(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の入力導波路、２組の３ｄＢ合分波器、２本のアーム導波路、アーム導波路上に設けられる位相調整部、２本の出力導波路からなる第１、第２および第３のマッハツェンダ型干渉計を有し、第１のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を主入力ポートとし、第１のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路をドロップポートとし、第１のマッハツェンダ型干渉計の他方の出力導波路と第２のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を波長板を介して接続し、第２のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路と第３のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を接続し、第３のマッハツェンダ型干渉計の他方の入力導波路をサブ入力ポートとし、第３のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路を主出力ポートとし、位相調整部の制御により主入力ポートから入力された主入力信号光に所定の減衰を与えて主出力ポートに出力する光減衰機能と、主入力ポートから入力されたドロップ光をドロップポートに出力し、サブ入力ポートから入力されたアド光を主出力ポートに出力する光分岐機能とを実現する２×２可変光分岐兼光減衰部と、
２本の入力導波路、２組の３ｄＢ合分波器、２本のアーム導波路、アーム導波路上に設けられる位相調整部、２本の出力導波路からなる第４および第５のマッハツェンダ型干渉計を有し、第４のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路をアドポートとし、第４のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路と第５のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を波長板を介して接続し、第５のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路と前記２×２可変光分岐兼光減衰部のサブ入力ポートを接続し、位相調整部の制御によりアドポートから入力されたアド光に所定の減衰を与え、前記２×２可変光分岐兼光減衰部のサブ入力ポートに入力させる光減衰部と
を備え、前記各部が平面基板上に形成したクラッド部とクラッド部より屈折率が高いコア部からなる平面型光導波路で構成されたことを特徴とする光回路。
【請求項２】
２本の入力導波路、２組の３ｄＢ合分波器、２本のアーム導波路、アーム導波路上に設けられる位相調整部、２本の出力導波路からなる第１および第２のマッハツェンダ型干渉計を有し、第１のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を主入力ポートとし、第１のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路をドロップポートとし、第１のマッハツェンダ型干渉計の他方の出力導波路と第２のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を波長板を介して接続し、第２のマッハツェンダ型干渉計の他方の入力導波路をサブ入力ポートとし、第２のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路を主出力ポートとし、前記第１および前記第２のマッハツェンダ型干渉計の各位相調整部で等しい位相量を与える制御により主入力ポートから入力された主入力信号光に所定の減衰を与えて主出力ポートに出力する光減衰機能と、前記第１および第２のマッハツェンダ型干渉計の位相調整部の制御により主入力ポートから入力されたドロップ光をドロップポートに出力し、サブ入力ポートから入力されたアド光を主出力ポートに出力する光分岐機能とを実現する２×２可変光分岐兼光減衰部と、
２本の入力導波路、２組の３ｄＢ合分波器、２本のアーム導波路、アーム導波路上に設けられる位相調整部、２本の出力導波路からなる第３および第４のマッハツェンダ型干渉計を有し、第３のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路をアドポートとし、第３のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路と第４のマッハツェンダ型干渉計の一方の入力導波路を波長板を介して接続し、第４のマッハツェンダ型干渉計の一方の出力導波路と前記２×２可変光分岐兼光減衰部のサブ入力ポートを接続し、前記第３および前記第４のマッハツェンダ型干渉計の各位相調整部で等しい位相量を与える制御により、アドポートから入力されたアド光に所定の減衰を与え、前記２×２可変光分岐兼光減衰部のサブ入力ポートに入力させる光減衰部と
を備え、前記各部が平面基板上に形成したクラッド部とクラッド部より屈折率が高いコア部からなる平面型光導波路で構成されたことを特徴とする光回路。
【請求項３】
請求項１，２のいずれかに記載の光回路において、
一方の出力導波路が主出力ポートとなるマッハツェンダ型干渉計の他方の出力導波路を性能監視ポートとし、このマッハツェンダ型干渉計の位相調整により前記主出力ポートに出力される主入力信号光またはアド光を前記性能監視ポートに出力する構成である
ことを特徴とする光回路。
【請求項４】
請求項１，２のいずれかに記載の光回路において、
２×２可変光分岐兼光減衰部を構成する第１のマッハツェンダ型干渉計の位相調整により、主入力ポートに入力された主入力信号光が、光受信部の最低受信感度以上の光強度でドロップポートから出力されるように最低分岐比が設定され、かつ主入力信号の光強度に応じて所定の分配比でドロップポートと主出力ポートの両ポートに分配される構成である  ことを特徴とする光回路。
【請求項５】
複数のノードがバス状またはリング状に連結され、あるノードから送出された特定波長の光信号を他の複数のノードに分配するマルチキャスト機能を有するネットワークにおいて、
前記光信号を分配されるノードは、
波長多重された信号光を増幅する光増幅器と、
波長多重された信号光の中から所定の波長の信号光を分離する光分波器と、
分波された信号光の光強度の一部をドロップポートに出力し、信号光の残りの光強度を必要なレベルに調整して主出力ポートに出力する請求項４に記載の光回路と、
前記光回路の主出力ポートから出力される信号光を他の波長の信号光と合波する光合波器と、
前記光合波器から出力される波長多重された信号光を増幅する光増幅器とを備えたことを特徴とするネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重通信システムにおいて、波長パスの追加および抜き出しを行うノード（以下、ＯＡＤＭ（Optical Add/Drop Mux) ノードという）を構成する光スイッチ部および光減衰部として用いられる光回路に関する。さらに、ＯＡＤＭノードにマルチキャスト機能を実現する光回路を備えたネットワークに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ伝送路を介してリング状またはバス状に接続された複数のＯＡＤＭノード間で波長パスを設定する波長分割多重通信システムは、トラヒック変動に対してパス構成を変更することにより柔軟に対応でき、伝送路や端局装置の障害に対して簡単に対処できる特徴がある。
