(57)【要約】【目的】波長の数が多い場合でも、経済化および構造の簡易化を図ることができる光分波分岐システムおよび光分波分岐器を提供することを目的とする。【構成】光分波分岐システムにおいて、光分波分岐器は、光ファイバからの光信号をＭ分岐する光カプラと波長分離分配部とを備え、波長分離分配部は、光カプラからのＭ個の光信号のそれぞれを光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、光カプラからのＭ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｍ組とし、光信号群Ｍ組の各組にＮ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組をそれぞれ割り当て、光信号群Ｍ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、光信号群Ｍ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、ように構成する。【選択図】          図１
2004184912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信器と、前記光送信器に光ファイバを介して接続される光分波分岐器と、Ｎ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）と、を有する光分波分岐システムにおいて、
前記光分波分岐器は、前記光ファイバからの光信号をＭ分岐する光カプラと波長分離分配部とを備え、
前記波長分離分配部は、
前記光カプラからのＭ個の光信号のそれぞれを前記光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記光カプラからのＭ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｍ組とし、前記光信号群Ｍ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組をそれぞれ割り当て、
前記光信号群Ｍ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｍ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、
ことを特徴とする光分波分岐システム。
【請求項２】
光送信器と、前記光送信器に光ファイバを介して接続される光分波分岐器と、Ｎ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）と、を有する光分波分岐システムにおいて、
前記光分波分岐器は、前記光ファイバからの光信号をＬ（１≦Ｌ≦Ｍ）分岐する可変光分岐器と波長分離分配部とを備え、
前記波長分離分配部は、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号のそれぞれを前記可変光分岐器からのＬ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｌ組とし、
前記光信号群Ｌ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組におけるＬ組をそれぞれ割り当て、
前記光信号群Ｌ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｌ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、
ことを特徴とする光分波分岐システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光分波分岐システムにおいて、前記光分波分岐器は、さらに、前記波長分離分配部に接続され前記波長分離分配部における光信号の屈折率を変化させるヒータを備えることを特徴とする光分波分岐システム。
【請求項４】
光信号をＭ分岐する光カプラとＮ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）に接続された波長分離分配部とを備え、
前記波長分離分配部は、
前記光カプラからのＭ個の光信号のそれぞれを前記光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記光カプラからのＭ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｍ組とし、前記光信号群Ｍ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組をそれぞれ割り当て、
前記光信号群Ｍ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｍ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、
ことを特徴とする光分波分岐器。
【請求項５】
光信号をＬ（１≦Ｌ≦Ｍ、Ｍ≧１）分岐する可変光分岐器とＮ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組に接続された波長分離分配部とを備え、
前記波長分離分配部は、
前記可変光分岐器からのＬ個の光信号のそれぞれを前記可変光分岐器からのＬ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｌ組とし、
