(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力曲線１２１を基準として指定された倍率Ｍで生成される該入力曲線１２１及び出力像曲線１４１を有するグレーティング１００を含む光フィルタ装置であって、
該入力曲線１２１の位置Ｐに接続され、特定の入力波長の入力信号を受信する入力導波路１７０と、
出力像の間隔Ωの整数分の１にほぼ等しい周期で出力像曲線に沿って配置された反射要素７０１の周期構造Ａとを有し、
該入力信号は、グレーティングの複数の次数によって、該出力像曲線上に間隔Ωで生成される等間隔の像のセットに分散され、グレーティングによる分散によって、出力像曲線上の出力像の位置が波長とともに変化し、
反射要素７０１の間のセクションは、非反射性であって、光フィルタ装置のストップバンドを決定し、
該整数は１に等しいことも可能であり、各反射要素が、該要素によって遮られた像の伝播方向を実質的に逆転させることにより、周期構造は、等間隔の像のセットがグレーティングを再び通過して入力導波路に戻る反射信号を生成するようにし、反射信号は、入力導波路に効率的に戻されることにより、入力信号とは逆方向に入力導波路中を通るパスバンド特性を示す出力信号を生じることを特徴とする光フィルタ装置。
【請求項２】
入力曲線１２１を基準として指定された倍率Ｍで生成される出力像曲線１４１及び該入力曲線１２１を有するグレーティング１００を含む光フィルタ装置であって、
該入力曲線１２１の位置Ｐに接続され、特定の入力波長の入力信号を受信する第１の入力導波路５０５と、
出力像の間隔Ωの整数分の１にほぼ等しい周期で出力像曲線に沿って配置された反射要素７０１の周期構造Ａとを有し、
該入力信号は、グレーティングの複数の次数によって、該出力像曲線上に間隔Ωで生成される等間隔の像のセットに分散され、グレーティングによる分散によって、出力像曲線上の出力像の位置が波長とともに変化し、
該整数は１に等しいことも可能であり、各反射要素が、該要素によって遮られた像の伝播方向を実質的に逆転させることにより、周期構造は、等間隔の像のセットがグレーティングを再び通過して該第１の入力導波路に戻る反射信号を生成するようにし、反射信号は、該第１の入力導波路に効率的に戻されることにより、入力信号とは逆方向に該第１の入力導波路中を通るパスバンド特性を示す出力信号を生じ、
該入力曲線の位置Ｑに接続された第２の入力導波路５０６をさらに有し、該第１の入力導波路と該第２の入力導波路とは、異なる長さを有しており、該第１の入力導波路と該第２の入力導波路との間の長さの差は、反射された入力信号にπ／２の位相シフトの差を生じさせ、
該２つの入力導波路は、指定された横方向変位ｄだけ位置ＰとＱが離れた２つの別個の入力ポートを形成し、反射要素Ａの周期構造は、各要素Ａが要素Ｂと隣り合うように、反射要素Ｂの第２の周期構造５１４とインターリーブされ、２つの要素の間隔は、入力変位ｄのＭ倍に近似的に等しく、２つの要素Ａ及びＢは、振幅が同程度であるが位相が近似的にπ／２だけ異なる反射によって特徴づけられ、該装置は、さらに、
２つの入力ポートと、第１及び第２の入力導波路のいずれか相異なる一方にそれぞれ接続された２つの出力ポートとを有する２×２カプラ５０１を有し、
それにより、該装置は、４つの反射係数によって特徴づけられる反射構成を形成し、各反射係数は、２×２カプラの特定の入力ポートで、２つの入力ポートの一方に入力される入力信号によって生じ、該反射構成は、第１の入力ポートに入力される多波長入力信号に応答して、インターリーブされた波長の２つのセットＵおよびＶによって特徴づけられる波長応答を有し第１の入力ポートに戻る反射信号を生成し、一方のセットＵは、第１の入力ポートに戻る効率的反射のパスバンドを表し、他方のセットＶは、第１の入力ポートに戻る実質的に低い反射のストップバンドを表す装置。
【請求項３】
光フィルタ装置であって、
入力境界１２１、出力境界１２２、及び、入力境界に接続され入力信号を受信する第１入力導波路１７０を有する第１自由空間領域１２０と、
入力境界１２３及び出力境界１４１を有する第２自由空間領域１４０と、
各アームの第１端が第１自由空間領域の出力境界に接続され第２端が第２自由空間領域の入力境界に接続された、複数の放射状アームを有する導波路グレーティング１５０とを含み、該入力信号が、波長グレーティング１５０の複数の次数によって、該出力境界１４１上に間隔Ωで生成される等間隔の像のセットに分散される光装置において、
第２自由空間領域は、その出力円形境界領域に形成された周期的セグメント化リフレクタ７０１を有し、周期的セグメント化リフレクタ７０１の間のセクションは、非反射性であって、該光フィルタ装置のストップバンドを決定し、該セグメント化リフレクタは、複数の像次数の間隔の整数分の１にほぼ等しい周期を有し、入力信号の各波長区間の複数の像次数が、それぞれ対応するセグメントから、均一に反射され、そして、該第２自由空間領域の該出力円形境界領域に形成された該周期的セグメント化リフレクタからの反射信号が該第１入力導波路に効率的に戻されることにより、入力信号とは逆方向に該第１入力導波路中を通るパスバンド特性を示す出力信号が生じることを特徴とする光フィルタ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、該装置は、周期的バンドパスフィルタであり、
リフレクタセグメントの幅は、相等しく、かつ、フィルタのパスバンドを決定することを特徴とする装置。
【請求項５】
波長スライサとして構成される光装置であって、
入力境界１２１、出力境界１２２、及び、入力境界に接続され入力信号を受信する第１の入力導波路５０５を有する第１の自由空間領域１２０と、
入力境界１２３及び出力境界１４１を有する第２自由空間領域１４０と、
各アームの第１端が第１の自由空間領域の出力境界に接続され第２端が第２の自由空間領域の入力境界に接続された、複数の放射状アームを有する導波路グレーティング１５０とを含み、該入力信号が、波長グレーティング１５０の複数の次数によって、該出力境界１４１上に間隔Ωで生成される等間隔の像のセットに分散される光装置において、
２つの入力ポートと、第１及び第２入力導波路のいずれか相異なる一方にそれぞれ接続された２つの出力ポートとを有する２×２カプラ５０１をさらに含み、
