JPH06505100A - 光ファイバシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広帯域連続レーザ同調手段、レーザ波長出力を、基準として与えられ る任意の波長の信号からの所定のオフセットに同調する自動適応手段、及び前記 レーザを使った光フアイバ通信網構造に関するものである。これらのレーザは、 下向き波長アレイを発生し、波長分割多重化方式の光フアイバ通信システムにお いて、下向き波長と上向き波長のアレイ間に所定の階層関係を自動的に維持する のに使うことができる。

発明の背景 従来より、一定の帯域で、あらゆる波長に同調できるレーザに対する要求が存在 してきた。本発明までは、例えば、光フアイバ通信システムの実験の中心であっ た１、３ミクロン帯域か１．５５ミクロン帯域で動作するダイオードレーザを、 １ミクロンの子分の−１つまり、ナノメートル単位で同調するしかできなかった 。

前記光フアイバシステムは多数の個別のチャンネルを使っているのが一般的で、 各チャンネル間は少なくとも１ナノメートル離されているので、マルチチャンネ ルシステムでは、多くのレーザが必要で、各レーザはそれぞれ所定波長の１つで 作動するように作られていた。このような利用には３種類のレーザが使用されて きた。これらは分布帰還形（ＤＦＢ）レーザ、ファブリ・ペロー（ＦＰ）レーザ 及びディストリビューティド・ブラック・リフレクタ−（ＤＢＲ）レーザである 。ＤＦＢレーザでは、内部の周期性帰還構造によって、動作波長が決まる。ファ ブリ・ペロー（ＦＰ）レーザでは、ダイオードの２つの面、裏面及び表面あるい は出射面を切欠いて、第１縦共振モードが所望の波長で得られるようにしている 。ＤＢＲレーザでは、レーザダイオード外の周期性帰還構成が動作波長を設定す るために使われている。前記使用のために、／％イブリッド型のレーザも提案さ れている。ハイブリッド型レーザは動作波長を確立するためにこれらの原理の様 々な組合わせを使用している。

ファブリ・ベローレーザの問題点は、その構造が多数の共振周波数を支えており 、そのためこれらのレーザが波長の帯を出力することである。従って、これらの レーザは広帯域利用には使用できない。なぜなら、単一の、線幅の狭い出力が広 帯域利用には必要だからである。

前記のその他の夕・ｒブのレーザダイオードは、線が適度に細い、単一の線出力 （単一波長の出力）を生成するようにできるが、その出力波長を変えるには、周 期構造のスペーシングを変えねばならない。内部周期構造に関係する場合、構造 を特定の波長に合うように調整するコストは非常に高い。従って現在の製造慣行 では、はんのわずかな波長で一般的には所望帯域の中心にある波長のための構造 を設計し、又その所望帯域の中心周辺の種々のポイントで個々の波長をもつレー ザダイオードを製造するため製造の公差を利用している。これらの波長のいくつ かは所要のものであり、そのためそれらのレーザは市場に出すことができる。し かしながら大部分はそうではなく、そのため有効歩留まりは低く、それに応じて 価格も高い。

この事実が、帰還形格子のような外部で波長を制御する構造を備えたレーザダイ オードへの感心を高めてきた。しかし今までに提案された設計では、同調性が狭 いあるいはよくても断続的で、同調性のスムーズな領域と不安定な領域とが交互 に現れていた。

それらの設計の問題点は帰還構造の周期性の変化に比例して、空洞の長さを調節 する手段を備えていないことである。このような設計の例証は、米国特許第４７ ８６１３２号に含まれている。該特許装置は、格子線間隔の変えられる帰還形格 子を、有効レーザ空洞に組み込むことによって、レーザダイオードの出力を同調 することを提案している。

該特許はハイブリッドの装置でレーザを発する空洞の一端を形成するために裏面 だけが反射するファブリ・ベロー型のダイオードレーザを提案している。他面は 反射しないようにコーティングされ、又その出力領域を光ファイバに接続して中 心ファイバと、その周囲のクラッド層を構成しており、その中心ファイバは帰還 形格子に接続されている。その格子の有効反射中心が、ダイオードそれ自身の裏 面から測定される空洞の全長の決定子である。特許第４７８６１３２号には、装 置がレーザを発射するためには、ダイオードの裏面から格子の有効反射中心を通 り、ダイオードの裏面に戻ってくるまでの往復光路全長が、波長の総数、あるい は、反射による移相によっては波長総数プラス各波長でなければならないという 公知の事実が記載されている。

しかしながら、該特許は又、レーザの出力波長は帰還形格子の有効周期性を変え るだけで同調可能であると述べており、又このような変化を完するための方法を ２つ提示している。該特許は、帰還波長の変化に比例して空洞の長さも変える必 要があることは認めておらず、この必須の要求を達成するための手段も全く提示 されていない。

そのような手段がなければ該特許の提案する構成で成就されつる波長同調も不連 続的で意図する同調領域の多くが不安定領域になってしまう。

本発明の目的は空洞の長さと帰還波長の両方を同時に、簡単にレーザに対して調 整する手段を提供することであり、前記調整は広ｍｉの同調範囲にわたって、レ ーザの安定動作を維持するように正確に釣り合いがとられている。

光フアイバ通信システムに関して長く必要とされてきたもののもう１つは、送信 、つまり上向き信号の波長を、受信、つまり下向き信号の波長に対して、正確に 固定する手段である。典型的な光フアイバ通信システムでは、中心局と中心局か ら遠く離れた地理的にまとまった加入者のグループとの間を単一の光ファイバで 送信するために多数のチャンネルを結合するため、波長分割多重化方式（ＷＤＭ ）として知られているものを使用している。一般的には、加入者毎に１つずつ割 当てられた、波長の異なる搬送波が、中心局で加入者宛の信号と変調される。そ れからこれらの波長は波長選択装置により、１本の光フアイバ上に多重化され、 遠隔の配信センターに送られる。ここで、逆の形に動作する同様の装置により、 個々の多重化波長は非多重化され、各波長に分割されて、各加入者に向けてそれ ぞれ経路を定められた光ファイバに導出される。これらの下向き波長は一般的に １．３ミクロンの波長のまわりに集中させられ、その波長帯域で信号が典型的な 光ファイバに沿って伝搬することによって得られるロスの少なさを利用している 。

このようなＷＤＭシステムでは、加入者側装置で発生する信号と変調され、中心 局に送られてから他の加入者に送信される上向き搬送波は現在の技術を使用する と１．５５ミクロンの帯域が一般的である。この帯域が選ばれるのはひとつには １．３ミクロン帯域とかなり離れており、波長選択装置の選択をやりやすくする ためで、二〇二帯域の信号は一定のネットワークの構成部分を共用することがあ る。１．５５　ミクロン帯域を選ぶもう１つの理由は、この波長で光ファイバを 伝搬する信号は最も拡散しにくく、つまり、高周波数と低周波数部分間の差動遅 延が最も小さいことである。これは広帯域での信号送信には非常に重要なことで ある。

典型的なＷＤＭシステムにおいて、遠隔の配信センターに送られ、加入者群に配 信される下向き波長は、均一の間隔で、階層的に配列される。従って、チャンネ ル間隔が５ナノメートルとし、加入者１が１．３ミクロン波長の信号を受信する とすると、加入者２は１、３０５ミクロンの波長信号を、加入者３は１．３１０ ミクロン波長の信号を受け取るというふうになる。

このように典型的なシステムでは、上向き方向でも、同じような階層的配列が維 持されなければならず、１．３〜１．５５ミクロン帯域で上向き帯域が下向き帯 域から２５０ナノメートル離れている。

従って、加入者１は１．５５０　ミクロン波長で上向き信号を送信し、加入者２ は１．５５５　ミクロン波長で発信し、加入者３は１．５６０ミクロン波長で発 信するというふうになる。チャンネル間隔はもっと狭めることが可能で、例えば １ナノメートル狭（して、１本の光ファイバにより多くのチャンネルが多重化で きる。チャンネル間隔には関係なく、上向きチャンネルは対応の下向きチャンネ ルとの階層的関係を維持しなければならない。現在のレーザ源では、そのような 階層的秩序を得るにはコストがかかる。先にも述べた通り、レーザメーカーは、 レーザが設計された実際の波長以外のどの波長においても歩留りが悪くなること を経験している。

従って、本発明のさらなる目的は、波長比較器の形態の波長比較手段を提案する ことである。比較器への入力は２つの信号である。すなわち１つは基準波長のサ ンプル信号で、もう１つは本発明の第１目的である同調可能レーザの波長のサン プル信号である。

この比較器の出力は同調可能レーザを同調するのに使われる誤差信号である。該 レーザの出力サンプルは波長比較器へフィードバックされ、サーボループが閉じ られて、出力波長が基準波長から一定の、所望のオフセントを示すところまで徐 々にレーザが同調される。ループはずっと閉じられているので、システムは同調 可能レーザの波長を所望のオフセット値に自動的に保持する。ここで今論議して きたＷＤＭシステムの場合は、基準波長は下向きの受信サンプル信号で、波長の 望ましいオフセットは２５０ナノメートルである。

本発明のまた更なる目的はこれらの新規な装置を使ったネットワーク構成を考案 することである。

発明の概要 本発明は、所望の出力波長を外部空洞の相互作用域にフィードバックする、特別 な組立ての帰還形格子により、レーザを広帯域で連続的に同調する手段を備える 。レーザダイオードの場合、その相互作用域は、レーザの出力ビグテールに沿っ て存在し、そのクラッドは大部分研磨され、ピグテールの中心ファイバに隣接す る光学平坦部を形成している。帰還形格子はその平坦部に密接されており、レー ザの出力信号の照射時に格子線間隔によって決定される波長でそのエネルギーの 一部がレーザにフィードバックされ、帰還波長での出射を補強する。

帰還形格子の格子線は従来の平行線ではなく、−続きの放射線の形をとっており 、各線は格子の長袖に対して垂直方向から次第に傾斜してい（角度にある。−続 きの格子線の相関関係とは格子線毎に、格子の長袖に対する直交方向からの角度 のタンジェントが一様に増していくことである。格子が光軸を横切ると、格子線 の光軸との交点の間隔が変化し、それによって帰還波長が変わる。

格子線の集束点は可動帰還格子の幅、言いかえれば格子の最大物理変位量とその 結果生じるレーザの同調範囲の間に希望通りの比例を得るために選ばれる。従っ て、格子を１センチメートル動かすと、レーザ出力波長が１％変化するとすると 、集束点までの距離は、レーザの裏面と光軸との交点から測定すると実質的には その長さの約１００倍、つまり１００センチメートルになる。

その集束点と、レーザの裏面と光軸との交差点間の線を垂直線とすると、格子線 は該垂直線に対して連続的な角度を形成し、これらの角度のタンジェントがそれ ぞれ前のものから、実質上均一に増加し、これらの格子線が格子の長軸と交差す る帯域の中心で実質的に外波長の間隔となっている。必要とされる間隔は自白空 間波長ではな（、格子が接続される中間波長の間隔である。従って自由空間半波 長が０．７７５　ミクロンで、１．５５ミクロンの帯域が希望で、格子が屈折率 １．５の光ファイバに接続されているなら、格子線間隔は０．５ミクロン単位で 狭くしなければならない。

帰還形格子をピグテール平坦部に対して直交するように、つまり光軸に対して直 角に動かせば同時に２つの最も重要な機能が果たされる。つまり、中心ファイバ が集束格子線列の別の側面と交差するので、帰還形格子の格子線間隔が変えられ 、この格子線間隔の変動と正確に比例して、空洞の長さも変えられる。この結果 、発振条件が維持され、広帯域でスムーズな連続同調が可能となる。

レーザの活動域に接続を戻すために出力ビグテールはレーザ面の出射域に密接さ れ、この２つの対向するレーザ面は反射しないようにコーティングされており、 又、ピグテールの中心ファイバの直径はレーザの出射減径に対して通常よりも密 接にマツチするようにしである。

典型的な中心ファイバはだいたい直径が９〜１０ミクロンだが、典型的なレーザ ダイオードは非円形の出射域を持ち、最大横径はだいたい３〜４ミクロンである 。この横径は一般的にレーザの内部活動域の幅の関数で、通常は内部の局所パワ ー密度を適度に保ち、高出力を得られるように比較的広くしである。

これらの同調可能レーザはミリワット程度の低出力装置に応用されることが多い 。従って、低出力レーザの活動域が狭められても内部のパワー密度は低く保たれ る。これは出力、照射域も狭められることになり、近接端では直径の小さな、遠 端では通常の直径に変わる中心ファイバを持ったピグテールとの有効な接続を可 能にする。

前記のものは現存の同調可能レーザ、つまり一般的に狭い範囲でのみ同調可能で 、不安定域が多いレーザの主な改良を実現するものである。出力波長を簡単な手 動制御、例えば親ねじ装置や帰還形格子を動かすための同様な手段によって波長 制御を行なうと、帯域内のいかなる波長にもレーザを同調させることができる。

しかしながら、本発明はこの制御を自動的に実施する手段も提供している。厳密 に言えば、レーザの出力波長と基準信号の波長とを比較する波長比較手段を提供 する。この波長比較器はレーザ波長が基準波長から所定量以上、あるいは以下に オフセットしているかによって、正あるいは負の誤差信号を出力するようになっ ている。

この誤差信号は帰還形格子を動かすアクチュエータを駆動するサーボに与えられ 、レーザを所定のオフセット波長に同調する。

第２のサーボループは基準点波長差光検出装置に関連して、基準波長信号から得 られた合焦スポットあるいはラインの位置を制御する。

これらの２つのループが作動し、レーザと波長比較器の組合せ体に動力が与えら れ、入力基準波長が供給される時、基準波長信号から所望量オフセットに分離し た波長の信号が出力されるように自動的に同調が行われる。　− 従って、多重化及び非多重化にＷＤＭを使った光フアイバ通信システムで上向き の搬送波を発生するために加入者の装置に使用すれば、この組み合せ体は加入者 を所要の階層位置に保持する搬送波を自動的に生成する。

図面の簡単な説明 本発明のその他の目的と利点は、添付した図と説明文を参照すれば明らかになる 。

図１はレーザダイオードの光ファイバ出力ビグテールに関連づけて配置される互 いに異なるライン間隔を備えた帰還格子の実施例を図示している。

図１ａはクラッド層が一部削り取られ、中心ファイバが同格子に密接可能となっ たピグテールを示す。

図２は図１の帰還格子の幾何的配列を示す。

図２ｂｌは格子線間隔が全長と共に可変な格子の別個を示している。

図２ｂ２は収縮状態にある図２ｂ１図の格子を示す。

図２ｂ３は伸展状態にある図２ｂ１図の格子を示す。

図２０はオフセット出力ビグテールとの関連で図２ｂｌの格子を示す。

ｖ１３ａはレーザダイオードのピグテールに対する帰還形格子の位置、接続状態 並びに運動の直交性を制御する手段を図示している。

ｌＮ８ｂ、３ｃ、３ｄ及び３ｅは帰還格子がとりうる種々の形状の一部を図示し ている。

図４は格子線間隔の一定な帰還格子をレーザ同調に用いる方法による配置を図示 している。

図５ａは波長比較器の一実施例を図示している。

図５ｂは欠陥モード処理手段の一つの機能概略図を示す。

図５０は別の欠陥モード処理手段の機能概略図を示す。

図６ａは波長比較器の光学的配列と、光線の通る路を示す側面図を示す。

図６ｂは電気光学材料で作られたくさび部が付は加えられた波長比較器の別の光 学的配列の側面図を示す。

図６０は格子と置換えられる音響光学的部材を備える、別の配列の側面図を示す 。

図６ｄは別の使用可能な格子線間隔のパターンを示す。

図６ｅは更に別の使用可能な格子線間隔のパターンを示す。

図６ｆは又もう一つ別の使用可能な格子線間隔のパターンを示す。

図７はスペクトル線のセンターリングを実施するナイフェツジ形の傾斜手段を備 えた波長比較器の反射格子の側面図を示す。

図８８は対応する光センサと関連づけられた波長比較器の各スペクトル線の強度 分布を示す。

図８ｂはスペクトル線の位置の関数として光センサによって出力される誤差信号 を示す。

図９ａはブレーナ型波長比較器の一実施例を示す。

図９ｂは波長比較器の光センサと光フアイバ光源の配列を示す。

図１０ａは基準波長に整合あるいは少しオフセットするようにした波長比較器の 光フアイバ光源と光センサの配列を示す。

ａｔｏｂは基準波長に整合、あるいは少しオフセットするようにしたブレーナ型 波長比較器に使用可能な光フアイバ光源の再配列を示す。

図１０ｃは図１０ｂの光ファイバの１本を精巧に位置決めするための配列を示す 。

図１０ｄは図１０ｂの光ファイバの１本を精巧に位置決めする別の配列を示す。

図１０ｅは通常の同心光ファイバ線の断面図を示す。

図１Ｏｆは故意に偏心になるようにした光ファイバの断面図を示す。

図１０ｇは波長のオフセットと直線的に比例する出力信号を生成する光センサの 分子の形状を示す。

図１１は波長比較器と同調可能レーザとの組合せ体を機能概略図の形で示す。

［１２ａは同位相の一対のレーザ光源による双曲線干渉パターンを示す。

図１２ｂは中央縦軸近くの干渉パターンの図を示す。

図１２ｃは干渉パターンの中心線近（の幾何学的図を示す。

図１３ａは所要特性を備えた格子を作る別の手段を示す。

図１３ｂは図１３ａの手段の別の光学的配列の部分図を示す。

図１３ｃは図１３ａの手段の更に別の光学的配列の部分図を示す。

図１３ｄは図１３ａ、　１３ｂ及び１３ｃに示された未完格子を、精密曲面を研 磨しないでも動かせる手段の部分図を示す。

図１４は同調可能レーザと波長比較器の組合せ体を連結して増大することによっ て基準波長源から多数の波長を生成する配列を示す。

図１５ａは図１４の配列により、基準波長源を増減させ、基準波長源の波長の上 と下に、等間隔で多数の波長源を生成する様子を示す。

図１５ｂは図１５ａの別の配列で、構成部品に欠陥があった場合、能動冗長部品 や自動切換えにより信頼性を確保する配列を示す。

図１６は図１５ａに示された実施例で、どういうように１以上の基準光源が使用 できるかを示す。

図１７ａは図１５ａに示された実施例を、波長分割多重化装置と組合わせて使用 して、同一波長を何度も下向きの搬送波として再使用しながら物理的には互いに 分離されている多数列を形成する態様を示す。

