JP3555860B2 - Optical demultiplexer and wavelength converter - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光分波器及び波長変換装置に関し、特に、波長多重を利用した光通信、光交換、光情報処理等の光伝送システムに使用されるアレイ導波路型回折格子に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図4(a)は、従来のアレイ導波路型回折格子の概略構成を示す模式図である。簡単のため、4波長が多重された光伝送系に用いる、1入力4出力のアレイ導波路型回折格子を例に説明する。材料としては石英系導波路、またはポリマー導波路もしくは半導体導波路で構成されている。
【0003】
図4(a)において、401は入力用導波路、402は入力用スラブ導波路、403はアレイ導波路、404は出力用スラブ導波路、405〜408は出力用導波路である。同図において、波長多重光λa、λb、λc、λdが入力用光導波路401に入力されると、入力用スラブ導波路402によって分配され、アレイ導波路403に等しい強度で分配される。分配された各波長多重光はアレイ導波路403の光路長に応じて遅延差が生じ、出力用スラブ導波路404に入力されて収束する。
【0004】
このとき、波長によって位相条件が異なるので、出力用導波路405〜408にそれぞれ異なる波長が集約するという現象を利用して、アレイ導波路型回折格子を光分波器として用いる。
【0005】
すなわち、λaを出力用光導波路405に、λbを出力用光導波路406に、λcを出力用光導波路407に、λdを出力用光導波路408に出力する。また、前記図4(a)では1入力4出力の例を示したが、入力導波路の数を増やすことにより、図4(b)のように、例えば4入力4出力の光分光器として用いることも可能である。この場合のアレイ導波路型回折格子の入出力特性は例えば図4(c)のようになる。
【0006】
次に、従来のアレイ導波路型回折格子を光伝送システムに応用した例について説明する。
【0007】
波長多重を利用した光伝送システムは、エルピュームドープ光ファイバアンプ(有効帯域1530〜1560nm:1.55ミクロン(μm)帯と総称)の発達とともに、1.55ミクロン(μm)帯を中心に発達してきた。ところが、近年の長波長帯光ファイバアンプ(有効帯域1570〜1600nm:1.58ミクロン帯と総称)の発達とともに、1.58ミクロン帯を用いたネットワークも展開されようとしている。ここで、重要となるのは、いろいろな波長を用いるネットワークの相互接続である。
【0008】
また、日本においては、古くから高速信号(例えば、10Gb/s以上)の伝送に有利な分散シフトファイバが敷設されてきた。反面、分散シフトファイバは、波長多重信号間の干渉が強く、不等間隔の波長多重信号を用いるのが普通である。これに対して、欧米では通常分散ファイバの敷設とともに等間隔の波長多重信号が用いられており、不等間隔と等間隔のネットワーク間の相互接続も重要である。
【0009】
図5は、従来のネットワークを接続するための多波長一括変換装置の概略構成を示す模式図である(参考文献:特願平11−65036号明細書 菊池、柴田、伊藤「多波長変換装置」)。ここで、簡単のため4波長を使ったWDMシステムを想定し、変換前の入力信号光波長としてλ1、λ2、λ3、λ4の4波長、変換後の出力信号光波長(=ポンプ光波長)として、λ5、λ6、λ7、λ8の4波長を用いる。実用上は、例えば、λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8の波長としてそれぞれ順に1551nm、1552nm、1553nm、1554nm、1557nm、1559nm、1562nm、1566nmとする。
【0010】
図5において、501はλ1〜λ4の波長多重信号光を入力するための入力用光ファイバ、502〜505はλ5〜λ8のそれぞれのポンプ光を入力するためのポンプ光入力用光ファイバ、506は波長分波器で、例えば、石英系プレーナ型導波路(PLC)による5入力4出力のアレイ導波路型回折格子、507〜510は分波された光信号を導波するための分岐導波路もしくは光ファイバ、511〜514は波長変換器、515は光合波器で、例えば、PLCによる4入力1出力のアレイ導波路型回折格子である。516は出力用光ファイバ、517〜520はポンプ光源、521〜524はポンプ光を増幅するための光増幅器である。