セグメント化リフレクタは、周期的なインターリーブされたリフレクタセグメントの２つのセットＡ及びＢからなる構成を有し、２つのインターリーブされたセットは、それらから反射される信号の位相シフトにπ／２の差を生じさせ、
第１自由空間領域は、反射信号を出力する入力境界上の１つの点Ｑに接続された第２入力導波路を有し、該第１の入力導波路と該第２の入力導波路とは、異なる長さを有しており、該第１の入力導波路と該第２の入力導波路との間の長さの差は、反射された入力信号にπ／２の位相シフトの差を生じさせ、
第１及び第２入力導波路と入力境界との接続点ＰとＱは、指定された横方向変位ｄだけ離れ、隣り合うセグメントＡとＢの間隔は、Ｍｄに概ね等しく、倍率Ｍは、該入力境界を基準として指定され、ｄは、該第１の入力導波路と該第２の入力導波路との間の変位であり、２つのセグメントＡ及びＢは、振幅が同程度であるが位相がπ／２だけ近似的に異なる反射によって特徴づけられ、
それにより、該装置は、４つの反射係数によって特徴づけられる反射構成を形成し、各反射係数は、２×２カプラの第１の入力ポート又は第２の入力ポートに入力される信号によって、２×２カプラの第１の入力ポートで生じ、該反射構成は、第１の入力ポートに入力される多波長入力信号に応答して、インターリーブされた波長の２つのセットによって特徴づけられる波長応答を有し第１の入力ポートに戻る反射信号を生成し、一方のセットは、第１の入力ポートに戻る効率的反射のパスバンドを表し、他方のセットは、第１の入力ポートに戻る実質的に低い反射のストップバンドを表すことを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項３に記載の装置において、セグメント化リフレクタのセグメント５０３は、幅Ω／２を有し、
Ωは、像次数の間の間隔であり、近似的に
Ω≒Ｒ・λ／ａ
であり、ここで、Ｒはアーム焦点から放射状アームまでの距離であり、λは波長であり、ａはグレーティングの周期であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系における波長分割多重化に関し、特に、等間隔波長チャネルのコムの結合・分離を行う装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高品質光ネットワークにおいて提供されなければならない重要な機能は、相異なる波長の複数の信号を波長多重化・分離化する機能である。特に、この機能を実行するための重要なデバイスは、密間隔の波長信号からなる入力信号を、それぞれのセットが２倍の間隔のインタリーブされた信号を有する２セットの等間隔の波長チャネルへと分離するインタリーバ（以下、スライサともいう）である。インタリーバは、低損失、好ましくは３ｄＢより小さい損失でなければならず、しかも、矩形伝達関数によって近似的に特徴づけられなければならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
波長分割多重化において複数のチャネルの信号を結合・分離するためにしばしば用いられる１つの技術は、波長ルータである。矩形伝達関数は、２つのこのようなルータを連結することによって実現することができるが、このような構成は、２つの理由で、従来技術を用いて単一のウェハ上に実現することが困難である。第１の理由は、従来のルータの損失は一般に３ｄＢを超えるため、２つの連結されたルータの全損失は６ｄＢより大きくなってしまうことである。第２の理由は、２ルータ構成は、２個のルータのサイズのために、プレーナ型ウェハ上に実現することが困難である。特に、チャネル間隔がルータの自由スペクトルレンジに等しいときはそうであり、この場合には、２個のルータのレイアウトが一般に重なってしまうことがわかる。
【０００４】
したがって、矩形の波長伝達関数を有する低損失のインタリーバ（スライサ）が引き続き必要とされている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の一実施例では、低損失波長スライサは、入力２×２カプラに接続された導波路グレーティングルータを用いて実現される。ルータは、出力反射装置によって終端されることにより、それぞれの反射信号はルータを２回通過する。反射装置は、ルータの出力像曲線の直近に配置された２セットのインタリーブされた反射要素からなる。各セットは、出力曲線からわずかに変位し、それぞれの変位は、２つのセットによって反射される信号間にπ／２の位相シフトを実質的に生成するように、適切に選択される。反射信号は、再びルータおよび２×２カプラを通過し、それぞれが入力信号の偶および奇チャネルを含む２つの出力信号を生成し、これらはそれぞれ２×２カプラの別々の入力ポートから出力される。別の実施例では、波長フィルタが、像の間隔の整数分の１に等しい間隔を有する等間隔のリフレクタのセットを出力曲線上に形成することによって実現される。第２のスライサ実施例は、偶チャネルと奇チャネルを分離する楕円形および円形のリフレクタに結合した２個のルータまたはグレーティングを使用することによって実現される。
【０００６】
より一般的には、本発明は、指定された倍率Ｍで生成される入力曲線および出力像曲線を有するグレーティングを含む光イメージング装置に関する。この光イメージング装置は、さらに、以下のものを有する。
（１）入力曲線の位置Ｐに接続され、特定の入力波長の入力信号を受け取る入力導波路。入力信号は、グレーティングの複数の次数によって、出力像曲線上に間隔Ωで生成される等間隔像のセットに分散され、グレーティングによる分散によって、出力像曲線上の出力像の位置が波長とともに変化する。
（２）出力像の間隔Ωの整数分の１にほぼ等しい周期で出力像曲線に沿って配置された反射要素の周期構造Ａ。ただし、この整数は１に等しいことも可能であり、各反射要素は、その要素によって遮られた像の伝播方向をほぼ逆転させ（同じ経路上を反射させ）ることにより、周期構造は、等間隔像のセットがグレーティングを再び通過して入力導波路に戻る反射信号を生成するようにし、反射信号のパワーは入力導波路に効率的に戻されることにより、入力信号とは逆方向に入力導波路中を通る出力信号を生じる。
【０００７】
