(57)【要約】【課題】バンドパスフィルタに替わる光学系を有し、且つ、安価で光学系の複雑性を低減したインターリーバを提供する。【解決手段】各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・２つの全反射部・第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッター、及び、１個の平板状のガラス板とを有し、入射ポートからの多波長信号光を、第１のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１ポートと第２ポートとに分割させ、透過信号光はガラス板を透過後に第２のビームスプリッターに入射させると共に、反射信号光は２つの全反射部で全反射させて第２のビームスプリッターに入射させ、位相差に応じて第１出射ポートと第２出射ポートとに信号光を分割するインターリーバ。【選択図】  図１
2006191478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・２つの全反射部・第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッター、及び、１個の平板状のガラス板とを有し、各ポートの屈折率を２つのビームスプリッターの屈折率よりも小さく設定し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、第１のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して、ガラス板を無反射で透過させて第２のビームスプリッターに入射すると共に、
反射された信号光を第２ポートに入射して、２つの全反射部で全反射させることによって第２のビームスプリッターに入射したときの信号光に、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射した信号光に対して、第１のビームスプリッターによる反射と、全反射部による２回の全反射とによる合計３πの位相の跳びと、第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δとの和３π＋δの位相差を生じさせ、
次に、第１ポートを伝搬してきた信号光を、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬してきた信号光を第２のビームスプリッターの内部に透過させ、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号光間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を０＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を３π＋δに設定し、
ガラス板をその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、第２のビームスプリッターに入射した信号光を、第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバ。
【請求項２】
各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・２つの全反射部・及び２箇所のビームスプリッターとを有し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して１つの全反射部に入射させると共に、反射された信号光を第２ポートに入射して他方の全反射部に入射させ、
次に、第１ポートを伝搬してきた信号光を、２箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬してきた信号光を２箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
更に、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面への入射光路の屈折率を、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面透過後の伝搬光路の屈折率よりも小さく設定すると共に、
２つの全反射部の反射面への入射光路の屈折率を、全反射部反射面の外側の屈折率よりも大きく設定することによって、
第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δを設定すると共に、第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号光間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して２箇所目のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を０＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して２箇所目のビームスプリッターに入射する信号光の位相差をπ＋δに設定し、
２つの全反射部をその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と光路厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、２箇所目のビームスプリッターに入射した信号光を第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバ。
【請求項３】
各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・第１の全反射部と第２の全反射部・及び第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッターとを有し、各ポートの屈折率を２つのビームスプリッターの屈折率よりも小さく設定し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、第１のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して第１の全反射部に入射させると共に、反射された信号光を第２ポートに入射して第２の全反射部に入射させ、
次に、第１ポートを伝搬する信号光を、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬する信号光を第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δを設定することにより、第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差をπ＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を２π＋δに設定し、
２つのビームスプリッターをその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と光路厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、第２のビームスプリッターに入射した信号光を第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバ。
【請求項４】
請求項３記載のインターリーバにおいて、前記第１のビームスプリッターの反射／透過面と前記第１の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して同一角度に傾斜させ、
更に、前記第２のビームスプリッターの反射／透過面と前記第２の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して前記同一角度と異なる角度で傾斜させることを特徴とするインターリーバ。
【請求項５】
請求項３記載のインターリーバにおいて、前記第１のビームスプリッターの反射／透過面と前記第２の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して同一角度に傾斜させ、