前記光信号群Ｌ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組におけるＬ組をそれぞれ割り当て、
前記光信号群Ｌ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｌ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、
ことを特徴とする光分波分岐器。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の光分波分岐器において、さらに、前記波長分離分配部に接続され前記波長分離分配部における光信号の屈折率を変化させるヒータを備えることを特徴とする光分波分岐器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光の分波および分岐を行う光分波分岐システムおよび光分波分岐器に関する。
ここで、分波とは複数の波長からなる信号を各波長の信号に分離させることをいい、分岐とは１つの信号を複数の信号に分けることをいう。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の光分波分岐システムを示す図である。
図８に示すように、従来の光分波分岐システムは、波長λ１〜λＮの光信号を送信する光送信器１０１と、この光送信器１０１に光ファイバ１０２を介して接続される光分波分岐器１０３とを有する。
【０００３】
この光分波分岐器１０３は、光送信器１０１から光ファイバ１０２を介して受信した波長λ１〜λＮの光信号を分波する波長分離器１０３１と、この波長分離器１０３１で分波された波長λ１〜λＮの光信号をそれぞれＭ分岐する光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎと、光ファイバ１０３３Ｍ１〜１０３３ＭＮを備えるＭ個のＮ芯の光ファイバテープ１０３３１〜１０３３Ｍとを有する。なお、本明細書において、Ｎ、Ｍは１以上の整数である。
【０００４】
光送信器１０１から送信された波長λ１〜λＮの光信号は、光ファイバ１０２を介して波長分離器１０３１に受信される。波長分離器１０３１に受信された波長λ１〜λＮの光信号は、この波長分離器１０３１において分波される。この分波された波長λ１〜λＮの光信号は、波長分離器１０３１から光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎに向けてそれぞれ送信され、光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎでそれぞれ受信される。
【０００５】
光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎでそれぞれ受信された波長λ１〜λＮの光信号は、光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎでそれぞれ分岐され、それぞれＭ個の光信号となる。それぞれＭ個の光信号となった波長λ１〜λＮの光信号は、各光カプラ１０３２１〜１０３２ＮからＭ個の光ファイバテープ１０３３１〜１０３３Ｍのすべてに向けてそれぞれ送信される。
【０００６】
各光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎからそれぞれ送信された波長λ１〜λＮの光信号は、各光ファイバテープにおいて、各光ファイバテープがそれぞれ備える光ファイバ１０３３Ｍ１〜１０３３ＭＮにそれぞれ入力される。
たとえば、光ファイバテープ１０３３１においては、光ファイバ１０３３１１に波長λ１の光信号が、光ファイバ１０３３１２に波長λ２の光信号が、‥光ファイバ１０３３１Ｎに波長λＮの光信号がそれぞれ入力される。また、光ファイバテープ１０３３２においては、光ファイバ１０３３２１に波長λ１の光信号が、光ファイバ１０３３２２に波長λ２の光信号が、‥光ファイバ１０３３２Ｎに波長λＮの光信号がそれぞれ入力される。
【０００７】
従来は、上記システムによって光分波分岐システムを実現していた（非特許文献１参照）。
【０００８】
【非特許文献１】
友信、他２名、「大容量コンテンツ配信のためのアクセスネットワークについて」、２００１年電子情報通信学会総合大会、Ｂ−１０−７０、ｐ５０３
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の光分波分岐システムでは、波長分離器１０３１で分波された波長λ１〜λＮの光信号それぞれについて、１つの光カプラが割り当てられる。したがって、上記従来の光分波分岐システムでは、波長の数が増れば光カプラの数も増大するため、波長の数が多い場合にはコストが高くなってしまう。
【００１０】
また、上記従来の光分波分岐システムでは、光信号が、Ｎ個の光カプラ１０３２１〜１０３２Ｎから１つの光ファイバテープに向けてそれぞれ送信される。したがって、上記従来の光分波分岐システムでは、波長の数が多い場合には光配線が複雑になってしまう。
