JPH10307224A - 光マルチプレキサ - Google Patents

光マルチプレキサ

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JPH10307224A
JPH10307224A JP12047798A JP12047798A JPH10307224A JP H10307224 A JPH10307224 A JP H10307224A JP 12047798 A JP12047798 A JP 12047798A JP 12047798 A JP12047798 A JP 12047798A JP H10307224 A JPH10307224 A JP H10307224A
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group
optical multiplexer
grating
waveguide
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JP12047798A
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Yuan P Li
ピー．リ ユアン
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Lucent Technologies Inc
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガウス型パスバンドよりもフラットなパスバ
ンドを有するＷＤＭであって、Ｙ枝スプリッタを用い
ず、製造におけるばらつきを最小に抑えるようなＷＤＭ
を提供する。 【解決手段】 等しくない長さの導波路のアレイを有す
るグレーティングによりお互い接続されたスターカプラ
ーの対を有する波長分割マルチプレキサである。グレー
ティングの導波路の長さを選択することにより、ＷＤＭ
のパスバンドは、このようなデバイスに対応する従来の
ガウス型パスバンドよりもフラットになる。導波路は、
長さｌiにしたがって、少なくとも２つのグループへと
グループ化される。第１のグループは、一定の長さの倍
数の分他のそれぞれと異なる長さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチプレクスお
よび／またはデマルチプレクス機能を行う光デバイスに
関し、特に、フラットパスバンドを有する導波路グレー
ティングルーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信が進歩するに従って、ファイバ上
の情報のチャネルを増やし、他のチャネルとの間の干渉
なしにお互いのチャネルを分離することができることが
重要となっている。波長分割多重化（ＷＤＭ）システム
では、各チャネルは異なる波長（色）で動作する。ま
た、単一の波長信号の変調によってそのスペクトルを広
げることができても、その中央波長からあまり広げるこ
とができない。光ＷＤＭは、光群によりお互い接続した
スターカプラーの対（即ち、最近傍の長さと所定量だけ
異なる導波路のアレー）を有するように製造される。こ
のような相互接続したスターカプラー（導波路グレーテ
ィングルーターとしても知られている）の例は、米国特
許５００２３５０、５１３６６７１、５４１２７４４に
記載されている。
【０００３】一伝送方向において、ＷＤＭは、複数の分
離した波長（λ1，λ2，...λｎ）をあるスターカプラ
ーの異なる入力ポートへと発し、その他のスターカプラ
ーの単一の出力ポート上に現れるようなマルチプレキサ
として動作する。その逆の伝送方向において、ＷＤＭ
は、複数のことなる波長をあるスターカプラーの単一の
ポートへと発し、他のスターカプラーの複数のポート上
へそれらの特定の波長に従って現れるようなデマルチプ
レキサとして動作する。入力波長を変えると、出力ポー
トが変わるようになる。このように、ＷＤＭはしばしば
波長ルーティングデバイスと呼ばれ、特定のポートへ／
からルーティングされる波長領域（バンド）はしばしば
チェネルと呼ばれる。ＷＤＭの望ましい特徴として、各
チャネルのバンドにわたるすべての波長において透過が
均一であること（フラットパスバンド）がある。ＷＤＭ
の別の望ましい特徴として、隣接するパスバンドのフラ
ット部分はお互いのバンドを浸食せずに可能な限り広く
なるということがある。これらの望ましい特徴は、性能
指数（フィガ・オブ・メリット:figure of merit）（Ｂ
1／Ｂ2）として定量化できる。ここで、Ｂ1は、チャネ
ルゲインがその最大レベルから１ｄＢ下がったところの