【０００３】
図１２は、ＯＡＤＭノードの概略構成を示す。
図において、伝送用光ファイバ４５，５２間に挿入されるＯＡＤＭノードは、プリアンプ４６、分波器４７、アド／ドロップ用の２×２光スイッチ４８、光減衰器４９、合波器５０、ポストアンプ５１により構成される。
【０００４】
波長多重された信号光は伝送用光ファイバ４５からＯＡＤＭノードに入力され、プリアンプ４６で増幅された後に分波器４７で各波長に分波される。ここで、ＯＡＤＭノードを通過する信号光は、２×２光スイッチ４８の主入力ポート▲１▼から主出力ポート▲４▼に出力され、光減衰器４９でパワー調整された後に合波器５０で他の波長の信号光と合波され、ポストアンプ５１で増幅されて伝送用光ファイバ５２に送出され、次のＯＡＤＭノードに伝搬する。
【０００５】
一方、ＯＡＤＭノードでドロップする信号光（ドロップ光）は、２×２光スイッチ４８の主入力ポート▲１▼からドロップポート▲３▼に抜き出される。また、ＯＡＤＭノードでアドする信号光（アド光）は２×２光スイッチ４８のアドポート▲２▼から入力して主出力ポート▲４▼に出力することにより、通過する信号光と同様に伝送用光ファイバ５２に送出される。
【０００６】
本ＯＡＤＭノードを構成する光部品のうち、プリアンプ４６およびポストアッド５１としてエルビウム添加ファイバ光増幅器が用いられ、分波器４７および合波器５０としてアレイ導波路回折格子が用いられる。
【０００７】
２×２光スイッチ４８および光減衰器４９は、光増幅器の帯域確保の観点から挿入損失ができる限り小さいことが望ましい。また、２×２光スイッチ４８および光減衰器４９は波長数に応じた台数が必要なことから、安価で小型である必要がある。さらに、２×２光スイッチ４８はアド／ドロップ動作において、ドロップ光がアド光に混入することによるアド光の伝送特性劣化を防ぐために、アド光に対してドロップ光が十分に消光している必要がある。さらに、光減衰器４９は、減衰量の偏波依存性が小さいことが要求される。従来、これらの条件を考慮して、２×２光スイッチ４８として石英系光導波路型スイッチまたは自己保持式ファイバ型スイッチが用いられ、光減衰器４９としてファラデー効果を用いたファイバ型光減衰器または石英系光導波路型光減衰器等が用いられていた。
【０００８】
図１３は、従来の石英系光導波路型スイッチの構成例を示す（参考文献：Okamoto et al.,^16-channel optical add/drop multiplexer consisting of arrayed-waveguide gratings and double-gate switches", Electron.Lett., vol.32, p.1471, 1996) 。
【０００９】
本光回路は、４つのマッハツェンダ型干渉計６１〜６４を接続した構成である。各マッハツェンダ型干渉計は、２本の入力導波路、２組の３ｄＢ方向性結合器、長さの等しい２本のアーム導波路、一方のアーム導波路上に設けられた位相調整用薄膜ヒータ、２本の出力導波路から構成される。ここで、各マッハツェンダ型干渉計の位相調整用薄膜ヒータをＳＷ６１，ＳＷ６２，ＳＷ６３，ＳＷ６４とする。各マッハツェンダ型干渉計は位相調整用薄膜ヒータを駆動（通電加熱）することにより、熱光学効果により光路切り替えスイッチとして動作する。すなわち、入力光信号は、位相調整用薄膜ヒータの通電または非通電により、スルーポートまたはクロスポートに出力される。
【００１０】
本光回路をＯＡＤＭノードの２×２光スイッチ４８として用いるには、ＳＷ６１〜ＳＷ６４を次のように駆動する。主入力ポート▲１▼から入力する主入力信号光を主出力ポート▲４▼から出力する通過動作は、ＳＷ６２，ＳＷ６４に通電し、ＳＷ６１，ＳＷ６３に通電しない。すなわち、主入力ポート▲１▼から入力された主入力信号光は、ＳＷ６１に通電しないことによりマッハツェンダ型干渉計６１のクロスポートからマッハツェンダ型干渉計６４に入力され、ＳＷ６４に通電することにより主出力ポート▲４▼から出力される。このとき、マッハツェンダ型干渉計６１のスルーポートからマッハツェンダ型干渉計６２に漏れこんだ主入力信号光は、ＳＷ６２に通電することによりドロップポート▲３▼に出力されない。
【００１１】
主入力ポート▲１▼から入力するドロップ光をドロップポート▲３▼に抜き出し、アドポート▲２▼のアド光を主出力ポート▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、ＳＷ６１，ＳＷ６３に通電し、ＳＷ６２，ＳＷ６４に通電しない。すなわち、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光は、ＳＷ６１に通電することによりマッハツェンダ型干渉計６１のスルーポートからマッハツェンダ型干渉計６２に入力され、ＳＷ６２に通電しないことによりドロップポート▲３▼から出力される。一方、アドポート▲２▼から入力されたアド光は、ＳＷ６３に通電することによりマッハツェンダ型干渉計６３のスルーポートからマッハツェンダ型干渉計６４に入力され、ＳＷ６４に通電しないことにより主出力ポート▲４▼から出力される。このとき、マッハツェンダ型干渉計６１のクロスポートからマッハツェンダ型干渉計６４に漏れこんだドロップ光は、ＳＷ６４に通電しないことにより主出力ポート▲４▼に出力されない。
【００１２】
このように、本光回路は、マッハツェンダ型干渉計を２回通過する二重干渉計構成であるので、マッハツェンダ型干渉計１つに比べて消光比が高い利点を有する。また、本光回路は石英系光導波路で構成されており、低損失で偏波依存性が小さいスイッチ動作が可能である。
【００１３】
図１４は、従来のファイバ型光減衰器の構成例を示す（参考文献：鈴木  他、「磁気光学型可変光アッテネータ(2) 」、1996年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会、Ｃ−128)。
【００１４】
本光減衰器は、回転角が可変となるファラデー回転子７１と、それを挟む２枚の複屈折くさび板７２，７３から構成される。光ファイバ７４から出力された信号光をレンズ７５を介して光減衰器に入力し、光減衰器から出力された信号光をレンズ７６を介して光ファイバ７７に結合する。ここで、磁気光学結晶を飽和させたまま、磁化方向を光路に対して回転させることにより、ファラデー回転角を連続的に制御し、光減衰器から光ファイバ７７に結合される光強度を調整する。この光減衰器は、光アイソレータとして広く使われているために信頼性が高く、磁気光学結晶に伴うヒステリシスを除去できるので、制御性がよい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、ＯＡＤＭノードを構成する２×２光スイッチと光減衰器は、図１３，１４に示す構成の光部品を縦列に接続していた。したがって、装置が大型化し、また光接続部が多くなることから挿入損失が大きい問題点があり、これらの光回路の集積化が望まれていた。
【００１６】
なお、光回路の集積化の一例として、従来の石英系光導波路型の２×２光スイッチにおいて、マッハツェンダ型干渉計を光減衰器として動作させることにより、２×２光スイッチと光減衰器を組み合わせる構成が考えられる。例えば、２×２光スイッチとして２段のマッハツェンダ型干渉計と、光減衰器として１段のマッハツェンダ型干渉計を縦列に接続する構成がある。
【００１７】
しかし、従来の２×２光スイッチは、ＯＡＤＭノードにおけるアド／ドロップ動作に最適化されたスイッチ構成になっていない。すなわち、光システム全体において、ＯＡＤＭノードを通過する主入力信号光に対する低損失化、光減衰動作における偏波無依存化、アド／ドロップ動作における高消光比化をすべて満足することが重要であるが、石英系光導波路型の２×２光スイッチはこれらすべてを満たす構成としては不十分である。特に、従来の２×２光スイッチ構成は、偏波依存性を有する光導波路を用いた場合には、偏波無依存の光減衰動作は不可能になる。
