JPH11252046A - Wavelength selection element - Google Patents
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- JPH11252046A JPH11252046A JP10047630A JP4763098A JPH11252046A JP H11252046 A JPH11252046 A JP H11252046A JP 10047630 A JP10047630 A JP 10047630A JP 4763098 A JP4763098 A JP 4763098A JP H11252046 A JPH11252046 A JP H11252046A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構成を簡略化し安価とする。損失を少なくし
高速動作を行わせる。
【解決手段】 波長多重化された光信号λ1・・・・λ
nを波長分波器2によって波長信号λ1・・・・λnに
分離する。この分離された波長信号λ1・・・・λnを
光ゲート51〜5nへ与える。光ゲート51〜5nの出
力に高速光ディテクタ7を共通に接続する。光ゲート5
1〜5nはそのゲートが開かれた時に波長信号λ1・・
・・λnを出力する。例えば、光ゲート5iのゲートが
開かれると、波長分波器2からの波長信号λiが高速光
ディテクタ7へ与えられる。高速光ディテクタ7は供与
される波長信号λiを電気信号に変換する。これによ
り、高速光ディテクタ7から、電気信号に変換された必
要とする任意の波長信号λiが得られる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To simplify the configuration and reduce the cost. Reduce loss and allow high-speed operation. SOLUTION: A wavelength-multiplexed optical signal λ1... Λ
.. λn by the wavelength demultiplexer 2. ... Λn are supplied to the optical gates 51 to 5n. The high-speed optical detector 7 is commonly connected to the outputs of the optical gates 51 to 5n. Light gate 5
1 to 5n are wavelength signals λ1... When the gate is opened.
... Output λn. For example, when the gate of the optical gate 5i is opened, the wavelength signal λi from the wavelength demultiplexer 2 is supplied to the high-speed optical detector 7. The high-speed optical detector 7 converts the supplied wavelength signal λi into an electric signal. As a result, the required arbitrary wavelength signal λi converted into an electric signal is obtained from the high-speed optical detector 7.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信,光交
換,光情報処理等に用いて好適な波長選択素子に関する
ものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength selecting element suitable for use in optical communication, optical switching, optical information processing and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信技術の高度化に伴い、大容量の通
信を実現するために、波長多重(WDM)化された光信
号を用いることが重要となってきている。この波長多重
化された光信号を用いた波長多重通信システムにおいて
は、比較的高速(数GHz〜10GHz程度)の波長信号が
非常に狭い周波数間隔(200G〜50GHz間隔)で密
に詰め込まれることが想定されている。この波長多重通
信システムにおいては、波長多重化された光信号λ1・
・・・λn(図5参照)から、すなわち第1〜第nの波
長信号λ1・・・・λnから、制御信号に応じて、必要
とする任意の波長信号λiのみを抽出する機能を持つ波
長選択素子1が非常に重要な役割を果たす。この波長選
択素子1での機能を実現するために、これまでに幾つか
の手法が提案されているが、大きく分けて次の3つの手
法に分類される。2. Description of the Related Art With the advancement of optical communication technology, it has become important to use wavelength multiplexed (WDM) optical signals in order to realize large-capacity communication. In a wavelength division multiplexing communication system using wavelength multiplexed optical signals, wavelength signals of relatively high speed (several GHz to 10 GHz) may be densely packed at very narrow frequency intervals (200 GHz to 50 GHz intervals). It is assumed. In this wavelength division multiplexing communication system, a wavelength multiplexed optical signal λ1 ·
... Λn (see FIG. 5), that is, wavelengths having a function of extracting only a required arbitrary wavelength signal λi according to a control signal from the first to n-th wavelength signals λ1. The selection element 1 plays a very important role. Several methods have been proposed so far to realize the function of the wavelength selection element 1, but they are roughly classified into the following three methods.
【0003】〔第1の手法〕第1の手法は波長可変フィ
ルタを利用する方法である。波長可変フィルタとして
は、ファイバーグレーティングや音響光学フィルタ(A
OTF)やアレイ導波路格子(AWG)などがその一例
であり、フィルタの反射波長や透過波長を調整すること
によって必要な波長を選択するものであり、原理的には
簡易に構成することができる。なお、音響光学フィルタ
については、文献1(J.Frangen,et.al.,"Integrated o
ptical acoustically tunable wavelength filter",Ele
ctron.Lett.,vol.25,pp.1583-1584,1989)に示されてい
る。[First Method] The first method is a method using a wavelength tunable filter. Wavelength tunable filters include fiber gratings and acousto-optic filters (A
OTF), arrayed waveguide grating (AWG), etc. are examples of this, and the required wavelength is selected by adjusting the reflection wavelength and transmission wavelength of the filter, and can be simply constructed in principle. . The acousto-optic filter is described in reference 1 (J. Frangen, et.al., "Integrated o
ptical acoustically tunable wavelength filter ", Ele
ctron. Lett., vol. 25, pp. 1583-1584, 1989).
