(57)【要約】      （修正有）【課題】３つの波長の双方向伝送を実現するハイブリッド集積化された光学的素子を提供する。【解決手段】  光学的三重化装置２００であって、その中では外部光信号が第１の波長帯域でレーザ光源２０２を通って伝播する。前記レーザ光源は、第２の波長帯域をもつ光信号を供給するものである。該三重化装置は、前記レーザ光源への強いフィードバック信号を供給する光検出器２０３および外部の光を分割する高密度の波長分割多重化装置２０４を有することを特徴とする。【選択図】図３
2006313820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長で光を供給するレーザと、上記基板上に設けられ、光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器とを有し、前記レーザは、第１のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、前記第２のレーザポートは、前記レーザ波長帯域とは異なる第１の所定波長に相当する波長をもつ第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給される光信号の強度に応じたデータを供給する光学的素子であって、
第１の出力端子および第１の入力端子をもつフィルタと、上記基板上に設けられ、光学的に前記第１の出力端子と接続する第２の光検出器とを有し、前記フィルタは、上記第１の入力端子で前記第１の外部信号を有する光を受信し波長に応じて該光を濾過し、上記フィルタは前記第１の出力端子において前記第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、そこに入射する光の強度に応じたデータ出力信号を供給することを特徴とする光学的素子。
【請求項２】
前記レーザ光源は、前記基板上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学的素子。
【請求項３】
前記第１のレーザポートの端面の第１の部分は、反射的被膜で被覆されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項４】
前記光学的被膜は、光学的キャビティの端壁を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項５】
前記基板は、能動的物質を有することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項６】
前記基板は、第III族―第Ｖ族半導体物質を有することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項７】
前記基板は、燐化インジウムを含有することを特徴とする請求項６に記載の光学的素子。
【請求項８】
前記第１の波長帯域は、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの１を有し、前記レーザ波長帯域は１３１０ｎｍを含有することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項９】
前記基板上に設けられた第３の光検出器をさらに有し、前記フィルターは、第２の所定波長帯域に相当する光を供給する第２の出力端子を有し、前記第２の所定波長帯域は、前記レーザ波長帯域および前記第１の所定波長帯域と異なる帯域であり、前記第３の光検出器は、前記第２の出力端子と光学的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項１０】
前記フィルタは、前記入力端子に入射する前記レーザ波長帯域で光を供給し、前記第１の光検出器は光学的に第３の出力端子と接続することを特徴とする請求項９に記載の光学的素子。
【請求項１１】
前記フィルタは、波長分散要素を有することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項１２】
前記光学的素子は、さらに、上記基板上に、接続して前記レーザ光源から分散要素にまで伝播する外部信号が伝播するように光学的に設けた導波路を有し、前記導波路は、前記レーザ波長帯域に相当する波長をもち前記導波路内を伝播する光が、前記第１および第２の波長帯域のどちらかに相当する光よりも実質上より早く減衰するような減衰特性を持つことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項１３】
前記フィルタは、高密度波長分割多重化装置であって、前記第２の波長帯域は、前記第１の波長帯域に相当する第１の所定波長帯域の波長に隣接する所定波長帯域に相当し、該所定波長帯域がＩＴＵグリッドに存在する請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項１４】
