(57)【要約】【課題】出力分光特性としてフラットトップ特性を実現すると供に、パルス過渡特性の劣化を防ぐことができる、導波路基板を用いた二重分光装置を提供する。【解決手段】  入力導波路２，９とＡＷＧ３，１０と出力導波路４，１１とが平面基板上に形成された分波用ＡＷＧ基板５及び合波用ＡＷＧ基板１３を備えていると供に、波長操作器６を備えている。分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４及び合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９は、各波長チャネル毎に設けられており、これらの中を進行する光が発散と集光とを繰り返すように、これらの導波路４，９の幅方向に所定の屈折率分布を持っている。分波用ＡＷＧ３の入射ポートＩ０から合波用回折格子Ｉ０の出射ポートＩ１０までの間の中間結像位置Ｉ１〜Ｉ９の数は奇数個で、一つの波長チャネル内の光がいずれの光路を経ても、光路長が同じになるようになっている。【選択図】  図１
2006098873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面基板上に導波路が形成されている導波路基板において、
前記導波路は、該導波路の幅方向に（数１）に示される屈折率分布を持ち、該導波路の光入射ポート及び光出射ポートが集光位置になっている、
【数１】
2006098873.tif 000005
ことを特徴とする導波路基板。
【請求項２】
平面基板上に、入力導波路、該入力導波路からの光を分波及び／又は合波する分光器、及び該分光器からの光を出力する出力導波路が形成されている導波路基板において、
前記入力導波路と前記出力導波路とのうちの少なくとも一方の導波路は、該導波路の幅方向に、（数１）に示される屈折率分布を持ち、該導波路の光入射ポート及び光出射ポートが集光位置になっている、
【数１】
2006098873.tif 000006
ことを特徴とする導波路基板。
【請求項３】
平面基板上に、入力導波路、該入力導波路からの光を分光する分光器、及び該分光器で分光された各波長域の光毎に設けられている１以上の出力導波路が形成されている分波用導波路基板と、
前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光の少なくともいずれかの光に対して所定の操作を加えた後、各波長域の光を出力する波長操作器と、
平面基板上に、前記波長操作器からの各波長域の光がそれぞれ入射する１以上の入力導波路、１以上の入力導波路からの光を合波する分光器、及び該分光器で合波された光を出力する出力導波路が形成されている合波用導波路基板と、
を備えている二重分光装置において、
前記分波用導波路基板の前記分光器で分光された各波長域の光のうち、少なくとも一の波長域の光は、該分波用導波路基板の該分光器の入射ポートと、前記合波用導波路基板の前記分光器の出射ポートとの間で、該一の波長域内の任意の単波長光の取り得る全ての経路の長さが実質的に互いに同じである、
ことを特徴とする二重分光装置。
【請求項４】
請求項３に記載の二重分光装置において、
前記分波用導波路基板の１以上の前記出力導波路と、前記合波用導波路基板の１以上の入力導波路とは、いずれも、該導波路の幅方向に、（数１）に示される屈折率分布を持ち、
【数１】
2006098873.tif 000007
前記分波用導波路基板の１以上の前記出力導波路の長さ及び前記合波用導波路基板の１以上の入力導波路の長さは、それぞれの入射ポート及び出射ポートが集光位置になり、且つ前記分波用導波路基板の前記分光器の入射ポートと前記合波用導波路基板の前記分光器の出射ポートとの間での中間結像位置の数が奇数個になるように設定されている、
ことを特徴とする二重分光装置。
【請求項５】
請求項３及び４のいずれか一項に記載の二重分光装置において、
前記分波用導波路基板と前記合波用導波路基板とは、共通平面基板に形成されており、
前記共通平面基板には、第一の導波路、１以上の第二の導波路、該第一の導波路からの光を分波する一方で、１以上の該第二の導波路からの光を合波する分光器が形成され、
前記共通平面基板の前記第一の導波路が前記分波用導波路基板の前記入力導波路及び前記合波用基板の前記出力導波路を成し、前記共通平面基板の前記第二の導波路が前記分波用導波路基板の前記出力導波路および前記合波用導波路基板の前記入力導波路を成す、
ことを特徴とする二重分光装置。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか一項に記載の２台の二重分光装置を備え、
２台の前記二重分光装置のうち、第一の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記入力導波路の入射ポートがＩＮポートを成し、該第一の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記出力導波路の出射ポートがＯＵＴポートを成し、第二の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記入力導波路の入射ポートがＡＤＤポートを成し、該第二の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記出力導波路の出射ポートがＤＲＯＰポートを成し、
前記第一の二重分光装置の前記波長操作器と、前記第二の二重分光装置の前記波長操作器とは、該第一の二重分光装置と該第二の二重分光装置との間で共有化され、
共有化されている前記波長操作器は、
前記第一の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光のいずれかの光を、前記第二の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記入力導波路に入射する一方で、各波長域の光のうちの残りの光を、該第一の二重分光装置の合波用導波路基板の前記入力導波路に入射し、
前記第二の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光のいずれかの光を、前記第一の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記入力導波路に入射する一方で、各波長域の光のうちの残りの光を、該第二の二重分光装置の合波用導波路基板の前記入力導波路に入射する、
ことを特徴とする光アド-ドロップ・マルチプレクサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面基板上に導波路が形成されている導波路基板、及びこれを備えている装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Wavelength  Division  Multiplex）光通信では、波長多重された信号光を一つ一つが概ね単一波長とみなせる複数の波長チャネルへ分波し、個々の波長チャネルごとにアッテネーションや、光路切り替えなどの操作を施してから再び合波白色化して信号線路に戻すということが行われる。ＤＷＤＭ（Dense  ＷＤＭ）と呼ばれる高密度波長多重光を分光するには、高い波長分散能力を持つ回折格子分光器が用いられる。回折格子型分光器として古典的な自由空間光学系によるものも用いられるが、ＷＤＭ光通信分野では、特に、ＡＷＧ（Arrayed  Waveguide  Grating）と呼ばれ、平面基板上に回折格子分光器が形成されている導波路基板がよく用いられる。なお、このＡＷＧに関しては、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００３】
