(57)【要約】      （修正有）【課題】従来の欠点を軽減又は解消しつつ、光信号に遅延を与えること。【解決手段】光信号に遅延を与える装置は、(a)信号入力ポート１２０を含む複数の入力ポート１５０と、信号出力ポート１３０を含む複数の出力ポート１６０とを有するラテンルータ１１０と、(b)複数の光ウェーブガイド１４０とを有する。入力ポート１２０は、ラテンルーティングマッピングマトリクスに従って該ラテンルータの出力ポート１３０にマッピングされる。各光ウェーブガイド１４０は信号出力ポートではない出力ポートの１つに入力ポートの１つを接続する。当該装置に入り且つ前記出力ポート１３０の何れかに対応付けられる第１信号が或る遅延を受けるような配置で、入出力ポート間に複数のウェーブガイド１４０が接続され、その遅延は、当該装置に入り且つ出力ポートとは異なるものに対応付けられる第２信号が受ける遅延とは異なる。【選択図】図２
2007272229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号に遅延を与える装置であって、
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータであって、ラテンルーティングマッピングマトリクスに従って該ラテンルータ内で出力ポートに入力ポートがマッピングされるラテンルータと、
(b)  複数の光ウェーブガイドであって、各光ウェーブガイドは信号出力ポートではない出力ポートの１つに入力ポートの１つを接続する複数の光ウェーブガイドと、
を有し、前記複数のウェーブガイドの少なくとも２つは同じ長さであり、当該装置に入り且つ前記出力ポートの何れかに対応付けられる第１信号が或る遅延を受けるような配置で、前記入力ポート及び前記出力ポート間に複数のウェーブガイドが接続され、前記或る遅延は、当該装置に入り且つ前記出力ポートとは異なるものに対応付けられる第２信号が受ける遅延とは異なる、光信号に遅延を与える装置。
【請求項２】
前記入力ポート及び前記出力ポート間のマッピングを変えるよう機能する調整手段を更に有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
ただ１つの入力ポートが信号入力ポートである請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記信号入力ポート以外の全ての入力ポートが、前記ウェーブガイドにより出力ポートに結合される請求項３記載の装置。
【請求項５】
複数の信号入力ポートが含まれる請求項１又は２に記載の装置。
【請求項６】
前記ウェーブガイドが、前記信号入力ポートの少なくともいくつかに出力ポートを接続する請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記ウェーブガイドが、光サーキュレータで前記信号入力ポートに接続される請求項６記載の装置。
【請求項８】
光信号を遅延させる方法であって、
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータに、光信号を入力するステップと、
(b)  信号を遅延させるステップと、
(c)  前記ラテンルータから信号を出力するステップと、
を有し、前記信号を遅延させるステップは、
(i)  前記ラテンルータ内で信号を出力ポートにルーティングし、
(ii)  少なくとも２つが等しい長さを有する複数のウェーブガイドの１つに従って前記出力ポートからの信号を前記入力ポートの１つに案内する
ことによって信号を遅延させ、前記複数のウェーブガイドの各々は前記複数の出力ポートの１つに接続され、前記出力ポートを前記入力ポートの１つに結合する、光信号を遅延させる方法。
【請求項９】
前記入力信号が複数の多重チャネルを含み、当該方法は、前記多重チャネルを分離するステップと、分離されたチャネルを複数の出力ポートにルーティングするステップと、少なくとも２つが同じ長さを有する複数のウェーブガイド各々に従って、前記出力ポート各々にルーティングされた１つ又は複数のチャネルを、前記入力ポートの対応するものに案内するステップと、１つ又は複数のチャネルを前記ラテンルータから出力するステップとを有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
選択された前記遅延群が光信号を構成する複数の多重チャネルについての一群の遅延であり、当該方法は、接続の異なる配置の装置を介したチャネルの通過をシミュレートするステップと、所望の遅延群を与える接続の配置を特定するステップとを有する請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に光信号に遅延を与える装置に関連し、特に選択的な遅延を与えるための装置又は光メモリに関連する。
【背景技術】
【０００２】
次世代インターネットプロトコル(IP)ベースの光ネットワークをサポートする重要な技術として光パケットスイッチングが浮上しつつある。更に、光ベースの信号処理、アクセスネットワークエッジスイッチング及びコンピュータシステム内での光相互接続は、将来的な高ビットレートのデータ伝送及び処理にとって重要な技術になりつつある。光学的バッファリング及びメモリとの関連で（例えば、光時分割多重(TDM)システム、スイッチ構成体端部での多重／分離、又はタイムスロット変化での正確な同期等との関連で）、選択的な光遅延装置が効率的な動作に非常に重要になる。特に、フォトニック結晶、リング共振器、電磁誘導透過(EIT:  Electromagnetically-Induced  Transparency)及び結合空洞光ウェーブガイド等に基づいて、光遅延ラインについて様々な提案がある。しかしながらこれらの各技術は、複雑さ、調整能力、利用可能な帯域、速度及びサイズの中で或る妥協を行う。
