の レーザから送出された光は、第１ないし第２の回路段における両方の波長選択性 格子反射器を通り抜け、さらには信号出力側において外部の光導波体へ出力結合 される。 このようにマルチプレクサは３つの回路段によって構成されており、その際、 各回路段によって１つのチャネルへ光信号が送り込まれる。これまで述べてきた 波長マルチプレクサ装置によって、光導波体を介した単方向の多重チャネルデー タ伝送が実現され、つまり多重チャネル送信動作が実現される。このような構造 を、波長デマルチプレクサとして構成し動作させることもできる。しかしながら 、送信動作と受信動作を同時に実現し、しかも場合によってこれをただ１つの光 導波体を介して実現することは不可能である。 したがって本発明の課題は、波長多重方式で伝送さ れるデータのために、送／受信装置ならびにマルチプレクサまたはデマルチプレ クサのためのオプトエレクトロニクス回路において、アド／ドロップ機能も満た すことができ、したがってたとえば受信個所で消去可能なデータを有するチャネ ルに対しそこで発生されたデータを新たに与えることができるように構成するこ とにある。また、この回路をたとえば集積回路として多くの個数が得られるよう するとともに、あるいは経済的に有利な製造コストで個々のモジュールから組み 立てられるように僅かな個数でも得られるようにし、さらには、受信したデータ 流と送信すべきデータ流における相互作用をできるかぎり少なくできるようにす べきである。 本発明によればこの課題は、それぞれ独立請求項１〜６の特徴部分に記載の構 成により解決される。以下の説明では、これらの独立請求項で用いた用語とはい くらか異なる表現であるが意味は同じである用語を部分的に使っている。これに はたとえば用語”分岐”が該当し、これは用語”導波体分岐”と同じ意味である 。 本発明には、電気的および光学的なクロストークを最小化するという技術的教 示が含まれている。このことはレーザ、ホトダイオードおよび３ｄＢ結合器が１ つのチップ上に集積されている場合にも適用されるし、個々のコンポーネントか ら成るハイブリッド構成の 場合にも適用される。この場合、３ｄＢ結合器は信号入力側に到来する光信号を 波長に依存して阻止するかまたはホトダイオードへ供給し、ホトダイオードおよ びレーザは、相互間の電気的なクロストークが低減さ 特別なかたちの本発明による変形実施例は、波長選択性格子装置および単一モ ードレーザダイオードの調整に係わるものである。これらのすぐ近くに加熱素子 が設けられていれば、温度変化によりフィルタ特性をずらすことができ、つまり 温度が高まるにつれて波長が大きくなる方向およびその逆へ送出波長をずらすこ とができる。このような加熱素子は、既存の（すでに述べた）吸収層を覆うよう に配置させることができる。この構成により、不可避の製造公差に起因するコン ポーネントの特性において場合によっては生じる偏差を補償し、そのようにして 機能全体を最適化できるようになる。コンポーネントがカスケード接続されてい る場合、波長選択性素子をこのように調整可能であることが重要である。加熱素 子は固有のプロセスステップで、該当する導波体構造と並行して集積回路内に形 成することができる。単一モードレーザの送出波長をずらす効果は約０．１ｍｍ ／℃である。 これまでの説明は実質的に本発明による集積回路に係わるものであったのに対 し、以下ではハイブリッド回路構造に着目した主要な相違点について述べること にする。 本発明による既述の実施形態では、波長選択性フィルタが反射器たとえば格子 反射器ないしブラッグ反射器あるいはストップバンドフィルタとして形成された オプトエレクトロニクス集積回路を対象としている。 冒頭で述べた集積回路構造に対する代案について以下で詳しく説明するが、この 場合、ハイブリッドのプレーナ・オプティカル構造において、光導波体装置の分 岐内の波長選択性フィルタが誘電体のフィルタプレートにより構成されている。 もちろんこの場合にも光信号検出器と光信号源は、電気的なクロストークを低減 するために光学的結合器のそれぞれ反対側に配置されている。 先に述べたフィルタプレートまたはミラープレートは干渉計において標準測度 として用いられるものであり、その場合には”エタロン”と呼ばれている。また 、ＷＤＭ（波長分割多重、wavelength division multiplexing）において送／受 信装置としても用いられることは公知である（Y．Yamada 等による OFC’95，Po stdeadlinepapaer 12）。 本発明によるこの変形実施例によれば、送／受信コンポーネントならびに送／ 受信装置のためのアド／ドロップ・マルチプレクサ・デマルチプレクサとしての 機能を備えた既述の実施形態による回路構成に、さらに別の特徴が加えられてい る。この場合、受動的または能動的なコンポーネントの構造を集積回路としてだ けでなく、ハイブリッドのプレーナ光導波体回路（ＰＬＣ＝planar lightwave c ircuit）の個別コンポーネントとしても使用することができる。この種のＰＬＣ の場合、プレーナ形の光学的導波体回路とプレーナ形 と受信データをいつでも別個に処理することができる。 