図１７ｂは図１７ａの配列の別の実施例を示す。

図１８は本発明で開示される一タイプのオフセット波長追尾装置の結合配列を示 す。

図１９はオフセット波長追尾装置と波長分割多重化装置（ＷＤＭ）を採用したネ ットワーク構造の一実施例を示す。

図２０ａは二帯域ＷＤＭの機能図を示す。

１１２０ｂは多数の出力をもつ二帯域ＷＤＭの機能図を示す。

図２０ｃは図２０ｂで示された二帯域ＷＤＭの一組を、どのように図１９のネッ トワーク構成の別の実施例に使うことができるかを示す。

図２１ａ、　２１ｂ及び２１ｃは図１９のネットワーク構成の別の実施例を示す 図で、各加入者の装置が１本の光ファイバによってネットワークと接続されてい る様子を示す。

発明の詳細な説明 図１は本発明の実施例を表わすもので特別に作製された帰還格子がレーザダイオ ードの出力ピグテールに接続されてレーザの出力波長を同調させている。同調可 能レーザ１は従来構造の光ファイバからなる出力ピグテール３に密着接続されて いる従来構造のダイオードレーザチップ２から構成されている。そのピグテール には部分４があり、そこから外側のクラツディングの大部分が削り取られてＤ形 の断面を呈し、そこには残って光学的な平坦性を切ように研磨処理を施された薄 膜の下に中心ファイバ１５がある。

図１は格子５上にあるピグテール４の断面図を示す。

クラツディングをほとんど削り取ってＤ形断面を形成する光ファイバの使用は文 献より公知である。例えば、ｏｐｔｔｃｓＬｅｔｔｅｒｓ　（ｖｏｌ、　５．　 ｎｏ、１１．　ｐｐ、４７９〜４８１）の１９８０年１１月版で、Ｒ，Ａ。

ＢｅｒｇｈとＨ，Ｃ，ＬｅＰｅｖｒｅによって発表された論文で、著者はこのよ うな平坦部と密接している複屈折結晶を介して光ファイバからの不要な変更を接 続することにより、単一モードの光フアイバ偏光子を作り出す方法を説明してい る。

１９８０年には、他の研究者が、Ｄ形平形光ファイバの方向性結合器への利用に ついて少なくとも１件の論文を発表している。従ってこの技術は前記のような平 坦部分を介して、微小波を結合するものの中で公知のものである。加えて、米国 特許第３８９１３０２．４１５６２０６、４７８６１３２は、光ファイバの中心 ファイバ上、あるいは中心ファイバ近（で周期的な格子構造を使用することを教 えている。

しかしながら、このような場合常に教えられていることは周期性の固定した格子 の使用である。本発明は正確に形成された可変周期性をもつ格子の使用によって 前記従来技術を改善したもので、以下に述べるような主要な長所・利点を備えて いる。

図１に関しては帰還形格子５は、その上面に一連の格子線を具備している。最初 と最後の線にだけ６，７と番号を付けて示している。この格子はピグテール４の 平坦部に密接に接続されている。

格子５はレーザの出力エネルギーの一部をピグテール４に沿って、そのピグテー ルの表面１１へ反射し返し、そこから密接接続域８でフィードバックエネルギー はレーザ面１ｏを通ってレーザの活動域（図示せず）に入る。面１０と１１はこ の結合を助長するため反射しないようにコーティングが施されている。ピグテー ル３の中心ファイバ１５は、現製造方法による場合よりもレーザ２の活動域とむ しろより密接に寸法が合致している。これは、現在標準寸法となっている９〜１ ０ミクロンよりも細い径の中心ファイバの使用、あるいは面１０上のレーザの活 動域の近（で中心ファイバと、できればクラツディングも補足していくことを含 めた、いくつかの手段によって可能となる。領域８ははっきりさせるために実際 の寸法よりも大きく表示しである。実際に中心ファイバを活動域に突き合わせ結 合するのが適切な場合もある。

レーザダイオードの裏面９は反射するように作られている。

その裏面から帰還形格子の反射の有効中心（はっきりとは図示していない）まで の距離はピグテールと格子を組合わせたものが外部空洞の大部分を占める、分布 ブラッグレーザの片方向空洞長である。

格子５は２方向の矢印１３で示す通りピグテールを横切る方向に強制的に動かさ れる。その動作を実行するアクチュエータや強制手段は示していないが、適当な 手段を使えばよい。

ｒＭｌの配列の寸法は、特徴を強調するために誇張されている。

格子線は光軸と均一のスペースで交差し、紙面の左上方のどこか遠い点に、格子 線は集束するように見えることに注意する。これは図１で示す通り第１格子線６ の角度と最終格子線７の角度を対比して見れば明らかである。格子線の幾何図形 的配列は図２を参照すれば理解できよう。当然のことながら、格子線はｆｇｌや 図２で表わされるよりもずっとスペースが近接している。帯域中心が１、５５　 ミクロンの場合、光軸を横切る位置の格子線は、実質上、各々、０．５ミクロン 離れており、この分離は出力ピグテールを伝搬するレーザダイオードの光出力の 各波長を意味し、屈折率は約１．５となる。

さらに、格子最終線７のレーザに対する頂角からの変位は、各格子線が実際に光 軸に対して法線から次第に急な角度になっていることを示すために大いに誇張し である。最終線７の光軸に対する法線からの傾斜は、該線が中心の光ファイバと 交差し、従って相互作用し合う時に相互作用の最左点と最右点との距離が各波長 以下でなければならないという必要条件によって限定されている。

つまり、中心ファイバには直径があり、単なる虚構の幾何線ではないため、それ が交差する点、より正確には、その有効外端が最終の格子線と相互に作用する点 は、格子線間のスペースのほんの何分の−もお互いの位置がずれてはならない。

実際上はこれによって最終格子線が光軸に対して直角の位置からほんのわずかず れるだけに限定されている。もちろん、その他の格子線はすべて第１格子線６に 至るまで光軸に対して順次、法線に近い角度になっていく。

図２は格子線の幾何的配列図であり、ここでもはっきりさせるため角度を誇張し て表わしている。格子線は、徐々に傾斜のゆるくなっていく、Ｎ角をなす線の連 続と考えることができ、各線は点Ｐから延び、縦線ＯＰに対して０−１の角度で 測定される。点Ｐは格子面内とレーザダイオードの裏壁と一致する縦線ＯＰ上に 存在する。各角度−〇〇は、帯域の中心で所望の線間隔が得られるように、その 前の格子線の角度−〇、−１を基に選ばれる。このように格子の中間線で各ミク ロンの線間隔が必要な場合には、０Ｐ（ｊａｎ−０１）−ＯＰ（ｊａｎ−０＋） がＡミクロンとなるように一〇、が選定される。同様に継続する角度もそれぞれ 連続する角度のタンジェントが一様に増加するように選定される。これによって 図示のパターンが得られ、又、格子が図１に示すように光軸に対して横向きにス ライドすると、格子線の間隔が一様に増減することを確実にする。

はっきりと表わすために、図２では格子線を直線にして示している。しかし、格 子線は必ずしも直線である必要はなく、格子線が遠くの原点から分岐しながら、 相互の角分離が維持される限り、三日月状に湾曲した線でもよいことに注意せね ばならない。

又、格子が移動すると、レーザダイオードの裏壁と、第」格子線６と光軸との交 点間の光路長である距離０（も、格子線の線間隔の変化と正確に比例して変化す ることに注意する。格子線６は格子５の始まりを示し、格子５の有効反射中心は 外部空洞の端を決定し、ひいては空洞全長を決定する。このように帰還形格子を 光軸に対して横向きにスライドさせることの効果は帰還波長と空洞全長とを、お 互いに正確に比例させながら変えることである。この結果、レーザダイオードは 全帯域にわたって中断することな（同調可能となる。

必要とされる格子線のパターンは標準のホログラフィ−技術により２つのコヒー レント光源を用いて双曲干渉パターンを作ることによって生成することができる 。この双曲パターンの小さな、適当に選ばれた領域で格子線の所要パターンが高 精度に近似形成される。

格子に使用可能な最大角度、つまり最終格子線７が位置する角度は中心ファイバ の有効径により定められる。通常使用される単一モード型のファイバは約１０ミ クロンのモード異径をもつ。伝搬する光波と帰還形格子との相互作用領域の有効 幅が１０ミクロンであれば、格子線と中心ファイバとの最上交差点から反射され た信号と、最下交差点から反射された信号との差分光路長は角度が１度でほぼｌ ／６ミクロンとなる。これは格子線が中心ファイバと作用し合う所で格子線に沿 う増加移相により格子の効果が無効にならない場合の許容限度である。

光軸に対して垂直線から最大角をなす最終格子線７の角度が１度であれば、格子 の横断移動量は帰還格子線の間隔が±１％変化する毎に、約１０．５インチであ ると推定される。

波長が１．５５　ミクロンの場合、±１％の範囲で３１ナノメートルの帯域がカ バーでき、１ナノメートルのチャンネル間隔であれば、３１チヤンネル、あるい は２ナノメートルのチャンネル間隔では１５チヤンネルに十分の能力である。従 って、帰還形格子を少し動かすだけで有用な同調範囲が得られることになる。

モード異径が５ミクロンしかない単一モードのファイバが生成可能であれば、格 子線の法線からの最大角を２倍にすることができる。これは一定の同調範囲に対 して格子の必要な横断運動量を半分にすることができ、あるいは逆に言えば格子 の横断運動量が同じ同調範囲を倍にすることができる。

前述の分析から前記の格子の横断運動の直交性が非常に重要であることは明らか である。平坦なピグテール部４に沿わせた格子５の位置と、それに対する結合度 も又、注意深く制御する必要がある。図３はこれら３つの要求を同時に満たす手 段を示す。

図３ａはピグテール３が融合、接着、あるいは埋め込まれているガイドブロック １６を示し、該ブロック１６の下の方の表面の一部を適当に研磨して、ピグテー ルの平坦部４が形成される。浅い脚部１７もがイドブロック１６の研磨により形 成され、同様に下方に延びて、帰還形格子５がスライドする四角い角部を形成し ている後部１８が形成される。脚部１７の底部と後部１８の表面は研磨により、 光学的に平坦にされており、格子５を支える平滑面を供しており、格子５の前、 後端２５．２６も研磨され、光学的に平坦で、垂直である。図面には表わされて いない圧力板が格子５の下側に上向きの圧力を与え、脚部１７の指示面ときちん と接触を保たせ、一方、支持面２０を備えた光学的に平坦に研磨された一対のば ねの指状部１９は端部２５に圧力を加え、端部２６が後部１８の表面ときちんと 接するようにしている。明らかに脚部１７は支持面として機能するばかりでなく 、格子５と平坦なピグテール部４とが所望の近接位置を確立し、又維持するため の間隔を保つ働きもする。脚部１７は必要なだけ短く研磨してもよく、又完全に 研磨してしまってもよい。

別の方法ではガイドブロック１６を研磨して、片側あるいは両側にキー溝を設け 、このキー溝に、合致する角度に端部２５．２６の片方あるいは両方が研磨され た格子５を挿入することもできる。

ピグテールの平坦部４と帰還形格子５の両方を支持、又位置決めする前記のある いは同様の手段によって、両者間に適当な間隔関係が確立され、維持される一方 、ピグテールに対する格子の動作がスムーズで、正確に直交になることを確実に する。

ｒＭｓｂは図３ａの平板格子を円筒５０１の形にし、格子がよりコンパクトに収 まるようにする方法を図示している。円筒形格子は所望の位置で、又ピグテール 平坦部（図示せず）に近接してそれを支持するシャフトあるいは円筒形マンドレ ルに取付け、円筒形格子５０１を回転させることによってレーザが同調されつる 。

図３Ｃは可撓性フィルム上に形成された格子５０２を巻き吻状にして比較的広い 同調範囲に対する格子がコンパクトに収められるようになる様子を図示している 。支持板又はローラ表面１１０はスプール１０５が回転させられ格子を動かし、 レーザを同調させるにつれて格子５０２をピグテール平坦部（図示せず）に対し て所望の近接位置に保持する。同様に格子を連続ループ状に形成することも可能 で、この場合にはスプールがその回転時に、キャプスタンあるいはローラの役目 を果たす。

図３はこのような閉ループの変形を図示しており、そこでは可撓性フィルム上に 形成された格子５０４は可撓性ベースフィルム５０５、例えば金属被覆のマイラ ーベースフィルムに取付け、又は添着され、メビウスの帯状５０９に形づくられ て、ローラや同様の支持手段１０６で支持されている。これによって一定サイズ のループに収めることができる。格子５０４の長さが効果的に２倍になる。

支持板あるいはローラ１１０（図示せず）は、格子５０４をピグテール平坦部４ （図示せず）と所望の近接位置に保つ働きをする。

図３８は環状リングの一部に形成された格子５０３が、中心点Ｃの周りに回転さ せられ、レーザの同調を図る様子を示し、格子５０３のピグテール平坦部（図示 せず）に対する位置や近接関係は図３に図示したものと類似しているが、環状リ ング部の曲線に適応させた、図に示されていない手段によって制御される。

中心ファイバのモード異径を横切る格子線による差分移相の問題は前述したが、 この問題が格子間隔を一様に保ちながらこのような中心ファイバに対して格子を 回転させることによってレーザを同調させるという米国特許第４７８６１３２号 の提案する方法を非実際的なものとしている。このような格子を光軸に対して法 線から１度回転させると、格子線間の間隔の変化は０．０１５％、あるいは１． ５５ミクロンで１７４ナノメートルにしかならない。これは同調範囲としては非 実用的である。つまり、１．５５ミクロンから１ナノメートルしか離れていない 隣接チャンネルに同調するには前記の４倍必要で、さらに各格子線が中心ファイ バのモード異径を横切る際の各格子線からの最大許容差分移相に関してはこの１ 度の回転が許容最大限度、又は限界値に近い。

たとえ前記が致命的欠点でなくても、格子を回転させて同調を得るこのような方 法が不可能であるもう１つの理由がある。前述のとおり、空洞の長さは同調帰還 形格子の波長の変化に比例して変えなければならない。従って、格子の波長が増 大するとこれに比例して空洞の長さも長くしなければならない。しかしながら、 前特許で述べであるように格子が単純に回転すると波長が増大するにつれ、第１ 格子線で例示している通り格子線がレーザに近づくので有効空洞長が縮小するこ とになるため空洞長は減少する。

同じく反対方向の回転では帰還波長を短縮するために格子はレーザダイオードか ら遠ざかり空洞の長さは増大する。要するに米国特許第４７８６１３２号の教示 する通り格子の回転では空洞の長さが実際にレーザ光を発するのを維持するため に必要な方向とは全く正反対に変化してしまうのである。

前記の同調範囲が限られている点を考慮すれば格子間隔の一定な格子は使えるが 、実のところ中心ファイバのファイバ径が１０ミクロンでは使えない手段を説明 することは議論の余地のある問題に思われるかもしれない。中心ファイバ、もっ と正確には中心ファイバのモード異径がなんとか１ミクロン程度になれば、帰還 形格子の格子線は鉛直から約１０度はど傾斜できる。

これにより同調範囲はより広くなる。すなわち、１．５５ミクロンでは、２３ナ ノメートルのより少し大きな同調範囲となり、間違いなく有効チャンネル数に対 して十分となる。

もちろん前記は確としたものではないが、図４は一定の格子線間隔を持つ格子と 、モード異径の小さい中心ファイバとを組合わせて使用できる方法を示す。

図４において、帰還形格子３０は格子線間隔が均一だが、紙面に対して直角でレ ーザダイオード２の裏面９とその光軸との交点である点３３を通る軸の周囲を回 ることをやむなくされている。その格子は一定半径Ｒで、鉛直軸の周りを旋回す る。この例証では格子の設置される光学平坦部は、その左端に円弧形の切込み３ １を有し、研磨されたガイドビン又は軸受３２が２カ所に設置され、アクチュエ ータがはね３４の張力に抗して格子を二方向の矢印３５で示された方向に移動さ せる時、格子が一定の距離Ｒで、点３３を通って鉛直軸の周りを旋回することを 確実にする。最初のオフセット角度は全角旋回の約％に選定され、アクチュエー タが格子を動かすと、中心ファイバに重なる格子線の間隔が増減する。

幾何学的にみると、格子のＨ隔が広くなるとｉｌｌの（最左端の）格子線に見ら れるように、格子線は中心に対して右側に比例的に移動し、空洞の長さが増すこ とがわかる。同様に格子間隔が狭くなると、同第１格子線は比例して左側に移動 し、空洞の長さを減する。つまりこの幾何学的構造は空洞の長さが帰還波長の変 化と正確に比例して、自動的に調整され、同調が連続的にスムースに行われるこ とを可能にする。もちろん、前述した通り、これは中心ファイバのモード異径が 非常に小さい、つまり１０ミクロンを越えない場合にのみ有効で、一方ｒｇ１に 示された構成は中心ファイバのモード異径がだいたい１０ミクロンまで、あるい はそれよりやや大きい場合に利用できる。

図１に示された帰還形格子の移動は、種々の手段で実行できるが、例えば手動あ るいは電気機械的に正位置に置かれる親ねじ、その他の機械的手段、圧電あるい は磁歪アクチュエータ、ニチノルアクチュエータ、しゃ（とりむし機構等により 動かされる。親ねじ作動機構の利点は、ピッチが密であるので本質的に自動ロッ クするようになっていることである。別の利点は同調がいったん得られると、帰 還形格子の位置をそれ以上エネルギーを消費することなく保持することである。

図工の帰還形格子とダイオードレーザの幾何学的配列の上面図である図２ａを調 べると、格子線は同調時に格子が横切る出力ビグテール部によって表わされる横 線のような、格子と交わる横線に沿って等間隔で配置されている。

原則として収縮及び／又は伸長可能な材料の上か、表面に、等間隔で離間された 格子線をもつ格子を形成すれば同調が得られる。そのような材料の小片を図１の ダイオードに対してその近接端をダイオードの後壁面に固定し、遠方の端を自由 に収縮、伸長させ、格子１１１Ｂ隔を均一に、しかし、変化制御可能にして、出 力ピグテールの平坦部を横切らせるような方法で配置すると、帰還波長も空洞の 長さも同時に調整できる。

前記の構成が図２ｂｌに示しである。

構成要素５ｂは収縮／伸展可能な一片の部材であり、その近接端はレーザダイオ ード９の後壁の位置する面に固定されている。５ｂの遠端には格子が形成されて おり、それは出力ピグテール３ｂの平坦面に密着されている。構成要素５ｂが収 縮したり、伸展したりすると、その全長と格子線の間隔は正確比例して変化する ことに注意する。このようにレーザダイオードの後壁面と、格子とピグテールの 中心ファイバとの接続域の有効中心との距離で表現される有効空河の長さＬｌは 格子線の間隔がレーザの出力波長と同調するように変えられると、必要であれば 自動的に調整される。最初のあるいは最近接の格子線はエネルギーを一部レーザ に向けて反射し、２番目の格子線と作用できるところでエネルギーの伝搬量を少 なくするためこの有効中心は物理的な格子の中心ではないことに注意する。従っ て、第２格子線の反射するエネルギーは減少し、以後同様になる。その上、より 遠方の格子線によって近接端に反射されたエネルギーの一部は近接線により遠端 に再反射され、又その反対に遠方線によって近接端に再反射されたりして、複雑 に作用し合う。以上の理由から格子に有効中心があるとか、空洞に在勤長がある といった表現をするのである。

