(57)【要約】【課題】入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力光信号の出力波長とし得る波長バンド選択能な光スイッチを提供すること。【解決手段】この波長バンド選択可能な光スイッチ１は、ビーム分割デバイスとしての１対Ｍスプリッタ２（ＳＰ）と、複数の波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）とを備え、波長バンドλ１〜λＮのビームが入力された１対Ｍスプリッタ２では、各ビームをＭ本の波長λ１〜λＮのビームに分けてＭ個の波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）に送出し、Ｍ個の波長チューナブルフィルター３におけるＭ個の出力端子がそれぞれλ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮのうち任意の波長バンドを出力波長として選択するため、各出力端子が何れも任意に出力波長を切り換えることができる。【選択図】　　　図２
2004013151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力光信号の出力波長とする波長バンド選択能な光スイッチであって、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターとを備えると共に、該ビーム分割デバイスが前記入力光信号をそれぞれ該複数の波長チューナブルフィルターに割り当てることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項２】
請求項１記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記ビーム分割デバイスは、少なくとも一つのスプリッタを備えたことを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項３】
請求項１記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記ビーム分割デバイスは、スターカプラであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項４】
請求項１記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記入力光信号は、複数の波長バンドを有するビームと単一波長バンドを有するビームの組合せであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項５】
請求項１記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、少なくとも一つの入力端子と、前記複数の波長チューナブルフィルターの数と対応して配置された複数の出力端子とを有することを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項６】
請求項５記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記少なくとも一つの入力端子に入る光信号が複数の波長バンドを有するビームと単一波長バンドを有するビームとの組合せであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項７】
請求項５記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記ビーム分割デバイスは、スターカプラであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項８】
請求項６記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記単一波長バンドを有するビームが入る入力端子の数がＮ個、前記複数の出力端子の数がＭ個である場合に、前記ビーム分割デバイスがＮ個の１対Ｍ型スプリッタとＭ個の１対Ｎ型スプリッタとの組合せであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【請求項９】
請求項６記載の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、前記単一波長バンドを有するビームが入る入力端子の数がＮ個、前記複数の出力端子の数がＭ個である場合に、前記ビーム分割デバイスが少なくともＮ個の入力端子と少なくともＭ個の出力端子とを有するスターカプラであることを特徴とする波長バンド選択可能な光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として入力光信号の波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力波長とする波長バンド選択可能な光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ファイバ送信の初期的な技術では、情報を特定の波長の光線で表わしていたが、同時に一つの光源のみが光ファイバを通過できるため、提供できる帯域幅が不十分であった。