【０００３】
Vidal,B.et  al.は信号に関する選択的な時間遅延に備えてアレイ導波路回折格子  (AWG:  Arrayed-Waveguide  Grating)を用いることを提案している(これについては、例えば非特許文献１参照。)。
【０００４】
一般にAWGは(図１の中央のボックス参照)、第１の自由伝搬領域１４の入力側にある複数の入力ポート(1…N)と、第２の自由伝搬領域１５の出力側にある複数の出力ポート(1…N)とを有する(自由伝搬領域は固体領域であり、例えばそれらはシリカで構成されてもよい。)。AWGの中では、ウェーブガイドの配列が第１の自由伝搬領域１４及び第２の自由伝搬領域１５を相互接続する。アレイ中の隣接するウェーブガイドの光経路長は通常的にはウェーブガイドを横切る向きに線形に増える。ある入力ポートでAWGに入力された信号の様々なスペクトル成分は一般にAWGから様々な出力ポートで出てくる。
【０００５】
様々な入力及び出力ポート間で様々な波長のマッピングが変更可能であるように調整されてよいAWGは、「アクティブ」なAWGである。AWGのフーリエ面で電圧依存性の線形な位相特性をもたらすように配置されたアクティブな台形状領域１２に印加される電圧を変えることによって、調整は一般に行われる。アクティブ領域は多数の手法の１つで用意され、例えばシリコン技術に基づくAWGには水素添加アモルファスシリコン(α-Si:H)の層で、シリカベースのAWGには例えば熱光学領域で、或いはインジウムリン又はリチウムナイトライド技術に基づくAWGの電力等で用意されてもよい。
【０００６】
図１はVidal,B.etのデバイスの概略図を示す。アクティブAWG１０は８×８デバイスである(即ち、８つの入力ポート２０及び８つの出力ポート３０を有する。)。個々のポートは説明の便宜上両端で１−８のラベルが付されている。入力側のポート１は信号入力ポート２５であり、出力側のポート１は信号出力ポート３５である。各側のポート２−８は複数の外部ウェーブガイド４０で接続され、各ウェーブガイドは１つの出力ポートを１つの入力ポートに接続し、出力ポート２は入力ポート８に接続され、出力ポート３は入力ポート７に接続され、以下同様である。ウェーブガイドに沿って伝搬する信号に徐々に増える時間遅延を与えるように、ウェーブガイドの長さが増えている(出力ポート２及び入力ポート８を接続するウェーブガイドは最短であり、出力ポート８及び入力ポート２を接続するものは最長である。)。
【０００７】
このような手法は選択可能な時間遅延数Nを増やしながら十分に拡張できない（例えば、図１ではN=8である。）。なぜならウェーブガイド経路長の総和合計はN/(N-1)/2のようにNの多項式で増えることになり、設備(即ち、装置に必要なチップ面積)等の観点からかなり高価になってしまう。
【非特許文献１】Vidal,B.et  al,“Optical  Delay  Line  Based  on  Arrayed  Waveguide  Gratings’  Spectral  Periodicity  and  Dispersive  Media  for  Antenna  Beamforming  Applications”,  IEEE  J.Sel.Topics  Quantum  Elec.,  Vol.8,No.6,pp1202-1210
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上記の少なくとも何らかの欠点を軽減又は解消しつつ、光信号に遅延を与える装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１形態は、光信号に遅延を与える装置を提供する。当該装置は：
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータであって、ラテンルーティングマッピングマトリクスに従って該ラテンルータの出力ポートに入力ポートがマッピングされるラテンルータと、
(b)  複数の光ウェーブガイドであって、各光ウェーブガイドは信号出力ポートではない出力ポートの１つに入力ポートの１つを接続する複数の光ウェーブガイドと、
を有し、前記複数のウェーブガイドの少なくとも２つは同じ長さであり、当該装置に入り且つ前記出力ポートの何れかに対応付けられる第１信号が或る遅延を受けるような配置で、前記入力ポート及び前記出力ポート間に複数のウェーブガイドが接続され、前記或る遅延は、当該装置に入り且つ前記出力ポートとは異なるものに対応付けられる第２信号が受ける遅延とは異なる装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
ルータの入力ポートに入る信号が、（ウェーブガイドに沿って伝搬せずに、又はルータを離れないで）その入力ポートに対応付けられる出力ポートに直接的に伝搬するという意味で、入力ポートは出力ポートに「マップされる(mapped)」。
【００１１】