はっきりさせるため寸法を大幅に誇張した断面図、図２ｂｌは、その在勤空洞の 長さをＬｌと表わしている。

実際には格子線は図２ｂ２．　２ｂ３及び２Ｃに示すごと（、構成要素５ｂの全 長にわたって形成される。

図２ｂ２及び２ｂ３はそれぞれ要素５ｂの収縮、伸展状態を表わす。

これらの図面は単なる例証であり、使用されそうな電気的な接触や機械的な配列 を示すものではないし、格子はここで図示されるように鋸歯状である必要もない 。

同様に図２０も例証である。これは帰還形格子５Ｃを備えた収縮／伸展可能な分 子と出力ピグテール３Ｃの平坦部との接続を実行する便宜上、出力ピグテールが 一部で曲線を描（ように変位させである様子を示す。ここではＬ２で示される出 力ピグテールの有効路長はＬｌより大きい。従って収縮／伸展可能構成要素５Ｃ は、その格子の反射有効中心と共に、前記有効路長と合致しなければならず、図 示の通りレーザダイオードの後壁面を通りすぎて延伸しなければならない。

収縮／伸展可能要素５Ｃはエラストマー材料、圧電材料及び磁歪材料を含む適切 な材料、又そのサイズが熱によって変化する材料で作られる。後者の例はＴＯＫ Ｉ　Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社が商品名バイオメタルで売 り出しているニチノル材料タイプのものである。

実行において多くの場合、材料を最初の部分的に収縮あるいは伸長した状態に保 ち、その最初の値について収縮／伸長を増減することによって、所望の同調範囲 を達成するのが便利であることがわかる。

前述の発明により、レーザを広い帯域に渡りスムーズに連続的に同調することか できる。この同調は前記の通り多くの手段で実施されつる。しかしこれらの手段 はすべて前述の通り開ループ性であり、同調の進行をモニターせず、特に波長整 合といった目的のために同調を制御することはしない。そのような制御手段及び これらの手段を応用できる目的は以下の本発明の更なる特徴の説明の主題である 。

多くの応用にとって格子をサーボで駆動されるアクチュエータで位置決めするこ とは有益である。レーザ出力の波長を基準波長と比較測定する誤差センサが誤差 信号を発生してサーボを駆動し、レーザからの出力波長に達して維持し、その結 果誤差信号はＯとなり、すなわち基準入力波長と合致した出力波長が得られる。

その他の応用ではレーザが基準波長とのオフセットをめ、該オフセットを維持す るように誤差信号を発生するのが有益である。

例えば、波長分割多重化方式を使用した光フアイバ通信システムにおいて、中心 局は波長順に階層配列された一連のチャンネルを通じて各加入者に１チヤンネル を割当てて、加入者に向けて信号を下流送信する。このような下流チャンネルの 中心波長は１．３ミクロンが典型的である。この波長が使用されるのは、一般に 使われる光ファイバ線を通じて伝搬中に減衰することが極めて少ないからである 。

上流の流れ、つまり加入者から中心局に送られ、特定の受信者に対して送信され る信号については一般に１．５５　ミクロンの波長が使用される。これは、広帯 域の信号が光ファイバ線を通って伝搬する時に散乱（差動遅延）が最も少ない波 長である。

典型的な波長分割多重化通信システムでは、上流波長は下流波長と全（同一の階 層順で配列されねばならない。従って、例えば１．３ミクロンの下流波長を受信 した加入者は上流波長を１．５５　ミクロンの波長で送信しなければならない。

同じ（，１，３１ミクロンの下流波長を受信した加入者は１．５６　ミクロンの 上流波長を送信する必要があるという具合になる。明らかにこのようなシステム では上流波長が下流波長に対して固定のオフセット−２５０ナノメートルが一般 的−を持っていなければならない。

隣の加入者のレーザ発振器と異なる波長で動作する、広域信号と変調可能な狭ス ペクトル源のレーザ発振器を、加入者毎にあてがうのは費用もかかることでもあ り、複雑でもある。それぞれ異なるモデルナンバーのレーザで生成される多くの 波長が必要なので、単一モデルの量産による費用メリットが活かされない。おま けに、スペクトルの純度と、長期にわたる波長の安定性がこのように異なったモ デルのレーザに要求され、この両方の要因がレーザのコストアップにつながって いる。

基準波長、例えば、中心局から受信した基準波長を受け取り、関連レーザを該基 準波長に対して所望の固定オフセット値に同調できる装置があれば便利である。

例えば、波長比較器から誤差信号を出すサーボで駆動されるアクチュエータで、 格子を位置決めして前述の同調可能レーザダイオードを同調すれば、レーザは入 力基準信号を追尾し、別の帯域に正確にオフセットした波長を生成することがで きるようになる。従って基準波長は下流搬送波波長の小さなサンプルとなり、波 長比較器は２５０ナノメートルずつオフセット値を増加するように設計できる。

得られた誤差信号によりレーザダイオードは同調され、下流基準波長から２５０ ナノメートルオフセットした上流搬送波が生み出される。

従って、例えば、波長比較器と同調可能レーザとからなる装置が１．３ミクロン 帯域の信号を受信するようになっていれば、１．５５ミクロン帯域の信号が出力 され、受信信号より２５０ナノメートル増加することになる。

前記のような装置には多くの利点があるが、きわだった利点は同一型式の装置が 量産でき、各加入者の所に配備できることである。この装置によって出力波長は 、受信した下流波長サンプルに追従して調節され、波長分割多重化通信システム に必要な、波長の階層秩序が自動的に維持される。設置者がチューニングや調節 をしなくてもいたるところに設置できる前記装置を量産すれば、製造工程が完成 され、規模の利益によって装置単価が抑えられる。

この装置の他の利点は不完全な安定性、あるいは不十分な温度制御、あるいはそ の他の原因や、それらの組合わせで生じたか否かにかかわらず、レーザの出力波 長のドリフトを自動的に連続して感知、補正することができることである。その 結果、レーザが生成される際の公差が緩和され、歩留まりが向上し、費用の低減 につながる。

下流の流れには、結局テレビ信号や高品位テレビジョン信号が含まれるので、従 って広帯域が必要であるが、上流の流れは一般的に音声信号に限られており、狭 帯域の音声信号は非干渉源に変調でき、従って、高品質の上流レーザ源は不要で あるとの意見もある。この意見はしかし、光フアイバ通信網によって可能となる 低コストのテレビ電話サービスの圧倒的な魅力を無視している。

テレビ電話サービスへの要求は強く、それを今画策するのが非常に重要であろう 。

図５８には、オフセット値が希望通りに選択でき、又、調節可能であるので、前 記の用途やその他に応用するのに適している比較器が示されている。種々の特徴 を明白にするためにこの図は実寸通りには描かれておらず、誇張した寸法になっ ている。

図５ａは次のような配列の変形と考えることができる。すなわちプリズム、レン ズ、一対のデュアル光センサの順の配列の変形である。プリズムに送られた２つ の異なる波長の光は、２つの異なった角度で屈折され、各々対応の光センサに集 束される。

図示の実施例では光センサも位置する光源に向かって、光路を折曲げる反射格子 をプリズムの代わりに使って、装置をコンパクトにしている。

光検出器ユニット３７は、２つの光センサ４０．６０から構成され、各光センサ は、その間に小さい間隙をはさんだ２つの感光分子からなる。つまり光センサ４ ０は、ギャップ４５をはさんだ能動感光分子４３と４４からなり、一方、光セン サ６０は、ギャップ６３をはさんで、能動感光分子６１．６２からなっている。

ここでは拡大して図示されているが、各感光分子は一般的に標準の〕ｔトリソグ ラフィ技術及び結合成長技術により作られた標準の逆バイアスブレーナ結合光セ ンサであり、恐らく１ミリメートルの長さである。これらは別々に表面に取付け られた分子だったり、あるいは、半導体材料からなる光検出器ユニット３７の表 面に直接形成される場合がある。

これらの分子はそれぞれ、分子４４と４３に対して出力信号線４６と４７、そし て分子６１と６２に対して６４と６５を存し、一対の信号線が各光センサから出 ている。これらの信号線は誤差信号をそれぞれのサーボに送るが、そのうちの１ つであるサーボ４８が光センサ４０に集束した基準波長に対するスペクトル線の 位置を制御する。他のサーボ６６は、前述の同調可能レーザの帰還形格子のアク チュエータを駆動するために使われる。スペクトル線の物理的形状は、光学シス テムのデザインにより、点であったり、線（つまり、点の延長されたもの）であ ったりする。

検出器ユニット３７は、光ファイバ３８と３９を安定して支持する働きもある。

光ファイバ３８は基準波長のサンプル信号を送り、光ファイバ３９は前述の同調 可能レーザの発生する波長のサンプル信号を送る。

光検出器ユニット３７の構成部品はレンズ５９の光軸５８に対して、対称的に配 置されていることに注意する。横方向の対称は明らかであるが、光ファイバ３８ と３９は光軸５８から同距離上方にあり、光センサ４０と６０の中心は光軸５８ の下にあることにも注意する。レンズ５９の後方には反射格子５５があるが、こ れは光軸５８にその中心があり、その光軸を通り、その先軸に垂直なピボット軸 ５６を軸にしで旋回する。

光軸に対する鉛直線と反射格子との傾斜角は、レンズと反射格子を組み合わせて 照射する光ファイバ３８からの基準波長が、光センサ４０上のどこかにスペクト ル線を集束するように選択される。

このスペクトル線が完全に感光分子４３か４４のいずれかの上にあるなら、対応 の誤差信号線４７又は４６が誤差信号をサーボＡ４８に送り、１対の要素４３と ４４に対する照射のアンバランスを知らせる。そしてサーボ４８は、アクチュエ ータ駆動装置５０に電力を供給する線４９に信号を出力し、ばね５７の力に抗し て、アクチュエータアーム５１を動かし、ピボット軸５６の周りに反射格子５５ を傾斜させ、スペクトル線を光センサ４０のギャップ４５に近づける。以上は閉 ループプロセスで、誤差信号がサーボ４８に帰還される限り続き、集束されたス ペクトル線がすき間４５にまたがり、光センサ４３と４４からバランスのとれた 出力信号が得られて初めて停まる。

ところで、反射格子５５が傾斜すると、光ファイバ３９からの照射波長で形成さ れる集束スペクトル線も、その位置を変えられスペクトル線が光センサ６０を横 切る。このスペクトル線が感光性分子６１．６２のどちらにあるかによって、こ れら２つの分子からの差動信号が信号線６４．６５を介して、適切な誤差信号を サーボ８６６に送る。サーボ６６は制御信号を、信号線６７を介して遠隔アクチ ュエータ４２６に送り、アクチュエータエレメント４２７を駆動して、前述の同 調可能レーザｌの帰還形格子を動かすが、そのレーザは出力ピグテール３に信号 を出力する。出力ピグテール３は、光結合器４３０に信号を送り、結合器４３０ は主信号を光ファイバ４３４に、又該信号の小さなサンプル信号を出力サンプル ボート４３９に各々送出し、そしてそこから、該信号は光ファイバ３９によって 、光検出器ユニット３７に伝達される。こうしてサーボループが閉じ、連続する 誤差信号補正プロセスによって光ファイバ３９からの照射から得られる集束スペ クトル線がギャップ６３をまたぐまで、同調可能レーザ１の出力波長がシフトさ れ、信号線６４と６５の信号は、バランスがとれる。

サーボＡとＢは片方が、あるいは両方とも非電気的出力をもつタイプ、例えば、 油圧式サーボであり、この場合、それぞれのアクチュエータへの接続は、信号線 を介してではなく直接行われることに注意する。

又、格子が図２ｂｌや図２０で図示されるタイプであれば、６６を含むサーボル ープは格子アクチュエータを制御するのではな（、収縮、伸展可能分子の長さを 決定する電気信号源を制御する。

光検出器ユニット３７はギャップ４５と６３の間隔がちょうど、光ファイバ３８ と３９が所望のオフセット波長だけ異なる波長を送信することによって発生する スペクトル線の位置の差になるようにデザインされる。

従って、反射格子の傾斜制御サーボループは光ファイバ３８からの基準波長のス ペクトル線を、ギャップ４５で表わされた基準点マーク上に位置させる働きをす る。次には、光ファイバ３９を伝わる、同調可能レーザからの集束スペクトル線 が再度位置決めされ、後者のスペクトル線は、ギャップ４５からの距離で、入力 基準波長からの波長間隔を示す。

ギャップ４５と６３の間隔は、オフセット値に対して自由に決められる。例えば 、光ファイバ３８と３９との波長差が２５０ナノメートルであれば、各々の集束 スペクトル線間の距離がギャップ間の間隔になるように決められる。従って、光 センサ６０の出力する誤差信号によりサーボ６６がレーザダイオードの帰還形格 子をスペクトル線がギャップ６３の中心にくるまで動かし、この地点でレーザダ イオードの波長が基準波長から２５０ナノメートルオフセットする。

この場合、レンズ後方の反射格子の格子線は、格子の光軸に対する法線からの傾 斜角−〇、の正弦倍の格子線の物理的間隔が、１゜３ミクロンと１．５５ミクロ ンの帯域中心間の中間波長の％に等しくなるように隔てられている。

図６ａは光学的な配置側面図で、光線路が例示されている。各ファイバからの出 射線として表わされている照射角は、実際には、各ファイバ３８．３９の端部を 丸くしたり、各ファイバの端部にレンズを置いたり、通常の中心ファイバより細 いファイバを用いる等の手段によって、増される、すなわち広くしである。

図７は溝７０−２にナイフェツジ７０−１を用いて、反射格子を光軸の中心のあ たりで傾斜させる場合の様子を示している。

図８は光センサのベア４３と４４間のギャップ４５に集束したスペクトル線８０ ０の強度分布を例示する。図８に示すように、各比較器から出力される誤差信号 は、スペクトル線が図示の様に中心にきている場合には０となることに注意する 。又、ギャップの中心周辺の直線移動域は、スペクトル線８００が光センサ４３ に入射する時は、誤差信号が負で、スペクトル線８００が光センサ４４に入射す る時は正へと移る。

図６に戻ると、光ファイバ３８からの基準波長を表わすスペクトル線が光センサ ４０上に現れる点を制御するには、その他の方法もあることが明らかになる。こ れらの方法には、１）レンズと反射格子を固定位置に置き、光検知器ユニット、 すなわちユニット３７全体を、ファイバの光源と共に上か下に動かす、２）光検 出器ユニットを固定位置にとどめ、レンズと反射格子の組合せを上か下に動かす ことが含まれる。

前記の２つの方法はスペクトル線を光センサのすき同上の位置に置くための機械 的に安定した、容易な手段を提供する。

又、前記方法においては反射格子を傾斜させた時のように偏狭な、同調可能レー ザからのスペクトル線の位置も変化する。これによって光センサ６０によって出 力される誤差信号が変わるので、それに関連するサーボは同調可能レーザの帰還 形格子を駆動して光センサ６０上のスペクトル線の初期オフセットと、基準波長 のスペクトル線と光センサ４０のすき間に再配置するために増加したオフセット の両方を補正しなければならない。

関連する実際のパラメータを見てみると、すべての関連するサイズが微小である ことがわかり、従って光センサアレイは、半導体の製造に用いられる標準技術に よって作成でき、比較器ユニット全体はあるいは少なくともその光学及びセンサ 構成部品は標準ブレーナ形式で生産すればよい。

レンズ径が１センチメートルで、焦点距離が２センチメートルが典型サイズであ る。反射格子もセンチメートルか、それより若干長いもので、格子線数２０００ 本で傾斜角７〜８°が普通である。

格子線の線間隔はだいたい５〜７ミクロンである。デュアルの光センサアレイ４ ０と６０を合わせた長さは焦点距離の１／１０．あるいは２ミリメートルとなる 。これらのパラメータにより物理的寸法の幅が数ミクロンのスペクトル線が得ら れ、光センサの各紙間のすき間は約１ミクロンとなる。　明らかに、断面が平方 インチの装置内に全構造を収納することができる。光センサ４０と６０はそれぞ れ１ミリメートルそこそこで、それぞれの光学要素の半分がその半分のサイズと なる。従って、光センサ４０と６０は共通の基板の上に作成でき、ギャップの間 隔がシステムの基本距離で出力波長の入力基準波長に対する所要オフセットと比 較するためギャップ間に必要なすぐれた寸法安定性を確保する。

この装置をブレーナ形式で製作するには、図５８のレンズ５９を、レンズ状の空 気のすき間で代用すればよい。格子線間の距離や関連する路の寸法は典型的には 水晶やガラスである伝達媒体の中心波長にあわせてデザインされる。図９ａはブ レーナ形式の典型的な実施例である。その構造のサイズは特に相対的なサイズが はっきりするように誇張しである。

図９ａは、通例のブレーナ光学サンドイッチ構造を示し、屈折率の小さい層７１ と７３の側面に透明な中心層７２が配置され、あるいは層７２に対向する層７１ と７３の面に銀めっきが施されている。エアギャップレンズ７７は、層７２に設 けられ、反射格子５５は中心層７２の、傾斜した光学的に平坦な面７４上に形成 されるか、あるいは取付けられている。

基準波長の光ファイバ３８と、同調可能レーザ波長の光ファイバ３９は、光検出 器ユニット３７に突入し、そしてユニット３７を通り抜け、反射しないようにコ ーティングされた右側面８０で終わる。図９ｂは、面８０上の配列を示す。光フ ァイバ３８と３９は互いに平行で、光軸５８から等距離能れている。エアギャッ プレンズ７７あるいは同等の低屈折率のレンズは、図５ａのレンズ５９の代わり である。層７１．７３の内面は、レンズ７７の側面を形成する部位が銀めっきさ れているのが望ましい。

ここでは、反射格子の傾斜角を変えるよりむしろ光検出器ユニット３７を２方向 の矢印８１で示すように、上下に、反射しないようにコーティングされ光学的に 平坦で中心層７２の左側面からなる面７５に沿って、アクチュエータ（図示せず ）で動かす。はんのわずかしか移動は行われず、これは機械的、電気機械的、圧 電気的、磁歪的あるいは他の同様の手段で実行される。ユニット３７を動かす代 わりに、ユニット３７とエアギャップレンズ間の鉛直面７６に、一対になった光 学的に平坦な面を形成し、この２面を非反射コーテイング材でコーティングする こともできる。それから、エアギャップレンズと反射格子が互いに相対して固定 されると、このレンズと反射格子の組み合わせが、鉛直面７６に沿って上下に動 かされ、スペクトル線が意図された位置に配置される。この時の微小な変位も又 、前記いずれの手段によっても簡単に実行される。

光学あるいは光検知要素の機械的な変位を伴わない手段により、スペクトル線の 位置決めを行いたい場合には、電気光学的又は音響光学的手段を用いればよく、 図６ｂや図６０はそれぞれ、前記の手段が非ブレーナ型の波長比較器に実施され ている図を示している。

