JP2000515993A - 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 スペクトル特性が改良された光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、光学的に縦列して配置された２個の回折格子（６１，６０）によって実現され、この格子は、少なくとも２倍の差があるフリースペクトルレンジを与えるように配置され、第１の格子によって与えられた分散に関する情報を第２の格子に伝播させるカップリングを両方の格子の間に有する。

Description

【発明の詳細な説明】 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ 光波長分割多重（ＷＤＭ）システムは、理想的には、帯域内でのＷＤＭシステ ムの個々の信号のスペクトル位置にある程度の許容度が得られるように、平坦化 され分離した帯域を有する受動光波長マルチプレクサ及びデマルチプレクサを必 要とする。光ＷＤＭシステムにおいてチャネルを多重化又は分離（逆多重化）す る一つの方法は、多層誘電干渉フィルタに依拠する。別の方法は、光ファイバに 作成されたブラッグ反射効果に依拠する。本発明が特に関係する第３の方法は、 格子効果に依拠する。 かかる回折格子が波長多重化／分離のため取り得る形態は、欧州特許EP 0 25 4 453号に記載された形態であり、この文献は、特に図５に関して、構成部品の 回折格子４０の強度伝達関数と構成部品の回折格子４２の強度伝達関数との積と して合成された強度伝達関数が得られるように配置された二つの回折格子の縦列 配置を有する可能性に言及している。 かかる回折格子が取り得る別の形態は、横並びの配列形式の光導波路の組を含 む光導波路格子であり、各光導波路は配列の一端から他端に延在し、各光導波路 の光路長は上記配列の一方側の最短の長さから他方側の最長の長さまで均一に徐 々に増加する。かかる光格子は、C Dragoneetal.,“Integrated Optics N x N M ultiplexer on Silicon”,IEEE Photonics Technology Lettters，Vol.3，No.10 ，October 1991，pages 896-9に記載されたマルチプレクサの構成部品をなす。 図１を参照するに、かかるマルチプレクサの４ポートバージョンの基本構成部品 は、全体として符号１０で示された光導波路格子であり、光導波路格子の両端は 符号１１及び１２が付された放射状スターによって光結合され、放射状スター１ １及び１２ は、夫々、入力側導波路の組１３及び出力側導波路の組１４を具備する。導波路 の組１３の中の１本の導波路に到達した単色光は、格子１０の全ての導波路の入 力端を照射するため放射状スター１１で広がる。格子１０の反対側では、出現し た光のフィールドの成分が、放射状スター１２の反対側に単一輝度スポットを生 成するため、離れた方の場の中でコヒーレントに干渉する。光の波長を走査する ことにより、これらの場の成分の位相関係にずれが生じ、その結果として、輝度 スポットは、番号１５が付されているように波長に応じて直線的に出力側導波路 の組１４の胴体内側端を通過する。導波路１４のモードサイズが輝度スポットの サイズと巧く適合するとき、効率的なカップリングは、輝度スポットが上記導波 路１４の中の１本の導波路と厳密に位置合わせされる導波路の各端で発生する。 特定の波長のいずれかの側で、パワーは、典型的に、１５で示されるようにガウ ス曲線状に降下する。これは、チャネル間に許容可能な減衰を実現するが、理想 的な平坦化された応答からはかけ離れている。 本発明の目的は、過大な挿入損を生じることなく、非常に平坦化された応答を 実現する光マルチプレクサ／デマルチプレクサを提供することである。 