ところで、回折格子分光器をはじめ、波動の干渉を利用した分光方式の本質的な特徴として、分光作用に伴い時間方向情報の不確定性が不可避的に増大するという現象がある。
【０００４】
この現象について、図１４を用いて説明する。
【０００５】
ここで、リトローレンズ１４と平面反射型回折格子１５からなる回折格子分光器を考える。入射点Ｉから発した光子が分光器光学系内のどの経路を取って結像点Ｏに到るかによって、分光器光学系通過に要する時間が異なる。例えば、回折格子１５上の点Ｌを通過した光子は、回折格子１５上の点Ｓを通過した光子に対して余計な通過時間を要する。このように、回折格子１５のどの部分を通過したかによって発生する光路長の差異によって分光器通過時間差が発生してしまう。このため、例えば、図１５に示すように、矩形光パルスをこの回折格子分光器に入射させると、パルス波形が崩れてしまい、時間方向情報の不確定性が不可避的に発生してしまう。特に、波長分散能力を上げるほど光路長差は増大するので、時間方向情報の不確定性もより増大し、パルス波形の崩れ方が大きくなってしまう。これは、図示したような自由空間光学系分光器でもＡＷＧのような導波路型分光器でも原理的に同じである。
【０００６】
ディジタル方式の光通信では、パルス周波数が例えば１０Gbps（bits  per  second）の光パルスが用いられる。この場合、１パルスの真空中での空間的長さは約３０ｍｍになる。ＷＤＭ光通信における波長多重間隔は、例えば、０．８ｎｍ（１００ＧＨｚ）であり、０．４ｎｍ（５０ＧＨｚ）間隔の場合もある。回折格子分光器で、光通信で比較的用いられる波長１５５０ｎｍ付近の光を、０．８ｎｍの波長間隔で、十分な距離間隔をおいて分離するのに必要な光路差は、真空中で１０ｍｍ程度である。この長さは、上述のパルス長に比較して無視できない大きさであって、回折格子分光器を１回通過させて分光する場合はパルス波形の崩れは避けられない。パルス周波数がさらに高くなると分光器通過後のパルス波形の崩れ方はもっと大きくなる。
【０００７】
ＷＤＭ光通信では、分波（分光）と合波が組みになって行われることが多く、古典的な自由空間光学系方式の同一設計回折格子分光器を２台用いれば、分波過程で発生した光路差を合波過程で相殺することが可能であり、以上で説明したパルス波形の崩れを防止することができる。
【０００８】
そこで、古典的な自由空間光学系方式の同一設計回折格子分光器を２台用いた二重分光装置について、図１６を用いて簡単に説明する。
【０００９】
この二重分光装置は、入力光ファイバ１６と、第一の平面ミラー１７及び第二の平面ミラー２４と、互いに同一設計の第一のリトローレンズ系１８，１９および第二のリトローレンズ系２１，２２と、互いに同一仕様の第一の回折格子２０及び第二の回折格子２３と、出力光ファイバ２５を備えている。なお、この二重分光装置を構成する各光学系は無収差であるとする。また、同図では、一つの波長の光のみを示している。
【００１０】
入力光ファイバ１６の入力ポートＩからの光は、第一の平面ミラー１７及び第一のリトローレンズ系１８，１９を経て、第一の回折格子２０で分光された後、再び第一のリトローレンズ系１８，１９を経て中間点Ｍに至る。中間点Ｍに至った光は、第二のリトローレンズ系２１，２２を経て、第二の回折格子２３で合波された後、再び第二のリトローレンズ系２１，２２、第二の平面ミラー２４を経て、出力光ファイバ２５の出射ポートＯから出射される。
【００１１】
入力光ファイバ１６の入射ポートＩから出射された光子のうち、第一の回折格子２０上の点Ｌ１を通過して中間点Ｍに至った光子の光路は、第一の回折格子２０上のＳ１点を通過して中間点Ｍに至った光子の光路よりも長くなる。また、中間点Ｍから第二の回折格子２３を経て、出力光ファイバ２５の出射ポートＯへ向う光子のうち、第二の回折格子２０上の点Ｌ２を通過して出射ポートＯに入射する光子の光路は、第二の回折格子２３の点Ｓ２を通過して出射ポートＯに入射する光子の光路よりも長くなる。したがって、入射ポートＩから出射された光子のうち、第一の回折格子２０上のＳ１点を通過しし中間点Ｍを経て、第二の回折格子２３上の点Ｌ２を通過して出射ポートＯに至った光子の光路と、第一の回折格子２０上のＬ１点を通過して中間点Ｍを経て、第二の回折格子２３上の点Ｓ２を通過して出射ポートＯに至った光子の光路とは同じ長さになる。
【００１２】
このように、この自由空間光学系方式の二重分光装置では、この光学系への光の入射位置及び入射角度に関する情報が保持されたまま、光が進行するため、これらの情報を活用することで、以上で述べたように、分波過程で発生した光路差を合波過程で相殺でき、パルス波形の崩れを防止することができる。
【００１３】
この二重分光装置としては、以上の自由空間光学系方式の他に、先に述べたＡＷＧを２つ組み合わせたものがある。なお、この二重分光装置に関しては、例えば、以下の非特許文献１に開示されている。
【００１４】
【特許文献１】特許第３５３７３４４号  図３
【非特許文献１】光エレクトロニクス研究所、ＮＴＴ研究開発本部  １９９８年報、7/9ページ  2004年8月24日検索  インターネット〈URL：http://www.ntt.co.JP/RD/RDOFIS/active/1998pdf/br.pdf〉
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
前述の特許文献１に開示されているＡＷＧ、及び非特許文献１に開示されている二重分光装置を構成するＡＷＧの導波路は、シングルモード導波路であると考えられる。このため、これらの従来技術のＡＷＧ基板では、ＡＷＧ基板内の回折格子を通過して、パルス波形が崩れたものがＡＷＧ基板内のシングルモード導波路に通ると、このシングルモード導波路では、自由空間光学系方式のように、光の入射位置や入射角度に関する情報を保持できないために、崩れたパルス波形は修復不可能になるという問題点がある。特に、非特許文献１に開示されている二つのＡＷＧを用いた二重分光装置では、第一のＡＷＧの通過で崩れたパルス波形が、第二のＡＷＧを通過することで、さらに崩れてしまう。という問題点がある。
【００１６】
また、シングルモード導波路の出力分光特性はいわゆるガウシャンであるため、波長チャネル中心波長が微妙に変動すると、波長変動に応じて、このシングルモード導波路に入射した一定波長域内の光の各波長の出力パワーがインサーションロスの変動により変化してしまうという問題点がある。すなわち、出力分光特性としてフラットトップ特性を得ることができないという問題点がある。
【００１７】
本願の発明は、このような従来技術における問題点に着目し、光の入射位置や入射角度に関する情報を保持できる導波路基板を提供することを第一の目的とする。
【００１８】