図６ｂは図６ａの一部機能断面図だが、光路中に、電気光学的ビーム操舵要素、 つまり装置７８が付は加えられている点が、図６８と異なる。この構成要素はレ ンズ５９と反射格子５５の間に設けられている。装置７８の面を渡って適当な電 位を印加すると、集束スペクトル線は要求通り、光センサ４０（図示せず）上に くる。

図６０では、同様に反射格子５５が音響光学的要素、つまり装置７９に置換えら れ、装置７９の上下間に適当な音響変調を加えることにより、集束スペクトル線 が光センサ４０　（図示せず）上にくるようになっている。

前記実施例においては、光センサ４０によって出力されサーボ４８に送られる誤 差信号は前述の電気機械的制御ではなく、電気光学あるいは音響光学信号の閉ル ープ制御に役立っている。

図６ｄ、図６ｅ及び図６ｆは、スペクトル線位置決めの他の手段を表わす。図６ ｄは格子線がページ外の遠隔点から分岐している格子を示し、その格子線間隔は 、中心線８５に垂直な線に沿い一定であるが、格子の長さ方向には変化する。格 子線間隔が可変の格子を格子５５の替わりに使い、光軸を横切る方向に図６ａの ページの平面を貫通するように動かすと、光ファイバ３８からのスペクトル線が 希望通りギャップ４５上に現れる。その中心線８５は、図示のように、水平から 少し角度があってもよい。水平から数度傾いていてもよい。

図６ｅは別の形式の格子、いわゆる「段々」格子を図示し、格子線間隔が、ある 数学的関数に従い、ライン毎に増大していっている。ここでは上から下に進むに つれ、線間隔が増しているが、下から上に向かって増やすことも可能である。こ の種の格子には合焦特性があり、格子５５の代わりに使用すると、レンズ５９０ 機能も果たし、従ってレンズを省（ことができる。段々格子も、図５ａや図７に 示すように傾斜させ、スペクトル線をギャップ４５に位置決めすることもできる 。

図６ｆは図６ｄと図６０に示された格子の特徴を組合わせたもので、その格子線 は分岐的で段々になっている。

従って格子５５を図６ｆに示された格子で置換えると、レンズ５９が省略できる ばかりでなく、光軸を横切って該段々分岐格子を動かし、図６ａのページの平面 を貫通させた場合、光ファイバ３８からのスペクトル線がギャップ４５上に希望 どおりに位置決めできる。

図３ｂ〜図３ｅと関連して先に述べたように、図６ｄ〜図６ｆに示された格子も 種々の形状にしたり、可撓性フィルム上に形成したり等できる。又、図３ｅに関 連して述べた通り、図６ｄ〜図６ｆに示された格子の格子線が直線である必要は なく、曲線であってもよい。

前記のスペクトル線位置決め手段を、図９ａに示されたブレーナ型配置に応用で きるのは明白であるので、ここでは詳細な説明をしない。

これらの図は単なる例示であって、望ましい結果を達成するにはその他の構成も 可能である。

このようなブレーナ型の場合、２本の光ファイバを接続するか、光信号結合器に より合流された２つの信号を運ぶ１本の光ファイバを用いて、基準波長と局部的 発生の波長とを、光軸上の光センサ列の間にある一点から出すことができるよう になることに注意しなければならない。光ファイバが分離した状態に保たれると 図９ｂに示すように、近接して、光軸から等距離に配置されることが可能である 。

ブレーナ構造では、光センサに入射する光は焦点の合った点ではなく、図５ａに 示される実施例の焦点の合った点とほぼ同じ厚みをもった細い線となる。

スペクトル線位置決めのこのような手段は、その他の用途にも使用できることに 注意しなければならない。

例えば、図６ａを参照して光軸５８の下にある光ファイバ３７の一部を取除くと する。更に、光センサベア４０も取除いて、左手から生ずる、ギャップ４５の前 の位置にその端面をもつ光ファイバに置換えるとする。

そこで適当な波長の光が光ファイバ３８から出射すると、それは前記光ファイバ の表面で合焦し、該光ファイバを左方に伝搬する。

結果においては、レンズと反射格子とは、ビーム位置決めの機能をしながら、特 定の波長を特定の光路に方向づける役目もするのである。

今度は、単一の光ファイバの代わりに前にギャップ４５のあった位置を含む区域 を、各ファイバとそれにすぐ隣接するファイバ間が実質上一様の間隔で上下の列 に重ねられた多数の光ファイバで埋めるとする。

そして、光ファイバ３８には単一の波長ではなく、波長帯を与えると、各波長は 階層層に秩序正しく連続して光ファイバを伝わる。

逆に、前記のような波長帯をこのような光ファイバに与えると、それらはすべて 光ファイバ３８の面で合焦する。

これが、波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサ、つまりＷＤＭを作るのに 一般に用いられている方法である。典型的なＷＤＭは、焦点合わせのためにレン ズとビーム案内のために反射格子を用いている。ＷＤＭの中にはこのような目的 のためにレンズ面、実例では凹面に形成された格子を使っているものもある。

図６ｄ、Ｂｅ及び６ｆの詳細な描写から、そこに描かれた格子をＷＤＭに使うと 、所望の波長が所望の光ファイバで出力されるまで格子を動かすことによってＷ ＤＭを同調することが出来ることは明らかである。このような同調方法は、ＷＤ Ｍの製造を簡単なものにし、製造歩留を向上し、製造コストを減少させる。

図６ｅ及び６ｆで示されるような、段々格子を使うと、ＷＤＭのレンズは不要に なり、コスト削減を更に進めることに注目する。

以下に説明するネットワーク構成はＷＤＭを広範に利用しているので、コスト削 減は実用において重要となるだろう。

他にも、望みの格子を様々の形状をした面上に形成したり、添着したりできるこ とは明白で、これは図３ｂ、３ｃ、３ｄ及び３ｅに例示されている。又、明らか にそのような格子を使ったＷＤＭは実質的にプレーナ型に構築することが可能で ある。

以上、波長比較器が所望の波長オフセットを保持するための信号を特定位置に送 信するものとして説明してきた。しかし、場合によってはレーザを入力基準信号 の波長と整合するように同調したり、あるいは基準入力信号に対して小さな波長 オフセットをもつように同調させたりするのが好ましい場合もある。前述の実施 例における光源及びフォトセンサの配置転換を、基準波長の中心にくるように作 られた反射格子による置換えとともに行なうことで十分レーザを同調できる。

図１０ａは、図５ａのユニット３７に必要な再配置をする方法を示し、一方、図 １０ｂは図９ａのユニット３７の同等の再配置の方法を示す。

図１０ａで、基準波長の光ファイバ３８と、レーザ波長の光ファイバ３９は、光 軸５８に対して対称的に配備されている。それぞれの光センサは、その各照射フ ァイバに反対に位置する光軸の横でそれぞれ上下に積重ねられている。この光フ ァイバはたやすく他の位置に置くことができ、例としてはユニット３７の左手上 下端の位置である。この光ファイバとその各ギャップが、対応する光ファイバや ギャップと平行でな（、互いに多少、横にオフセットしている場合は、波長整合 ではなく、波長のオフセットがわずかに生じる。

図１０ｂでは、基準波長ファイバ３８は、ユニット３７の中心近くから、先端近 くの位置に移動されている。ファイバ３８から引き出されるスペクトル線は光検 出ベア４３．４４に合焦されるが、ファイバ３ｇからのそれは光検出ベア６１． ６２上に合焦される。ファイバ光源の端部の間の距離Ｘがギャップ４５と６３間 の距離Ｙと実質上一致するなら、スペクトル線がその各ギャップ４５と６３の中 心にくると、同調可能レーザの波長は基準波長と整合する。波長の整合よりもオ フセットの方が望ましい場合には、ＸとＹは同等の所望の不整合度に違えるよう にする必要がある。

ファイバがユニット３７の正面に位置する地点はある程度の精度で制御でき、例 としては、光センサそのものを形成する際に使うのと同様のフォトエツチング法 により制御できるが、製造の公差の影響によって何らかの位置調整手段が必要と なる場合もある。

図１０ｃは部分図で、これを実現するための１手段が示しである。

ファイバ３８は、ファイバ３８を上げ下げする機械的、圧電的、磁歪的あるいは 同等の手段を提供する装置９０内か、装置９０上に取付けられている。装置９０ 自体はユニット３７上に設置されている。

図１０ｄは、他の方法を示す部分図を示し、電気光学材９１のくさび部が、ファ イバ３８とユニット３７の面８０の間に挿入されている。

くさび部９１の制御リード線（図示せず）に、適合する電圧を加えると、ファイ バ３８からの光がくさび部９１から出射する位置を上下させることができる。光 センサが、ユニット３７０面８０を構成する部材に添着されず、部材内に形成さ れていれば、くさび部９１の垂直面は左側に移動し、面８０と一線に並ぶ。

図１Ｏｆは光ビームを精密に位置決めするさらに別学段を示している。ここでは 、ファイバ３８は故意にその中心ファイバ９２が、クラツディング９３の中心か ら偏心的にオフセットさせて作られている。通常は、光ファイバの作成時には、 図１０ｅで示すように、その中心ファイバがクラツディングの中心にくるように 大変な注意が払われる。長さの短いファイバのみ必要である。このような場合に は偏心の、ファイバの伝搬特性に与える影響は無視できるものである。基準波長 源から偏心ファイバ線が送られる位置にあるレンズや、同等の手段は、中心ファ イバが適切に照射されることを確実にするのに役立つ。偏心ファイバは次の様に 使うこともできる。すなわち、図１０ｂにあるようにフォトエツチングを施され たレセプタクル穴に挿入後、ファイバは矢印で示されるように回転され、中心フ ァイバ９２を、アレイ３７の他の分子と相対的に上か下に動かされる。本来、光 は中心ファイバ９２を通してしか伝搬しないので、前記方法で必要とされる＃Ｉ 密な位置決めができる。所望の位置決めが達成されたら、ファイバ３８は接着接 合されるか、正しい位置に固定される。偏心ファイバと普通の同心ファイバの接 続には、例えばインライン微小レンズのような種々の手段が用いられる。ファイ バ３９は望まれればファイバ３８と同様の方法で作成し、又使用することができ る。これらの位置決め手段を図１０ａの実施例に応用できるのは明白であり、こ こでは特には詳述をしない。

システムが同調可能レーザの同調をする波長を決定するのは、図１０ｂの実施例 の距離Ｘと距離Ｙの相対的なつり合いである。もしＸとＹが同距離であれば、レ ーザは基準波長に整合するよう同調される。しかし、レーザを基準波長の片側に 同調させるために、故意にＸをＹより大きくしたり、小さくしたりすることがで きる。

こうしてシステムは、基準波長より多少大きな、あるいは小さな波長を出力する ようにすることができる。実例としては前述の精密位置決め手段のいずれかを用 いて、ユニット３７を工場で組立て、その後で調整を行い、例えば、基準波長よ り１ナノメートル上（あるいは下）の波長や、基準波長より２ナノメートル上（ あるいは下）等のシステムの出力波長を得ることができる。この特徴の重要性に ついて以下に説明する。

ここで必要とされる位置調整は実際はナノメートル単位ではなく、数桁大きな単 位で行われる。先に述べた通り典型的な設計では１ミリメートルの物理距離は数 百ナノメートルのオフセットを表わす。

図６ａに戻ると、ファイバ３９の照射により得られるスペクトル線は、波長の関 数として、正確に直線的に変位せずに、同１Ｉ１１囲にわたり、例えば±２％の 同調範囲で、波長依存の小さな誤差を生じる。しかし、この誤差は前記同調範囲 では１ナノメートルにも満たない。

設計した中心波長からの差をモニタするのが好ましい場合もあり、そんな場合は 、前記差と直線的に比例する誤差信号が有用である。図１Ｏｆには感光性要素、 例証としては６１と６２のような要素が整形されて同調可能レーザの波長が、基 準ギャップ６３で示される波長より大きいか小さいか、又、どの程度大きいか、 小さいかを示す波長誤差信号を生成する様子が図示されている。この構造を有効 なものとするためには、合焦ライン（伸展スポット）が光センサ上に形成される 必要がある。ブレーナ型実施例では、これはすでに達成されており、その他の実 施例では、適当なビーム整形手段、例えば光源とレンズ間に円柱レンズの介在に よってこれを達成することができる。

前記図面で注目すべきは波長伝達の光ファイバや光センサが対称的に配列されて いることである。

これは、他にも構造があることを提案している。つまり単一の光ファイバを、２ つの波長でタイムシェアリングさせ、２つの光センサに光を当てたり、単一の光 センサを、２つの照射波長間でタイムシェアリングさせたり、更には、単一の光 ファイバを２つの波長でタイムシェアリングさせ、この２つの波長が１つの光セ ンサをタイムシェアリングするようにもできるし、更に、２つの波長が同時に１ つの光ファイバを共用するといった構造もあるということである。これらの構成 は口述の図面を参考にして説明することができる。

図５ａ４二関して、光ファイバ３８．３９は必要なだけ近づけることができ、一 方では光軸に対する対称的な配置は維持していることに注目する。

さて、光ファイバ３８と３９がユニット３７に到達するまでに光スィッチに信号 が与えられ、該光スィッチは、ユニット３７の先端で、光軸５８に平行な、光軸 ５８の直ぐ上にある単一光ファイバを出力するとする。そして、該光スィッチが ファイバ３８からの入力と、ファイバ３９からの人力を交互にサンプリングする なら、光スィッチから発生される単一光ファイバの出力は、光センサ４０と光セ ンサ６０を交互に照らす。

このようにして、単一の光ファイバが、ファイバ３８と３９からの２つの波長に よってタイムシェアリングされることが可能になる。

図１０ｂのブレーナ構造では、前記の単一ファイバは、図では光ファイバ３９の 占めている場所を占有している。

［１０ａに関連して、光センサの対称によって中央に位置する単一光ファイバで 、両方の光センサを照らすことができるようになることに注目する。光センサの うちの片方を除いて、残りの光センサの出力を前記の光スィッチによる波長の交 互の選択と同期してサンプリングすると、単一の光ファイバが２つの波長でタイ ムシェアリングされ、次には２つの波長が単一の光センサをタイムシェアリング する構図ができあがることに注目する。

もう１度図１０ａに関して、光ファイバ３８．３９は図の通りで、光センサの１ つを取除き、残りの光センサは、その中心がユニット３７の面上にくるように位 置されると、この光軸に対して対称に位置された２つの光センサ要素は、それか ら各波長をこの単一光ファイバへ照射する。そこでこの２つの波長源を交互に不 規則に遮断し、この遮断と同期して、単一光センサの出力をサンプリングすると 、その結果２つの波長源が単一光センサをタイムシェアする構成となる。

さて、図９ｂから明らかなように、光ファイバ３８と３９は面８０の中心で、単 一のファイバにすることができる。図９ａ等に示された反射格子に光を当てるこ とによってこの単一ファイバに２つの異なった波長を与えると、この２つのスペ クトル線がそれぞれその先センサ上で合焦するようになる。この構成が、２つの 波長が一本の光ファイバを同時に共用する場合である。

図１１は概略機能図形式でレーザ、ここの実例では帰還形格子を必要要素として もつレーザダイオードが、任意の波長の入力基準信号に対して所定のオフセット 波長に自動的に同調される本発明の実施例を示す。

基準信号と同調可能レーザの出力信号は、波長比較器により比較される。波長比 較器は、サーボ１３を駆動する波長オフセット誤差信号を出力し、帰還形格子の 位置を制御するアクチュエータに動力を与え、従って、波長がレーザダイオード に帰還される。同時に、波長比較器の第２サーボ、サーボＡはアクチュエータを 駆動して、基準波長からの集束スペクトル線を、波長比較器の２つの基準点（光 センサのギャップ）の１つで、基準波長の指定する点に配置する。これはすでに 述べた通り、光センサ４０中のギャップ４５である。

前述の通り波長比較器の他方の光センサ６０は入力基準波長がギャップ４５に合 焦されると同調可能レーザの出カスベクトル線がギャップ６３のどちら側にある か、あるいはギャップ６３上にあるかを判定する。この「ギャップ６３上」とい うのは、入力基準波長に対して、所定のオフセットにある波長が合焦する物理的 位置を示している。

従って光センサ６０は、適切な誤差信号をサーボＢに出力し、結果として同調可 能レーザの帰還形格子を制御するアクチュエータの位置が変えられる。

この２つのサーボループが閉ループで、同時に機能するので、そのスペクトル線 は結局、各々の光センサのギャップの中央に（るようになり、その地点で同調可 能レーザが入力基準波長に対して所定オフセットにある波長を出力する。

以下の説明では便宜上、図１１に示された、相互接続の装置の組合せをオフセッ ト波長追尾装置、あるいはＯＷＴと呼ぶことにする。

ＯＷＴは、入力基準波長に対して数百ナノメートルから１ナノメートルの何分の −までのいずれかのオフセット波長を出力するようになっている。その上、その オフセットは正あるいは負両方であり、つまり、出力波長は基準波長より増加す る場合も、減少する場合もある。

オフセット波長追尾装置のこの特性と、それがもたらす新規な光フアイバ通信網 構成によって、ＯＷＴは、中心局から加入者装置への下流波長と、加入者装置か ら中心局への上流波長との両方の理想的なソースとなることが以下に示される。

間隔の密な下流波長あるいはチャンネル及び間隔の密な上流波長あるいはチャン ネルの加入者の各集団の地域内での、自動割当てを可能とする。

前記の説明は定常状態と呼ぶものに対して、つまり、初期始動後の又、構成装置 の不良のない場合について述べである。

実際にはシステムは起こりうる様々の欠陥モードに対処する、又、システムの始 動に関連する諸問題を処理する手段を提供しなければならない。

まずスタート時の条件について考えてみると、波長源からの基準波長信号がその 関連する光センサのペア、例としては図５ａの光センサ４３と４４にまず検知さ れると、該波長信号のスペクトル線は光センサ４３か４４上に現れ、ギャップ４ ５から離れていることがわかる。このために、ｒハードオーバ１信号がサーボ４ ８に付加され、スペクトル線がギャップ４５をまたいで、光センサ４３と４４に 信号を発生するまでこの信号付加は続（。こうなるまでは端局の同調可能レーザ の出力する信号も、意図する波長あるいはチャンネルからはかけ離れたもので、 それどころか別の加入者のチャンネル波長であることが多い。この時、端局同調 可能レーザの信号が加入者装置から出て、システム網に入ることが許されると別 のチャンネルと干渉してしまう。このような干渉を防止するために、４人力閾値 “ＡＮＤ“ゲートの制御する光スィッチあるいは減衰器を端局同調レーザの出力 光ファイバとシステム網の間、例示では図５ａの出力光ファイバ４３４、に設備 すればよい。