本発明により実現される実質的に均等な光周波数間隔で光信号チャネルを多重 化／分離するマルチプレクサ／デマルチプレクサは、第１及び第２の回折格子の 縦列配置を介して出力／入力ポートと光結合された入力／出力ポートの組を有し 、上記入力／出力ポートの組の各要素から上記格子の種々の格子素子を介して上 記出力／入力ポートまでの多重光路を提供し、 第１の格子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差は、第２の格 子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差よりも長く、 上記光路長差は関連した格子に対する周波数レンジであるフリー スペクトルレンジを定め、その周波数レンジの中で上記光路長差は２πの範囲で 変化する値を有する位相差を発生し、 上記第１の回折格子のフリースペクトルレンジは、上記光信号チャネルの上記 光周波数間隔と整合し、 上記第２の回折格子のフリースペクトルレンジは、少なくとも上記マルチプレ クサ／デマルチプレクサの最高周波数チャネルと最低周波数チャネルの間の周波 数差と同じ大きさがあり、 上記第１の回折格子と上記第２の回折格子の間に延在する上記入力／出力ポー トの組と上記出力／入力ポートの間の光カップリングの一部は、上記二つの格子 の間で強度情報だけではなく、空間情報を結合する。 本発明による光マルチプレクサ／デマルチプレクサは、第１及び第２の回折格 子の縦列配置を利用する限り、見かけ上、特に、先に引用した欧州特許EP 0 591 042号及び欧州特許EP 0 254 453号に関して参照された従来技術の縦列配置に 類似する。しかし、応答のタイプを与えることができる動作モードは全く相違す る。従来技術の配置の場合、第１の格子と第２の格子の間の光カップリングは、 本質的に単一モードであり、二つの格子の間で強度情報を結合するが、空間情報 は結合されない。したがって、従来技術の各縦列配置は、構成部品の波長フィル タリングの単なる連結を与えるよう作用し、第２の格子によって得られる分散は 、それ自体、第１の格子によって与えられた分散による影響を受けない。本発明 による光マルチプレクサ／デマルチプレクサの場合、第１の格子と第２の格子の 間の光カップリングは二つの格子の間で強度情報及び空間情報の両方の情報を結 合するので、このカップリングは、第１の格子によって与えられた分散に関する 情報を第２の格子に伝播させ得る。この結果として、第１の格子から第２の格子 に入射する光の幾何学的関係は波長に依存するようになる。単なる波長フィルタ リングの連結を設ける代わりに、本発明による光マルチプレクサ／デマルチプレ クサの二つの構成部品の格子は、二つの格子の分散の連結を提供する。 以下、本発明のマルチプレクサ／デマルチプレクサの好ましい実施態様を説明 する。最初に、本発明の動作の基本原理について説明する。以下の説明は添付図 面を参照する。図面中、 図１は、（既に参照した）光導波路タイプの回折格子を利用する従来技術の光 マルチプレクサ／デマルチプレクサを概略的に示す図であり、 図２は、図１のマルチプレクサ／デマルチプレクサのスペクトル特性グラフで あり、 図３は、図１のマルチプレクサ／デマルチプレクサの出力導波路の胴体内端を 通る光のスポットの移動を示すグラフであり、 図４及び５は、図１のマルチプレクサ／デマルチプレクサよりも望ましいスペ クトル特性を有する概念的なマルチプレクサ／デマルチプレクサに関する図２及 び３に対応したグラフであり、 図６は、本発明の好ましい一実施態様による光マルチプレクサ／デマルチプレ クサの概要図であり、 図７は、図６のマルチプレクサ／デマルチプレクサの第１の回折格子、第２の 回折格子及び格子の組合せに関する図３のグラフに対応した３種類のグラフであ り、 図８は、２個の構成要素の回折格子が凹面反射記によって光結合されている図 ６に示されたようなマルチプレクサ／デマルチプレクサの概要図であり、 図９及び１０は、図６のマルチプレクサ／デマルチプレクサの導波路回折格子 を置換する回折格子の別の形態を示す図であり、 図１１は、送信器端に波長マルチプレクサを組み込み、受信器端にデマルチプ レクサを組み込む光伝送システムの概要図であり、 図１２は、実質的に図６に概略的に示されるようなマルチプレク サ／デマルチプレクサの測定されたスペクトル特性のグラフである。 図１を参照するに、単色光が入力側導波路１３の中の一つに到達した場合、光 導波路格子１０は、出力側導波路１４の組の胴体内端に光のスポット１５を形成 するためこの単色光に作用し、到達した光の波長（周波数）を変更することによ り、スポットは出力側導波路１４の組上の個々の導波路の胴体内端を横方向に移 動する。この運動の結果として、出力側導波路の組１４のいずれかの特定の導波 路に到達した光パワーは、図２に線２０で示されるようなスペクトル特性を提示 し、一方、導波路の組１４の中の隣接した導波路のスペクトル特性は破線２１で 示されている。