更に、前記第２のビームスプリッターの反射／透過面と前記第１の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して前記同一角度と異なる角度で傾斜させることを特徴とするインターリーバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射ポートに入射した多波長の信号光を、複数の波長群の信号光に分割するインターリーバに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多波長の信号光を多重化して光伝送する波長分割多重（WDM：Wavelength Division Multiplexing）伝送システムは、大容量の情報を高速に伝送することが出来る。このWDM伝送システムにおける更なる大容量化を図る為に、更に多くの波長の信号光を多重化して光伝送することが検討されている。このとき、既に使用されている波長の信号光と新たに使用する波長の信号光とを分割するインターリーバが必要になる。
【０００３】
インターリーバは、多波長（λ１、λ２、・・・、λ2n-1、λ2n、・・・）の光信号を入射ポートから入射して、複数の波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）とΛ２（λ２、λ４、・・・λ2n、・・・）の信号光に分離して、各波長群の信号光毎に個別の出射ポートに出射するものであって、光通信システムの中継器等に設けられる。ただし、λ1＜λ2＜λ3＜λ4＜…＜λ52n-1＜λ2n＜…である。
【０００４】
上記のように、光伝送の分野においてWDM伝送を行う場合には、同一の光伝送ポート（以下、ポート）を伝送されてきた多くの信号光を波長別に異なる２以上のポートに分割するために、或いは、波長が異なる２以上の信号光を同一のポートに導くために、バンドパスフィルタが使用されることがある。この種のバンドパスフィルタは、屈折率が異なる誘電体膜をガラス基板上に複数層積層して構成することが出来る。図２０は、WDM伝送システムに使用されるバンドパスフィルタ100の一例である（例えば、特許文献１を参照。）。このバンドパスフィルタ100は、ガラス基板101上にSiO2からなる低屈折率層102とTiO2からなる高屈折率層103とをこの順に交互に最外層が低屈折率層102となるように多層に積層してなるものである。
【０００５】
【特許文献１】特許２６３７２５４号公報（第２−３頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、より高密度化が進んで波長数が多くなると、同一ポートを伝送する信号光どうしの周波数間隔が狭まって、隣接する信号光どうしの波長差も小さくなっていく。例えば、周波数間隔100GHzの場合、隣接する信号光どうしの波長差は0.8nmとなる。この僅かな波長差を、前記誘電体多層膜から成るバンドパスフィルタで合分波させるためには170層にも及ぶ高精度な誘電体膜が必要になり、構造が複雑化すると共に、誘電体多層膜の各層の厚みを厳密にコントロールすることが製造上困難なため、量産性も低下する。
【０００７】
更に、今後より高密度化が進んで周波数間隔が25GHzに移行すると、隣接する信号光同士の波長差は0.2nmとなるため、バンドパスフィルタに替わる光学系のインターリーバの実現が望まれている。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、バンドパスフィルタに替わる光学系を有し、且つ、安価で光学系の複雑性を低減したインターリーバを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記各課題を解決するために、本発明の請求項１記載のインターリーバは、各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・２つの全反射部・第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッター、及び、１個の平板状のガラス板とを有し、各ポートの屈折率を２つのビームスプリッターの屈折率よりも小さく設定し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、第１のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して、ガラス板を無反射で透過させて第２のビームスプリッターに入射すると共に、
反射された信号光を第２ポートに入射して、２つの全反射部で全反射させることによって第２のビームスプリッターに入射したときの信号光に、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射した信号光に対して、第１のビームスプリッターによる反射と、全反射部による２回の全反射とによる合計３πの位相の跳びと、第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δとの和３π＋δの位相差を生じさせ、
次に、第１ポートを伝搬してきた信号光を、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬してきた信号光を第２のビームスプリッターの内部に透過させ、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号光間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を０＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を３π＋δに設定し、
ガラス板をその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、第２のビームスプリッターに入射した信号光を、第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバである。
【００１０】
又、請求項２記載のインターリーバは、各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・２つの全反射部・及び２箇所のビームスプリッターとを有し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して１つの全反射部に入射させると共に、反射された信号光を第２ポートに入射して他方の全反射部に入射させ、
次に、第１ポートを伝搬してきた信号光を、２箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬してきた信号光を２箇所目のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
更に、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面への入射光路の屈折率を、１箇所目のビームスプリッターの反射／透過面透過後の伝搬光路の屈折率よりも小さく設定すると共に、
２つの全反射部の反射面への入射光路の屈折率を、全反射部反射面の外側の屈折率よりも大きく設定することによって、
第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δを設定すると共に、第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号光間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して２箇所目のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を０＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して２箇所目のビームスプリッターに入射する信号光の位相差をπ＋δに設定し、