【0004】〔第2の手法〕図6に第2の手法による波
長選択素子の基本構成図を示す。この第2の手法につい
ては文献2(F.Tong,C.-S.Li,G.Berkowiz,"A 32-channe
l tunable receivermodule for wavelength-division m
ultiple-access networks",IEEE Photon.Technol.Let
t.,vol.9,no.11.,pp.1523-1525,1997)に示されてい
る。同図において、2は波長分波器、31〜3nは高速
光ディテクタ(高速PD)、4は電気的なスイッチング
回路である。[Second Technique] FIG. 6 shows a basic configuration diagram of a wavelength selection element according to a second technique. The second method is described in reference 2 (F. Tong, C.-S. Li, G. Berkowiz, "A 32-channe
l tunable receivermodule for wavelength-division m
ultiple-access networks ", IEEE Photon.Technol.Let
t., vol. 9, no. 11, pp. 1523-1525, 1997). In the figure, 2 is a wavelength demultiplexer, 31 to 3n are high-speed optical detectors (high-speed PDs), and 4 is an electrical switching circuit.
【0005】この波長選択素子では、波長分波器2によ
って、波長多重化された光信号λ1・・・・λnが第1
〜第nの波長信号λ1・・・・λnに分離される。この
分離された波長信号λ1・・・・λnは高速光ディテク
タ31〜3nへ与えられる。高速光ディテクタ31〜3
nは波長信号λ1・・・・λnを光信号から電気信号に
変換する。電気信号に変換された波長信号λ1・・・・
λnはスイッチング回路4へ与えられる。スイッチング
回路4は、制御信号に応じた適切な信号処理により、電
気信号に変換された必要とする任意の波長信号λiのみ
を抽出する。In this wavelength selecting element, the optical signals λ1... Λn wavelength-multiplexed by the wavelength demultiplexer 2
... Λn. The separated wavelength signals λ1... Λn are applied to high-speed optical detectors 31 to 3n. High-speed optical detectors 31 to 3
n converts the wavelength signals λ1... λn from optical signals to electrical signals. Wavelength signal λ1 converted into an electric signal
λn is provided to the switching circuit 4. The switching circuit 4 extracts only a required arbitrary wavelength signal λi converted into an electric signal by appropriate signal processing according to the control signal.
【0006】〔第3の手法〕図7に第3の手法による波
長選択素子の基本構成図を示す。この第3の手法につい
ては文献3(B.Glance,adnl.P.Kaminow,and R.W.Wilso
n,"Application of the Integrated Waveguide Grating
Router",J.of L.T.,vol.12,pp.957-961,1994)に示さ
れている。同図において、2は波長分波器、51〜5n
は光ゲート、6は波長合波器である。[Third Technique] FIG. 7 shows a basic configuration diagram of a wavelength selecting element according to a third technique. This third method is described in reference 3 (B. Glance, adnl. P. Kaminow, and RWWilso).
n, "Application of the Integrated Waveguide Grating
Router ", J. of LT, vol. 12, pp. 957-961, 1994. In the figure, reference numeral 2 denotes a wavelength demultiplexer, 51 to 5n.
Is an optical gate, and 6 is a wavelength multiplexer.
【0007】この波長選択素子では、波長分波器2によ
って、波長多重化された光信号λ1・・・・λnが第1
〜第nの波長信号λ1・・・・λnに分離される。この
分離された波長信号λ1・・・・λnは光ゲート51〜
5nへ与えられる。光ゲート51〜5nは、この入力さ
れる波長信号λ1・・・・λnを、そのゲートが開かれ
た時に出力する。光ゲート51〜5nは波長分波器2の
各々の出力ポートに並列に接続されており、電気的もし
くは光学的な制御を行うことによって、ゲートに入射さ
れた光の透過率が大きく変化する。In this wavelength selecting element, the optical signals λ 1... Λn wavelength-multiplexed by the wavelength demultiplexer 2
... Λn. The separated wavelength signals λ1.
5n. The optical gates 51 to 5n output the input wavelength signals λ1... Λn when the gates are opened. The optical gates 51 to 5n are connected in parallel to the respective output ports of the wavelength demultiplexer 2, and by performing electrical or optical control, the transmittance of the light incident on the gate changes significantly.