【００１８】
ところで、ＯＡＤＭノードを構成する２×２光スイッチと光減衰器において、光減衰器はＯＡＤＭノードを通過する主入力信号光およびアド光に対して必要であり、ドロップ光に対しては必要ない。一方、アド光とドロップ光の入れ替えでは高い消光比が要求される。
【００１９】
また、一般的なＯＡＤＭノードを用いたネットワークとしては、図１２に示すＯＡＤＭノードを複数個リング状に接続し、アド／ドロップ機能を用いて各ノード間の通信を行うものがある。このようなネットワーク上において、図１５に示すように、ある特定のノード（センターノード８１）から他の複数のノード（リモートノード８２）へ情報を分配するマルチキャスト機能の付加が望まれている。なお、センターノード８１とリモートノード８２はそれぞれ限定されるものではない。このマルチキャスト機能の実現には、各ノードの中に分岐回路を挿入することが容易に考えられる。しかし、単純にアド／ドロップスイッチ部品に分岐回路を組み込む場合には、全てのチャンネルに対して分岐回路要素と分岐後の光検出部を設ける必要が生じ、ノードの大型化およびコスト高を招くこととなる。
【００２０】
本発明は、以上の点に着目し、アド／ドロップ機能と光減衰機能を兼ね備え、さらに挿入損失を最小限に抑え、かつ偏波無依存の光減衰動作と高消光比を実現するＯＡＤＭノードに最適な光回路を提供することを目的とする。
【００２１】
さらに、本発明は、ＯＡＤＭノードでアド／ドロップを行う光回路のドロップポートおよび光受信部を、マルチキャスト動作における出力ポートおよび光受信部として併用することにより、小型で安価、かつ信頼性の高いマルチキャスト機能を実現する光回路およびネットワークを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
図１は、本発明の光回路の基本構成を示す。
本発明の光回路は、２×２可変光分岐兼光減衰部１０と光減衰部１１を有し、それらを平面基板上に形成したクラッド部とクラッド部より屈折率が高いコア部からなる平面型光導波路で構成する。
【００２３】
２×２可変光分岐兼光減衰部１０は、主入力ポート▲１▼から主出力ポート▲４▼に通過する主入力信号光に対しては光減衰器として機能する。また、アド光とドロップ光の入れ替えでは高消光比の光スイッチとして機能し、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光はドロップポート▲３▼に出力される。
【００２４】
光減衰部１１は、アドポート▲２▼から入力されるアド光に対して光減衰器として機能する。この光減衰部１１を通過したアド光は、光スイッチとして機能する２×２可変光分岐兼光減衰部１０に入力され、アド光は主出力ポート▲４▼に出力される。
【００２５】
このように、本発明の光回路における信号光通過動作は、主入力信号光が光減衰器として機能する２×２可変光分岐兼光減衰部１０を伝搬するだけであるので、挿入損失を最小限に抑え、かつ必要な光減衰量を与えることができる。これは、主入力信号光が２×２可変光分岐と光減衰器を順次伝搬する従来構成に比べて挿入損失の低減効果は大きい。
【００２６】
また、アド／ドロップ動作では、２×２可変光分岐兼光減衰部１０を光スイッチとして機能させることにより、主入力信号光を高い消光比でドロップ光として抜き出すことができ、かつアド光をドロップ光に混入させることなく主出力ポート▲４▼に出力させることができる。このとき、アド光は前段の光減衰部１１で所定の光強度に調整される。
【００２７】
なお、本発明の光回路は、２×２可変光分岐と光減衰器が１枚の平面基板内に集積される構成となるので、装置全体の小型化を図ることができる。さらに、集積化により、従来の２×２可変光分岐と光減衰器の接続に要した挿入損失分を低減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、第１〜第７の実施形態において、本発明の光回路をアド／ドロップ動作に適用する場合について説明し、第８〜第９の実施形態において、本発明の光回路をマルチキャスト動作に適用する場合について説明する。
【００２９】
（第１の実施形態：参考例１）
図２は、本発明の光回路の第１の実施形態（参考例１）を示す。
図において、マッハツェンダ型干渉計２１の一方の出力導波路とマッハツェンダ型干渉計２３の一方の入力導波路が接続され、マッハツェンダ型干渉計２４の一方の出力導波路とマッハツェンダ型干渉計２３の他方の入力導波路が接続される。ここで、マッハツェンダ型干渉計２１，２３が２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成し、マッハツェンダ型干渉計２４が光減衰部１１を構成する。マッハツェンダ型干渉計２１の一方の入力導波路を主入力ポート１とし、マッハツェンダ型干渉計２４の一方の入力導波路をアドポート２とし、マッハツェンダ型干渉計２３の２つの出力導波路をそれぞれドロップポート３および主出力ポート４とする。各マッハツェンダ型干渉計の位相調整用薄膜ヒータをＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４とする。
【００３０】
本実施形態では、主入力ポート▲１▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のクロスポートの関係にある。主入力ポート▲１▼に対してドロップポート▲３▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にある。アドポート▲２▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にある。以上の関係は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３１】
主入力ポート▲１▼から入力する主入力信号光を主出力ポート▲４▼から出力する通過動作は、マッハツェンダ型干渉計２１，２３の位相差がＮπ（Ｎは整数）になるようにＳＷ２１，ＳＷ２３の位相量を調整する。このとき、ＳＷ２１で所定の位相量を与え、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポートに出力される信号光強度を制御することにより、主出力ポート▲４▼から出力される信号光強度を制御することができる。すなわち、マッハツェンダ型干渉計２１，２３を光減衰器として機能させることができる。なお、主入力ポート▲１▼の入力導波路を入れ替えても同様に光減衰器として動作させることができる。
【００３２】
主入力ポート▲１▼から入力するドロップ光をドロップポート▲３▼に抜き出し、アドポート▲２▼から入力するアド光を主出力ポート▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、マッハツェンダ型干渉計２１，２４の位相差がＮπ、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４の位相量を調整する。これにより、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光はドロップポート▲３▼から出力され、アドポート▲２▼から入力されたアド光は主出力ポート▲４▼から出力される。
【００３３】