第２の構成では、第２の入力導波路が、入力曲線の位置Ｑに接続され、指定された横方向変位ｄだけ位置ＰとＱが離れた２個の入力ポートを実現する。位置ＰとＱは、指定された横方向変位ｄだけ離れ、反射要素Ａの周期構造は、各要素Ａが要素Ｂと隣り合うように、反射要素Ｂの第２の周期構造とインタリーブされ、２つの要素の間隔は入力変位ｄの像Ｍｄに近似的に等しく、２つの要素ＡおよびＢは、振幅は同程度であるが位相は近似的にπ／２だけ異なる反射によって特徴づけられる。
【０００８】
別の実施例では、変位ｄは、出力曲線上のその像Ｍｄが出力像の間隔Ωの半分に近似的に等しくなるように選択され、グレーティングは、隣り合うアームに±π／４の逆の位相シフトを生じるような、隣り合うアームにおける適当な周期的経路長変化を有するように構成される。ただし、特定の波長の特定の入力信号は、Ω／２だけ変位した２つのインタリーブされた出力像セットに分かれる。この光装置は、これにより、４つの反射係数によって特徴づけられる２つの入力導波路を有する反射イメージング装置を形成する。各反射係数は、特定の入力導波路で、２つの入力導波路の一方に入力される信号によって生じ、４つの反射係数のそれぞれにより生じる波長応答は、２セットのインタリーブされた波長区間ＵおよびＶによって特徴づけられ、一方のセットは効率的反射のパスバンドを表し、他方のセットは実質的に低い反射のストップバンドを表す。
【０００９】
さらに別の実施例では、上記の経路長変化を有する代わりに、２×２カプラを光装置に付加することにより、４つの反射係数によって特徴づけられる反射装置を形成する。各反射係数は、特定の入力導波路で、２つの入力導波路の一方に入力される信号によって生じる。反射装置は、第１の入力ポートに入力される多波長入力信号に応答して、２セットのインタリーブされた波長区間ＵおよびＶによって特徴づけられる波長応答を有する、第１の入力ポートに戻る反射信号を生成する。一方のセットＵは第１の入力ポートに戻る効率的反射のパスバンドを表し、他方のセットＶは第１の入力ポートに戻る実質的に低い反射のストップバンドを表す。
【００１０】
【発明の実施の形態】
［Ａ．ルータの説明］
図１に、本発明で用いられる形態の従来技術のイメージング装置１００の基本構造を示す。なお、このイメージング装置はルータとも呼ばれる。イメージング装置１００は、米国特許第６，０２３，５４４号（２０００年２月８日発行）に記載されている。イメージング装置１００は、適当な複数の光導波路アーム１６０を有するグレーティング１５０によって離間され相互接続された入力セクション１２０および出力セクション１４０を有する。入力および出力セクションは一般にそれぞれ、スターカプラのような自由空間スラブであり、入力導波路１７０によって入力され点光源Ｐとして作用する光波エネルギーが複数の出力像を形成するという性質を有する。その出力像のうちの３つを図２ではＰｉ−１、ＰｉおよびＰｉ＋１として示す。光導波路アーム１６０は一般に、当業者に知られているように、プレーナ型シリコンウェハ上に支持されたシリカの薄く狭い層である。
【００１１】
従来のイメージング装置あるいはルータでは、入力および出力ポートは、一般に入力円１２１および出力円１４１と呼ばれる２つの円の部分に沿って入力セクション１２０および出力セクション１４０に接続される。本明細書では単にそれらを入力曲線および出力曲線と呼ぶ。簡単のため、図１には、１個の入力ポート１７０および１個の出力ポート１８０のみを示す。
【００１２】
結果として、ルータは、各入力信号の波長に依存する出力像を生成する。各出力像の位置はその波長λによって決定されるため、特定の入力ポートからの相異なる波長の信号は、相異なる出力ポートによって受信されることが可能な別々の像を生じる。一般に、入力信号を入力ポートに入力し出力信号を出力ポートから取り出すために、光ファイバが用いられる。実際に、ルータが信号を相異なる宛先に送る場合には、いくつかの出力ポートが必要となる。同様に、相異なる入力から信号を受信するためには、いくつかの入力ポートが必要となる。波長分割光ネットワークでは、相異なる波長は、相異なる通信チャネルを表すことになる。
【００１３】
図１において、入力導波路１７０から特定の波長で放射される入力信号は、導波路位置から、グレーティング１５０を形成するアーム１６０の受信アパーチャ（開口）に向かって放射される。前述のように、グレーティング１５０には適当な数のアームがある。各アームは、入力信号の１つの成分を受信する。したがって、信号は、多くの成分に分かれ、各成分は特定のアームに沿って進む。各アームはその成分に、そのアームの光路長に比例する適当な位相シフトを与える。従来のルータでは、引き続くアームは、よい近似で、一定の経路長差によって特徴づけられる。その場合、ある入力ポートからの信号の複数の信号成分は、アームによって出力曲線へ向けて放射され、図２に示す出力曲線１４１上のある位置ですべて同相で足しあわされる。その結果、入力信号のいくつかの像Ｐｉ−１、ＰｉおよびＰｉ＋１が出力曲線１４１上に生成される。これらの像は、グレーティングの相異なる次数を表す。これらは、等間隔であり、相異なる強度を有する。それらの間隔Ωは、アームの放射アパーチャの間隔ａによって次のように決定される。
Ω＝Ｒλ／ａ
ただし、Ｒは、アームの焦点Ｏから放射アパーチャまでの距離であり、λ／ａは、Ωに対応する角間隔である。間隔Ωは波長の関数である。しかし、この依存性は、λが特定の設計波長λ０に近い場合には一般に無視することができる。その場合、Ωは、この特定波長λ０における値Ω０に近似的に等しいとみなすことができる。以下では、簡単のため、上記の波長依存性を無視する。他方、複数のアームによって生じる位相シフトは一般に強い波長依存性を有する。波長を変えることによって、出力像Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１の位置は出力曲線１４１に沿って変化する。従来のルータで最も重要なのは、最大強度の中心像である。これは、アームの焦点に対応する中心点Ｏに最も近い像である。この像は、Ｏを中心とする幅Ωの区間である中心ゾーンの内部に生成される。残りの像（高次）は、同じ幅の隣接するゾーン内に生成される。それらは一般に、中心ゾーンの境界近くにあるときを除くすべての場合において、強度がずっと小さい。
【００１４】