【0008】例えば、光ゲート5iへ図示せぬ光ゲート
制御手段より制御信号が与えられると、光ゲート5iの
ゲートが開かれ、波長分波器2からの波長信号λiが光
ゲート5iを通過し、導波路を介して後段の波長合波器
6へ与えられる。波長合波器6は、供与される波長信号
(光信号)λiを、1つの出力導波路に出力する。な
お、波長合波器6に代えて光スイッチを用いる場合もあ
る。For example, when a control signal is supplied to the optical gate 5i from an optical gate control means (not shown), the gate of the optical gate 5i is opened, and the wavelength signal λi from the wavelength demultiplexer 2 passes through the optical gate 5i. , Through a waveguide to a subsequent wavelength multiplexer 6. The wavelength multiplexer 6 outputs the supplied wavelength signal (optical signal) λi to one output waveguide. In some cases, an optical switch is used instead of the wavelength multiplexer 6.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
手法では、熱光学効果など、低速の動作原理に依存して
いるため、波長可変フィルタの動作速度の高速化が困難
であるという問題を有している。すなわち、熱光学効果
でフィルタの透過(反射)波長を変えるためには、ヒー
タなどで素子の加熱や冷却を行い、熱が伝搬して行き、
媒質の屈折率等が変化することによって動作をしてい
る。素子の熱容量などによっても、その動作速度は変化
するが、加熱時間および安定化するまでの時間が必要で
あるため、少なくとも数msの動作速度を要する。ま
た、音響光学フィルタの場合を除くと、波長可変幅の観
点からも問題となる場合が少なくない。However, the first method has a problem that it is difficult to increase the operation speed of the wavelength tunable filter because it depends on a low-speed operation principle such as a thermo-optic effect. doing. That is, in order to change the transmission (reflection) wavelength of the filter by the thermo-optic effect, the element is heated or cooled by a heater or the like, and the heat propagates.
The operation is performed by changing the refractive index of the medium. Although the operation speed changes depending on the heat capacity of the element, the operation speed is required to be at least several ms because the heating time and the time until stabilization are required. Except for the case of an acousto-optic filter, there are many cases where a problem arises from the viewpoint of the wavelength variable width.
【0010】第2の手法では、多チャンネルになればな
るほど、さらに大規模で非常に煩雑な回路および実装を
必要とする。一般に、多チャンネルの高速実装は容易で
はなく、また、すべての信号を電気的に処理することが
必要であるため、高速の信号を扱う場合には電気的なク
ロストークを抑制することが必要となるが、高速・多チ
ャンネルのスループットの高い大規模なスイッチング回
路および実装方法が必要であり、安価に構成することは
非常に困難である。このため、第2の手法では構成が複
雑であるために低価格化が困難であると共に、高速化が
困難であるという問題を有している。In the second method, as the number of channels increases, a large-scale and very complicated circuit and mounting are required. In general, high-speed mounting of multiple channels is not easy, and it is necessary to process all signals electrically. Therefore, when handling high-speed signals, it is necessary to suppress electrical crosstalk. However, a large-scale switching circuit and a mounting method with high speed and high multi-channel throughput are required, and it is extremely difficult to configure the circuit at low cost. For this reason, the second method has a problem that it is difficult to reduce the price because of the complicated configuration, and it is difficult to increase the speed.
【0011】第3の手法では、信号を光学的に処理して
いるため、複雑な電気回路を必要としないという特徴を
有している。また、光ゲートとして、半導体吸収型ゲー
トや半導体アンプゲート素子などを用いれば、高速動作
を行うことができる。しかし、この第3の手法では、構
成上、波長合波器もしくは光スイッチが必要であり、こ
れが素子構造を複雑とし、高価格化を招く。また、波長
合波器もしくは光スイッチでの損失が無視できず、挿入
損失が増大する問題を有している。The third method has a feature that no complicated electric circuit is required because the signal is optically processed. If a semiconductor absorption gate or a semiconductor amplifier gate element is used as the optical gate, high-speed operation can be performed. However, the third method requires a wavelength multiplexer or an optical switch due to its configuration, which complicates the element structure and leads to an increase in cost. Further, there is a problem that the loss in the wavelength multiplexer or the optical switch cannot be ignored and the insertion loss increases.
【0012】本発明はこのような課題を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、第3の手法
による構成をより簡略化し、安価でより高速動作を行わ
せることのできる波長選択素子を提供することにある。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to simplify the configuration according to the third method, to reduce the wavelength at which high-speed operation can be performed at low cost. It is to provide a selection element.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、第1発明(請求項1に係る発明)は、波長多
重化された光信号を第1〜第nの波長信号に分離する波
長分波器と、この波長分波器によって分離された第1〜
第nの波長信号を入力としこの入力される第1〜第nの
波長信号をそのゲートが開かれた時に出力する第1〜第
nの光ゲートと、この第1〜第nの光ゲートの出力に共
通に接続され光信号を電気信号に変換する高速光ディテ
クタと、第1〜第nの光ゲートのうち必要とする波長信
号に対応する光ゲートのゲートを開く光ゲート制御手段
とを備えたものである。この発明によれば、波長多重化
された光信号が波長分波器で第1〜第nの波長信号に分
離され、第1〜第nの光ゲートへ与えられる。この時、
そのゲートが開かれている光ゲートから必要とする任意
の波長信号(光信号)が出力され、高速光ディテクタへ
与えられ、電気信号に変換される。In order to achieve the above object, a first invention (an invention according to claim 1) is to separate a wavelength-multiplexed optical signal into first to n-th wavelength signals. Wavelength demultiplexer, and the first to first wavelength demultiplexers separated by the wavelength demultiplexer.