このとき、ＳＷ２４で所定の位相量を与え、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポートに出力されるアド光強度を制御することにより、主出力ポート▲４▼から出力されるアド光強度を制御することができる。なお、アドポート▲２▼の入力導波路を入れ替えても、マッハツェンダ型干渉計２４を同様に光減衰器として動作させることができる。
【００３４】
このように、本実施形態の光回路では、低損失が要求される通過動作および高消光比が要求されるアド／ドロップ動作を実現する光スイッチ機能と、通過動作時の信号光強度とアド／ドロップ動作時のアド光強度を調整する光減衰機能を兼ねることができる。しかも、３つのマッハツェンダ型干渉計でこれらの機能を実現しているので、４つのマッハツェンダ型干渉計で構成された２×２可変光分岐にさらに光減衰器を必要とした従来構成に比べて大幅に小型化することができる。
【００３５】
（第２の実施形態：参考例２）
図３は、本発明の光回路の第２の実施形態（参考例２）を示す。
図において、マッハツェンダ型干渉計２１の一方の出力導波路とマッハツェンダ型干渉計２３の一方の入力導波路が接続され、マッハツェンダ型干渉計２４の一方の出力導波路とマッハツェンダ型干渉計２３の他方の入力導波路が接続される。ここで、マッハツェンダ型干渉計２１，２３が２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成し、マッハツェンダ型干渉計２４が光減衰部１１を構成する。マッハツェンダ型干渉計２１の一方の入力導波路を主入力ポート１とし、マッハツェンダ型干渉計２４の一方の入力導波路をアドポート２とし、マッハツェンダ型干渉計２１の他方の出力導波路をドロップポート３とし、マッハツェンダ型干渉計２３の一方の出力導波路を主出力ポート４とする。各マッハツェンダ型干渉計の位相調整用薄膜ヒータをＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４とする。
【００３６】
本実施形態では、主入力ポート▲１▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のクロスポートの関係にある。主入力ポート▲１▼に対してドロップポート▲３▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のスルーポートの関係にある。アドポート▲２▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にある。以上の関係は一例であり、これに限定されるものではない。
【００３７】
主入力ポート▲１▼から入力する主入力信号光を主出力ポート▲４▼から出力する通過動作では、第１の実施形態と同様に、ＳＷ２１で所定の位相量を与えることにより信号光強度を制御することができる。すなわち、マッハツェンダ型干渉計２１，２３を光減衰器として機能させることができる。なお、主入力ポート▲１▼の入力導波路を入れ替えても同様に光減衰器として動作させることができる。
【００３８】
主入力ポート▲１▼から入力するドロップ光をドロップポート▲３▼に抜き出し、アドポート▲２▼から入力するアド光を主出力ポート▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、マッハツェンダ型干渉計２１，２３の位相差が（Ｎ＋１／２）π、マッハツェンダ型干渉計２４の位相差がＮπとなるようにＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４の位相量を調整する。これにより、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光はドロップポート▲３▼から出力され、アドポート▲２▼から入力されたアド光は主出力ポート▲４▼から出力される。アドポート▲２▼から主出力ポート▲４▼に出力されるアド光強度は、第１の実施形態と同様にＳＷ２４で所定の位相量を与えることにより制御することができる。
【００３９】
このように、本実施形態の光回路は、低損失が要求される通過動作および高消光比が要求されるアド／ドロップ動作を実現する光スイッチ機能と、通過動作時の信号光強度とアド／ドロップ動作時のアド光強度を調整する光減衰機能を兼ねることができ、小型化を図ることができる。
【００４０】
なお、本実施形態の構成では、主入力信号光の通過動作時にマッハツェンダ型干渉計２４の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２４の位相量を調整することにより、アドポート▲２▼から主出力ポート▲４▼へのアド光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２４，２３を２段通過することになるので、高い消光比で阻止される。また、アド／ドロップ動作時の主出力ポート▲４▼へのドロップ光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２１，２３を２段通過することになるので、高い消光比で阻止される。また、アドポート▲２▼からドロップポート▲３▼へのパスはつながっていないので、ドロップポート▲３▼へのアド光の漏洩は完全に遮断される。
【００４１】
（第３の実施形態：参考例３）
図４は、本発明の光回路の第３の実施形態（参考例３）を示す。
本実施形態は、第２の実施形態におけるマッハツェンダ型干渉計２１，２４とマッハツェンダ型干渉計２３との間に、偏波依存性を低減するための波長板３１を配置することを特徴とする。これにより、光減衰器として機能させるマッハツェンダ型干渉計の光減衰特性の偏波依存性を低減することができる。
【００４２】
なお、波長板３１を用いることにより光回路の偏波依存性が解消されることは公知になっている。例えば、特開平７−９２４２６号公報では、マッハツェンダ型干渉計の中央部の対称中心の位置に波長板を挿入することにより、マッハツェンダ型干渉計の合分波特性を偏波無依存にする例が示されている。
【００４３】
本実施形態では、マッハツェンダ型干渉計２１とマッハツェンダ型干渉計２３、マッハツェンダ型干渉計２４とマッハツェンダ型干渉計２３の各中間位置に波長板３１を配置することにより、減衰量が調整されて主出力ポート▲４▼に出力される通過信号光およびアド光の偏波依存性を低減することができる。
【００４４】
（第４の実施形態：参考例４）
図５は、本発明の光回路の第４の実施形態（参考例４）を示す。
第３の実施形態のように２段のマッハツェンダ型干渉計の中間に波長板３１を配置する構成では、光減衰を行う場合に波長板３１を挟む２つのマッハツェンダ型干渉計に与える位相量が異なる結果、光出力に若干の偏波依存性が発生することがある。
【００４５】
本実施形態では、マッハツェンダ型干渉計２１，２４のそれぞれの対称中心の位置に波長板３１を配置することを特徴とする。そして、波長板３１の前後で等しい位相量を与えることにより、光導波路の偏波依存性の有無に関わらず、主出力ポート▲４▼に出力される通過信号光およびアド光の偏波依存性を解消することができる。
【００４６】
（第５の実施形態：請求項１）
図６は、本発明の光回路の第５の実施形態を示す。
第４の実施形態のようにマッハツェンダ型干渉計の対称中心の位置に波長板３１を配置する構成では、波長板３１の両側に対称に配置する位相調整用薄膜ヒータＳＷ２１，２４の作製が煩雑になり、さらにアーム導波路の長尺化による位相誤差が増加することがある。
【００４７】
本実施形態では、第４の実施形態におけるマッハツェンダ型干渉計２１を２段のマッハツェンダ型干渉計２１，２２で構成し、マッハツェンダ型干渉計２４を２段のマッハツェンダ型干渉計２４，２５で構成し、その間に波長板３１を配置することを特徴とする。
【００４８】