第１の光検出器および第５の光検出器を有し、前記フィルタは、第３の出力端子および第４の出力端子を有し、前記フィルタの各出力端子の各々は、固有の波長帯域を有する光信号を供給し、前記出力端子の各々は、異なる波長帯域に対応し、前記第３の出力端子は、光学的に前記第４の光検出器と接続し、前記第４の出力端子は、光学的に第５の光検出器と接続する請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の光学的素子。
【請求項１５】
基板と、レーザ波長帯域に相当する固有の波長で光を供給するレーザと、前記基板に設けられ光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器とを有し、前記レーザは、第１のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、該第２のレーザポートは、前記レーザ波長帯域と異なる第１の所定波長に相当する波長を有する第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給された光信号の強度に応じたデータを供給する光学的素子であって、
第１の出力端子および第１の入力端子を有するフィルタと、上記基板上に設けられかつ光学的に前記第１の出力端子と接続した第２の光検出器とを有し、前記フィルタは、前記第１の外部光信号を有する光を前記入力端子で受信しかつ波長に応じた前記光を濾過し、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、そこに入射する光の強度に応じたデータ出力信号を供給することを特徴とする光信号の強度に応じたデータを供給する光学的素子の構造に帰し演算装置によって実行される場合のコンピュータ指示データを格納する格納媒体。
【請求項１６】
実行の際に、データが、前記基板上のレーザ光源に設けた格納媒体内に格納されることを特徴とする請求項１５に記載の格納媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的二重化装置および三重化装置に関する。この光学的素子は、家庭までのファイバ接続（ＦＴＴＨ）システムで用いられることが多い。より具体的には、本発明は、使いやすく経済的で低価格の光学的二重化装置および三重化装置を提供することを目的とする光学的基体上の素子の設計および配置に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
家庭までのファイバ接続（ＦＴＴＨ）システムは、種々の通信装置およびサービスを支える。多重化技術が提案され、その重要性が評価されているけれども、今日の主要な多重化方法は、受動的光学ネットワーク（ＰＯＮ）に依存している。該受動的光学ネットワークは、縮小化した物理的な基幹施設によって、顧客にサービスの配信を提供する。提供するサービスが進化するので、工業的基準は、ブロードバンドＰＯＮ（Ｂ−ＰＯＮ）から、イーサネット（登録商標）ＰＯＮ（Ｅ−ＰＯＮ）を経て、ギガバンドＰＯＮ（Ｇ−ＰＯＮ）まで、そして究極的には波長分割多重化ＰＯＮ（ＷＤＭ−ＰＯＮ）までの一連の工程をカバーする。
【０００３】
これらのＰＯＮ技術およびＦＴＴＨシステムの全てに共通するのは、単一の光導波路を通して光信号を提供し及び受信する加入者インタフェースに対する要求である。単一の光導波路上の双方向の送信の使用は、基幹施設を縮小化し、さらにコストを下げる。新生の工業的標準によると、前記ＦＴＴＨシステムは、一般に、３つの波長（約１３１０ｎｍ／１４９０ｎｍ／１５５０ｎｍ）での光信号の使用に基づいており、セット・トップ・ボックスでの加入者インタフェースまたは居住地インタフェースを提供する素子は三重化装置と呼ばれている。この光学的三重化装置は、１の上流に向かう光信号（約１３１０ｎｍで）を送信する一方、約１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長で２つの下流に向かう光信号を受信する。これらの信号は波長によって分離されており、第１の波長、典型的には１５５０ｎｍが映像の信号に当てられ、第２の波長、典型的には１４９０ｎｍは、音声およびデータ信号に当てることができる。
【０００４】
現在、そのような光学的三重化装置は、種々の別体の素子を組立品に統合することによって製造されるだろう。これらの素子は、１３１０ｎｍのレーザ光源でフィードバック信号を提供するためのフォトダイオードをもつもの、第１の波長分割マルチプレクサ（以下「ＷＤＭ」という）であって前記１３１０ｎｍ信号を１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号から分離するもの、第２のＷＤＭであって前記１４９０ｎｍ信号を１５５０ｎｍ信号から分離するもの、および１組の光検出器であって前記１４９０ｎｍ信号および１５５０ｎｍ信号を検知するものを含有する。上記レーザ光源および光検知器は、本来、最初に組み立てられ、密封される素子である。この三重化装置それ自体は、それ自体高度に製造される実体である多重化部品の一部を使用するために高価であり、これらの部品を物理的に組み立てることのみならず最終的な調製および調節を実行するという両方の高度な労働要素を伴う。この三重化装置それ自体は十分に高価であるので、システムの実行者は、単一の家族の住居内の商業的な使用を支えられず、それによって全体の住民への非常に高速のサービスの浸透を制限する。