波長の間のバンド幅であり、Ｂ2は、チャネルゲインが
さらに３０ｄＢ下がったところ（その最大レベルから３
１ｄＢ）の波長の間のバンド幅である。性能指数が理想
的であれば、１．０であり、これは隣接チャネル間のク
ロストークをなくし、最大チャネルパッキング密度を与
える。
【０００４】図１のＷＤＭは、米国特許５１３６６７１
（以下、６７１特許）に記載されているものに対応す
る。図２には、３つのチャネルの透過特性を示してあ
り、ガウス型の形状をしている。ここで、Ｂ1／Ｂ2＝
０．１７である。しかし、大きな光網において複数のル
ーティングデバイスを縦繋ぎ(cascade)にするので、特
定のチャネルそれぞれ全体の透過特性は狭くなってしま
う。このことは、これらの受動ルーティングデバイスを
縦繋ぎにすることがそれら個々の透過特性を乗算するこ
とになってしまうことにより理解できる。例えば、ルー
ティングデバイスの特定のチャネルの透過特性がチャネ
ルの中央にて大きさ１．０であり、その端付近では０．
８であるとすると、２つのルーティングデバイスを通し
てのその特定のチャネルの透過特性は、中央では１．０
のままであるがその端では、０．８×０．８＝０．６４
となってしまい、相当に狭くなってしまっている。
【０００５】図３のＷＤＭは、米国特許５４１２７４４
（以下、７４４特許）に記載されているものに対応す
る。図４には、特定の３つのチャネルの透過特性を示し
てあり、その性能指数Ｂ1／Ｂ2は、０．３６であり、こ
れは相当に改善していることを表している。本発明者に
よる米国特許出願０８／６８２４５３（出願日：１９９
６年７月７日）では、さらに改善している。しかし、こ
れら改善したものはすべてスターカプラーの入力および
／または出力にてＹ枝スプリッタを必要としてしまい、
このことは（１）チップサイズを増やしてしまい、
（２）Ｙ枝それぞれにおいてパワー分割が等しくないこ
とによるパスバンドの非対称性、（３）Ｙ枝それぞれに
おける接合損失、を導入してしまう。
【０００６】２つの焦点を有する入力および出力スター
カプラーを用いることにより、Ｙ枝スプリッタを用いず
によりフラットなパスバンドを達成しているものがあ
る。このようなＷＤＭデバイスは、D. Troucher et a
l., Technical Digest of the 1997 Optical Fiber Con
ference, page 302-303、に報告されている。しかしこ
のようなＷＤＭは精密製造を要してしまい、ＷＤＭの間
で透過特性がばらついてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明により、ガウス
型パスバンドよりもフラットなパスバンドを有するＷＤ
Ｍであって、Ｙ枝スプリッタを用いず、製造におけるば
らつきを最小に抑えるようなＷＤＭを提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の波長分割マルチ
プレキサは、等しくない長さの導波路のアレイを有する
グレーティングによりお互い接続されたスターカプラー
の対を有する。本発明にしたがってグレーティングの導
波路の長さを選択することにより、ＷＤＭのパスバンド
は、このようなデバイスに対応する従来のガウス型パス
バンドよりもフラットになる。導波路は、長さｌiにし
たがって、少なくとも２つのグループへとグループ化さ
れる。第１グループは、第１の一定の長さΔｌ1の倍数
の分他のそれぞれと異なる長さを有し、導波路の第２グ
ループは、第２の一定の長さΔｌ 2（≠Δｌ1）の倍数の
分他のそれぞれと異なる長さを有する。
【０００９】本発明の好ましい実施例では、導波路の２
つのグループに交互配置させる。この状況では、次の数
式を用いることができる。 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝±
（１，３，５，...）に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝±
（２，４，６，...）に対して、 ここで、ｌ0は、グレーティングにおける中央導波路の
長さである。別の実施例では、第１グループの導波路
は、中央導波路の片方の側に位置し、第２グループの導
波路は、中央導波路の反対の側に位置する。この実施例
では、次の数式を用いることができる。 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝
１，２，３，...に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝−
１，−２，−３，...に対して、