また、本実施形態では、主入力ポート▲１▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２２のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のクロスポートの関係にある。主入力ポート▲１▼に対してドロップポート▲３▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のスルーポートの関係にある。アドポート▲２▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２５のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にある。以上の関係は一例であり、これに限定されるものではない。
【００４９】
主入力ポート▲１▼から入力する主入力信号光を主出力ポート▲４▼から出力する通過動作は、マッハツェンダ型干渉計２１，２２，２３の位相差がＮπ（Ｎは整数）になるようにＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ２３の位相量を調整する。このとき、ＳＷ２１，ＳＷ２２で所定の位相量を与え、マッハツェンダ型干渉計２１，２２のクロスポートに出力される信号光強度を制御することにより、主出力ポート▲４▼から出力される信号光強度を制御することができる。
【００５０】
ここで、マッハツェンダ型干渉計２１とマッハツェンダ型干渉計２２の中間位置に波長板３１が配置されているので、ＳＷ２１，ＳＷ２２に等しい位相量を与えることにより、光導波路の偏波依存性の有無に関わらず、減衰量が調整されて主出力ポート▲４▼に出力される通過信号光の偏波依存性を本質的に解消することができる。
【００５１】
主入力ポート▲１▼から入力するドロップ光をドロップポート▲３▼に抜き出し、アドポート▲２▼から入力するアド光を主出力ポート▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、マッハツェンダ型干渉計２１，２３の位相差が（Ｎ＋１／２）π、マッハツェンダ型干渉計２４，２５の位相差がＮπとなるようにＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４，ＳＷ２５の位相量を調整する。これにより、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光はドロップポート▲３▼から出力され、アドポート▲２▼から入力されたアド光は主出力ポート▲４▼から出力される。
【００５２】
このとき、ＳＷ２４，ＳＷ２５で所定の位相量を与え、マッハツェンダ型干渉計２４，２５のクロスポートに出力されるアド光強度を制御することにより、主出力ポート▲４▼から出力されるアド光強度を制御することができる。ここで、マッハツェンダ型干渉計２４とマッハツェンダ型干渉計２５の中間位置に波長板３１が配置されているので、ＳＷ２４，ＳＷ２５に等しい位相量を与えることにより、光導波路の偏波依存性の有無に関わらず、減衰量が調整されて主出力ポート▲４▼に出力されるアド光の偏波依存性を本質的に解消することができる。
【００５３】
このように、本実施形態の光回路は、低損失が要求される通過動作および高消光比が要求されるアド／ドロップ動作を実現する光スイッチ機能と、通過動作時の信号光強度とアド／ドロップ動作時のアド光強度を調整する光減衰機能を兼ねることができる。さらに、本実施形態の光回路は、マッハツェンダ型干渉計内に波長板を挿入する第４の実施形態と違い、通常のマッハツェンダ型干渉計を組み合わせた構成であるので、容易な製造技術により偏波無依存化を図ることができる。
【００５４】
なお、本実施形態の構成では、主入力信号光の通過動作時にマッハツェンダ型干渉計２４，２５の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２４，ＳＷ２５の位相量を調整することにより、アドポート▲２▼から主出力ポート▲４▼へのアド光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２４，２５，２３を３段通過することになるので、高い消光比で阻止される。また、アド／ドロップ動作時にマッハツェンダ型干渉計２２の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２２の位相量を調整することにより、主出力ポート▲４▼へのドロップ光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２１，２２，２３を３段通過することになるので、高い消光比で阻止される。また、アドポート▲２▼からドロップポート▲３▼へのパスはつながっていないので、ドロップポート▲３▼へのアド光の漏洩は完全に遮断される。
【００５５】
（第６の実施形態：請求項２）
図７は、本発明の光回路の第６の実施形態を示す。
本実施形態は、第５の実施形態におけるマッハツェンダ型干渉計２２を取り除いた構成である。すなわち、２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成するマッハツェンダ型干渉計２１，２３および波長板３１は、第３の実施形態と同様である。光減衰部１１を構成する
マッハツェンダ型干渉計２４，２５および波長板３２は、第５の実施形態と同様である。
【００５６】
本実施形態では、主入力ポート▲１▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のクロスポートの関係にある。主入力ポート▲１▼に対してドロップポート▲３▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のスルーポートの関係にある。アドポート▲２▼に対して主出力ポート▲４▼は、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２５のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にある。以上の関係は一例であり、これに限定されるものではない。
【００５７】
主入力信号光の通過動作時には、ＳＷ２１，ＳＷ２３に供給する電力を０とすることにより、主入力ポート▲１▼から入力された主入力信号光は主出力ポート▲４▼に出力される。主入力信号光の減衰を行う場合には、ＳＷ２１，ＳＷ２３に適当な電力を供給することにより、位相変化量に応じて信号光強度を変化させることができる。このとき、ＳＷ２１，ＳＷ２３に等しい電力を供給することにより、波長板３１に対して主入力信号光の経路は対称となり、減衰量の偏波依存性が解消される。
【００５８】
アド／ドロップ動作時には、ＳＷ２１，ＳＷ２３にπ／２の位相量を与える電力を供給し、ＳＷ２４，ＳＷ２５に供給する電力を０にすることにより、主入力ポート▲１▼から入力されたドロップ光はドロップポート▲３▼に出力され、アドポート▲２▼から入力されたアド光は主出力ポート▲４▼に出力される。アド光の減衰を行う場合には、ＳＷ２４，ＳＷ２５に適当な電力を供給することにより、位相変化量に応じて信号光強度を変化させることができる。このとき、ＳＷ２４，ＳＷ２５に等しい電力を供給することにより、波長板３２に対してアド光の経路は対称となり、減衰量の偏波依存性が解消される。
【００５９】
このように、２×２可変光分岐兼光減衰部１０および光減衰部１１は、第３の実施形態および第５の実施形態と同様に、低損失が要求される通過動作および高消光比が要求されるアド／ドロップ動作が可能であり、通過動作時の信号光強度とアド／ドロップ動作時のアド光強度を調整することができる。さらに、光減衰器として機能させるマッハツェンダ型干渉計の光減衰特性の偏波依存性を低減することができる。