これは図５ｂに図示されている。信号線４７０と４６０は、光センサ４３と４４ の出力をそれぞれ表わす線４７と４６でサンプル信号を送る。

これらのサンプル信号は多数ある通常手段の１つによって取出すことができる。

信号線４７０と４６０は比較器４０１と４０３にそれぞれ信号を送るが、各比較 器への第２人力は閾値設定ポテンショメータ４１１が電圧源Ｖから取出した電圧 で、信号線４０２と４０４を介して各比較器に通じている。

同様に信号線６５０と６４０も、それぞれ各光センサの出力をあられす線６５と ６４で小さなサンプル信号を送る。信号線６５０と６４０が信号線４０６．４０ ８で比較器４０５と４０７に送る第２人力は、電圧源■からポテンショメータ４ １２の取出した閾値レベルを表わす。

″ＡＮＤ’ゲート４２５　ｉ：：＋！、比較器４０１．４０３　、４０５及び４ ０７　（７）出力がそれぞれ信号線４００．４０１　、４１５及び４２０を通じ て送られる。

これらの各比較器には閾値があるので、４つの光センサのそれぞれが十分に照射 され、閾値を越える信号を出力している場合には、“ＡＮＤ”ゲート４２５に与 えられる信号は論理上の「１」である。

従って、両方の入力基準波長光センサと、両方の同調可能レーザ波長光センサが 照射されていれば、言い換えると、スペクトル線がそれぞれのギャップを少なく とも部分的にまたいでいさえすれば、“ＡＮＤ”ゲート４２５は論理上の「１」 を出力する。論理「１」は信号線４８０上に出力され、光学シャッター／減衰器 ４３５を駆動し、同調可能レーザ１からの出力波長が光ファイバ４４０に送出さ れるように光路を開（。

“ＡＮＤ”ゲート４２５が論理上ｒＯＪを出力し、４つの入力信号のうちの１つ 以上がその関連する閾値を越えていないことを示すと、その論理上の「０」は４ ３５〜４８０を駆動し、光信号を遮断してしまうが、著しく減衰させ、光ファイ バ４４０に出ていかないようにする。

これは基準波長が受信されない場合、例えば、該基準波長を送信している下流光 ファイバが破損したり、基準波長源レーザが故障したり、あるいは加入者側のサ ーボループに不都合のあった場合や、端局同調可能レーザが不調あるいは周波数 からドリフトしたりする時に起こる。

干渉防止の他の方法には、端局同調可能レーザを完全に停止させる方法も含まれ る。このような方法の１つは２つの、２人力“ＡＮＤ”ゲートを用いることであ る。１つのゲートは前記の光スィッチあるいは減衰器を制御して、波長オフセッ ト誤差信号のサンプル信号をそのゲートの２つの信号線からのサンプル信号であ るそのゲートの２人力が、閾値以上の信号を含んでいる限り、つまり、両方の光 センサの半分、例示では図５ａの光センサ６１と６２が、端局同調可能レーザの 出力するスペクトル線がギャップ６３をまたいでいることを示す適切な信号を検 知している限り、光スィッチあるいは減衰器をＯＮに保ったり、過渡状態に維持 する。

２番目のこのような２人力の“ＡＮＤ”ゲートは端局同調可能レーザのＯＮ／　 ＯＦＦを制御する。基準波長位置誤差信号を送信する、その２つの信号線からの サンプル信号である、該ゲートの２人力信号に、閾値以上の信号が含まれていれ ば、つまり、両方の光センサの半分、例では、図５ａの光センサ４３と４４が入 力基準波長からのスペクトル線がギャップ４５をまたいでいることを示す適切な 信号を検知している場合には、前記“ＡＮＤ”ゲートは端局同調可能レーザをＯ Ｎする。

前記方法において、基準波長のない時、あるいはサーボループに欠陥のある時は 、端局同調可能レーザは停止され、一方、端局同調可能レーザが故障したり、回 復不能なまでにドリフトを生じた場合や、あるいはサーボループに欠陥のある時 には、端局同調可能レーザの出力を、干渉の検知されないレベルにまで減衰し、 あるいは、完全にストップする。

図５Ｃに前記構成が図示されている。ここでは“ＡＮＤ“ゲート４２５は２つの 別々の２人力“ＡＮＤ”ゲート４１６と４１８におきかえられている。これらゲ ートは対応する光センサの出力線からサンプル信号を受取り、又、図５ｂの実施 例と同様に閾値が設定されている。

しかし、各ゲートは、それぞれ別々の信号線４１７と４１９を駆動する。信号線 ４１９は光スィッチあるいは減衰器を制御し、他方、信号線４１７は同調可能レ ーザ１のＯＮ／　ＯＦＦを制御する。

意図した値からの波長変位に比例する誤差信号を引き出す手段として先に説明し たように整形光センサ要素を用いると、変位が他のチャンネル間の干渉をひき起 こさないように決められている限り、又、サーボループが基準波長スペクトル線 と端局同調可能波長スペクトル線を、各組の光センサのギャップに導くように決 められていれば、様々の部品を活動状態にしておくと実際に役立つＯ 前記原理は、望めば欠陥モードや、あるいは始動条件の指定に組合わせて使うこ ともできる。

図１１や前記説明から明らかなように、本発明は同調可能な端局レーザと、その 出力波長を中心局のレーザ源から送信された後に加入者装置で受信されるような 遠隔地で発生した基準波長とを比較する手段の順応性のある組合せで構成されて いる。波長比較器は端局レーザを同調させ、基準波長に対して所望の一定のオフ セットをもった波長を出力させる。前記オフセットは２５０ナノメートルで、正 確には光フアイバ通信網に関する本書で説明された上・下流チャンネル間の波長 差となるようにすることができる。

従って同じように製造されたＯＷＴは、各加入者装置の要求する、受信下流波長 と正確にオフセットしている上流波長を出力し、波長分割多重化方式を採用する 光フアイバ通信システムにおける上流波長の所要の階層関係を自動的に維持する ように自動的に適応する。

ＯＷＴは数立方インチに収まる小さな装置で、波長分割多重化光フアイバ通信シ ステムの加入者装置に、同調作業なく、例外なく取付は可能である。このように 単一の同型の装置を、全加入者の上流波長源として用いることは、量産を可能と し、開発と設備のコストの早期償却を実現する。又、このような量産はレーザダ イオードと出力ビグテールの接続性の向上等を経済的な面から促進する。レーザ ダイオードの出力面外の内部反射よりも大きな帰還信号を得るためには、前記接 続が適切でなければならず、さもなければ、反射が優位を占めファプリー・ベロ モードのレーザ発射をおこしてしまう。

下流方向に送信される波長は基準信号のみである必要はなく、受信加入者に与え る信号の搬送波でもあるのが望ましい。前記搬送波は単一波長なので、それを発 生するレーザダイオード（又はその他の型のレーザ）は高データ率で、変調され 、高品位テレビでは数チャンネル分になる。該レーザがダイオードレーザのとき は、その出力ビームを変調するのではなく、むしろ、内部で直接的に変調でき、 各下流チャンネル用の高価な外部光学変調器は不要となる。

変調レーザの出力を波長比較器への入力として用いる場合、比較器のサーボルー プの通過域内に、変長信号の十分なスペクトル成分のないことが唯一の制限であ る。サーボの帯域幅が一般的には１ヘルツ未満であるので、これはさして重大な 制限ではない。

各加入者装置のＯＷＴの同調可能レーザも同種の単一波長出力を発生することに も注意する。従って、該レーザも又、直接的に広帯域変調可能であり、実用例と しては加入者装置で発生した高品位テレビ電話信号を上流路に供給できる。

これらの装置を通信網に利用する方法を説明する前に、その帰還形格子の製造方 法に関して詳しく述べることは有益である。前述の通り、コヒーレント移送固定 信号源の干渉パターンは入れ千秋に重ねられた一連の双曲線面である。

図１２ａはこの双曲線面の、光源Ｌ＋、Ｌｘが存在する平面との交点の部分図で ある。もし光ＨＬＩ　とり、が感光性材料の平面のすぐ上に位置しているなら、 図１２ａに部分的に示されている干渉パターンは無視できる誤差で写真記録され る。

図１２ｂは、この干渉パターンを遠くから見ると、光源り、とり。

の中間点から放射状に伸びる、等間隔に離れた線の一組に見えるという事実を示 す。この図には、鉛直軸近くのこれらの線の一部だけが示されている。感光性材 料からなる板５が右下象限に置かれている実証例に注意する。

図１２ｃはこれらの線の幾何学的配列を示す。光源り、とり。

の距離をＳとし、距離０間の距離を光源からＤ離れた地点で測定すると、距離Ｑ はＳ、Ｄ及び光源波長と次のような関係にある。

濃い、すなわち波長の十分短い紫外線で適当な光が得られる。

前記の双曲線の近似によって、ライン間隔の適切な、鉛直性の最小な線でできた 格子が、手ごろなサイズの光学組織内に実現されるようになる。

図１２ｂは干渉パターンを記録するための感光板５の典型的な位置を示す。最初 のパターンが記録されると、該パターンは次の安価な複製パターンの親パターン として働（ことができる。この複製は写真や、その他適当なプラスチック材料を 鋳型で成形するといった手段で作られ、又、表面金属めっきも含まれるが、後者 ２つの処理法は、オーディオ及びビデオコンパクトディスクの製造に用いられる 方法と同様のものである。

ここまでは、所望の格子線パターンに近づける方法の説明は、本質的に直線のパ ターン、つまりその湾曲が知覚できない程の曲線のパターンを生成することに焦 点を合わせてきた。しかし、原則的には、いちじるしく角度をもつ曲線格子線を 使用することができ、格子線はその角間隔を維持し、三日月状に湾曲する。

先に説明した双曲線近似は、実際は曲線パターンである。しかし、コヒーレント 干渉源から十分離れた、双曲面の配列の垂直軸に十分近い領域では、その湾曲は ほとんど感じられない。

図１２ｂの感光板５を光源Ｌ１とり、に近づけると、湾曲のきつい線に対面する ことになる。先に説明した通り湾曲の許容最大値を制限する要素は、最終の、あ るいは最も湾曲した線からの、ピグテールの中心ファイバ異幅を越える差動移相 である。湾曲線の格子と本質的に直線の格子との実際上の主要な差は、前者格子 とのレーザ同調が、格子が中心ファイバを横断する時の格子の横移動距離の１次 関数にならないことである。しかしながら、閉ループ方式によって同調が実行さ れるので、非直線性はこのような格子の利用の妨げとはならない。

もっと波長の長い干渉源を使いたい時は、もっと著しく湾曲した線をもっている 格子を発生する手段を用いればよい。実例としては前記の２つの干渉源が一般的 には、光学的に分割された１つの光源からでているので、必要な光学部品は波長 が長いとより簡単に手に入れられる。

又、感光板を干渉源に近づけてもよいが、この場合、格子線はより湾曲する。

格子パターンを得るその他の方法としては、所要の格子線間隔より大きな間隔の パターンを組合わせ重ねたり、所望の格子線間隔より大きい間隔のこのようなパ ターンを写真術で削減したり、電子ビームあるいはイオンビームで所望パターン を直接形成するといった方法がある。

実例としては、府記第１の方法は、所要の格子線間隔の８倍の線間隔をもったパ ターンを生成、又写真記録することによって実施される。このパターンに同一パ ターンを組み合わせ積み重ねると、所要パターンの４倍の線間隔をもった写真に うつる複合パターンができあがる。前記プロセスを反復すると、所要の間隔の２ 倍の間隔のパターンができる。更に相互作用を繰返すと最終的には、正確に所要 の格子線間隔のパターンが得られる。組み合わせたパターンの整合はいくつかで 確かめられるが、その中には複合格子をコヒーレント光源で走査して、遠視野回 折パターンを観察する方法がある。

所要格子作成の他の方法には、図２の配置を治具で実現することがある。

図１３ａは格子５の前記作成方法を示す。合焦手段１９６を備えたレーザ源１９ ５は、回転プリズム２２５の鏡面２２６を点Ｐで照射する。

レーザビームは反射され、線ＰＱを通り、点０で合焦するが、点Ｏはそこで格子 が作成されるはずの感光性板、あるいは未完成格子５の側面中心線上にある。

板５はキャリア２００に取付けられており、キャリアの底端は、適当な半径の円 弧を描（ように精密に研磨されている。キャリア２００は保持部２０１に沿って スライドし、保持部２０１の上面の段部２０２はキャリアのカーブと合致してい る。精密ステッピング装置２０５がキャリアをここの例示では左に動かし、板５ は半径ＯＰの円弧を横切ることになる。ステッピング駆動装置２０５は、同期装 置２１５からの信号により繰返し作動する。同期装置２１５はそのトリガ信号を 、プリズム２２５の回転数の１次関数として発生し、プリズム２２５の鏡面２２ ６は、同期装置２１５の指示マークとして用いられる。シールド光源２３０はプ リズムの回転毎に、鏡面で反射され、光センサ２３５に検知され、次には光セン サは検知パルスを同期装置２１５に送る。所定回数の回転でキャリア２００が所 望累積量移動すると、同期装置２１５がレーザ１９５を短時間駆動し、そのレー ザビームが線ＰＱを降下し、格子板５を照射する。こうして、所要の一連の格子 線が感光板５表面に映し出される。その後板５は標準写真技術により現像、複製 される。

図１３ａには、レーザビームが未完成格子５の面内にあって、該未完成格子を露 光し、格子をかすめる角度で露光線を掃引する様子が示されている。

格子線がかなり短い場合には前記方法が適当である。しかし、格子線が長い場合 には、レーザビームが未完成の格子をさっと横切る際に、本質的に一定の光路長 を維持させる手段が必要となって（る。光路長が一定であれば、焦点距離が一定 となり、レーザスポットが格子線に沿って合焦する。

周知の光学設計の多くは、この目的に適している。図１３ｂは湾曲した反射分子 １９７を光路に組み込むことにより、一定の光路長ＰＯを得る設計の側面図を示 す。未完成格子５は、露光中にはレーザビームの面にすら接近していないが、プ リズム２２５が回転すると、反射分子１９７の内面反射面に沿うビームが未完成 格子５の上に反射され、そこで２つの両極端なビームの位置が示されるように点 ａから点すへと格子線を掃引する。Ｐ−Ａ又Ｐ〜Ｂの光路長はＰ−Ｏの距離と等 しい。

図１３ｂは光路の構図を表わしているだけで、図１３ａで示されたと同様の方法 で使われる精密ステッピング駆動装置や同期装置等は図示されていない。

１１１Ｕ１３Ｃは図３ａと１３ｂの要素の他の配列である。ここでは合焦手段１ ９６は、少なくとも２つの部分１９６ａと１９６ｂに分けられている。

プリズム２２５は前記と同様に回転するが、ここではレーザビームを合焦りフレ フタ−１９７ａに沿って掃引する方向に回転する。従って、未完成格子５が半径 ＯＰの弧形に沿って徐々に揺動すると、格子線が未完成格子５の上に１本ずつ照 射される。

図１３ｄは、一対の光学くさび２０１ａと２０１１）が平板未完成格子キャリア ２００を支持し、関連する小さな角移動の所要の円弧路を密接に近づけ、２０２ 及び２００を曲面に削る必要をなくす様子を示す。

０．１　ミクロンの解像度をもつ精密ステッピング装置はニューヨーク州ガーデ ン市のＫｌｉｎｇｅｒ　５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のも のがある。エキシマ−レーザは、その紫外線出力がミクロ機械加工に使われてい るが、所要の格子線を露光するための非常に細いスペクトル線に集束する光源の １つである。所要の格子の作成方法を以上に示してきたが、ここでオフセット波 長追尾装置の利用について詳しく説明する。

ここまではＯＷＴに与える基準波長信号源について何ら言及してこなかった。そ れは、単に存在しているものと仮定してきた、例えば中心局で発生した信号が加 入者装置に既に供給されていると仮定してきた。

実際には、先に説明した、ち密に、等間隔で離間した波長をもつレーザの列を得 ることの難しさが１０Ｍシステムに不可欠なそのようなレーザを創造するのを問 題のあるものにしている。

図１４は前記問題の簡単な解決法を概略図で示すが、これは前述の入力基準波長 信号に対してわずかのオフセットをもった出力信号をレーザから得るＯＷＴの作 製技術にもとづいている。

安定レーザか、あるいは同調可能レーザの基準源であるレーザ３００は、波長λ の信号を光ファイバ５０１を介して、光結合器９０１に送り、そこから、その信 号のほんの一部が光ファイバ６０１に供給され、残りは光ファイバ７０１を介し て出力される。レーザ３００の、ファイバ６０１を通るサンプル信号は、本発明 で詳述されたＯＷＴの波長比較器の基準入力となる。このように例としてはファ イノく６０１は図１０ｂの光ファイバ３８に信号を送る。ユニット３０１．３０ ２〜３ＯＮは本発明で詳述しているＯＷＴから構成され、各波長比較器は、その 同調可能レーザが基準波長λから少し、例では１ナノメートルのオフセットに達 すると、誤差信号０を送出するようになっている。従って、ユニット３０１は波 長λ、プラス１ナノメートルの信号をファイバ５０２に出力する。すると、該信 号は光結合器９０２に入り、光結合器９０２は大部分の信号をファイバ７０２に 出力し、一部のサンプル信号はファイバ６０２を介してユニット３０２に送られ 、３０２の基準波長信号として使われる。ユニット３０２から出力される信号は 、次にその基準波長信号より１ナノメートル大きな信号になり、３０２は波長λ 、プラス２ナノメートルの信号を出力する。光結合器９０３は後者の信号の大部 分を光ファイ／＜　７０３に出力し、その信号の一部を光ファイバ６０３に出力 して、ユニット３０３の基準波長として利用する等と続くこの連鎖状のプロセス は希望の波長列が得られるまで続けられる。明らかにレーザ源３００用の初期波 長は何でもよく、又、ユニット３０１．３０２．３０３・・・３ＯＮは必要なオ フセット増加、例えば、０．７３ナノメートル、１．１ナノメートル、１．５ナ ノメートル、２ナノメートル、５ナノメートル等々を生じるようにする。

前記の連鎖状の連続波長増加プロセスは、累積波長誤差が蓄積してチャンネル分 離を危う（しない限り、続行可能であ゛る。この誤差は前記のスペクトル線の非 直線的変位誤差ではない。なぜなら前述の誤差はシステムの設計で予期できる予 想可能な系統誤差だからである。その代わりに、ここで引用された誤差は平均値 やバイアス値を含む、製造上の公差を原因とする、つまり低減不可能な非正確性 に起因する誤差又、バイアス誤差周辺のランダム誤差である。

