JP2000295176A - 波長分割多重化(wdm)光源のための予備装置 - Google Patents

波長分割多重化(wdm)光源のための予備装置

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JP2000295176A JP2000008594A JP2000008594A JP2000295176A JP 2000295176 A JP2000295176 A JP 2000295176A JP 2000008594 A JP2000008594 A JP 2000008594A JP 2000008594 A JP2000008594 A JP 2000008594A JP 2000295176 A JP2000295176 A JP 2000295176A
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optical
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クロード・アルテイーグ
Francois Brillouet
フランソワ・ブリルエ
Emmanuel Grard
エマニユエル・グラール
Hans Bissessur
ハンス・ビツセツサー
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Nokia Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 故障したレーザのマルチプレクサの交換波長
を提供する波長分割多重化(WDM)光源の予備装置を
提供する。 【解決手段】 本発明によれば、予備装置は、一般に異
なる波長(λ)の光を放射するn個の光源(S)を
含む予備モジュール(3)であって、各光源(S
が、n個のチャネル(13)を有する光コネクタのn
個の入力部のそれぞれ1つに結合されている予備モジュ
ール(3)と、nチャネル光コネクタ(4)のチャネル
と出力部光ファイバ(20)との間の結合を与える結
合手段(5)とを含む。本発明は、情報を光学的に伝送
する際に使用する光エレクトロニクスモジュールに関す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報を光学的に伝
送する際に使用されるバックアップまたは「予備」光エ
レクトロニクスモジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】より詳細には、「情報ハイウェイ」に関
して、様々な単色光源が、光ファイバ内でn個の異なる
波長を重ね合わせるために使用される。一般に、分布帰
還(DFB)レーザが使用され、波長のくし形を覆って
広がる光ビームではなく所与の波長で光を放射する。通
常、16個の波長が重ねられ、その各々が互いに独立し
た16個のDFBレーザのそれぞれ1つによって放射さ
れる。
【0003】そのようなレーザは、使用される際に故障
することがある。その場合、問題は、故障したレーザが
同様のレーザと切り替えられるまで、故障したレーザを
一時的に交換する手段を見つけることである。
【0004】本発明の目的は、故障したn個のレーザの
いずれか1つでも、任意の時に交換することができる光
放射モジュールを提供することであり、それによって、
情報伝送を中断しないように欠けている波長を放射し続
けることが可能になる。
【0005】現在、故障した光源を交換する2つの方法
がある。
【0006】従来技術で知られている第1の代替解決策
を図1に示す。
【0007】マルチプレクサ1は、各々が光源レーザL
によって放射される所与の波長λ を送出するn個の
光ファイバ18をその入力部に収容する。その出力部
で、光ファイバ2に沿って情報を伝送するために光信号
が重ね合わされる。
【0008】光源Lが故障した場合、1つの解決策
は、n個の光源レーザLによって放射されるn個の波
長のそれぞれ1つに対応するn個の予備レーザSを保
管し、故障したレーザの波長を放射する予備レーザS
を、スイッチ19を介して対応する光ファイバ18
に接続することである。
【0009】この解決策は、光源レーザLと同じ数の
予備レーザSを必要とする。したがって、この解決策
は、実施が厄介でコスト高であるために有利でない。
【0010】コストに関してより有利である第2の代替
解決策を図2に示す。この解決策は、n個の予備レーザ
を、欠けている波長λを送達する能力がある単一のモ
ジュール3と交換することである。そのような予備モジ
ュールは、例えば、注入される電流で作動する。波長λ
が放射されるべきである場合、所望の波長を放射する
ことができる予備レーザSを活動状態にする電流I
が注入される。この場合、予備装置の管理は、n個の異
なるレーザに関係するのではなく、単一のモジュールに
限られる。
【0011】予備モジュール3は、任意に、予備光ファ
イバ20のn個の単一のコネクタ8のいずれの1つ