【００６０】
なお、第１〜第４の実施形態の構成では、主入力信号光の減衰手段としてマッハツェンダ型干渉計２１のみを用い、マッハツェンダ型干渉計２３は専らスイッチ手段として用いていた。それは、主入力信号光の通過動作時に、アドポート▲２▼から主出力ポート▲４▼へのアド光の漏洩を高い消光比で阻止するには、マッハツェンダ型干渉計２４のみでは十分でなく、マッハツェンダ型干渉計２４，２３の２段で行う必要があったためである。
【００６１】
それに対して本実施形態の構成では、主入力信号光の通過動作時に、ＳＷ２４，ＳＷ２５にπ／２の位相量を与える電力を供給することにより、アドポート▲２▼から光減衰部１１のクロスポートへのアド光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２４，２５を２段通過することになるので高い消光比で阻止され、マッハツェンダ型干渉計２３への入力強度も極めて小さい。したがって、主入力信号光の減衰手段としてマッハツェンダ型干渉計２１，２３の双方を用いても、主出力ポート▲４▼へのアド光の漏洩を十分に阻止することができる。また、アド／ドロップ動作時の主出力ポート▲４▼へのドロップ光の漏洩は、マッハツェンダ型干渉計２１，２３を２段通過することになるので、高い消光比で阻止される。また、アドポート▲２▼からドロップポート▲３▼へのパスはつながっていないので、ドロップポート▲３▼へのアド光の漏洩は完全に遮断される。
【００６２】
図８は、石英系光導波路で形成された第６の実施形態の光回路を示す。
図において、石英系光導波路はシリコン基板４０上に集積されており、石英系コア部４１と石英系クラッド部４２から構成される。各マッハツェンダ型干渉計２１，２３，２４，２５は、２本の入力導波路、２組の３ｄＢ方向性結合器、長さの等しい２本のアーム導波路、一方のアーム導波路上に設けられた位相調整用薄膜ヒータＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４，ＳＷ２５、２本の出力導波路から構成される。また、マッハツェンダ型干渉計２１，２３間の溝４３に波長板３１が挿入され、マッハツェンダ型干渉計２４，２５間の溝４４に波長板３２が挿入される。さらに、主出力ポート▲４▼となるマッハツェンダ型干渉計２３の出力導波路から光カプラ２６を介して分岐したモニタ用ポート▲５▼を設ける。
【００６３】
通過動作時における主入力信号光またはアド／ドロップ動作時におけるアド光の光強度は、モニタ用ポート▲５▼の出力光を測定し、その測定値を用いて所定の光減衰量になるようにＳＷ２１，ＳＷ２３，ＳＷ２４，ＳＷ２５の駆動電力をフィードバック制御することにより、一定値に設定することができる。
【００６４】
なお、図８に示すようなモニタ用ポート▲５▼を用い、通過動作時における信号光およびアド／ドロップ動作におけるアド光の光強度をモニタしてフィードバック制御に用いる構成は、他の実施形態の光回路にも同様に適用可能である。
【００６５】
ところで、図７および図８に示す第６の実施形態では、２枚の波長板３１，３２が必要であった。しかし、図９に示すように、２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成するマッハツェンダ型干渉計２１の位置を主入力ポート▲１▼寄りにすることにより、１枚の波長板３１で対処することができる。本構成は、図６に示す第５の実施形態において、２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成するマッハツェンダ型干渉計２２を取り除いた状態に対応する。ただし、主入力信号光の減衰を行う場合には、マッハツェンダ型干渉計２１，２３の各ＳＷ２１，ＳＷ２３に等しい電力を供給し、減衰量の偏波依存性を解消する。
【００６６】
（第７の実施形態：請求項３）
図１０は、本発明の光回路の第７の実施形態を示す。ここでは、図３に示す第２の実施形態の構成に適用した例で説明するが、以上示した第３〜第６の実施形態および後述する第８の実施形態の構成にも同様に適用することができる。
【００６７】
図において、２×２可変光分岐兼光減衰部１０を構成するマッハツェンダ型干渉計２３の一方の出力導波路を主出力ポート▲４▼とし、他方の出力導波路を性能監視ポート▲６▼とする。この性能監視ポート▲６▼には、マッハツェンダ型干渉計２３の位相調整により、主出力ポート▲４▼に出力されるはずの主入力信号光またはアド光が性能監視のために出力される。主入力信号光またはアド光の性能監視項目としては、例えば波長（光周波数）、光Ｓ／Ｎ、光出力パワー、符号誤り率がある。各監視項目に応じた検出器を性能監視ポート▲６▼に配置することにより、必要なときに各項目を監視することができる。
【００６８】
本実施形態では、主入力ポート▲１▼に対して性能監視ポート▲６▼は、マッハツェンダ型干渉計２１のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のスルーポートの関係にあり、アドポート▲２▼に対して性能監視ポート▲６▼は、マッハツェンダ型干渉計２４のクロスポート、マッハツェンダ型干渉計２３のクロスポートの関係にある。以上の関係は一例であり、これに限定されるものではない。
【００６９】
主入力ポート▲１▼から入力する主入力信号光の監視動作は、マッハツェンダ型干渉計２１の位相差がＮπ、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２１，ＳＷ２３の位相量を調整する。これにより、主入力ポート▲１▼から入力された主入力信号光は性能監視ポート▲６▼から出力される。このとき、マッハツェンダ型干渉計２４の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２４の位相量を調整することにより、アドポート▲２▼からアド光が入力されたとしても、性能監視ポート▲６▼へのアド光の漏洩はマッハツェンダ型干渉計２４，２３を２段通過することになるので、高い消光比で阻止される。これにより、主入力信号光の性能を正確に測定することができる。
【００７０】
また、アドポート▲２▼から入力するアド光の監視動作は、マッハツェンダ型干渉計２４，２３の位相差がＮπとなるようにＳＷ２４，ＳＷ２３の位相量を調整する。これにより、アドポート▲２▼から入力されたアド光は性能監視ポート▲６▼から出力される。このとき、マッハツェンダ型干渉計２１の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるようにＳＷ２１の位相量を調整することにより、主入力ポート▲１▼からドロップ光が入力されたとしても、性能監視ポート▲６▼へのドロップ光の漏洩はマッハツェンダ型干渉計２１，２３を２段通過することになるので、高い消光比で阻止される。これにより、アド光の性能を正確に測定することができる。
【００７１】
なお、図８に示すモニタ用ポート▲５▼は、通過動作時における主入力信号光またはアド／ドロップ動作時におけるアド光の光強度をモニタし、それぞれの減衰量をフィードバック制御するために用いられる。本実施形態は、光回路が通過動作またはアド／ドロップ動作のいずれの状態にあっても、必要に応じてマッハツェンダ型干渉計２３の位相調整を行うことにより、主出力ポート▲４▼に出力される主入力信号光またはアド光を性能監視ポート▲６▼に切り替え可能にしたものである。
【００７２】
（第８の実施形態：請求項４）