（図２において、スペクトル特性は、次節で説明する理由のため 、波長ではなく光周波数の関数として描かれている。）構成要素の導波路の中の 隣接した要素の間で等しい光路長の増分量を有する格子を用いることにより、出 力側導波路１４の組の胴体内端での光のスポットの位置は、格子１０の隣接した 導波路の対から放射状スター１２に現れた光の二つの構成成分の位相関係によっ て決められる。 この位相関係は、隣接した導波路の光路長差（有効屈折率と物理的経路長差の 積）と、光の波長（周波数）とによって決められる。したがって、位相関係を２ πずつ変える量による光の波長（周波数）の変化は、光のスポットを前の位置に 戻す。周波数差として表現されたこの変化の大きさは、格子１０のフリースペク トルレンジ（ＦＳＲ）と称される。（ＦＳＲは、その大きさが周波数スペクトル 域で一定に保たれるように波長差よりも周波数差として表現することが好ましい 。）図３は、導波路１４の組の胴体内端での光のスポットの位置を光周波数の関 数として表し、ＦＳＲの大きさはΔｆ₁である。ＦＳＲの大きさは、上記の通り 、格子１０の隣接した導波路の間の光路長差によって決定される。光のスポット の位置Δｐ₁のレンジは、格子１０の導波路のコンフィギュレーションと関連 したパラメータの数によって決まる量であり、Δｆ₁及びΔｐ₁の量は、相互に無 関係に変えられ得る。回折格子は分散デバイスであり、回折格子の分散は、比Δ ｐ₁／Δｆ₁によって与えられる。 図２のスペクトル特性２０は、理想的なマルチプレクサ／デマルチプレクサに は及ばない。図３に示されるように、導波路１４の組の胴体内端を通る光のスポ ットの一定運動は、比較的平坦化され、帯域の各端で高速ロールオフを有するプ ロファイルではなく、略ガウス曲線状のプロファイルをスペクトル特性２０に与 える。図４に示される如く、光の損失を伴うことなく所望のプロファイルの形状 を実現するため、図５に示された形のスポットの動きが要求される。図５におい て、実質的にスポットが移動しない光周波数のレンジ５０が存在し、それらのレ ンジ５０の間は急速な動きのある狭いレンジ５１によって埋められている。 本発明は、図６に概略的に示されるように光学的に縦列した２個の格子６０、 ６１を用いることにより、図５に示されたスペクトル特性に近似する特性の発生 を可能にする。これらの格子６０、６１は、少なくとも分離されているチャネル 数に一致する倍率で大きさに差があるＦＳＲを示す。格子６０は、図１の格子１ ０に対応し、図の左側が入力側であると仮定すると、この格子の出力側は変更さ れていない。格子６０の入力側で、放射状スターカップリング１１は、格子６０ と格子６１の間に光カップリングを与えるカップリング領域６２によって置き換 えられる。格子６１の入力側には、別の光カップリング領域６３が存在し、光カ ップリング領域６３は、単一の導波路６４を格子６１の入力の入力端と光結合す る。カップリング領域１２及び６３は、放射状スター形のカップリングとして描 かれているが、他の形態のカップリングを利用しても構わない。各カップリング 領域は、位置情報を角度情報に変換し、逆に角度情報を位置情報に変換するフー リエ変換を実行するデバイスとして作用する。カップリング領域６３は、実際上 、背中合わせに配置され、 像平面６５で接する２個の従来形の放射状スターの縦列配置である。カップリン グ領域６３の第１の放射状スター構成要素は、一方の格子から受信した角度情報 を像平面６５で位置情報に変換し、第２の放射状スター構成要素は、別の格子に 入射させるため位置情報を角度情報に変換する。かくして、カップリング領域６ ３は、二つの格子の間で強度情報と角度情報の両方の情報を結合することが分か る。（カップリング領域６３の２個の構成要素の放射状スターは、通常、実際上 、平面的な表面である像平面で一致するように設計されるが、ある種の幾何学的 関係の場合、この表面は湾曲している方が好ましい。） 例えば、格子６１がＦＳＲとしてΔｆ₂、すなわち、格子６０のＦＳＲである Δｆ₁の４分の１を有し、格子６１の位置のレンジΔｐ₂が格子６０の位置のレン ジΔｐ₁の４分の1である場合、二つの格子は、整合分散Δｐ₁Δｆ₁＝Δｐ₂Δｆ₂ を有する。