従来のルータでは、すべての出力ポートあるいは導波路は中心ゾーン（図２ではルータの視野Ａ１Ａ２を表す）の内部に位置し、中心ゾーン内に生成される像のみを受信する。図１には、１個の出力導波路１８０のみを示すが、入力信号は、中心像位置が特定の導波路位置に一致する波長で、この導波路に効率的に送信される。すでに指摘したように、中心像位置は信号波長の周期関数である。各周期において、像は、中心ゾーンＡ１Ａ２全体にわたり変化する。その結果、透過係数は、図３に示すように、等間隔のローブ３１０からなる周期的挙動を有する。各ローブは、像Ｐｉが出力導波路位置に一致する波長に対応する。ローブ間の間隔λｆによって与えられるこの周期を、自由スペクトルレンジという。従来のルータでは、中心ゾーンの外部に生成される像（例えば、図２のＰｉ−１およびＰｉ＋１）は無用でありしたがって好ましくないとみなされる。そのため、それらの強度を最小限にすることが一般にルータを最適化する。この目的のためには、アーム１５０の放射特性を最適化することが必要である。この放射特性は、さまざまな像の強度に影響を及ぼすからである。一般に、アームの放射アパーチャは周期的に（図２のａ）配置されるため、周期アレイを形成し、その場合、各アパーチャは同一の放射パターンを生成する。これは、アレイの要素パターンと呼ばれる。中心ゾーンにおける最大効率は、知られているとおり、要素パターンが理想的には次のような矩形関数を近似するようにアレイを設計することによって得られる。
Ｐ（ｘ）＝ｒｅｃｔ（ｘ／Ω）
これは、中心ゾーンの内部では振幅が実質的に１であり、外部では振幅が実質的に０であることによって特徴づけられる。この場合の各アームは、その全パワーを中心ゾーンの内部に放射し、このゾーンの外部の不要な像は実質的に消去される。実際には、このような矩形関数は実現が困難であり、より簡単な、次のようなパワーパターンを生成する設計が一般に使用される。
【数１】
0004115714.tif 000002
図４に示すように、このパワーパターンは、中心ゾーン内で相当に変化し、このゾーンの外部では、中心ゾーンの境界の付近で相当な値を生じる。
【００１５】
しかし、上記の変化は、本発明の目的にとってきわめて好ましくない。したがって、次に、すべての重要な像を均一に反射することによって、この問題点を実質的に解決する反射装置を構成する。これは、上記の変化を実質的に除去し、その結果、矩形パスバンドがよい近似で実現される。
【００１６】
［Ｂ．本発明の説明］
本発明のインタリーバは、そのもっとも一般的な形では、本質的に、グレーティング自由スペクトルレンジλｆの整数分の１に等しい周期を有する周期デバイスである。具体的には、このインタリーバの目的は、中心波長
λ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６，...（ただし、λ１＜λ２＜λ３...）
を有する等間隔の波長チャネルからなる入力信号を、もとの入力信号の波長間隔の２倍の波長間隔によって特徴づけられる中心波長
λ１，λ３，λ５，...およびλ２，λ４，λ６，...
を有する奇チャネルおよび偶チャネルからなる２セットの信号に分けることである。この目的のために、インタリーバの各透過係数は、本質的に、等間隔のパスバンドがストップバンドによって分離され、それぞれのパスバンドおよびストップバンドにおいて最大限に平坦な挙動を有するという、周期的挙動によって特徴づけられなければならない。すでに述べたように、この周期は一般に、自由スペクトルレンジの整数分の１であるが、まず、その整数が１であるという特殊な場合について考えるのが都合がよい。一般の場合も全く同様であるからである。整数が１である場合、上記の２セットの波長のそれぞれの波長間隔は、自由スペクトルレンジλｆに等しい。
【００１７】
本発明に従って、矩形波長伝達関数を有する低損失の波長インタリーバ（あるいはスライサ）を実現するように、前述の波長ルータを変更した。図５に例示するように、本発明のインタリーバは、ルータ５００とともに、２×２カプラ５０１を有する。便宜上、ルータ５００の入力曲線１２１および出力像曲線１４１のみを示すが、ルータ５００の残りの部分は、図１に示したルータ１００と同様に実現され作用する。さらに、ここでは、入力曲線と出力曲線の間の倍率Ｍが１であることによって特徴づけられるイメージング装置の特殊な場合を考えるが、一般には他の倍率も有効である。まず、入力信号Ｉを振幅１で特定の波長で入力する場合を考えるのが便利である。入力信号Ｉは、サーキュレータ５０４を通ってカプラ５０１のポート１に入力される。入力信号Ｉは、カプラ５０１によって分けられ、振幅（Ｉ／√２）および（ｊＩ／√２）の２つの信号成分を形成し、２つの位置ＰおよびＱで入力曲線に接続された２つの導波路に入力される。ルータ５００の出力曲線１４１は、Ｐ，Ｑから出る各入力信号成分がルータ５００を２回通るように、リフレクタ５０２，５０３の周期構造で変更されている。図５で、サーキュレータ５０４は、信号Ｉから出力信号Ｏ１を分離して、信号Ｏ１が別のポート５０７から出るようにしている。出力信号Ｏ２はカプラ５０１のポート２から出る。以下で説明するように、入力信号Ｉが適当な間隔の等間隔多波長信号λ１，λ２，λ３，λ４を含む場合、出力信号Ｏ１は入力信号Ｉのすべての偶波長λ２，λ４を含み、出力信号Ｏ２は入力信号Ｉのすべての奇波長λ１，λ３を含む。なお、偶波長および奇波長という用語は、その波長の周波数のことではなく、列λ１，λ２，λ３，λ４における波長の（あるいは波長チャネルの）位置を指す。
【００１８】