マルチキャスト動作の一例として、図１５にＯＡＤＭリング網における動作概要を示す。マルチキャストする波長をあらかじめ決めておき、センターノード８１のマルチキャスト用チャンネルから出力された光信号が複数のリモートノード８２に分配される。ここで、リング網内の任意のノードをセンターノードとして選ぶことができ、かつ任意のチャンネルの波長をマルチキャスト動作でき、アド／ドロップ動作とマルチキャスト動作は任意に組み合わせて併用できることとする。このように、アド／ドロップ動作とマルチキャスト動作をリング網上で同時に実現するには、ＯＡＤＭノードを構成する各チャンネルのアド／ドロップ用光部品が分岐機能を備え、かつアド／ドロップ用光路切替スイッチと分岐回路のどちらか一方を任意に選択できることが必要となる。
【００７３】
図１１は、本発明の光回路をマルチキャスト動作させる場合の駆動方法を示す。ここでは、図３に示す第２の実施形態の構成に適用した例で説明するが、以上示した他の実施形態の構成にも同様に適用することができる。
【００７４】
センターノードから送られてきた波長多重光信号は分波器で分波され本発明の光回路の主入力ポート▲１▼に入力される。ここで、マッハツェンダ型干渉計２１のＳＷ２１の位相量をドロップポート▲３▼への分岐比が１／ｍ（ｍは正数）になるように調整し、マッハツェンダ型干渉計２３のＳＷ２３の位相量を位相差がＮπとなるように調整する。簡単のため、光回路の損失を無視すると、主入力ポート▲１▼に入力された主入力信号光の１／ｍの強度である光信号がドロップポート▲３▼に出力され、センターノードから送られてきたマルチキャスト情報となる。また、主入力ポート▲１▼に入力された主入力信号光の（ｍ−１）／ｍの強度である光信号が主出力ポート▲４▼に出力され、次のノードに転送される。
【００７５】
このように、ドロップポート▲３▼をマルチキャスト動作における出力ポートと兼用することにより、ドロップポートに接続される光受信部をマルチキャスト用光受信部として併用することが可能となり、小型で低コストなマルチキャスト動作を実現することが可能となる。
【００７６】
（第９の実施形態：請求項５）
ここでは、図１１に示した光回路をマルチキャスト用リングネットワークに適用した実施例を示す。ネットワークの構成は図１５に示した通りである。すなわち、波長多重信号光を送出するセンターノードと、センターノードからの波長多重信号光を増幅・分波して、特定の波長の信号光を分岐して受信し、残りの信号光を他の波長の信号光として合波・増幅して波長多重信号光として送出するリモートノードを複数個をリング状に連結した構成である。ここで、信号光の分岐部として図１１に示した光回路を用いる。
【００７７】
マッハツェンダ型干渉計２１のＳＷ２１の位相量の調整が任意に設定できることから、受信器の最低受信感度を確保しつつ、リング網のレベルダイヤグラムに合わせて分岐比を設定することができる。すなわち、波長多重信号光のチャンネル間での信号光の光強度ばらつきに対してマルチキャスト動作の信頼性を確保するため、分岐動作として光受信部の最低受光感度以上の光強度がドロップポートから出力されるよう最低分岐比を設定し、かつ主入力信号光の光強度の変化に応じて分岐比調整することが可能となる。
【００７８】
例えば、本発明光回路の主入力ポートに各チャンネル毎に−４〜０dBｍの強度範囲でばらついた主入力信号光が入力される場合を想定する。この場合、マルチキャスト動作としてドロップポートへの分岐比が１／２以上（ｍを２以下）の範囲で可変するように設定する。ここで、ドロップポートに設けた光受信部の最低受光強度は−１０dBｍとする。光回路の挿入損失を３dBとすると、主入力信号光の強度が最低の−４dBｍである場合でもドロップポートからの光出力は常に−１０dBｍ以上確保できる。したがって、主入力信号光の光強度がチャンネル間ばらつきにより変化する場合でも、必ずマルチキャスト情報は検出されることとなる。さらに、−６dBｍの主出力信号光となる波長について主出力信号光の光強度を−１０dBｍになるように（この場合ドロップポートへは−２dBｍの光出力となる）ドロップポートへの分岐比を約0.86に設定する。すると、−４〜０dBｍの強度範囲でばらついた主入力信号光が、分岐比の制御により、受信器の最小受光感度を確保しつつ主出力信号光強度として−１０dBｍの一定値にそろえることができる。
【００７９】
これにより、光増幅器の入力光強度を一定にそろえることができる。また、複数のノードを伝搬させる波長多重伝送において、波長多重信号光のレベルばらつきが原因となる光信号の減少にともなう光Ｓ／Ｎの劣化を防ぐことができる。さらに、光信号の増大にともなう非線形による波形歪みを防ぐことができ、主信号光の品質を保証することができる。
【００８０】
ドロップポートへの最低分岐比を確保する方法として、(1) 位相調整する制御回路において常にプリセット電力がかかるように設定し、ドロップポートにある一定以上の光信号が出力される方法、(2) 対称マッハツェンダ型干渉計を構成する３ｄＢ合分波器の分岐比を５０％からずらすことで、任意の位相調整量に対して常にドロップポートからある一定量以上の光信号が出力される方法、(3) ２本のアーム導波路間に位相差を設けた非対称マッハツェンダ型干渉計を用い、通過動作におけるスイッチング電力以下の動作電力での位相においてドロップポートからある一定量以上の光信号が出力される方法が挙げられる。
【００８１】
以上、光回路の第２の実施形態を例にとってマルチキャスト動作の駆動方法を示したが、同様な動作を本発明の光回路の他の実施形態にも適用することができる。すなわち、第１の実施形態（図２）では、マッハツェンダ型干渉計２１の位相差がＮπとなるように調整し、マッハツェンダ型干渉計２３でドロップポート▲３▼への分岐比が１／ｍになるように調整する。第３，第４，第７の実施形態（図４，５，１０）では、マッハツェンダ型干渉計２１でドロップポート▲３▼への分岐比が１／ｍになるように調整し、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差がＮπとなるように調整する。ただし、第７の実施形態において、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるように調整すれば、性能監視ポート▲６▼に通過信号光が(ｍ−１)／ｍの強度で出力される。
【００８２】
第５の実施形態（図６）は、ＳＷ２１，ＳＷ２２に等しい位相量を与えて主出力ポート▲４▼に出力される通過信号光の偏波依存性を解消することが目的であり、マッハツェンダ型干渉計２１でドロップポート▲３▼への分岐比が１／ｍになるように調整すると、マッハツェンダ型干渉計２２でもスルーポートへの分岐比が１／ｍになるように調整する必要がある。そのため、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差がＮπとなるように調整しても、主出力ポート▲４▼に出力される主入力信号光の強度は((ｍ−１)／ｍ)2 になる。ただし、マルチキャスト動作のときには偏波依存性を解消を行わず、マッハツェンダ型干渉計２２の位相差がＮπとなるように調整し、主出力ポート▲４▼に出力される通過信号光の強度が(ｍ−１)／ｍになるように選択することは可能である。なお、マッハツェンダ型干渉計２３の位相差が（Ｎ＋１／２）πとなるように調整すれば、上記の選択により性能監視ポート▲６▼に出力される通過信号光の強度は((ｍ−１)／ｍ)2 または(ｍ−１)／ｍのいずれかになる。
【００８３】
第６の実施形態（図７〜９）についても、マルチキャスト動作と、通過信号光の偏波依存性の解消と、性能監視ポート▲６▼への分岐の関係は第５の実施形態（図６）と同様である。ただし、マルチキャスト動作時の通過信号光を性能監視ポート▲６▼に分岐することと、通過信号光の偏波依存性の解消を同時に行う場合には、マッハツェンダ型干渉計２３でスルーポートへの分岐比が１／ｍに決まるので、性能監視ポート▲６▼に出力される通過信号光の強度は(ｍ−１)／ｍ2 となる。