２つの全反射部をその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と光路厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、２箇所目のビームスプリッターに入射した信号光を第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバである。
【００１１】
又、請求項３記載のインターリーバは、各段ごとに、入射ポート・第１ポート・第２ポート・第１出射ポート・第２出射ポート・第１の全反射部と第２の全反射部・及び第１のビームスプリッターと第２のビームスプリッターとを有し、各ポートの屈折率を２つのビームスプリッターの屈折率よりも小さく設定し、
入射ポートから入射された多波長の信号光を、第１のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１ポートと第２ポートとに分割し、
透過された信号光を第１ポートに入射して第１の全反射部に入射させると共に、反射された信号光を第２ポートに入射して第２の全反射部に入射させ、
次に、第１ポートを伝搬する信号光を、第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて第１出射ポートと第２出射ポートとに分割すると共に、第２ポートを伝搬する信号光を第２のビームスプリッターの反射／透過面で透過及び反射させて、第１出射ポートと第２出射ポートとに分割することによって、
第１ポート又は第２ポートをそれぞれ伝搬してきた多波長の信号光を第１波長群及び第２波長群とに分割して、第１出射ポートと第２出射ポートとに出射させる光学系を有し、
第１ポートに対する第２ポートの光路長差による位相差δを設定することにより、第１又は第２ポートを伝搬する２つの信号間の相対的な位相差として、第１ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差をπ＋δに設定すると共に、第２ポートを伝搬して第２のビームスプリッターに入射する信号光の位相差を２π＋δに設定し、
２つのビームスプリッターをその透過信号光の波長群に応じて、０又はπの前記位相差δを生じさせる屈折率と光路厚みを有するように設定すると共に、前記位相差δの値に応じて、第２のビームスプリッターに入射した信号光を第１又は第２波長群毎に第１出射ポート又は第２出射ポートに分割することを特徴とするインターリーバである。
【００１２】
更に、請求項４記載のインターリーバは、請求項３記載のインターリーバにおいて、前記第１のビームスプリッターの反射／透過面と前記第１の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して同一角度に傾斜させ、
更に、前記第２のビームスプリッターの反射／透過面と前記第２の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して前記同一角度と異なる角度で傾斜させることを特徴とするインターリーバである。
【００１３】
更に、請求項５記載のインターリーバは、請求項３記載のインターリーバにおいて、前記第１のビームスプリッターの反射／透過面と前記第２の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して同一角度に傾斜させ、
更に、前記第２のビームスプリッターの反射／透過面と前記第１の全反射部の反射面とを平行にすると共に、前記インターリーバの水平方向に対して前記同一角度と異なる角度で傾斜させることを特徴とするインターリーバである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のインターリーバに依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなく、周波数間隔50GHzの入射信号光を周波数間隔200GHzの４つの波長群の信号光に分割可能なインターリーバを実現することが可能となる。バンドパスフィルタを用いることなく光学系を形成できるので、安価で且つ光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係るインターリーバについて、図１〜３を参照して詳細に説明する。図１は、前記第１の実施形態に係るインターリーバ１の原理構成図であり、図２と図３は、図１の一部拡大図である。このインターリーバ１は、１段目のインターリーバ1aの出射信号光を、２段目のインターリーバ1b及び1cの入射信号光とする複数段で構成されており、各段のインターリーバ1a、1b、1cは、それぞれビームスプリッターとして機能させる２つのハーフミラーと、全反射部である２つの全反射ミラー、及び１個のガラス板を有する同一構成で形成されている。説明の重複を避けるため、各段のインターリーバ1a、1b、1cのうち、１段目のインターリーバ1aを例に取り、その構成と動作を詳説する。
【００１６】
図２より、第１のハーフミラーHM1には、入射ポートIPから信号光が入射される。ハーフミラーHM1は、その反射及び透過面（以下、反射／透過面）で入射信号光を50％ずつ２分割し、透過した一方の信号光を第２のハーフミラーHM2に向けて第１ポートP1に入射すると共に、反射した他方の信号光を第１の全反射ミラーFM1に向けて第２ポートP2に入射する。信号光が伝搬される各ポートIP、P1、P2の屈折率は同一の屈折率nIMに設定され、更に、屈折率nIMは２つのハーフミラーHM1及びHM2の屈折率nHMよりも小さく設定される。従って、比較的屈折率が小さい入射ポートIPから、屈折率が比較的大きいハーフミラーHM1の反射／透過面へ信号光が入射されるので、信号光は屈折率が比較的小さい媒質から入射され、且つ、大小屈折率の異なる媒質の境界面で透過及び反射される事となる。よって、反射の際にπだけ位相の跳びが発生し、第２ポートP2に入射された信号光の位相は、第１ポートP1に入射された信号光の位相と比較して、π（180度）分の位相差が発生する。
【００１７】
全反射ミラーFM1に入射された信号光は全反射され、更に、第２の全反射ミラーFM2で再び全反射されて、他方のハーフミラーHM2に入射される。このようにハーフミラーHM1で反射された信号光は２つの全反射ミラーFM1、FM2で更に２回全反射されるので、ハーフミラーHM2に入射するときに、第１ポートP1を伝搬する信号光の位相と比較した第２ポート伝搬光の位相の跳びの合計は、ハーフミラーHM1と２つの全反射ミラーFM1、FM2での反射時に発生するπずつの位相跳びの合計である３πとなる。
【００１８】
一方、第１ポートP1に入射された信号光は、第１ポートP1を伝搬し、途中ポート内に設置された平板状のガラス板G1を無反射で透過して、ハーフミラーHM2に入射する。第１ポートP1を伝搬し、ハーフミラーHM2に入射された信号光は、ハーフミラーHM2の反射／透過面によって50％ずつ透過及び反射されて更に２分割される。ここで反射された信号光は第１出射ポートOP1に出射され、透過された信号光は第２出射ポートOP2に出射される。
【００１９】
一方、第２ポートP2を伝搬してハーフミラーHM2に入射された信号光は、ハーフミラーHM2内部に無反射で透過され、反射／透過面で50％ずつ透過及び反射される。
【００２０】
ここで、第１ポートP1の伝搬信号光を基準として、各ポートP1, P2を伝搬する２信号光間の相対的な位相差を考える。まず、前記位相の跳びの差は第１ポートP1の場合は基準なので０であり、第２ポートの場合は前記の通り３πである。更に、各ポートの光路長差による位相差をδと仮定する。以上から、各ポートP1, P2を伝搬する２信号間に生じる相対的な位相差は、位相跳びの差に光路長差による位相差を加えた和である、０＋δ及び３π＋δと設定される。
【００２１】