とも協働することができる単一コネクタ9をさらに備え
る。予備光ファイバ20は、スイッチ19を介して
マルチプレクサ1の入力部光ファイバ18に接続され
る。
【0012】この場合、問題は、n個の波長の選択され
た任意の1つを放射することができる予備モジュールを
提供することである。
【0013】そのような予備モジュールが従来技術に存
在する。
【0014】従来技術から知られる第1の予備モジュー
ルを図3に示す。そのようなモジュールは、各々がn個
の交換波長のそれぞれ1つを放射することができるn個
のレーザSと、欠けている波長λのビームを、対応
する予備光ファイバ20に単一コネクタ9および8
によって接続された単一の出力部経路に配置する光コン
バイナ7とを使用する。
【0015】この解決策は、光コンバイナ7でかなりの
損失を引き起こすという欠点を有する。例えば、n=8
の場合、9dBの損失が引き起こされ、n=16の場
合、12dBの損失が引き起こされる。
【0016】DFBレーザのパワーは限られているの
で、システムが大きければ大きいほど、出力パワーは小
さくなる。
【0017】第2の従来技術の解決策を図4に示す。こ
の解決策は、制御電流Iに応じて、所与の波長λ
放射することができる同調可能レーザを使用することで
ある。
【0018】残念ながら、この解決策には欠点がある。
第1に、そのようなレーザは、単色レーザよりも製造が
複雑であり、したがって、よりコスト高になる。第2
に、そのようなレーザの時間にわたる信頼性はあまり知
られておらず、放射される波長の精度はあまり良くな
い。放射されるビームは、一部はレーザの変調を制御す
る制御回路の精度が低いために、一般に波長(λmax
−λmin)の範囲内にある。実際、この解決策はほと
んど使用されない。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の欠
点を緩和することを提案し、高精度にまた大きすぎる損
失なしに、所与の波長で光を放射することができる予備
モジュールを提供する。
【0020】
【課題を解決するための手段】このために、本発明は、
大きすぎる損失を引き起こす光コンバイナにとって代わ
る、n個の光導波路を介してnチャネルコネクタに接続
されたn個の単色光源の使用を提供する。
【0021】各出力部光ファイバは、その構成によっ
て、交換波長を注入すべきファイバが、予備モジュール
のnチャネルコネクタに導かれるn個の光導波路の1つ
に位置合わせされることを可能にする結合手段を更に備
える。
【0022】より詳細に言えば、本発明は、波長分割多
重化(MDM)光源のための予備装置を提供し、前記予
備装置は、一般に異なる波長の光を放射するn個の光源
を含む予備モジュールであって、各光源が、n個のチャ
ネルを有する光コネクタのn個の入力部のそれぞれ1つ
に結合されている予備モジュールと、nチャネル光コネ
クタのチャネルと出力部光ファイバとの間の結合を与え
る結合手段とを含むことを特徴とする。
【0023】別の特徴によれば、結合手段は、一連のn
個の盲コネクタを備え、各コネクタが、その入力部で予
備モジュールのnチャネル光コネクタのそれぞれのチャ
ネルと協働するのに適しており、各コネクタが、その出
力部で光ファイバにさらに接続される。
【0024】別の特徴によれば、結合手段は、その入力
部で予備モジュールのnチャネル光コネクタと協働する
のに適したnチャネル光コネクタを含み、前記コネクタ
の各チャネルが、その出力部で接続光ファイバに接続さ
れる。
【0025】別の特徴によれば、n個の盲コネクタは、
予備モジュールのnチャネル光コネクタと同一であり、
n個のチャネルの1つだけが光ファイバに接続され、他
のチャネルは未使用のままである。
【0026】別の特徴によれば、n個の光源は、モノリ
シックストリップのn個の分布帰還(DFB)レーザ、
および/またはn個の個別の光源からなる。
【0027】別の特徴によれば、n個の光源は、n個の
集積された光導波路またはファイバが先行するn個のハ
イブリッドキャビティからなる。
【0028】別の特徴によれば、光源の支持体は、シリ
コンウエハから構成される。
【0029】別の特徴によれば、n個の光源と予備モジ
ュールの光コネクタのn個のチャネルとの間の結合は、
一部はシリコンウエハ内で画定されたシリカ導波路によ
って、また一部は光ファイバによって実施される。
【0030】別の特徴によれば、n個の光源と予備モジ
ュールの光コネクタのn個のチャネルとの間の結合は、
光ファイバによって実施される。
【0031】別の特徴によれば、シリコンの支持体は、
光源とn個のチャネルを有する光コネクタとの間に結合
するための結合光ファイバを配置する溝を備える。
【0032】本発明の予備モジュールは、レーザとファ
イバの間の挿入損失を大幅に低減するという利点を提供
する。nチャネルコネクタと出力部光ファイバを結合す
る結合手段との間の接続での損失は、約0.5dBと推
定され、この値は、従来技術のモジュール内の光コンバ