そこで、以後は異なる波長の光ビームが伝送時に互いに干渉しないことから、波長組合せ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と波長分割（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ）との概念を利用し、複数の情報を表わす多数の光源を同時に光ファイバに通過させることにより、光ファイバの帯域幅を数倍へと増加させる技術が開発された。図１は、従来の波長分割マルチプレクサ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ；ＷＤＭ）１０１の概要図である。
【０００３】
この波長分割マルチプレクサは、図１に示されるように、光源からの複数の波長バンドλ１〜λｎを持つ入力光信号を送信光ファイバ１０４に結合するための光マルチプレクサ１０２と、光マルチプレクサ１０２の出力信号を異なる波長λ１，λ２，…λｎの搬送波に分割して出力光信号の出力波長とするための光デマルチプレクサ１０３とを備えて構成される。こうした組合せにより、単一の送信光ファイバ１０４上で異なる波長バンドλ１〜λｎを持つ光波の送信によって使用可能な帯域幅を増やすことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した波長分割マルチプレクサの場合、各出力端子から一定の波長を有する光ビームのみを出力するものであり、全ての入力波長バンドから任意の波長バンドを出力波長として選択することができないため、光路設計及び実施上において多様性が得られず、多様性を向上させるべき余地があるという問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決すべくなされたもので、その技術的課題は、入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力光信号の出力波長とし得る波長バンド選択能な光スイッチを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力光信号の出力波長とする波長バンド選択能な光スイッチであって、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターとを備えると共に、該ビーム分割デバイスが入力光信号をそれぞれ該複数の波長チューナブルフィルターに割り当てる波長バンド選択可能な光スイッチが得られる。
【０００７】
又、本発明によれば、上記波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、ビーム分割デバイスは、少なくとも一つのスプリッタを備えた波長バンド選択可能な光スイッチ、或いはビーム分割デバイスは、スターカプラである波長バンド選択可能な光スイッチが得られる。
【０００８】
更に、本発明によれば、上記波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、入力光信号は、複数の波長バンドを有するビームと単一波長バンドを有するビームの組合せである波長バンド選択可能な光スイッチ、或いは少なくとも一つの入力端子と、複数の波長チューナブルフィルターの数と対応して配置された複数の出力端子とを有する波長バンド選択可能な光スイッチが得られる。ここでの後者の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、少なくとも一つの入力端子に入る光信号が複数の波長バンドを有するビームと単一波長バンドを有するビームとの組合せであることや、ビーム分割デバイスは、スターカプラであることは好ましく、更に後者の波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、単一波長バンドを有するビームが入る入力端子の数がＮ個、複数の出力端子の数がＭ個である場合に、ビーム分割デバイスがＮ個の１対Ｍ型スプリッタとＭ個の１対Ｎ型スプリッタとの組合せであることや、単一波長バンドを有するビームが入る入力端子の数がＮ個、複数の出力端子の数がＭ個である場合に、ビーム分割デバイスが少なくともＮ個の入力端子と少なくともＭ個の出力端子とを有するスターカプラであることは好ましい。
【０００９】
即ち、本発明の波長バンド選択可能な光スイッチは、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルター（Ｔｕｎａｂｌｅ　Ｆｉｌｔｅｒ）とを備え、ビーム分割デバイスが入力された光信号を複数の波長チューナブルフィルターのそれぞれに割り当てる。
【００１０】
本発明の実施の形態において、入力光信号が同時にＮ個の波長バンド（λ１〜λＮ）のビームを含む場合、ビーム分割デバイスは、少なくともＭ個の出力端子を備えるスターカプラ（ｓｔａｒ　ｃｏｕｐｌｅｒ）、又は１対Ｍスプリッタ（ｓｐｌｉｔｔｅｒ）である。
【００１１】