以上のような光学系から成るインターリーバ1aの入射ポートIPに、多波長を有する波長多重信号が入射されたときの、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2への波長群毎の分割動作を説明する。一例として入射ポートIPに、図４に示すような周波数間隔If：50GHzの波長多重信号が入射されたとする。この波長多重信号を、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2に、周波数間隔If2：100GHzで、第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）又は第２波長群Λ２（λ0、λ２、・・・λ2n、・・・）をそれぞれ有する２つの信号光として分割出射するために、前記位相差δに着目する。
【００２２】
一般的なハーフミラーの特性として、入射光の位相差が２πの整数倍のときは入射光を反射させ、πの奇数倍のときは透過させるという性質がある。これを踏まえて入射ポートIPから入射された波長多重信号の波長群（λ0、λ1、・・・λ2n-1、λ2n、・・・）のうち、第１出射ポートOP1に第１波長群Λ１を分割出射させる動作について最初に記述する。第１波長群Λ１が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で発生する反射及び透過によって50％ずつの信号光に分割される。第１ポートP1を伝搬する信号光がガラス板G1を透過するとき、第１波長群Λ１の透過時には前記位相差δが０となるようにガラス板G1の屈折率と厚みを設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差が０＋０＝０で位相上、２πの整数倍と見なせるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差が３π＋０＝３πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。
【００２３】
次に、第２波長群Λ２をもう一方の出射ポートである第２出射ポートOP2に分割出射させる動作について記述する。第２波長群Λ２が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で反射及び透過によって50％ずつに分割される。ハーフミラーHM1で透過され、一方の伝搬路である第１ポートP1を伝搬する信号光がガラス板G1を透過するとき、第２波長群Λ２の透過時には前記位相差δがπとなるようにガラス板G1の屈折率と厚みを設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差が０＋π＝πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差が３π＋π＝４πで２πの整数倍となるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。
【００２４】
以上のように、ガラス板G1を第１ポートP1内に設置し、透過する信号光の波長群に応じて０又はπの位相差δを、第１ポートP1を伝搬する信号光と第２ポートP2を伝搬する信号光との間に生じさせることにより、波長多重信号の波長群（λ0、λ1、・・・λ2n-1、λ2n、・・・）を２つの波長群に分割するインターリーバを構成することが出来る。
【００２５】
次に、ガラス板G1について説明する。前述の通り、ガラス板G1を透過する信号光の波長群に応じて位相差ΔP(λ)を０又はπに設定することにより、波長多重信号の波長群を２つの波長群に分割することが可能となる。この位相差ΔP(λ)は以下の式のように設定される。
【数１】
2006191478.tif 000003
【００２６】
ここで、ΔL(λ)：ある波長λにおける第１ポートP1と第２ポートP2との光路長差、である。数１より、２つの波長群Λ１、Λ２に応じてΔL(λ)を０又はλ／２（＝π）と設定すれば、位相差ΔP(λ)を０又はπに設定可能になる。
【００２７】
次に、前記光路長差ΔL(λ)は以下の式で表される。
【数２】
2006191478.tif 000004
【００２８】
ここで、nc：基準とする波長λcでのガラス板G1の屈折率、n(λ)：前記波長λでのガラス板G1の屈折率、t：ガラス板G1の厚み、であり、厚みtは以下の式のように設定される。
【数３】
2006191478.tif 000005
【００２９】
ここで、na：波長λcの短波長側隣接波長でのガラス板G1の屈折率である。更に、n(λ)は以下の式で表される。
【数４】
2006191478.tif 000006
【００３０】
ここで、λL：長波長側のある波長で1557.3nmであり、nL：波長λLでのガラス板G1の屈折率で1.6388である。また、λS：短波長側のある波長で1545.3nmであり、nS：波長λSでのガラス板G1の屈折率で1.64である。
【００３１】
更に、第１出射ポートOP1に出射する基準周波数fcを193THzに設定すると、
【数５】
2006191478.tif 000007
【００３２】
の関係より、周波数fをfcに置き換えて計算すると、波長λcは1553.33nmと導かれる。なお、cは真空中の光速を表し、その値は2.99792458×1017nmである。従って、上記数２より、Λ1（λ1、λ3、・・・λ2n-1、・・・）のとき、必ずn(λ)＝ncになるように設定すれば、数２は０になり、光路長差による位相差ΔP(λ)も０になる。従って前記の通り、入射光のうち、第１波長群Λ1の信号光は全て第１出射ポートOP1に出射されることとなる。
【００３３】
又、数３より、ガラス板G1の厚みｔは、２ポートP1、P2間の光路長差ΔL(λ)による位相差ΔP(λ)がλc／２（na−nc = １のとき）になるように設定されている。従って、第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）のとき、必ずΔL(λ)＝λc／２になるので、数２はπになり、光路長差による位相差ΔP(λ)もπになる。従って前記の通り、入射光のうち、第２波長群Λ２の信号光は全て第２出射ポートOP2に出射されることとなる。
【００３４】
以上のようにして、入射ポートIPに入射される波長多重信号は、波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）とΛ２（λ0、λ２、・・・λ2n、・・・）毎に分割されて、２つの出射ポートOP1及びOP2に出射され、周波数間隔100GHzの信号光として分割される。
【００３５】
図４の波形で示される、周波数間隔50GHz、隣接波長差0.4nmの波長多重信号が、入射ポートIPに入射されると、前記分割動作によって、第１出射ポートOP1には図５及び図６の実線で示した波長群の信号光が出射される。更にそれに伴って、第２出射ポートOP2には図５及び図６の破線で示した波長群の信号光が出射される。即ち、入射ポートIPに入射された信号光が、周波数間隔100GHz、隣接波長差0.8nmの２つの信号光に分離されて出射されていることが分かる。
【００３６】
次に、出射ポートOP1及びOP2をそれぞれ入射ポートとする、２段目のインターリーバ1b、1c （図１中の破線囲繞部分）を説明する。各々のインターリーバ1b、1cの構成は、１段目のインターリーバ1aと同一であるので、詳細な説明は省略する。
【００３７】
次に、各出射ポートOP1とOP2に、インターリーバ1aからの出射信号光（周波数間隔100GHz）が入射されたときの、出射ポートOP11(OP21)とOP12(OP22)への波長群毎の分割動作を説明する。以下、インターリーバ1bの動作を例にとって説明する。周波数間隔100GHzの波長多重信号を、出力端子OP11及びOP12に周波数間隔200GHzの２つの波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）、Λ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）を有する信号光毎に出力するために前記位相差ΔP(λ)に着目する。
【００３８】