【０００５】
代わりに、単一の導波基板又はチップ内への全ての必要な部品を供給することが非常に望ましい。あいにく、光学技術の現状は、光学的三重化素子は、燐化インジウムを基礎とした導波路要素に１個の半導体結晶として集積化され、そのときでさえ、この部品は簡単には組み立てられない。特に、その装置の任意の共通の導波路部分は同時に１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号を支えることを意図している。受動的光導波路はこれらの広く分散した波長を応分な距離にわたって支えるけれども、３つの波長の全てで、好ましい動作を持つ光信号を生成することは非常に難しい。したがって、前記集積化した光学的三重化装置は、支えられた最も長い波長、この場合は１５５０ｎｍで光信号を伝送しようとする共通の波長を特別扱いする（スポットを当てて扱う）。したがって、残念ながら、このことは、前記１３１０ｎｍ波長源によって供給される任意の光信号の実質上の減衰に帰着する。実質上１３１０ｎｍの光信号を減衰させない光学的三重化装置を供給することは利益があるであろう。
【０００６】
それはそれとして集積化光学的三重化装置の従来技術を検索しても資料がないことが分かった。最新の研究および割り出した従来技術は、単一のＷＤＭ素子を、シリコン上のシリカのような平面状の導波路基板上に集積化およびそれに続く半導体レーザおよび光検出器を伴うこれらのハイブリッド集積化に関係する。
【０００７】
（発明の概要）
前記発明は、光学的素子を教示する。該光学的素子は、基板と、レーザ波長帯域に相当する固有の波長で光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、前記レーザと光学的に接続した第１の光検出器と、第１の出力端子および第１の入力端子をもつフィルタと、前記基板に設けられ、光学的に前記第１の出力端子と接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは第1のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、前記第２のレーザポートは、前記レーザの波長帯域と異なる第１の所定波長に相当する波長をもつ第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給される光信号の強度に応じてデータを供給し、前記フィルタは、前記第１の外部光信号を有する光を第１の入力端子において受信し、波長に応じて前記光を濾過し、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、そこに入力した光の強度に応じたデータ出力信号を供給するものである。
【０００８】
本発明は、また、実行の際に、光学的素子の設計に帰する指示データを格納するための格納媒体を提供し、前記光学的素子は、
基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長で光を供給するレーザと、前記基板に設けられ、光学的に前記レーザと接続した第１の光検出器と、第１の出力端子および第１の入力端子を有するフィルタと、前記基板上に設けられ光学的に前記第１の出力端子と接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは、第１のレーザポートおよび第２のレーザポートを有し、該第２のレーザポートは、前記レーザ波長帯域とは異なる第１の所定波長に相当する波長を有する第１の外部光信号を受信し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給される光信号の強度に応じたデータを供給し、前記フィルタは、前記第１の外部光信号を有する光を前記第１の入力端子で受信しかつ波長に応じて前記光を濾過し、前記第１の出力端子で前記第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じてデータ出力信号を供給する。
【０００９】
前記発明の実施の形態に係る光学的素子は、通信ポートを有する基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長において光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を有するフィルタと、上記基板に設けられかつ光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器と、
上記基板上に設けられ前記フィルタの前記第１出力端子と光学的に接続する第２の光検出器とを有し、前記レーザは、エネルギー放射領域を有し、前記フィルタは、前記入力端子において光を受信し、波長に応じて前記光を分散させ、前記フィルタは、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、該第１の波長帯域は前記レーザ波長帯域とは異なり、該フィルタは、第２の出力端子において前記レーザ波長帯域に相当する光を供給し、該第２の出力端子は、前記レーザのエネルギー放射領域と光学的に接続し、前記入力端子は、前記通信ポートと光学的に接続し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給された光信号の強度に応じたデータを供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じたデータ出力信号を供給する。