【００１０】
【発明の実施の形態】図１には、米国特許５１３６６７
１に記載された従来技術の光マルチプレキサ／デマルチ
プレキサ１００を示す。光マルチプレキサ／デマルチプ
レキサ１００はスターカプラー１、２の対を有し、これ
らは多くの等しくない長さの光導波路からできたグレー
ティング３０によりお互いつながっている。Ｎ×Ｎスタ
ーカプラーは、波長選択性なしでいずれの入力からの光
波をすべての出力へとつなぐ。これは受動光網において
基本クロス接続素子として広く用いられている。理想的
にはいかなる入力からの光パワーは、パワー損失なしで
すべての出力へと均等に分かれ、出力それぞれは入力パ
ワーの１／Ｎを受けるようにする。スターカプラー１
は、２つの湾曲した（好ましくは円弧）境界１０ａ、１
０ｂを有する自由空間領域からなる誘電体スラブ１０か
らなる。入力アレイ１５と出力アレイ１６の間のスター
カプラー１におけるパワー変換は誘電体スラブ１０にお
ける放射を通して達成することができる。
【００１１】図１には、入力ポートから焦点Ｆ２へと放
射状に向かっている入力導波路のアレイ１５を示してあ
る。入力導波路のそれぞれは、境界１０ａに沿って実質
的に均等に自由空間領域１０へと接続されている。グレ
ーティング３０における導波路それぞれの長さは、グレ
ーティングにおける他のすべての導波路の長さとは異な
り、スターカプラー１からグレーティングの導波路を通
って伝搬する光信号に異なる位相シフトを適用するよう
にする。これは、グレーティングにおける光信号がグレ
ーティングの出力へ到達するために移動しなければなら
ないパスの長さが異なるために起こる。したがって、グ
レーティング３０の導波路それぞれから発する光信号は
導波路の長さによって異なる位相を有している。
【００１２】グレーティング３０の導波路は、焦点Ｆ４
へ放射状に広がった別の導波路のアレイ２５へとつなが
っている。入力アレイ２５はグレーティング３０の出力
を第２のスターカプラー２の入力へとつなぐ。スターカ
プラー２はスターカプラー１のように、２つの湾曲した
（好ましくは円弧）境界２０ａ、２０ｂを有する自由空
間領域を形成する誘電体スラブ２０からなる。入力導波
路のアレイ２５は、境界２０ａに沿って実質的に均等に
分布するようにして自由空間領域へとつながっている。
出力導波路のアレイ２６は、出力ポートから焦点Ｆ３の
方向へ放射状に広がっている。またアレイ２６の導波路
は、境界２０ｂに沿って実質的に均等に分布するように
して自由空間領域２０へとつながっている。
【００１３】光マルチプレキサ／デマルチプレキサ１０
０は、個々のチャネルそれぞれ（図においてアレイ１５
の３つの導波路それぞれ）をアレイ２６における１つの
導波路上へと結合する。この透過方向でマルチプレクス
を行う。これら３つのチャネルの中央周波数は図１にお
いて、λ1、λ2、λ3として表している。このようなマ
ルチプレクスを行うため、λ1、λ2、λ3、およびグレ
ーティング３０の多くのパス長さの選択は重要である。
光マルチプレキサ／デマルチプレキサ１００が双方向性
なので、逆方向ではデマルチプレクスを行うことができ
る。例えば、もしアレイ２６が入力アレイとして用いれ
ば、光マルチプレキサ／デマルチプレキサ１００はアレ
イ２６の１つの導波路２０１にすべて存在するチャネル
をそれらの波長にしたがってアレイ１５の異なる導波路
上へと導くように動作する。各チャネルの透過損失（両
方の方向で）を図２に示してある。
【００１４】図２には、３つの隣接するチャネルに対し
ての光マルチプレキサ／デマルチプレキサ１００（図
１）の透過特性を示す。説明上中央チャネルλ2の公称
波長を約１５５０ｎｍとした。全チャネルにわたって一
定の利得を有することが好ましく、また、各チャネルの
透過特性がそのエッジ部分にて鋭く減少して、１チャネ
ルからの信号エネルギーが隣接チャネルへと広がらず、
各チャネル内の信号がチャネルの透過特性におけるばら
つきによってひずまないようにすることが好ましい。上
述のようにこれらの望ましい特性は性能指数（Ｂ1／
Ｂ2）として定量化できる。ここで、Ｂ1は、チャネル利
得の最大レベルの波長とそのチャネル利得の最大レベル
から１ｄＢ落ちたところの波長の間のバンド幅（ここで
は０．４５ｎｍ）であり、Ｂ2はチャネル利得がさらに
３０ｄＢ落ちたところの波長との間のバンド幅（ここで
は２．６５ｎｍ）である。図２に示したチャネルそれぞ
れはガウス型の形をしていて、したがって、光マルチプ
レキサ／デマルチプレキサ１００の性能指数（Ｂ1／
Ｂ2）は０．１７である。
【００１５】図３には、７４４特許で記載されたような
さらなる従来技術の光マルチプレキサ／デマルチプレキ