この条件下で、図７の鋸歯状の軌跡７０は、固定位置で入力端に加え られた光の周波数の変化に応じた格子６０の出力端での光のスポットの動きを示 し、一方、軌跡７１は格子６１に関する類似した軌跡を表す。導波路６４を経由 して格子６１に到達した光の場合、ｆ₀からｆ₁までの周波数の変化は、カップリ ング６２の像平面６５に形成する光のスポットを位置ｐ₀からｐ₁まで移動させる 。格子６０を通る経路内でこの光に生じた現象を見つける便宜な方法は、かかる 構造体を通過する光の伝播の相反性に基づいて、最初に、光が格子６０に到達し た場合に、逆方向に伝搬するために光にいかなる現象が発生するかを考えること である。導波路１４の組の中の特定の１本の導波路を介して格子６０に到達した 光の場合、ｆ＝ｆ₀からｆ＝ｆ₁までの周波数変化は、同様に像平面６５に形成す る光のスポットを位置ｐ₀からｐ₁まで移動させる。相反性の考慮は、周波数がｐ₀ からｐ₁まで振れる光が像平面６５から格子６０に到達したとき、この光は、導 波路１４の組の中の１本の導波路を介して現 れる。したがって、この周波数範囲ｆ₀≦ｆ≦ｆ₁に亘って、導波路６４に到達し た光は、導波路１４の中の特定の１本の導波路を経由して二つの格子６１及び６ ０の縦列配置から出現する。 格子６０を通過する間に、周波数レンジｆ₁≦ｆ≦ｆ₂の光に生じた現象を理解 するため、再度図１を参照する。導波路１３の組及び導波路１４の組の個々の要 素に、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄの 通り番号を付け、例えば、導波路１３ｄに到達した入力に対し、図１の配置が、 導波路１４ａ，１４ｂ，１４ｃ及び１４ｄに夫々現れる周波数（ｆ₄＋ｆ₃）／２ ，（ｆ₃＋ｆ₂）／２，（ｆ₂＋ｆ₁）／２及び（ｆ₁＋ｆ₀）／２の出力を備えたマ ルチプレクサとして動作する場合を想定する。光の相反性に起因して、導波路１ ４ｃに到達した周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／２の入力は、導波路１３ｄに出力を生じる ことが分かる。次に、図１の配置の物理的対称性に起因して、導波路１３ｃに到 達した周波数（ｆ₂＋ｆ₁）／２の入力は、導波路１４ｄに出力を発生することが 分かる。図６を再度参照するに、周波数レンジｆ₁≦ｆ≦ｆ₂に関して、導波路５ ４に到達した光は、導波路１４の組の中で、周波数レンジｆ₀≦ｆ≦ｆ₁に亘る光 が発生した導波路に隣接した導波路から出現することが分かる。同様の状況は、 周波数レンジｆ₂≦ｆ≦ｆ₃及びｆ₃≦ｆ≦ｆ₄に関して認められる。したがって、 導波路１４の組の胴体内端での光のスポットの位置は、図７に軌跡７２として全 体的に示された経路を辿る。 以上の解析において、ＦＳＲが像平面６５に生成 されたスポットの動きに絶対的な制限を与えない点は考慮されていない。実際上 、ｐ₀＋に主要なスポットを生成するため、周波数がｆ₀＋であるとき、弱いスポ ットがｐ₁＋に形成され易い。このような弱いスポットは、ｐ₀の僅かに上方から ｐ₁の僅かに下方まで延在するウィンドウを除く全ての光を遮断するように配置 された視野絞りを用いて巧く除去することができる。ｐ₀の上方及びｐ₁の下方の 余裕は、 スポットサイズが有限であるという事実に適合するように設けられている。これ は必要条件ではない。例えば、スペクトルレンジがマルチプレクサ／デマルチプ レクサを動作させるように設計されている光伝送システムのチャネル保護スペー スに収まるため、上記スペクトルレンジに光パワーが全く存在しないことが分か っている場合、この条件は不必要である。 カップリング領域６２の一つの実施可能な形態は、図８に番号８０で示される ような凹面反射器である。反射器の長さは、格子６０の所望の回折次数、又は、 その一部分だけが二つの格子６０と６１の間で伝播されることを保証するため使 用される一種の視野絞りとして作用する。図示された配置は、１×Ｎ形（具体的 な例として、ん＝４の場合が図示されている）マルチプレクサ／デマルチプレク サを構成する。この配置は、別個の物理的に離間した反射器８０の区画によって 格子６０と光結合された付加的な格子６１（図示しない）を導入することにより 、Ｍ×Ｎ形のデバイスである受動的波長クロスコネクトを形成するため適合され 得る。 第１の光導波路格子配列の出力を第２の光導波路格子配列にカップリングする 別の方法は、出力端側の第１の格子の全ての導波路とその最近傍の導波路の間の 横方向カップリングを実行し、カップラーの終端を第２の格子の入力スターの焦 平面に置くことである。