さらに、本願の他の発明は、第一の目的を達成する導波路基板を用いて、出力分光特性として、インサーションロスの低下を伴わずにフラットトップ特性を実現すると供に、パルス過渡特性の劣化を防ぐことができる装置を提供することを第二の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記第一の目的を達成するための請求項１に係る発明の導波路基板は、
平面基板上に導波路が形成されている導波路基板において、
前記導波路は、該導波路の幅方向に、後述の（数１）に示される屈折率分布を持ち、該導波路の光入射ポート及び光出射ポートが集光位置になっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に係る発明の導波路基板は、
平面基板上に、入力導波路、該入力導波路からの光を分波及び／又は合波する分光器、及び該分光器からの光を出力する出力導波路が形成されている導波路基板において、
前記入力導波路と前記出力導波路とのうちの少なくとも一方の導波路は、該導波路の幅方向に、後述の（数１）に示される屈折率分布を持ち、該導波路の光入射ポート及び光出射ポートが集光位置になっていることを特徴とする。
【００２１】
前記第二の目的を達成するための二重分光装置は、
平面基板上に、入力導波路、該入力導波路からの光を分光する分光器、及び該分光器で分光された各波長域の光毎に設けられている１以上の出力導波路が形成されている分波用導波路基板と、
前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光の少なくともいずれかの光に対して所定の操作を加えた後、各波長域の光を出力する波長操作器と、
平面基板上に、前記波長操作器からの各波長域の光がそれぞれ入射する１以上の入力導波路、１以上の入力導波路からの光を合波する分光器、及び該分光器で合波された光を出力する出力導波路が形成されている合波用導波路基板と、
を備えている二重分光装置において、
前記分波用導波路基板の前記分光器で分光された各波長域の光のうち、少なくとも一の波長域の光は、該分波用導波路基板の該分光器の入射ポートと、前記合波用導波路基板の前記分光器の出射ポートとの間で、該一の波長域内の任意の単波長光の取り得る全ての経路の長さが実質的に互いに同じであることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に係る発明の二重分光装置は、
請求項３に記載の二重分光装置において、
前記分波用導波路基板の１以上の前記出力導波路と、前記合波用導波路基板の１以上の入力導波路とは、いずれも、該導波路の幅方向に、後述の（数１）に示される屈折率分布を持ち、
前記分波用導波路基板の１以上の前記出力導波路の長さ及び前記合波用導波路基板の１以上の入力導波路の長さは、それぞれの入射ポート及び出射ポートが集光位置になり、且つ前記分波用導波路基板の前記分光器の入射ポートと前記合波用導波路基板の前記分光器の出射ポートとの間での中間結像位置の数が奇数個になるように設定されていることを特徴とする。
【００２３】
請求項５に係る発明の二重分光装置は、
請求項３及び４のいずれか一項に記載の二重分光装置において、
前記分波用導波路基板と前記合波用導波路基板とは、共通平面基板に形成されており、
前記共通平面基板には、第一の導波路、１以上の第二の導波路、該第一の導波路からの光を分波する一方で、１以上の該第二の導波路からの光を合波する分光器が形成され、
前記共通平面基板の前記第一の導波路が前記分波用導波路基板の前記入力導波路及び前記合波用基板の前記出力導波路を成し、前記共通平面基板の前記第二の導波路が前記分波用導波路基板の前記出力導波路および前記合波用導波路基板の前記入力導波路を成すことを特徴とする。
【００２４】
前記第二の目的を達成するための請求項６に係る発明の光アド-ドロップ・マルチプレクサは、
請求項３から５のいずれか一項に記載の２台の二重分光装置を備え、
２台の前記二重分光装置のうち、第一の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記入力導波路の入射ポートがＩＮポートを成し、該第一の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記出力導波路の出射ポートがＯＵＴポートを成し、第二の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記入力導波路の入射ポートがＡＤＤポートを成し、該第二の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記出力導波路の出射ポートがＤＲＯＰポートを成し、
前記第一の二重分光装置の前記波長操作器と、前記第二の二重分光装置の前記波長操作器とは、該第一の二重分光装置と該第二の二重分光装置との間で共有化され、
共有化されている前記波長操作器は、
前記第一の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光のいずれかの光を、前記第二の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記入力導波路に入射する一方で、各波長域の光のうちの残りの光を、該第一の二重分光装置の合波用導波路基板の前記入力導波路に入射し、
前記第二の二重分光装置の前記分波用導波路基板の前記１以上の出力導波路からの各波長域の光のいずれかの光を、前記第一の二重分光装置の前記合波用導波路基板の前記入力導波路に入射する一方で、各波長域の光のうちの残りの光を、該第二の二重分光装置の合波用導波路基板の前記入力導波路に入射することを特徴とする。
【００２５】
【数１】
2006098873.tif 000003
【発明の効果】
【００２６】
導波路基板に係る発明では、その導波路内での光が、あたかも自由空間内に集光光学系等を多数配置した場合と同様に、発散と集光を繰り返し、球面波から平面波への移行を繰り返しつつ進行する。このため、本発明では、この導波路の入射ポートのある位置に、ある向きで光が入射した場合、この光は、その位置及び向きに関する情報を保持したまま、導波路内を進行する。
【００２７】
また、二重分光装置及び光アド-ドロップ・マルチプレクサに係る発明では、以上の導波路基板を用いてこれらの装置が構成され、一の波長域内の任意の単波長光の取り得る全ての経路の長さが実質的に互いに同じであるため、パルス過渡特性の劣化を防ぐことができると供に、その分波出力特性としてフラットトップ特性を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明に係る導波路基板を備えている二重分光装置の一実施形態について、図１〜図４を用いて説明する。
【００２９】
本実施形態の二重分光装置は、図１に示すように、前述の非特許文献１に開示されている二重分光装置と同様、導波路基板としての二つのＡＷＧ基板５，１３と、二つのＡＷＧ基板５，１３のうちの分波用ＡＷＧ基板５からの各波長域の光に対して所定の操作を加えてから、この光を合波用ＡＷＧ基板１３に出力する波長操作器６と、を備えている。
【００３０】
波長操作器６は、分波用ＡＷＧ基板５からの各波長域の光に対して、例えば、ブロックキング、アッテネーションや経路切替等を行うものであるが、ここでは、その機能を特定しない。このため、図１では、自由空間内に設置されたコリメータレンズ７及びフォーカシングレンズ８のみを描いている。
【００３１】