送信すべき光信号を発生させるために、送／受信装置はレーザダイオード５を 有しており、他方、光信号を検出するために２つのホトダイオード６′，６″が 設けられている。この場合、大面積のホトダイオードＰＤを用いることもでき、 これは結合器１１の２つの光導波体分岐３，４（以下では”分岐”と称する）を 介して供給される光を検出する。回路全体をモノリシックに集積可能である。 さらに送／受信装置はインタフェース７を有しており、このインタフェースに 外部の光導体が接続されており、送信すべき光信号が出力結合され、あるいは受 信すべき光信号が入力結合される。このインタフェース７にはモード変換器１２ （図３参照）が設けられており、これによってできるかぎり損失が僅かであり緒 正に対し許容性のある光結合が保証される。 インタフェース７，ホトダイオード６′，６″ならびにレーザダイオード５は 光導波体装置に接続されており、これはレーザダイオード５から送出された光信 号をインタフェース７へ転送できるようにし、その逆にインタフェース７のとこ ろに到来した光信号をホトダイオード６′，６″へ転送できるようにする。この 光導波体装置は４つの分岐１，２，３，４によって構成されており、その際、第 １の分岐１はインタフェー ス７と接続されており、第２の分岐２はレーザダイオ を低減するために、第２および第３の回路段３２．２ないし３２．３においてそ れぞれ第２の分岐１９．３ないし２０．３に波長選択性反射器３３．１ないし３ ３．２が設けられている。それらは第２の回路段３２．２では第１のチャネルの 波長λ_S1に合わせられており、第３の回路段３２．３では第２のチャネルの波長 λ_S2に合わせられている。 この場合、多重チャネル・アド／ドロップ回路は、モノリシックなオプトエレ クトロニクス集積回路として構成されている。その際、光学的に直列に接続され ている３つの回路段３２．１，３２．２，３２．３は構造的には並置されており 、したがってホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３はチップの一方の側 に位置し、レーザダイオード２１．２，２１．２はチップの他方の側に位置して いる。これにより、ホトダイオード１７．１，１７．２，１７．３とレーザダイ オード２１．１，２１．２の間の間隔が最大にされ、このようにして電気的なク ロストークが低減される。導波体分岐１９．３，２０．３においてホトダイオー ド１７．２．１７．３の前に、光学的分離のために送信動作用の個々の波長λ_S1 ，λ_S2とＴＥ偏光のための波長選択性反射器３３．１，３３．２が設けられてい る。しかも、個々の回路段３２．１，３２．２，３２．３のこのような配置構成 によって回路の構造がコンパクトになる。それというのも、個々の回路段３２． １，３２．２，３２．３の横方向での空間的な広がりが縦方向よりも著しく小さ いからである。 以下で説明する図面は、ハイブリッド構造を有する本発明の実施形態に係わる ものである。これらの実施 形成され、供給導波体４０．２を介して３ｄＢ結合器４０．３へ導かれる。そこ においてこの信号は同じ配分で供給導波体４０．４へ導かれる。フィルタプレー ト３５は選択を行い、つまりこの波長を反射させ、その結果、反射したレーザ信 号は再び３ｄＢ結合器４０．３へ達し、これによりレーザ信号の両方の成分が重 畳される。出力信号は、入／出力導波体４０．５およびモード変換器４０．６を 介してグラスファイバ４１へと伝えられる。 図８には、フィルタプレート３５の保持ならびに取り付けに関する構造詳細な らびにやり方が示されており、これはハイブリッド構造を有する本発明のすべて の実施形態についてあてはまるものである。支持体４３に刻まれたスリットに、 フィルタプレート３５を保持して取り付けることができる。同時に支持体４３は 、プレーナ導波体４０．２，４０．４，４０．５，４０．６ならびに結合器４０ ．３も有しており、ホトダイオード回路およびレーザダイオード回路４２ないし ４４のためのチップ支持体であって、さらにＶ字型溝にグラスファイバ４１を収 容している。切り欠きスリットは光学的な品質を備えながら、プレーナ導波体３ ４．５，３４．６，３７．５，３７．６，３９．５，３９．６および４０．４に 対するその切断面に形成されている。この場合、接着剤は光学的なプレーナ導波 体回路の材料ならびにフィルタプレート３５とほぼ同 じ屈折率 請求の範囲 １．能動的な回路コンポーネント（５，６′，６″）の相対的な位置によりそ れらの動作が定まり、単一段の集積回路として構成されている、 波長多重方式により双方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は互いに反対側に位置する接 続側および４つの導波体分岐（１，２，３，４）を備えた光学的結合器（１１） を有しており、前記４つの導波体分岐はペア（１，２；３，４）を成して各々の 接続側で結合器（１１）に通じ、該結合器（１１）の内部で相互作用状態におか れており、 光信号検出器（６′，６″）および光信号源（５）が設けられており、該光信 号検出器および該光信号源は、前記結合器（１１）において互いに反対に位置す る接続側に配置されていて、送信動作および受信動作のためのそれぞれ異なる離 散した波長（λ_S，λ_E）に合わせて形成されており、該光信号検出器および該光 信号源は、それらが接続されている導波体分岐（２，３，４）のところで波長選 択性格子反射器（８，１０′，１０″）により光学的に互いに分離されているこ とを特徴とする、 波長多重方式により双方向で送／受信動作を同時に 行うためのオプトエレクトロニクス回路。 ２．能動的な回路コンポーネント（４２，４４）の相対的な位置によりそれら の動作が定まり、単一段のハイブリッド構造回路として構成されている、 波長多重方式により双方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は互いに反対側に位置する接 続側および４つの導波体分岐（４０．２，４０．５，２×４０．４）を備えた光 学的結合器（４０．３）を有しており、前記４つの導波体分岐はペアを成して各 々の接続側で結合器（４０．３）に通じ、該結合器（４０．３）の内部で相互作 用状態におかれており、 光信号検出器（４２）および光信号源（４４）が設けられており、該光信号検 出器および該光信号源は、前記結合器（４０．３）において互いに反対に位置す る接続側に配置されていて、送信動作および受信動作のためのそれぞれ異なる離 散した波長に合わせて形成されており、該光信号検出器および該光信号源は、波 長選択的に反射性であり前記光信号検出器（４２）へ至る導波体分岐（４０．４ ）中に配置された誘電体のフィルタプレート（３５）により光学的に互いに分離 されていることを特徴とする、 波長多重方式により双方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路。 ３．能動的な回路コンポーネント（１７．２，２１．１；１７．３，２１．２ ）の相対的な位置によりそれらの動作が定まり、単一段の集積回路として構成さ れている、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は、直列接続において互いに 向き合った接続側ならびに互いに反対側に位置する接続側および６つの導波体分 岐（１９．１，１９．３，１９．２，１９．４，１９．５，１９．６ないし２０ ．１，２０．３，２０．２，２０．４，２０．５，２０．６）を備えた、直列に 接続された２つの光学的結合器（２２．２，２３，２ないし２２．３，２３．３ ）を有しており、前記の導波体分岐はペア（１９．１，１９．３；１９．２，１ ９．４；１９．５，１９．６ないし２０．１，２０．３；２０．２，２０．４； ２０．５，２０．６）を成して、各々の接続側のところで前記結合器（２２．２ ，２３，２ないし２２．３，２３．３）に通じ、該結合器（２２．２，２３，２ ないし２２．３，２３．３）の内部で相互作用状態におかれており、 光信号検出器（１７．２ないし１７．３）および光信号源（２１．１ないし２ １．２）が設けられており、該光信号検出器および該光信号源は、直列に接続さ れた前記の各結合器（２２．２，２３，２ないし２２ ．３，２３．３）において互いに反対に位置する接続側に配置されていて、送信 動作および受信動作のためのそれぞれ異なる離散した波長（λ_S1ないしλ_S2，λ_E1 ないしλ_E2）に合わせて形成されており、該光信号検出器および該光信号源は 、直列接続回路の結合器（２２．２，２３，２ないし２２．３，２３．３）を接 続する導波体分岐（１９．１，１９．４ないし２０．２，２０．４）のところで 、および／または前記光信号検出器（１７．２ないし１７．３）を結合器（２２ ．２，２３，２ないし２２．３，２３．３）の直列接続回路と接続する導波体分 岐（１９．３ないし２０．３）のところで、波長選択性の格子反射器（３３．１ ，２６．１，２６．２，２８．１，２７．１，２７．２，２８．２ないし３３． ２，２９．１，２９． ２，３１．１，３０．１，３０．２，３１．２）により 、光学的に互いに分離されていることを特徴とする、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路。 ４．能動的な回路コンポーネント（３６，３８）の相対的な位置によりそれら の動作が定まり、単一段のハイブリッド構造回路として構成されている、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は、直列接続において互いに 向き合った接続側ならびに 互いに反対に反対に位置する接続側および６つの導波体分岐（３９．１，３９． ３，２×（３９．５＋３９．６），３９．３，３９．７）を備えた、直列に接続 された２つの光学的結合器（３９．２，３９．４）を有しており、前記の導波体 分岐はペア（３９．１，３９．３；２×（３９．５＋３９．６）；３９．３，３ ９．７）を成して、各々の接続側のところで前記結合器（３９．２，３９．４） に通じ、該結合器（３９．２，３９．４）の内部で相互作用状態におかれており 、 光信号検出器（３６）および光信号源（３８）が設けられており、該光信号検 出器および該光信号源は、直列に接続された前記の各結合器（３９．