【００１０】
さらに、本発明は、動作中に、光学的素子の設計に帰着する指示データを格納する格納媒体を教示する。該光学的素子は、通信ポートを有する基板と、レーザ波長帯域に相当する固有波長で光を供給するレーザと、上記基板に設けられ、入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を有するフィルタと、上記基板に設けられかつ光学的に前記レーザと接続する第１の光検出器と、上記基板上に設けられ前記フィルタの前記第１出力端子と光学的に接続した第２の光検出器とを有し、前記レーザは、エネルギー放射領域を有し、前記フィルタは、前記入力端子において光を受信し、前記波長に応じて前記光を分散させ、前記フィルタは、前記第１の出力端子において第１の所定波長帯域に相当する光を供給し、該第１の波長帯域は前記レーザ波長帯域とは異なり、該フィルタは、第２の出力端子において、前記レーザ波長帯域に相当する光を供給し、該第２の出力端子は、前記レーザのエネルギー放射領域と光学的に接続し、前記入力端子は、前記通信ポートと光学的に接続し、前記第１の光検出器は、前記レーザによって供給された光信号の強度に応じてデータを供給し、前記第２の光検出器は、入射した光の強度に応じたデータ出力信号を供給する。
【００１１】
（発明の詳細な説明）
ここに記載された前記光信号は、１５５０ｎｍのような非常に明確な波長値で提供される。光ネットワークの分野の当業者は、そのような波長は一般に用いられる波長帯域（またはバンド）を記述し、したがって、１５５４ｎｍの光信号は、低密度の素子内でその信号を送信する目的では１５５０ｎｍとして取り扱われることを理解すべきである。一方、高密度の波長分割多重化（ＤＷＤＭ）素子が関係する場合には、１５５０ｎｍ信号は、１５５１ｎｍ信号とは混同されるべきではないだろう。
【００１２】
図１に関して、従来技術に係る光学的三重化装置１００が図示されている。スクロブコ等による米国特許第６６７４９６７号においては、そのような従来技術に係る光学的三重化装置がゲインコントロールとともに開示されている。前記光学的三重化装置１００は、光学的入力／出力端子１０１、第１のＷＤＭ１０２、第２のＷＤＭ１０３、第１の光検出器１０４、第２の光検出器１０５、共通光路１０６および１３１０ｎｍの光信号を供給するレーザ光源１０７を有する。使用に際して、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長での光信号が、前記入力／出力端子１０１を介して前記三重化装置に供給され、これらの信号は、前記共通光路１０６に沿って伝播する。該共通光路１０６は、一般には、空気中の自由空間を介した前記第１のＷＤＭ１０２までの伝播であって、前記１５５０ｎｍの波長信号を前記１４９０ｎｍ波長信号から分離する。前記１５５０ｎｍ信号は、前記第１の光検出器１０４にまで伝播して対応する電気信号を生成する。前記１４９０ｎｍ光信号は、前記共通導波路に沿って伝播し続けて、前記第２のＷＤＭによって受信され、該第２のＷＤＭは前記１４９０ｎｍ光信号を第２の光検出器１０５に分散させる。前記第２の光検出器１０５は、前記１４９０ｎｍ光信号に相当する電気信号を供給する。
【００１３】
前記レーザ光源１０７は、１３１０ｎｍで光信号を供給する。この光信号は共通光路１０６に伝播し、前記ＷＤＭ１０２，１０３を通って前記入力／出力端子１０１の外に伝播する。光導波路設計分野の当業者には周知なように、光信号を１５５０ｎｍで支えるように設計されている能動的基板導波路内、すなわち前記三重化装置の共通光路１０６内で前記１３１０ｎｍの波長の信号が伝播するのを避けるのが最も良い。したがって、光学的三重化装置１００のモノリシックな（１個の半導体結晶上に作られた）半導体による実装は、それが生み出す１３１０ｎｍの光信号を部分的に減衰させる。したがって、前記１３１０ｎｍのレーザ光源１０７は、前記入力／出力端子１０１で供給される強度よりも実質上より高い強度で光信号を供給する。残念ながら、前記レーザ光源１０７の見かけ上のパワーにおける縮小は、採用した前記レーザの設計の複雑さが増すことによって、前記三重化装置のコストを直接的に増加させる。ある状況では、これは光ネットワークの設計者にとって重大な問題を表す。前記光学的三重化装置によって供給された光信号が、図１に示すような設計を用いて支えられない十分な強度を持つ必要がある場合には、離散的な素子の組立による光学的三重化装置を使用する必要があるかもしれない。残念ながら、これらの組立品は、その相対的な複雑さに起因して、大きく、高価で多少失敗しやすい。こうして、図１の従来技術に係る装置は、ある場合には十分であるが、多くの他の応用に対しては、十分に強度のある１３１０ｎｍの光信号を供給しない。
【００１４】