分波用ＡＷＧ基板５は、一つの入力導波路２と、この入力導波路２からの光を分光するＡＷＧ３と、このＡＷＧ３で分光された各波長域の光毎に設けられている複数の出力導波路４とが、平面基板上に形成されているものである。また、合波用ＡＷＧ基板１３は、複数の入力導波路９と、これら複数の入力導波路９からの光を合波するＡＷＧ１０と、このＡＷＧ１０で合波された光を出力する一つの出力導波路１１とが、平面基板上に形成されているものである。
【００３２】
分波用ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３と、合波用ＡＷＧ基板１３のＡＷＧ１０とは、同一仕様のものである。また、分波用ＡＷＧ基板５の入力導波路２及び合波用ＡＷＧ基板１３の出力導波路１１は、いずれも、シングルモード導波路である。一方、分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４及び合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９は、いずれも、その幅方向に、以下の（数１）に示される屈折率分布を持っている。
【００３３】
【数１】
2006098873.tif 000004
【００３４】
すなわち、分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４及び合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９の屈折率は、図２に示すように、その幅方向（Ｚ方向）の中心で最大値ｎ０を示し、この中心から遠ざかるに従って、２次曲線的に低下する。
【００３５】
このような屈折率分布を有する導波路Ａ内では、図３（ａ）に示すように、光は発散と集光を繰り返し、球面波から平面波への移行を繰り返しつつ進行する。このように、この導波路Ａ内での光は、あたかも自由空間内に集光光学系等を多数配置した場合と同様に、進行する。このため、この導波路Ａの入射ポートのある位置に、ある向きで光が入射した場合、この光は、その位置及び向きに関する情報を保持したまま、導波路Ａ内を進行する。例えば、この導波路Ａの光軸上をＸ軸とし、Ｘ＝０の位置を入射ポートＩとした場合、この入射ポートＩの位置で且つＺ＝ａの位置に、斜め下方（−Ｚ方向）の方向成分を有する光が入射すると、Ｘ＝０から２つ目の結像位置であるＸ＝Ｐの位置でも、Ｚ＝ａの位置に、斜め下方（−Ｚ方向）の方向成分を有する光が通過する。つまり、入射ポートＩが結像位置である場合、この入射ポートＩから偶数個目の結像位置での光の進行方向及びＺ方向の位置は、入射ポートＩに入射した光の進行方向及びＺ方向の位置と同じになる。また、入射ポートＩから奇数個目の結像位置での光の進行方向及びＺ方向の位置は、入射ポートＩに入射した光の進行方向及びＺ方向の位置とＸ軸に対して対称になる。
【００３６】
このように、この導波路Ａでは、あたかも自由空間内に集光光学系を多数配置した場合と同様、２次元空間に限定された自由空間光学系として作用し、導波路への光の入射位置及び入射角度に関する情報が保持されたまま、光が進行する。この結果、導波路への光の入射位置及び入射角度に関する情報を用いて、入射した光に適切な処理を施せば、入力した光パルスの波形の崩れを修復することができる。なお、この光パルス波形の崩れの修復に関しては、詳細に後述する。
【００３７】
一方、従来技術のシングルモード導波路やマルチモード導波路では、図３（ｂ）に示すように、この導波路Ｂ内を平面波で進行するため、導波路Ｂへの光の入射位置及び入射角度に関する情報が保持されず、結果として、入力したパルスの波形の崩れを修復することができない。
【００３８】
また、Ｚ方向に屈折率分布を有する導波路Ａでは、図４（ａ）に示すように、その入射ポートＩ及び出射ポートＯが結像位置になる場合、入射ポートＩにおけるＺ方向のどの位置に光αi０,αi１が入射しても、この入射ポートＩと共役な出射ポートＯでは、入射ポートＩに入射した位置と対応する位置から、実質的にパワーロスすることなく光αo０,αo１が出射する。したがって、この導波路Ａは、出力分光特性として、インサーションロスの低下を伴わずにフラットトップ特性を実現する条件を備えている。
【００３９】
一方、従来技術のシングルモード導波路Ｂでは、図４（ｂ）に示すように、その出力特性Ｇがガウシャンであるため、入射ポートＩにおけるＺ＝０の位置に入射した光αi０の出力パワーαo０に対して、Ｚ＝０の位置からＺ方向に離れた位置に入射した光αi１の出力パワーαo１は、減少してしまう。
【００４０】
すなわち、本実施形態のように、Ｚ方向に一定の屈折率分布を有する導波路Ａは、自由空間光学系と同様に、入力したパルスの波形の崩れを修復できる条件を備えていると供に、出力分光特性として、インサーションロスの低下を伴わないフラットトップ特性を実現できる条件を備えている。
【００４１】
なお、Ｚ方向に一定の屈折率分布を有する屈折率分布型ファイバ（ＧＩファイバ）は、実用化されつつある。しかしながら、光ファイバの場合、この光ファイバ自体の捩れ等により、光ファイバの入射ポートの面内の位置と出射ポートの面内の位置との対応関係を取ることが極めて難しいため、平面基板上に形成されて、捩れ等を起こすことがない導波路と同様に、入力したパルス波形の崩れを修復する等の効果を得ることは難しい。
【００４２】
次に、以上で説明した二重分光装置の動作を説明する。
【００４３】
分波用ＡＷＧ基板５への入力は、図１に示すように、シングルモードファイバである入力ファイバ１で行う。この入力ファイバ１から入力されたＷＤＭ信号光は、シングルモードの入力導波路２を介して、入力端Ｉ０からＡＷＧ３に入射する。このＡＷＧ３に入射したＷＤＭ信号光は、各波長域の光に分光され、ＡＷＧ３の出力端Ｉ１で集光し、そこに結合されている複数の出力導波路４のうちのいずれかに入射する。なお、図１では、複数の波長域の光のうちの一つの波長域の光のみを描いており、他の波長域の光は、省略している。
【００４４】
所定の屈折率分布を有する出力導波路４に入射した光は、前述したように、発散と集光を繰り返して、この出力導波路４の出力端Ｉ４から自由空間光学系の波長操作器６へ出射する。波長操作器６では、各波長域の光の全て又は一部に対して、所定の操作が加えられてから、フォーカシングレンズ８で集光されて、合波用ＡＷＧ基板１３に入射する。
【００４５】
波長操作器６からの各波長域の光は、各波長域毎の光に対応して設けられている複数の入力導波路９のそれぞれに入射する。屈折率分布を持つ入力導波路９に入射した光は、発散と集光とを繰り返して、入力端Ｉ９からＡＷＧ１０に入射し、そこで、合波されて、ＡＷＧ１０の出力端Ｉ１０で集光し、そこに結合されているシングルモードの出力導波路１１を経て、シングルモードファイバである出力ファイバ１２に入射する。
【００４６】
