(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力波長多重信号を複数の信号光に分離する波長多重分離回路を含む波長分割多重伝送システムであって、前記入力波長多重信号を互いに偏波が直交した２つの光路に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、波長に依存して偏波方向を回転させる第１の旋光板と、前記第１の旋光板を通過した各信号光を偏波分離する第２の偏光ビームスプリッタと、この偏波分離された信号光に所定の偏波回転を加えて隣り合う信号光間の偏波方向を直交状態とする第２の旋光板と、前記第２の旋光板で偏波方向が直交状態とされた信号光を偏波分離する第３の偏光ビームスプリッタとを前記波長多重分離回路に有することを特徴とする波長分割多重伝送システム。
【請求項２】
前記第１の旋光板は、隣接する信号光の回転角度の差が４５度となるような所定の厚さの旋光板を少なくとも含み、
前記第２の旋光板は、隣接する信号光の回転角度の差が９０度となるような所定の厚さの旋光板を含むことを特徴とする請求項１記載の波長分割多重伝送システム。
【請求項３】
前記波長多重分離回路は、前記入力波長多重信号をＮチャンネル（Ｎは４の倍数）毎に分離するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の波長分割多重伝送システム。
【請求項４】
入力波長多重信号を複数の信号光に分離する波長多重分離回路であって、前記入力波長多重信号を互いに偏波が直交した２つの光路に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、波長に依存して偏波方向を回転させる第１の旋光板と、前記第１の旋光板を通過した各信号光を偏波分離する第２の偏光ビームスプリッタと、この偏波分離された信号光に所定の偏波回転を加えて隣り合う信号光間の偏波方向を直交状態とする第２の旋光板と、前記第２の旋光板で偏波方向が直交状態とされた信号光を偏波分離する第３の偏光ビームスプリッタとを有することを特徴とする波長多重分離回路。
【請求項５】
前記第１の旋光板は、隣接する信号光の回転角度の差が４５度となるような所定の厚さの旋光板を少なくとも含み、
前記第２の旋光板は、隣接する信号光の回転角度の差が９０度となるような所定の厚さの旋光板を含むことを特徴とする請求項４記載の波長多重分離回路。
【請求項６】
前記入力波長多重信号をＮチャンネル（Ｎは４の倍数）毎に分離するようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５記載の波長多重分離回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長分割多重伝送システム及びそれに用いる波長多重分離回路に関し、特に入力波長多重信号を１チャンネル毎に分離する波長多重分離回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、入力波長多重信号を１チャンネル毎に分離するインタリーバとしては、図４に示すように、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）６１，６２と、全反射素子７１〜７３と、複屈折板８１とからなる構成がある。
【０００３】
この構成では複屈折板８１を波長依存の波長板として用いることによって、偏波方向において所定波長帯では９０度回転、別の波長帯では１８０度回転、…というように偏光方向を変化させ、最後に強度保存のために偏光ビームスプリッタ６２で偏波分離・合成を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインタリーバでは、複屈折板の回転角度が９０度の倍数に限られてしまうため、一度に３チャンネル以上に分離することができないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は上記の問題点を解消し、一度に３チャンネル以上に分離することができる波長分割多重伝送システム及びそれに用いる波長多重分離回路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による波長分割多重伝送システムは、入力波長多重信号を複数の信号光に分離する波長多重分離回路を含む波長分割多重伝送システムであって、前記入力波長多重信号を互いに偏波が直交した２つの光路に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、波長に依存して偏波方向を回転させる第１の旋光板と、前記第１の旋光板を通過した各信号光を偏波分離する第２の偏光ビームスプリッタと、この偏波分離された信号光に所定の偏波回転を加えて隣り合う信号光間の偏波方向を直交状態とする第２の旋光板と、前記第２の旋光板で偏波方向が直交状態とされた信号光を偏波分離する第３の偏光ビームスプリッタとを前記波長多重分離回路に備えている。