本発明の別の実施の形態において、単一の波長バンドを有する光ビームが入る波長バンド選択可能な光スイッチの入力端子の数がＮ個、出力端子がＭ個であるとき、ビーム分割デバイスは、Ｎ個の１対Ｍ型スプリッタと、Ｍ個の１対Ｎ型スプリッタろの組合せ、又は少なくともＮ個の入力端子とＭ個の出力端子とを有するスターカプラである。
【００１２】
本発明の更に別の実施の形態において、波長バンド選択可能な光スイッチの入力端子に入る光信号は、複数の波長バンドを有するビームと単一の波長バンドを有するビームとの組合せである。
【００１３】
又、上記波長バンド選択可能な光スイッチの出力端子の数は、複数の波長チューナブルフィルターの数と同じであり、複数の波長チューナブルフィルターはＭＥＭＳファブリぺロフィルター（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ　Ｆｉｌｔｅｒ；ＭＥＭＳ　Ｆ−Ｐ　Ｆｉｌｔｅｒ）、ファイバ・ブラッグ回折格子フィルター（Ｆｉｂｅｒ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｆｉｌｔｅｒ；ＦＢＧ　Ｆｉｌｔｅｒ）、又はアレイ導波管フィルター（Ａｒｒａｙ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｆｉｌｔｅｒ；ＡＷＧ　Ｆｉｌｔｅｒ）である。
【００１４】
何れにしても、本発明の波長バンド選択可能な光スイッチは、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターとの組合せにより、入力光信号が単一の波長バンドを有するビーム、複数の波長バンドを有するビーム、或いは両者の組合せに拘らず、ビーム分割デバイスにおいて複数の波長チューナブルフィルターのそれぞれに入る光信号に対して何れも全ての入力信号の全ての波長バンドを含ませるような作用を生じるので、複数の波長チューナブルフィルターにより全ての波長バンドから任意の波長バンドを出力波長として選択することができるので、各出力光信号は入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力波長とすることができることにより、光路の設計及び実施上の多様性を大幅に向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。但し、図中では同構成部分（デバイス）を同じ参照符号で表わすものとする。
【００１６】
本発明の波長バンド選択可能な光スイッチは、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターとを備える。図２は、本発明の実施の形態である波長バンド選択可能な光スイッチ１を示す概要図である。本実施の形態におけるビーム分割デバイスは１対Ｍスプリッタ２（ＳＰ）である。ここで「１対Ｍ」とは、一本のビームがスプリッタを通過した後にその一本のビームをＭ個の出力に割り当て、逆にＭ本のビームを１本のビームに合成する効果を持つものを示す。以下で述べる類似する略称はすべて同じ意味である。
【００１７】
この波長バンド選択可能な光スイッチでは、図２に示されるように、波長λ１〜λＮのビームが本発明による波長バンド選択可能な光スイッチ１に入力されるとき、Ｎ個の波長バンドλ１〜λＮを有するビームは、先ず１対Ｍスプリッタ２（ＳＰ）に入力され、ここでビームをＭ本の波長λ１〜λＮのビームに分け、次にＭ本の波長λ１〜λＮのビームに対応する行進光路にＭ個の波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）が配置されている。
【００１８】
このため、本実施の形態の１対Ｍスプリッタ２とＭ個の波長チューナブルフィルター３との組合せにより、ここでの波長バンド選択可能な光スイッチ１のフィルターの数に対応して配置されたＭ個の出力端子がそれぞれλ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮのうち任意の波長バンドを出力波長として選択できるので、各出力端子が何れも任意に出力波長を切り換える効果を達成できる。
【００１９】
図３は、本発明の他の実施の形態を示す。即ち、入射の光信号がＮ本（λ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮ）の単一波長バンドのビームである場合に本発明を実施した概要図である。上述の実施の形態と同様に、本実施の形態の波長バンド選択可能な光スイッチ１は、Ｍ個の波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）の数に対応して配置されたＭ個の出力端子を有する。そして、複数のビーム分割デバイスは、二つのグループのＮ個の１対Ｍスプリッタ４Ａ（ＳＰ１〜ＳＰＮ），Ｍ個の１対Ｎスプリッタ４Ｂ（ＳＰ´１〜ＳＰ´Ｍ）に分けて配置する。このビーム分割デバイスであるＮ個の１対Ｍスプリッタ４Ａ（ＳＰ１〜ＳＰＮ）は、それぞれ一本の入力信号をＭ個の出力信号に割り当て、Ｍ個の１対Ｎスプリッタ４Ｂ（ＳＰ´１〜ＳＰ´Ｍ）は、それぞれＮ本の入力信号を１個の出力信号に合成する。
【００２０】