２，３９． ４）において互いに反対に位置する接続側に配置されていて、送信動作および受 信動作のためのそれぞれ異なる離散した波長に合わせて形成されており、該光信 号検出器および該光信号源は、結合器（３９．２，３９．４）の直列接続回路を 接続する各導波体分岐（２×（３９．５＋３９．６））の間に配置された波長選 択的に反射性である誘電体のフィルタプレート（３５）により光学的に分離され ていることを特徴とする、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路。 ５．能動的な回路コンポーネント（１７．１，１７．２，１７．３，２１．１ ，２１．２）の相対的な位 置によりそれらの動作が定まり、多段の集積回路として構成されている、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は各回路段（３２．１ないし ３２．２ないし３２．３）内に、直列接続において互いに向き合った接続側なら びに互いに反対に位置する接続側および６つの導波体分岐（１８．１，１８．３ ，１８．２，１８．４，１８．５，１８．６ないし１９．１，１９．３，１９． ２，１９．４，１９．５，１９．６ないし２０．１，２０．３，２０．２，２０ ．４，２０．５，２０．６）を備えた、直列に接続された２つの光学的結合器（ ２２．１，２３．１；２２．２，２３．２；２２．３，２３．３）を有しており 、前記の導波体分岐はペア（１８．１，１８．３，１８．２，１８．４，１８． ５，１８．６ないし１９．１，１９．３，１９．２，１９．４，１９．５，１９ ．６ないし２０．１，２０．３，２０．２，２０．４，２０．５，２０．６）を 成して、各々の接続側のところで前記結合器（２２．１，２３．１；２２．２， ２３．２；２２．３，２３．３）に通じ、該結合器（２２．１，２３．１；２２ ．２，２３．２；２２．３，２３．３）の内部で相互作用状態におかれており、 最初の回路段（３２．１）には光信号検出器（１７ ．１）が、最後の回路段（３２．．．）には光信号源（２１．．．）が、各中間 回路段（３２．２ないし３２．３）には光信号検出器（１７．２，１７．３，． ．．）と光信号源（２１．１，２１．２，．．．）が設けられており、該光信号 検出器および該光信号源は、直列接続された結合器（２２．１，２３．１；２２ ．２，２３．２；２２．３，２３．３）の互いに反対に位置する接続側において 、中間回路段（３２．２ないし３２．３）に配置されており、中間回路段（３２ ．３ないし３２．３）と同様に光信号検出器（１７．１）については最初の回路 段（３２．１）に、光信号源（２１．．．）については最後の回路段（３２）に 配置されており、該光信号検出器および該光信号源は、送信動作と受信動作のた めのそれぞれ異なる離散した波長（λ_S1，λ_S2，λ_S...；λ_E1，λ_E2，λ_E3，λ_E ...）に合わせて形成されており、直列接続回路の結合器（２２．１，２３．２ ；２２．３，２３．３）を接続する導波体分岐（１８．２，１８．４ないし１９ ．２，１９．４ないし２０．２，２０．４）のところで、および／または光信号 検出器（１７．２，１７．３）を結合器（２２．１，２３．１；２２．２，２３ ．２；２２．３，２３．３）の直列接続回路と接続する導波体分岐（１９．３， ２０．３）のところで、波長選択性の格子反射器（２４．１，２４．２，２５． １，２５．２ないし３３．１，２６．１，２６．２ ，２８．１，２７．１，２７．２，２８．２ないし３３．２，２９．１，２ ９ ．２，３１．１，３０．１，３０．２，３１．２）により、光学的に分離されて いることを特徴とする、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路。 ６．個々の回路コンポーネント（３６，３８）の互いの相対的な位置が定めら れ、多段のハイブリッド構造回路として構成されている、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に行うためのオプトエレクト ロニクス回路において、 光導波体装置が設けられており、該光導波体装置は各回路段内に、直列接続に おいて互いに向き合った接続側ならびに互いに反対に位置する接続側および６つ の導波体分岐（３４．１，３４．３，２×（３４．５＋３４．６），３４．７な いし３９．１，３９．３，２×（３９．５＋３９．６），３９．３，３９．７な いし３７．７，２×（３７．６，３７．５），３７．３）を備えた、直列に接続 された２つの光学的結合器（３４．２，３４．４；３９．２，３９．４；３７． ４，３７．２）を有しており、前記の導波体分岐はペア（３４．１，３４．３； ２×（３４．５＋３４．６）；３４．７ないし３９．１，３９．３；２×（３９ ．５＋３９．６）；３９．３，３９．７ないし３７．７；２×（３７．６，３７ ．５）；３７．３を成して 、各々の接続側のところで前記結合器（３４．２，３４．４；３９．２，３９． ４；３７．４，３７．２）に通じ、該結合器（３４．２，３４．４；３９．２， ３９．４；３７．４，３７．