誤差の蓄積を制限するために、１組の減少０１１Ｔを１組の増大０ＷＴ３０１、 ３０２・・・３ＯＮと対にすることで必要な連鎖回数を半分にするのが望ましい 。

図１５ａに、このような１組の減少ＯＷＴがこのような１組の増大ＯＷＴと組合 わせて使われる様子の概略が図示されている。前のように波長λの基準光源３０ ０は連鎖状の一連の増大ＯＷＴ　３０１．３０２．３０３・・・３ＯＮを右方向 に駆動する。しかし、又、減少ＯＷＴ　８０１．８０２．８０３・・・８ＯＮを 左側にも駆動する。

例えば、各ＯＷＴの波長比較器は、対応する同調可能レーザを駆動して、基準波 長から１ナノメートルオフセットした信号を生み出すようになっている。その結 果、ｒ！１１５ａに示すように、波長源の配列は基準波長を中心に集まり、それ ぞれ１ナノメートルずつ一様に離れている。

明らかに、大きなレーザ源が必要な時は、１より多くの基準レーザ源を用いて、 反復回数を制限して、誤差の蓄積を避ける。図１６にはこの方法が示しである。

すべてのＯＷＴは、その同調可能なレーザから２ナノメートルのオフセット信号 を出力するようになっており、例えばレーザ源３００−１と３００−２は各々１ ３００ナノメートルと１３０１ナノメートルの波長出力であり、反復回数を更に 半分にして、全波長列が生成される。１２９６〜１３０５ナノメートルの各地点 に１０の波長がそれぞれたった２回の繰返しで得られる。明らかに多（の変形や 組み合せによって応分の数の連鎖処理を繰返し、所望の波長配列を得ることがで きる。

又、明らかに、レーザ源３００−１と３００−２を波長１３００ナノメートルと １３０１ナノメートルの直接な波長源として使う必要はなく代わりに先に本特許 の申請で説明したように、入力基準波長を複製するＯＷＴに信号を送ってもよい 。

このように使用され、基準源が所定列にその出力の一部を与えるだけでよ（、残 りの出力は他の列と共用でき、例として、通信網において使用される時は、他の 組の加入者の下流信号源として用いられる。

前記構成は図１７ａに示され、そこでは、同じ波長オフセットを持つようデザイ ンされた増大及び減少ＯＷＴをそれぞれＩとＤで示し、一方基準信号源と整合す る波長を出力するようにデザインしたＯＷＴはＭと表わしである。単一信号源３ ００はここでは比較器のオフセットの全倍数に対して増大あるいは減少するチャ ンネル間隔でベースの波長周辺に集められる同一の波長の組を生成する、多数の 同一列に対するベースの波長基準の役割をすると考えられている。波長の整合を するＯＷＴ、つまりＭで表わされるユニットを各列に使うと、繰返しが列の各側 面で１回増えることに注意する。

各整合比較器は、波長λの主出力である下向き矢印の出力に加えて、あと２つ波 長λの信号も出力するが、１つは右向きの矢印で、もう１つは左向きの矢印で示 された信号で、隣接する比較器の入力基準波長信号として働く。図１４の９０１ ．９０２で表わされるような光結合器を各ユニットに設置し、光ファイバ６０１ に送られる下向きの出力に光スプリッタを使い、２つのファイバ、６０１−１と ６０１−２が同基準波長を２つの０ＩＩＩＴに送信するようにすれば、前記２信 号が得られる。

図１８に概略図示されるように反復列内のすべてのユニットは結合器と、場合に よればスプリッタを用いて形成される。

１Ｅ１１７ａに示された列内の各ＯＷＴの出力波長は、光ファイバによって直接 、遠隔地、例えば加入者の装置に導かれる。しかし通常は、個々の波長を波長分 割マルチプレクサＷＤＭで合成し、１本の光ファイバを使い遠隔の波長分割デマ ルチプレクサにそれらの波長を送信する方が便利で、こうすると個々の波長が扇 形状に、各加入者に伝わっていく。

［１７ａは中心局で実施されるであろうように前記の多重化構成を示すものであ る。

図１７ｂは、図１７ａで示される構成から生成される波長列と同様の波長列を生 成するＯＷＴのもうひとつの配置図を示す。図１７ｂはＷＤＭで出力波長が多重 倍される状態を示している。

先に説明した通り、便宜上又はっきりさせるために同調可能レーザ、所定の波長 オフセットを持つ波長比較器、結合器、スプリッタとこれらを接続する帰還ルー プから構成される新規の組合わせ機構を、その機能を表わすオフセット波長追尾 装置ＯＷＴと名付けるのが便利であろう。ＯＷＴは、その帯域とオフセットから 、以下のように名付けるとよい。すなわち、基準波長帯域０ＷＴ（オフセット値 ）のようにである。

例として、基準波長より１ナノメートル長い波長信号を出方する、１．３ミクロ ン帯域で作動すルｏｗ’ｒハ、０ＷＴ１．３Ｍ　（＋　１　）と名付けられる。

同じく、入力基準波長より１ナノメートル短い波長信号を発生する、１．３ミク ロン帯域（７）ＯＷＴ　ｉｔ、０ＷＴ１．３Ｍ　（−１）と表わせる。

又、入力基準波長に整合した波長信号を出力する、１．３ミクロン帯域のＯＷＴ は、０ＷＴ１．３Ｍ　（０’）と表現される。

前記ＯＷＴは、ネットワーク構造の下流、ネットワーク構成の下流波長発生装置 列に使われるが、各列には多数の別個のチャンネルがあり、波長は干渉すること なく、何度も使われて、別々のし一部に与えられる。同一波長のこのような均一 間隔の波長列は、通信網で個々のチャンネルの反復列として使用され、各列は別 々の下流ユーザ群に送信する。図１７ａ及び１７ｂに示されるように、各列が別 々のＷＤＭに信号を与えるならば、各チャンネルは別々の光ファイバで多重化さ れ、マルチ光フアイバケーブルにより、遠隔の分配／蓄積センターに伝達される 。ここで、整合ＷＤＭを使って、チャンネルを分離し、指定加入者に対して扇形 に広げて供給する。

このような下流列を加入者装置に配置された他のＯＷＴと組合わせて使い、新規 で有効なネットワークを構築することができる。

図１９はそのような構成を示す。単一の基準波長源が例として図１７ａのような 多（の列を動かし、個別のチャンネル波長の反復組を生成する。

前記波長は、メツセージデータの下向き搬送波として、又、正しく階層類に配列 された、変調可能な上向き搬送波を出力する、加入者装置のＯＷＴに対する基準 波長信号としても機能する。

図１９では各ＯＷＴ列は１ナノメートル間隔で１０のチャンネルを発生する変調 信号発生装置からなる構成実例として示されている。

チャンネル数は増減できるし、チャンネル間の間隔も変えられる。

すなわち、所望の波長分割マルチプレクサの価格と入手しやすさが前記の選択の 主要な決定要因となる。

又、波長源の反復列が長（なると累積誤差の蓄積からチャンネル分離をひき起こ しかねない。図１６に関連して述べたように、２以上の、異なった波長の基準レ ーザ源を使って、繰返の回数を減らせば、前記のような誤差の蓄積は少な（なる 。列には１ｏのＯＷＴを備えるかあるいは２の倍数のＯＷＴ　、例えば８．１６ ．３２等に限るか、あるいは実際には整数で奇数でも偶数でもよい。連鎖状のＯ ＷＴの波長オフセットはい（らでもよ（、正でも負どちらでもよいし、製造上の 正確さが許すなら小数桁でもよい。先に述べた通り反復回数は、望ましいチャン ネル分離距離を維持するため、蓄積誤差で制限されることになるだろう。チャン ネル多重化に必要なＩＶＤＭのコストと、全帯域を列のチャンネル間隔の総計と ほぼ等しくするための制約によって、更に制限が加えられるが、こうして、２− 帯域ＷＤＭによって１．３ナノメートル〜１．５５ナノメートル間でのチャンネ ル分離を実現することができる。図１９ａに関しては、本発明により可能となる 新規なネットワーク構造の実施例であるが、１３００ナノメートルの出力波長を もつ単一基準レーザ源３００が使われている。信号はレーザ源３００から光ファ イバ３１０を介して出力され、スプリッタ３１１に入り、ここでＮ個の等しい部 分に分割される。各部分信号は、Ｎ本の光ファイバ３１２−１〜３１２−Ｎの１ つを通って出ていく。スプリッタは、図１７に示された直接接続に対する代わり の方法である。

８１２−１〜３１２−Ｎの各ファイバは、連鎖ＯＷＴからなる列３１５−１〜３ １５−Ｎのそれぞれに信号を送る。３１５−１と３１５−Ｎのみが図示されてい る。レーザ源からの信号以外は、これらの列内の各ＯＷＴの信号は例では、１ナ ノメートルのオフセットを生じるようになっている。

図１９ｂで光ファイバ３１２−１からの信号をたどってみると、まずＯＷＴ　３ １５−１−５に入り、これはオフセットが０で、従って、入力基準波長の複製を 、出力光ファイバ３１６−１−５に送る。さらに、０ＷＴ３１５−１−５の構造 は、図１８に示されたＯＷＴと同様であるが、該０ＷＴ３１５−１−５は、その すぐ横のＯＷＴに、それぞれ光ファイバ３１４−１−４と３１４−１−５を介し て、前記の基準波長信号の小さな複製サンプル信号を送る。

ＯＷＴ　３１５−１−５の側面の各ＯＷＴは１３００ナノメートルに集中してい るが、ＯＷＴの入力基準波長に対して１ナノメートルのオフセットをもった信号 を出力するようになっている。従って、先に示した通り反復列の各段階で、右に 向かえば基準信号が１ナノメートル増し、左に向かえば基準信号が１ナノメート ル減る。このようにＯＷＴ　３１５−１−５の左側に向かう信号路をたどると、 光ファイバ３１４−１−４の１３００ナノメートルの基準信号サンプルは、減少 ＯＷＴ　３１５−１−４に送られて、それから１２９９ナノメートルの主信号と 基準サンプル信号とが出力される。基準サンプル信号は光ファイバ３１４−１− ３を介して、ＯＷＴ　３１５−１−３に送られ、それから該ＯＷＴ　３１５−１ −３は１２９８ナノメートルの主信号と基準サンプル信号を送出する。

１２９８ナノメートルの基準サンプル信号は、ＯＷＴ　３１５−１−３を光ファ イバ３１４〜１−２に出て、そこから減少ＯＷＴ　３１５−１−２に入る。この ＯＷＴ　３１５−１−２は１２９７ナノメードルで主信号と基準サンプル信号を 出力する。１２９７ナノメードルのサンプル信号はＯＷＴ　３１５−１−２を光 ファイバ３１４−１−１　ニ出て、そこからＯＷＴ　３１５−１−１Ｇ：：入る 。該０ＷＴ３１５−１−１は１２９６ナノメードルで主信号だけを出力するが、 この連鎖列の左手側は、ＯＷＴ　３１５−１−１で終わるので、１２９６ナノメ ードルの出力基準信号は不必要であるからである。さて、ＯＷＴ　３１５〜１− ５から右側に出る１３００ナノメートルの基準信号をたどると、この信号はＯＷ Ｔ　３１５−１−５を出て、光ファイバ３１４−１−５を通って、そこから増大 ＯＷＴ　３１５−１−６に入り、それからＯＷＴ　３１５−１−６は１３０１ナ ノメートルの波長で主出力信号と基準サンプル信号を送出する。基準信号はＯＷ Ｔ　３１５−１−６から光ファイバ３１４−１−６を介して、そこからＯＷＴ　 ３１５−１−７に送られ、それからＯＷＴ　３１５−１−７は１３０２ナノメー トルの主（ｉｔ号及び同波長の基準サンプル信号を出力する。基準サンプル信号 は、光ファイバ３１４−１−７を通り、そこからＯＷＴ　３１５−１−８に入る 。ＯＷＴ　３１５−１−８はそれから１ｓｏ３ナノメートルの主出方信号及び同 波長の基準サンプル信号とを形成し、そこからそのサンプル信号ＧｔＯＷＴ　３ １５−１−９４：Ｊ６゜それから、ＯＷＴ　３１５−１−９１ｔ１３０４ナノメ ートルの主出力信号及び同波長の基準信号を送出するが、基準信号の方は光ファ イバ３１４−１−９から出力されるとそこから増大ＯＷＴ　３１５−１−１０に 入る。ＯＷＴ　３１５−１−１０は１３０５ナノメートルの主信号のみを出力す るようになっており、この連鎖列の右側はＯＷＴ　３１５−１−１０で終わって いるので、１３０５ナノメートルの出力基準サンプル信号は要らない。

これによって例えば１３００ナノメートル中心の、前記構成であれば、１３００ ナノメートルの単一のレーザ源だけで１０の出力源列を生成し、１２９６ナノメ ードルから１３０５ナノメートルまで、１ナノメートル間隔の波長の下向き搬送 波として働くことは明らかである。

ここではスプリッタ３１１からのＮ個の基準波長源のうちの最初とＮ番目のもの のみが図示されていることに注意する。又、Ｎ個の下向きの搬送波を発する列の うちの最初とＮ番目のものだけが図示されている。しかし前記プロセスと同じプ ロセスで、下向き搬送波の同−組が各列で発生される。

このように、１つの基準波長源から何百というこのような下向きの搬送波が生成 できる。各列で１２９６〜１３０５ナノメートルの１０の波長が何度も生成され るが、以下に示す通りそれらは各加入者に明瞭に伝達され、１５５０ナノメート ルの帯域でＯＷＴの基準波長源として用いられ、加入者側発信のメツセージと変 調されて、上向きの搬送波として明瞭に中心局に送り戻される。

これらの下向き波長源はそれぞれ加入者毎に割当てられており、加入者に向けて 送信されるメツセージの下向き搬送波として用いられる。これはメツセージは、 各ＯＷＴの同調可能レーザの直接変調により、中心局で対応搬送波に変調される 。

各加入者に向けられたメツセージの内容は、中心局の切換システムで、同軸ある いは縞状である関連変調線束３１３のうちの適切な線に送られる。線束３１３は 各１０本ずつのＮ個のサブ線束からなり、ここでは第１とＮ番目のサブ線束だけ 図示されている。このようにＯＷＴ　３１５−１−１から下向きの搬送波を受信 する加入者に向けられたメツセージ内容は、サブ線束３１３−１の線３１３−１ 〜１に切換えられ、以下同様に実行される。

第１列に戻って、それぞれが１チヤンネルを成す、１０の変調下向き波長は対応 するＯＷＴを出て、光ファイバ３１６−１−１から３１６−１−１０を通り、Ｗ ＤＭ　３１７−１に送入される。ＷＤＭ　３１７−１はこれら１０のチャンネル を、１本の出力光ファイバ３１８−１上で多重化し、二帯域ＷＤＭ　３１９−１ に送る。ＷＤＭ　３１９−１は、１．３ミクロン帯域の１０の多重化チャンネル を光ファイバ３２０−１に降ろし、それから光ファイバ３２０−１はこれを、遠 隔配信／蓄積センター３８０で終わる長いケーブル路である光フアイバケーブル ３２０の一部として、中心局３７０を出る。ケーブル路３２０が非常に長いもの で、例えば海を横断するケーブルのように３２０が非常に長い場合は必要な増幅 器や中継器は図示していない。遠隔配信／蓄積センター３８０は二帯域ＷＤＭ列 ３２１−１から３２１−Ｎ、後者の各出力光ファイバ列８２２−１から３２２− Ｎ、　１３００ナノメートルの各ＷＤＭ列３２３−１〜３２３−Ｎ　、そして１ ５５０ナノメートルの各ＷＤＭ列３５０−１〜３５０−Ｎから構成されている。

ネットワークの信号の流れを示す図１９ｃの第１チャンネル列に戻って、１３０ ０ナノメートルの１０の多重化チャンネルは、光ファイバ３２０−１を介して、 遠隔配信／蓄積センター３８０に入り、その後二帯域ＷＤＭ３２１−１に送られ る。ＷＤＭ　３２１−１はこの多重化チャンネルを光ファイバ３２２−１を介し て、ＷＤＭ　３２３−１に送り、ここで分離して、１０チヤンネルのそれぞれを 光ファイバ３２４−１−１から３２４−１−１０を通じて各加入者に送る。これ らの路のうち第１の道筋をたどってみると、１２９６ナノメードルの第１チヤン ネルは第１列３９０−１−１の加入者装置ユニット１に、光ファイバ３２４−１ −１を介して入力し、光ファイバの結合器３２５−１−１に送られろ。光フアイ バ結合器３２５−１−１は大部分の信号を光ファイバ３３０−１−１を通じて、 加入者の受信器、装置、処理器等々に送信し、光ファイバ３２６−１−１を介し てその信号の小さなサンプルをＯＷＴ　３２７−１−１に送る。この信号はＯＷ Ｔ　３２７−１−１の入力基準信号となる。ＯＷＴ　３２７−１−１は、入力基 準波長より２５０ナノメートル長い１５４６ナノメードルの信号を、光ファイバ ３２９−１−１を通して出力する。１５４６ｆ−ツメ−トルのこの信号は、アラ ーム信号、音声、データ、テレビ電話等の加入者発生の変調信号で変調され、変 調練３２８−１−１を介してＯＷＴ　３２７−１−１に入る。

光ファイバ３２９−１−１は遠隔配信／蓄積センター３８０に回送されて、ここ から図１９ｆで示されたＷＤＭ　３５０−１に入る。このＷＤＭ　３５０−１は 、１５４６．１５４７・・・１５５５ナノメートルでこの１ｏの入力チャンネル を多重化し、光ファイバ３５１−１を通じて上流へと送信する。

光ファイバ３５１−１　＋７）１０の多重化チャンネル信号は、二帯域ＷＤＭ３ ２１−１に入り、光ファイバ３２０−１に送られ、そこから光ファイバ３２０− １に向けて送信され、この光ファイバ３２０−１は同時に、１ｏのチャンネルの うち１３００ナノメートル帯びの下向き成分を搬送する。

これら１０の上向きチャンネルは光ファイバ３２０−１を通って、中心局３７０ ニ送ラレ、二帯域ＷＤＭ　３１９−１　テ終ｔ）ル。二帯域ＷＤＭ　３１９−１ は多重化チャンネルを１５５０ナノメートル帯域で、光ファイバ３５２−１を通 じて出力し、光ファイバ３５２−１からＷＤＭ　３５３−１に送られ、この信号 は、ここで１０の個々のチャンネルに分離される。列ｌの１〜１０の各チャンネ ル信号は、ＷＤＭ　３５３−１を離れ、別々の光ファイバ８５４−１−１．３５ ４−１−２．・・・３５４−１−１０を通り、中心局の通信料モニタ／切換シス テム３５５に入る。ここで各メツセージ内容が変調信号として、送信側加入者が 特定する受信側加入者用の下流のＯＷＴに送られる。

ネットワーク内のその他の列の１０のチャンネル信号についても、前記と同様の プロセスが同時に実行されるが、これは図１９ｄと図１９ｅに図示されている。

このように、この構成は、ｌＯの異なる、繰返し使用される波長の列を発生する ために１つの基準レーザを用いているが、この波長は、メツセージ内容を下流受 信者に送信するための下向き搬送波として、又、受信者のＯＷＴ用の基準波長と しても役立つ。そして受信者のＯＷＴは、階層順に配列された変調上流搬送波を 、中心局の切換システムを通じて上流受信者に送信出力する。