図２は本発明の第１の実施の形態に係る光学的二重化装置を示す。２つの波長帯域のどちらかで光信号を受信しようとする光学的三重化装置と異なり、光学的二重化装置は、単一の波長帯域で光信号を受信するだけである。本発明の第１の実施の形態に係る前記光学的二重化装置は、入力／出力端子２０１、レーザ光源２０２、フィードバック光検出器２０３、フィルタ９０４、共通導波路２０５、および、光検出器２０６を有し、これらの全ては、二重化装置の基板上に設けられている。加えて、外部導波路２０８が示されている。使用に際しては、１５５０ｎｍでの光信号が前記外部導波路２０８から、前記入力／出力端子２０１を通って前記光学的二重化装置に供給される。前記光信号は、前記レーザ光源２０２および前記フィードバック光検出器２０３を通って前記フィルタ９０４にまで伝播する。前記１５５０ｎｍ光信号の大部分は、それから、その信号が受信される光検出器２０６にまで伝播する。前記レーザ光源２０２は、１３１０ｎｍ光信号を供給する。前記１３１０ｎｍ光信号の一部は、前記入力／出力端子２０１を通って前記外部導波路２０８と接続する。前記１３１０ｎｍの光信号の第２の部分は、前記フィードバック光検出器２０３によって受信される。前記フィードバック光検出器２０３は、前記レーザの出力パワーを制御することに役に立つ信号を供給する。
【００１５】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る集積化三重化装置２００を示す。該三重化装置２００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、波長分散要素２０４と、共通導波路２０５と、光検出器２０６，２０７とを有する。これらの全ては、三重化装置の基板に設けられる。加えて、外部導波路２０８が示されている。使用に際しては、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を通って、１３１０ｎｍで光信号を供給する。前記レーザ光源２０２は、また、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、部分的に、前記フィードバック光検出器２０３で受信される１３１０ｎｍのフィードバック光信号を供給する。当業者は、前記フィードバック光信号の部分的な減衰が、例えば、前記フィードバックセンサーのゲインを修正することによって簡単に補償されることが良く知られている。
【００１６】
前記外部導波路２０８によって供給される光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザキャビティを通って、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３を通って、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、前記波長分散要素２０４によって受信される。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号を、それから、波長に応じて分散される。前記波長分散要素２０４は、１４９０ｎｍ光信号を光検出器２０６に向かわせ、前記１５５０ｎｍの光信号は光検出器２０７に向かわせる。前記波長分散要素２０４によって受信される１３１０ｎｍの光信号は、実質上、光検出器２０６，２０７と接続することが妨げられる。前記１４９０ｎｍ／１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３によって受信され、前記フィードバック信号における潜在的なエラーに導く。いわゆる当業者は、光学的三重化装置の商業的な適用においては、前記１３１０ｎｍの光源が、数ミリワットの電力をもつ光信号を提供するのに対して、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの受信された光信号は数マイクロワットの範囲の電力を持っているということは周知であるだろう。前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号の電力は、前記１３１０ｎｍの光源に対するフィードバック信号に対して比較的低いので、前記前記フィードバック光検出器２０３によって供給されるフィードバック信号は、そのような１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍ信号の存在によってほとんど影響を受けない。
【００１７】
都合の良いことには、前記レーザ光源２０２によって入力／出力端子２０１に供給される光信号は、前記能動的基板内の共通導波路を介して伝搬する必要がなく、したがって、図１の従来技術に係る装置と異なり、そのような共通導波路によって部分的にも減衰されない。したがって、本発明の第２の実施の形態に係る光学的三重化装置は、図１の従来術と比較して、出力電力の増加がなくても実質上より高い強度をもつ１３１０ｎｍの光信号を供給することができる。
【００１８】