ところで、本実施形態では、分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４の入射ポートＩ１と出射ポートＩ４、合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９の入射ポートＩ５と出射ポートＩ９、分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４の出射ポートＩ４と合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９の入射ポートＩ５が、いずれも結像位置になり、言い換えると互いに共役関係を成し、且つ、分波用ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３の入射ポートＩ０と合波用ＡＷＧ基板１３のＡＷＧ１０の出射ポートＩ１０との間での中間結像位置Ｉ１〜Ｉ９の数が奇数個になるように、分波用ＡＷＧ基板５の出力導波路４の長さ及び合波用ＡＷＧ基板１３の入力導波路９の長さが設定されている。
【００４７】
このように、出力導波路４および入力導波路９の長さを設定すると、任意の波長域の光の光路長は、分波用ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３の入射ポートＩ０と合波用ＡＷＧ基板１３のＡＷＧ１０の出射ポートＩ１０との間で、いずれの光路を通過しても、同じになる。例えば、分波用ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３で分光された任意の波長域の光αのうち、このＡＷＧ３内で短い経路を通過した光α０は、合波用ＡＷＧ基板１３のＡＷＧ１０内では長い経路を通過し、この光α０と同一波長域の光であって、分波用ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３内で長い経路を通過したα１は、合波用ＡＷＧ基板１３のＡＷＧ１０内では短い経路を通過することになる。このように、本実施形態では、自由空間光学系の二重分光装置と同様に、分波過程で発生した光路差を合波過程で相殺し、同一波長域の光の中では光路差がなくなる、言い換えると、光学系通過時間が同じになるので、パルス波形のＷＤＭ信号光を入力しても、このＷＤＭ信号光のパルス波形が崩れることはない。このため、本実施形態によれば、より高速なビットレート通信が可能となる。
【００４８】
また、本実施形態に二重分光装置では、合波用ＡＷＧ基板１３の出力導波路１１が、ガウシャン特性を示すシングルモード導波路であるが、二重分光装置自体の出力分光特性としてフラットトップ特性を得ることができる。これは、分波してから合波するまでの過程で光が通過する導波路として、分光出力特性としてフラットトップ特性を示す導波路４，９を用いているため、一つの波長チャネル内での各波長の光のいずれにもインサーションロスの変動がほとんどなく、ほぼ完璧に合波され、各波長域の光が合波された後であれば、ガウシャン特性を示すシングルモード導波路に光が入射しても、この光に関する分光特性としてフラットトップ特性が維持できるからである。
【００４９】
ここで、一つの波長チャネル内での各波長の光がほぼ完璧に合波されることについて、図５を用いて説明する。なお、図５は、図１に示した分波用ＡＷＧ３の出射ポートＩ４付近、および合波用ＡＷＧ１０の入射ポートＩ５付近を示し、波長操作器６を省略している。
【００５０】
ここで、分波用ＡＷＧ３には、三つの出力導波路４，４，４が接続され、各導波路４，４，４の入射ポート、言い換えると、分波用ＡＷＧ３の出射ポートをＩ４，Ｉ４，Ｉ４とし、各出射ポートの中心波長をλ，λ’，λ”（λ’＜λ”）とする。また、また、合波用ＡＷＧ１０には、三つの入力導波路９，９，９が接続され、それぞれは、前述の出力導波路４，４，４に対応するものとする。
【００５１】
分波用ＡＷＧ３の出射ポートＩ４における局所的な波長λ−Δλ，λ，λ＋Δλ（Δλ＞０）の波長分散方向は、より大局的な波長λ’，λ，λ”の並び方向と同じである。この局所的波長分散は、合波用ＡＷＧ１０の入射ポートＩ５において再現される。この入射ポートＩ５において再現された局所的波長分散方向は、もちろん合波用ＡＷＧ１０によって再び合波される方向であるので、合波用ＡＷＧ１０によって完全に合波される。したがって、前述したように、ほぼ完全に合波された後であれば、ガウシャン特性を示すシングルモード導波路や、シングルモードの出力光ファイバ１２に光が入射しても、本実施形態の二重分光装置の出力分光特性として、図６に示すように、一定波長域内の光の各波長λの出力パワーＩＬが一定であるフラットトップ特性を実現することができる。
【００５２】
なお、以上の実施形態では、波長操作器６を自由空間光学系で構成したが、この波長操作器６を導波路基板で構成してもよい。この場合、導波路基板中の導波路は、以上と同様の屈折率分布を持つ導波路にする。
【００５３】
また、以上では、二つのＡＷＧ基板５,１３を用いて二重分光装置を構成したが、一つのＡＷＧ基板で二重分光装置を構成することも可能である。
【００５４】
この場合、図７に示すように、ＡＷＧ基板５のＡＷＧ３を分波用の分光器として用いると供に、合波用の分光器としても用い、波長操作器６ａで、このＡＷＧ基板５で分波された光に対して所定の操作をした後、再び、このＡＷＧ基板５に光を戻して、そこで合波するようにする。したがって、ＡＷＧ３が分波用の分光器として機能するときの入力導波路２及び出力導波路４は、このＡＷＧ３が合波用の分光器として機能するときに、それぞれ、出力導波路、入力導波路となる。
【００５５】
このように、ＡＷＧ３が分波用の分光器として機能するときの入力導波路２は、このＡＷＧ３が合波用の分光器として機能するときに出力導波路になるため、この入力導波路２には、ＡＷＧ３に向う光と、このＡＷＧ３からの光とが通ることになる。そこで、この入力導波路２に接続されている光ファイバ１には、光サーキュレータ２７を接続し、この光ファイバ１に光を入射させることができるようにすると供に、この光ファイバ１からの光を取り出せるようにする。
【００５６】
また、ＡＷＧ３が分波用の分光器として機能するときの出力導波路４は、このＡＷＧ３が合波用の分光器として機能するときに入力導波路になるため、この出力導波路４での結像位置Ｉ１〜Ｉ４，Ｉ６〜Ｉ９の数は、光の往復で必ず偶数個になる。このため、ＡＷＧ３が分波用分光器として機能するときのＡＷＧ３の入射ポートＩ０と、このＡＷＧ３が合波用分光器として機能するときのＡＷＧ３の出射ポートＩ１０との間での中間結像位置Ｉ１〜Ｉ９の数を奇数個にするためには、波長操作器６ａに複数の光学素子を設けて、この波長操作器５ａ内での結像位置Ｉ５の数を奇数個にするようにする必要がある。
【実施例】
【００５７】
次に、本発明に係る導波路基板を備えているＲ−ＯＡＤＭ（Reconfigurable−Optical  Add  Drop  Multiplex）について説明する。
【００５８】
図８に示すように、本実施形態のＲ−ＯＡＤＭ１００は、ある光路Ｒ中から、所定の波長域の光を外部に出射し（Drop）、外部から所定の波長域の光を受け入れて（Add）、光路中の光の波長成分を再構成するものである。
【００５９】
本実施例のＲ−ＯＡＤＭは、図９及び図１０に示すように、分波器として機能するＡＷＧを有するIN分波用ＡＷＧ基板５Ｉ及びADD分波用ＡＷＧ基板５Ａと、合波器として機能するＡＷＧを有するOUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ及びDROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄと、波長操作器３０と、を備えている。
【００６０】
IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉ及びADD分波用ＡＷＧ基板５Ａは、いずれも、前述の実施形態の分波用ＡＷＧ基板と同様に、一つの入力導波路２Ｉ，２Ａと、この入力導波路２Ｉ，２Ａからの光を分光するＡＷＧ３Ｉ，３Ａと、このＡＷＧ３Ｉ，３Ａで分光された各波長域の光毎に設けられている複数の出力導波路４Ｉ，４Ａとが、平面基板上に形成されているものである。また、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ及びDROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄは、いずれも、複数の入力導波路９Ｏ，９Ｄと、これら複数の入力導波路９Ｏ，９Ｄからの光を合波するＡＷＧ１０Ｏ，１０Ｄと、このＡＷＧ１０Ｏ，１０Ｄで合波された光を出力する一つの出力導波路１１Ｏ，１１Ｄとが、平面基板上に形成されているものである。なお、図９では、IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉの出力導波路４Ｉの数、ADD分波用ＡＷＧ基板５Ａの出力導波路４Ａの数、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの入力導波路９Ｏの数、DROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの入力導波路９Ｄの数は、つまり各ＡＧＷ５Ｉ，５Ａ，１３Ｏ，１３Ｄの波長チャネル数は、簡略化のために４つのみしか描いていないが、実際のＤＷＤＭ用途では、４０チャネル以上であることが普通である。
【００６１】
IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉの出力導波路４Ｉ側の端面５ｉと、DROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの入力導波路９Ｄ側の端面１３ｄとは、自由空間を介して互いに平行で、且つIN分波用ＡＷＧ基板５Ｉの複数の出力導波路４Ｉの各出射ポートと、DROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの複数の入力導波路９Ｄの各入射ポートとが、向かい合っている。また、ADD分波用ＡＷＧ基板５Ａの出力導波路４Ａ側の端面５ａと、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの入力導波路９Ｏ側の端面１３ｏとは、自由空間を介して互いに平行で、ADD分波用ＡＷＧ基板５Ａの複数の出力導波路４Ａの各出射ポートと、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの複数の入力導波路９Ｏの各入射ポートとが、互いに向かい合っている。
【００６２】
各ＡＷＧ基板５Ｉ，５Ａ，５Ｏ，５Ｄの各ＡＷＧ３Ｉ，３Ａ，１０Ｏ，１０Ｄは、互いに同一仕様である。また、分波用ＡＷＧ基板５Ｉ，５Ａの入力導波路２Ｉ，２Ａ及び合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ，１３Ｄの出力導波路１１Ｏ，１１Ｄは、いずれも、シングルモード導波路である。IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉの入力導波路２Ｉの入射ポートは、ＩＮポートを成し、ここにシングルモードのＩＮファイバ１Ｉが接続され、ADD分波用ＡＷＧ基板５Ａの入力導波路２Ａの入射ポートは、ＡＤＤポートを成し、ここにシングルモードのＡＤＤファイバ１Ａが接続されている。また、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの出力導波路１１Ｏの出射ポートは、ＯＵＴポートを成し、ここにシングルモードのＯＵＴファイバ１２Ｏが接続され、DROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの出力導波路１１Ｄの出射ポートは、ＤＲＯＰポートを成し、ここにシングルモードのＤＲＯＰファイバ１２Ｄが接続されている。
【００６３】
また、分波用ＡＷＧ基板５Ｉ，５Ａの出力導波路４Ｉ，４Ａ及び合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ，１３Ｄの入力導波路９Ｏ，９Ｄは、いずれも、その幅方向に、前述の実施形態と同様の屈折率分布を持っている。分波用ＡＷＧ基板５Ｉ，５Ａの出力導波路４Ｉ，４Ａの入射ポート及び出射ポートと、合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ，１３Ｄの入力導波路９Ｏ，９Ｄの入射ポート及び出射ポートとは、いずれも結像位置になっている。さらに、IN分波用ＡＷＧ基板５ＩのＡＷＧ３Ｉの入射ポートとOUT合波用ＡＷＧ基板１３ＯのＡＷＧ１０Ｏの出射ポートとの間での中間結像位置の数、IN分波用ＡＷＧ基板５ＩのＡＷＧ３Ｉの入射ポートとDROP合波用ＡＷＧ基板１３ＤのＡＷＧ１０Ｄの出射ポートとの間での中間結像位置の数、ADD分波用ＡＷＧ基板５ＡのＡＷＧ３Ａの入射ポートとDROP合波用ＡＷＧ基板１３ＤのＡＷＧ１０Ｄの出射ポートとの間での中間結像位置の数、ADD分波用ＡＷＧ基板５ＡのＡＷＧ３Ａの入射ポートとOUT合波用ＡＷＧ基板１３ＯのＡＷＧ１０Ｏの出射ポートとの間での中間結像の数は、いずれも、奇数個になるように、分波用ＡＷＧ基板５Ｉ，５Ａの出力導波路４Ｉ，４Ａの長さ及び合波用ＡＷＧ基板１３Ｏ，１３Ｄの入力導波路９Ｏ，９Ｄの長さが設定されている。
【００６４】
波長操作器３０は、二つの屋根型ミラー３１，３２と、IN用レンズアレイ３３Ｉと、OUT用レンズアレイ３３Ｏと、ADD用レンズアレイ３３Ａと、DROP用レンズアレイ３３Ｄと、両面平面ミラーユニット３４と、２つのシャッターユニット３５，３６と、を備えている。
【００６５】
IN用レンズアレイ３３Ｉ、OUT用レンズアレイ３３Ｏ、ADD用レンズアレイ３３Ａ、DROP用レンズアレイ３３Ｄは、いずれも、正のパワーを持つ同一仕様のレンズが、波長チャネル数分集まったものである。IN用レンズアレイ３３Ｉを構成する各レンズは、それぞれ、IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉの各出力導波路４Ｉの出射ポートと向かい合い、且つ各出射ポートが焦点位置になるように配置され、ADD用レンズアレイ３３Ａを構成する各レンズは、それぞれ、ADD分波用ＡＷＧ基板５Ａの各出力導波路４Ａの出射ポートと向かい合い、且つ各出射ポートが焦点位置になるように配置されている。また、OUT用レンズアレイ３３Ｏを構成する各レンズは、それぞれ、OUT合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの各入力導波路９Ｏの入射ポートと向かい合い、且つ各入射ポートが焦点位置になるように配置され、DROP用レンズアレイ３３Ｄを構成するレンズは、それぞれ、DROP合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの入力導波路９Ｄの各入射ポートと向かい合い、且つ各入射ポートが焦点位置になるように配置されている。