カップラーは、導波路を互いに側面に沿って接近させて 配置し、相対的な間隔と、相対的な伝播速度と、カップラーの全長とを調整する ことにより形成され、入力側の光が全ての導波路の間で分割されるとき、出力側 の光が単一の導波路若しくは２本の隣接した導波路に支配的に制限され、カップ ラーの入力側で配列を横切る光の相対的な位相が波長にしたがって変化すると共 に、この光がカップラーの出力側で配列と交差して移動する。この設計によれば 、空間フィルタを用いる必要性が無くなり、非常に接近して配置された隣接した 導波路の間のカップリングを利用することにより、導波路が放射 状スターの入力側で集められる点に生することを避けることができる利点が得ら れる。 格子内の導波路の数は、スポットがそのＦＳＲの全域でサイズに対し相対的に 移動する量を決める。その相対的な比は導波路の数に正比例する。したがって、 小さいＦＳＲを有する補償用格子に存在する導波路の数が多いほど、いずれかの エッジが視野絞りのエッジに達する前にスポットの中心が移動するＦＳＲの割合 が増加するので、チャネル間隔に対する最終的な応答の平坦上部が広がる。少な くとも３又は４個の導波路が典型的にこの格子に必要とされる。主要な格子の導 波路の数は、補償用格子における導波路の数よりも、典型的に、チャネルの数以 上の倍率で増加され、好ましくは、チャネル数の約１．５倍に達する倍率で増加 される。 上記の具体的な説明は、光導波路格子を利用するマルチプレクサ／デマルチプ レクサだけに関係するが、本発明は、この具体的なタイプの光格子だけに限定さ れるものではなく、一般的に光回折格子を利用するマルチプレクサ／デマルチプ レクサに適用可能であることを明確に理解する必要がある。かくして、例えば、 本発明は、英国特許GB2 222 891Aに記載されたタイプの光回折格子を利用するマ ルチプレクサ／デマルチプレクサに適用可能である。 このような格子は、スラブ導波路に形成された離散的なウェル又はアパーチャ の組により構成される。この離散的なアパーチャ又はウェルタイプの２個の回折 格子の縦列配置を使用するマルチプレクサ／デマルチプレクサの場合に、より大 きいＦＳＲを有する格子は少数の格子素子を有し、その素子の単一ライン内の反 射は、回折されたビームの全域に亘って許容できないほど大きいパワー分布の歪 みを生ずる。このような歪みが発生する様子は、図９を参照して理解される。図 ９は、回折格子の回折用素子を構成するアパーチャ又はウェル９１の組を具備し たスラブ導波路９０の一部を示す図である。格子素子に入射した波面９２は、略 ガウス曲線状の強度プロ ファイル９３として示される。格子素子は、強度プロファイル９５を備えた回折 された波面９４を生成するため波面９２に作用する。歪みの問題は、図１０に示 される如く、回折された波面の各構成成分が１回ではなく２回反射されるように 、図９の回折用素子９１の単一ラインを２本のライン１０１ａ及び１０１ｂの対 称的な配置によって置き換えることにより回避される。図９に番号９５で示され 、１回の反射によって得られる歪みの量は、回折素子の数が増加されると共に、 徐々に低減されることが分かる。１回の反射型格子は、格子が一般的に有する素 子の数が多いので、大きいＦＳＲを備えた格子のため十分であることが分かる。 図１１は、送信器端に波長マルチプレクサを組み込み、受信器端にデマルチプ レクサを組み込む光伝送システムの概要図である。これらのマルチプレクサ及び デマルチプレクサは、特に、図６、８又は１０を参照して既に説明したタイプの マルチプレクサ／デマルチプレクサである。送信器端側で、レーザダイオード１ １０によって表された多数の光源は、マルチプレクサ１１２によって共通信号チ ャネル１１１で波長多重化される。受信器端で、デマルチプレクサ１１３は、多 重化された信号を物理的に分離したチャネルに分割する。この物理的に分離した チャネルは、夫々の検出器１１４に接続される。選択的に、共通信号チャネル１ １１は、光増幅器１１５によって縦続された多数の構成要素区画に分割されても 構わない。マルチプレクサ／デマルチプレクサは、少なくとも一部の光増幅器１ １５に組み込まれる。 図１２は、図６に概略的に配置が示されている格子６１及び６０の縦列配置か ら、本発明の原理に従って作成された集積化光マルチプレクサ／デマルチプレク サの特定の物理的な例のスペクトル特性を示す図である。