本発明の第２の実施の形態に係る自明な変更例が、前記従来技術をしのぐ利益を提供するであろうことは当業者には周知であろう。例えば、所望により、前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長に対する光検出器は、前記三重化装置の基板２００に設けられていない。前記三重化装置の基板は、その上の光検出器の集積化を支えるので、前記三重化装置上に光検出器を集積化することは、費用の節約になりかつ簡単であり、したがって、合理的な設計の判断である。当業者は、そのような他の変更例を知っているだろう。
【００１９】
本発明の第３の実施の形態は、図４に記載されているように、レーザ光源３０２が基板３００に隣接して設けられている。該レーザ光源３０２が、第１の面に設けた入力／出力端子３０１からのレーザ光を供給する。該レーザ光源３０２は、前記第1の面に対向する第２の面からも光を供給する。該第２の面からの光は、前記基板３００に接続する。前記基板はフィードバック光検出器２０３、波長分散要素２０４、共通導波路２０５、および光検出器２０６、２０７を有している。前記レーザ光源３０２の第２の面から供給された光が、前記基板内に接続され、前記フィードバック光検出器２０３に伝播する。前記フィードバック光検出器２０３は、そこに入射する光の一部を検知し、電気的フィードバック信号を供給して、前記レーザ光源３０２の制御の補助に役立たせることができる。前記光の第２の部分は、前記フィードバック光検出器２０３によって吸収されることなく、前記共通導波路２０５に沿って前記波長分散要素２０４にまで伝播し、その波長に応じて分散される。約１４９０ｎｍの波長をもつ光は第１の光検出器２０６に供給され、約１５５０ｎｍの波長をもつ光が、第２の光検出器２０７に供給される。当業者であれば、本発明の前記第３の実施の形態が、第２の実施の形態に非常に類似した態様で作動することを理解するであろう。レーザ光源３０２を前記基板３００から離して設けることは、異なる基板を提供することなしに異なるレーザ光源の置き換えを裏付ける。
【００２０】
図５は本発明の第４の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。この三重化装置５００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、波長分散要素５０４と、共通導波路２０５と、光検出器２０６，２０７とを有し、これらの全ては、三重化装置の基板に設けられている。加えて、外部導波路２０８を示す。
【００２１】
使用に際しては、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を介して１３１０ｎｍの光信号を供給する。前記レーザ光源２０２は、また、フィードバック光信号を１３１０ｎｍで供給し、前記共通導波路２０５に沿って伝播する。前記外部導波路２０８によって供給される光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザキャビティ２０２を通って共通導波路に沿って前記波長分散要素５０４にまで伝播する。加えて、前記レーザ光源２０２からの１３１０ｎｍフィードバック信号は、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。前記１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号がそれから波長に応じて分散される。前記波長分散要素５０４は、１３１０ｎｍ光信号をフィードバック光検出器２０３に、１４９０ｎｍ光信号を光検出器２０６に、１５５０ｎｍ光信号を光検出器２０７に導く。この設計は、本発明の第２の実施の形態によって提示した設計と同様であるが、この実施の形態では、前記１３１０ｎｍのフィードバック信号は、前記１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの信号と独立である。
【００２２】
図６は、本発明の第５の実施の形態に係る高密度の波長分割多重化装置を特徴とする光学的三重化装置を示す。前記三重化装置６００は、入力／出力端子２０１と、レーザ光源２０２と、フィードバック光検出器２０３と、高密度の波長分散要素６０４と、共通導波路２０５と、光検出器６０６ａないし光検出器６０６ｄとを有し、これらの全ては、三重化装置の基板上に設けられている。加えて、外部導波路２０８が示されている。
【００２３】
使用の際には、前記レーザ光源２０２は、前記入力／出力端子２０１を介して、１３１０ｎｍで光信号を供給する。前記レーザ光源２０２はまた１３１０ｎｍでフィードバック光信号を供給し、それは前記共通導波路２０５に沿って伝播し、部分的に前記フィードバック光検出器２０３によって受信される。
【００２４】
前記外部導波路２０８によって供給された光信号は、前記入力／出力端子２０１から、前記レーザ光源２０２を通って、前記共通導波路に沿って前記フィードバック光検出器２０３にまで伝播する。これらの信号の一部は前記フィードバック光検出器２０３によって受信され、誤ったフィードバック信号に導く。当業者は、光学的三重化装置の商業的応用において前記１３１０ｎｍ光源が、数ミリワットの電力を持つ光信号を提供するのに対して、１５５０ｎｍで受信された信号は、数マイクロワットの範囲の電力を持つことを知っている。前記１５５０ｎｍの電力は、前記１３１０ｎｍ光源に対するフィードバック信号に比べて比較的低いのであるから、前記フィードバック光検出器２０３によって供給されるフィードバック信号は、前記１５５０ｎｍ信号の存在によってほとんど影響を受けない。