【0011】
ここで、波長多重信号光入力用光ファイバ501にλ1、λ2、λ3、λ4の波長多重信号光を入力し、光ファイバ502〜505にλ5、λ6、λ7、λ8のポンプ光を入力すると、分岐導波路507にはλ1とλ5が、分岐導波路508にはλ2とλ6が、分岐導波路509にはλ3とλ7が、分岐導波路510にはλ4とλ8がそれぞれ出力される。
【0012】
ここで、入力信号λ1〜λ4を任意に変調してやることにより、各光変換素子において波長変換が行われる。例えば、光波長変換素子として半導体光増幅素子を用い、ある最適バイアス電流を注入することより、入力信号光がオン(on)のときにはポンプ光のゲインが減少し、入力信号光がオフ(off)のときにはポンプ光のゲインが回復する。いわゆる相互利得変調が起こり、インバータ型の波長変換が起る。すなわち、ポンプ光の波長と入力信号光の信号情報を持つ波長変換光λ5、λ6、λ7、λ8が生成される。これを光合波器(アレイ導波路型回折格子)515で合波し、出力用光ファイバ516に出力することにより、等間隔波長λ1〜λ4を不等間隔波長λ5〜λ8に波長変換する多波長一括変換が可能になる。なお、ここでは、近接波長間の多波長一括変換(1551〜1554nmの信号光から1557〜1566nmへの波長変換)についてのみ説明したが、ポンプ光の波長を変えることによって、より遠い波長への多波長一括変換(例えば、1.55μm帯から1.58μm帯)への多波長一括変換も可能である。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前記の方法は、信号光が波長多重されているのに対し、ポンプ光が1波長に1入力ポートを必要とする。すなわち、複数のポンプ光源517〜520を用いる。しかし、実際には、複数のポンプ光源を用意するより、多波長を(波長多重ポンプ光)を同時に出力可能な1個の多波長同時出力レーザ(参考文献:M.Zirngibl,C.H.Joyner,C.R.Doerr,L.W.Stulz,and H.M.Persby:“An 18−channel multifrequency laser”,IEEE Photonics Technology Letters, vol.8, no.7, pp.870−872,July 1996)をポンプ光源として用いる方がシステム全体の価格を安価に抑えることができる。
【0014】
また、ポンプ光の出力パワーが不足する場合、別々のポンプ光源からの出力を別々の光増幅器521〜524で増幅するより、波長多重したポンプ光を光増幅器で一括増幅する方が安価である。そのため、図5のシステムにおいて波長多重ポンプ光を用い、波長分波器(アレイ導波路型回折格子)506が波長多重信号光を分波すると同時に、波長多重ポンプ光を分波できることが望まれてきた。
【0015】
本発明の目的は、波長多重信号光を分波するとともに、波長多重ポンプ光を分波することが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、多波長一括変換装置のコストを下げることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【0016】
【課題を解決するための手殴】
本願において開示される発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
(1)波長多重光を入力し、前記波長多重光を入力側のスラブ導波路で分岐し、前記分岐された波長多重光を長さの異なるアレイ導波路に伝搬した後に出力用のスラブ導波路で合波することで波長多重光を複数の導波路に分波する光分波器において、波長多重信号光を入力するための信号光入力用導波路、信号光入力用スラブ導波路、及び信号光用アレイ導波路を有し、かつ、波長多重ポンプ光を入力するためのポンプ光入力用導波路、ポンプ光入力用スラブ導波路、及びポンプ光用アレイ導波路を有し、出力用スラブ導波路が前記信号光アレイ導波路とポンプ光用アレイ導波路の両方の出力に接続されてなる。