【００６６】
屋根型ミラー３１，３２は、断面が二等辺三角形状を成し、２つの等辺に相当する傾斜面がそれぞれ反射面を形成している。二つの屋根型ミラー３１，３２のうち、第一の屋根型ミラー３１は、IN用レンズアレイ３３Ｉと、DROP用レンズアレイ３３Ｄとの間に配置され、第二の屋根型ミラー３２は、ADD用レンズアレイ３３Ａと、OUT用レンズアレイ３３Ｏとの間に配置されている。従って、第一の屋根型ミラー３１の二つの反射面３１i，３１ｄのうち、IN側反射面３１ｉがIN用レンズアレイ３３Ｉと対向し、DROP側反射面３１ｄがDROPレンズアレイ３３Ｄと対向している。また、第二の屋根型ミラー３２の二つの反射面３２ａ，３２ｏのうち、ADD側反射面３２ａがADD用レンズアレイ３３Ａと対向し、OUT側反射面３２ｏがOUT用レンズアレイ３３Ｏと対向している。第一の屋根型ミラー３１のIN側反射面３１ｉは、IN用レンズアレイ３３Ｉからのビーム群が第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向うように角度設定され、このOUT側反射面３２ｏは、ここに至ったビーム群がOUT用レンズアレイ３３Ｏに向うように角度設定されている。また、第二の屋根型ミラー３２のADD側反射面３２ａは、ADD用レンズアレイ３３Ａからのビーム群が第一の屋根型ミラー３１のDROP側反射面３１ｄに向うように角度設定され、このDROP側反射面３１ｄは、ここに至ったビーム群をDROP用レンズアレイ３３Ｄに向うように角度設定されている。
【００６７】
IN用レンズアレイ３３ＩとOUT用レンズアレイ３３Ｏとの間の光路長は、IN用レンズアレイ３３Ｉのレンズの焦点距離とOUT用レンズアレイ３３Ｏのレンズの焦点距離とを加算した長さに設定され、ADD用レンズアレイ３３ＡとDROP用レンズアレイ３３Ｄとの間の光路長は、ADD用レンズアレイ３３Ａのレンズの焦点距離とDROP用レンズアレイ３３Ｄのレンズの焦点距離とを加算した長さに設定されている。つまり、IN用レンズアレイ３３ＩとOUT用レンズアレイ３３Ｏとの間の光路長、及びADD用レンズアレイ３３ＡとDROP用レンズアレイ３３Ｄとの間の光路長は、いずれも、両側テレセントリックになるように定められている。
【００６８】
両面平面ミラーユニット３４は、図１１に示すように、波長チャネル数分の両面平面ミラー３４ａと、各両面平面ミラー３４ａをそれぞれ独自にスライドさせるミラー駆動部３４ｂと、を有している。この両面平面ミラーユニット３４は、図１０に示すように、二つの屋根型ミラー３１，３２の中間位置、つまり、IN分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長域の光とADD分波用ＡＷＧ基板５Ａからの各波長域の光とが交差する位置に、その両面平面ミラー３４ａが挿脱可能に配置されている。
【００６９】
２つのシャッターユニット３５，３６は、いずれも、図１２に示すように、波長チャネル数分のシャッター３５ａ，３６ａと、各シャッター３５ａ，３６ａをそれぞれ独自にスライドさせるシャッター駆動部３５ｂ，３６ｂと、を有している。二つのシャッターユニット３５，３６のうち、第一のシャッターユニット３５は、図１０に示すように、第一の屋根型ミラー３１のIN側反射面３１ｉからのビーム群が第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向う経路中に、そのシャッター３５ａが挿脱可能に配置されている。また、第二のシャッターユニット３６は、第二の屋根型ミラー３２のADD側反射面３２ａからのビーム群が第一の屋根型ミラー３１のDROP側反射面３１ｄに向う経路中に、そのシャッター３６ａが挿脱可能に配置されている。
【００７０】
次に、以上で説明したＲ−ＯＡＤＭの動作について説明する。
【００７１】
ＩＮ光ファイバ１Ｉからの光がＩＮ分波用ＡＷＧ基板５ＩのＩＮポート、つまり入力用導波路２Ｉの入射ポートに入射すると、ＩＮ分波用ＡＷＧ基板５ＩのＡＷＧ３Ｉで各波長域の光に分波される。各波長域の光は、それぞれ、対応波長チャネルの出力導波路４Ｉを通って、自由空間を介して、波長操作器３０へ出射される。
【００７２】
ＩＮ分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長チャネル毎の光は、波長操作器３０のＩＮ用レンズアレイ３３Ｉの対応レンズにより、コリメートされて、第一の屋根型ミラー３１のIN側反射面３１ｉへ向う。仮に、図１３（ａ）に示すように、両面平面ミラーユニット３４の平面両面ミラー３４ａ及び二つのシャッターユニット３５，３６のシャッター３５ａ，３６ａが、各波長チャネルの光路上に無ければ、第一の屋根型ミラー３１のIN側反射面３１ｉで反射された各波長チャネルの光は、第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向かう。そして、OUT側反射面３２ｏで反射された光は、OUT用レンズアレイ３３Ｏの対応レンズにより集光されて、ＯＵＴ合波用ＡＷＧ基板１３Ｏの複数の入力導波路９Ｏにそれぞれ入射し、ＯＵＴ合波用ＡＷＧ基板１３ＯのＡＷＧ１０Ｏで合波された後、出力導波路１１ＯのＯＵＴポートから出射される。
【００７３】
また、ＡＤＤ光ファイバ１Ｉからの光がＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５ＡのＡＤＤポート、つまり入力用導波路２Ａの入射ポートに入射すると、ＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５ＡのＡＷＧ３Ａで各波長域の光に分波され、対応波長チャネルの出力導波路４Ｉを通って、波長操作器３０へ出射される。ＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５Ａからの各波長チャネル毎の光は、波長操作器３０のＡＤＤ用レンズアレイ３３Ｉの対応レンズを介して、第二の屋根型ミラー３３のADD側反射面３３ａへ向う。仮に、両面平面ミラーユニット３４の平面両面ミラー３４ａ及び二つのシャッターユニット３５，３６のシャッター３５ａ，３６ａが、各波長チャネルの光路上に無ければ、第二の屋根型ミラー３２のADD側反射面３２ａで反射された各波長チャネルの光は、第一の屋根型ミラー３１のDROP側反射面３２ｄ、DROP用レンズアレイ３３Ｄの対応レンズを介して、ＤＲＯＰ合波用ＡＷＧ基板１３Ｄの複数の入力導波路９Ｄにそれぞれ入射し、ＤＲＯＰ合波用ＡＷＧ基板１３ＤのＡＷＧ１０Ｄで合波された後、出力導波路１１ＤのＤＲＯＰポートから出射される。
【００７４】
また、図１３（ｂ）に示すように、仮に、ＩＮ分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長チャネル毎の光が、第一の屋根型ミラー３１のIN側反射面３１ｉで反射されて、第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向かう光路中に、両面平面ミラーユニット３４の複数の両面平面ミラー３４ａのうち、いずれかの波長チャネル対応の両面平面ミラー３４ａが存在する場合、対応波長チャネルの光がこの両面平面ミラー３４ａの一方の反射面で反射されて、第一の屋根型ミラー３１のDOROP側反射面３１ｄに向かい、ＤＲＯＰ合波用ＡＷＧ基板５Ｄを経て、射出される。一方、光路中に前述の両面平面ミラー３４ａが存在しない波長チャネルの光は、先に述べたように、第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向かい、ＯＵＴ合波用ＡＷＧ基板１３Ｏを経て、射出される。