前記１５５０ｎｍ信号の一部は、前記フィードバック光検出器２０３を通って、前記共通導波路２０５に沿って伝播し、前記波長分散要素６０４によって受信される。前記１５５０ｎｍ信号は、それから波長に応じて分散される。前記波長分散要素６０４は、１５４６ｎｍ光信号を光検出器６０６ａに、１５４８ｎｍ光信号を、光検出器６０６ｂに、１５５０ｎｍ光信号を光検出器６０６ｃに、そして１５５２ｎｍ光信号を光検出器６０６ｄに導く。１３１０ｎｍで、前記波長分散要素２０４によって受信された光信号は、実質上、光検出器６０６ａないし光検出器６０６ｄと接続することが妨げられている。
【００２５】
本発明の第５の実施の形態に係る光検出器の設計は、波長が約１５５０ｎｍの多数の光チャネルを支えるように簡単に変更されることを当業者は知っているだろう。同様に、前記設計の他の変更例が、約１４９０ｎｍの多数の波長を支えるであろう。本発明に係る装置の他の変更例は、１５５０ｎｍでの１組の波長および１４９０ｎｍでの１組の波長を支える。そのようなシステムは、種々の利益を提供する。第１に、例えば、１６個の光学的三重化装置を支える帯域において、各々が１６個の１５５０ｎｍの同一の組の光信号を受信する場合には、各々の三重化装置は、データを受信するために、所望により、１６個の前記１５５０ｎｍ光信号の１を使用する。したがって、もし、各々の三重化装置が１の家庭に対応するならば、各家庭は、テレビジョン用に１４９０ｎｍデータ信号を受信し、この１４９０ｎｍ信号は各家庭に共通である。同様に、各家庭は、その家庭に特有な専用の１５５０ｎｍのデータ信号を受信する。そのようなデータの流れは、所望により、オン・デマンド型の映像およびインターネットからダウンロードする高い帯域幅のデータファイルに使用される。明らかに、所望の広い変更例は当業者にとって明らかである。
【００２６】
図７は、本発明の第６の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。前記光学的三重化装置は、入力／出力端子２０１と、エネルギー放射領域７０２と、反射端７０３ａを持つ光検出器と、導波路７１０と、波長分散要素７０４と、部分的反射面７１１と、光検出器２０６，２０７とを有する。加えて、外部導波路２０８が示されている。本発明のこの実施の形態は、光学的三重化装置を製造するために多重縞状アレイ格子集積化キャビティ（ＭＡＧＩＣ）の設計的特徴を含む。使用の際には、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長をもつ外部光信号は、前記外部導波路２０８から伝播し、前記入力／出力端子２０１を通って前記光学的三重化装置に入力する。前記外部光信号は、前記エネルギー放射領域７０２を通って伝播し、前記波長分散要素７０４によって分散される。前記１４９０ｎｍの光信号の一部は、光検出器２０６に伝播する。前記１５５０ｎｍ光信号の一部は、光検出器２０７に伝播する。１３１０ｎｍレーザキャビティが入力／出力端子２０１の近傍の部分的反射面７１１と光検出器７０３の前記反射面７０３ａとの間に設けられている。前記エネルギー放射領域７０２内の１３１０ｎｍの光信号は、前記波長分散要素７０４に伝播する。前記波長分散要素７０４は、前記１３１０ｎｍ光信号を前記導波路７１０に導く。前記１３１０ｎｍ光信号は、前記光検出器７０３に伝播し、前記光信号の一部は、前記光検出器７０３によって受信される。光検出器７０３によって供給されるフィードバック信号は、所望により前記エネルギー放射領域に供給されるエネルギーの量を制御するために使用される。１３１０ｎｍ光信号の第２の部分は、前記反射端７０３ａによって反射され、前記光検出器７０３および導波路７１０を介して波長分散要素７０４方向に戻るように伝播する。前記波長分散要素７０４は、導波路７１０から受信した１３１０ｎｍでの光エネルギーを前記エネルギー放射領域７０２に導く。前記反射端７０３ａと前記部分的反射面７１１との間の前記光路長は１３１０ｎｍでのレーザ発振を支えるように選択される。前記エネルギー放射領域７０２が十分にエネルギーが与えられると、１３１０ｎｍの光信号は前記入力／出力端子２０１から前記外部導波路２０８に伝播するだろう。前記導波路７１０は、１３１０ｎｍで光信号を伝播するために役に立ち、したがって、その波長での光信号の減衰を最小化するように設計されている。
【００２７】
図８は、本発明の第７の実施の形態に係る光学的三重化装置を示す。本発明の第７の実施の形態は、入力／出力端子２０１と、部分的反射面７１１と、波長分散要素８０４と、エネルギー放射領域８０２と、部分的反射面８０３ａをもつ光検出器８０３と、光検出器２０６，２０７とを有する。使用の際には、１４９０ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長をもつ外部光信号が、外部導波路２０８から光学的三重化装置にまで伝播する。前記外部光信号は、前記波長分散要素８０４に、入力／出力端子２０１を通して伝播する。