A first to an n-th optical gate which receives an n-th wavelength signal as input and outputs the inputted first to n-th wavelength signals when the gate is opened; and A high-speed optical detector that is commonly connected to an output and converts an optical signal into an electric signal; and an optical gate control unit that opens a gate of an optical gate corresponding to a required wavelength signal among the first to n-th optical gates. It is a thing. According to the present invention, the wavelength-multiplexed optical signal is separated into the first to n-th wavelength signals by the wavelength demultiplexer and supplied to the first to n-th optical gates. At this time,
An optional wavelength signal (optical signal) required is output from the optical gate whose gate is open, supplied to the high-speed optical detector, and converted into an electric signal.
【0014】第2発明(請求項2に係る発明)は、波長
多重化された光信号を第1〜第nの波長信号に分離する
波長分波器と、この波長分波器によって分離された第1
〜第nの波長信号を入力としこの入力される第1〜第n
の波長信号をそのゲートが開かれた時に出力する第1〜
第nの光ゲートと、この第1〜第nの光ゲートを少なく
とも2つ以上の光ゲートからなる第1〜第m(m≦n/
2)の光ゲート群に分け、この分けられた第1〜第mの
光ゲート群の光ゲートの出力に共通に接続され光信号を
電気信号に変換する第1〜第mの高速光ディテクタと、
第1〜第nの光ゲートのうち必要とする波長信号に対応
する光ゲートのゲートを開く光ゲート制御手段とを備え
たものである。この発明によれば、波長多重化された光
信号が波長分波器で第1〜第nの波長信号に分離され、
第1〜第nの光ゲートへ与えられる。この時、そのゲー
トが開かれている光ゲートから必要とする任意の波長信
号(光信号)が出力され、第1〜第mの高速光ディテク
タ中、その光ゲートに接続された高速光ディテクタへ与
えられ、電気信号に変換される。According to a second invention (an invention according to claim 2), a wavelength demultiplexer for demultiplexing a wavelength-multiplexed optical signal into first to n-th wavelength signals, and the wavelength demultiplexer separated by the wavelength demultiplexer. First
To the n-th wavelength signal, and the input first to n-th wavelength signals.
Output when the gate is opened.
The n-th optical gate and the first to n-th optical gates are composed of at least two or more optical gates.
2) first to m-th high-speed optical detectors that are divided into optical gate groups, are commonly connected to the outputs of the optical gates of the divided first to m-th optical gate groups, and convert optical signals into electric signals; ,
Optical gate control means for opening an optical gate corresponding to a required wavelength signal among the first to n-th optical gates. According to the present invention, the wavelength-multiplexed optical signal is separated into the first to n-th wavelength signals by the wavelength demultiplexer,
The signal is supplied to first to n-th optical gates. At this time, a desired wavelength signal (optical signal) is output from the optical gate whose gate is open, and is sent to the high-speed optical detector connected to the optical gate among the first to m-th high-speed optical detectors. And converted to electrical signals.
【0015】第3発明(請求項3に係る発明)は、第1
又は第2発明において、波長分波器をアレイ導波路格子
で形成したものである。この発明によれば、波長多重化
された光信号がアレイ導波路格子によって第1〜第nの
波長信号に分離される。第4発明(請求項4に係る発
明)は、第1,第2又は第3発明において、光ゲートの
出力を高速光ディテクタの異なる入射ポートに接続した
ものである。この発明によれば、高速光ディテクタが多
数の入射ポートを有し、この入射ポートから個別に波長
信号が入力される。[0015] The third invention (the invention according to claim 3) is the first invention.
Alternatively, in the second invention, the wavelength demultiplexer is formed by an arrayed waveguide grating. According to the present invention, the wavelength-multiplexed optical signal is separated into the first to n-th wavelength signals by the arrayed waveguide grating. According to a fourth invention (an invention according to claim 4), in the first, second or third invention, the output of the optical gate is connected to a different incident port of the high-speed optical detector. According to the present invention, the high-speed optical detector has a large number of input ports, and wavelength signals are individually input from the input ports.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態に基づ
き詳細に説明する。図1はこの発明の一実施の形態を示
す波長選択素子の基本構成図である。同図において、図
7と同一符号は、同一或いは同等構成要素を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments. FIG. 1 is a basic configuration diagram of a wavelength selection element showing an embodiment of the present invention. 7, the same reference numerals as those in FIG. 7 indicate the same or equivalent components.