図６に示された配置は 、カップリング領域６２に視野絞りを含む。図１２には、入力／出力チャネル６ ４に印加された光信号の波長が１５４５ｎｍと１５６５ｎｍの間で揺れるとき、 ９本の入力／出力チャネル１４の組の中の各チャネルからの出力光パワーの測定 によって得られた軌跡が重ね合わされている。特に、図１２は、１０ｄＢ未満の チャネル中間の挿入損を有するチャネルに関するグラフである。隣接したチャネ ルの周波数との間に保護スペースが全く設けられていない場合、隣接したチャネ ル間のクロストークは約−ｌ５ｄＢに過ぎないが、隣接したチャネル間の周波数 は、必然的にある程度分離されているので、このようなチャネル間のクロストー クは、−１５ｄＢよりもかなり改善される。隣接していないチャネル間のクロス トークは、さらに低い。最長波長のチャネルから最短波長のチャネルまで動く間 に生ずるチャネル中間の挿入損は僅かに増加し、各チャネルの帯域が僅かに上下 することは、この特定のマルチプレクサ／デマルチプレクサの幾何学的関係が完 全には最適化されていないことを意味する。（図１２に現れた約−２ｄＢの水平 方向の軌跡は、マルチプレクサ／デマルチプレクサの側面に沿って設けられた比 較用の直線導波路の挿入損の測定量を表す。）

【手続補正書】 【提出日】平成１２年４月５日（２０００．４．５） 【補正内容】 （１）請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書中、第３頁第５〜７行目の記載「上記第２の回折格子のフリース ペクトルレンジは、少なくとも上記マルチプレクサ／デマルチプレクサの最高周 波数チャネルと最低周波数チャネルの間の周波数差と同じ大きさがあり、」を「 上記第２の回折格子のフリースペクトルレンジは、少なくとも上記マルチプレク サ／デマルチプレクサの隣り合う周波数チャネルの間の周波数差を上記マルチプ レクサ／デマルチプレクサの最高周波数チャネルと最低周波数チャネルの間の周 波数差に加算した合計と同じ大きさがあり、」と補正する。 （３）同、第９頁第１２行目の記載「ん」を「Ｎ」と補正する。 請求の範囲 「１． 第１及び第２の回折格子の縦列配置を介して出力／入力ポートと光結合 された入力／出力ポートの組を有し、上記第１及び第２の回折格子は上記入力／ 出力ポートの組の各要素から上記格子の種々の格子素子を介して上記出力／入力 ポートまでの多重光路を提供し、実質的に均等な光周波数間隔で光信号チャネル を多重化／分離するマルチプレクサ／デマルチプレクサにおいて、 上記第１の格子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差は、上記 第２の格子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差よりも長く、 上記光路長差は、関連した格子に対し、２πの範囲で変化する値を有する位相 差を発生させる周波数レンジであるフリースペクトルレンジを定め、 上記第１の回折格子のフリースペクトルレンジは、上記光信号チャネルの上記 光周波数間隔と整合され、 上記第２の回折格子のフリースペクトルレンジは、少なくとも上記マルチプレ クサ／デマルチプレクサの隣り合う周波数チャネルの間の周波数差を 上記マルチ プレクサ／デマルチプレクサの最高周波数チャネルと最低周波数チャネルの間の 周波数差に加算した合計と同じ大きさがあり、 上記第１の回折格子と上記第２の回折格子の間に延在する上記入力／出力ポー トの組と上記出力／入力ポートの間の光カップリングの一部は、上記二つの格子 の間で強度情報だけではなく、空間情報を結合することを特徴とする光マルチプ レクサ／デマルチプレクサ。 ２． 上記第１の格子の分散は、上記第２の格子の分散と実質的に整合されてい る請求項１記載の光マルチプレクサ／デマル チプレクサ。 ３． 上記第１及び第２の回折格子は、光導波路回折格子である請求項１又は２ 記載の光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 ４． 上記第１及び第２の回折格子は、回折用素子がスラブ導波路に形成された アパーチャ又はウェルにより構成された回折格子である請求項１又は２記載の光 マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 ５． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の少なくとも１個のマルチプレク サを含む波長分割多重光伝送システム。 ６． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の少なくとも１個のデマルチプレ クサを含む波長分割多重光伝送システム。 ７． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の光マルチプレクサ／デマルチプ レクサの組を含む受動波長クロスコネクトにおいて、 上記組の中の各マルチプレクサ／デマルチプレクサの第２の回折格子は、上記 組の中の全てのマルチプレクサ／デマルチプレクサに対し共通であることを特徴 とする受動波長クロスコネクト。」

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ブリチェノ，テリー イギリス国，エセックス，シービー10 ２ アールジー，グレート サンプフォード, ムーアランド ヴュー（番地なし) (72)発明者 トンプソン，ジョージ ホルス ブルック イギリス国，ハートフォードシャー，シー エム21 ０ディーゼッド，ソウブリッジワ ース，ホウストック ロード 20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 第１及び第２の回折格子の縦列配置を介して出力／入力ポートと光結合さ れた入力／出力ポートの組を有し、上記第１及び第２の回折格子は上記入力／出 力ポートの組の各要素から上記格子の種々の格子素子を介して上記出力／入力ポ ートまでの多重光路を提供し、実質的に均等な光周波数間隔で光信号チャネルを 多重化／分離するマルチプレクサ／デマルチプレクサにおいて、 上記第１の格子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差は、上記 第２の格子の隣接した素子を介する光路によって生じる光路長差よりも長く、 上記光路長差は、関連した格子に対し、２πの範囲で変化する値を有する位相 差を発生させる周波数レンジであるフリースペクトルレンジを定め、 上記第１の回折格子のフリースペクトルレンジは、上記光信号チャネルの上記 光周波数間隔と整合され、 上記第２の回折格子のフリースペクトルレンジは、少なくとも上記マルチプレ クサ／デマルチプレクサの最高周波数チャネルと最低周波数チャネルの間の周波 数差と同じ大きさがあり、 上記第１の回折格子と上記第２の回折格子の間に延在する上記入力／出力ポー トの組と上記出力／入力ポートの間の光カップリングの一部は、上記二つの格子 の間で強度情報だけではなく、空間情報を結合することを特徴とする光マルチプ レクサ／デマルチプレクサ。 ２． 上記第１の格子の分散は、上記第２の格子の分散と実質的に整合されてい る請求項１記載の光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 ３． 上記第１及び第２の回折格子は、光導波路回折格子である請求項１又は２ 記載の光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 ４． 上記第１及び第２の回折格子は、回折用素子がスラブ導波路 に形成されたアパーチャ又はウェルにより構成された回折格子である請求項１又 は２記載の光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 ５． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の少なくとも１個のマルチプレク サを含む波長分割多重光伝送システム。 ６． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の少なくとも１個のデマルチプレ クサを含む波長分割多重光伝送システム。 ７． 請求項１乃至４のうちいずれか一項記載の光マルチプレクサ／デマルチプ レクサの組を含む受動波長クロスコネクトにおいて、 上記組の中の各マルチプレクサ／デマルチプレクサの第２の回折格子は、上記 組の中の全てのマルチプレクサ／デマルチプレクサに対し共通であることを特徴 とする受動波長クロスコネクト。