２）の内部で相互作用状態におかれており、 最初の回路段には光信号検出器（３６）が、最後の回路段には光信号源（３８ ）が、各中間回路段には光信号検出器（３６）と光信号源（３８）が設けられて おり、該光信号検出器および該光信号源は、直列接続された結合器（３４．２， ３４．４；３９．２，３９．４；３７．４，３７．２）の互いに反対に位置する 接続側において、中間回路段に配置されており、中間回路段と同様に光信号検出 器（３６）については最初の回路段に、光信号源（３８）については最後の回路 段に配置されており、該光信号検出器および該光信号源は、送信動作と受信動作 のためのそれぞれ異なる離散した波長に合わせて形成されており、各回路段にお いて、結合器（３４．２，３４．４；３９．２，３９．４；３７．４，３７．２ ）の直列接続回路を接続する導波体分岐（３４．５，３４．６ないし３９．５， ３９．６ないし３７．６，３７．５）内に配置された波長選択的に反射性である 誘電体のフィルタプレート（３５）により、光学的に分離されていることを特徴 とする、 波長多重方式により単方向で送／受信動作を同時に 行うためのオプトエレクトロニクス回路。 ７．前記結合器（１１；２２．１，２２．２，２２．３，２３．１，２３．２ ，２３．３；３４．２，３４．４；３７．２，３７．４；３９．２，３９．４； ４０．３）はマルチモード干渉結合器である、請求項１〜６のいずれか１項記載 の回路。 ８．光信号源（５；４４）と結合器（１１；４０．３）との間の光導波体分岐 （２；４０．２）中に、実質的に受信用の波長（λ_E）の光しか反射させない別 の波長選択性反射器（８）が配置されている、請求項１〜７のいずれか１項記載 の回路。 ９．光信号検出器（６，６′）と結合器（１１）との間の光導波体分岐（３， ４）中に、それぞれ１つのストップバンドフィルタ（１０′，１０″）が配置さ れており、該ストップバンドフィルタの遮断波長は実質的に送信動作用の波長（ λ_S）と等しい、請求項１、３、５、７、８のいずれか１項記載の回路。 10．送信動作用の波長（λ_S）は受信用の波長（λ_E）よりも大きく、光信号検 出器（６，６′）と結合器（１１）との間の光導波体分岐（３，４）の横断面積 は、ストップバンドフィルタ（１０′，１０″）と光信号検出器（６′，６″） との間の領域で、光学的なクロストークを低減するためいわゆるカットオフ波長 が送信動作用の波長（λ_S）よりも小さくなるように小さくされている、請求項 １、３、５、７、８、９ のいずれか１項記載の回路。 11．送信動作用の波長（λ_S）は受信動作用の波長（λ_E）よりも小さく、光信 号検出器（６，６′）と結合器（１１）との間の光導波体分岐（３，４）には、 ストップバンドフィルタ（１０′，１０″）と光信号検出器（６′，６″）との 間の領域に、４成分系の半導体材料の層から成る吸収素子（９．３，９．４，９ ．５）がそれぞれ設けられており、前記半導体材料のバンドギャップは波長に対 応し、送信動作用の波長（λ_S）と受信動作用の波長（λ_E）の間に位置する、請 求項１、３、５または７、８、９のいずれか１項記載の回路。 12．４つの光導波体分岐（１９．１，１９．２，１９．３，１９．４ないし２ ０．１，２０．２，２０．３，２０．４）を備えた第１の３ｄＢ結合器（２２． ２ないし２２．３）と、４つの光導波体分岐（１９．２，１９．４，１９．５， １９．６ないし２０．１，２０．２，２０．３，２０．４）を備えた第２の３ｄ Ｂ結合器（２３．２ないし２３．３）とによって、マッハ−ツェンダー装置が構 成されており、第５の光導波体分岐（１９．５ないし２０．５）が光信号源（２ １．１ないし２１．２）と接続されており、第２の分岐（１９．３）が光信号検 出器（１７．２ないし１７．３）と接続されており、２つの内側の光導波体分岐 （１９．２，１９．４ないし２０．２，２０．４）は 両方の結合器（２２．２，２３，２ないし２２．３，２３．３）に共通のもので あり、それら内側の光導波体分岐（１９．２，１９．４ないし２０．２，２０． ４）中に、実質的に送信動作用の波長（λ_S1ないしλ_S2）の光だけしか反射させ ない波長選択性反射器（２８．１，２８．２ないし３１．１，３１．２）が配置 されている、請求項１、３、５、７、８、９のいずれか１記載の回路。 13．送信動作用の波長（λ_S1ないしλ_S2）と受信動作用の波長（λ_E1ないしλ_E2 ）はそれぞれ異なっており、内側の光導波体分岐（１９．２，１９．４ないし ２０．２，２０．４）に、送信動作用の個々の波長（λ_E1ないしλ_E2）およびＴ Ｅ偏光およびＴＭ偏光のための波長選択性反射器（２６．１，２６．２，２７． １，２７．２ないし２９．１，２９．２，３０．１，３０．２）が設けられてお り、送信動作用の波長（λ_S1ないしλ_S2）のための波長選択性反射器（２８．１ ，２８．２ないし３１．１，３１．２）が配置されている、請求項１２記載の回 路。 14．第２および第３の光導波体分岐（１９．３ないし２０．３）中に、送信動 作用の個々の波長（λ_S1ないしλ_S2）およびＴＥ偏光のための波長選択性反射器 （３３．１ないし３３．２）が配置されている、請求項１３記載の回路。 15．