【0017】この実施の形態では、図7に示した波長合
波器6に代えて、光信号を電気信号に変換する高速光デ
ィテクタ(高速PD)7を用いている。すなわち、この
実施の形態では、高速光ディテクタが同時多チャンネル
入力が可能であるという特徴に着目し、光ゲート51〜
5nの出力に高速光ディテクタ7を共通に接続してい
る。In this embodiment, a high-speed optical detector (high-speed PD) 7 for converting an optical signal into an electric signal is used instead of the wavelength multiplexer 6 shown in FIG. That is, in this embodiment, attention is paid to the feature that the high-speed optical detector is capable of simultaneous multi-channel input, and the optical gates 51 to
The high-speed optical detector 7 is commonly connected to the output of 5n.
【0018】この波長選択素子では、波長分波器2によ
って、波長多重化された光信号λ1・・・・λnが第1
〜第nの波長信号λ1・・・・λnに分離される。この
分離された波長信号λ1・・・・λnは光ゲート51〜
5nへ与えられる。光ゲート51〜5nは、この入力さ
れる波長信号λ1・・・・λnを、そのゲートが開かれ
た時に出力する。光ゲート51〜5nは波長分波器2の
各々の出力ポートに並列に接続されており、電気的もし
くは光学的な制御を行うことによって、ゲートに入射さ
れた光の透過率が大きく変化する。In this wavelength selecting element, the optical signals λ1... Λn wavelength-multiplexed by the wavelength demultiplexer 2 are converted into first signals.
... Λn. The separated wavelength signals λ1.
5n. The optical gates 51 to 5n output the input wavelength signals λ1... Λn when the gates are opened. The optical gates 51 to 5n are connected in parallel to the respective output ports of the wavelength demultiplexer 2, and by performing electrical or optical control, the transmittance of the light incident on the gate changes significantly.
【0019】例えば、光ゲート5iへ図示せぬ光ゲート
制御手段より制御信号が与えられると、光ゲート5iの
ゲートが開かれ、波長分波器2からの波長信号λiが光
ゲート5iを通過し、導波路を介して後段の高速光ディ
テクタ7へ与えられる。高速光ディテクタ7は供与され
る波長信号(光信号)λiを電気信号に変換する。これ
により、高速光ディテクタ7から、電気信号に変換され
た必要とする任意の波長信号λiが得られる。For example, when a control signal is supplied to the optical gate 5i from an optical gate control means (not shown), the gate of the optical gate 5i is opened, and the wavelength signal λi from the wavelength demultiplexer 2 passes through the optical gate 5i. , To the subsequent high-speed photodetector 7 via a waveguide. The high-speed optical detector 7 converts the supplied wavelength signal (optical signal) λi into an electric signal. As a result, the required arbitrary wavelength signal λi converted into an electric signal is obtained from the high-speed optical detector 7.
【0020】この波長選択素子では、多数実装すること
が技術的,価格的に非常に困難な高速光ディテクタがた
だ1つで済むため、素子の作製および実装が容易とな
り、低価格化を図ることができる。また、波長毎に別々
の導波路に出力された光を高速光ディテクタ7で直接受
光するため、図7に示したような複雑な構成の波長合波
器(あるいは光スイッチ)6を省くことができ、素子の
簡略化が図られ、低価格化を促進することができる。ま
た、高速光ディテクタ7での損失は波長合波器(あるい
は光スイッチ)6と比べて非常に少なく、より低損失で
素子を実現することができる。In this wavelength selection device, since only a single high-speed photodetector, which is extremely difficult to mount technically and in terms of cost, is required, it is easy to manufacture and mount the device, and to reduce the cost. Can be. Further, since the light output to separate waveguides for each wavelength is directly received by the high-speed optical detector 7, the wavelength multiplexer (or optical switch) 6 having a complicated configuration as shown in FIG. 7 can be omitted. As a result, the elements can be simplified, and the cost can be reduced. Further, the loss in the high-speed optical detector 7 is much smaller than that in the wavelength multiplexer (or optical switch) 6, and the element can be realized with lower loss.
【0021】ここで、この実施の形態で重要な役割を果
たす高速光ディテクタ7について、波長信号λ1・・・
・λnの入射部分の構造について説明する。Here, with respect to the high-speed optical detector 7 which plays an important role in this embodiment, the wavelength signals λ1.