ラテンルータはN×Nルータであり、そのルータのマッピングマトリクスはラテン方陣(Latin  Square)になっている。マッピングマトリクスは、入力ポート１乃至N(方陣の列又は行)及びチャネル番号１乃至Nが所与の信号の下で所与の出力ポート１乃至Nにどのように対応付けられるかを示す。ラテン方陣はN×Nグリッドの数であり、行又は列の中でどの数も１回より多く登場しないようにしたものである。ラテンルーティングについては、例えば次の文献に説明されている：
Barry  &  Humblet  et  al.  pp891-899,  J.Lightwave  Tech.,Vol.11,No.5/6,Nay/June  1993。
【００１２】
本発明による装置はラテンルータを用いて、異なる期間の遅延を用意する。ウェーブガイドが或る等しい長さならば(ルータ内の経路長における如何なる小さな違いも無視できるならば)、ルータ内で信号が受ける遅延は、装置(ルータ及び接続されたウェーブガイド)周囲を循環する回数に比例する。信号は入力ポートに入り、出力ポートにルーティングされ、ウェーブガイドに沿って他の入力ポートに案内される；信号が信号出力ポートに到達するまでこのプロセスは反復され、信号は出力ポートから装置を出る。他の出力ポートの何れかにルーティングされる少なくとも１つの他の信号から、所与の出力ポートにルーティングされる信号がその装置周囲の異なる経路に従って−及び異なる総遅延量を受けるようにウェーブガイドは並べられる。
【００１３】
外部ウェーブガイドの少なくとも半分は同じ長さでもよい。外部ウェーブガイドの全てが同じ長さでもよい。装置に入る信号であって出力ポートの何れかに対応付けられる信号は或る遅延を受け、その遅延は、出力ポートの他の何れかに対応付けられる信号が受ける遅延とは異なる；様々な出力ポートにマッピングされる全ての信号は異なる遅延を受けるかもしれない。
【００１４】
選択された所望の遅延をもたらす接続形態を形成するために、複数のウェーブガイドが入力及び出力ポートに接続される。選択された所望の遅延群をもたらす接続形態を形成するために、複数のウェーブガイドは別々の入力及び出力ポートに接続される。選択された一群の遅延は、信号を構成する複数の多重チャネルについての一群の遅延である。
【００１５】
ルータはN個の入力ポート及びN個の出力ポートを有し、ｎ番目の出力ポート(ｎは１及びNの間に含まれる整数)にルーティングされる最初の信号(即ち、入力ポートにマッピングされる信号)は、全てのｎについて遅延τの(n-1)倍だけ遅延させられる。N個の出力ポートには１乃至Nのラベルが順に付けられてよい(例えば1,2,3,4,5,6,7,8のように、隣接する出力ポートが連続的なラベルを有するようにする。)。N個の出力ポートは、循環的な不連続性(モジュロ)を有するサイクリックに置換された１乃至Nのシーケンスでラベル付けされてもよい。多重化された信号が装置の或るポートに入力される場合、一連の波長チャネルが一連の出力ポートから出力されるように、信号中の各チャネルはその波長で決定された遅延を受ける。
【００１６】
装置は、入力ポート及び出力ポート間のマッピング(内部的な、ラテンルーティング)を変えるよう機能する調整手段を更に含んでもよく、好ましくはサイクリックな形式で且つ好ましくは装置のラテンルーティングに従って機能する(出力ポートｎはラテン方陣中の行又は列−出力ポートn+p(モジュロN)に関連付けられていた行又は列である−に関連付けられる。ここで、1≦p≦Nである。)。かくて少なくとも1つの入力ポートは、調整手段の第1の設定では第１出力ポートに、調整手段の第2の設定では別の出力ポートにマッピングされてよい。
【００１７】
ただ１つの入力ポートが信号入力ポート(即ち、信号が入力されるポート)であってよい。信号入力ポート以外の全ての入力ポートが、ウェーブガイドにより出力ポートに結合されてよい。
【００１８】
複数の信号入力ポートがあってもよい；即ち、様々な信号(又は、多重化された信号中の様々なチャネル)が、信号入力ポートの様々なものに入力されてもよい。ウェーブガイドは、信号入力ポートの少なくともいくつかに出力ポートを接続してもよい。ウェーブガイドは、光サーキュレータで信号入力ポートに接続されてもよい。
【００１９】
入力及び出力ポート間のウェーブガイドの或る配置については、装置から信号を出力する信号出力ポートに決して伝送されずに、装置内に信号が捕らえられるようになることを発明者等は見出した。捕らえられた信号を装置から逃がすことを可能にするスイッチが用意されてもよい；例えば、ウェーブガイドの少なくとも１つが、非線形光ループミラーに接続されてもよい。或いは、例えばルータの内部ルーティングがチューニングにより変えられ、捕らえられた信号が信号出力ポートにルーティングされるようにしてもよい。
【００２０】
ラテンルータは、アレイ導波路回折格子、マッハツェンダ干渉計又はマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)光ルータ等でもよい。
【００２１】
本発明の第２形態により提供される光信号を遅延させる方法は：
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータに、光信号を入力するステップと、
(b)  信号を遅延させるステップと、
(c)  前記ラテンルータから信号を出力するステップと、
を有し、前記信号を遅延させるステップは、
(i)  前記ラテンルータ内で信号を出力ポートにルーティングし、
(ii)  少なくとも２つが等しい長さを有する複数のウェーブガイドの１つに従って前記出力ポートからの信号を前記入力ポートの１つに案内する