前記光信号は、それから、その波長に応じて分散される。１４９０ｎｍの波長をもつ光信号は、光検出器２０６にまで伝播し、１５５０ｎｍの波長をもつ光信号は、光検出器２０７にまで伝播する。
【００２８】
１３１０ｎｍのレーザキャビティは、前記部分的反射面７１１と、光検出器８０３の部分的反射面８０３ａとの間に分散される。したがって、１３１０ｎｍの光信号は前記エネルギー放射領域８０２から供給されて、前記光検出器８０３にまで伝播して、そこで信号の一部が受信される。前記光検出器８０３は、前記レーザの出力パワーを制御するのに役に立つデータを供給する。前記信号の第２の部分は、前記光検出器８０３の反射面８０３ａに伝播して反射される。反射された前記信号は、光検出器８０３を通って波長分散要素８０４およびエネルギー放射領域８０２にまで伝播する。前記波長分散要素８０４は、前記１３１０ｎｍ反射信号を前記入力／出力端子２０１にまで導く。反射信号の一部は、部分的反射面７１１によって反射する。前記エネルギー放射領域８０２に供給されたエネルギーは、エネルギー閾値に達すると、１３１０ｎｍのレーザ光線が前記外部導波路２０８に供給される。
【００２９】
明らかに、本発明の実施の形態に係る広範囲の種々の変更は当業者には明らかである。例えば、本発明のいくつかの実施の形態は、波長分散要素を含むのに対して、本発明の第１の実施の形態はフィルタを有する。波長分散要素として、アレイ状導波路格子（ＡＷＧ）、エシェル格子のような種々の波長分割多重化部品が所望により含まれることは当業者には周知であろう。加えて、本発明によって支えられる光学的三重化装置の種々の設計があることは当業者には周知であろう。例えば、本発明の第１の実施の形態は、図３に示された本発明の第２の実施の形態で開示された光学的三重化装置に存在する設計的特徴を含有する光学的二重化装置である。光学的素子の設計の分野の当業者が認識しているように、光学的三重化装置の他の設計は光学的二重化装置の対応する他の設計事項を支えるであろう。
【００３０】
本発明の実施の形態は、能動的部品を含有するのであるから、前記基板は、燐化インジウム（ＩｎＰ）から成る３成分のまたは４成分の物質あたりに基礎を置いた第III族−第Ｖ族の半導体化合物を有する。明らかに、当業者は、どんな選択が本発明に係る装置に適用できるかを知っている。
【００３１】
多数の他の本発明の実施の形態は光学的素子の設計分野の当業者にとって明らかである。
【００３２】
本発明は図面を参照して記述される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来技術に係る光学的三重化装置の構造を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る光学的二重化装置の概略図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る光学的三重化装置の構造を示す概略図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、前記レーザ光源が基板から分離されている場合の概略図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、低密度のＷＤＭが、１３１０ｎｍ，１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍにおいて光信号を分離するために使用される場合の概略図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、１５５０ｎｍの波長帯域での１組の光信号を支えることを可能にする高密度のＷＤＭを特徴とするものの概略図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、レーザ光放射キャビティ内に設けた光学的三重化装置を特徴とするものの概略図である。
【図８】本発明の第７の実施の形態に係る光学的三重化装置であって、光検出器と波長分散要素との間に光学的に設けられたものの概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
２００、３００    基板
２０１、３０１    入力／出力端子
２０２、３０２    レーザ光源
２０３    フィードバック光検出器
２０４、５０４、６０４、７０４、８０４    波長分散要素
２０５、７１０    （共通）導波路
２０６、２０７、６０６ａ−６０６ｄ、７０３    （第１または第２の）光検出器
２０８    外部導波路
６００    光学的三重化装置
７０２、８０２    エネルギー放射領域
【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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【外国語明細書】
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