The structure of the incident portion of λn will be described.
【0022】図2(a)は高速光ディテクタ7に多数の
入射ポートを設け、別々の導波路8−1〜8−nからの
入射光(波長信号λ1・・・・λn)を高速光ディテク
タ7に導入するようにしたものである。FIG. 2A shows a high-speed optical detector 7 in which a number of incident ports are provided, and incident light (wavelength signals λ1... Λn) from different waveguides 8-1 to 8-n is transmitted to a high-speed optical detector. 7 is introduced.
【0023】図2(b)は別々の導波路8−1〜8−n
かからの入射光(波長信号λ1・・λn)をマルチモー
ド導波路9に接続して1つの導波路とした後に、高速光
ディテクタ7に導入するようにしたものである。FIG. 2B shows separate waveguides 8-1 to 8 -n.
The incident light (wavelength signals λ1... Λn) is connected to the multimode waveguide 9 to form one waveguide, and then is introduced into the high-speed optical detector 7.
【0024】これらの構造は、ごく単純な構造に見える
が、光導波路型デバイスとしては、通常と異なる構造で
あるので、背景について簡単に説明を行う。Although these structures seem to be very simple structures, the structure is different from the ordinary structure as an optical waveguide device, so that the background will be briefly described.
【0025】通常、光導波路においては、シングルモー
ドもしくはそれに近い条件の導波路を利用することが一
般的である。これは、導波路の高次モードが励振された
場合、基本モードと高次モードとの伝搬速度が異なるた
めに干渉したりしてノイズの原因となったり、高次モー
ドでは動作しなかったり、特性が変化したりするデバイ
スが生じたりするためである。Generally, in an optical waveguide, it is common to use a waveguide in a single mode or a condition close thereto. This is because, when a higher mode of the waveguide is excited, the propagation speed between the fundamental mode and the higher mode is different, causing interference due to interference, or not operating in the higher mode, This is because some devices change their characteristics.
【0026】このため、複数本の導波路から1本の導波
路に接続を行う場合においても、少なくとも導波路の出
力端をシングルモードとすることが必要となる。これに
より、出力される光強度はそれぞれの導波モードの基本
モードの重なり積分で決定され、発生した高次モードは
放射されてしまう。このため、例えば図3に示すよう
に、入射側の導波路の本数が2本といった場合において
も、3dB以上の損失を生じることになる。Therefore, even when a connection is made from a plurality of waveguides to one waveguide, it is necessary that at least the output end of the waveguide be in a single mode. As a result, the output light intensity is determined by the overlap integral of the fundamental modes of the respective guided modes, and the generated higher-order modes are radiated. For this reason, as shown in FIG. 3, for example, even when the number of waveguides on the incident side is two, a loss of 3 dB or more occurs.
【0027】すなわち、図2(a)や図2(b)のよう
な構造は、損失を避けるという観点からは使用されるこ
とが少ない。しかしながら、本実施の形態では、導波路
の出力端に高速光ディテクタを接続するという構成をと
るために、通常は使用されないマルチモード導波路を接
続することも可能となり、図2(a)や図2(b)のよ
うな構造をとることが可能となる。この結果、図7に示
した機能を波長合波器(あるいは光スイッチ)6を用い
ることなく実現することができ、これによって素子の簡
略化が図れると共に、波長合波器(あるいは光スイッ
チ)6に起因する損失の増加を避けることができる。That is, the structures shown in FIGS. 2A and 2B are rarely used from the viewpoint of avoiding loss. However, in the present embodiment, since a high-speed optical detector is connected to the output end of the waveguide, it is possible to connect a multimode waveguide that is not normally used, as shown in FIG. A structure as shown in FIG. 2 (b) can be obtained. As a result, the function shown in FIG. 7 can be realized without using the wavelength multiplexer (or the optical switch) 6, thereby simplifying the elements and at the same time, the wavelength multiplexer (or the optical switch) 6. Can be prevented from increasing.
【0028】なお、この実施の形態において、実際の波
長分波器2としては、アレイ導波路格子やグレーティン
グによる回折を利用した分光器やグレーティングによる
反射を利用したブラッグ反射型のフィルタを利用するこ
とが考えられる。また、光ゲート5(51〜5n)とし
て、吸収型変調器や光アンプ素子やM−Z型光スイッチ
を利用することが考えられる。In this embodiment, as the actual wavelength demultiplexer 2, a spectroscope utilizing diffraction by an arrayed waveguide grating or a grating or a Bragg reflection type filter utilizing reflection by a grating is used. Can be considered. As the optical gate 5 (51 to 5n), it is conceivable to use an absorption modulator, an optical amplifier element, or an MZ optical switch.