イナによって引き起こされる損失よりはるかに小さい。
【0033】損失は、従来技術で使用されるコンバイナ
での場合とは異なり、使用チャネル数に左右されない。
【0034】本発明は、簡単な原理、すなわち、コネク
タが製造しやすく新しい技術を実施する必要がないとい
う原理にさらに基づく。
【0035】本発明を実施する際に使用されるコネクタ
は、受動的な構成部品であり、したがって、時間にわた
って信頼性があり、コストが安い。
【0036】本発明のモジュールは、光源の選択が完全
に自由であることを可能にするという利点をさらに提供
する。n個の波長のくし形を生成する任意の構造を、予
備モジュールのnチャネルコネクタの上流側で使用でき
る。
【0037】さらに、完全な自由は、光源とnチャネル
コネクタが配置される支持体の選択に関しても存在す
る。
【0038】本発明のモジュールは、nチャネルコネク
タの存在を必要とし、これは単に出力部ファイバまたは
出力部ファイバのアレイを有するモジュールと比べて欠
点を構成するように思われるかもしれない。
【0039】ただし、現在の傾向は、構成部品がカード
を通過するピンを備えた技術とは異なり、構成部品が、
直接印刷されたカード上に配置されてはんだ付けされる
表面実装技術(SMT)を使用する表面実装モジュール
に向かっている。SMTでは、通常約270℃の温度で
の接続用はんだを溶融する工程に耐えることができるモ
ジュールを使用する必要があり、その結果、被覆が損傷
することなく、一般に約80℃の温度にしか耐えること
ができない光ファイバは除外される。
【0040】SMTは、工業用大量生産製造工程で一般
に使用されるので、出力部ファイバではなくコネクタが
あることで、本発明の予備モジュールの別の利点が実際
に構成される。
【0041】本発明のその他の利点と特徴は、非限定的
な例示による、添付図面を参照する以下の説明を読むこ
とで明らかになろう。
【0042】
【発明の実施の形態】図5は、波長分割多重化(WD
M)光源のための本発明のバックアップまたは予備装置
の第1の実施形態を示す。
【0043】そのような装置は、予備モジュール3と一
連の盲コネクタ5から構成される。
【0044】予備モジュール3は、nチャネル光コネク
タ4と、波長λのくし形を生成する単色光源Sが配
置された支持体100とを備える。
【0045】盲コネクタ5は、その入力部でモジュー
ル3のコネクタ4のチャネルと協働するのに適し、その
出力部は、交換波長λが伝搬する光ファイバ20
接続される。あるいは、各盲コネクタ5を、モジュー
ル3のnチャネル光コネクタ4に接続することもでき
る。
【0046】本発明の特に有利な実施形態では、盲コネ
クタ5は、予備モジュール3のnチャネル光コネクタ
4と同一であり、n個のチャネルの1つだけが光ファイ
バ20に接続され、残りのチャネルは未使用のままで
ある。したがって、予備モジュール3で使用されるよう
なコネクタのようなnチャネルコネクタは、当業者には
よく知られているので、盲コネクタ5のための特別の
技術を開発する必要はない。
【0047】有利には、各波長λに対応するチャネル
は、コネクタ5上で例えば色コードによって識別でき
る。
【0048】この実施形態では、光源Sは、分布帰還
(DFB)レーザチップなどの個別の光源、または、例
えば、回析格子を備えたファイバに結合されたファブリ
ペローキャビティなどのハイブリッドキャビティであ
る。光源Sは、有利にはシリコン支持体100上に配
置される。
【0049】光源Sとモジュール3内のnチャネル光
コネクタ4との間の結合は、一部はシリコン支持体10
0内で画定されたシリカ導波路10によって、結合の
残りの部分は光ファイバ11によって好ましくは実施
される。
【0050】シリカ導波路10をコネクタ4に接続す
る光ファイバ11は、用途によって様々な長さを有す
ることができる。また、光ファイバを使用せずに、シリ
カ導波路10をnチャネル導波路に直接接続すること
も可能である。
【0051】光導波路10は、ほとんど損失を引き起
こさず、より小型の光コネクタ4を使用できるように、
レーザSの有効ピッチをより小さい有効ピッチに低減
する一種の扇形を構成する。従来、光ファイバ間のピッ
チは250μmで、この値は個々の光源Sをシリコン
支持体100上に実装するには狭すぎる。
【0052】本発明は、光源Sと出力部ファイバ20
との間の光パワー損失を大幅に低減する。シリカ導波
路10は、損失を最小限にするのに十分低い曲率を有
し、2つのコネクタ4および5の間の接続によって引
き起こされる損失はわずか約0.5dBである。
【0053】図6は、WDM光源用の本発明の予備装置
の第2の実施形態を示す。
【0054】そのような装置は、また予備モジュール3
と一連の盲コネクタ5から構成される。
【0055】この実施形態では、光源Sは、例えば、
フリップチップ接続方法によって、シリコンチップ10
0に実装されたレーザのストリップから構成される。
【0056】したがって、光源Sとモジュール3のn