前記のように、波長群毎に出射ポートOP11とOP12とに分割され、インターリーバが構成される。図７は第１出射ポートOP1に入射される波長多重信号の透過特性を周波数ごとの波形で示した波形図であり、図８は第１出射ポートOP1に入射される波長多重信号の透過特性を波長ごとの波形で示した波形図である。更に、図９は第１出射ポートOP11又は第２出射ポートOP12に出射される信号光の透過特性を周波数ごとの波形で表示した波形図であり、図１０は第１出射ポートOP11又は第２出射ポートOP12に出射される信号光の透過特性を波長ごとの波形で表示した波形図である。第１出射ポートOP1に波長多重信号の周波数間隔If2：100GHzで、隣接波長差が0.8nmの信号光が入射されると、各図から明らかなように、第１出射ポートOP11及び第２出射ポートOP12に出射される信号光はそれぞれ周波数間隔200GHz、隣接波長差1.6nmに分割されることが分かる。
【００３９】
ここでガラス板G11を透過する信号光の、波長群に応じた位相差ΔP11(λ)は以下の式のように設定される。
【数６】
2006191478.tif 000008
【００４０】
ここで、ΔP11(λ)：第１出射ポートOP1へのある波長λの出射信号光が、図３のインターリーバ1bの第１ポートP1と第２ポートP2とを伝搬する際の光路長差、である。
【００４１】
次に、前記光路長差ΔL11(λ)は以下の式で表される。
【数７】
2006191478.tif 000009
【００４２】
ここで、nc：基準とする波長λcでのガラス板G11の屈折率、n(λ)：前記波長λでのガラス板G11の屈折率、t11：ガラス板G11の厚み、であり、厚みt11は以下の式のように設定される。
【数８】
2006191478.tif 000010
【００４３】
ここで、na2：第１出射ポートOP1内での波長λcの短波長側隣接波長でのガラス板G11の屈折率である。従って、上記数７より、第２波長群Λ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）のとき、必ずn(λ)＝ncになるように設定するならば数７は０になり、光路長差による位相差ΔP11(λ)も０になる。従って前記の通り、入射信号光のうち、第２波長群Λ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）の信号光は全て第１出射ポートOP11に出射されることとなる。
【００４４】
又、数８よりガラス板G11の厚みt11は、２つのポートP1、P2間の光路長差ΔL11(λ)による位相差ΔP11(λ)がλc／２（na−nc = １のとき）になるように設定されている。従って、第１波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）のとき、必ずΔL11(λ)＝λc／２になるので、数７はπになり、光路長差による位相差ΔP11(λ)もπになる。従って前記の通り、入射光のうち、第１波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）の信号光は全て第２出射ポートOP12に出射されることとなる。
【００４５】
以上のようにして、第１出射ポートOP1に出射される波長多重信号は、波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）とΛ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）毎に分割されて、２つの出射ポートOP11及びOP12に出射され、周波数間隔200GHzの信号光として伝搬される。
【００４６】
同様にして、インターリーバ1cの動作も説明できる。周波数間隔100GHzの波長多重信号を、第１出射ポートOP21及び第２出射ポートOP22に周波数間隔200GHzの２つの波長群Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）、Λ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）を有する信号光毎に出射するために後述する位相差ΔP21(λ)に着目する。
【００４７】
前記のように、波長群毎に第１出射ポートOP21と第２出射ポートOP22とに分割され、インターリーバ1cが構成される。図１１は第２出射ポートOP2に入射される波長多重信号の透過特性を周波数ごとの波形で示した波形図であり、図１２は第２出射ポートOP2に入射される波長多重信号の透過特性を波長ごとの波形で示した波形図である。更に、図１３は第１出射ポートOP21又は第２出射ポートOP22に出射される信号光の透過特性を周波数ごとの波形で表示した波形図であり、図１４は第１出射ポートOP21又は第２出射ポートOP22に出射される信号光の透過特性を波長ごとの波形で表示した波形図である。第２出射ポートOP2に波長多重信号の周波数間隔If2：100GHzで、隣接波長差が0.8nmの信号光が入射されると、各図から明らかなように、第１出射ポートOP21及び第２出射ポートOP22に出射される信号光はそれぞれ周波数間隔200GHz、隣接波長差1.6nmの信号光に分離されることが分かる。
【００４８】
ここでガラス板G21を透過する信号光の、波長群に応じた位相差ΔP21(λ)は以下の式のように設定される。
【数９】
2006191478.tif 000011
【００４９】
ここで、ΔP21(λ)：第２出射ポートOP2へのある波長λの出射信号光が、図３のインターリーバ1cの第１ポートP1と第２ポートP2とを伝搬する際の光路長差である。
【００５０】
次に、前記光路長差ΔL21(λ)は以下の式で表される。
【数１０】
2006191478.tif 000012
【００５１】
ここで、nc：基準とする波長λcでのガラス板G21の屈折率、n(λ)：前記波長λでのガラス板G21の屈折率、t11：ガラス板G21の厚みであり、厚みt11は前記数８で設定される。従って、上記数１０より、第２波長群Λ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）のとき、必ずn(λ)＝ncになるように設定するならば数１０は０になり、光路長差による位相差ΔP21(λ)も０になる。従って前記の通り、入射信号光のうち、第２波長群Λ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）の信号光は全て第１出射ポートOP21に出射されることとなる。
【００５２】
又、数８よりガラス板G21の厚みt11は、２つのポートP1、P2間の光路長差ΔL21(λ)による位相差ΔP21(λ)がλc／２（na−nc = １）になるように設定されている。従って、第１波長群Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）のとき、必ずΔL21(λ)＝λc／２になるので、数１０はπになり、光路長差による位相差ΔP21(λ)もπになる。従って前記の通り、入射信号光のうち、第１波長群Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）の信号光は全て第２出射ポートOP22に出射されることとなる。
【００５３】
以上のようにして、第２出射ポートOP2に出射される波長多重信号は、波長群Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）とΛ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）毎に分割されて、２つの出射ポートOP21及びOP22に出射されて、周波数間隔200GHzの信号光として伝搬される。
【００５４】
以上のように、本実施形態のインターリーバ１に依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなく、周波数間隔50GHzの入射信号光を周波数間隔200GHzの４つの波長群の信号光に分割可能なインターリーバを実現することが出来る。バンドパスフィルタを用いることなく、ハーフミラーと全反射ミラー及びガラス板とで光学系を形成するので、安価であると共に、光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施形態に係るインターリーバ２について、図１５を参照して詳細に説明する。図１５は、前記第２の実施形態に係るインターリーバ２の原理構成図である。なお、第１の実施形態のインターリーバと機能面で重複する箇所は説明を省略する。