【0029】また、光ゲート5を多段(直列多段)にす
ることにより、光ゲートとしての消光比を改善し、チャ
ンネル間のクロストークを減少させることにより、本素
子をさらに高性能化することも可能である。また、光ア
ンプや光フィルタや光アッテネータや光スイッチ等を光
ゲート5と多段(直列多段)にすることにより、信号の
レベルの調整(増大)を図ったり、波長毎の信号の均一
化等を行うことにより、本素子をさらに高機能化するこ
ともできる。Further, the extinction ratio as an optical gate is improved by forming the optical gate 5 in multiple stages (series multiple stages), and the crosstalk between channels is reduced, thereby further improving the performance of this device. It is possible. In addition, by using an optical amplifier, an optical filter, an optical attenuator, an optical switch, and the like in multiple stages (multiple stages in series) with the optical gate 5, the signal level can be adjusted (increased), and the signal can be made uniform for each wavelength. By performing this, the element can be further enhanced in function.
【0030】また、図1においては、図面の簡略化のた
め、波長分波器2の出力と光ゲート51〜5nとを、ま
た光ゲート51〜5nの出力と高速光ディテクタ7とを
直接接続しているが、波長フィルタやレベル調整を行う
ための素子や偏光を調整する素子等を光ゲート51〜5
nと高速光ディテクタ7との間もしくは波長分波器2と
光ゲート51〜5nとの間に挿入しても構わない。In FIG. 1, for the sake of simplicity, the output of the wavelength demultiplexer 2 is directly connected to the optical gates 51 to 5n, and the output of the optical gates 51 to 5n is directly connected to the high-speed optical detector 7. However, a wavelength filter, an element for adjusting the level, an element for adjusting the polarization, and the like are provided by the optical gates 51 to 5.
n and the high-speed optical detector 7 or between the wavelength demultiplexer 2 and the optical gates 51 to 5n.
【0031】また、図1においては、光ゲート51〜5
nの出力を唯一の高速光ディテクタ7に接続するように
したが、共通化を行うという概念を用いて、複数の高速
光ディテクタを使用した場合であっても、高速光ディテ
クタや周辺回路の削減効果があるので有効である。In FIG. 1, the optical gates 51 to 5
Although the output of n is connected to only the high-speed optical detector 7, the concept of sharing is used to reduce the number of high-speed optical detectors and peripheral circuits even when a plurality of high-speed optical detectors are used. It is effective because it is effective.
【0032】すなわち、図4に示すように、光ゲート5
1〜5nを少なくとも2つ以上の光ゲート5からなる第
1〜第m(m≦n/2)の光ゲート群に分け、この分け
られた第1〜第mの光ゲート群の光ゲート5の出力に第
1〜第mの高速光ディテクタ7−1〜7−mを共通に接
続するように構成してもよい。That is, as shown in FIG.
1 to 5n are divided into first to m-th (m ≦ n / 2) optical gate groups each including at least two or more optical gates 5, and the optical gates 5 of the divided first to m-th optical gate groups are divided. , The first to m-th high-speed photodetectors 7-1 to 7-m may be connected in common.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように本
発明によれば、第1〜第nの光ゲートの出力に光信号を
電気信号に変換する高速光ディテクタを共通に接続する
ことにより、また第1〜第mの光ゲート群の光ゲートの
出力に光信号を電気信号に変換する第1〜第mの高速光
ディテクタを接続することにより、複雑な構成の波長合
波器(あるいは光スイッチ)を省くことができ、第3の
手法による構成がより簡略化され、低価格化を促進する
ことができる。また、高速光ディテクタでの損失は波長
合波器(あるいは光スイッチ)と比べて非常に少なく、
より高速動作を行わせることができる。これにより、大
容量WDMシステム等で、重要な働きをさせることがで
きる。As is apparent from the above description, according to the present invention, a high-speed optical detector for converting an optical signal into an electric signal is commonly connected to the outputs of the first to n-th optical gates. In addition, by connecting the first to m-th high-speed optical detectors for converting optical signals into electric signals to the outputs of the optical gates of the first to m-th optical gate groups, a wavelength multiplexer (or optical Switch) can be omitted, the configuration according to the third method is further simplified, and cost reduction can be promoted. In addition, the loss in high-speed optical detectors is very small compared to wavelength multiplexers (or optical switches).
Higher speed operation can be performed. Thus, important functions can be performed in a large-capacity WDM system or the like.
【図1】 本発明の一実施の形態を示す波長選択素子の
基本構成図である。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a wavelength selection element according to an embodiment of the present invention.
【図2】 この波長選択素子における高速光ディテクタ
への波長信号λ1・・・・λnの入射部分の構造につい
て説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a structure of an incident portion of a wavelength signal λ1... Λn to a high-speed optical detector in the wavelength selection element.