本実施例では各列に１０のチャンネル信号を示しているが、チャンネル数は増減 可能である。同時にこの実施例では単一の基準レーザ源を基本のレーザ源として 用いているが、図１６に関連して本発明で説明した通り、基準レーザ源を付は加 えて使うこともできる。

光フアイバケーブル３２０は、３８０以外の遠隔配信／蓄積センターに接続され たサブケーブルから構成することもできる。

この場合の各遠隔配信／蓄積センターは、二帯域ＷＤＭ　、　１３００ナノメー トルＷＤＭ　、　１５５０ナノメートルＷＤＭ及びこれらを接続する光ファイバ 線を備えるだけで、加入者の専用列にその関連する光ファイバの端局路を提供す ることができることに注意する。

二帯域ＷＤＭは中心局で一対の多重化ＷＤＭに１つは１３００ナノメートル、他 方は１５５０ナノメートルで送信する。二帯域ＷＤＭ　３１９−１はＷＤＭ　３ １７−１と３５３−１に送信し、Ｎ番Ｎの二帯域ＷＤＭ　３１９−Ｎは、ＷＤＭ ３１７−Ｎと３５３−Ｎに送信する。同様に、遠隔配信／蓄積センターでは、二 帯域ＷＤＭは１つが１３００ナノメートルで、もう１つが１５５０ナノメートル で一対の多重化ＷＤＭに送信する。従って、二帯域ＷＤＭ３２１−１はＷＤＭ　 ３２３−１　と３５０−１　ｉ：送信する等となる。

二帯域ＷＤＭは、図２０ａで示すように、Ｙ型の能動型往復誘導ジャンクション として考えることができ、そこでは、垂直の足は光ファイバ３２０−Ｘに一致し 、左側の枝は１３００ナノメートルのＷＤＭとの間を行き来し、右側の枝は１５ ５０ナノメートルのＷＤＭ間を往復する。

多重化ＷＤＭの１つで一般的にブレーズ格子にもとづ（もので、三帯域誘導ＷＤ Ｍの機能と、１３００及び１５５０ナノメートル帯域の多重化ＷＤＭの機能とを 組合わせ、一体にしであるものがある。

前記のようなＷＤＭは、多枝Ｙ形として表現でき、図２０ｂで示すように、これ は角度のある各校が多数の腕を持っている。このようなＹ形の垂直足に、様々の 波長の信号が混じったものを与えると、図で示すように各波長は腕の１つに、波 長の階層順に人出方される。

図１９の構造の別の実施例として、中心局の、このような単一のＷＤＭを、二帯 域ＷＤＭと、それが仕える２つの多重化ＷＤＭの代わりとして使うことができ、 図例としては３１９−１と３１７−１と３５３−１である。この同じ構成は遠隔 配信／蓄積センターにも応用でき、例トＬテ１ｔ３２１−１．３２３−１　、３ ５０−１　ｔ−上記ＷＤＭ　装置１１ｔラレ；５゜図２０ｃはこの方法を示す。

図１９の同様の波長及び信号路との対応関係をはっきりさせるために、様々な枝 は大刀と出方ファイバ、波長及び流れの方向について表示をして、説明の繰返し を避けている。

また別の実施例では遠隔配信／蓄積センターを各加入者と接続して、光ファイバ の本数を減らすこともできる。図１９ｃｍ１９ｅでは、各加入者は遠隔配信セン ターに２本の光ファイバで接続されて、３２４−Ｘ−Ｘ　ハ１３００ｆ−／　メ ートルノＷＤＭを出て、３２９−Ｘ−Ｘ　ハ１５５０ナノメートルのＷＤＭに入 る。別の実施例では、各チャンネル毎に２つの二帯域ＷＤＭを付は加えることに より、１本の光ファイバで、遠隔配信／蓄積センターから各加入者へと同様の機 能的接続が可能となる。この実施例では、中央センターの構成は図１９ｂのまま なので、説明は省く。その代わり、ネットワーク構成上に必要な変更を図２１ａ が光フアイバケーブル３２０−１の長路からスタートする上、下向きの流路を図 解することで示す。

マルチチャンネルＷＤＭ　３２３−１の各出力線と、各加入者の光結合器３２５ −１−Ｘの間に２つの二帯域ＷＤＭを付は加えであることに注意する。遠隔配信 ／蓄積センター内に位置する負荷二帯域ＷＤＭ　３９５−１−Ｘと、加入者側に 位置する負荷された二帯域ＷＤＭ　３９７−１−Ｘは、遠隔配信／蓄積センター と各加入者間の地域ファイバとして機能する光ファイバ３９６−１−Ｘで接続さ れ、該光ファイバ３９６−１−Ｘは１３００ナノメートル帯域の下向き信号と１ ５５０ナノメートル帯域の上向き信号の両方を同時に搬送する。

加入者からの往復の信号路をたどれば、本発明実施例の特徴が理解できる。

同様に１３００ナノメートル中心の下向き帯域の１０の多重化チャンネルからみ てみると、該多重化チャンネルは中心局からの光ファイバ３２０−１を介して遠 隔配信／蓄積センターに到達する。二帯域ＷＤＭ　３２１−１に入り、下向きに 出力され、光ファイバ３２２−１を通り、ＷＤＭ　３２３−１に入り、ここで１ ０の別々のチャンネルに分離される。

第１チャンネル列の加入者装置＃１に与えられた１２９６ナノメードルのチャン ネルは、光ファイバ３２４−１−１に出力され、そこから二帯域ＷＤＭ　３９５ −１−１に入り、遠隔配信／蓄積センターから加入者装置３９０−１−１までの 地域を走る光ファイバである光ファイバ３９６−１−１に出力される。二帯域Ｗ ＤＭ　３９７−１−１に入ると、該信号は、光ファイバ３９８−１−１に出力さ れ、そこから、光結合器３２５−１−１に送られ、この光結合器３２５−１−１ は大部分の信号を光ファイバ３３０−１−１を介して、検知器や受信器に送り、 一方微量のサンプル信号は光ファイバ３２６−１−１を介して送られ、ＯＷＴ　 ３２７−１−１用の基準波長として使われる。ＯＷＴ　３２７−１−１は、該基 準波長を２５０ナノメートル増してから、変調線３２８−１−１上の加入者発生 変調によりＯＷＴ内で変調されていた１５４６ナノメードルの上向き波長を光フ ァイバ３２９〜１−１に出力する。この時点では、該変調上向き搬送波は加入者 措置から出ていかずに、二帯域ＷＤＭ　３９７−１−１のサイドボートに入り、 光ファイバ３９６−１−１に出る。この光ファイバ３９６−１−１は同時に、１ ２９６ナノメードルの下向き信号を搬送している。二帯域ＷＤＭ　３９５−１− １のボトムボートに入った該上向き信号は、同ＷＤＭのサイドボートを出て、光 ファイバ３９９−１−１を通り、ここから図２１ｃに示すＷＤＭ　３５０−１の １０個のボトムボートの第１ポートに入る。

このプロセスがチャンネルの第１列の他の９個の下向きチャンネルのそれぞれに 対して繰返され、ＷＤＭ　３５０−１は波長１５４６．１５４７・・・１５５５ ナノメートルの１０個の上向き信号を入力信号として受信する。ＷＤＭ　３５０ −１はこれらの１０のチャンネルを多重化して、光ファイバ３５１−１に送り、 ここから二帯域ＷＤＭ　３２１−１のサイドボートに送り、さらにそこから列＃ １の１０個の下向き多重化信号を同時に搬送し、中心局で二帯域ＷＤＭ　３１９ −１内に終着する長患光ファイバである光ファイバ３２０−１に上向きに送り出 す。ちょうど図１９ｂに示された構成と同じように、これらの上向き多重化信号 は、ＷＤＭ３１ト１を出て光ファイバ３５２−１を通り、そこからＷＤＭ　３５ ３−１に入リ、ＷＤＭ　３５３−１は該信号をまた１０のチャンネルに分離し、 各チャンネルは光ファイバ３５４−１−１　、３５４−１−２・・・３５４−１ −１０にそれぞれ出力される。前のとおり、これらの信号は通信料モニタ／切換 システム３５５に入り、モニタされ、各上向きメツセージの内容に従って意図す る受信加入者に対して送信される。

前記詳述したプロセスは、図１９ｅに示されたネットワーク構成と同様に、列毎 に繰返される。そして、１１２１　ｂは第Ｎ番目の列の同様の構造を示している 。図２１に図示するネットワーク構成に、ブレーズ格子や同様の多枝二帯域ＷＤ Ｍを利用することは容易に実現でき、ｆｇ２０ｃ及びｒＭ２１を参照すれば、容 易に理解できる。前記ＷＤＭを中心局に利用するのは、図２０ｃで説明したのと 同じであるＱ同様に各遠隔配信／蓄積センター内では、例えば図２１ａにあるよ うに、該ＷＤＭの１３００ナノメートルの枝は各ＷＤＭ　３２８−Ｘの代わりを する。該枝３２４−Ｘ−Ｘの各々から出た下向き光ファイバは、その関連する加 入者装置に発信される前に、別の二帯域ＷＤＭ　３９５−Ｘ−Ｘに信号を送る。

更に、図２１ａに示される通り、各ＷＤＭ　３９５−Ｘ−Ｘの下向き出力は、各 加入者装置内の二帯域ＷＤＭ　３９７−Ｘ−Ｘで終わる光ファイバ３９６−Ｘ− Ｘを通じて、前記の各加入者装置に送られる。又、図２１ａに示されるように、 上向き信号は各加入者装置を出てその光ファイバ３９６−Ｘ−Ｘを通って関連す る二帯域ＷＤＭ　３９５−Ｘ−Ｘに入り、そこから更に関連する出力光ファイバ ３９９−Ｘ−Ｘを通って、ＷＤＭ　３５０−Ｘの代わりもする多枝二帯域ＷＤＭ の１５５０ナノメートルの技のうちの関連する枝に送られる。この時点からは、 信号の流路は、先に説明したものと同一なので、ここで繰返し説明するのはやめ てお（。

各加入者と遠隔配信／蓄積センターとを２本の光ファイバによって接続するネッ トワーク構成では、両光ファイバを共通のシャケブトに収めたケーブルでつなぐ のが一般的で、上向き及び下向きのファイバが常に正しく組合わされ、接続ミス がなくなる。

ところが、取付作業者のミスで前記ケーブルの経路に間違いがあり、間違った加 入者に接続される可能性もある。これは単一光ファイバを用いる構成でも起こり うるちのである。

しかし、たとえミスが起こっても、チャンネルの階層順は壊れることはない。上 向き波長は単に受信した下向き波長のオフセットであるので、中心局で受取る上 向き波長は、下向き波長と同じ階層順になっている。

前記のような通信経路ミスで、下向き信号が間違った加入者に送信され、間違っ た加入者に上向きメツセージの請求がなされたりすることが起こるが、チャンネ ル間の干渉が起こることはない。

ＯＷＴの出力の正確なオフセットは入力波長にわずかながら依存しているという 先に述べた事実を思い起こせば、同−ＯＷＴが連鎖状に連なる列においては、チ ャンネル間の距離は設計帯域の□中心からの距離の関数として、多少変化するこ とは理解されるであろう。この変化はスペクトル線の位置決めの方法により異な る。例えば、反射格子を傾斜することにもとづく位置決めと、光検出器ユニット を移動することによる位置決めとでは異なる。

ネットワーク内のＷＤＭを前記関数に整合するよう設計すれば、正確な関数には 関わりなく前記の変化は補償できる。

以上説明してきた適応自己同調構造は、階層順に配列された下流波長列を生成す るＯＷＴの連鎖系の各ＯＷＴの作動に依存しているので、これらのＯＷＴの不良 や基準波長源自体の不良に対しては、即時の手当てが望まれる。

これには自動的に切換わつて不良装置を交換する冗長性・ユニットを用いればよ い。冗長性によりシステムの信頼性を確保するこの原理は、軍事システムを含む 重要なシステムに一般に採用されている。

前記の方法の有効性は固体装置の不調の多（が、経年不良を起こす熱イオン装置 とは異なり、使用初期にランダムに発生するという事実に白米する。固体装置は 初期の焼き込み期のストレスに耐えられれば、以後の連続使用によっても寿命は 大して変わらない。従って、スペア装置も連続作動可能で、必要であればすぐに 切換えができる。このようなスペア装置は「ホットスペア」と呼ばれることもあ る。

この原理の簡単な応用は図１５ａの冗長変形を示す図１５ｂに図示されている。

図１５ｂには基準波長源と、その隣接の２つのＯＷＴの冗長変形体のみが関係す る原理の応用を説明するためここに示されている。

実際には、図１５ａのすべてのＯＷＴを同様の方法で冗長型にできる。

図１５ｂの構成では、基準波長源は３００−Ａと３００−Ｈの２つである。

前記３００−Ａと３００−８は光ファイバ３００−Ａ−３と３００−Ｂ−３、光 結合器３００−Ａ−Ｃと３００−Ｂ−Ｃ及び光ファイバ３００−Ａ−２と３００ −８−２を介してそれぞれ出力された、その光のサンプル信号を光センサと論理 回路を含む検知制御装置３００−Ｃに送る。同時に、波長源３００−Ａと３００ −Ｂは主信号を、光ファイバ３００−Ａ−１と３００−８−１を介して光スイッ チ５ｏｏ−ｓに送信する。該光スィッチは、２つの波長源からの信号のうちのど ちらが光ファイバ５ｏｏ−ｓ−ｔを通って、システムの基準信号として働（のか を決定する。次に光スイッチ３００−Ｓは、上検知制御装置３００−Ｃによって 、信号線３００−Ｃ−１に沿って送られてくる信号によって制御される。

ユニット３００−Ｃの光センサが、両基準源３００−Ａ　、　３００−８が作動 していることを検知するか、３００−Ａのみが作動しているかを検知したら、自 動的に波長源３００−Ａを基準源として選択する論理回路が該３００−Ｃには具 備されている。前者の場合には、３００−Ａの出力が光ファイバ３００−５−１ に伝達され、一方３００−８の出力は光学的に遮断される。装置３００−Ｃの指 示灯が、財源が作動中で、波長源３００−Ａが選択されたことを示す。ここで３ ００−Ａに不都合がおきると、装置３００−Ｃが、即座にその関連する“Ａ”− 波長源検知光センサへの光入力の損失を検出し、３００−Ｓに制御信号を送って 、その通過路を光ファイバ３００−８−１への信号路へ切換え、３００−Ａ−１ からの信号を遮断する。同時に、装置ａｏｏ−ｃの指示灯が、３００−Ａの不良 を表示し、３００−Ａの交換が必要であることをメンテナンス要員に喚起する。

各波長源の機能／不良状態を遠隔モニタすることも又可能である。システムの始 動時に波長源３００−８が動作不能であることがわかれば、その不良指示灯が点 灯されろ。波長＄３００−Ａが最初から使用されているので、その他は何ら変わ りない。

光ファイバ３００−Ｓ−１を介して伝達される波長源信号は、光結合器３００− Ｄに入って、２つの小さなサンプル信号と光ファイバから出て結合され、残りの 信号は「３００出力」と表わされた光フアイバ内に存在する。

光結合器３００−Ｄから結合された２つのサンプル信号は光ファイバＳ１と８２ によって列の増大及び減少するアームにそれぞれ伝えられる。光ファイバＳ１を 通る信号をたどると、その信号は光スプリッタ０３−１に入り、分割されて、Ｏ ＷＴ　３０１−Ａと３０１−８に光ファイバ０３−ＩＡ　、　０Ｓ−１８を介し てそれぞれ送られ、そして各ＯＷＴの入力基準信号として働くことに注意する。

この時点で前述と同様のプロセスが繰返されるが、１つだけ異なった点がある。

つまり、検知制御装置３００−Ｃは光センサが不要で、図５ａで６１−６２で表 わされたＯＷＴ自身の光センサのサンプルを使うことができる。あるいは、各Ｏ ＷＴの光学出力サンプルを光学的に装置３０１−Ｇの各光センサに結合すること ができ、前記のプロセスが繰返され、装置３０１−Ｃは、光ファイバ３０１−Ａ −１を通り光スイッチ３０１−Ｓに入り、光ファイバ３０１−Ｓ−１を通りＯＷ Ｔ　３０１−Ａの出力を選ぶ、光結合器３０１−Ｄに送られる。光結合器３０１ −Ｄは、その信号の大部分を光ファイバ「３０１出力」に渡し、小さなサンプル 信号を結合させ、入力基準信号として、３０２−Ａ（図示せず）と３０２−８　 （図示せず）にそれぞれ光ファイバ３０１−ＳＡと３０５−８Ｂを介して送る。

波長減衰ＯＷＴ　８０１−Ａと８０１−８の第１組から始まる、波長減少アーム に対する信号の流れも前記と同じである。

明らかに前記の方法は基準波長源やＯＷＴにランダムな不良が生じたとしても、 列が機能し続けるようにする。

その上、不良指示灯のような、中心局において不良装置を知らせる警報手段を備 えていることは、該不調装置のすばやい交換を確実にする。

前述の様々のネットワーク構成に、前記原理を応用するのは自明であり、詳細は 省く。前記原理の多数の変形例も、当技術に通じたものの目には明らかである。

例えば、冗長技術を論理回路、光スィッチ等のような他の部品に応用することも できる。しかし詳細についてはここでは省く。

各加入者毎に冗長性ＯＷＴを使用することは、中心局の列におけるのと同様、必 ずしも必要なことではないが、サービスの中断を防ぐために別に価格をつけて、 装置の任意の特徴としてもよい。

あるいは、サービス中断後に、メンテナンス要員がサービスを回復するために訪 問した時、不良ＯＷＴを取換えることもできる。

前記の詳細な説明は１中心局と複数の加入者を含んだネットワークを中心に述べ たが、変調可能な波長源列をネットワークのコンビエータに利用してもよく、こ の場合はこれらの波長源で得られる高データ率が必須である。

前記利用に共通のネットワーク構造は、いわゆるリング構成があり、そこではコ ンピュータはネックレスのビーズのように連なっており、各コンピュータはリン グ内の前のコンピュータが送信してきたデータを受信し、自身のデータで付は加 えるものがあれば、共に再生し送信する。

前記のリング構成では、単一の波長が一般に使われている。

前記リングのネットワークが構成されると、個々のリングは、加入者にチャンネ ルを割当てるのと関連してここに説明されたと同じように割当てられた、それぞ れの波長によって扱われる。

上記には非常に多くの前記のような構造が構成されつるが、ここでは高データ率 とここに説明された同調可能波長源列のチャンネルの完全な分離性が重要になっ てくる。

これまで、中心局の切換／通信料モニタ部に位置する設備については何ら説明を してこなかった。

それにはこのような装置の１つには復調器があるが、これは受信者のアドレスを 含む信号を引き出し、受信者と関連する下向き波長源を変調するのに使えるよう 復調する装置である。