単一の波長バンドを有する各ビーム（例えばλ１）が対応する一つの１対Ｍスプリッタ４Ａ（例えばＳＰ１）に入力された際、波長λ１のビームはＭ本の同じ波長を有する光信号に分割され、それぞれＭ個の１対Ｎスプリッタ４Ｂ（ＳＰ´１〜ＳＰ´Ｍ）に入力される。次に、１対Ｎスプリッタ４Ｂ（例えばＳＰ´１）は、１対Ｍスプリッタ４ＡからのＮ本の分割ビームを一本の波長λ１〜λＮの波長バンドを含むビームに合成した後、波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）に入るので、波長チューナブルフィルター３は波長λ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮのうち任意の波長バンドを出力波長として選択でき、各出力端子が何れもＮ個の波長バンドλ１〜λＮのうち任意の一つに切り換えることができる。
【００２１】
以下に、図４に示されるように、ビーム分割デバイスとしてスターカプラ５（ＳＣ）を採用した本発明の別の実施の形態について述べる。ここでのスターカプラ５は、任意の入力端子から必要な仕事率を各出力端子に割り当てる効果を有する。本実施の形態は波長チューナブルフィルター３（ＴＦ１〜ＴＦＭ）の数に対応してＭ個の出力端子を配置し、Ｎ個の単一波長バンド（λ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮ）を有するビームが波長バンド選択可能な光スイッチ１に入射すると、スターカプラ５は各入射ビームをＭ個の出力端子の個数に合せてＭ本の光に分割してそれぞれ各波長チューナブルフィルター３に入力する。即ち、Ｍ個の波長チューナブルフィルター３は、それぞれ共にＮ本の異なる波長バンドを有するビームを受け、次に波長λ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮのうち任意の波長バンドを出力波長として選択し、各出力端子が共にＮ個の波長バンドλ１〜λＮのうち任意の一つに切り換えることができる。又、ビーム分割デバイスとしてスターカプラ５を採用する本実施の形態において、各入力端子に入射する光ビームが複数の波長バンドλ１，λ２，λ３，…，λＮ−１，λＮを有するビームであっても、スターカプラ５は同様にこれらのビームを波長λ１〜λＮを持つものとして各出力端子に割り当てるので、同様の効果を達成できる。
【００２２】
上述の各実施の形態から分かるように、本発明の波長バンド選択可能な光スイッチは、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターの様々な形式配置のものとの組合せにより、入力の光信号が単一の波長バンドを有するビーム、複数の波長バンドを有するビーム、或いは両者の組合せに拘らず、ビーム分割デバイスにおいて複数の波長チューナブルフィルターのそれぞれに入る光信号に対して何れも全ての入力光信号の全ての波長バンドを含ませることにより、複数の波長チューナブルフィルターにより全ての波長バンドから任意の波長バンドを出力波長として選択することができるので、各出力光信号は、入力光信号の全ての波長バンドから任意の波長バンドを選択して出力波長とすることができるようになり、光路の設計及び実施上の多様性を大幅に向上することができる。要するに、各実施の形態に係る波長バンド選択可能な光スイッチは、ビーム分割デバイスと複数の波長チューナブルフィルターとの組合せにより各出力端子で任意に出力波長を切り替えることができる。
【００２３】
更に、本発明の波長チューナブルフィルターはＭＥＭＳファブリぺロフィルター，ファイバ・ブラッグ回折格子フィルター，又はアレイ導波管フィルターであっても良い。
【００２４】
目下、プレーナ導波管（Ｐｌａｎａｒ　Ｌｉｇｈｔ　ｗａｖｅ　ｃｉｒｃｕｉｔ；ＰＬＣ）とＭＥＭ技術の全てのデバイスを統合する傾向で発展しているため、本発明の波長バンド選択可能な光スイッチは、体積、制御、及び光路設計上のいずれにおいても優勢である。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の波長分割マルチプレクサを示す略図である。
【図２】本発明の好適な実施の形態による波長バンド選択可能な光スイッチを示す略図である。
【図３】本発明の他の実施の形態による波長バンド選択可能な光スイッチを示す略図である。
【図４】本発明の別の実施の形態による波長バンド選択可能な光スイッチにおいて、ビーム分割デバイスとしてスターカプラを採用することを示す略図である。
【符号の説明】
１　波長バンド選択可能な光スイッチ
２　１対Ｍスプリッタ（ＳＰ）
３　波長チューナブルフィルター（ＴＦ１〜ＴＦＭ）
４Ａ　１対Ｍスプリッタ（ＳＰ１〜ＳＰＮ）
４Ｂ　１対Ｎスプリッタ（ＳＰ´１〜ＳＰ´Ｍ）
５　スターカプラ（ＳＣ）
１０１　波長分割マルチプレクサ
１０２　光マルチプレクサ
１０３　光デマルチプレクサ
１０４　送信光ファイバ
λ１〜λｎ．λ１〜λＮ　　波長バンド（波長）
【図１】
2004013151.tif 000003
【図２】
2004013151.tif 000004
【図３】
2004013151.tif 000005
【図４】
2004013151.tif 000006