(2)波長多重信号光を入力する波長多重信号光入力用導波路、波長多重ポンプ光を入力する波長多重ポンプ光入力用導波路、(1)の光分波器、複数の波長変換器、光合波器、及び出力用光導波路を具備する波長変換器であって、前記波長多重信号光入力用導波路と前記波長多重ポンプ光入力用導波路とが前記(1)の光分波器に接続され、前記(1)の光分波器の出力が複数の光導波路を介して前記複数の波長変換器にそれぞれ接続され、前記波長変換器のそれぞれの出力が前記光合波器に接続され、前記光合波器の出力が前記出力用導波路に接続されてなる。
【0017】
すなわち、本発明のポイントは、波長多重光を入力する入力用光導波路と、波長多重光を分岐する入力用スラブ導波路と、分岐された波長多重光をそれぞれ導波する複数の光導波路からなるアレイ導波路と、アレイ導波路に接続された出力用スラブ導波路と、出力用スラブ導波路に接続された複数の出力用導波路からなる光合波器(アレイ導波路型回折格子)において、波長多重信号光を入力するための信号光入力用導波路と、信号光入力用スラブ導波路と信号光用アレイ導波路を有するとともに、波長多重ポンプ光を入力するためのポンプ光入力用導波路と、ポンプ光入力用スラブ導波路とポンプ光用アレイ導波路を有し、出力用スラブ導波路が信号光アレイ導波路とポンプ光用アレイ導波路の両方の出力に接続されることを特徴とする。
【0018】
また、前記(1)の光分波器の使用法として、前記光分波器が2つの入力ポートと複数の出力ポートを有し、前記入力ポートのうちの1本には波長多重信号光が、もう1本には波長多重ポンプ光が入力され、各出力ポートには波長多重信号光のうちの1波長と、波長多重ポンプ光のうちの1波長が合波されて出力される。
【0019】
また、前記各出力ポートにはそれぞれ波長変換素子が具備されていて、波長多重ポンプ光のうちの1波長の波長に応じて、波長多重信号光のうちの1波長を波長変換することにより波長変換光を生成し、それぞれの波長変換素子において生成された波長変換光を光合波器を用いて合波し、波長多重波長変換光とすることで有用な多波長一括変換素子として用いることが可能となる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、本発明による実施形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明する。
【0021】
(実施形態1)
図1は、本発明による実施形態1の光分波器の概略構成を示す模式図である。ここで、簡単のため4波長を使ったWDMシステムを想定し、波長多重信号光としてλ1、λ2、λ3、λ4の4波長、波長多重ポンプ光として、λ5、λ6、λ7、λ8の4波長を用いる例を説明する。実用上は、例えば、λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8の波長としてそれぞれ順に1551nm、1552nm、1553nm、1554nm、1557nm、1559nm、1562nm、1566nmとする。
【0022】
図1において、101は波長多重信号光入力用導波路、102は波長多重信号光入力用スラブ導波路、103は波長多重信号光用アレイ導波路、104は波長多重ポンプ光入力用導波路、105は波長多重ポンプ光用スラブ導波路、106は波長多重ポンプ光用アレイ導波路、107は出力用スラブ導波路、108〜111は出力用導波路である。
【0023】
図1において、波長多重信号光λ1、λ2、λ3、λ4が波長多重信号光入力用導波路101に入力されると、波長多重信号光入力用スラブ導波路102によって分配され、波長多重信号光用アレイ導波路103に等しい強度で分配される。前記分配された各波長多重光は、波長多重信号光用アレイ導波路103の光路長に応じて遅延差が生じ、出力用スラブ導波路107に入力されて収束する。このとき波長によって位相条件が異なるので、出力用導波路108〜111にそれぞれ異なる波長が集約するという現象を利用して、波長多重信号光の分光を行う。
【0024】
一方、波長多重ポンプ光λ5、λ6、λ7、λ8が波長多重ポンプ光入力用導波104に入力されると、波長多重ポンプ光用スラブ導波路105によって分配され、波長多重ポンプ光用アレイ導波路106に等しい強度で分配される。分配された各波長多重光は波長多重ポンプ光用アレイ導波路106の光路長に応じて遅延差が生じ、出力用スラブ導波路107に入力されて収束する。このとき、波長によって位相条件が異なるので、出力用導波路108〜111にそれぞれ異なる波長が集束するという現象を利用して、波長多重ポンプ光の分光を行う。
【0025】
