(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数波長の信号光を伝送する光伝送路の途中に挿入される光分岐挿入装置であって、
前記複数波長の信号光のうちの任意に選択される波長の信号光を透過させ他の波長の信号光を反射させる光反射器と、
前記光伝送路の途中において上流側に接続される第１のポートと、前記光伝送路の途中において下流側に接続される第２のポートと、前記光反射器に光学的に接続されている第３のポートとを有し、前記第１のポートに入力される信号光を前記第３のポートから前記光反射器へ出力し、前記光反射器から前記第３のポートに入力される信号光を前記第２のポートから出力する方向性結合器と、
を具備し、
前記光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の周期が徐々に変化するファイバグレーティングによって構成されており、前記所定範囲に含まれる複数の反射領域それぞれにおける反射波長が異なり、前記複数の反射領域のうちいずれかの反射領域における屈折率分布を変化させて該反射領域の元々の反射波長を透過波長とする制御機構を有する、
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項２】
複数波長の信号光を伝送する光伝送路の途中に挿入される光分岐挿入装置であって、
前記複数波長の信号光のうちの任意に選択される波長の信号光を透過させ他の波長の信号光を反射させる光反射器と、
前記光伝送路の途中において上流側に接続される第１のポートと、前記光伝送路の途中において下流側に接続される第２のポートと、前記光反射器に光学的に接続されている第３のポートとを有し、前記第１のポートに入力される信号光を前記第３のポートから前記光反射器へ出力し、前記光反射器から前記第３のポートに入力される信号光を前記第２のポートから出力する方向性結合器と、
を具備し、
前記光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の平均屈折率が徐々に変化するファイバグレーティングによって構成されており、前記所定範囲に含まれる複数の反射領域それぞれにおける反射波長が異なり、前記複数の反射領域のうちいずれかの反射領域における屈折率分布を変化させて該反射領域の元々の反射波長を透過波長とする制御機構を有する、
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項３】
複数波長の信号光を伝送する光伝送路の途中に挿入される光分岐挿入装置であって、
前記複数波長の信号光のうちの任意に選択される波長の信号光を透過させ他の波長の信号光を反射させる光反射器と、
前記光伝送路の途中において上流側に接続される第１のポートと、前記光伝送路の途中において下流側に接続される第２のポートと、前記光反射器に光学的に接続されている第３のポートとを有し、前記第１のポートに入力される信号光を前記第３のポートから前記光反射器へ出力し、前記光反射器から前記第３のポートに入力される信号光を前記第２のポートから出力する方向性結合器と、
を具備し、
前記光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の平均屈折率が段階的に変化するファイバグレーティングによって構成されており、前記所定範囲に含まれる複数の反射領域それぞれにおける反射波長が異なり、前記複数の反射領域のうちいずれかの反射領域における屈折率分布を変化させて該反射領域の元々の反射波長を透過波長とする制御機構を有する、
ことを特徴とする光分岐挿入装置。
【請求項４】
前記制御機構は、熱，歪み，光のいずれかを前記複数の反射領域のうちいずれかの反射領域に対して付与する手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光分岐挿入装置。
【請求項５】
前記制御機構は、熱，歪み，光のいずれかを前記複数の反射領域それぞれに対して個別に付与する手段を有することを特徴とする請求項４に記載の光分岐挿入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の信号光波長から任意の波長成分を分岐（Drop）したり、信号光に任意の波長成分を挿入（Add）するための光分岐挿入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重（ＷＤＭ）光通信の分野において、信号光から任意の波長成分を分岐したり、信号光に任意の波長成分を挿入する光分岐挿入装置（Add-Drop Multiplexer）が注目されており、文献「“ファイバグレーティングを用いた光ＡＤＭ実験とその制限要因”、1996年電子情報通信学会総合大会、SB-11-7，p747-748」に開示されたものが知られている。
【０００３】
この文献に開示された光分岐挿入装置ＡＤＭは、図１７に示すように、通信網の光ファイバ本線ＭＦ中に直列に設けられる、２個の光サーキュレータＯＣ1，ＯＣ2と透過形の光ファイバグレーティングＦＧで構成されている。光ファイバグレーティングＦＧは、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光のうち、特定の波長成分λiのみを反射させ、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを透過させる分波特性を有している。
【０００４】
波長成分λ1〜λnを含む信号光が光ファイバ本線ＭＦの上流側から入射すると、光サーキュレータＯＣ1のポートＰ1からポートＰ2へ伝播し、光ファイバグレーティングＦＧで波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを透過して、光サーキュレータＯＣ2のポートＰ4ないしポートＰ5を通して光ファイバ本線ＭＦの下流側へ出射する。更に、光ファイバグレーティングＦＧで波長成分λiを反射して分岐ポートＰ3へ分岐（Drop）する。
【０００５】
一方、λiと同波長の波長成分λIを光サーキュレータＯＣ2の挿入ポートＰ6に挿入（Add）すると、この波長成分λIをポートＰ4へ伝播し、光ファイバグレーティングＦＧで反射してポートＰ4ないしポートＰ5へ伝播することにより、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含めた信号光にして光ファイバ本線ＭＦの下流側へ出射する。