チャネル光コネクタ4との間の結合は、損失を制限する
ように好ましくは直線光ファイバ11によって実施さ
れる。
【0057】図7は本発明の実施形態を示す。
【0058】波長分割マルチプレクサ1が取付けられる
と、有利には、所与の波長λが伝送される各伝送経路
18上にスイッチ19が備えられる。
【0059】光源レーザLが故障すると、対応するス
イッチ19が、予備光ファイバ20に切り替える。
予備ファイバ20の端部に位置する盲コネクタ5
は、欠けている波長λを放射する予備モジュール3
のコネクタ4に接続される。
【0060】図8は、図6に示す実施形態に対応する予
備モジュール3の一実施態様の詳細図である。
【0061】例えば、レーザストリップSがシリコン
支持体100に実装され、該シリコン支持体100は、
レーザチップのSのそれぞれ1つに面して配置された
光ファイバ11を支えるV字溝12を備えている。
そのようなV字の機械式支持体12は、従来技術で知
られており、それらによって、光ファイバ11を対応
するレーザチップSと受動的に位置合わせすることが
可能になる。
【0062】好ましくは、光ファイバ11は、あまり
に高い応力を回避するために、コネクタ4とシリコン内
の溝12の間にすきまが残ることを保証するような長
さである。
【0063】別の実施形態(図示せず)では、レーザS
と光ファイバ11が、別個の支持体上に位置し、レ
ーザSと光ファイバ11との間の結合が、YAG
(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)レーザア
センブリ方法を使用して実施される。
【0064】ファイバ11は、金属支持体上のV字溝
内に位置し、レーザSのストリップが別の金属支持体
に固定されている。この場合、光ファイバは、能動光位
置合わせによって、レーザに対して動的に配置される。
レーザはファイバ内に光を放射し、光信号がファイバご
とに最適化されると、2つの金属支持体がYAGレーザ
によって溶接で固定される。
【0065】コネクタ4は、有利には機械的移動によっ
て位置合わせを実行するスタッドを使用するMT(機械
的移動)タイプの知られているコネクタであり、したが
って、コネクタ4のnチャネル13を、予備モジュー
ル3のn個の光ファイバ11 のそれぞれ1つに位置合
わせすることは容易である。
【0066】図9は、WDM用の本発明の予備装置の第
3の実施形態を示す。
【0067】そのような装置は予備モジュール3とnチ
ャネルコネクタ5’から構成される。
【0068】予備モジュール3は、先行する実施形態で
述べたモジュールの1つと同じであってもよい。
【0069】nチャネルコネクタ5’は、予備モジュー
ル3の光コネクタ4と同一であり、その入力部は、前記
光コネクタと協働する。コネクタ5’は、その出力部に
n個の光ファイバ7をさらに有する。
【0070】任意に、コネクタ5’の出力部光ファイバ
の各々は、マルチプレクサの予備光ファイバ20
に接続できる単一コネクタ6を備える。前記出力部フ
ァイバは、マルチプレクサの予備光ファイバ20に直
接溶着されることもできる。
【0071】図10は、本発明の予備モジュール3の第
3の実施形態の実施態様を示す図である。
【0072】光源レーザLが故障すると、交換波長λ
をマルチプレクサ1に送信するために、対応するスイ
ッチ19が、端部にnチャネルコネクタ5’の出力部
光ファイバ7の1つに接続できる単一コネクタ8
備えた予備光ファイバ20に切り替える。
【0073】光源がDFBレーザから構成される時に、
コネクタによって反射された光が光源の動作を阻害しな
いように、各光源とコネクタとの間の各光ファイバ上に
光アイソレータを備えることが好ましい。そのような光
アイソレータによって、光は一方向(レーザからファイ
バの方向)に通過でき、逆方向(ファイバからレーザの
方向)には完全に透過できない。光アイソレータは、レ
ーザとコネクタ間のモジュール上のどこに配置してもよ
い。有利には、光アイソレータはコネクタのハウジング
内に組み込まれる。
【0074】ある種の応用例では、方形波出力パワーを
得るようにレーザのDC信号を変調するために、パワー
変調装置を含む必要がある。そのような変調装置は偏光
を感知するので、前記応用例では偏波面保存ファイバを
使用する必要がある。例えば、レーザがTE偏光を放射
する場合、光ファイバに沿った伝送の間中、偏光を制御
しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図1】故障したレーザを交換する従来技術の第1の代
替解決策の図である。
【図2】故障したレーザを交換する従来技術の第2の代
替解決策の図である。
【図3】従来技術の第1の解決策の予備モジュールの図
である。
【図4】従来技術の第2の解決策の予備モジュールの図
である。
【図5】本発明の予備モジュールの第1の実施形態の図
である。
【図6】本発明の予備モジュールの第2の実施形態の図
である。
【図7】本発明の予備モジュールの最初の2つの実施形