ここで、さらに波長多重信号光用アレイ導波路103のそれぞれの導波路が出力用スラブ導波路107に接続される位置、波長多重ポンプ光用アレイ導波路106のそれぞれの導波路が出力用スラブ導波路107に接続される位置、及び出力用導波路108〜111が出力用スラブ導波路107に接続される位置、波長多重信号光用アレイ導波路103と波長多重ポンプ光用アレイ導波路106の各導波路の光路長差を最適に設計することより、λ1とλ5を出力用導波路108に、λ2とλ6を出力用導波路109に、λ3とλ7を出力用導波路110にλ4とλ8を出力用導波路111にそれぞれ出力することができる。
【0026】
(実施形態2)
図2は、本発明による実施形態2の波長変換装置の概略構成を示す模式図であって、前記実施形態1の光分波器を用いた多波長一括変換装置の新しい構成を説明するための図である。ここで簡単のため4波長を使ったWDMシステムを想定し、変換前の入力信号光波長としてλ1、λ2、λ3、λ4の4波長、変換後の出力信号光波長(=ポンプ光波長)として、λ5、λ6、λ7、λ8の4波長を用いる。実用上は、例えばλ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8の波長としてそれぞれ順に1551nm、1552nm、1553nm、1554nm、1557nm、1559nm、1562nm、1566nmとする。
【0027】
図2において、201はλ1〜λ4の波長多重信号光を入力する波長多重信号光入力用ファイバ、202はλ5〜λ8の波長多重ポンプ光を入力する波長多重ポンプ光入力用ファイバ、206は前記図1に示した前記実施形態1の光分波器、207〜210は前記光分波器206で分波されたそれぞれの光信号を導波するための分岐導波路もしくは光ファイバ、211〜214は波長変換器、215は光合波器で、例えば、PLCによる4入力1出力のアレイ導波路型回折格子、216は出力用光ファイバである(図2における207〜216は、前記図5における507〜516と同じものである)。また、217はλ5〜λ8の波長を同時に発振する多波長同時出力レーザ、218はポンプ光を増幅するための光増幅器である。
【0028】
ここで、波長多重信号光入力用ファイバ201にλ1、λ2、λ3、λ4の波長多重信号光を入力し、波長多重ポンプ光入力用ファイバ202にλ5、λ6、λ7、λ8の波長多重ポンプ光を入力すると、分岐導波路207にはλ1とλ5が、分岐導波路208にはλ2とλ6が、分岐導波路209にはλ3とλ7が、分岐導波路210にはλ4とλ8がそれぞれ出力される。ここで、入力信号λ1〜λ4を任意に変調してやることで、各光変換素子において波長変換が行われる。例えば、光波長変換素子として半導体光増幅素子を用い、ある最適バイアス電流を注入することにより、入力信号光がオン(on)のときにはポンプ光のゲインが減少し、入力信号光がオフ(off)のときにはポンプ光のゲインが回復する。いわゆる相互利得変調が起こり、インパーク型の波長変換が起こる。
【0029】
すなわち、ポンプ光の波長と入力信号光の信号情報を持つ波長変換光λ5、λ6、λ7、λ8が生成される。これを光合波器(アレイ導波路型回折格子)215で合波し、出力用光ファイバ216に出力することにより、等間隔波長λ1〜λ4を不等間隔波長λ5〜λ8に波長変換する多波長一括変換が可能になる。
【0030】
なお、ここでは、近接波長間の多波長一括変換(1551〜1554nmの信号光から1557〜1566nmへの波長変換)についてのみ説明したが、ポンプ光の波長を変えることによって、より遠い波長への多波長一括変換(例えば1.55μm帯から1.58μm帯)への多波長一括変換も可能である。
【0031】
(実施形態3)
図3は、本発明による実施形態3の波長変換装置において、光源として多波長同時出力レーザを使用する場合を説明するための模式図であり、301は波長1.48μmの半導体レーザ、302は光アイソレータ、303はエルピウムがドープされた光ファイバ、304〜307は光ファイバ303に形成されたグレーティング(導波路型回折格子)で、その反射ブラッグ波長がそれぞれλ5、λ6、λ7、λ8に対応したもの、308は出力用光ファイバである。
【0032】
図3において、半導体レーザ301によって励起された光ファイバ303の一部、すなわちグレーティング(導波路型回折格子)304〜307において、λ5、λ6、λ7、λ8の反射が繰り返され、各グレーティング304〜307が分布反射型のファイバレーザとして機能する。λ5〜λ8の各波長はそれぞれ合波され、出力用光ファイバ308によって出力することができる。