少なくとも２つのマッハ−ツェンダー装置が回 路段としてカスケード接続されており、先行する回路段におけるそれぞれ６番目 の光導波体分岐（１８．６，１９．６）が後続の回路段における最初の光導波体 分岐（１９．１，２０．１）と接続されており、送信動作用の波長（λ_S）と受 信動作用の波長（λ_E）は回路段ごとにそれぞれ異なる、請求項１２〜１４のい ずれか１項記載の回路。 16．光信号検出器はホトダイオード（６′，６″，１７．１，１７．２，１７ ．３）である、請求項１〜１５のいずれか１項記載の回路。 17．前記ホトダイオード（６′，６″，１７．１，１７．２，１７．３ないし ３６，４２）は、光信号源（５，２１．１，２１．２ないし３８，４４）からの クロストークを低減するために半導体化合物を有しており、該半導体化合物は、 送信動作用の波長（λ_S）の光を実質的に透過させ、受信動作用の波長（λ_E）の 光は吸収する、請求項１６記載の回路。 18．光信号検出器（６′，６″，１７．１，１７．２，１７．３ないし３６， ４２）は４成分系の材料から成る第１のセクションと、該第１のセクションに対 し直列に位置し３成分系の材料から成る第２のセクションにより形成されている 、請求項１〜１５のいずれか１項記載の回路。 19．光信号検出器（６′，６″）および／または光信号源（５）は、それぞれ 送信動作用の波長（λ_S） ないし受信動作用の波長（λ_E）の光のために隣り合って配置された吸収器（９ ．１，９．２，９．３，９．４，９．５）を有している、請求項１〜１８のいず れか１項記載の回路。 20．光信号源（５；２１．１，２１．２）および／または波長選択性反射器（ ８，１０′，１０″、２４．１，２４．２，２５．１，２５．２，２６．１，２ ６．２，２７．１，２７．２，２８．１，２８．２，２９．１，２９．２，３０ ．１，３０．２，３１．１，３１．２，３３．１，３３．２）にはそのすぐ近く に加熱素子が設けられている、請求項１、３、５または７〜１９のいずれか１項 記載の回路。 21．波長選択性反射器（８，１０′，１０″、２４．１，２４．２，２５．１ ，２５．２，２６．１，２６．２，２７．１，２７．２，２８．１，２８．２， ２９．１，２９．２，３０．１，３０．２，３１．１，３１．２，３３．１，３ ３．２）は格子反射器たとえばブラッグ反射器である、請求項１、３、５または ７〜２０のいずれか１項記載の回路。 22．外部光導体を接続するためのインタフェース（７）へ至る光導波体分岐（ １）は、インタフェース（７）の直前においてモード変換器（１２）として構成 されている、請求項１〜２１のいずれか１項記載の回路。 23．光信号源（５，２１．１，２１．２ないし３８ ，４４）は単一モードレーザダイオードである、請求項１〜２２のいずれか１項 記載の回路。 24．光学的なプレーナ導波体回路の基本セルはシリカ・オン・シリコン技術で 構成されており、プレーナ・オプトエレクトロニクス・レーザ回路およびホトダ イオード回路（３８，４４ないし３６，４２）の基本セルはＩｎＰ技術で構成さ れており、支持プレート（４３）上に配置されている、請求項２、４または６記 載の回路。 25．光導波体装置における２つの光導波体分岐（３４．５，３４．６；３７． ５，３７．６；３９．６；４０．４）に対応づけられた波長選択性反射器は、単 体の誘電体フィルタープレート（３５）として構成されている、請求項２、４、 ６または２４記載の回路。 26．支持体（４３）に、フィルタプレート（３５）を保持する切り欠きスリッ トが設けられており、該支持体は同時にプレーナ導波体（４０．２，４０．３， ４０．４，４０．５，４０．６）を有し、ホトダイオード回路およびレーザ回路 （４２ないし４４）のためのチップ支持体であり、Ｖ字型の溝にグラスファイバ ４１を収容している、請求項２５記載の回路。 27．少なくとも３つの基本セルによってマッハ−ツェンダー装置が構成されて おり、つまり光学的プレーナ導波体回路によるものであり間にフィルタプレート （３５）の配置された直列接続された２つの受動的な 基本セルと、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス基本セルすなわちレーザ ダイオード回路（３８，４４）またはホトダイオード回路（３６，４２）により 構成されている、請求項２４記載の回路。 28．カスケード接続された回路段において最初の回路段はホトダイオード回路 （３６）であり、最後の回路段はレーザダイオード回路（３８）であり、これら の間にある回路段はそれぞれホトダイオード回路（３６）もレーザダイオード回 路（３８）も有する、請求項２７記載の回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミヒャエル ハーマッハー ドイツ連邦共和国 ベルリン シュリーパ ーシュトラーセ ３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．