【０００６】
このように、従来の光分岐挿入装置ＡＤＭは、２個の光サーキュレータＯＣ1，ＯＣ2及び透過形の光ファイバグレーティングＦＧを光ファイバ本線ＭＦ中に直列接続することで、任意の波長成分の分岐（Drop）及び挿入（Add）を実現している。なお、特開平９−２７５３７４号公報、特表平９−５０７３１３号公報、特開平６−２５２８９０号公報、国際公開第９７／３４３７９号パンフレット、国際公開第９７／０８５７４号パンフレット、特表平１１−５１１５６８号公報、国際公開第９７／２８４７５号パンフレット、特表平１１−５０３５３７号公報、特開平６−１６０６５５号公報には従来の光分岐挿入装置に関連する技術が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の光分岐挿入装置は、光ファイバ本線ＭＦに透過形の光ファイバグレーティングＦＧを直列接続する構成となっているため、分岐及び挿入するための分波特性の変更や追加を行う場合には、光ファイバ本線ＭＦを物理的に切断し、別個の光分岐挿入装置を敷設する必要がある。このように通信網を断線状態にしなければならないため、分波特性の変更や追加を容易に行うことができず、また、大容量の波長多重光通信網を構築する上で、拡張性などに大きな制限があった。更に、分波特性の変更や追加を行うためには、高価且つ複雑な構造の光サーキュレータ等を多数個敷設する必要がある。
【０００８】
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、優れた拡張性と簡便性及び低コスト性を有する光分岐挿入装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の光分岐挿入装置は、複数波長の信号光を伝送する光伝送路の途中に挿入される光分岐挿入装置であって、光反射器と方向性結合器とを備えて構成され、光反射器として、複数波長の信号光のうちの任意に選択される波長の信号光を透過させ他の波長の信号光を反射させる光反射器を備え、方向性結合器として、光伝送路の途中において上流側に接続される第１のポートと、光伝送路の途中において下流側に接続される第２のポートと、光反射器に光学的に接続されている第３のポートとを有し、第１のポートに入力される信号光を第３のポートから光反射器へ出力し、光反射器から第３のポートに入力される信号光を第２のポートから出力する方向性結合器とを備えて構成した。
そして、光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の周期が徐々に変化するファイバグレーティングによって構成されていることを特徴とする。或いは、光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の平均屈折率が徐々に変化するファイバグレーティングによって構成されていることを特徴とする。或いは、光反射器は、光ファイバの長手方向に沿った所定範囲において屈折率分布の平均屈折率が段階的に変化するファイバグレーティングによって構成されていることを特徴とする。
さらに、光反射器は、上記所定範囲に含まれる複数の反射領域それぞれにおける反射波長が異なり、複数の反射領域のうちいずれかの反射領域における屈折率分布を変化させて該反射領域の元々の反射波長を透過波長とする制御機構を有することを特徴とする。
【００１０】
制御機構は、熱，歪み，光のいずれかを複数の反射領域のうちいずれかの反射領域に対して付与する手段であるのが好適であり、また、熱，歪み，光のいずれかを複数の反射領域それぞれに対して個別に付与する手段を有するのも好適である。
【００１４】
【作用】
本発明の光分岐挿入装置は、方向性結合器の第１のポートと第２のポートに光伝送路が光学的に接続され、第３のポートに光反射器が光学的に接続される構成を有する。よって、光反射器は、光伝送路中に直列接続されず、方向性結合器を介して光伝送路に接続される。この構成によると、光伝送路の上流側から第１のポートに入力した信号光が方向性結合器の第３のポートを通して光反射器に入力し、光反射器が、この入力した信号光のうち、選択された波長の信号光を透過し、他の波長の信号光を反射して第３のポートを通じて方向性結合器へ戻す。方向性結合器で、この反射されてきた信号光を第２のポートより光伝送路の下流側へ出射する。
【００１５】
このように、本発明の光分岐挿入装置は、光反射器を光伝送路中に直列接続するという構成を採ることなく、光伝送路中の信号光波長を任意に選択することができる構成となっているため、光伝送路を断線状態にすることなく所望の信号光波長を分岐又は挿入することができ、優れた拡張性と簡便性及び低コスト性を発揮する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図１６を参照して説明する。尚、これらの図において、同一又は相当する構成要素を同一符号で示している。
【００１７】
（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の光分岐挿入装置を図１〜図３に基づいて説明する。図１において、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光を伝播するための光伝送路（以下、光ファイバ本線という）ＭＦ等に光学的に接続される方向性結合器２と、特定の波長成分λiを透過し且つ残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射する分波特性を有した光ファイバグレーティング等から成る、双方向性の光反射器ＦＧを備えている。
【００１８】
方向性結合器２の第１のポート（入射用のポート）Ｐinに設けられた光コネクタＣinと、第２のポート（出射用のポート）Ｐoutに設けられた光コネクタＣoutに光ファイバ本線ＭＦ等が接続され、第３のポート（中間のポート）Ｐaに設けられた光コネクタＣaに光反射器ＦＧが接続され、光反射器ＦＧの他端のポートＰbに設けられた光コネクタＣbに、受信機や送信機などが接続される構成となっている。
【００１９】