ことによって信号を遅延させ、前記複数のウェーブガイドの各々は前記複数の出力ポートの１つに接続され、前記出力ポートを前記入力ポートの１つに結合する、光信号を遅延させる方法である。
【００２２】
本方法は、ラテンルータに関連するチューニング手段を調整し、前記入力ポートから前記出力ポートへの信号のルーティングを変更するステップを更に含んでもよい。
【００２３】
本方法は、ルータ及びウェーブガイド内に光信号を格納するステップを更に含んでもよい。
【００２４】
信号は複数の多重チャネルを含んでもよい。当該方法は、前記多重チャネルを分離するステップと、分離されたチャネルを複数の出力ポートにルーティングするステップと、少なくとも２つが同じ長さを有する複数のウェーブガイド各々に従って、前記出力ポート各々にルーティングされた１つ又は複数のチャネルを、前記入力ポートの対応するものに案内するステップと、１つ又は複数のチャネルを前記ラテンルータから出力するステップを含んでもよい。ラテンルータの入力ポートに入る前に，多重チャネルが分離されてもよい。分離されたチャネルが、ラテンルータの入力ポートの異なるものに入力されてもよい。
【００２５】
本発明の第３形態は、本発明の第１形態による装置を模擬する方法をもたらす。本方法は、
(a)  所望遅延を選択するステップと、
(b)  前記ラテンルータに光信号を入力することをシミュレートするステップと、
(c)  前記光信号を遅らせることをシミュレートするステップと、
(d)  ウェーブガイドの異なる配置を与えるように少なくとも１つのウェーブガイド接続を変更し且つ前記ステップ(c)を反復することで、前記光信号が受ける遅延を変更することをシミュレートするステップと、
(e)  所望の遅延を与える接続の配置を特定するようにステップ(d)を反復するステップと、
を有し、前記ステップ(c)では、
(i)  前記ラテンルータ内で光信号を出力ポートにルーティングし、
(ii)  第１配置で並べられた複数のウェーブガイドの１つに従って、前記出力ポートから前記入力ポートの１つに光信号を案内し、
(iii)  光信号が前記信号出力ポートに到着するまで、ステップ(i)及び(ii)を反復し、
(iv)  ステップ(i)乃至(iii)で蓄積された総遅延量を記録する
ことで、光信号を遅らせることをシミュレートする装置を模擬する方法である。
【００２６】
異なる出力ポートに光信号がルーティングされるように前記ラテンルータの内部マッピングを変更することをシミュレートするステップと、ステップ(c)(i)乃至(iv)を反復するステップとを前記ステップ(c)が更に含んでもよい。
【００２７】
本方法は、ウェーブガイド配置及び内部マッピングの全ての置換がシミュレートされるまで、ステップ(b)乃至(d)を反復するステップを更に含んでもよい。ウェーブガイド配置及び内部マッピングの全ての置換がシミュレートされるまで、(ウェーブガイド配置各々について)ルータの内部マッピング及びウェーブガイド配置を変更するステップを当該方法が含んでいてもよい。
【００２８】
入力ポート各々に関連する所望の遅延群を選択するステップと、前記入力ポート各々で信号の入力をシミュレートするステップと、前記入力及び出力ポートの異なるものに複数のウェーブガイドを接続し、所望の遅延群をもたらす接続の配置を特定することをシミュレートするステップとを当該方法が更に含んでもよい。
【００２９】
選択された前記遅延群が光信号を構成する複数の多重チャネルについての一群の遅延であり、当該方法は、接続の異なる配置の装置を介したチャネルの通過をシミュレートするステップと、所望の遅延群を与える接続の配置を特定するステップとを含んでもよい。
【００３０】
外部ウェーブガイド配置及び内部マッピングの或る組み合わせについては、信号が装置内に無期限に捕捉されることが予想される。その場合、信号の捕捉されたことが明らかになった場合に(例えば、遅延が(N-1)τを超えた場合)、その組み合わせのシミュレーションを中止するステップを当該方法が含んでもよい。
【００３１】
或る群中のどの遅延も、その群中の他のどの遅延と異なってもよい。ラテンルータがN個の入力ポート及びNこの出力ポートを有し、ｎ番目の出力ポートにルーティングされる信号が(ｎは１及びNの間の整数)、全てのｎについて遅延τの(n-1)倍だけ遅延させられてもよい。
【００３２】
本発明の第４形態がもたらす光信号を遅延させる方法は、本発明の第３形態による方法で特定された配置に従って、本発明の第１形態による装置を構成することを含む。
【００３３】
本発明の第５形態では、本発明の第１形態による装置において、複数のウェーブガイドが本発明の第３形態で特定される配置で入力ポート及び出力ポート間に接続される。
【００３４】
本発明のどの形態に対してでも本発明の説明された特徴は、本発明の他のどの形態にも等しく適用可能であることが理解されるべきである。
【００３５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の或る所定の実施例が単なる例示として詳細に説明される。
【実施例１】
【００３６】
図２の再構築可能な光遅延装置構成は、ウェーブガイド構成１４０中のチューナブルAWG１１０に基づく。ウェーブガイド１４０は入力ポート１５０のポート２−８を出力ポート１６０のポート２−８に接続し、一定長のレーストラックメイズ(racetrack  maze)構成を形成する。AWG１１０は中央で(即ち、そのフーリエ面で)アクティブな台形状領域を用いて調整可能であり；その台形状領域はチューナブルプリズムとして機能し、AWGのフーリエ面で電圧依存性の線形位相特性をもたらす。