【０００７】
本発明による波長多重分離回路は、入力波長多重信号を複数の信号光に分離する波長多重分離回路であって、前記入力波長多重信号を互いに偏波が直交した２つの光路に分離する第１の偏光ビームスプリッタと、波長に依存して偏波方向を回転させる第１の旋光板と、前記第１の旋光板を通過した各信号光を偏波分離する第２の偏光ビームスプリッタと、この偏波分離された信号光に所定の偏波回転を加えて隣り合う信号光間の偏波方向を直交状態とする第２の旋光板と、前記第２の旋光板で偏波方向が直交状態とされた信号光を偏波分離する第３の偏光ビームスプリッタとを備えている。
【０００８】
すなわち、本発明の波長多重分離回路は、入力波長多重信号をＮチャンネル（Ｎ＝４，８，１２，…）毎に分離するものである。現在の技術では、複屈折板を波長板として用いたインタリーバによって、入力波長多重信号を１チャンネル毎に「偶数チャンネル」と「奇数チャンネル」との２つに分離することが可能である。
【０００９】
これに対し、本発明の波長多重分離回路では、例えばＮ＝４の場合、「４で割り切れるチャンネル」、「４で割って１余るチャンネル」、「４で割って２余るチャンネル」、「４で割って３余るチャンネル」の４つに分けることが可能である。
【００１０】
より具体的に説明すると、本発明の波長多重分離回路は、入力波長多重信号をまず偏光ビームスプリッタによって互いに偏波が直交した２つの光路に分離し、その後に旋光板で波長に依存して偏波方向を回転させ、旋光板を通過した各信号光を偏光ビームスプリッタによって偏波分離し、その後、さらに所定の偏波回転を加えることによって、チャンネル間の偏波方向が直交状態となる。最後に、偏光ビームスプリッタによって偏波分離することで、４つおきの信号を得ることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例による波長多重分離回路の構成を示す図である。図１において、本発明の一実施例による波長多重分離回路は偏波分離を行う偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１１〜１４，１６と、隣り合う信号の回転角度の差がそれぞれ４５度、９０度であるような旋光板３１〜３３と、偏波結合を担う偏光ビームスプリッタ１５，１７と、全反射素子２１〜２９とから構成されている。以降、隣接する信号の回転角度の差が４５度、９０度となるような所定の厚さの旋光板を４５度旋光板３１，３３、９０度旋光板３２と呼ぶことにする。
【００１２】
ここで、偏波回転を担う旋光板３１〜３３の厚さＬ［ｍｍ］は、隣接信号間隔をΔλ［ｎｍ］、波長λ［ｎｍ］に対する材質の旋光分散をＤλ［ｒａｄ／ｍｍ／ｎｍ］とすると、４５度旋光板３１，３３の場合には、
Ｌ＝４５／（Ｄλ＊Δλ）
で表される。これらの旋光板３１〜３３の材料としては水晶板や硫化水銀等を用いることができる。
【００１３】
本実施例による波長多重分離回路に入射した光は偏光ビームスプリッタ１１によって光路Ａと光路Ｂとの２つの光路に分けられる。まず、光路Ａについて考える。分波後、同方向に進む信号を一まとまりで表すため、チャンネル＃１，＃５，＃９，＃１３，…をチャンネルＩ、チャンネル＃２，＃６，＃１０，＃１４，…をチャンネルII、チャンネル＃３，＃７，＃１１，＃１５，…をチャンネルIII 、チャンネル＃４，＃８，＃１２，＃１６，…をチャンネルIVとして表すことにする。
【００１４】
図１内の点ａでの信号の電場振動方向は波長全域で紙面上向きの方向を向いている。これは偏光ビームスプリッタ１１によって信号光が偏光分離されるからである。
【００１５】
ａ点の直後には４５度旋光板３１が置いてあり、波長によって異なる角度だけ偏波方向が回転する。４５度旋光板３１を通過した後のチャンネルＩとチャンネルIIとの電場の振動方向の角度は４５度、チャンネルIIとチャンネルIII との電場の振動方向の角度は４５度、チャンネルIII とチャンネルIVとの電場の振動方向の角度も４５度開いている。
【００１６】
これらの信号を偏光ビームスプリッタ１２によって偏光分離する。この際、チャンネルI とチャンネルIII とが完全に分離されるように、偏光ビームスプリッタ１２の光学軸を合わせる。
【００１７】