方向性結合器２は、ポートＰinに入射する信号光をポートＰaへ伝播し、ポートＰaに入射する信号光をポートＰoutへ伝播する多段のポートを有する構成となっている。例えば、方向性結合器２は、図２に示すような、信号光をポートＰinからＰa、Ｐoutの順に非相反的に導波する光サーキュレータ４や、図３に示すような光ファイバカプラ６などが用いられている。
【００２０】
かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭにおいて、複数チャンネル分の波長成分λ1〜λnを含む信号光が方向性結合器２のポートＰinに入射すると、ポートＰinからポートＰaを介して光反射器ＦＧへ伝播する。光反射器ＦＧで波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射し、これをポートＰout及び光コネクタＣoutを通して光ファイバ本線ＭＦへ出射する。更に、光反射器ＦＧで波長成分λiを透過してポートＰbへ分岐（Drop）する。
【００２１】
一方、λiと同波長の波長成分λIを、光コネクタＣbを介してポートＰbに挿入（Add）すると、光反射器ＦＧでこれを透過し、ポートＰaを通してポートＰoutへ伝播することにより、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含んだ信号光にして出射する。
【００２２】
このように、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光から、所望の波長成分を分岐したり挿入することが可能である。更に、光コネクタＣa，Ｃb間に着脱自在に設けられた光反射器ＦＧを、他の分波特性を有する光反射器に代えるだけで、分岐又は挿入しようとする波長成分の変更や追加を容易に行うことができる。特に、光反射器ＦＧが光ファイバ本線ＭＦ等に直列に接続されない構成となっているため、光ファイバ本線ＭＦ等を物理的に切断してなくとも、上記の波長成分の変更や追加を行うことができることから、極めて優れた拡張性を有している。更に、簡素な構成であるため、製造コストの大幅な低減などが可能となっている。
【００２３】
尚、光反射器ＦＧは、光ファイバグレーティングに限らず、各種の光導波路に形成したグレーティングや、誘電体多層膜光フィルタ等を適用してもよい。
【００２４】
また、方向性結合器２と光反射器ＦＧの間で信号光を導波するために、光ファイバや平面光導波路等の各種の光導波路を用いることが可能である。
【００２５】
また、特定の波長成分λiを透過させる分波特性を有する光反射器ＦＧの代わりに、前記の信号光の波長成分を全て反射する特性を有する光反射器を設けることにより、入射ポートＰinに入射する信号光をそのまま出射ポートＰoutへ出射することができる。
【００２６】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態の光分岐挿入装置を図４〜図７に基づいて説明する。図４において第１の実施の形態との相違点を述べると、熱や光または機械的応力を光反射器ＦＧに付与することにより、その分波特性を外部から可変制御する制御機構ＣＮＴが設けられている。
【００２７】
光反射器ＦＧには光ファイバグレーティングが用いられている。光ファイバグレーティングは、制御機構ＣＮＴによる制御が行われない静的状態では、波長成分λ1〜λnの全てを反射し、制御機構ＣＮＴにより制御されると、波長成分λ1〜λnのうちの特定波長成分λiを透過させ且つ残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射させるように分波特性を変化させる構造となっている。
【００２８】
図５〜図７は、このような光ファイバグレーティングの構造例とその分波特性を示している。
【００２９】
図５（ａ）に示す光ファイバグレーティングは、光ファイバのコア中において、その長手方向（光導波路の軸方向）に沿って屈折率分布の周期が徐々に変化した構造のチャープグレーティングであり、同図（ｂ）に示すように、静的状態では波長成分λ1〜λnの全てを反射する分波特性を有している。
【００３０】
図６（ａ）に示す光ファイバグレーティングは、長手方向の屈折率分布の周期は一定であるが、その屈折率が徐々に変化した構造のチャープグレーティングであり、同図（ｂ）に示すように、静的状態では波長成分λ1〜λnの全てを反射する分波特性を有している。
【００３１】
図７（ａ）に示す光ファイバグレーティングは、屈折率分布の周期は一定であるが、夫々の屈折率が段階的に変化した複数のグレーティングをカスケードにアレイした構造のチャープグレーティングであり、同図（ｂ）に示すように、静的状態では波長成分λ1〜λnの全てを反射する分波特性を有している。
【００３２】
図４において、光反射器ＦＧを熱的に制御する制御機構ＣＮＴにあっては、前記のチャープグレーティングの長手方向に沿って配列された複数個の微細なサーマルヘッドやペルチェ素子などの発熱体を備えた熱源部８と、発熱体毎に電力を供給する駆動部１０を備えている。マイクロコンピュータシステムから駆動部１０へ各発熱体の電力量を指定するための制御信号ＳDを供給すると、指定された発熱体の発熱（又は冷却）でチャープグレーティングを部分的に伸縮及び屈折率を変化させて、屈折率分布を部分的に変化させる。このように部分的に屈折率分布を変化させると、波長成分λ1〜λnを全反射する特性を有していたチャープグレーティングが、制御信号ＳDで指定された波長成分λiのみ透過して、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射する分波特性に変化する。
【００３３】
図６（ａ）（ｂ）に示したチャープグレーティングでは、同図（ｃ）に示すように、加熱された部位及びその部位の屈折率の変化に応じて、同図（ｄ）に示すように、特定波長を透過する分波特性を発揮する。
【００３４】
また、図７（ａ）（ｂ）に示したチャープグレーティングでは、同図（ｃ）に示すように、加熱された部位及びその部位の屈折率の変化に応じて、同図（ｄ）に示すように、特定波長を透過する分波特性を発揮する。
【００３５】
光反射器ＦＧに機械的応力を付与する制御機構ＣＮＴにあっては、前記熱源部８に代えて、チャープグレーティングの各部位を機械的に伸縮させるピエゾ素子やアクチュエータが用いられる。そして、ピエゾ素子やアクチュエータにより光ファイバグレーティングの各部位を機械的に伸縮させ、この伸縮により光ファイバグレーティングの各部位の屈折率を変化させて、特定の波長成分を透過させるようにする。