【００８４】
なお、マルチキャスト動作を第６の実施形態（図８）で記述したモニタ用ポート▲５▼を用いたフィードバック制御と併せて動作させることは有効である。すなわち、ドロップポートへの最低分岐比を確保した状態で、主出力信号光の強度が一定値になるようにフィードバック制御することで、受信器の最低受信感度を確保しつつリング網のレベルダイヤグラムに合わせて分岐比を制御する、信頼性の高いシステムを実現することができる。
【００８５】
以上、本発明の光回路をリングネットワークを構成するＯＡＤＭノードに適用した場合を説明したが、同様の光回路を用いることにより、複数のノードからなるバスネットワークにおいてもマルチキャスト機能を実現することができる。
【００８６】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、光回路のスイッチ要素を位相差０である対称マッハツェンダ型干渉計を基本とした。これらを部分的に、あるいは全て１／２波長位相差を設けた非対称マッハツェンダ型干渉計とすることも可能である。また、位相調整手段として熱光学ヒータを用いたが、これは石英系光導波路の位相を高精度に調整できるためである。したがって、他の位相調整手段、例えばハイブリッドの手法によりＬiＮbＯ3 結晶を位相調整部に搭載し、電極を設けて電気光学効果により位相調整する構成でもよい。
【００８７】
また、マッハツェンダ型干渉計を構成する３ｄＢ合分波器として方向性結合器を用いたが、３ｄＢ合分波器として機能する光回路であれば他の構成のものでもよい。例えば、作製誤差に対して結合率の変化が小さいＭＭＩカプラは好適である。
【００８８】
本発明の光回路の２×２可変光分岐兼光減衰部では、本発明の実施形態で示したようにマッハツェンダ型干渉計のクロスポート間を接続することが望ましい。これは、作製誤差によりマッハツェンダ型干渉計を構成する２つの３ｄＢ合分波器の分岐比が等しく３ｄＢからずれた場合には、クロスポート間の配線により消光比を高めることができるからである（参考文献：小湊他、「マッハツェンダー干渉計で構成した導波路型光ＷＤＭ回路」、電子情報通信学会論文誌 Vol.J73-C-I、p.354 、1990）。
【００８９】
光減衰部を構成するマッハツェンダ型干渉計に関しても、２×２可変光分岐兼光減衰部同様、作製誤差を考慮した場合、本実施形態で示したように２×２可変光分岐兼光減衰部への接続はクロスポートを用いることが望ましい。ここで、２×２可変光分岐兼光減衰部及び光減衰部の光減衰動作は、対称マッハツェンダ型干渉計を用いた場合、通電過熱しない状態で光出力が最大となり、電力を印加するに伴い出力強度が減衰する制御となる。光減衰部の動作として通電過熱しない状態で光出力が最小となり、電力を印加するに伴い光強度を増加させるには、１／２波長位相差を設けた非対称マッハツェンダ型干渉計を用いクロスポートで接続することとなる。対称マッハツェンダ型干渉計と非対称マッハツェンダ型干渉計の使い分けは、例えば、位相調整部を制御する電気回路が何らかの理由で故障することを考慮に入れる場合、２×２可変光分岐兼光減衰部のマッハツェンダ型干渉計を対称型、光減衰部のマッハツェンダ型干渉計を非対称型とすると、位相調整用電力０において主信号光は主出力ポートから出力され、アド光は主出力ポートから出力されない。したがって、アド／ドロップ動作は不能となるものの、通過動作は保証されることとなる。
【００９０】
また、以上の実施形態では、アド／ドロップ動作時におけるマッハツェンダ型干渉計の位相差をＮπ、または（Ｎ＋１／２π）（ただし、Ｎは整数）と一般化して記述したが、Ｎが０となるような電力を加える場合において消費電力を最小にでき、実質的に最大限の効果が得られることは当然である。
【００９１】
さらに、以上の実施形態では光回路を石英系光導波路で構成したが、これは石英系光導波路が低損失であるためであり、他に例えばＬiＮbＯ3 、高分子結晶、半導体を用いた光導波路を用いてもよい。
【００９２】
さらに、以上の実施形態では１つの光回路を構成する場合について示したが、本光回路をアレー状に複数個集積化した構成としてもよい。これにより、ＯＡＤＭノードの一層の小型化が可能となる。
【００９３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光回路は、回路サイズを最小限にとどめて挿入損失を最低限に抑制することができる。また、高い消光比でスイッチ動作し、かつ偏波依存性のない光減衰動作を兼ね備えた光回路とすることができる。
【００９４】
特に、請求項１〜２に示すように、２×２可変光分岐兼光減衰部を２段以上のマッハツェンダ型干渉計で構成することにより、スイッチ動作における高い消光比を得ることができる。また、請求項１〜２に示すように、２×２可変光分岐兼光減衰部および光減衰部において、１段または２段のマッハツェンダ型干渉計の中間位置に波長板を配置することにより、主入力信号光またはアド光が通過する光路が波長板に対して対称な配置となるので、偏波依存性のない光減衰動作が可能となる。
【００９５】
さらに、本発明の光回路は、従来の光導波路製造技術を用いて容易に製作することができる。したがって、本発明の光回路は、ＯＡＤＭノードを小型化する手段として非常に有用である。
【００９６】
請求項３の光回路は、新たに分岐回路または切替回路を付加することなく、性能監視ポートに必要に応じて主入力信号光またはアド光を出力することができ、主入力信号光またはアド光の性能を正確に測定することができる。
【００９７】
請求項４の光回路は、新たに分岐回路を設けることなく、簡単にＯＡＤＭノードを用いたネットワーク上で信頼性の高いマルチキャスト動作を必要に応じて付加的に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光回路の基本構成を示すブロック図。
【図２】本発明の光回路の第１の実施形態を示す平面回路図。
【図３】本発明の光回路の第２の実施形態を示す平面回路図。
【図４】本発明の光回路の第３の実施形態を示す平面回路図。
【図５】本発明の光回路の第４の実施形態を示す平面回路図。
【図６】本発明の光回路の第５の実施形態を示す平面回路図。
【図７】本発明の光回路の第６の実施形態を示す平面回路図。
【図８】石英系光導波路で形成された第６の実施形態の光回路を示す図。
【図９】本発明の光回路の第６の実施形態の変形例を示す平面回路図。
【図１０】本発明の光回路の第７の実施形態を示す平面回路図。
【図１１】本発明の光回路をマルチキャスト動作させる場合の駆動方法を説明する図。
【図１２】ＯＡＤＭノードの概略構成を示すブロック図。
【図１３】従来の石英系光導波路型スイッチの構成例を示す平面回路図。
【図１４】従来のファイバ型光減衰器の構成例を示す図。
【図１５】リング網におけるマルチキャスト動作を説明する概念図。
【符号の説明】
１０  ２×２可変光分岐兼光減衰部
１１  光減衰部
２１〜２５  マッハツェンダ型干渉計
２６  光カプラ
３１，３２  波長板
４０  シリコン基板
４１  石英系コア部
４２  石英系クラッド部
４３，４４  溝
４５，５２  伝送用光ファイバ
４６  プリアンプ
４７  分波器
４８  アド／ドロップ用の２×２光スイッチ
４９  光減衰器
５０  合波器
５１  ポストアンプ
６１〜６４  マッハツェンダ型干渉計
７１  ファラデー回転子
７２，７３  複屈折くさび板
７４，７７  光ファイバ
７５，７６  レンズ
８１  センターノード
８２  リモートノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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