態の第1の実施態様の図である。
【図8】図6に示された実施形態に対応する予備モジュ
ールの一実施形態の詳細図である。
【図9】予備モジュールの第3の実施形態の図である。
【図10】本発明の予備モジュールの第3の実施形態の
実施態様の図である。
【符号の説明】
1 マルチプレクサ 2、7、11、18、20 光ファイバ 3 予備モジュール 4、6、8、9 コネクタ 5 盲コネクタ 7 光コンバイナ 10 シリカ導波路 12 V字溝 19 スイッチ 100 支持体 I 制御電流 L 光源レーザ S 予備レーザ λ 波長
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04B 10/13 10/12 (72)発明者 フランソワ・ブリルエ フランス国、92140・クラマール、リユ・ デ・サブロン・57 (72)発明者 エマニユエル・グラール フランス国、91240・サン・ミシエル・シ ユール・オルジユ、アレ・デ・プリユヌ ス、8 (72)発明者 ハンス・ビツセツサー フランス国、75014・パリ、リユ・モレー ル、23

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 波長分割多重化(MDM)光源のための
    予備装置であって、 一般に異なる波長(λ)の光を放射するn個の光源
    (S)を含む予備モジュール(3)であって、各光源
    (S)が、n個のチャネル(13)を有する光コネ
    クタ(4)のn個の入力部のそれぞれ1つに結合されて
    いる予備モジュール(3)と、 nチャネル光コネクタ(4)のチャネルと出力部光ファ
    イバ(20)との間の結合を与える結合手段(5)と
    を含む予備装置。
  2. 【請求項2】 結合手段(5)が、一連のn個の盲コネ
    クタ(5)を備え、各コネクタ(5)が、その入力
    部で予備モジュール(3)のnチャネル光コネクタ
    (4)のそれぞれのチャネル(13)と協働するのに
    適しており、各コネクタ(5)が、その出力部で光フ
    ァイバ(20)にさらに接続されることを特徴とする
    請求項1に記載の予備装置。
  3. 【請求項3】 結合手段(5)が、その入力部で予備モ
    ジュール(3)のnチャネル光コネクタ(4)と協働す
    るのに適したnチャネル光コネクタ(5’)を含み、前
    記コネクタ(5’)の各チャネルが、その出力部で接続
    光ファイバ(7)に接続されることを特徴とする請求
    項1に記載の予備装置。
  4. 【請求項4】 n個の盲コネクタ(5)が、予備モジ
    ュール(3)のnチャネル光コネクタ(4)と同一であ
    り、n個のチャネルの1つだけが光ファイバ(20
    に接続され、他のチャネルは未使用のままであることを
    特徴とする請求項2に記載の予備装置。
  5. 【請求項5】 n個の光源(S)が、モノリシックス
    トリップのn個の分布帰還(DFB)レーザ、および/
    またはn個の個別の光源からなることを特徴とする請求
    項1から4のいずれか一項に記載の予備装置。
  6. 【請求項6】 n個の光源(S)が、n個の集積され
    た光導波路またはファイバが先行するn個のハイブリッ
    ドキャビティからなることを特徴とする請求項1から4
    のいずれか一項に記載の予備装置。
  7. 【請求項7】 光源(S)の支持体が、シリコンウエ
    ハ(100)から構成されることを特徴とする請求項1
    から6のいずれか一項に記載の予備装置。
  8. 【請求項8】 n個の光源(S)と予備モジュール
    (3)の光コネクタ(4)のn個のチャネル(13
    との間の結合が、一部はシリコンウエハ(100)内で
    画定されたシリカ導波路(10)によって、また一部
    は光ファイバ(11)によって実施されることを特徴
    とする請求項7に記載の予備装置。
  9. 【請求項9】 n個の光源(S)と予備モジュール
    (3)の光コネクタ(4)のn個のチャネル(13
    との間の結合が、光ファイバ(11)によって実施さ
    れることを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に
    記載の予備装置。
  10. 【請求項10】 シリコンの支持体(100)が、光源
    (S)とn個のチャネル(13)を有する光コネク
    タ(4)との間に結合光ファイバ(11)を配置する
    溝(12)を備えることを特徴とする請求項7および
    9に記載の予備装置。
JP2000008594A 1999-01-20 2000-01-18 波長分割多重化(wdm)光源のための予備装置 Pending JP2000295176A (ja)

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