サ３００を示してある。この光マルチプレキサ／デマル
チプレキサ３００は、スターカプラー２の出力における
隣接する導波路の対の端につながったＹ枝スプリッタ３
２０を有する点以外は図１の光マルチプレキサ／デマル
チプレキサ１００と同様である。光マルチプレキサ／デ
マルチプレキサ３００では、各チャネルは約５ｄＢの固
有な損失となっている。このような損失は好ましくない
ので、対応する性能指数（Ｂ1／Ｂ2）は図４で示したよ
うに０．３６となり、これは図１のものよりもかなり改
善している。隣接チャネルの間の間隔は、図３のもので
は、Ｂ2（＝２．９０ｎｍ）である。
【００１６】プレーナ型導波路の構築 本発明はプレーナ型導波路に関連し、これは多くの文献
で説明されている。最も先端で技術的に開発されたプレ
ーナ型導波路は、シリコン光ベンチ（ＳｉＯＢ）技術で
製造されたドープシリカ導波路である。ドープシリカ導
波路は、その低コスト、低挿入損失、低複屈折、安定
さ、ファイバ結合の互換性のような魅力的な特性を有す
るので通常好ましい。また、プロセスステップがシリコ
ン集積回路技術のものと互換性があり、周知のように大
量生産が可能である。
【００１７】一般にドープシリカ導波路は、低屈折率シ
リカのベース層（低クラッド層）をシリコン（シリカ）
基板上へと最初に蒸着させることにより形成する。次
に、高屈折率のドープシリカ層（コア層）を低クラッド
層の上に蒸着する。続いて集積回路の製造において用い
るものと同様なフォトリソグラフィー技術を用いて、コ
ア層を光回路が必要とする構造へとパターン化する（彫
る）。最後に、パターン化された導波路コアを覆うよう
にトップクラッド層を蒸着する。この技術は一般に文
献、"Silica-based optical integrated circuits" by
Y. P. Li and C. H.Henry, Vol. 143, No.5, IEE Proce
edings on Optoelectronics, page 263-280(October 19
96)、に記載されている。
【００１８】ＷＤＭのスターカプラーの間のグレーティ
ングに置いて導波路の長さを賢明に選択することにより
フラットなパスバンドを得ることができるということが
（驚くべきことであるが）最近に発見された。図３に示
した従来のＷＤＭにおいて、等しくない長さの導波路３
０の規則的なアレイがスターカプラー１、２の対をお互
い接続している。これらの長さは以下の式にしたがって
変異する。 ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ）、 ｉ＝±（１，２，３，...）
に対して、ここで、ｌiはグレーティングにおけるｉ番
目の導波路の長さであり、ｌ0は、グレーティングにお
ける中央導波路の長さであり、Δｌは所定の一定の長さ
である。しかし、別の方法で導波路の長さを指定する
と、従来のガウス型チャネルよりも利得特性がフラット
なチャネルを作ることが可能となる。特に、本発明の導
波路は、長さ（ｌi）にしたがって少なくとも２つのグ
ループへとグループ化される。第１グループは、第１の
所定の長さ（Δｌ1）の倍数の分お互いと異なる長さを
有する。導波路の第２グループは、第２の所定の長さ
（Δｌ2）の倍数の分お互いと異なる長さを有する。こ
こで、Δｌ1≠Δｌ2である。
【００１９】図５には、スターカプラー１、２の対をお
互い接続する複数の等しくない長さの導波路５０を有す
る本発明の光マルチプレキサ５００を示してある。光マ
ルチプレキサ５００は概して、米国特許５１３６６７１
に記載された図１に示した光マルチプレキサと似てい
る。しかし、本発明の導波路５０は、従来技術の図１に
示した導波路３０よりも異なる長さの構成である。図６
に示すように、導波路の第１グループ５０１は、導波路
の第２グループ５０２と交互配置している。これら導波
路の長さは以下の式により表される。 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝±
（１，３，５，...）に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝±
（２，４，６，...）に対して、 図６に示すように、中央導波路５１はグレーティング５
０における中央導波路であり、長さｌ0を有する。これ
はグループ５０１やグループ５０２へと関連づけられて
いなくてもよい。導波路の第１グループ５０１は、図９
Ａに示したような透過特性を有し、導波路の第２グルー
プ５０２は、図９Ｂに示したような透過特性を有する。
ここで、図９Ａ、Ｂに示した透過特性は基本的に同一で
あるが、後述する量δλ0の分波長がシフトしているこ