【００１１】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑み、波長の数が多い場合でも、経済化および構造の簡易化を図ることができる光分波分岐システムおよび光分波分岐器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記課題は、前記特許請求の範囲に記載の手段によって解決される。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明は、光送信器と、前記光送信器に光ファイバを介して接続される光分波分岐器と、Ｎ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）と、を有する光分波分岐システムにおいて、前記光分波分岐器は、前記光ファイバからの光信号をＭ分岐する光カプラと波長分離分配部とを備え、前記波長分離分配部は、前記光カプラからのＭ個の光信号のそれぞれを前記光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記光カプラからのＭ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｍ組とし、前記光信号群Ｍ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組をそれぞれ割り当て、前記光信号群Ｍ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｍ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、ことを特徴とする光分波分岐システムである。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、光送信器と、前記光送信器に光ファイバを介して接続される光分波分岐器と、Ｎ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）と、を有する光分波分岐システムにおいて、前記光分波分岐器は、前記光ファイバからの光信号をＬ（１≦Ｌ≦Ｍ）分岐する可変光分岐器と波長分離分配部とを備え、前記波長分離分配部は、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号のそれぞれを前記可変光分岐器からのＬ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｌ組とし、前記光信号群Ｌ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組におけるＬ組をそれぞれ割り当て、前記光信号群Ｌ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｌ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、ことを特徴とする光分波分岐システムである。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光分波分岐システムにおいて、前記光分波分岐器は、さらに、前記波長分離分配部に接続され前記波長分離分配部における光信号の屈折率を変化させるヒータを備えることを特徴とする光分波分岐システムである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、光信号をＭ分岐する光カプラとＮ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組（Ｍ≧１）に接続された波長分離分配部とを備え、前記波長分離分配部は、前記光カプラからのＭ個の光信号のそれぞれを前記光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記光カプラからのＭ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｍ組とし、前記光信号群Ｍ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組をそれぞれ割り当て、前記光信号群Ｍ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｍ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、ことを特徴とする光分波分岐器である。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、光信号をＬ（１≦Ｌ≦Ｍ、Ｍ≧１）分岐する可変光分岐器とＮ（Ｎ≧１）個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組に接続された波長分離分配部とを備え、前記波長分離分配部は、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号のそれぞれを前記可変光分岐器からのＬ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングによって分波し、前記可変光分岐器からのＬ個の光信号を、互いに波長が異なるＮ個の光信号を１組とする光信号群Ｌ組とし、前記光信号群Ｌ組の各組に前記Ｎ個の光ファイバを備える光ファイバテープＭ組におけるＬ組をそれぞれ割り当て、前記光信号群Ｌ組の各組における互いに波長が異なるＮ個の光信号を、前記光信号群Ｌ組の各組に割り当てられた組の光ファイバテープが備えるＮ個の光ファイバケーブルに、それぞれ分配する、ことを特徴とする光分波分岐器である。