【0033】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0034】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、波長多重信号光を分波するとともに、波長多重ポンプ光を分波することができる。これにより、例えば、多波長一括変換装置において、複数のポンプ光源と複数の光増幅器を用いる代わりに、1つの多波長同時出力レーザと1つの光増幅器を用いることにより、多波長一括変換装置の全体のコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実施形態1の光合波器の概略構成を示す模式図である。
【図2】本発明による実施形態2の波長変換装置の概略構成を示す模式図である。
【図3】本発明による実施形態3の波長変換装置の多波長同時出力レーザの概略構成を示す模式図である。
【図4】従来のアレイ導波路型回折格子の概略構成を示す模式図である。
【図5】従来のネットワークを接続するための多波長一括変換装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
101…波長多重信号光入力用導波路、102…波長多重信号光入力用スラブ導波路、103…波長多重信号光用アレイ導波路、104…波長多重ポンプ光用入力用導波路、105…波長多重ポンプ光用スラブ導波路、106…波長多重ポンプ光用アレイ導波路、107…出力用スラブ導波路、108〜111…出力用導波路、201…波長多重信号光入力用ファイバ、202…波長多重ポンプ光入力用ファイバ、206…光分波器、207〜210…分波導波路もしくは光ファイバ、211〜214…波長変換器、215…光合波器(アレイ導波路型回折格子)、216…出力用光ファイバ、217…多波長同時出力レーザ、218…光増幅器、301…半導体レーザ、302…光アイソレータ、303…エルピウムがドープされたファイバ、304〜307…グレーティング(導波路型回折格子)、308…出力用光ファイバ、401…入力用光導波路、402…入力用スラブ導波路、403…アレイ導波路、404…出力用スラブ導波路、405〜408…出力用光導波路、501…入力用光ファイバ、502〜505…ポンプ光入力用光ファイバ、506…波長分波器(アレイ導波路型回折格子)、507〜510…分岐導波路もしくは光ファイバ、511〜514…波長変換器、515…光合波器(アレイ導波路型回折格子)、516…出力用光ファイバ、517〜520…ポンプ光源、521〜524…光増幅器。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical demultiplexer and a wavelength conversion device, and is particularly effective when applied to an arrayed waveguide type diffraction grating used in an optical transmission system such as optical communication, optical switching, and optical information processing using wavelength multiplexing. Technology.
[0002]
[Prior art]
FIG. 4A is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional arrayed waveguide type diffraction grating. For simplicity, a 1-input / 4-output arrayed waveguide grating used in an optical transmission system in which four wavelengths are multiplexed will be described as an example. The material is a quartz-based waveguide, or a polymer waveguide or a semiconductor waveguide.