とに留意すべきである。これらの透過特性を組み合わせ
ると、図９Ｃに示したような全体の透過特性を得る。こ
のように、フラットパスバンドを有する光マルチプレキ
サをＹ枝スプリッタの欠点なしで作ることができる。ま
た、今日のＳｉＯＢ技術やフォトリソグラフィー技術を
考えてみると、グレーティング５０を構成する導波路の
相対的な長さを大きな精度で制御することは容易であ
り、得られる装置のばらつきは最小限に抑えられる。図
６には、好ましい実施例を示してある。これは、第１グ
ループと第２グループの導波路が全体のグレーティング
５０にわたって対称的に位置する。図示したようにこれ
らは全体のグレーティングにわたって１つずつ交互配置
している。導波路を全体のグレーティングにわたって対
称的に配置する別の技術（図示せず）としては、第１グ
ループと第２グループの導波路を２つずつ交互配置する
方法がある。これらの導波路を対称に位置させると、図
９Ａ、９Ｂに示したグループそれぞれに対して実質的に
同一な透過特性を得ることができる。しかし、本発明は
後述するように非対称構成に対しても用いることができ
る。
【００２０】図７には、フラットパスバンドを有する本
発明の光マルチプレキサ５００の別の実施例を示してあ
る。第１グループ５０１の導波路は１つのアレイとして
かたまり、第２グループ５０２の導波路は別のアレイと
してかたまっている。グレーティング５０における導波
路の長さは以下の式によって表される。 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝
１，２，３，...に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝−
１，−２，−３，...に対して、 ここでは、これらグループはグレーティング５０の中央
導波路５１の反対側に位置していて、これは各グループ
の透過特性をお互いとわずかに相違させる。しかし、本
発明の利点がこの実施例においても発揮できる。
【００２１】光マルチプレキサの設計上のパラメーター
はマルチプレクスされるチャネルの数、チャネル波長、
多様なチャネルの所望のバンド幅、光マルチプレキサの
構築に用いる材料の特性等に基づいている。次にこれら
を説明するため図８へと移る。
【００２２】導波路グレーティングルーター 図８には、導波路グレーティングルーター（ＷＧＲ）の
全体の透過特性を示し、これは本発明においてしばし
ば、Ｍ×Ｎ ＷＤＭとして用いられる。ＷＧＲの原理は
以下のように説明できる。入力導波路からの光波が入力
スターカプラーにより回折格子処理された導波路へと入
る。もしグレーティング領域において位相シフトの差が
なければ、出力スターにおける光波伝搬は入力スターに
おいて逆方向の伝搬があるように現れる。このように入
力導波路からの光波は、出力スラブと出力導波路の間の
インタフェースにおいてイメージ化する。このイメージ
化した入力導波路は、出力導波路の１つへと突き合わせ
られて結合する。導波路グレーティングにおける線形な
長さの差は、グレーティング導波路における光波の傾斜
が波頭(wave front)の波長に依存する(wavelength-depe
ndent tilt)ようにし、入力導波路イメージを波長に依
存する位置へとシフトさせる。波長が変化すると、入力
導波路イメージは、波長にわたってスイーピングをし、
異なる出力導波路内へと光を送る。詳細な説明は、文
献、Silica-based optical integrated circuits, page
241-276を参照するとよい。
【００２３】特に、光グレーティングの周期的な特性を
注目すべきであり、グレーティングの周期は、グレーテ
ィングの「自由スペクトル領域（ＦＳＲ）」として知ら
れている。例えば、８チャネルマルチプレキサでは、チ
ャネルのスペクトルが繰り返す間に、このようなグレー
ティングの特性により、全部で８チャネル８０−１、８
０−２、...８０−８がチャネル８１−１、８１−
２、...８１−８として存在する。もし各チャネルが１
００ＧＨｚのバンド幅（即ち、０．８ｎｍ）を有するな
らば、必要なＦＳＲは６．４ｎｍ（８×０．８ｎｍ）と
なる。
【００２４】図９Ａ〜Ｃには、ガウス型チャネル９０−
Ａ１、９０−Ａ２、９０−Ａ３とガウス型チャネル９０
−Ｂ１、９０−Ｂ２、９０−Ｂ３とを加算的に組み合わ
せて、よりフラットなパスバンドを有するチャネル８０
−１、８０−２、８０−３を形成しているグラフを示し
てある。図９Ａでは、ガウス型チャネル９０−Ａ１は、
図６の好ましい実施例における第１グループの導波路に
対応する透過特性を表してあり、これは波長λA1を中央