波長多重データ伝送用の光信号を処理するためのものであり、 外部の光導体を接続するための少なくとも１つのインタフェースと、互いに交 ざり合う分岐から成る少なくとも２つの経路とを備えた光導波体装置と、 少なくとも１つの光学的結合器が設けられており、該光学的結合器において前 記光導波体装置における２つの経路が相互作用状態におかれていて、一方の分岐 から導かれた光波が実質的に等しい２つの部分波に分けられ、これらの部分波は 両方の分岐を介して反対側で結合器から出ていき、または結合器の一方の側にお ける両方の分岐から導かれる２つのコヒーレントな光波が重畳され、それにより 生じた光波が一方の分岐を介して反対側で結合器から出ていき、 波長選択性反射器から成る少なくとも１つの形成体が設けられており、該形成 体は２つの分岐に対応づけられており同じ波長に合わせて設定されており、 離散した波長に合わせて設計されており波長選択性反射器から成る前記形成体 の対向する側に配置された少なくとも２つのオプトエレクトロニクスコンポーネ ントが設けられている、 オプトエレクトロニクス集積回路において、 単一段または多段の回路構造体が設けられており、 光信号検出器と光信号源によりペアを成すオプトエレクトロニクスコンポーネ ントが形成され、これらのコンポーネントは電気的なクロストークが低減される よう１つの回路段におけるそれぞれ反対の側に配置されており、 単一段構造であれば前記のペアはそれぞれ異なる離散した波長に合わせて設定 されているのに対し、多段構造であれば前記のペアが隣り合う回路段に対応づけ られており、等しい離散した波長に合わせて設定されていることを特徴とする、 オプトエレクトニクス集積回路。 ２．波長多重データ伝送用の光信号を処理するためのものであり、 外部の光導体を接続するための少なくとも１つのインタフェースと、互いに交 ざり合う分岐から成る少なくとも２つの経路とを備えた光導波体装置と、 少なくとも１つの光学的結合器が設けられており、該光学的結合器において前 記光導波体装置における２つの経路が相互作用状態におかれていて、一方の分岐 から導かれた光波が実質的に等しい２つの部分波に分けられ、これらの部分波は 両方の分岐を介して反対側で結合器から出ていき、または結合器の一方の側にお ける両方の分岐から導かれる２つのコヒーレントな光波が重畳され、それにより 生じた光波が一方の分岐を介して反対側で結合器から出ていき、 波長選択性反射器から成る少なくとも１つの形成体が設けられており、該形成 体は２つの分岐に対応づけられており同じ波長に合わせて設定されており、 離散した波長に合わせて設計されており波長選択性反射器から成る前記形成体 の対向する側に配置された少なくとも２つのオプトエレクトロニクスコンポーネ ントが設けられている、 オプトエレクトロニクス回路において、 単一段または多段である光学的なハイブリッドのプレーナ回路構造体が設けら れており、 光信号検出器と光信号源によりペアを成すオプトエレクトロニクスコンポーネ ントが形成され、これらのコンポーネントは電気的なクロストークが低減される よう１つの回路段におけるそれぞれ反対の側に配置されており、 単一段構造であれば前記のペアはそれぞれ異なる離散した波長に合わせて設定 されているのに対し、多段構造であれば前記のペアは隣り合う回路段に対応づけ られ、等しい離散した波長に合わせて設定されており、 前記波長選択性反射器は誘電体のフィルタプレートにより構成されていること を特徴とする、 オプトエレクトロニクス回路。 ３．前記結合器（１１）はマルチモード干渉結合器である、請求項１または２ 記載の回路。 ４．光信号源（５；４４）と結合器（１１；４０．３）との間の分岐（２；４ ０．２）中に、実質的に第２の波長（λ_E）の光しか反射させない別の波長選択 性反射器（８）が配置されている、請求項１〜３のいずれか１項記載の回路。 ５．光信号検出器（６，６′）と結合器（１１）との間の分岐（３，４）中に 、それぞれ１つのストップバンドフィルタ（１０′，１０″）が配置されており 、該ストップバンドフィルタの遮断波長は実質的に第１の波長（λ_S）と等しい 、請求項１または３または４記載の回路。 ６．第１の波長（λ_S）は第２の波長（λ_E）よりも大きく、光信号検出器（６ ，６′）と結合器（１１）との間の分岐（３，４）の横断面積は、ストップバン ドフィルタ（１０′，１０″）と光信号検出器（６′，６″）との間の領域で、 光学的なクロストークを低減するためカットオフ波長が第１の波長（λ_S）より も小さくなるように小さくされている、請求項１または３〜５のいずれか１項記 載の回路。 ７．第１の波長（λ_S）は第２の波長（λ_E）よりも小さく、光信号検出器（６ ，６′）と結合器（１１）との間の分岐（３，４）には、ストップバンドフィル タ（１０′，１０″）と光信号検出器（６′，６″）との間の領域に、４成分系 の半導体材料の層から成る吸収素子がそれぞれ設けられており、前記半導体材 料のバンドギャップは波長に対応し、第１の波長（λ_S）と第２の波長（λ_E）の 間に位置する、請求項１または３〜５のいずれか１項記載の回路。 ８．４つの分岐（１９．１，１９．２，１９．３，１９．４）を備えた第１の ３ｄＢ結合器（２２．２）と、４つの分岐（１９．２，１９．４，１９．５，１ ９．６）を備えた第２の３ｄＢ結合器（２３．２）とによって、マッハ−ツェン ダー装置が構成されており、第５の分岐（１９．５）が光信号源（２１．