[0003]
4A,
[0004]
At this time, since the phase condition varies depending on the wavelength, an arrayed waveguide type diffraction grating is used as an optical demultiplexer by utilizing the phenomenon that different wavelengths are concentrated in the
[0005]
That is, λa is output to the output
[0006]
Next, an example in which a conventional arrayed waveguide type diffraction grating is applied to an optical transmission system will be described.
[0007]
The optical transmission system using wavelength multiplexing has been focusing on the 1.55 micron (μm) band with the development of the erupum-doped optical fiber amplifier (effective band 1530-1560 nm: collectively referred to as the 1.55 micron (μm) band). Has developed. However, with the recent development of long wavelength band optical fiber amplifiers (effective band: 1570 to 1600 nm: collectively referred to as 1.58 micron band), networks using the 1.58 micron band are also being developed. What is important here is the interconnection of networks using various wavelengths.
[0008]
In Japan, dispersion-shifted fibers that are advantageous for transmitting high-speed signals (for example, 10 Gb / s or more) have been laid for a long time. On the other hand, dispersion-shifted fibers have strong interference between wavelength-multiplexed signals, and generally use wavelength-multiplexed signals at unequal intervals. On the other hand, in Europe and the United States, wavelength-division multiplexed signals are used at regular intervals together with the installation of a dispersion fiber, and interconnection between unequally spaced and equally spaced networks is also important.
[0009]
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional multi-wavelength batch conversion device for connecting a network (reference: Japanese Patent Application No. 11-65036, Kikuchi, Shibata, Ito “Multi-wavelength conversion device”). ). Here, for simplicity, a WDM system using four wavelengths is assumed, and four wavelengths of λ1, λ2, λ3, and λ4 are used as input signal light wavelengths before conversion, and output signal light wavelengths (= pump light wavelengths) after conversion are used. , Λ5, λ6, λ7, λ8. Practically, for example, the wavelengths of λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, and λ8 are 1551 nm, 1552 nm, 1553 nm, 1554 nm, 1557 nm, 1559 nm, 1562 nm, and 1566 nm, respectively.
[0010]
In FIG. 5,
[0011]
Here, when wavelength-multiplexed signal light of λ1, λ2, λ3, and λ4 is input to the wavelength-multiplexed signal light input
[0012]
Here, the wavelength conversion is performed in each optical conversion element by arbitrarily modulating the input signals λ1 to λ4. For example, by using a semiconductor optical amplifying element as an optical wavelength conversion element and injecting a certain optimum bias current, when the input signal light is on, the gain of the pump light is reduced, and the input signal light is turned off. At this time, the gain of the pump light is recovered. So-called mutual gain modulation occurs, and inverter-type wavelength conversion occurs. That is, the wavelength converted lights λ5, λ6, λ7, λ8 having the wavelength of the pump light and the signal information of the input signal light are generated. This is multiplexed by an optical multiplexer (arrayed waveguide type diffraction grating) 515 and output to an output
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the above method, the signal light is wavelength-multiplexed, whereas the pump light requires one input port for one wavelength. That is, a plurality of
[0014]
When the output power of the pump light is insufficient, it is cheaper to collectively amplify the wavelength-multiplexed pump light by the optical amplifier than to amplify the output from the different pump light sources by the different
[0015]
An object of the present invention is to provide a technique capable of demultiplexing wavelength multiplexed signal light and wavelength multiplexed pump light.
Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the cost of a multi-wavelength batch conversion device.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
[0016]
[Hand beat to solve the problem]
The following is a brief description of the outline of the invention disclosed in the present application.
(1) Wavelength multiplexed light is input, the wavelength multiplexed light is branched by an input side slab waveguide, and the branched wavelength multiplexed light is propagated to array waveguides having different lengths and then output slab waveguide. A signal light input waveguide, a signal light input slab waveguide, and a signal for inputting wavelength multiplexed signal light in an optical demultiplexer that demultiplexes wavelength-division multiplexed light into a plurality of waveguides by multiplexing the signals. A pump light input waveguide for inputting wavelength multiplexed pump light, a pump light input slab waveguide, and an output slab waveguide having a pump light array waveguide; Waveguides are connected to both outputs of the signal light array waveguide and the pump light array waveguide.