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、請求項４または請求項５に記載の光分波分岐器において、さらに、前記波長分離分配部に接続され前記波長分離分配部における光信号の屈折率を変化させるヒータを備えることを特徴とする光分波分岐器である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、添付した図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明の第一の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の第一の実施の形態に係る光分波分岐システムは、波長λ１〜λＮの光信号を送信する光送信器１と、この光送信器１に光ファイバ２を介して接続される光分波分岐器３とで構成される。
【００２２】
この光分波分岐器３は、光送信器１から送信される波長λ１〜λＮの光信号をＭ個に光分岐する光カプラ３１と波長分離分配部３２とを有する。
【００２３】
波長分離分配部３２は、光カプラ３１から送信されるＭ個の光信号のそれぞれを共有グレーティングする。この共有グレーティングにより、光カプラ３１からの各光信号は、それぞれ、波長の異なるＮ個の光信号に分離される。すなわち、光カプラ３１からのＭ個の光信号の１つ１つから、波長の異なるＮ個の光信号が分離される。したがって、波長分離分配部３２においては、この分離がなされた時点において、Ｎ×Ｍ個の光信号が存在する。
【００２４】
光カプラ３１からのＭ個の光信号における１つ目の光信号から分離されたＮ個の光信号は、光ファイバテープ３３１の光ファイバ３３１１〜３３１Ｎにそれぞれ入力される。したがって、光ファイバ３３１１〜３３１Ｎ  には、異なる波長の光信号がそれぞれ入力される。すなわち、光ファイバ３３１１には波長λ１の光信号が入力され、光ファイバ３３１２には波長λ２の光信号が入力され、・・・、光ファイバ３３１Ｎには波長λＮの光信号が入力される。
【００２５】
光カプラ３１からのＭ個の光信号における２つ目の光信号から分離されたＮ個の光信号は、光ファイバテープ３３２の光ファイバ３３２１〜３３２Ｎにそれぞれ入力され、同様に、光カプラ３１からのＭ個の光信号における３つ目の光信号から分離されたＮ個の光信号、光カプラ３１からのＭ個の光信号における４つ目の光信号から分離されたＮ個の光信号、・・・、光カプラ３１からのＭ個の光信号におけるＭつ目の光信号から分離されたＮ個の光信号が、それぞれ、光ファイバテープ３３３の光ファイバ３３３１〜３３３Ｎ、光ファイバテープ３３４の光ファイバ３３４１〜３３４Ｎ、・・・、光ファイバテープ３３Ｍの光ファイバ３３Ｍ１〜３３ＭＮにそれぞれ入力される。
【００２６】
本第一の実施の形態は、１つの光信号を分岐してこれに共有グレーティングを使用することによって、各光ファイバテープの各光ファイバに対して異なる波長の光信号を入力する。
【００２７】
図２は、本発明の第二の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【００２８】
図２に示すように、本発明の第二の実施の形態に係る光分波分岐システムは、波長λ１〜λＮの光信号を送信する光送信器１と、この光送信器１に光ファイバ２を介して接続される光分波分岐器４とで構成される。
【００２９】
この光分波分岐器４は、光送信器１から送信される波長λ１〜λＮの光信号を任意の１〜Ｍ個に可変光分岐する可変光分岐器４１と波長分離分配部４２とを有する。
【００３０】
本第二の実施の形態は、光分波分岐器４が可変光分岐器４１を有する点で上記第一の実施の形態と相違する。
【００３１】
本第二の実施の形態によれば、Ｍ個の光ファイバテープのうちの任意の光ファイバテープにだけ光信号を送ることができる。
したがって、本第二の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１〜３３Ｍのうち光ファイバテープ３３１にだけ光信号を送ることができる。すなわち、本第二の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１の光ファイバ３３１１に波長λ１の光信号を、光ファイバ３３１２に波長λ２の光信号を、・・・、光ファイバ３３１Ｎに波長λＮの光信号を送信する一方で、その他の光ファイバテープ３３２〜３３Ｍには、光信号を送信しないようにすることができる。
【００３２】
図３は、本発明の第三の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【００３３】
図３に示すように、本発明の第三の実施の形態に係る光分波分岐システムは、波長λ１〜λＮの光信号を送信する光送信器１と、この光送信器１に光ファイバ２を介して接続される光分波分岐器５とで構成される。
【００３４】
この光分波分岐器５は、光送信器１から送信される波長λ１〜λＮの光信号をＭ個に光分岐する光カプラ５１と波長分離分配部５２と、この波長分離分配部５２に取り付けられ、光カプラ５１で分岐された光信号の光路長を制御するヒータ５４と、を有する。
【００３５】
本第三の実施の形態は、光分波分岐器５がヒータ５４を有する点で、上記第一の実施の形態または上記第二の実施の形態と相違する。
【００３６】
本第三の実施の形態によれば、ヒータ５４の温度を制御することにより、光路長を変化させて、各光ファイバの各芯に送信する波長を変えることできる。