としている。図９Ｂでは、ガウス型チャネル９０−Ｂ１
は図６の好ましい実施例における第２グループの導波路
に対応する透過特性を表してあり、これは波長λB1を中
央としている。中央波長λA1とλB1がδλ0だけ離れて
いる場合に、図９Ｃに示したように適切にフラットなパ
スバンド８０−１を得ることができることがわかる。最
大にフラットなパスバンドを得るために加算的に組み合
わせたガウス型パスバンドの間のこの分離は、米国特許
５４１２７４４に詳細に説明されている。
【００２５】Δｌ1とΔｌ2の最適な長さを計算するため
に、以下の数式を満たすことが必要である。 （Δｌ1＋Δｌ2）／２ ＝ λ0 2／（ｎg(ＦＳＲ)） Δｌ2−Δｌ1 ＝ （δλ0・λ0）／（ｎg(ＦＳ
Ｒ)） ここで、ＦＳＲ＝自由スペクトル領域（例、６．４ｎ
ｍ） λ0＝ＦＳＲの公称中心波長（例、１５５５ｎｍ） ｎg＝導波路の有効屈折率（例、１．４５） δλ0＝フラットパスバンドを与えるように加算的に組
み合わされたガウス型チャネルの中央波長の間の分離量
（例、チャネル間隔の約１／３、あるいは０．２６６ｎ
ｍ）である。
【００２６】このように、各チャネルがバンド幅１００
ＧＨｚを有する８チャネルＷＤＭシステムでは、例とし
て、Δｌ1＝２６０．５７７ｎｍ、Δｌ2＝２６０．５３
３ｎｍのようなΔｌ1とΔｌ2において従来のガウス型パ
スバンドよりもフラットであるパスバンドを有するＷＤ
Ｍを与える。
【００２７】説明した本発明の実施例の他にも多くの変
更例が可能である。これらの変更例としては、３以上の
グループへ導波路を分けること、各グループの導波路を
交互配置することにおいて、１つずつの交互配置以外の
交互配置を用いること、第１のスターカプラーの入力お
よび／または第２のスターカプラーの出力においてＹ枝
スプリッタを用いること、がある。
【００２８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、ガウ
ス型パスバンドよりもフラットなパスバンドを有するＷ
ＤＭであって、Ｙ枝スプリッタを用いず、製造における
ばらつきを最小に抑えるようなＷＤＭを提供できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】別々の入力ポートおよび別々の出力ポートを有
する従来技術の光マルチプレキサの上視図である。
【図２】図１の光マルチプレキサの３つの隣接するチャ
ネルの透過特性を示すグラフ図である。
【図３】別々の入力ポートおよびＹ枝出力ポートを有す
る従来技術の光マルチプレキサの上視図である。
【図４】図３のマルチプレキサ／デマルチプレキサ装置
の３つの隣接するチャネルの透過特性を示すグラフ図で
ある。
【図５】本発明に従うフラットパスバンドを有する光マ
ルチプレキサの上視図である。
【図６】図５の光マルチプレキサの好ましい実施例にお
いてグレーティングを形成する導波路の長さを示す図で
ある。
【図７】図５の光マルチプレキサの第２の実施例におい
てグレーティングを形成する導波路の長さを示す図であ
る。
【図８】光マルチプレキサのような導波路グレーティン
グルーターの周期的特性を示すグラフ図であり、その自
由スペクトル領域を示している。
【図９】（Ａ）グレーティングにおける第１グループ導
波路に貢献することができる図５の光マルチプレキサの
透過特性を示すグラフ図である。 （Ｂ）グレーティングにおける第２グループ導波路に貢
献することができる図５の光マルチプレキサの透過特性
を示すグラフ図である。 （Ｃ）図５の光マルチプレキサの複合的な透過特性を示
すグラフ図である。
【符号の説明】
１、２ スターカプラー １０、２０ 自由空間領域 １５、２５ 入力アレイ １６、２６ 出力アレイ ３０ グレーティング ５０ 導波路 ５１ 中央導波路 １００ 光マルチプレキサ／デマルチプレキサ ２０１ 導波路 ３００ 光マルチプレキサ／デマルチプレキサ ３２０ Ｙ枝スプリッタ ５００ 光マルチプレキサ ５０１ 第１グループ ５０２ 第２グループ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 等しくない長さの導波路の少なくとも２
    つのグループ（５０１、５０２）を有するグレーティン
    グ（５０）によってお互い接続されたスターカプラー
    （１、２）の対を有する光マルチプレキサ（５００）に
    おいて、 （Ａ）導波路の第１グループ（５０１）は、第１の所定
    長さ（Δｌ1）の倍数の分お互いと異なり、 （Ｂ）導波路の第２グループ（５０２）は、第２の所定
    長さ（Δｌ2）の倍数の分お互いと異なり、 Δｌ1≠Δｌ2であることを特徴とした光マルチプレキ
    サ。