【００３７】
図２の装置は、図１の装置のように循環的で対称的な順序でのポート接続を行っていない。AWG固有の双方向性及びアーキテクチャ全体は、１つの出力ポート１３０での反射が許容可能な遅延を２倍にすることを許容する。有利なことにその双方向性は、分岐−挿入及びルータバッファのアプリケーションにも展開可能である。
【００３８】
装置はAWG１１０のラテンルーティング(Latin-routing)特性を活用し、チューナブル光遅延装置を成し遂げ、その装置のウェーブガイドトラック全長は単にNと共に線形視にしか増えない(この点、Vidal,B.etal.のN(N-1)/2で増える技術と異なる。)。
【００３９】
図３は図２の再構築可能なAWG１１０の８つのラテンルーティング構成を示す。
【００４０】
図３では、各構成例について内側の破線は、AWG入力ポート１５０及び出力ポート１６０間の可変論理接続を示す。通常の回折、AWGの信号ルーティング動作、AWGのアクティブ領域を用いる調整により接続が行われる。AWG１１０を再構築するために、一群の電圧Vn(n=0-7)中の１つが台形状アクティブ領域に印加される。その電圧変化は、信号入力ポート１２０から出力ポート１６０に至る入力信号のマッピング(対応関係)を変える(即ち、台形状領域に印加される電圧Vnに応じて、出力ポート１６０の異なるものに信号がマッピングされる。)。マッピングの変化は、装置全体を巡回する信号が受ける総遅延量の変化をもたらし、その信号は信号入力ポート１２０から、ウェーブガイド１４０によりゼロ、１又はより多くのトリップを介して、信号出力ポート１３０に至る。
【００４１】
図３での実線はウェーブガイド１４０のレーストラックメイズ構成を表現し、出力プレーンにおけるAWGポート１６０(信号出力ポート１３０を除く)を入力プレーンにおけるポート１５０(信号入力ポート１２０を除く)に戻すようループを構成する。ウェーブガイドのその構成又は配置は装置内で「ハードワイヤ接続」であるように固定される。
【００４２】
信号入力ポート１２０(入力ポート１)に入る信号に対して、ｎ番目の構成各々に関連する時間遅延は図３の中で信号出力ポート１３０(出力ポート１)に示されている。概して時間遅延はｎと共に単調には増加しないが、０及び７τ間の全範囲で遅延させることが可能である。
【００４３】
N×NのAWGに適切な構成は、数学ソフトウエアMatlab(登録商標)を用いた余すところのないサーチで発見される。シミュレーション例(図６)では、模擬されるルーティング装置の大きさが選択される(ボックス４０５)。そして一群の全ての可能な内部マッピング及び外部ウェーブガイド配置が決定される(それぞれボックス４１０，４１５)。各群中の最初の要素(メンバ)が選択される(ボックス４２０，４２５)。そして、選択された内部マッピングお酔い外部ウェーブガイド配置を有する装置を介した信号の伝搬がシミュレートされる(ボックス４３０−４５０)。このプロセスの間における、信号入力ポートからのルータ内での信号伝搬がシミュレートされる(ボックス４３０)。信号が信号出力ポートに速やかに伝搬するならば、全体的な遅延時間はゼロとして記録される。そうでなければ、(外部ウェーブガイド構成に従って)装置内での伝搬が再びシミュレートされることにより、信号はウェーブガイドの１つに沿って別の入力ポートに伝搬する(ボックス４４０)。信号が最終的に信号出力ポートに達するまでそのプロセスは反復される；信号がウェーブガイドを通った通過回数として時間遅延が記録される。
【００４４】
第１の内部マッピングに関する遅延が判定されると(ボックス４５０)、次の番号の内部マッピング群が選択され(ボックス４５５)、そのマッピングに関連する遅延が同様に決定される。全ての内部マッピングが検査されるまでこれが反復される(ボックス４６０)。選択された外部構成と内部マッピングに関連する時間遅延群は、所望のパターンに合う遅延を有するマッピングが含まれるか否かを確認するために検査される(ボックス４７０−４８５)。図６の例では、第１に表現される全ての可能な時間遅延について(ボックス４７０，４７５)、及び第２に(第１パターン中の部分集合)、「完全な分散(perfect  dispersion)」(後述)を与えるのに適切な時間遅延群について２つのパターンが検査される。これらのパターンの第１のもの又は双方に合致する群(セット)が記録される。
【００４５】
所望のパターンに合致する群が無かったならば、その外部ウェーブガイド配置候補は破棄される(ボックス４９０)。この場合に、又は検査プロセス(ボックス４７０−４８５)が完了したときに、外部ウェーブガイド配置群の新たな構成要素が選択される(ボックス４９５)。全ての外部ウェーブガイド構成が検査されるまで(ボックス５００)、全プロセス(ボックス４２５−４８５)が反復される。それが達成されると、所望のパターンに合致する内部マッピング及び外部配置の全ての組み合わせが、それらに関連する時間遅延と共に記録される。
【００４６】
探索空間はＮの増加と共に階乗的に増える。０乃至(N-1)τの時間遅延全ての成分が利用可能でない場合でも何らかの解が存在し、時間遅延の少なくとも１つがN個のこと案ルラテンルーティングAWGコンフィギュレーションに反復される；一般にそれらの解は破棄される；しかしながら、所与のアプリケーションに対して完全でない時間遅延成分で十分な場合には、そのような解が有効に考えられ保持されてもよい；例えば、N=3,5,6,7について完全な解は発見されていない。