図示のように、ルータ５００の出力曲線１４１は、等間隔のリフレクタ５０２，５０３の２つのインタリーブされたセットＡおよびＢを有する。この例では、２つの入力位置Ｐ，Ｑは、ｄ≒Ω／２だけ離れている。ただし、Ωは、複数の像Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１およびＱｉ，Ｑｉ−１の間隔である。２つのセットＡ，Ｂもまた、Ω／２だけ離れている。なお、各セットは、出力曲線１４１からわずかに変位しており、その変位は、Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１およびＱｉ，Ｑｉ−１からの反射されインタリーブされた信号の間にπ／２の位相シフトを実質的に生じるように、適切に選択される。これらの信号は、図６では、それぞれリフレクタＡおよびＢによって反射されるように示されている。なお、図６において、像Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１およびＱｉ，Ｑｉ−１がそれぞれリフレクタＢおよびＡによって反射されるように、信号波長がλｆ／２だけ変化した場合、上記の位相シフトは符号を変え、それにより、正味の変化はπとなる。このπの変化は、次に、λｆ／２だけ離れた偶波長と奇波長の２つのセットの間に生じることになり、これが、波長の２つのセットが２×２カプラによって分離されることを可能にする基本的なメカニズムである。なお、上記のπおよびπ／２の位相シフトは一般に、指定された値とは異なることがあり得るが、それは、光装置のクロストークおよび効率に対する設計交差を超えない程度にその差が十分に小さい限りにおいてである。
図６を参照して、例示的な入力信号λ１〜λ４を用いて、出力信号Ｏ１およびＯ２の形成について説明する。ここで、入力信号は、間隔がλｆ／２に等しい等間隔の（λ１，λ２，λ３，λ４）からなるとする。ただし、λｆは自由スペクトルレンジである。この場合、スプリッタ５０１は、位置ＰおよびＱに、それぞれ成分（Ｉ／√２）（λ１，λ２，λ３，λ４）および（ｊＩ／√２）（λ１，λ２，λ３，λ４）を生成する。なお、これらの２つの成分は同じ振幅を有するが、位相は９０度だけ異なる。以下の説明では、（Ｉ／√２）および（ｊＩ／√２）のスケーリングおよび位相のファクタを無視する。さらに、ＰおよびＱから発する信号の２つのセットを区別するため、Ｑから発するほうをダッシュで示す（すなわち、λ１′，λ２′，λ３′，λ４′）。なお、波長間隔λｆ／２は、ルータの分散係数によって大きさΩ／２の変位５２０に変換される。こうして、図示のように、奇Ｐ波長λ１およびλ３は、偶Ｑ波長λ２′およびλ４′とともに、すべてセグメントＡに入射し、一方、偶Ｐ波長λ２およびλ４は、奇Ｑ波長λ１′，λ３′とともに、すべてセグメントＢに入射する。これらの信号は、ＡおよびＢセグメントによって、導波路５０５および５０６が入力曲線１２１に接続されているところにあるそれらのＰおよびＱ光源へと反射される。なお、２つのセットＡ，Ｂは、像曲線からわずかに変位している。それらの変位は、２つのセットによって反射される信号間にπ／２の相対位相シフトを実質的に引き起こすように、適切に選択される。これらのＰおよびＱ信号成分はそれぞれ、それらの初期位置ＰおよびＱへと反射される。２×２カプラ５０１は、双方向性であり、反射された信号に対して、信号コンバイナ５０１として作用する。リフレクタによって偶成分および奇成分に相異なる位相シフトが加えられるため、２×２信号コンバイナ５０１は、偶波長λ２およびλ４をポート１に（そしてサーキュレータ５０４を介してポート５０７に）出力し、奇波長λ１およびλ３をポート２に出力する。
【００１９】
本発明のもう１つの特徴についてさらにわかりやすく説明するため、図７に、セグメント化されたリフレクタ５１４を直線状に配置したものを示す。５１４（５３０）によって示されているのは、図５のリフレクタ構成であり、反射セグメントＡおよびＢはすべて幅Ω／２を有し、その結果、与えられたλｆに対して、最大チャネル間隔はλｆ／２となる。この構成は、リフレクタ幅がΩ／２の場合、大きい幅の複数の反射要素のために、最大の平坦性を有する非常に広いパスバンドを実現するのに特に適しているという利点がある。他方、これは、与えられたチャネル間隔に対して、より大きい分散係数、したがって、より大きい寸法を有するグレーティングを必要とする。５４０によって示されているのは、別の例示的なリフレクタ構成であり、リフレクタ幅は、構成５１４に示されているものの３分の１である。構成５４０は、リフレクタ幅がΩ／６の場合、与えられたチャネル間隔に対して、多数のチャネルが実現され、グレーティング寸法を低減するという利点を有する。他方、リフレクタが小さくなり、したがって、パスバンドの平坦性が低下するという欠点を有する。
【００２０】
図８Ａ〜図８Ｃに、図５のスライサが１×２デバイスとして使用される場合（図８Ａ）、別のスライサが１×２デバイスとして使用される場合（図８Ｂ）、および、スライサが２×２デバイスとして使用される場合（図８Ｃ）の、スライサの入力信号および出力信号を示す。図８Ａに示されているのは、１×２デバイスとして使用された本発明のスライサ６０２であり、スライサ６０２のポート１との間で入力信号と出力信号を分離するためのサーキュレータ６０１を有する。なお、このスライサは、ただ１つの入力のみがそれに入力されるために、１×２デバイスとして使用されるとしている。図示のように、図８Ａでは、入力信号の奇波長は、スライサ６０２のポート２から出力され、偶波長は、スライサ６０２のポート１からサーキュレータ６０１を介して出力される。図８Ｂでは、入力Ｉ２は、サーキュレータ６０１′を介してスライサ６０２のポート２に入力される。図示のように、入力信号の偶波長は、スライサ６０２のポート２からサーキュレータ６０１′を介して出力され、奇波長は、スライサ６０２のポート１から出力される。図８Ｃには、完全に２×２デバイスとして使用されるスライサ６０３のポート１および２に接続された２個のサーキュレータ６０１および６０１′が示されている。入力信号Ｉ１がスライサ６０３のポート１のみに入力されるとき、図８Ａに示したのと同じ結果が得られる。すなわち、入力信号の奇波長は出力Ｏ２から（サーキュレータ６０１′およびスライサ６０３のポート２を介して）出力され、偶波長は出力Ｏ１から（スライサ６０３のポート１からサーキュレータ６０１を介して）出力される。入力Ｉ２がポート２に入力されるとき、奇波長は出力Ｏ１から（サーキュレータ６０１およびスライサ６０３のポート１を介して）出力され、偶波長は出力Ｏ２から（サーキュレータ６０１′およびスライサ６０３のポート２を介して）出力される。
【００２１】
本発明のインタリーバあるいはスライサは、その最も簡単な形では、単に、波長挙動が周期的透過係数によって特徴づけられる１×２スプリッタデバイスとして使用可能である。この場合、インタリーバの目的は単に、中心波長
λ１，λ２，λ３，λ４，λ５，λ６，...