【００３６】
また、光反射器ＦＧに光を照射する制御機構ＣＮＴにあっては、チャープグレーティングの各部位にレーザ光などを照射する光源を備え、レーザ光で熱膨張あるいは収縮する部位の屈折率を変化させて、特定の性波長成分を透過させるようにする。
【００３７】
尚、これらの制御機構ＣＮＴにより、チャープグレーティングの複数の部位を制御することにより、複数の波長成分を透過させることも可能である。
【００３８】
次に、かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭの動作を説明する。制御機構ＣＮＴによる制御を行わない場合には、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光が方向性結合器２のポートＰinに入射すると、これをポートＰaから光反射器ＦＧへ伝播し、光反射器ＦＧで波長成分λ1〜λnを全て反射してポートＰaからＰoutへ出射する。
【００３９】
一方、制御機構ＣＮＴにより光反射器ＦＧを制御すると、チャープグレーティングは、制御信号ＳDで指定された波長成分λiを透過する分波特性を生じる。これにより、光反射器ＦＧは、方向性結合器２のポートＰaより入射する波長成分λ1〜λnのうち、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射して、ポートＰaからＰoutへ出射させる。更に、光反射器ＦＧで波長成分λiを透過し、ポートＰbへ分岐（Drop）する。
【００４０】
更に、制御機構ＣＮＴにより光反射器ＦＧを制御した状態のままで、λiと同波長の波長成分λIを光コネクタＣbを介してポートＰbに挿入（Add）すると、光反射器ＦＧでこれを透過してポートＰoutへ伝播することにより、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含んだ信号光にして出射する。
【００４１】
このように、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、制御機構ＣＮＴにより光反射器ＦＧの分波特性を可変制御することができるため、光反射器ＦＧの取り替えなどを必要とせずに、容易に所望の波長成分を分岐又は挿入することができる。特に、制御機構ＣＮＴに所望の透過波長を指示するだけで、光反射器ＦＧの分波特性を変化させることができるため、遠隔システムや自動制御システムなどの機能を備えた通信網を構築することができる等、極めて優れた拡張性を有している。
【００４２】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態の光分岐挿入装置を図８〜図１２に基づいて説明する。
【００４３】
図８において、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、図２の光分岐挿入装置と同様に、光ファイバ本線ＭＦ等に光学的に接続される光サーキュレータ４と、光反射器ＦＧを有している。更に、他の方向性結合器１２が、ポートＰcを介して光反射器ＦＧに光学的に接続されている。
【００４４】
方向性結合器１２は、挿入（Add）用ポートＰdに入射する信号光をポートＰcへ、ポートＰcに入射する信号光をポートＰeへ伝播する構成を有し、夫々のポートＰd，Ｐeには、受信機や送信機等を接続するための光コネクタＣd，Ｃeが設けられている。
【００４５】
方向性結合器１２は、図９に示すような、挿入ポート用Ｐdに入射する信号光をＰc、Ｐeの順に非相反的に導波する光サーキュレータ１４や、図１０に示すような光ファイバカプラ１６などが用いられている。
【００４６】
かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭにおいて、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光が、光サーキュレータ４のポートＰinに入射すると、これをポートＰaを通して光反射器ＦＧへ伝播する。特定の波長成分を透過する分波特性を有する光反射器ＦＧでは、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射し、これをポートＰaを通してポートＰoutへ出射する。更に、光反射器ＦＧでは、波長成分λiを透過して方向性結合器１２へ伝播し、分岐ポートＰeへ分岐（Drop）させる。
【００４７】
また、λiと同波長の波長成分λIを光コネクタＣdを介して挿入用ポートＰdに挿入（Add）すると、方向性結合器１２がポートＰcを介して光反射器ＦＧへ伝播し、光反射器ＦＧでこの波長成分λIを透過する。更に、光サーキュレータ４がポートＰaを通してポートＰoutへ伝播することにより、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含んだ信号光にして出射する。
【００４８】
このように、この実施の形態によれば、簡素な構造で所望の波長成分を分岐するための分岐用ポートＰdと、所望の波長成分を挿入するための挿入用ポートＰeを備えた光分岐挿入装置を提供することができる。また、コネクタＣa，Ｃb間に着脱自在の接続される光反射器ＦＧを、他の分波特性を有する光反射器に取り替えるだけで、所望の波長成分を分岐又は挿入することができる。また、図４に示した制御機構ＣＮＴと光反射器ＦＧを適用することでができる。
【００４９】
図１１は、より簡素な構造を実現した光分岐挿入装置の変形例を示している。この光分岐挿入装置ＡＤＭは、光ファイバカプラ１８を備え、そのポートＰaと分岐用ポートＰe間に光ファイバグレーティング等の光反射器ＦＧが光学的に接続された構造となっている。更に、ポートＰdが挿入用ポートであり、ポートＰinとＰoutに通信網の光ファイバ本線ＦＬ等が接続される。
【００５０】
かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭは、ポートＰinに入射する複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光を、光ファイバカプラ１８の結合部を通して光反射器ＦＧへ伝播し、光反射器ＦＧで特定の波長成分λiを透過して分岐用ポートＰeへ分岐（Drop）する。更に、光反射器ＦＧで残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射し、再び光カプラ１８を通してポートＰoutへ出射する。