【００４７】
入力プレーン１５０及び出力プレーン１６０での図２に示されるような入力及び出力ポートのラベル付けは、標準的な配列である。横向きに対称的にラベルを維持しながら入力ポート及び出力ポートをスクロールすること(即ち、互いに同様に番号付けされたポートを維持すること)は、同じ機能をもたらすことを分析結果波示す。入力及び出力ポートのずれた配置は、表１の行のサイクリックな置換をもたらす。
【００４８】
【表１】
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図４の装置は光サーキュレータ２５０を利用することで、入力ポート２２０が、信号入力ポートに加えて受信ウェーブガイド２４０としても機能することを可能にする。かくて信号はポートの光サーキュレータを介して信号入力ポート２２０（１−８でラベル付けされている）のどこにでも入ることができる。信号入力ポート２２０は図２と同様に出力ポート２６０にも１対１で接続され(信号出力ポート２３０を除く)、装置の基本的なレーストラックメイズ機能が維持される。
【００４９】
表１で太字の数字は、信号入力ポート２２０(ポート１は必須でない)及び制御電圧Vnの指定された組み合わせによりもたらされる相対的な時間遅延を示す。入力ポート２２０の特定の１つに信号が入力される場合に、装置は光メモリとして機能できることをこの表は示す(図４)。制御電圧Vn及び入力ポート２２０の或る構成は決まった出口を持たないことを発明者等は見出した；迷路に入り込んで閉じこめられたように外部ウェーブガイド２４０及びAWGルータ２１０の中で信号が維持される。出力されるのではなく、その信号はウェーブガイド２４０の迷路の中を各ループの時間遅延(表１でイタリック体の数字で示される)で再循環する。
【００５０】
レーストラックウェーブガイド２４０につき１パケットを想定すると、表１のイタリック体の数字は、その特定のコンフィギュレーションでメモリに格納可能なパケット数をも示す。時間遅延当たりのビット量は設計事項であり、増減可能である。複数のデータストリーム(高々N-1個)がそのようなコンフィギュレーションで格納可能であり、例えば、５×５パケット及び２×１パケット長(即ち、全部で２７パケットより成る７ストリーム)がn=0のコンフィギュレーションの場合にレーストラックメイズに格納可能であることを表１は示す。
【００５１】
非線形光ループミラー(図示せず)が、保持されている信号の伝搬を制御可能に止めるのに使用され、特定の記憶メモリからデータが読み取られることを可能にする（代替実施例では、AWGの内部マッピング構成を変えるために電圧Vnが変更され、信号出力ポート２３０からデータが出て行くことを可能にする。）。
【００５２】
多重化された波長が入力ポート＃１に導入される場合に、AWG２１０を用いることは波長分割多重化(WDM)の役割も果たすことを表１は示す。この場合、ラテンルーティング及びそのWDM分離機能に従って、AWGは様々な信号波長を様々な出力ポート２６０にルーティングし、各波長が異なるレーストラックメイズウェーブガイド構成に遭遇し、その波長が指定された量だけ遅延させられる又は記憶されるようにする。制御電圧Vnを変えることで、それに応じて遅延時間又はメモリ構成を変更する。
【００５３】
図２乃至４に示されるような装置を連結すると、設計で面積(リアルエステート)を狭くする条件を満たしつつ、時間遅延を増やすことが許容される。図５は、５，３００で示される８×８装置２つの連結を示す。第１の装置５は上述したようなユニット遅延ウェーブガイド４０で構成される。第２の装置は、各トラックにつき８倍(N倍)更に長い遅延を与えるウェーブガイド３４０で構成される同様な補助装置(save)である。２つの制御電圧Vn,Vqを印加することで、合計7×1+7×8=63ユニット長ウェーブガイドしか用いないコンパクトな領域で、０及び６３τの間で時間遅延のどの整数倍でも選択可能になる。
【００５４】
ラテンルーティング装置の出力プレーンを入力プレーンに接続する何らかの外部ウェーブガイド構成は、「完全に分散した」一群の光学的な時間遅延をもたらす。これが起こるのは、一群の内部のラテンルーティングマッピングに関連する時間遅延が、一群のマッピングの循環に対して単調に増える場合である。或いは、その群に関連する時間遅延は単調に増えるが、(２πモジュロ位相シフトのように)一群の時間遅延の中で１つの不連続性が生じるかもしれない。ラテンルーティング装置は周期的な性質を有するので(例えば、AWGはフリースペクトル(free  spectral)範囲を有する)、その１つの不連続性は重要でなく、装置は完全に分散したままである。
【００５５】
そのように完全に分散した装置は、合成開口レーダ(Synthetic−Aperture  Radar)コンテキストのアプリケーションを見出すことができる。例えば、WDM多重信号が図７に示されるように４×４装置５１０に入力された場合、その波長は、例えば図８に示されるように波長に比例する時間だけそれぞれ遅れて出てくる。図８では、点線、鎖線、実線及び破線は波長の増える４つの波長λ1,  λ2,  λ3及び  λ4の内部マッピング経路を表し、それらは０，τ，２τ及び３τだけそれぞれ遅延させられる。
【００５６】