図１５に示すインターリーバ２を複数段組み合わせることにより、４つの出力端子を有するインターリーバを形成することが出来る。インターリーバ２は、それぞれビームスプリッターとして機能させるハーフミラーを２箇所に設置すると共に、全反射部である２つの直角反射プリズムを設けることで形成されている。
【００５６】
図１５より、第１のハーフミラーHM1に入射ポートIPから信号光が入射されると、その入射信号光は50％ずつ２分割されて、透過信号光は第１の直角反射プリズムRP1に向けて第１ポートP1に入射されると共に、反射信号光は第２の直角反射プリズムRP2に向けて第２ポートP2に入射される。信号光が伝搬される各ポートIP、P1、P2は同一の屈折率nIMに設定され、その屈折率nIMは第１のハーフミラーHM1と２つの直角反射プリズムRP1及びRP2の屈折率nHM又はnRPよりも小さく設定される。従って、第１のハーフミラーHM1の反射／透過面への入射光路である入射ポートIPの屈折率nIMは、前記反射／透過面透過後の伝搬光路である第１のハーフミラーHM1内部での伝搬光路の屈折率nRPよりも小さく設定されるので、前記反射／透過面での反射の際に、反射信号光はπだけ位相の跳びが発生し、第２ポートP2に入射された信号光の位相は、第１ポートP1に入射された信号光の位相と比較して、π（180度）分の位相差が発生する。
【００５７】
各直角反射プリズムRP1又はRP2（以下、単にRP1又はRP2と表記）に入射された信号光は、RP1又はRP2の全反射部で全反射され、他方のハーフミラーHM2に入射される。RP1又はRP2で全反射される際、信号光はRP1又はRP2内部へ入射された上で全反射される。更に、RP1又はRP2の屈折率nRPは、RP1又はRP2における反射面の外側の空間の屈折率no（図１５中において、noと表記した箇所が反射面の外側の空間に当たる。）よりも大きく設定する。従って、反射の際に位相の跳びは発生せず、前記π分の位相差を保ったまま信号光はHM2の反射／透過面に入射する。
【００５８】
ハーフミラーHM2に入射された信号光は、ハーフミラーHM2によって50％ずつ透過／反射されて更に２分割され、第１出射ポートOP1又は第２出射ポートOP2に出射される。
【００５９】
ここで、第１ポートP1の伝搬信号光を基準として、各ポートP1, P2を伝搬する２信号間の相対的な位相差を考える。まず、前記位相の跳びの差は第１ポートP1の場合は基準なので０であり、第２ポートの場合は前記の通りπである。更に、各ポートの光路長差による位相差をδと設定と、各ポートP1、P2を伝搬する２信号光間の相対的な位相差は、位相跳びの差に、光路長差による位相差を加えた合計である、０＋δ及びπ＋δとなる。
【００６０】
以上のような光学系から成るインターリーバ２の入射ポートIPに、多波長を有する波長多重信号が入射されたときの、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2への波長群毎の分割動作を説明する。一例として入射ポートIPに、前記図４に示す波長多重信号が入射されたとする。この波長多重信号を、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2に、第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）及び第２波長群Λ２（λ0、λ２、・・・λ2n、・・・）の２つの信号光として分割出射するために、前記位相差δに着目する。
【００６１】
最初に、第１出射ポートOP1に第１波長群Λ１を分割出射させる動作について記述する。第１波長群Λ１が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で50％ずつの信号光に分割される。各ポートP1、P2を伝搬する信号光がRP1又はRP2を透過するとき、第１波長群Λ１の透過時には前記位相差δが０となるように、RP1及びRP2の屈折率nRPと光路厚みＴ（＝T1＋T2）を設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差が０＋０＝０で位相上２πの整数倍と見なせるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差がπ＋０＝πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。
【００６２】
次に、第２波長群Λ２をもう一方の出射ポートである第２出射ポートOP2に分割出射させる動作について記述する。第２波長群Λ２が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で50％ずつに分割される。各ポートP1、P2を伝搬する信号光がRP1又はRP2を透過するとき、第１波長群Λ１の透過時には前記位相差δがπとなるように、RP1及びRP2の屈折率nRPと光路厚みＴを設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差が０＋π＝πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差がπ＋π＝２πで２πの整数倍となるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。
【００６３】
以上のように、反射面を有し、同一の屈折率nRPと光路厚みＴを有するRP1及びRP2を各ポートP1、P2内に設置し、RP1又はRP2を透過する信号光の波長群に応じて０又はπの位相差δを、第１ポートP1を伝搬する信号光と第２ポートP2を伝搬する信号光との間に生じさせることにより、波長多重信号の波長群（λ0、λ1、・・・λ2n-1、λ2n、・・・）を２つの波長群Λ１，Λ２に分割するインターリーバ２を構成することが出来る。
【００６４】
更に、第１出射ポートOP1及び第２出射ポートOP2に２段目のインターリーバとして、インターリーバ２の入射ポートIPを各々接続することにより、最終的に第１の実施の形態で説明したような周波数間隔200GHzの４つの波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）、Λ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）、Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）、及びΛ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）を有する信号光に分離可能なインターリーバを構成することが出来る。
【００６５】
前記光路厚みＴは、前記数１〜数１０を適用しながら、１段目に関しては前記数２，３のｔをＴと見なして計算し、２段目に関しては数７，８，１０のt11をＴと見なして計算して、導出すれば良い。
【００６６】
以上のように、本実施形態のインターリーバ２に依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなく、周波数間隔50GHzの入射信号光を周波数間隔200GHzの４つの波長群の信号光に分割可能なインターリーバを実現することが出来る。バンドパスフィルタを用いることなく、ハーフミラーと直角反射プリズムとで光学系を形成するので、安価であると共に、光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【００６７】
なお、本発明の実施の形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、例えば図１６に示すように、２つのプリズムP1，P2を面対向させると共に、プリズムP1，P2間にハーフミラーHMを形成すると共に、各プリズムPR1，PR2の他方の面には全反射部を設けてインターリーバ２’を構成しても良い。このように構成すれば、各ポートP1，P2における伝搬信号光の位相差動作は、前記図１５と同一になる。図１６の場合、プリズムPR1の屈折率nPR1をプリズムPR2の屈折率nPR2よりも大きく設定する必要があり、前記屈折率nPR1，nPR2は共に、前記noよりも大きく設定される。又、前記位相差δに０又はπを付与する光路厚みＴは、図１６に示すようにプリズムPR1，PR2での光路厚みT1とT2の和である。従って、屈折率nPR1，nPR2と光路厚みＴは、第１又は第２波長群毎の信号光透過時に位相差δが０又はπとなるように設定される。