(2) a wavelength multiplexing signal light input waveguide for inputting a wavelength multiplexing signal light, a wavelength multiplexing pump light inputting waveguide for inputting a wavelength multiplexing pump light, the optical demultiplexer of (1), a plurality of wavelength converters, What is claimed is: 1. A wavelength converter comprising an optical multiplexer and an output optical waveguide, wherein the wavelength multiplexed signal light input waveguide and the wavelength multiplexed pump light input waveguide are the optical demultiplexer of (1). Connected, the outputs of the optical demultiplexer of (1) are respectively connected to the plurality of wavelength converters via a plurality of optical waveguides, and the respective outputs of the wavelength converter are connected to the optical multiplexer. The output of the optical multiplexer is connected to the output waveguide.
[0017]
That is, the points of the present invention include an input optical waveguide for inputting wavelength-division multiplexed light, an input slab waveguide for splitting wavelength-division-multiplexed light, and a plurality of optical waveguides for respectively guiding the split wavelength-multiplexed light. In an optical multiplexer (array waveguide type diffraction grating) including an array waveguide, an output slab waveguide connected to the array waveguide, and a plurality of output waveguides connected to the output slab waveguide, A signal light input waveguide for inputting multiplexed signal light, a signal light input slab waveguide and a signal light array waveguide having a signal light array waveguide, and a pump light input waveguide for inputting wavelength multiplexed pump light; A slab waveguide for pump light input and an array waveguide for pump light, and an output slab waveguide connected to both outputs of the signal light array waveguide and the pump light array waveguide. .
[0018]
Further, as a method of using the optical demultiplexer of the above (1), the optical demultiplexer has two input ports and a plurality of output ports, and one of the input ports is provided with a wavelength multiplexed signal light. The other port receives the wavelength multiplexed pump light, and each output port combines and outputs one wavelength of the wavelength multiplexed signal light and one wavelength of the wavelength multiplexed pump light.
[0019]
Each of the output ports is provided with a wavelength conversion element, and performs wavelength conversion by converting one wavelength of the wavelength multiplexed signal light according to the wavelength of one wavelength of the wavelength multiplexed pump light. Generates light, multiplexes the wavelength converted light generated by each wavelength conversion element using an optical multiplexer, and makes it possible to use it as a useful multi-wavelength batch conversion element by converting it to wavelength multiplexed wavelength converted light. Become.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings together with embodiments (examples) according to the present invention.
[0021]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an optical demultiplexer according to a first embodiment of the present invention. Here, for simplicity, a WDM system using four wavelengths is assumed, and four wavelengths of λ1, λ2, λ3, and λ4 are used as wavelength multiplexed signal light, and four wavelengths of λ5, λ6, λ7, and λ8 are used as wavelength multiplexed pump light. An example of use will be described. Practically, for example, the wavelengths of λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, and λ8 are 1551 nm, 1552 nm, 1553 nm, 1554 nm, 1557 nm, 1559 nm, 1562 nm, and 1566 nm, respectively.
[0022]
In FIG. 1,
[0023]
In FIG. 1, when the wavelength multiplexed signal light λ1, λ2, λ3, λ4 is input to the wavelength multiplexed signal
[0024]
On the other hand, when the wavelength multiplexing pump light λ5, λ6, λ7, λ8 is input to the wavelength multiplexing pumping
[0025]
Here, the positions where the respective waveguides of the wavelength-division multiplexed signal
[0026]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a wavelength conversion device according to a second embodiment of the present invention, which is for explaining a new configuration of a multi-wavelength batch conversion device using the optical demultiplexer of the first embodiment. FIG. Here, for simplicity, a WDM system using four wavelengths is assumed, and four wavelengths of λ1, λ2, λ3, and λ4 are used as input signal light wavelengths before conversion, and output signal light wavelengths (= pump light wavelengths) after conversion are used. Four wavelengths λ5, λ6, λ7, λ8 are used. In practical use, for example, the wavelengths of λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, and λ8 are 1551 nm, 1552 nm, 1553 nm, 1554 nm, 1557 nm, 1559 nm, 1562 nm, and 1566 nm, respectively.