更に、自由スペクトル範囲(FSR)がN×Δλに等しくなるように設計されたAWGについて(Δλは隣接するWDMチャネル間の波長間隔である)、１FSRより大きな間隔で複数のWDMチャネルを含む信号を送信することは、FSRでのWDMチャネル各々の相対的な位置に従って、そのWDMチャネルをNタイムスロットの１つに分離することを引き起こす。例えば装置６１０は、N=4で１２個のWDMチャネル(３FSR間隔)の場合、図９に示されるようになる。
【００５７】
完全分散装置は図１０に示されるように連結されてもよい。全ての波長について適切な遅延を用意するために、第２の装置のFSR及び通過帯域チャネル幅を因子Nだけ増やすことに加えて、第２装置での波長(及び従って遅延)を因子Nだけ増やす必要がある。これは図１０に示され、連結された４×４AWG７１０，８１０の２つが示され、従ってそれらは１６個の別個の時間遅延を用意できる。第２装置８１０のFSRは、第１装置７１０のFSRの４倍に等しく作成され、第２装置８１０の通過帯域もWDMチャネル間隔の４倍に等しく作成される。カスケード接続された４×４装置２つは、１６×１６装置１つに機能的に等価である。
【００５８】
図７−１０に示される装置５１０，６１０，７１０，８１０は全て受動的性質を有し(即ち、内部マッピングはアクティブに変えられない)、AWGに当然備わっている分散性(デマルチプレクシング特性)を当てにしていることに留意すべきである。
【００５９】
以上、本発明は特定の実施例を参照しながら説明及び例示されてきたが、本発明はここで具体的に示されていない多くの様々な変更例を含むことが当業者に理解されるであろう。従って本発明の真の範囲を決定するには特許請求の範囲が参照されるべきである。
【００６０】
以下、本発明により教示される手段が例示的に列挙される。
【００６１】
（付記１）
光信号に遅延を与える装置であって、
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータであって、ラテンルーティングマッピングマトリクスに従って該ラテンルータの出力ポートに入力ポートがマッピングされるラテンルータと、
(b)  複数の光ウェーブガイドであって、各光ウェーブガイドは信号出力ポートではない出力ポートの１つに入力ポートの１つを接続する複数の光ウェーブガイドと、
を有し、前記複数のウェーブガイドの少なくとも２つは同じ長さであり、当該装置に入り且つ前記出力ポートの何れかに対応付けられる第１信号が或る遅延を受けるような配置で、前記入力ポート及び前記出力ポート間に複数のウェーブガイドが接続され、前記或る遅延は、当該装置に入り且つ前記出力ポートとは異なるものに対応付けられる第２信号が受ける遅延とは異なる、光信号に遅延を与える装置。
【００６２】
（付記２）
前記入力ポート及び前記出力ポート間のマッピングを変えるよう機能する調整手段を更に有する付記１記載の装置。
【００６３】
（付記３）
ただ１つの入力ポートが信号入力ポートである付記１又は２に記載の装置。
【００６４】
（付記４）
前記信号入力ポート以外の全ての入力ポートが、前記ウェーブガイドにより出力ポートに結合される付記３記載の装置。
【００６５】
（付記５）
複数の信号入力ポートが含まれる付記１又は２に記載の装置。
【００６６】
（付記６）
前記ウェーブガイドが、前記信号入力ポートの少なくともいくつかに出力ポートを接続する付記５記載の装置。
【００６７】
（付記７）
前記ウェーブガイドが、光サーキュレータで前記信号入力ポートに接続される付記６記載の装置。
【００６８】
（付記８）
前記ウェーブガイドの少なくとも１つが、非線形光ループミラーに接続される付記５又は６に記載の装置。
【００６９】
（付記９）
前記ラテンルータが、アレイ導波路回折格子、マッハツェンダ干渉計又はマイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)光ルータの１つである付記１乃至８の何れか１項に記載の装置。
【００７０】
（付記１０）
光信号を遅延させる方法であって、
(a)  少なくとも１つの信号入力ポートを含む複数の入力ポートと、少なくとも１つの信号出力ポートを含む複数の出力ポートとを有するラテンルータに、光信号を入力するステップと、
(b)  信号を遅延させるステップと、
(c)  前記ラテンルータから信号を出力するステップと、
を有し、前記信号を遅延させるステップは、
(i)  前記ラテンルータ内で信号を出力ポートにルーティングし、
(ii)  少なくとも２つが等しい長さを有する複数のウェーブガイドの１つに従って前記出力ポートからの信号を前記入力ポートの１つに案内する
ことによって信号を遅延させ、前記複数のウェーブガイドの各々は前記複数の出力ポートの１つに接続され、前記出力ポートを前記入力ポートの１つに結合する、光信号を遅延させる方法。
【００７１】
（付記１１）
前記ラテンルータに関連するチューニング手段を調整し、前記入力ポートから前記出力ポートへの信号のルーティングを変更するステップを更に有する付記１０記載の方法。
【００７２】
（付記１２）
前記ルータ及びウェーブガイド内に光信号を格納するステップを更に有する付記１０又は１１に記載の方法。
【００７３】
（付記１３）
前記入力信号が複数の多重チャネルを含み、当該方法は、前記多重チャネルを分離するステップと、分離されたチャネルを複数の出力ポートにルーティングするステップと、少なくとも２つが同じ長さを有する複数のウェーブガイド各々に従って、前記出力ポート各々にルーティングされた１つ又は複数のチャネルを、前記入力ポートの対応するものに案内するステップと、１つ又は複数のチャネルを前記ラテンルータから出力するステップとを有する付記１０乃至１２の何れか１項に記載の方法。