１）と 接続されており、第２の分岐（１９．３）が光信号検出器（１７．２）と接続さ れており、２つの内側の分岐（１９．２，１９．４）は両方の結合器（２２．２ ，２３，２）に共通のものであり、それら内側の分岐（１９．２，１９．４）中 に、実質的に第１の波長（λ_S1）の光だけしか反射させない波長選択性反射器（ ２８．１，２８．２）が配置されている、請求項１または３または５記載の回路 。 ９．第１の波長（λ_S1）と第２の波長（λ_E1）はそれぞれ異なっており、内側 の分岐（１９．２，１９．４）に、第２の波長（λ_E2）およびＴＥ偏光およびＴ Ｍ偏光のための波長選択性反射器（２６．１，２６．２，２７．１，２７．２） が設けられており、第１の波長（λ_E1）のための波長選択性反射器（２８．１， ２８．２）が配置されている、請求項８記載の回路。 10．第２の分岐（１９．３）中に、第１の波長（λ_E1 ）およびＴＥ偏光のための波長選択性反射器（３３．１）が配置されている、 請求項９記載の回路。 11．少なくとも２つのマッハ−ツェンダー装置が回路段としてカスケード接続 されており、先行する回路段におけるそれぞれ６番目の分岐（１８．６，１９． ６）が後続の回路段における最初の分岐（１９．１，２０．１）と接続されてお り、第１の波長（λ_S）と第２の波長（λ_E）は回路段ごとにそれぞれ異なる、請 求項８〜１０のいずれか１項記載の回路。 12．光信号検出器はホトダイオードである、請求項１〜１１のいずれか１項記 載の回路。 13．前記ホトダイオードは、光信号源からのクロストークを低減するために半 導体化合物を有しており、該半導体化合物は、第１の波長（λ_S）の光を実質的 に透過させ、第２の波長（λ_E）の光は吸収する、請求項１２記載の回路。 14．光信号検出器は４成分系の材料から成る第１のセクションと、該第１のセ クションに対し直列に位置し３成分系の材料から成る第２のセクションにより形 成されている、請求項１〜１１のいずれか１項記載の回路。 15．光信号検出器（６′，６″）および／または光信号源（５）は、それぞれ 第１の波長（λ_S）ないし第２の波長（λ_E）の光のために隣り合って配置された 吸収器（９．１，９．２，９．３，９．４，９．５ ）を有している、請求項１〜１４のいずれか１項記載の回路。 16．光信号源（５；２１．１，２１．２；３８；４４）および／または波長選 択性反射器（８，１０′，１０″、２４．１，２４．２，２５．１，２５．２， ２６．１，２６．２，２７．１，２７．２，２８．１，２８．２，２９．１，２ ９．２，３０．１，３０．２，３１．１，３１．２，３３．１，３３．２）には そのすぐ近くに加熱素子が設けられている、請求項１または３〜１５のいずれか １項記載の回路。 17．波長選択性反射器（８，１０′，１０″、２４．１，２４．２，２５．１ ，２５．２，２６．１，２６．２，２７．１，２７．２，２８．１，２８．２， ２９．１，２９．２，３０．１，３０．２，３１．１，３１．２，３３．１，３ ３．２）は格子反射器たとえばブラッグ反射器である、請求項１または３〜１６ から１６のいずれか１項記載の回路。 18．外部光導体を接続するためのインタフェース（７）へ至る分岐（１）は、 インタフェース（７）の直前においてモード変換器（１２）として構成されてい る、請求項１〜１７のいずれか１項記載の回路。 19．光信号源（５）は単一モードレーザダイオードである、請求項１〜１８の いずれか１項記載の回路。 20．光学的なプレーナ導波体回路の基本セルはシリカ・オン・シリコン技術で 構成されており、プレーナ ・オプトエレクトロニクス・レーザ回路およびホトダイオード回路の基本セルは ＩｎＰ技術で構成されており、支持プレート（４３）上に配置されている、請求 項２記載の回路。 21．光導波体装置における２つの分岐（３４．５，３４．６；３７．５，３７ ．６；３９．６；４０．４）に対応づけられた波長選択性反射器は、単体の誘電 体フィルタープレート（３５）として構成されている、請求項２または２０記載 の回路。 22．支持体（４３）に、フィルタプレート（３５）を保持する切り欠きスリッ トが設けられており、該支持体は同時にプレーナ導波体（４０．２，４０．３， ４０．４，４０．５，４０．６）を有し、ホトダイオード回路およびレーザ回路 （４２ないし４４）のためのチップ支持体であり、Ｖ字型の溝にグラスファイバ ４１を収容している、請求項２１記載の回路。 23．少なくとも３つの基本セルによってマッハ−ツェンダー装置が構成されて おり、つまり光学的プレーナ導波体回路によるものであり間にフィルタプレート （３５）の配置された直列接続された２つの受動的な基本セルと、少なくとも１ つのオプトエレクトロニクス基本セルすなわちレーザダイオード回路（３８，４ ４）またはホトダイオード回路（３６，４２）により構成されている、請求項２ ０記載の回路。 24．カスケード接続された回路段において最初の回 路段はホトダイオード回路（３６）であり、最後の回路段はレーザダイオード回 路（３８）であり、これらの間にある回路段はそれぞれホトダイオード回路（３ ６）もレーザダイオード回路（３８）も有する、請求項２３記載の回路。