偏光ビームスプリッタ１２で分離した信号の偏光方向を、９０度旋光板３２を用いてさらに回転させる。今回の回転角度は隣接信号の角度が９０度になるように決定してあるので、９０度旋光板３２への入射前にチャンネルＩ〜IVの偏光方向が同じであれば、９０度旋光板３２を通過した後にチャンネルＩ，III とチャンネルII，IVとは直行した状態になる。
【００１８】
その後、偏光ビームスプリッタ１４，１５を通過することによって、チャンネルＩ，III を取り出すことができる。ここで、光路Ｂを通った光も同様の偏波回転を経て偏光ビームスプリッタ１４，１５に入射すると、チャンネルＩ，III の信号は光路Ａを通ったものと合成することができる。
【００１９】
最後に、チャンネルIIとチャンネルIVとを分離する際も、上記と同様にして、４５度旋光板３１，３３を用いると、チャンネルIIとチャンネルIVとは９０度の差が生じるので、偏光ビームスプリッタ１３〜１７によって偏波分離、合成することによってチャンネルIIとチャンネルIVとを分離することができる。
【００２０】
上記のような方法を用いることによって、図２に示すように、波長多重された信号（入力信号：Σλj ）を４チャンネル毎に４つ（出力信号＃１：Σλ4j，出力信号＃２：Σλ4j+1，出力信号＃３：Σλ4j+2，出力信号＃４：Σλ4j+3）に分けることができる。また、光の可逆性から４つの信号の合波器としても用いることができる。
【００２１】
波長分割多重伝送システムでは信号が光ファイバ内を伝播するにしたがって、当初の偏光状態が崩れてしまうので、光路Ａ，Ｂどちらか片側のみで得られる信号強度が時間によって変化してしまう。これを補うために最初の偏光ビームスプリッタ１１で分離した光を最後の偏光ビームスプリッタ１５，１７で偏波合成することによって、偏光方向に依存する強度の変化をなくすことができる。
【００２２】
本発明における特徴は旋光板を用いて異なる信号毎に偏光方向を変化させることであるが、この方法を応用することによって、Ｎ＝４に限らず、４の倍数の８，１６，…チャンネル毎に分離することも可能である。
【００２３】
８チャンネル毎に分離する時には、最初の旋光板を隣接信号の回転角度の差が２２．５度になるように設定し、その後、偏光ビームスプリッタ、４５度旋光板、９０度旋光板を順次用いることによって徐々に隣接チャンネルの回転角度の差を大きくしていき、９０度差が生じた時点で、偏光ビームスプリッタによって分離する。
【００２４】
図３は本発明の他の実施例による８チャンネル毎に分離する波長多重分離回路の一部を示す図である。図３において、本発明の他の実施例による波長多重分離回路は偏光ビームスプリッタ５１〜５４と、２２．５度旋光板４１と、４５度旋光板４２と、９０度旋光板４３とから構成されている。
【００２５】
図３においては、チャンネル＃１を分離する過程を示したものであり、既に説明した４チャンネル毎の分離回路の過程と同様に、最後に偏波合成することによって、入射強度を損なうことなく、チャンネル＃１（出力信号＃１：Σλ8j）を取り出すことができる。残りのチャンネル（出力信号＃２：Σλ8j+1〜出力信号＃８：Σλ8j+7）についても、上記のチャンネル＃１と同様に、分離することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、入力波長多重信号を複数の信号光に分離する波長多重分離回路において、第１の偏光ビームスプリッタで入力波長多重信号を互いに偏波が直交した２つの光路に分離し、第１の旋光板で波長に依存して偏波方向を回転させ、この第１の旋光板を通過した各信号光を第２の偏光ビームスプリッタで偏波分離し、第２の旋光板でその偏波分離された信号光に所定の偏波回転を加えて隣り合う信号光間の偏波方向を直交状態とし、この信号光を第３の偏光ビームスプリッタで偏波分離することによって、一度に３チャンネル以上に分離することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による波長多重分離回路の構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施例及び従来における入力信号と各出力信号とを示すタイミングチャートである。
【図３】本発明の他の実施例による８チャンネル毎に分離する波長多重分離回路の一部を示す図である。
【図４】従来の複屈折タイプのインタリーバの構成を示す図である。
【符号の説明】
１１〜１７，５１〜５４  偏光ビームスプリッタ
２１〜２９  全反射素子
３１，３３，４２  ４５度旋光板
３２，４３  ９０度旋光板
４１  ２２．５度旋光板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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