を有する等間隔の波長チャネルからなる入力信号を、もとの入力信号の波長間隔の２倍の波長間隔を有する偶チャネルおよび奇チャネル
λ１，λ３，λ５，...およびλ２，λ４，λ６，...
からなる２つの信号に分けることである。この目的のために、インタリーバの各透過係数は、本質的に、等間隔のパスバンドがストップバンドによって分離され、それぞれのパスバンドおよびストップバンドにおいて最大限に平坦な挙動を有するという、周期的挙動によって特徴づけられなければならない。さらに、インタリーバの２つの透過係数は、相補的挙動を有しなければならない。すなわち、一方の係数のストップバンドが他方のパスバンドに対応しなければならない。より一般的には、本発明のインタリーバは、（図８Ｃに示されているような）２×２デバイスとして実現可能であり、その場合、いずれの入力ポートＩ１，Ｉ２から２つの出力ポートＯ１，Ｏ２への各波長透過係数も、相補的挙動を有しなければならない。なお、この２×２デバイスの透過特性は可逆的あるいは双方向性である。すなわち、２つのポートＯ１，Ｏ２からいずれのポートＩ１，Ｉ２への透過係数についても同一の挙動が得られる。また、（図８Ａまたは図８Ｂの）１×２インタリーバにおける伝送を逆にすることによって、２×１インタリーバが得られる。その機能は、偶チャネルおよび奇チャネルからなる２つの入力信号を単一のインタリーブされた出力信号に結合することである。より一般的には、図８Ａおよび図８Ｂの２つの１×２機能を結合することによって、（図８Ｃの）一般の場合の２×２機能が得られる。
【００２２】
［Ｃ．詳細な説明］
本発明のインタリーバは、２×２カプラを、適当な反射終端で変更した波長ルータと結合することによって設計されている。前述のように、図１に、本発明で用いられる形態の従来技術のイメージング装置１００の基本構造を示す。これは、適当な複数の光導波路アーム１６０を有するグレーティング１５０によって離間され相互接続された入力セクション１２０および出力セクション１４０を有する。入力および出力セクションは一般にそれぞれ自由空間スラブであり、これらは曲線上の境界によって特徴づけられる。この装置は、入力曲線１２１、２つの中間曲線１２２，１２３および出力曲線１４１によって特徴づけられる。この装置は、特定の波長で入力導波路１７０によって入力される入力信号Ｐを、出力曲線１４１上に位置する等間隔の出力像Ｐｉ−１、ＰｉおよびＰｉ＋１のセットへと変換する。各出力像Ｐｉ−１、ＰｉおよびＰｉ＋１は、入力導波路のモードのレプリカであり、複数の像の位置は、近似的に信号波長の線形関数である。
【００２３】
図１の従来のルータでは、上記の像のうちの１つだけ、すなわち、最大強度の主像が使用される。図２では、これは、中心ゾーンと呼ばれる中心区間Ａ１Ａ２の内部に位置するＰｉである。この区間の外部に位置する他の像Ｐｉ−１およびＰｉ＋１は無用でありしたがって好ましくないとみなされる。というのは、それらは相当な損失を引き起こすからである。本発明によれば、（相当のエネルギーを有する）すべての重要な像Ｐｉ−１、ＰｉおよびＰｉ＋１が使用され、これにより全損失が実質的に低減される。このことを示すため、まず、矩形伝達関数を有する低損失フィルタの設計について説明する。図９に示すように、このフィルタは、像の間隔Ωに等しい間隔を有する、等間隔のリフレクタ７０１のセットを、出力像曲線１４１上に形成することによって実現される。入力信号は、等間隔の出力像Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１のセットを効率的に生成するように、入力曲線１２１にＰで接続された入力導波路１７０に入力される。この場合、リフレクタの幅Ｗの内部に像が生成されるような等間隔の波長区間のセットがある。これらの波長において、すべての像はグレーティング１００へと反射され、反射されたパワーが入力導波路１７０に効率的に戻されることにより、反射信号Ｒが生じる。反射信号Ｒは、サーキュレータ（例えば、図８Ａの６０１参照）を用いることによって入力信号から分離することが可能であり、対応する透過係数は、ストップバンド７０２によって分けられた、（リフレクタセグメント７０１によって反射される）等間隔のパスバンドによって特徴づけられ、パスバンドは最大限に平坦となる。損失は、材料損失を無視すると、約１ｄＢと非常に低くすることができる。こうして、この設計は、同じグレーティング１００を２回通過することによって実現される平坦なパスバンドのセットを生成する。なお、図９のすべてのリフレクタはΩの等間隔で配置され、同じ幅を有するため、同じ幅の等間隔のパスバンドが生成される。しかし、これはもっとも一般的な場合ではない。特に、リフレクタはΩの整数分の１の間隔で配置することが可能であり、しかも、それらは同じ幅を有する必要はない。リフレクタ構成が満たさなければならない重要な要件は、周期Ωで実質的に周期的でなければならないことである。その理由は、この構成が、各パスバンド内の各入力波長によって（間隔Ωで）生成されるすべての関連する像を、均一に反射しなければならないからである。
【００２４】