【図3】 2本の導波路から1本の導波路に接続する場
合に3dB以上の損失が生じる状況を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a situation in which a loss of 3 dB or more occurs when two waveguides are connected to one waveguide.
【図4】 この発明の他の実施の形態を示す波長選択素
子の基本構成図である。FIG. 4 is a basic configuration diagram of a wavelength selection element showing another embodiment of the present invention.
【図5】 波長選択素子の基本機能を説明するためのブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram for explaining a basic function of a wavelength selection element.
【図6】 従来の第2の手法による波長選択素子の基本
構成図である。FIG. 6 is a basic configuration diagram of a wavelength selection element according to a second conventional technique.
【図7】 従来の第3の手法による波長選択素子の基本
構成図である。FIG. 7 is a basic configuration diagram of a wavelength selection element according to a third conventional technique.
1…波長選択素子、2…波長分波器、51〜5n…光ゲ
ート、7,7−1〜7−m…高速光ディテクタ、8−1
〜8−n…導波路、9…マルチモード導波路。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wavelength selection element, 2 ... Wavelength demultiplexer, 51-5n ... Optical gate, 7, 7-1-7-m ... High-speed optical detector, 8-1
8-n: waveguide, 9: multimode waveguide.
Claims (4)
波長信号に分離する波長分波器と、 この波長分波器によって分離された第1〜第nの波長信
号を入力としこの入力される第1〜第nの波長信号をそ
のゲートが開かれた時に出力する第1〜第nの光ゲート
と、 この第1〜第nの光ゲートの出力に共通に接続され光信
号を電気信号に変換する高速光ディテクタと、 前記第1〜第nの光ゲートのうち必要とする波長信号に
対応する光ゲートのゲートを開く光ゲート制御手段とを
備えたことを特徴とする波長選択素子。1. A wavelength demultiplexer for separating a wavelength-multiplexed optical signal into first to n-th wavelength signals, and the first to n-th wavelength signals separated by the wavelength demultiplexer as inputs. First to n-th optical gates for outputting the input first to n-th wavelength signals when the gates are opened; and an optical signal commonly connected to the outputs of the first to n-th optical gates. A high-speed optical detector for converting a wavelength into an electric signal; and an optical gate control unit for opening a gate of an optical gate corresponding to a required wavelength signal among the first to n-th optical gates. Select element.
波長信号に分離する波長分波器と、 この波長分波器によって分離された第1〜第nの波長信
号を入力としこの入力される第1〜第nの波長信号をそ
のゲートが開かれた時に出力する第1〜第nの光ゲート
と、 この第1〜第nの光ゲートを少なくとも2つ以上の光ゲ
ートからなる第1〜第m(m≦n/2)の光ゲート群に
分け、この分けられた第1〜第mの光ゲート群の光ゲー
トの出力に共通に接続され光信号を電気信号に変換する
第1〜第mの高速光ディテクタと、 前記第1〜第nの光ゲートのうち必要とする波長信号に
対応する光ゲートのゲートを開く光ゲート制御手段とを
備えたことを特徴とする波長選択素子。2. A wavelength demultiplexer for separating a wavelength-multiplexed optical signal into first to n-th wavelength signals, and the first to n-th wavelength signals separated by the wavelength demultiplexer as inputs. First to n-th optical gates that output the input first to n-th wavelength signals when the gates are opened; and the first to n-th optical gates are formed by at least two or more optical gates. The first to m-th (m ≦ n / 2) optical gate groups are connected, and the optical signals of the divided first to m-th optical gate groups are connected in common to convert optical signals into electric signals. The first to m-th high-speed optical detectors, and optical gate control means for opening the optical gate corresponding to the required wavelength signal among the first to n-th optical gates. Wavelength selection element.
器がアレイ導波路格子で形成されていることを特徴とす
る波長選択素子。3. The wavelength selection device according to claim 1, wherein the wavelength demultiplexer is formed by an arrayed waveguide grating.
ートの出力が前記高速光ディテクタの異なる入射ポート
に接続されていることを特徴とする波長選択素子。4. The wavelength selection device according to claim 1, wherein an output of said optical gate is connected to a different input port of said high-speed optical detector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047630A JPH11252046A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Wavelength selection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10047630A JPH11252046A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Wavelength selection element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11252046A true JPH11252046A (en) | 1999-09-17 |
Family
ID=12780552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10047630A Pending JPH11252046A (en) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | Wavelength selection element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11252046A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015027030A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 日本電信電話株式会社 | Optical channel monitor |
-
1998
- 1998-02-27 JP JP10047630A patent/JPH11252046A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015027030A (en) * | 2013-07-29 | 2015-02-05 | 日本電信電話株式会社 | Optical channel monitor |
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