したがって、本第三の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１において、光ファイバ３３１２に波長λ１の光信号を、・・・、光ファイバ３３１Ｎに波長λＮ−１の光信号を送信できる。
【００３７】
図４は、本発明の第四の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【００３８】
図４に示すように、本発明の第四の実施の形態に係る光分波分岐システムは、波長λ１〜λＮの光信号を送信する光送信器１と、この光送信器１に光ファイバ２を介して接続される光分波分岐器６とで構成される。
【００３９】
この光分波分岐器６は、光送信器１から送信される波長λ１〜λＮの光信号を任意の１〜Ｍ個に可変光分岐する可変光分岐器６１と、波長分離分配部６２と、この波長分離分配部６２に取り付けられ、光カプラ６１で分岐された光信号の光路長を制御するヒータ６４とを有する。
【００４０】
本第四の実施の形態は、光分波分岐器６が、可変光分岐器６１およびヒータ６４を有する点で、上記第一の実施の形態または上記第二の実施の形態または上記第三の実施の形態と相違する。
【００４１】
本第四の実施の形態によれば、Ｍ個の光ファイバテープのうちの任意の光ファイバテープにだけ光信号を送ることができる。
したがって、本第四の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１〜３３Ｍのうち光ファイバテープ３３１にだけ光信号を送ることができる。すなわち、本第四の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１の光ファイバ３３１１に波長λ１の光信号を、光ファイバ３３１２に波長λ２の光信号を、・・・、光ファイバ３３１Ｎに波長λＮの光信号を送信する一方で、その他の光ファイバテープ３３２〜３３Ｍには、光信号を送信しないようにすることができる。
【００４２】
さらに、本第四の実施の形態によれば、ヒータ６４の温度を制御することにより、光路長を変化させて、各光ファイバの各芯に送信する波長を変えることできる。
したがって、本第四の実施の形態によれば、たとえば、光ファイバテープ３３１において、光ファイバ３３１２に波長λ１の光信号を、・・・、光ファイバ３３１Ｎに波長λＮ−１の光信号を送信できる。
【００４３】
図５は、本発明の実施の形態に係る光分波分岐器７の構成を示す図である。
【００４４】
図５に示すように、本発明の実施の形態に係る光分波分岐器７は、光ファイバ７１と、この光ファイバ７１からの光信号をＭ分岐する光カプラ７２と、回折格子（共有グレーティング）７４と、光ファイバ８１１〜８１ＮをもつＮ芯の光ファイバテープ８１と、光ファイバ８２１〜８２ＮをもつＮ芯の光ファイバテープ８２と、光ファイバ８Ｍ１〜８ＭＮをもつＮ芯の光ファイバテープ８Ｍと、により構成される。
【００４５】
光カプラ７２からのＭ個の光信号の入射口７３１〜７３Ｍ、光ファイバテープ８１〜８Ｍは、半径Ｒの円周上に設置される。また、回折格子７４は、曲率半径が２Ｒの弧の形状をとり、前記半径Ｒの円と弧の中心７４１で内接する位置関係である。これは、いわゆるローランドの円の配置である。
【００４６】
入射口７３１から入射し、弧の中心７４１にて回折され、光ファイバテープ８１の光ファイバ８１１へ送信される波長λ１の回折次数ｍ（ｍは整数）の光信号の回折角をβとすると、入射口７３１から入射し弧の中心以外の点７４ｘで回折し、光ファイバテープ８１の光ファイバ８１１へ送信される波長λ１の回折次数ｍの光信号の回折角もβとなる。
【００４７】
ゆえに、２つの回折された波長λ１の光線は、同じ光ファイバ８１１で交わるため、入射口、光ファイバテープを半径Ｒの同一円上に置き、回折格子の曲率半径を２Ｒとすれば、シャープな波長分離が可能となる。この関係を用いれば、波長・入射角毎で回折角が異なるので、必要な分波分岐機能が実現できる。
【００４８】
上述した関係から、入射口７３１、７３２、‥７３Ｍから入射した光信号は、曲率半径２Ｒの回折格子７４にて回折されたのち、それぞれ８１、８２、‥８Ｍの光ファイバテープに送信される。
【００４９】
光ファイバテープ８１内の光ファイバ８１１、８１２、‥８１Ｍにはそれぞれ異なる波長の光信号が送信される。これは光ファイバテープ８２、‥８Ｍに関しても同様である。
【００５０】
次に、図５を用いて、図３、４に示す光分波分岐器の動作原理を示す。
【００５１】
今、光出力レベルヒータによる波長分離分配部の屈折率変化量をΔｎ、回折格子７４の格子間隔をｇ、回折次数をｍ、送信される波長をλ、入射角をα、回折角をβとすると、以下の関係が成り立つ。
【数１】
2004184912.tif 000003
（数１）は、光路長差が波長の整数倍になることを意味する。
【００５２】
屈折率変化量Δｎは、（００５５）で示す（数２）と同様にヒータで温度を制御することにより、諸望の値が得られる。
これより、ヒータの温度を調整することで、光路長を変化させ、回折角βを変えることができるので、各光ファイバの各芯に送信する波長を変えることが可能となる。
【００５３】
図６は、本発明の形態に係る光分波分岐器が有する可変光分岐器の構成を示す図である。
【００５４】
図６に示すように、本発明の実施の形態に係る光分波分岐器が有する可変光分岐器９００は、光導波路９００２の上部クラッド表面に薄膜ヒータ９００３を取り付けたもので、光導波路の屈折率の温度依存性、すなわち熱光学効果を利用して、薄膜ヒータからの熱により光導波路の屈折率を変化、すなわち位相を変化させ、光の分岐比率を制御するものである。