  2. 【請求項２】 前記第１グループの導波路の実質的に半
    分は、前記グレーティングの中央導波路（５１）の一方
    の側に位置し、 前記第１グループの導波路の他の半分は、前記中央導波
    路の他方の側に位置することを特徴とした請求項１記載
    の光マルチプレキサ。
  3. 【請求項３】 前記第２グループの導波路の実質的に半
    分は、前記グレーティングの中央導波路の一方の側に位
    置し、 前記第２グループの導波路の他の半分は、前記中央導波
    路の他方の側に位置することを特徴とした請求項２記載
    の光マルチプレキサ。
  4. 【請求項４】 導波路の前記第１および第２グループ
    は、お互い交互配置していて、 前記第１および第２グループはそれぞれ、数式、 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝±
    （１，３，５，...）に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝±
    （２，４，６，...）に対して、 （ここで、ｌ0は、前記グレーティングにおける中央導
    波路の長さである）により表される長さ（ｌi）を有す
    ることを特徴とした請求項１記載の光マルチプレキサ。
  5. 【請求項５】 前記第１グループの導波路の実質的にす
    べては、前記グレーティングの中央導波路の一方の側に
    位置し、 前記第２グループの導波路の実質的にすべては、前記中
    央導波路の他方の側に位置することを特徴とした請求項
    １記載の光マルチプレキサ。
  6. 【請求項６】 前記第１グループの導波路は、１つのア
    レイへとお互いまとめられ、 前記第２グループの導波路は、別のアレイへとお互いま
    とめられ、 前記第１および第２グループはそれぞれ、数式、 （第１グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ1）、 ｉ＝
    １，２，３，...に対して、 （第２グループ）⇒ｌi＝ｌ0＋ｉ（Δｌ2）、 ｉ＝−
    １，−２，−３，...に対して、 （ここで、ｌ0は、前記グレーティングにおける中央導
    波路の長さである）により表される長さ（ｌi）を有す
    ることを特徴とした請求項１記載の光マルチプレキサ。
JP12047798A 1997-04-29 1998-04-30 光マルチプレキサ Pending JPH10307224A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9520949B2 (en) 2014-06-05 2016-12-13 Xilinx, Inc. Optical communication circuits
US9432121B2 (en) 2014-06-05 2016-08-30 Xilinx, Inc. Optical communication circuits
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136671A (en) * 1991-08-21 1992-08-04 At&T Bell Laboratories Optical switch, multiplexer, and demultiplexer
US5475780A (en) * 1993-06-17 1995-12-12 At&T Corp. Optical waveguiding component comprising a band-pass filter
US5412744A (en) * 1994-05-02 1995-05-02 At&T Corp. Frequency routing device having a wide and substantially flat passband
US5467418A (en) * 1994-09-02 1995-11-14 At&T Ipm Corp. Frequency routing device having a spatially filtered optical grating for providing an increased passband width
FR2753803B1 (fr) * 1996-09-24 1998-12-11 Composant multiplexeur a spectrographe a reseau de guide d'onde

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