[0027]
In FIG. 2,
[0028]
Here, wavelength multiplexed signal light of λ1, λ2, λ3, λ4 is input to the wavelength multiplexed signal
[0029]
That is, the wavelength converted lights λ5, λ6, λ7, λ8 having the wavelength of the pump light and the signal information of the input signal light are generated. This is multiplexed by an optical multiplexer (array waveguide type diffraction grating) 215 and output to an output
[0030]
Note that, here, only multi-wavelength batch conversion (wavelength conversion from signal light of 1551 to 1554 nm to 1557 to 1566 nm) between adjacent wavelengths has been described, but by changing the wavelength of pump light, multi-wavelength conversion to a farther wavelength is performed. Multi-wavelength batch conversion to wavelength batch conversion (for example, from 1.55 μm band to 1.58 μm band) is also possible.
[0031]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining a case where a multi-wavelength simultaneous output laser is used as a light source in the wavelength converter according to the third embodiment of the present invention, where 301 is a semiconductor laser having a wavelength of 1.48 μm, and 302 is light. An isolator, 303 is an optical fiber doped with erpium, and 304 to 307 are gratings (waveguide type diffraction gratings) formed in the
[0032]
In FIG. 3, reflections of λ5, λ6, λ7, λ8 are repeated at a part of the
[0033]
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and can be variously modified without departing from the gist of the invention. Of course.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to demultiplex a wavelength multiplexed signal light and a wavelength multiplexed pump light. Thereby, for example, instead of using a plurality of pump light sources and a plurality of optical amplifiers in the multi-wavelength batch conversion device, by using one multi-wavelength simultaneous output laser and one optical amplifier, the entire multi-wavelength batch conversion device can be realized. Costs can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of an optical multiplexer according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a wavelength conversion device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a multi-wavelength simultaneous output laser of a wavelength converter according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional arrayed waveguide type diffraction grating.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a conventional multi-wavelength batch conversion device for connecting a network.
[Explanation of symbols]
101: Wavelength multiplexed signal light input waveguide, 102: Wavelength multiplexed signal light input slab waveguide, 103: Wavelength multiplexed signal light array waveguide, 104: Wavelength multiplexed pump light input waveguide, 105: Wavelength multiplexing Slab waveguide for pump light, 106: arrayed waveguide for wavelength multiplexed pump light, 107: slab waveguide for output, 108 to 111: waveguide for output, 201: fiber for inputting wavelength multiplexed signal light, 202: wavelength multiplexed pump Optical input fiber, 206: optical demultiplexer, 207 to 210: demultiplexing waveguide or optical fiber, 211 to 214: wavelength converter, 215: optical multiplexer (arrayed waveguide type diffraction grating), 216: output light Fiber, 217: Multi-wavelength simultaneous output laser, 218: Optical amplifier, 301: Semiconductor laser, 302: Optical isolator, 303: Erpium-doped fiber , 304 to 307: grating (waveguide type diffraction grating), 308: output optical fiber, 401: input optical waveguide, 402: input slab waveguide, 403: array waveguide, 404: output slab waveguide, 405 to 408: output optical waveguide, 501: input optical fiber, 502 to 505: pump light input optical fiber, 506: wavelength demultiplexer (arrayed waveguide type diffraction grating), 507 to 510: branch waveguide or Optical fibers, 511 to 514: wavelength converter, 515: optical multiplexer (array waveguide type diffraction grating), 516: output optical fiber, 517 to 520: pump light source, 521 to 524: optical amplifier.
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