【００５５】
ここで、光導波路９００２の温度変化をΔＴ、光導波路９００２の温度変化前の屈折率をｎ０、光導波路９００２の温度変化後の屈折率をｎ１、光導波路９００２の屈折率温度係数をαとすると、
【数２】
2004184912.tif 000004
【００５６】
また、薄膜ヒータの長さをｄ、光導波路９００１、９００２の屈折率変化による位相変化をΦ、光導波路９００１、９００２内を送信する波長をλとすると、
【数３】
2004184912.tif 000005
【００５７】
（数２）より、
【数４】
2004184912.tif 000006
光導波路９００１の入力Ａ０での光強度を｜Ａ０｜２、光導波路９００２の入力Ｂ０での光強度を｜Ｂ０｜２＝０、光導波路９００１の出力Ａ１での光強度を｜Ａ１｜２、光導波路９００２の出力Ｂ１での光強度を｜Ｂ１｜２、とすると、（数４）を用いて以下の式が成立する。
【数５】
2004184912.tif 000007
【数６】
2004184912.tif 000008
【００５８】
（数５）、（数６）から薄膜ヒータ９００３の温度を制御することで光導波路９００１、９００２の光強度を制御できるため、任意の出力に光出力が可能となる。また、これを多段に接続することで、分岐数Ｍの可変光分岐器が構成できる。
【００５９】
図７は、本発明の実施の形態に係る光分波分岐器１７が有する波長分離分波器１７の構成例を示す図である。
【００６０】
すなわち、図７は、波長λ１＝１５３４ｎｍ、波長λ２＝１５４２ｎｍ、波長λ３＝１５５０ｎｍ、波長λ４＝１５５８ｎｍの光信号であって、２つに分岐した入射光を回折格子を用いて各光ファイバテープに、各芯各波長を送信する場合の波長分離分配器の設計例を示す図である。
【００６１】
図７に示すように、波長分離分配器１７は、入射口１７１１、１７１２からの光信号を回折する回折格子１７２と、回折された光信号を受信する、光ファイバ１８１１〜１８１４からなる光ファイバテープ１８１と、光ファイバ１８２１〜１８２４からなる光ファイバテープ１８２と、で構成される。
【００６２】
ここでは設計例として、光ファイバのサイズ、位置に関する物理的事項に関して述べる。
【００６３】
入射口１７１１、１７１２と光ファイバテープ１８１、１８２は、半径４０ｍｍの円上に設置される。また、回折格子１７２は、半径８０ｍｍの円上に設置される。
【００６４】
このように設置することにより、全ての光信号が１つの回折格子（共有グレーティング）を共有でき、回折光は、上述したように、幾何学的に自動的に集光するので、シャープな各波長の光信号を得ることができる。
【００６５】
今、回折格子１７２の格子間隔を３μｍ、光ファイバテープ１８１、１８２の、光ファイバのコアの直径を１０μｍとする。また、入射口１７１１、１７１２のコアの直径を１０μｍ、入射口１７１１の入射角α１を０．０１ｒａｄ、入射口１７１２の入射角α２を０．１２６ｒａｄとする。
【００６６】
上記条件のもとで、入射口１７１１、１７１２からの光信号の回折角β１ｘ、β２ｘ  （ｘ＝１、２、３、４）の条件を求めると、以下のようになる。
入射口１７１１の光信号
【数７】
2004184912.tif 000009
【００６７】
入射口１７１２の光信号
【数８】
2004184912.tif 000010
【００６８】
（数２）、（数３）より、入射口１７１１、１７１２からの光信号の各波長の回折角は、λ１〜λ４を代入すると、
β１１＝０．５４８４１２  ｒａｄ  （入射口１７１１から入射されるλ１の回折角）
β１２＝０．５５１５４０  ｒａｄ  （入射口１７１１から入射されるλ２の回折角）
β１３＝０．５５５４６７  ｒａｄ  （入射口１７１１から入射されるλ３の回折角）
β１４＝０．５５７８１４  ｒａｄ  （入射口１７１１から入射されるλ４の回折角）
β２１＝０．６９０６０１  ｒａｄ  （入射口１７１２から入射されるλ１の回折角）
β２２＝０．６９４０６４  ｒａｄ  （入射口１７１２から入射されるλ２の回折角）
β２３＝０．６９７５３９  ｒａｄ  （入射口１７１２から入射されるλ３の回折角）
β２４＝０．７０１０２３  ｒａｄ  （入射口１７１２から入射されるλ４の回折角）
となる。ここで、回折次数ｍは１である。
【００６９】
一方、光ファイバテープ１８１、１８２の光ファイバのコアが占める角度の割合をγ１ｘ、γ２ｘ（ｘ＝１、２、３、４）とすると、
γ１１＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ１１）＝０．０００１４６  ｒａｄ
γ１２＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ１２）＝０．０００１４７  ｒａｄ
γ１３＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ１３）＝０．０００１４７  ｒａｄ
γ１４＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ１４）＝０．０００１４７  ｒａｄ
γ２１＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ２１）＝０．０００１６２  ｒａｄ