【００７５】
また、ＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５Ａから出射され、第二の屋根型ミラー３２のADD側反射面３２ａ１ｉで反射された各波長チャネルの光のうち、前述の両面平面ミラー３４ａに対応する波長チャネルの光は、この両面平面ミラー３４ａの他方の反射面で反射されて、第二の屋根型ミラー３２のOUT側反射面３２ｏに向かい、ＯＵＴ合波用ＡＷＧ基板５Ｏを経て、射出される。一方、光路中に前述の両面平面ミラー３４ａが存在しない波長チャネルの光は、先に述べたように、第一の屋根型ミラー３１のDROP側反射面３１ｄに向かい、ＤＲＯＰ合波用ＡＷＧ基板１３Ｄを経て、射出される。
【００７６】
従って、図１３（ｂ）の状態のとき、ＯＵＴ合波用ＡＷＧ基板１３Ｏには、ＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５Ａからの各波長チャネルの光の全てが入射して、ここで、これらの光が合波されるか、又は、ＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５Ａからの各波長チャネルの光の一部及びＩＮ分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長チャネルの光の一部が入射して、ここで、これらの光が合波される。また、ＤＲＯＰ合波用ＡＷＧ基板１３Ｄには、ＩＮ分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長チャネルの光の全てが入射して、ここで、これらの光が合波されるか、又は、ＩＮ分波用ＡＷＧ基板５Ｉからの各波長チャネルの光の一部及びＡＤＤ分波用ＡＷＧ基板５Ａからの各波長チャネルの光の一部が入射して、ここで、これらの光が合波される。なお、両面平面ミラー３４ａが退避状態と光路中への突出状態とでは、光路が切り替わる関係で、例えば、IN用レンズアレイ３３ＩのレンズからOUT用レンズアレイ３３Ｏのレンズまでの間の光路長と、IN用レンズアレイ３３Ｉのレンズから両面平面ミラー３４ａを経てDROP用レンズアレイ３３Ｄのレンズまでの間の光路長とは、この両面平面ミラー３４ａの厚さ分異なるとになるが、本実施形態では、この両面平面ミラー３４ａの厚さを、この光路長差が無視できる程度の厚さに設定している。
【００７７】
ところで、両面平面ミラー３４ａは、図１３（ａ）の退避状態から、同図（ｂ）の光路中への突出状態への過渡状態、又は、逆に光路中への突出状態から退避状態への過渡状態では、同図（ｃ）に示すような中間状態が発生する。この中間状態では、この両面平面ミラー３４ａにより反射されるビームと、反射されないで通過してしまうビームとが存在してしまい、信号経路の下流にとっては極めて不都合な状態になる。そこで、本実施形態では、複数の両面平面ミラー３４ａのうちで、このような中間状態になるものがある場合、二つのシャッターユニット３５，３６のシャッター３５ａ，３６ａのうち、中間状態の両面平面ミラー３４ａに対応するシャッターで、その波長チャネルの光路を遮断するようにする。
【００７８】
また、これらシャッターユニット３５，３６のシャッター３５ａ，３６ａは、光路を完全に遮断するのみならず、所望の波長チャネルの光路に関する完全遮断状態と完全透過状態との中間状態を作り出し、この所望の波長チャネルの光量減衰制御を行う役目も担っている。
【００７９】
以上、本実施例のＲ−ＯＡＤＭも、前述した実施形態の二重分光装置と同様に、分波してから合波する過程で光が通過する導波路として、所定の屈折率分布を有する導波路４Ｉ，９Ｏ，４Ａ，９Ｄを用いているので、同一波長域の光の中では光路差がなくなり、パルス波形のＷＤＭ信号光を入力しても、このＷＤＭ信号光のパルス波形が崩れることはなく、さらに、Ｒ−ＯＡＤＭ自体の出力分光特性としてフラットトップ特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明に係る一実施形態における二重分光装置の構成を示す説明図である。
【図２】本発明に係る一実施形態における導波路の屈折率分布を示す説明図である。
【図３】導波路中の光の進行状態を示す図で、同図（ａ）は図２に示す屈折率分布を示す導波路中の光の進行状態を示す説明図で、同図（ｂ）はシングルモード導波路中の光の進行状態を示す説明図である。
【図４】導波路の出力分光特性を説明するための図で、同図（ａ）は図２に示す屈折率分布を示す導波路の出力分光特性を説明するための説明図で、同図（ｂ）はシングルモード導波路の出力分光特性を説明するための説明図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における二重分光装置における分波用ＡＷＧの出射ポート付近および合波用ＡＷＧの入射ポート付近の各波長の光路を示す説明図である。
【図６】フラットトップ特性を示す説明図である。
【図７】本発明に係る一実施形態における二重分光装置の変形例の構成を示す説明図である。
【図８】本発明に係る一実施例のＲ−ＯＡＤＭに対する入出力を示す説明図である。
【図９】本発明に係る一実施例のＲ−ＯＡＤＭの斜視図である。
【図１０】本発明に係る一実施例のＲ−ＯＡＤＭの側面である。
【図１１】本発明に係る一実施例の両面平面ミラーユニットの平面図である。
【図１２】本発明に係る一実施例のシャッターユニットの平面図である。
【図１３】本発明に係る一実施形態の両面平面ミラーユニット及びシャッターユニットの動作時における光路を示す説明図である。
【図１４】回折格子分光器における時間方向情報の不確定性を説明するための説明図である。
【図１５】図１４に示す回折格子分光器に矩形光パルスを入射したときの出射波形を示す説明図である。
【図１６】自由空間光学方式の二重分光装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
１：入力ファイバ                    １Ｉ：ＩＮファイバ
２，２Ｉ，２Ａ：シングルモード入力導波路
３，３Ｉ，３Ａ：分波用ＡＷＧ        ４，４Ｉ，４Ａ：出力導波路
５，５Ｉ，５Ａ：分波用ＡＷＧ基板    ６，６ａ，３０：波長操作器
９，９Ｏ，９Ｄ：入力導波路          １０，１０Ｏ，１０Ｄ：合波用ＡＷＧ
１１，１１Ｏ，１１Ｄ：シングルモード出力導波路
１２：出力ファイバ
１２Ｏ：ＯＵＴファイバ              １２Ｄ：ＤＲＯＰファイバ
１３，１３Ｏ，１３Ｄ：合波用ＡＷＧ基板
３１，３２：屋根型ミラー
３４：両面平面ミラーユニット          ３５，３６：シャッターユニット
【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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【図１６】
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