上向き信号を復調しない他の機能も考えられる。例えば、受信者が中心局からサ ービスを受けていない場合、該上向き信号は、その受信者のアドレスにサービス を施している中心局に送られる。

信号にアナログ成分が含まれていれば、第１中心局での復調及び再変調は、再送 信された先の中心局での信号の品質を低下させるかもしれない。送信及び受信を する加入者間の通路にいくつかのこのような切換えあるいは再送信ポイントがあ れば尚更である。

このような場合には、とるべき方法は低ノイズ増幅器で単に上向き信号を増幅し 、その信号のＳ／Ｎ比の低下を比較的小さく抑えて、受信者に到達する路の途中 にある次の切換えセンターに送ることである。

前記上向き波長の増幅は上向き波長では、都合の良いものではないし、十分にノ イズのないものではない。従って、部会長（増幅を行うには、波長を変えるのが 好ましく、この波長変換後、中心局の送信に適した波長への再変換が行われる場 合もある。このような各変換はもっと容易に増幅できる中間周波数を生成するた めの無線周波数信号のヘテロダイン処理に相当する光学処理でラジオやテレビで は普通に行われている。このヘテロゲイン処理には、無線周波信号からのオフセ ットと中間周波数へのオフセットが同量の端局発信器が必要で、光学ヘテロダイ ン処理でも同じような端局発信器用の波長源が必要である。

上記の端局発信器波長源の、ヘテロダイン処理される信号からのオフセットは正 確でなければならないので、各上流波長列には端局発信器の補足主波長列が必要 で、この各波長列はその対応する上流波長からのオフセットが同じである。

上記のような補足的な波長列は、すでに説明した列発生手段で、中心局で生成さ れる。しかし、ＯＷＴよりも、ここで説明された、個々の同調可能レーザを使う 方が好ましい。

後者を使用するためには同調可能レーザの出力は、上流帯域にあるようにされて おり、そのため上向き波長とヘテロダイン処理されると中間周波数（［、Ｆ、’ ）が１．　Ｐ、増幅器で増幅されるために抽出される。１．　Ｆ、増幅器の出力 サンプル信号は、それから周波数弁別回路を通るが、周波数弁別回路の出力は、 中間周波数からの出力信号の変位を表わす誤差信号である。

前記誤差信号を同調可能レーザの同調手段を制御するサーボの制御信号として使 ってもよい。こうしてサーボループが閉じられると、厳密に制御された、端局発 信器用波長が上流チャンネル毎に生成される。

信号を増幅後中心局間の送信に適する波長に再度変換する第２ヘテロゲイン装置 に、前記と同じ端局発信器波長を使ってもよいことに注意する。

本発明の前記目的並びにその他の目的は、以上の詳細な説明で述べた通り実現さ れた。

明らかに、望ましいが、今まで実際には実現されえなかった特性をもつ新規な装 置がここで開示されている。これらの装置は単独でも、広範囲の応用ができるが 、組合わせると、今までに実現されえなかった性能をもつ、パワフルで経済的な ネットワーク構造を構成する。

前記のネットワーク構成、波長列発生装置、オフセット波長追尾装置及び、その 構成部品である同調可能レーザと波長比較器、これは両方とも単独装置として又 システムとして、又それらの組合せとしてであるが、種々の変形及び代わりの実 施例が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく技術に通じたものの目に明 らかになる。

従って、添付されたクレームは前記説明に限定されたものではなく、本発明の特 徴あるいは本発明に関連する技術に熟練したものによって、同等あるいは明らか に推論可能と考えられる変形例を含む本発明に帰する新規な特性をすべて含むも のとして解釈される。

特表千６−５０５１００　（２３） ＦＩＧ、２ｂ２ ＦＩＧ、　２ｂ３ ＦＩＧ、　２ｃ ＦＩＧ、１３ｃ フ ＦＩＧ、１５ａ ＦＩＧ、１５ｂ 」コ ＦＩＧ、　１９ａ ど　―〔コ ／　−口 ○　０　、−１　イ 国際調査報告 １″’　”　−ＰＣＴ／ｌ＋ｓ９１１０３９１６フロントページの続き （５１）　Ｉｎｔ、　Ｃ１，５識別記号　庁内整理番号Ｈ０１Ｓ　３／１８　９ １７０−４Ｍ Ｈ０４Ｂ　１０１０２ （７２）発明者　ハランド、バートン　ルイスアメリカ合衆国、ニューヨーク　 １１５６１゜ロング　ビーチ、イー、ブロードウェイＩ

Claims (78)

【特許請求の範囲】
1. １．平行ではない、相互に角度をもった放射状の線の一部である格子線からなる 光学路あるいは光学空洞に使用するものであり、前記放射状の線は、該格子面の 遠く離れた原点から分岐しており、又、前記角度は、前記放射状の線と光軸との 交点が、光周波数の伝搬媒体における周波数で、実質的に１／２周波数ずつ離れ るような角度であることを特徴とする光学格子。
2. ２．格子と、それに交差する光軸との相対位置を変えて波長を選択する手段とを 組合わせて、請求項１記載の格子を使用する方法。
3. ３．出力波長を制御するためにレーザの外部空洞の帰還形格子として使用される 請求項２記載の格子。
4. ４．格子線は三日月状に湾曲しているが、そのお互いの角度間隔は維持されてい る請求項１記載の格子。
5. ５．曲面上に形成されている請求項１記載の格子。
6. ６．可撓性の巻回可能な材料上に形成されている請求項１記載の格子。
7. ７．メビウスの帯状に形成されている請求項６記載の格子。
8. ８．請求項１の格子線の所要近似パターンを形成する手段として位相及び波長の 整合した２光源の双曲状のホログラフィ干渉パターンの選択された部分を利用す る方法。
9. ９．請求項１の格子の製造方法であり、合焦掃引レーザビームで正確なステッピ ング装置により位置決めされる写真術により感光性を与えられたワークピースを 、連続的に露光し、格子線となる転回可能な放射状の線のセグメントを生成する 方法。
10. １０．請求項９の製造方法であり、レーザビームが材料を直接ワークピースから 除去し、放射状線のセグメントを形成する方法。
11. １１．請求項９の方法であり、レーザのＯＮ／ＯＦＦ切換され、前記ステッピン グ装置が、同期回路の制御下で同期して、ワークピースを動かす方法。
12. １２．請求項１１の方法であり、前記同期回路が、ワークピースを横切ってレー ザビームを掃引するのに使う鏡の回転数をカウントする鏡回転カウンタから受信 したクロックパルスに呼応して動作する方法。
13. １３．請求項１２の方法であり、前記クロックパルスが、前記鏡で反射され、光 検出器で検知される光から生成される方法。
14. １４．請求項９の方法であり、前記ワークピースが円弧に沿って動かされる方法 。
15. １５．請求項１４の方法であり、補助的なレーザビーム合焦手段が前記未完成格 子ワークピースの近くに設置される方法。
16. １６．請求項１５の方法であり、前記補助合焦手段、おけ形、あるいは実質上ト ロイダル形の断面を有する、つまり断面が楕円の弧の形をしたリフレクタからな る方法。
17. １７．請求項１６の方法であり、レーザ光源と回転リフレクタ間に合焦手段が追 加介在されている方法。
18. １８．請求項３の格子の取付け、位置決め、走路制御及び始動手段。
19. １９．請求項３のレーザであり、該レーザはダイオードレーザで、前記格子はレ ーザ出力ピグテールの光ファイバ上に形成された「Ｄ」形面に近接しており、レ ーザの出力波長を同調させるのに用いられる外部空洞の同調可能要素を含むレー ザ。
20. ２０．光学路あるいは光学空洞に用いる光学格子であり、該格子は自由に伸び縮 みする部材に沿って形成され、該部材の一端は前記光学路あるいは光学空洞の一 端を画定する面に固定される光学格子。
21. ２１．請求項２０で説明された部材の固定端は、前記光学路あるいは光学空洞の 一端を規定する面には存在せず、該面に関連づけて固定されている請求項２０の 格子。
22. ２２．請求項２０の部材の長さと、その上に形成される格子線の間隔を同時に、 比例的に伸び縮みさせるための該部材の伸長、縮小手段であって、機械制御ある いは電圧、電流又は温度制御を含む手段。
23. ２３．請求項２０の格子からのフィードバック及び請求項２０の光学路あるいは 光学空洞のレーザ形成部の出力波長の制御を実行するための該格子と、光学路あ るいは光学空洞の光波とを接続する手段。
24. ２４．レーザはダイオードレーザで、接続はレーザの出力ピグテールの光ファイ バ上に形成された「Ｄ」形面に対して行われる請求項２３記載の接続手段。
25. ２５．平行線からなる光学路あるいは光学空洞に使用する光学格子であり、該格 子は前記光学路あるいは光学空洞の一端を含む面内にある中央点周りを、強制的 に旋回させられる光学格子。
26. ２６．請求項２５の格子の取付け位置決め、走路制御並びに起動のための手段。
27. ２７．前記光学路あるいは光学空洞にはレーザが含まれる請求項２５記載の光学 格子。
28. ２８．そのレーザはダイオードレーザであり、光学路あるいは光学空洞の一端は 、該ダイオードレーザの裏面の反射壁から構成される請求項２７記載の光学格子 。
29. ２９．取付け、位置決め並びに始動手段は、ダイオードレーザの出力ピグテール からなる光ファイバ上に形成された「Ｄ」形平面を横切るように、該格子を動か す働きをする請求項２８記載の光学格子。
30. ３０．２入力ポートと２検知器列を備えた分光器からなる波長比較器、並びに第 １入力ボートからのスペクトル線を第１検知器列に合焦させる手段。
31. ３１．前記合点手段が可動格子からなる請求項３０記載の波長比較器。
32. ３２．前記合焦手段が可動プリズムからなる請求項３０記載の波長比較器。
33. ３３．前記合焦手段が検知器列の片方あるいは両方を動かす機能をもつ請求項３ ０記載の波長比較器。
34. ３４．前記合焦手段が入力ポートの片方あるいは両方を動かす機能をもつ請求項 ３０記載の波長比較器。
35. ３５．前記合焦手段が検知器列の片方あるいは両方と、入力ポートの片方あるい は両方を動かす機能をもつ請求項３０記載の波長比較器。
36. ３６．前記合点手段が光学路内の、電気光学材料から作られたくさび部からなり 、可変制御電圧が印加される請求項３０記載の波長比較器。
37. ３７．前記合焦手段は、請求項３１の格子の代わりに、あるいは該格子に加えて 用いられる、音響光学材料の部分からなり、該音響光学材料部分は可変駆動周波 数で駆動され、格子線間隔の制御可能な格子を該部分に形成する請求項３０記載 の波長比較器。
38. ３８．較検知器列は、その出力が異なる２つの検知要素から構成される請求項３ ０記載の波長比較器。
39. ３９．第１検出器列からの前記差分は、前記合焦手段を制御する第１サーボに対 する入力信号として使われる請求項８０記載の波長比較器。
40. ４０．２入力ポートではなく、１入力ポートが用いられ、該１入力ポートは２つ の入力波長間でタイムシェアリングされ、２入力ポートを実現する請求項３０記 載の波長比較器。
41. ４１．２検知器列ではなく、１検知器列が用いられ、該１検知器列は、２つの入 力波長間でタイムシェアリングされ、２検知器列を実現する請求項３０記載の波 長比較器。
42. ４２．１つの入力ポートと１つの検知器列が用いられ、両者が２つの入力波長間 でタイムシェアリングされ、２入力ポート、２検知器列を実現する請求項３０記 載の波長比較器。
43. ４３．１つの入力ポートが２波長に同時に用いられ、２入力ポートを実現する請 求項３０記載の波長比較器。
44. ４４．圧電、磁歪、熱機械、弾性材料等の材料からできた部分が、前記入力ポー トの１つを保持する支持台の役割を果たし、適当な電圧、電流、熱又は力を印加 することにより、該部分の寸法が変わり、前記２入力ポート間の間隔を制御する 請求項３０記載の波長比較器。
45. ４５．前記入力ポートのうちの少なくとも１入力ポートは、電気光学材料ででき たくさび部で終端し、影響をうけた光ビームの出射点を変えられるようにする請 求項３０記載の波長比較器。
46. ４６．前記入力ポートのうちの少なくとも１入力ポートは、信心光ファイバの長 さ内で終端しており、入力ポート面の間隔を該ファイバの回転によって変えられ るようにする請求項３０記載の波長比較器。
47. ４７．検知器要素が、検知器列の中心とスペクトル線の入射点との距離に対して 、実質直線的に比例する出力信号を生成するように作られている請求項３８記載 の波長比較器。
48. ４８．請求項３０の波長比較器から構成される波長追尾装置で、前記第２検知器 列との差分は同調可能レーザの同調手段を制御する第２サーポヘの入力信号とし て用いられるが、該同調可能レーザは第２入力ポートの波長源である波長追尾装 置。
49. ４９．請求項４８の波長追尾装置であり、前記同調可能レーザは、第１入力ポー トに供給される基準波長から所望のオフセットにある波長を出力するよう同調さ れ、該オフセット波長追尾装置は、以下ＯＷＴと表される。
50. ５０．前記同調可能レーザは、第１入力ポートに供給される波長と等しい波長を 出力するよう同調される請求項４８記載の波長追尾装置。
51. ５１．段々格子が帰還形格子と合焦レンズの両方の機能を果たす請求項３０記載 の波長比較器。
52. ５２．光の伝搬は、実質２次元構造で実行される請求項３０記載の波長比較器。
53. ５３．構造の平面に対して、実質垂直に移動して、入力基準波長のスペクトル線 の位置を決める格子を利用している請求項５２記載の波長比較器。
54. ５４．前記格子の格子前間隔は、前記２次元構造の平面で突質均一であるが、該 格子の移動路に沿い変化する請求項５２記載の波長比較器。
55. ５５．前記格子は段々になっており、つまり、格子線間隔がある数学的関数に従 い、前記２次元構造の平面で変化し、前記数字的関数自体も該格子の移動経路に 沿い変化する請求項５３記載の波長比較器。
56. ５６．連鎖状に連なるＯＷＴ列から構成される多波長源であり、第１０ＷＴから 始まる各ＯＷＴは、２つの信号、主信号と別のサンプル信号を同一波長で、直接 あるいは光結合器か光スプリッタを介して出力し、前記サンプル信号は列中の次 のＯＷＴの入力基準ポートに送られ、そこで基準波長として働く多波長信号源。
57. ５７．前記第１のＯＷＴはオフセットが０になるよう設計されている請求項５６ 記載の多波長信号源。
58. ５８．前記第１０ＷＴへの基準波長は基準波長源から与えられる請求項５６記載 の多波長信号源。
59. ５９．２以上の、連鎖状に連なるＯＷＴ列から構成される請求項５６の多波長信 号源であり、該ＯＷＴ列の少なくとも１列は波長減少ＯＷＴからなり、少なくと も１列は波長増大ＯＷＴからなり、各列が相互に基準信号源を共用している多波 長信号源。
60. ６０．単一の第１０ＷＴは、基準信号源からその基準波長を受信し、入力基準波 長を各列に出力する請求項５９記載の多波長信号源。
61. ６１．１つの基準信号源が、請求項６０の方法で、少なくとも２列に出力する多 波長信号源。
62. ６２．請求項６０記載の列の少なくとも１つの列の各ＯＷＴの主信号出力はオフ セットが０に設計されたＯＷＴ列に対する入力基準波長として働く多波長信号源 。
63. ６３．その主信号出力が遠隔に位置する複幅器と通じる変調可能波長信号源とし て、請求項５６の各ＯＷＴが機能する光ファイバを組込んだネットワーク。
64. ６４．少なくとも１つの波長分割多重化装置（ＷＤＭ）を組み込んだ請求項６３ 記載のネットワーク。
65. ６５．遠隔に位置する各復調器で受信される波長は、その信号が元の場所に戻さ れるか、別の場所に送信される変調可能波長信号源として働くＯＷＴのための入 力基準波長の役目を果たす請求項６３のネットワーク。
66. ６６．オフセットが０のタイプ以外の、波長オフセットを持つ各ＯＷＴのオフセ ットは実質同量で、そのため出力波長が階層的に、実質等間隔で配列される請求 項６４記載のネットワーク。
67. ６７．発信地点で発生され、遠隔の復調器で受信されて、遠隔のＯＷＴの入力基 準波長となるようサンプル信号にされた前記波長の階層順位は、各遠隔ＯＷＴの 発生するオフセット波長に保存され、別の帯域で複製される請求項６４記載のネ ットワーク。
68. ６８．階層順に配列された波長の第２列は発信地点で発生されて、対応の受信チ ャンネルをヘテロダイン処理する局部の発振波長として働き、該チャンネルから 中間周波数出力を生成する請求項６５記載のネットワーク。
69. ６９．同調可能レーザがヘテロダイン回路のための局部発信器として働き、前記 ヘテロダイン回路の中間周波数は、その出力が前記同調可能レーザの同調手段を 制御するサーボに対する入力誤差信号として用いられる周波数弁別器を移動する 請求項６５記載のネットワーク。
70. ７０．第１のＯＷＴ列が発信地点で発生する個々の波長が、第２のＯＷＴ列の各 ＯＷＴと通じているネットワークであり、前記各波長は前記第２列の各ＯＷＴの 入力基準波長を構成し、前記第２列は従って、メッセージ内容によって変調され て、発信地点あるいはその他に通じる、階層順に配列された波長列を発生するネ ットワーク。
71. ７１．前記第２ＯＷＴ列は、第３ＯＷＴ列のための入力基準波長列源として働く 請求項７０記載のネットワーク。
72. ７２．多数のＯＷＴ列が連続して相互に連絡されている請求項７１記載のネット ワーク。
73. ７３．数多波長信号源は冗長基準レーザ源及び／又はＯＷＴ、並びにそのために 自動検知及び切換手段を備えた請求項５６記載の多波長信号源。
74. ７４．段々格子、つまり格子線間隔がある数字的関数に従い変化する格子が、反 射格子と合焦レンズの機能を果たす波長分割マルチプレクサ／デマルチプレクサ （ＷＤＭ）。
75. ７５．光の伝搬は実質、２次元構造で実行される請求項７４記載のＷＤＭ。
76. ７６．前記格子は前記構造の平面に対して実質垂直に移動することができ、スペ クトル線の放射線路を位置決めする請求項７５記載のＷＤＭ。
77. ７７．前記格子の格子線間隔は、前記構造の平面内で、数字的関数に従って変化 し、前記数字的関数自体も、前記格子の移動経路に沿い変化する請求項７６記載 のＷＤＭ。
78. ７８．その格子線が、相互に実質上等角度をなす放射状の線である反射格子を利 用した請求項７６記載のＷＤＭ。