γ２２＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ２２）＝０．０００１６２  ｒａｄ
γ２３＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ２３）＝０．０００１６３  ｒａｄ
γ２４＝１０μｍ／（８０ｍｍ・ｃｏｓβ２４）＝０．０００１６４  ｒａｄ
となる。
【００７０】
これより、各光ファイバ間の角度（β１１−β１２等）に比べ小さいので、半径４０ｍｍの円上に光ファイバを設置することができる。したがって、各光ファイバの間隔は最小で、およそ０．００３２ｒａｄ×（８０ｍｍ・ｃｏｓβ２４）＝２５５μｍ程度となるので、２５０μｍピッチの光ファイバテープを設置できる。
【００７１】
また、各入射口からの光信号は、波長毎に異なる回折角となるので、各光ファイバには異なる波長の光信号を取り出すことができる。
【００７２】
以上のような設計を行うことで、波長分離分配部を実現することができる。
なお、本設計例では、入射ファイバの入射角をそれぞれ変え、水平なグレーティングを用いることにより、分波分岐機能を実現しているが、入射ファイバの入射角を同じにして、垂直なグレーティングを用いることでも、実現できる。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態は、前段で分岐された光信号全てで共通に使用する共有グレーティングを用いて光分波分岐機能を実現することを特徴とする。
【００７４】
すなわち、本実施の形態は、光送信器と、前記光送信器と光ファイバを介して接続される光分波分岐器と、Ｎ芯の光ファイバテープＭ組からなる光通信システムにおいて、前記光分波分岐器は前記光ファイバからの光信号λ１〜λＮをＭ分岐する光カプラと、波長分離分配部を備え、前記波長分離分配部は、前記光カプラからのＭ個の光信号で共通に使用する共有グレーティングにより、前記Ｎ芯の光ファイバテープＭ組に対して、各芯にそれぞれ異なる波長λ１〜λＮを分波する機能を有することを特徴とする。
【００７５】
したがって、本実施の形態によれば、１つの光カプラと１つの共有グレーティングで分波分岐機能を実現できるため、光カプラなどの部品点数の数を減らすことができ、安価に光分波分岐器を実現できる。
【００７６】
また、本実施の形態によれば、共有グレーティングからのグレーティング光を直接光ファイバテープの各芯に入射するので、複雑な光配線が不要となり、設計が容易となる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光分波分岐システムにおいて、波長の数が多い場合でも、経済化および構造の簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【図３】本発明の第三の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【図４】本発明の第四の実施の形態に係る光分波分岐システムの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光分波分岐器の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る光分波分岐器が有する可変光分岐器の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る光分波分岐器が有する波長分離分波器の構成を示す図である。
【図８】従来の光分波分岐器の構成を示す図である。
【符号の説明】
１    光送信器
２  光ファイバ
３    光分波分岐器
３１      光カプラ
３２  波長分離分配部（回折格子）３３１〜３３Ｍ  光ファイバテープ３３１１〜３３１Ｎ、３３２１〜３３２Ｎ、・・・、３３Ｍ１〜３３ＭＮ  光ファイバ
４    光分波分岐器
４１    可変光分岐器
５    光分波分岐器
５１    光カプラ
５２  波長分離分配部
５４  ヒータ
６  光分波分岐器
６１  可変光分岐器
６２  波長分離分配部
６４  ヒータ
７  光分波分岐器
７１      光ファイバ
７２    光カプラ
７３１〜７３Ｍ    入射口
７４    回折格子
７４１    回折格子の中心
７４ｘ    回折格子の任意の点
８１〜８Ｍ    光ファイバテープ
８１１〜８１Ｎ、８２１〜８２Ｎ、８Ｍ１〜８ＭＮ    光ファイバ
９００    可変光分岐器
９００１、９００２    光導波路
９００３    薄膜ヒータ
１７    波長分離分波部
１７１１、１７１２    入射口
１７２      回折格子
１８１、１８２    光ファイバテープ
１８１１〜１８１４、１８２１〜１８２４    光ファイバ
１０１    光送信器
１０２    光ファイバ
１０３    光分波分岐器
１０３１    波長分離器
１０３２１〜１０３２Ｎ    光カプラ
１０３３１〜１０３３Ｍ    光ファイバテープ
１０３３１１〜１０３３１Ｎ、１０３３２１〜１０３３２Ｎ、１０３３Ｍ１〜１０３３ＭＮ    光ファイバ
【図１】
2004184912.tif 000011
【図２】
2004184912.tif 000012
【図３】
2004184912.tif 000013
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004184912.tif 000017
【図８】
2004184912.tif 000018