【００７４】
（付記１４）
前記ラテンルータの前記入力ポートに入る前に，前記多重チャネルが分離される付記１３記載の方法。
【００７５】
（付記１５）
前記分離されたチャネルが、前記ラテンルータの前記入力ポートの異なるものに入力される付記１４記載の方法。
【００７６】
（付記１６）
付記１乃至９の何れか１項に記載の光信号に遅延を与える装置を模擬する方法であって、
(a)  所望遅延を選択するステップと、
(b)  前記ラテンルータに光信号を入力することをシミュレートするステップと、
(c)  前記光信号を遅らせることをシミュレートするステップと、
(d)  ウェーブガイドの異なる配置を与えるように少なくとも１つのウェーブガイド接続を変更し且つ前記ステップ(c)を反復することで、前記光信号が受ける遅延を変更することをシミュレートするステップと、
(e)  所望の遅延を与える接続の配置を特定するようにステップ(d)を反復するステップと、
を有し、前記ステップ(c)では、
(i)  前記ラテンルータ内で光信号を出力ポートにルーティングし、
(ii)  第１配置で並べられた複数のウェーブガイドの１つに従って、前記出力ポートから前記入力ポートの１つに光信号を案内し、
(iii)  光信号が前記信号出力ポートに到着するまで、ステップ(i)及び(ii)を反復し、
(iv)  ステップ(i)乃至(iii)で蓄積された総遅延量を記録する
ことで、光信号を遅らせることをシミュレートする、装置を模擬する方法。
【００７７】
（付記１７）
異なる出力ポートに光信号がルーティングされるように前記ラテンルータの内部マッピングを変更することをシミュレートするステップと、ステップ(c)(i)乃至(iv)を反復するステップとを更に有する付記１６記載の方法。
【００７８】
（付記１８）
ウェーブガイド配置及び内部マッピングの全ての置換がシミュレートされるまで、ステップ(b)乃至(d)を反復するステップを更に有する付記１６又は１７に記載の方法。
【００７９】
（付記１９）
前記入力ポート各々に関連する所望の遅延群を選択するステップと、前記入力ポート各々で信号の入力をシミュレートするステップと、前記入力及び出力ポートの異なるものに複数のウェーブガイドを接続し、所望の遅延群をもたらす接続の配置を特定することをシミュレートするステップとを更に有する付記１６乃至１８の何れか１項に記載の方法。
【００８０】
（付記２０）
選択された前記遅延群が光信号を構成する複数の多重チャネルについての一群の遅延であり、当該方法は、接続の異なる配置の装置を介したチャネルの通過をシミュレートするステップと、所望の遅延群を与える接続の配置を特定するステップとを有する付記１９記載の方法。
【００８１】
（付記２１）
前記ラテンルータがN個の入力ポート及びNこの出力ポートを有し、ｎ番目の出力ポートにルーティングされる信号が(ｎは１及びNの間の整数)、全てのｎについて遅延τのn-1倍の遅延分だけ遅延させられる付記１９記載の方法。
【００８２】
（付記２２）
付記１６乃至２１の何れか1項による方法で特定された配置に従って、付記１乃至９の何れか１項に記載の装置を構成するステップを有する光信号を遅延させる方法。
【００８３】
（付記２３）
付記１６乃至２１の何れか1項による方法で特定された配置で、前記入力ポート及び前記出力ポート間に複数のウェーブガイドが接続される、付記１乃至９の何れか１項に記載の装置。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】AWGを用いる選択可能な時間遅延をもたらす既存の装置例を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による装置例を示す図である。
【図３】図２の装置でのサイクリックラテンルーティング構成を示す図である。
【図４】本発明の一実施例による他の装置例を示す図である。
【図５】図２に示される種類の２つの連結された装置を示す図である。
【図６】本発明の一実施例によるシミュレーション例を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例による完全な分散をもたらす装置例を示す図である。
【図８】４つのWDMチャネルを遅延させるのに使用される、本発明の一実施例による別の装置例を示す図である
【図９】図８の例を用いて１２個のWDMチャネルを遅らせる様子を示す図である。
【図１０】本発明の一実施例による２つの連結された装置を用いて１２個のWDMチャネルを遅らせる様子を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
１０  アクティブAWG
２０  入力ポート
２５  信号入力ポート
３０  出力ポート
３５  信号出力ポート
４０  ウェーブガイド
１１０  チューナブルAWG
１２０  信号入力ポート
１３０  信号出力ポート
１４０  ウェーブガイド
１５０  AWG入力ポート
１６０  AWG出力ポート
２１０  AWGルータ
２２０  入力ポート
２３０  信号出力ポート
２４０  ウェーブガイド
２５０  光サーキュレータ
２６０  出力ポート
【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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