【００５１】
一方、λiと同波長の波長成分λIを、光コネクタＣdを介して挿入用ポートＰdに挿入（Add）すると、光ファイバカプラ１８を通してポートＰoutへ伝播することにより、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含んだ信号光にして出射する。
【００５２】
このように、この変形例によれば、極めて簡素な構造で、所望の波長成分の分岐又は挿入が可能な光分岐挿入装置を提供することができる。
【００５３】
図１２は、更に他の変形例を示している。この光分岐挿入装置ＡＤＭは、光ファイバカプラ２０を備え、その中間ポートＰaと分岐用ポートＰe間に、光ファイバグレーティング等の光反射器ＦＧが光学的に接続され、他の中間ポートＰa'と挿入用ポートＰd間に、光反射器ＦＧと同じ分波特性を有する光反射器ＦＧ’が光学的に接続された構成を有している。更に、光ファイバカプラ２０の光結合部から光反射器ＦＧまでの光路長Ｌ1と、光ファイバカプラ２０の光結合部から光反射器ＦＧ’までの光路長Ｌ2との比Ｌ1／Ｌ2が整数倍に設定されている。
【００５４】
かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭは、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光がポートＰinに入射すると、光ファイバカプラ２０を通して光反射器ＦＧ，ＦＧ’へ伝播する。
【００５５】
ここで、光ファイバカプラ２０は、対角側に位置するポートＰin，Ｐaの相互間、又はポートＰout，Ｐbの相互間を伝播する光の位相をπ／２変化させ、対角側に位置していないポートＰin，Ｐbの相互間、又はポートＰout，Ｐaの相互間を伝播する光の位相は変化させないという特性を有している。このため、光反射器ＦＧへ伝播する波長成分λ1〜λnの位相はπ／２変化し、光反射器ＦＧ’へ伝播する波長成分λ1〜λnの位相は変化しない。
【００５６】
光反射器ＦＧは、このようにして光ファイバカプラ２０から伝播してくる波長成分λ1〜λnのうち、波長成分λiを透過して分岐用ポートＰeへ分岐（Drop）する。更に、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射して再び光ファイバカプラ２０を介してポートＰoutへ出射する。光反射器ＦＧ’も同様に、光ファイバカプラ２０から伝播してくる波長成分λiを透過し、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射して再び光ファイバカプラ２０を介してポートＰoutへ出射する。
【００５７】
但し、光反射器ＦＧで反射されてポートＰoutへ伝播する波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnの位相は、前記のように既にπ／２変化しているが、再び光ファイバカプラ２０を通る際には更に変化しない。一方、光反射器ＦＧで反射されてポートＰin側へ伝播する波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnの位相は、前記のように既にπ／２変化しており、再び光ファイバカプラ２０を通る際に更にπ／２変化するため、合計でπの位相変化を生じることとなる。また、光反射器ＦＧ’で反射されてポートＰoutへ伝播する波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnの位相は、再び光ファイバカプラ２０を通る際に初めてπ／２変化する。一方、光反射器ＦＧ’で反射されてポートＰin側へ伝播する波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnの位相は変化しない。更に、光路長Ｌ1とＬ2の比Ｌ1／Ｌ2が整数倍に設定されている。
【００５８】
したがって、光反射器ＦＧ，ＦＧ’で反射されてポートＰinへ伝播する２つの波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnは互いに逆位相となるため、相殺されて消滅し、実質的にポートＰinには戻らない。また、光反射器ＦＧ，ＦＧ’で反射されてポートＰoutへ伝播する２つの波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnは互いに同位相となるため、互いに合波されて出射する。
【００５９】
このように、ポートＰoutからは、光強度の減衰の少ない波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを出射することができる。
【００６０】
λiと同波長の波長成分λIを、光コネクタＣdを介して挿入用ポートＰdに挿入（Add）すると、光反射器ＦＧ’でこれを透過し、光ファイバカプラ２０を介してポートＰoutへ伝播する。したがって、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含んだ信号光にしてポートＰoutへ出射する。
【００６１】
このように、この光分岐挿入装置ＡＤＭによれば、極めて簡素な構造で、所望の波長成分の分岐及び挿入を行うことができる。特に、ポートＰinに入射する信号光を減衰させることなくポートＰoutへ伝播するので、高品位の光通信網を構築する等の使用において、優れた効果を発揮するものである。
【００６２】
（第４の実施の形態）
第４の実施の形態の光分岐挿入装置を図１３に基づいて説明する。
【００６３】
この光分岐挿入装置ＡＤＭは、２個の光ファイバカプラ２２，２４の中間ポートＰa，Ｐb間と、中間ポートＰa'，Ｐb'間の夫々に、光反射器ＦＧ，ＦＧ’が光学的に接続された構成を有している。これらの光反射器ＦＧ，ＦＧ’は共に等しい分波特性を有する光ファイバグレーティング等が用いられ、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光が入射すると、そのうちの特定の波長成分λiを透過し、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射する分波特性を有している。