図９におけるサーキュレータの必要性は、次のようにして、入力２×２カプラを上記のイメージング装置と結合することによって解消することができる。基本的な考え方を図１０に示す。ここで、入力２×２カプラは、それぞれ２つのリフレクタ８０４，８０５によって終端された、相異なる長さの２つの出力導波路８０２，８０３に接続される。２つの入力ポート１，２の一方に入力された入力信号Ｉ１は、２×２デバイス８０１によって２つの出力成分に分かれる。これらの出力成分は全反射され、２つの出力導波路８０２，８０３の経路長差に依存して、２つの入力ポート１，２のいずれかから出るようにすることができる。こうして、この経路長差を適切に選択することにより、入力ポート１からの入力信号が未使用ポート２で反射される（あるいはその逆）ようにすることができると判断される。この挙動を実現するため、２×２カプラは２つの条件を満たさなければならない。第１の条件は、２つの入力ポートの一方に入力される信号によって生成される上記の２つの成分が、実質的に等しい振幅を有しなければならないことである。第２の条件は、入力信号を各入力ポートに同時に入力することによって得られる。その場合に、２つの信号は、出力成分の２つの直交するセットを生成しなければならない。簡単のために仮定したが、実際には必要とはされない第３の条件は、いずれのセットも、２つの成分の間のπ／２の位相シフトによって特徴づけられなければならないことである。別個の２×２カプラを必要としない代替構成は、イメージング装置内に２×２カプラを組み込むことによって得られる。その場合、米国特許第６，０２３，５４４号（２０００年２月８日発行）に示されているように、適当な経路長変化が、図１の導波路グレーティングのアームに導入されなければならない。しかし、次の説明では、２×２カプラは、図５に示したように、図９のイメージング装置の入力曲線１２１に接続されると仮定する。次に、上記の技術を用いて、波長スライサを構成する。
【００２５】
前述のように、スライサの目的は、波長チャネルλ１，λ２，λ３，λ４，...からなる入力信号を、偶チャネルλ２，λ４，...および奇チャネルλ１，λ３，...からなる２つの信号に分けることである。図５の構成において、導波路グレーティング５００の目的は、さまざまなチャネルを分離することである。各波長λで、この構成は、入力導波路５０５によって形成される入力点光源Ｐを、グレーティングのさまざまな次数に対応するいくつかの出力像Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１に変換する。これらの像の位置Ｐｉ−１，Ｐｉ，Ｐｉ＋１は波長とともに変化し、それらの間隔は
Ω≒Ｒ・λ／ａ
である。ただし、ａはグレーティングの周期である。
【００２６】
ここで考えている構成の基本的性質は、まず特殊な場合、すなわち、図９に示すように実現される反射フィルタの設計を考慮することによって、もっともよく理解される。このフィルタは、単に、リフレクタのセットが出力像曲線に沿って配置されたイメージング装置からなる。最初に、セグメント化されたリフレクタの代わりに、像曲線全体をカバーする単一のリフレクタで置き換える。その場合、すべての像はグレーティングに向かって反射された後、グレーティングは、さまざまな像を、入力導波路位置Ｐに生成される単一の反射像に再結合する。すると、１に近い反射係数が入力導波路において生じ、反射は近似的に波長独立となる。上の結果は明らかに、一般にいくつかの波長を含む任意の入力信号についても成り立ち、今度はＰに生じる反射像がリフレクタによって反射された波長のみを含むことを除いては、同様の結果が、図９において、リフレクタのセットを用いることによって得られる。実際上は、ある一定の波長のみを反射する反射終端で入力導波路を終端している。そこで、単位パワー、可変波長の入力信号を、この構成に入力することによって得られる波長応答を考える。その場合、材料損失を無視すると、入力反射係数ρによって与えられる波長応答は、実質的に、ストップバンドによって分離された単位振幅のパスバンドの周期的セットを示し、各パスバンドは、反射要素の特定のサブセット、すなわち、さまざまな次数の間隔Ωだけ離れた要素からなるサブセットによって生成される。しかし、このフィルタの好ましくない特徴は、入力信号が出てきたのと同じ入力導波路へと出力信号が反射されて戻ることである。信号を異なる導波路に移すためには、この構成は、図１０によって示唆されるように、２×２カプラを含めることによって変更されなければならない。結果として得られる構成を図１１に示す。今度は、入力導波路は、入力信号を２つの成分に分ける２×２カプラによって置換され、振幅Ｉ／√２，ｊＩ／√２の、ｄだけ離れた２つの点光源Ｐ，Ｑを生じる。なお、入力信号は、２×２構成のポート１に入力される。この構成は、今度は、２セットのインタリーブされた像Ｐｉ，Ｑｉを生成する。像曲線全体をカバーする単一のリフレクタはこの場合も入力反射係数ρを生じるが、入射信号Ｉおよび反射信号Ｒｅは、今度は、図１１に示すように、２×２カプラの相異なる入力ポートに生じる。なお、ρはこの場合、Ｐ，Ｑを通る２つの経路によってそれぞれ生じる２つの成分ρＰ，ρＱの和である。上の挙動を生じさせるため、２つの成分ρＰ，ρＱは、２×２カプラのポート２で同相で足しあわされなければならない。そのため、２×２カプラをＰ，Ｑに接続する２つの導波路の長さは、適当な位相シフトを生じて２つの成分が適当なポートにおいて同相で足しあわされるように、適切に選択されなければならない。次に、同様の技術を用いることによって、波長インタリーバを実現する。この場合、リフレクタの代わりに、可変位相シフトを生じるセグメント化されたリフレクタを用いる。インタリーバは、偶波長および奇波長の２つのセットを相異なるポートに移さなければならないからである。２つの場合（偶波長および奇波長）における位相シフトはπだけ異ならなければならない。それらの場合は、２つの成分ρＰ，ρＱを相異なるポートにおいて同相で足しあわせなければならないからである。これは図１０から理解される。実際、図１１において反射がポート２ではなくポート１に現れるためには、２つの導波路８０３および８０２のいずれか一方にπの位相シフトを導入しなければならない。同じことであるが、位相シフトπ／２および−π／２が２つのアームでそれぞれ生じなければならない。
【００２７】