【００６８】
更に、図１６のプリズムPR1及びPR2の中央部を削除して図１７のように変更してインターリーバ２”を構成しても良い。このように構成しても、各ポートP1，P2における伝搬信号光の位相差動作は、前記図１５と同一になる。なお、前記位相差δに０又はπを付与する光路厚みＴは、図１７に示すようにプリズムPR1，PR2での光路厚みT1，T2，T3の和となる。従って、屈折率nPR1，nPR2と光路厚みＴは、第１又は第２波長群毎の信号光透過時に位相差δが０又はπとなるように設定される。
【００６９】
以上のように、インターリーバ２’及び２”に依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなくインターリーバを実現することが出来る。バンドパスフィルタを用いることなく、ハーフミラーHMとプリズムPR1，PR2とで光学系を形成するので、安価であると共に、光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【００７０】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施形態に係るインターリーバ３について、図１８を参照して詳細に説明する。図１８は、前記第３の実施形態に係るインターリーバ３の原理構成図である。なお、第１の実施形態のインターリーバと機能面で重複する箇所は説明を省略する。
図１８に示すインターリーバ３を複数段組み合わせることにより、４つの出力端子を有するインターリーバを形成することが出来る。インターリーバ３は、それぞれビームスプリッターとして機能させる２つのハーフミラーと、全反射部である２つの全反射ミラーとで形成されている。
【００７１】
図１８より、第１のハーフミラーHM1に入射ポートIPから信号光が入射されると、その入射信号光は50％ずつ２分割されて、透過信号光を第１の全反射ミラーFM1に向けて第１ポートP1に入射すると共に、反射信号光を第２の全反射ミラーFM2に向けて第２ポートP2に入射する。信号光が伝搬される各ポートIP、P1、P2は同一の屈折率nIMに設定され、その屈折率nIMは２つのハーフミラーHM1及びHM2の屈折率nHMよりも小さく設定される。従って、HM1表面での反射の際に、反射信号光はπだけ位相の跳びが発生し、第２ポートP2に入射された信号光の位相は、第１ポートP1に入射された信号光の位相と比較して、π（180度）分の位相差が発生する。
【００７２】
各全反射ミラーFM1又はFM2（以下、単にFM1又はFM2と表記）に入射された信号光は、反射面で全反射され、他方のハーフミラーHM2に入射される。FM1又はFM2で全反射される際、π分の位相の跳びが発生する。従って、FM1又はFM2で全反射後の各ポートP1, P2伝搬信号光の位相跳びの差は、第１ポートP1の伝搬信号光を基準とすると、第１ポートP1の場合は基準なので０＋π＝πであり、第２ポートの場合は前記の通りπ＋π＝２πである。よって、π分の位相差を保ったまま信号光はHM2の反射／透過面に入射する。
【００７３】
ハーフミラーHM2に入射された信号光は、反射／透過面で50％ずつ透過／反射されて更に２分割され、第１出射ポートOP1又は第２出射ポートOP2に出射される。
【００７４】
ここで、第１ポートP1の伝搬信号光を基準として、各ポートP1, P2を伝搬する２信号光間の相対的な位相差を考える。位相跳びの差は、前記の通り、第１ポートP1の場合はπであり、第２ポートの場合は２πである。更に、各ポートP1, P2の光路長差による位相差をδとすると、各ポートP1、P2を伝搬する２信号光間の相対的な位相差は、位相跳びの差に、光路長差による位相差を加えた合計である、π＋δ及び２π＋δとなる。
【００７５】
以上のような光学系から成るインターリーバ３の入射ポートIPに、多波長を有する波長多重信号が入射されたときの、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2への波長群毎の分割動作を説明する。一例として入射ポートIPに、前記図４に示す波長多重信号が入射されたとする。この波長多重信号を、第１出射ポートOP1と第２出射ポートOP2に、第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）及び第２波長群Λ２（λ0、λ２、・・・λ2n、・・・）の２つの信号光として分割出射するために、前記位相差δに着目する。
【００７６】
最初に、第１出射ポートOP1に第１波長群Λ１を分割出射させる動作について記述する。第１波長群Λ１が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で50％ずつの信号光に分割される。各ポートP1、P2を伝搬する信号光がハーフミラーHM1又はHM2を透過するとき、第１波長群Λ１の透過時には前記位相差δが０となるように、ハーフミラーHM1及びHM2の屈折率nHMと光路厚みＴ’を設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差がπ＋０＝πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第１波長群Λ１（λ１、λ３、・・・λ2n-1、・・・）の信号光は、位相差が２π＋０＝２πで２πの整数倍となるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第２出射ポートOP2に出射されることとなる。
【００７７】
次に、第２波長群Λ２をもう一方の出射ポートである第２出射ポートOP2に分割出射させる動作について記述する。第２波長群Λ２が入射ポートIPから入射されると、ハーフミラーHM1で50％ずつに分割される。各ポートP1，P2を伝搬する信号光がハーフミラーHM1又はHM2を透過するとき、第１波長群Λ１の透過時には前記位相差δがπとなるように、HM1及びHM2の屈折率nHMと光路厚みＴ’を設定すれば、第１ポートP1を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差がπ＋π＝２πで２πの整数倍となるのでハーフミラーHM2で全て反射されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。一方、第２ポートP2を伝搬してきた第２波長群Λ２（λ0、λ３、・・・λ2n、・・・）の信号光は、位相差が２π＋π＝３πでπの奇数倍となるのでハーフミラーHM2で全て透過されて、第１出射ポートOP1に出射されることとなる。
【００７８】
以上のように、２つのハーフミラーHM1及びHM2を設置し、透過する信号光の波長群に応じて０又はπの位相差δを、第１ポートP1を伝搬する信号光と第２ポートP2を伝搬する信号光との間に生じさせることにより、波長多重信号の波長群（λ0、λ1、・・・λ2n-1、λ2n、・・・）を２つの波長群に分割するインターリーバ３を構成することが出来る。
【００７９】
更に、第１出射ポートOP1及び第２出射ポートOP2に２段目のインターリーバとして、インターリーバ３の入射ポートIPを各々接続することにより、最終的に第１の実施の形態で説明したような周波数間隔200GHzの４つの波長群Λ11（λ0、λ4、・・・λ4(n-1)、・・・）、Λ12（λ2、λ6、・・・λ4n-2、・・・）、Λ21（λ1、λ5、・・・λ4n-3、・・・）、及びΛ22（λ3、λ7、・・・λ4n-1、・・・）を有する信号光に分離可能なインターリーバを構成することが出来る。
【００８０】
前記光路厚みＴ’は、各ハーフミラーHM1、HM2の厚みをd1及びd2とすると、
【数１１】
2006191478.tif 000013
【００８１】
と求められるので、このＴ’を数３及び数８のｔ、t11に換えて用いる。更に、１段目に関しては前記数２のｔをＴ’と見なして計算し、２段目に関しては数７，１０のt11をＴ’と見なして、数１〜数１０を適用すれば良い。