【００６４】
更に、光ファイバカプラ２２の光結合部から光反射器ＦＧまでの光路長Ｌ11と、光カプラ２２の光結合部から光反射器ＦＧ’までの光路長Ｌ12との比Ｌ11／Ｌ12が整数倍に設定されている。同様に、光ファイバカプラ２４の光結合部から光反射器ＦＧまでの光路長Ｌ21と、光カプラ１６の光結合部から光反射器ＦＧ’までの光路長Ｌ22との比Ｌ21／Ｌ22も整数倍に設定されている。
【００６５】
次に、かかる構造を有する光分岐挿入装置ＡＤＭの動作を説明する。複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光が光ファイバカプラ２２のポートＰinに入射すると、光ファイバカプラ２２で位相がπ／２変化した信号光が光反射器ＦＧへ伝播し、位相変化のない信号光が光反射器ＦＧ’へ伝播する。
【００６６】
光反射器ＦＧ，ＦＧ’は共に、波長成分λiを透過して光ファイバカプラ２４へ伝播し、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを光ファイバカプラ２２側へ反射する。光ファイバカプラ２２は、これらの反射されてくる波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnをポートＰoutへ出射する。
【００６７】
ここで、光路長Ｌ11とＬ12との比Ｌ11／Ｌ12が整数倍に設定されており、光ファイバカプラ２２は、対角側に位置するポートＰin，Ｐaの相互間、又はポートＰout，Ｐbの相互間を伝播する光の位相をπ／２変化させ、対角側に位置していないポートＰin，Ｐbの相互間、又はポートＰout，Ｐaの相互間を伝播する光の位相は変化させないという特性を有している。
【００６８】
このため、光反射器ＦＧ，ＦＧ’で反射されて光ファイバカプラ２２のポートＰinへ伝播する２つの波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnは互いに逆位相となるため、相殺されて消滅し、実質的にポートＰinには戻らない。また、光反射器ＦＧ，ＦＧ’で反射されて光ファイバカプラ２２のポートＰoutへ伝播する２つの波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnは互いに同位相となるため、互いに合波されて出射する。このように、ポートＰoutからは、光強度の減衰の少ない波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを出射することができる。
【００６９】
前記の光反射器ＦＧ，ＦＧ’を透過した波長成分λiは、光ファイバカプラ２４を通ってポートＰd，Ｐeへ伝播する。
【００７０】
但し、光ファイバカプラ２４も、光ファイバカプラ２２と同様に、対角側に位置するポートＰb，Ｐdの相互間、又はポートＰb'，Ｐeの相互間を伝播する光の位相をπ／２変化させ、対角側に位置していないポートＰb，Ｐeの相互間、又はポートＰb'，Ｐdの相互間を伝播する光の位相は変化させないという特性を有している。更に、光路長Ｌ21とＬ22との比Ｌ21／Ｌ22が整数倍に設定されている。
【００７１】
このため、光反射器ＦＧから挿入用ポートＰdへ伝播する波長成分λiと、光反射器ＦＧ’から挿入用ポートＰdへ伝播する波長成分λiは逆位相となり、相殺されて消滅するため、実質的に挿入用ポートＰdには出射されない。
【００７２】
一方、光反射器ＦＧ’から分岐用ポートＰeへ伝播する波長成分λiと光反射器ＦＧ’から分岐（Drop）用ポートＰeへ伝播する波長成分λiは同位相となる。このため、これらの波長成分λiは、互いに合波されて、分岐用ポートＰeへ分岐（Drop）する。
【００７３】
次に、λiと同波長の波長成分λIを、光コネクタＣdを介して挿入用ポートＰdに挿入（Add）すると、光ファイバカプラ２４を通して光反射器ＦＧ，ＦＧ’へ伝播し、更に、光反射器ＦＧ，ＦＧ’で透過して光ファイバカプラ２２を介して、そのポートＰoutへ伝播する。
【００７４】
ここで、前述した光ファイバカプラ２２，２４の特性と、光路長Ｌ11，Ｌ12，Ｌ21，Ｌ22の整数倍の関係があるため、光反射器ＦＧ，ＦＧ’を透過して光ファイバカプラ２２のポートＰin側へ伝播する波長成分λIは、逆位相となって相殺され、実質的にポートＰinへは伝播しない。また、光反射器ＦＧ，ＦＧ’を透過して光ファイバカプラ２２のポートＰoutへ伝播する波長成分λIは、同位相となって合波される。したがって、挿入用ポートＰdに所望の波長成分λIを挿入（Add）すると、光ファイバカプラ２２のポートＰoutだけに伝播することとなり、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnにλIを含めた信号光にして出射する。
【００７５】
このように、この実施の形態によれば、ポートＰinに入射する信号光を戻すことなくポートＰoutへ出射すると共に、挿入した波長成分もポートＰinへ伝播することなくポートＰoutへ出射するので、混信などを大幅に抑制することができる。
【００７６】
尚、光反射器ＦＧ，ＦＧ’を、複数の波長成分を透過し残余の波長成分を反射する光反射器にすることで、複数の波長成分の分岐及び挿入が可能となる。
【００７７】
また、光反射器ＦＧ，ＦＧ’を着脱自在にすることにより、分岐又は挿入すべき波長成分を容易に変更することができる。また、光反射器ＦＧ，ＦＧ’に、第２の実施の形態において説明したチャープグレーティングを用いて、制御機構ＣＮＴで分波特性を可変制御するようにしてもよい。
【００７８】
また、全反射形の光反射器を適用することで、入射ポートＰinに入射する信号光をそのまま出射ポートＰoutへ出射することができる。
【００７９】
（第５の実施の形態）
第５の実施の形態の光分岐挿入装置を図１４に基づいて説明する。
【００８０】
この光分岐挿入装置ＡＤＭは、一対の単一モード光ファイバの一部分を融着し、その融着により形成される光結合部にグレーティングを一体形成することにより、光反射器ＦＧが一体化された光カプラ２６を備えている。グレーティングは、複数の波長成分λ1〜λnが入射すると、特定の波長成分λiを透過し、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射する分波特性を発揮する。
【００８１】
かかる構造の光分岐挿入装置ＡＤＭは、ポートＰinに複数の波長成分λ1〜λn信号光が入射すると、光反射器ＦＧで波長成分λiを透過して分岐用ポートＰeへ分岐（Drop）し、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射してポートＰoutへ出射する。
【００８２】
また、挿入用ポートＰdに、λiと同波長の波長成分λIを挿入すると、光反射器ＦＧで透過し、波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnに波長成分λIを含めた信号光にしてポートＰoutへ出射する。
【００８３】
このように、この実施の形態によれば、極め簡素な構造で、低コストな光分岐挿入装置を提供することができる。
【００８４】
また、前記の光結合部に全反射形のグレーティングを一体形成することにより、入射ポートＰinに入射する信号光をそのまま出射ポートＰoutへ出射することができる。
【００８５】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の光分岐挿入装置を図１５、図１６を参照して説明する。
【００８６】
図１５において、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、方向性結合器である光サーキュレータ２８のポートＰaに、複数の光コネクタＣ1〜Ｃnを介して、複数個の光ファイバグレーティングから成る光反射器ＦＧ1〜ＦＧnが直列接続された構造を有している。また、各光反射器ＦＧ1〜ＦＧnは、光コネクタＣ1〜Ｃnにて着脱自在に接続されている。
【００８７】
夫々の光反射器ＦＧ1〜ＦＧnの分波特性は異なっており、光サーキュレータ２８側（前段側）の光反射器ほど、多数チャンネル分の波長成分を透過し、後段側の光反射器にいくほど、前段側の光反射器で透過された波長成分のうちの一部の波長成分を透過するように設定されている。更に、夫々の光反射器ＦＧ1〜ＦＧnは、上記のように設定されている透過波長帯域以外の波長成分を反射するように設定されている。
【００８８】
より具体的には、最前段の光反射器ＦＧ1が、複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光のうちの波長成分λ1〜λiを透過し、残余の波長成分λi+1〜λnを反射する分波特性を有する場合には、第２段目の光反射器ＦＧ2は、波長成分λ1〜λiのうちの特定波長成分λ1〜λi-1等を透過し、残余の波長成分λiを反射する分波特性に設定されている。第３段目の光反射器ＦＧ3は、波長成分λ1〜i-1のうちの特定波長成分λ1〜λi-2等を透過し、残余の波長成分λi-1を反射する分波特性に設定される。以下同様に、後段側の光反射器も、前段側の光反射器の透過波長帯域より狭い透過波長帯域を有する分波特性に設定されている。
【００８９】
次に、この光分岐挿入装置ＡＤＭの動作を説明する。尚、図１５において、最後段の光反射器ＦＧnは全反射形であり、その前段に設けられた光反射器ＦＧn-1は、波長成分λ1を透過して他の波長成分を反射する分波特性を有しているものとする。
【００９０】
複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光がポートＰinに入射すると、光サーキュレータ２８のポートＰaを介して光反射器ＦＧ1〜ＦＧn側へ伝播する。光反射器ＦＧ1〜ＦＧnは、前段側から入射してくる波長成分を、夫々の分波特性に応じて反射し且つ透過する。このため、最前段の光反射器ＦＧ1は、波長成分λi+1〜λnを光サーキュレータ２８側へ反射すると共に、一旦透過して光反射器ＦＧ2〜ＦＧnで反射されて戻ってくる波長成分λ1〜λiを再び透過して光サーキュレータ２８側へ伝播する。
【００９１】
したがって、所望の波長成分を分岐（Drop）又は挿入（Add）しない場合には、ポートＰinに入射する信号光をそのままポートＰoutへ伝播することができる。
【００９２】
最後段の光反射器ＦＧnを光コネクタＣnから取り外すと、光コネクタＣnから、波長成分λ1を分岐（Drop）することができる。更に、光反射器ＦＧnを取り外した状態で、λ1と同波長の波長成分λ1'を光コネクタＣnに挿入（Add）すると、この波長成分λ1'は前段側の光反射器ＦＧn-1〜ＦＧ1を透過して、光サーキュレータ２８のポートＰoutへ伝播する。
【００９３】
また、中間段に位置する光反射器ＦＧ3等を取り外すと、光コネクタＣ3から波長成分λ1〜λi-1を分岐（Drop）することができる。更に、光反射器ＦＧ3を取り外した状態で、λ1〜λi-1のいずれかと同波長の波長成分（１又は複数の波長成分）を光コネクタＣ3に挿入（Add）すると、その挿入した波長成分は光反射器ＦＧ1ないし光サーキュレータ２８を通して、ポートＰoutへ伝播する。
【００９４】
このように、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、光サーキュレータ２８のポートＰinに、前記の分波特性の条件を満足する光反射器ＦＧ1〜ＦＧnを適宜に着脱することにより、所望の波長成分を分岐（Drop）又は挿入（Add）することができるという極めて優れた効果を有している。
【００９５】
また、前記の分波特性の条件を満足する限り、光反射器ＦＧ1〜ＦＧnの接続数も任意に設定することができるため、極めて自由度の高い光分岐挿入装置を提供することができる。
【００９６】
尚、光サーキュレータ２８を用いる場合を説明したが、これの代わりに図３に示した光ファイバカプラ６を用いてもよい。また、光反射器ＦＧ1〜ＦＧnは光ファイバグレーティングに限らず、誘電体多層膜フルタなどの光学フィルタを用いることができる。また、信号光を導波するための光導波路として、光ファイバに限られない。
【００９７】
次に、本実施の形態の変形例を図１６に基づいて説明する。図１５に示した光分岐挿入装置は、信号光を非相反的に分離する光サーキュレータ２８の特定の１個のポートＰaに光反射器ＦＧ1〜ＦＧnを直列接続する構成であった。
【００９８】
これに対し、図１６に示す光分岐挿入装置ＡＤＭは、より多数のポートを有する光サーキュレータ３０を適用し、夫々のポートに１又は２以上の光反射器を接続する構成となっている。尚、図１６に示す光サーキュレータ３０は、５個のポートＰin，Ｐout，Ｐa1，Ｐa2，Ｐa3を備え、ポートＰinに入射する信号光をポートＰa1，Ｐa2，Ｐa3，Ｐoutの順で非相反的に伝播する構造となっている。