【００８２】
以上のように、本実施形態のインターリーバ３に依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなく、周波数間隔50GHzの入射信号光を周波数間隔200GHzの４つの波長群の信号光に分割可能なインターリーバを実現することが出来る。バンドパスフィルタを用いることなく、ハーフミラーと全反射ミラーとで光学系を形成するので、安価であると共に、光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【００８３】
＜第４の実施の形態＞
次に、本発明の第４の実施形態に係るインターリーバ４について、図１９を参照して説明する。図１９は、前記第４の実施形態に係るインターリーバ４の原理構成図である。なお、第３の実施形態のインターリーバと機能面で重複する箇所は説明を省略する。図１９に示すインターリーバ４を複数段組み合わせることにより、４つの出力端子を有するインターリーバを形成することが出来る。
【００８４】
本実施の形態が、第３の実施形態のインターリーバ３と異なる点は、インターリーバ４の水平方向に対して第１のハーフミラーHM1の反射／透過面と第２の全反射ミラーFM2の反射面とが、互いに平行に且つ同一角度θで傾斜設置されていると共に、前記水平方向に対して第１の全反射ミラーFM1の反射面と 第２のハーフミラーHM2の反射／透過面とが、互いに平行に且つ前記角度θと異なる角度φで傾斜設置されているという点である。或いは、別構成として、前記水平方向に対して、第１のハーフミラーHM1の反射／透過面と第１の全反射ミラーFM1の反射面を同一角度θで、第２の全反射ミラーFM2の反射面と第２のハーフミラーHM2の反射／透過面を同一角度φで傾けて設置しても良い。
【００８５】
これにより、前記光路厚みＴ’は、各ハーフミラーHM1、HM2の厚みをd1及びd2とすると、
【数１２】
2006191478.tif 000014
【００８６】
と求められるので、このＴ’を数３及び数８のｔ、t11に換えて用いる。更に、１段目に関しては前記数２のｔをＴ’と見なして計算し、２段目に関しては数７，１０のt11をＴ’と見なして、数１〜数１０を適用すれば良い。
【００８７】
以上のように、本実施形態のインターリーバ４に依れば、光学系にバンドパスフィルタを用いることなく、周波数間隔50GHzの入射信号光を周波数間隔200GHzの４つの波長群の信号光に分割可能なインターリーバを実現することが出来る。バンドパスフィルタを用いることなく、ハーフミラーと全反射ミラーとで光学系を形成するので、安価であると共に、光学系の複雑性が低減されたインターリーバを提供することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明のインターリーバは、多波長の信号光を多重化して光伝送するWDM伝送システムに利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】第１の実施形態に係るインターリーバの原理構成図。
【図２】図１のインターリーバを構成する１段目のインターリーバの原理構成図。
【図３】図１のインターリーバを構成する２段目のインターリーバの原理構成図。
【図４】図２のインターリーバの入射ポートに入射される波長多重信号の透過特性          を示す波形図。
【図５】図２のインターリーバの第１又は第２出射ポートに出射される信号光の透          過特性を周波数ごとの波形で示した波形図。
【図６】図２のインターリーバの第１又は第２出射ポートに出射される信号光の透          過特性を波長ごとの波形で示した波形図。
【図７】図２のインターリーバの第１出射ポートに入射される波長多重信号の透過          特性を周波数ごとの波形で示した波形図。
【図８】図２のインターリーバの第１出射ポートに入射される波長多重信号の透過          特性を波長ごとの波形で示した波形図。
【図９】図１のインターリーバ1bの第１出射ポート又は第２出射ポートに出射され          る信号光の透過特性を周波数ごとの波形で表示した波形図。
【図１０】図１のインターリーバ1bの第１出射ポート又は第２出射ポートに出射さ            れる信号光の透過特性を波長ごとの波形で表示した波形図。
【図１１】図２のインターリーバの第２出射ポートに入射される波長多重信号の透            過特性を周波数ごとの波形で示した波形図。
【図１２】図２のインターリーバの第２出射ポートに入射される波長多重信号の透            過特性を波長ごとの波形で示した波形図。
【図１３】図１のインターリーバ1cの第１出射ポート又は第２出射ポートに出射さ            れる信号光の透過特性を周波数ごとの波形で表示した波形図。
【図１４】図１のインターリーバ1cの第１出射ポート又は第２出射ポートに出射さ            れる信号光の透過特性を波長ごとの波形で表示した波形図。
【図１５】第２の実施形態に係るインターリーバの原理構成図。
【図１６】第２の実施形態の変更例のインターリーバの原理構成図。
【図１７】図１６の変更例のインターリーバの原理構成図。
【図１８】第３の実施形態に係るインターリーバの原理構成図。
【図１９】第４の実施形態に係るインターリーバの原理構成図。
【図２０】WDM伝送システムに使用されるバンドパスフィルタの一例を示す説明図。
【符号の説明】
【００９０】
１、２、2’、2”、３                     インターリーバ
1a                                       １段目のインターリーバ
1b、1c                                   ２段目のインターリーバ
IP、OP1、OP2                             入射ポート
P1                                       第１ポート
P2                                       第２ポート
OP1、OP11、OP21                          第１出射ポート
OP2、OP12、OP22                          第２出射ポート
HM、HM1、HM2、HM11、HM12、HM21、HM22     ハーフミラー
FM1、FM2、FM11、FM12、FM21、FM22         全反射ミラー
G1、G11、G21                             ガラス板
RP1、RP2                                 直角反射プリズム
T1、T2、T3                               光路厚み
PR1、PR2                                 プリズム
d1、d2                                   ハーフミラーの厚み
【図１】
2006191478.tif 000015
【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】
2006191478.tif 000021
【図８】
2006191478.tif 000022
【図９】
2006191478.tif 000023
【図１０】
2006191478.tif 000024
【図１１】
2006191478.tif 000025
【図１２】
2006191478.tif 000026
【図１３】
2006191478.tif 000027
【図１４】
2006191478.tif 000028
【図１５】
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【図１６】
2006191478.tif 000030
【図１７】
2006191478.tif 000031
【図１８】
2006191478.tif 000032
【図１９】
2006191478.tif 000033
【図２０】
2006191478.tif 000034