【００９９】
夫々のポートＰa1，Ｐa2，Ｐa3に接続される光反射器ＦＧ11〜ＦＧ1n，ＦＧ21〜ＦＧ2n，ＦＧ31〜ＦＧ3nは、夫々のポート毎に、図１５に示した複数の光反射器ＦＧ1〜ＦＧnと同様の分波特性の条件を満足している。
【０１００】
即ち、光サーキュレータ３０側（前段側）の光反射器ほど、多数チャンネル分の波長成分を透過し、後段側の光反射器にいくほど、前段側の光反射器で透過された波長成分のうちの一部の波長成分を透過するように設定されている。
【０１０１】
より具体的には、ポートＰa1に接続された光反射器ＦＧ11は、波長成分λiを透過し、残余の波長成分λ1〜λi-1，λi+1〜λnを反射する。光反射器ＦＧ1nは波長成分λiを反射する。ポートＰa2に接続された光反射器ＦＧ21は、波長成分λjを透過し残余の波長成分λ1〜λj-1，λj+1〜λnを反射する。光反射器ＦＧ2nは、少なくとも波長成分λjを反射する。ポートＰa3に接続された光反射器ＦＧ31は、波長成分λkを透過し残余の波長成分λ1〜λk-1，λk+1〜λnを反射する。光反射器ＦＧ3nは、少なくとも波長成分λkを反射する。また、夫々の光反射器ＦＧ11〜ＦＧ1n，ＦＧ21〜ＦＧ2n，ＦＧ31〜ＦＧ3nは光ファイバグレーティングが用いられ、光コネクタで着脱自在に接続されている。
【０１０２】
次に、かかる構成の光分岐挿入装置ＡＤＭの動作を説明する。複数の波長成分λ1〜λnを含む信号光がポートＰinに入射すると、光反射器ＦＧ11〜ＦＧ1n，ＦＧ21〜ＦＧ2n，ＦＧ31〜ＦＧ3nの総合した反射特性により、波長成分λ1〜λnを全反射して、ポートＰoutへ出射する。
【０１０３】
光反射器ＦＧ11を光コネクタより取り外すと、その光コネクタから波長成分λiが分岐（Drop）する。また、その光コネクタに、λiと同波長の波長成分λi'を挿入（Add）すると、光反射器ＦＧ11を透過して光サーキュレータ３０のポートＰoutへ出射する。
【０１０４】
また、光反射器ＦＧ2nやＦＧ3nを光コネクタより取り外すと、それらの光コネクタから波長成分λjやλkが分岐（Drop）する。また、それらの光コネクタに、λj又はλkと同波長の波長成分λj'やλk'を挿入（Add）すると、これらの波長成分λj'やλk'は光反射器ＦＧ21やＦＧ31を透過して光サーキュレータ３０のポートＰoutへ伝播する。
【０１０５】
このように、この光分岐挿入装置ＡＤＭは、光サーキュレータ３０の複数のポートＰa1，Ｐa2，Ｐa3に、所定の分波特性の条件を満足する光反射器を適宜に着脱することにより、所望の波長成分を分岐（Drop）又は挿入（Add）することができるという極めて優れた効果を有している。特に、極めて自由度が高く、拡張性に優れた光分岐挿入装置を提供することができる。
【０１０６】
尚、図１５または図１６に示す夫々の光反射器に、図４に示した制御機構ＣＮＴを設けて、夫々の分波特性を制御するようにしてもよい。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光反射器の分波特性を調整するだけで、方向性結合器の第１のポートと第２のポートに接続される光伝送路を切断することなく、分岐または挿入するための波長成分を任意に設定することができる。したがって、操作の簡便性に優れ、自由度及び拡張性に優れた光分岐挿入装置を提供することができる。更に、少ない構成要素で実現することが可能なため、低コスト性を有する光分岐挿入装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図２】方向性結合器の具体例を示す説明図である。
【図３】方向性結合器の他の具体例を示す説明図である。
【図４】第２の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図５】チャープグレーティングの規格化屈折率分布と分波特性を示す説明図である。
【図６】他のチャープグレーティングの規格化屈折率分布と分波特性を示す説明図である。
【図７】更に他のチャープグレーティングの規格化屈折率分布と分波特性を示す説明図である。
【図８】第３の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図９】光分岐挿入装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１０】光分岐挿入装置の他の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１１】光分岐挿入装置の更に他の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１２】光分岐挿入装置の更に他の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１３】第４の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】第５の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】第６の実施の形態の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】第６の実施の形態の光分岐挿入装置の変形例の構成を示すブロック図である。
【図１７】従来の光分岐挿入装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
２，１２…方向性結合器、４，１４、２８、３０…光サーキュレータ、６，１６，１８，２０，２２，２４，２６…光ファイバカプラ、８…熱源部、１０…駆動部、ＡＤＭ…光分岐挿入装置、ＦＧ，ＦＧ’，ＦＧ1〜ＦＧn，ＦＧ11〜ＦＧ1n，ＦＧ21〜ＦＧ2n，ＦＧ31〜ＦＧ3n…光反射器、Ｐin，Ｐout，Ｐa，Ｐb，Ｐc，Ｐd，Ｐe，Ｐa1，Ｐa2，Ｐa3…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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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