図６の構成を考える。この構成の目的は、λ１，λ２，λ３，λ４，...を、奇チャネルλ１，λ３，...および偶チャネルλ２，λ４，...からなる２つのセットに分離し、それぞれのセットの波長が、グレーティングの自由スペクトルレンジλｆだけ離れるようにすることである。図６の構成は、インタリーブされた反射要素の２つのセットＡ，Ｂを有し、各セットは、２つのセットＡ，Ｂによって反射される信号間にπ／２の位相シフトを実質的に生じるように、入力曲線から（図５に示すように）±λ／１６だけわずかに変位している。π／２の位相シフトは、２×２カプラに接続された２つの出力導波路の一方にも含められ、上記の反射ρが特定の奇波長チャネルでポート２に現れるようにしている。この場合、この波長では、上記の位相シフトは、２つの成分ρＰ，ρＱが同相でポート２に現れるように適切に選択されなければならない。この条件が満たされると、構成は自由スペクトルレンジに等しい周期で実質的に周期性を有するため、すべての奇波長チャネルはポート２に移ることになる。次に、偶波長チャネルを考える。この波長チャネルでは、グレーティングによる分散のために、像は、他方の場合（奇チャネルの場合）に得られる像からΩ／２だけ変位する。この変位は、リフレクタＡとＢの間隔に実質的に等しいため、これらのリフレクタによって像Ｐｉ，Ｑｉに加えられる位相シフトは、今度は、前の場合とは反対に入れ替わる。この入れ替わりにより、２つの成分ρＰ，ρＱの間にπの位相シフトが生じて、２つの成分は同相でポート１に現れる。
【００２８】
なお、図６の具体例では、信号Ｐのすべての偶波長λ２，λ４はリフレクタセグメントＢによって反射され、一方、信号Ｑのすべての偶波長λ２′，λ４′はリフレクタセグメントＡによって反射される。他方、信号Ｐのすべての奇波長λ１，λ３はリフレクタセグメントＡによって反射され、一方、信号Ｑのすべての奇波長λ１′，λ３′はリフレクタセグメントＢによって反射される。こうして、２つのリフレクタＡ，Ｂの役割は２つの場合で入れ替わり、これが上記のπの位相シフトを生じ、２つの場合における信号が相異なるポートから反射されるようになる。また、入力信号Ｉがポート２に入力される場合、奇成分はポート１で反射され、偶成分はポート２で反射される。
ここまでは簡単のため、さまざまな像は倍率１で生成されると仮定したが、その場合、２つの入力導波路の間隔ｄは、それらの出力像の対応する間隔に等しい。さらに、２つの間隔はΩ／２に等しいと選択されたが、その場合、出力チャネルλ１，λ３，...およびλ２，λ４，...のいずれのセットのチャネル間隔も、自由スペクトルレンジλｆに等しくなる。より一般的には、上記のチャネル間隔は、λｆの整数分の１に等しくすることができる。その場合、リフレクタＡ，Ｂの各ペアは、Ω／２の整数分の１だけ間隔をあけなければならない。また、ｄはΩ／（２Ｍ）の整数分の１となる。ただし、Ｍは倍率である。なお、ここまでは、Ωの小さい波長依存性を無視している。そのため、実際には、上記の間隔は、Ωに対して、特定の設計波長に対応する特定の値Ω０を使用することによって決定しなければならない。
【００２９】
このようにして、入力信号Ｉの偶数番目のチャネルが出力Ｏ１としてポート１に移されるような、等間隔の区間のセットによって特徴づけられるスライサ（インタリーバともいう）が実現される。偶数番目のチャネルの出力Ｏ１は、入力信号を運ぶのと同じ導波路５０９に移されるので、ポート５０７における反射チャネル（出力Ｏ１）からポート５０８における入力チャネルＩを分離するために、サーキュレータ５０４が必要である。
【００３０】
図１２に、２つの経路が同じルータを通る代わりに２個のルータ９０４および９０７（これらは共通の自由空間スラブ９０１を共有する）を使用する本発明の波長スライサの代替実施例を示す。図示のように、第１のルータ９０４は、自由空間スラブ９０２、グレーティング９０３および共通スラブ９０１を有し、一方、第２のルータ９０７は、共通スラブ９０１、グレーティング９０５、およびスラブ９０６を有する。入力ポートＩ１は、多波長入力信号を受信しその信号の偶波長を出力するために使用され、一方、出力ポートＯ１は、信号の奇波長を出力する。図１２の構成は、２個の通常のリフレクタ、すなわち、楕円形リフレクタ９１０および円形リフレクタ９１１を使用する。なお、楕円形リフレクタ９１０は焦点Ｆ１およびＦ２を有し、円形リフレクタ９１１はＦ１を中心とする。
【００３１】
図１２の構成の作用は次の通りである。Ｉ１における入力信号のすべての奇波長は、円形リフレクタ９１１のセクション９１２に向けられるが、楕円形リフレクタ９１０によって遮られ、楕円形リフレクタ９１０は奇波長λＯを右側の第２のルータ９０７のほうへ反射し、そこで奇波長λＯはポートＯ１から出る。Ｉ１における入力信号のすべての偶波長λＥは、円形リフレクタ９１１に向けられ、円形リフレクタ９１１はその偶波長を第１のルータ９０４に反射し、そこで偶波長は出力信号λＥとしてポートＩ１から出る。この場合も、入力Ｉ１と出力信号λＥを分離するために、サーキュレータ（図示せず）をポートＩ１に接続することが可能である。
【００３２】
図１２の構成は、２つの通常のリフレクタ９１０および９１１の組合せを使用するだけであるという利点を有するが、この構成は、２つの別々のグレーティング９０３および９０４の使用を必要とし、これが構成の複雑さを増大させるという欠点がある。
【００３３】
前述のように、図５におけるルータの２つの入力導波路に接続される２×２カプラ５０１は、米国特許第６，０２３，５４４号（２０００年２月８日発行）の技術を用いることによって省略することができる。その場合、グレーティングのアームに、適当な経路長変化を導入しなければならない。この変化は、２つのアームを含む周期で周期性を有しなければならず、隣り合うアームのそれぞれのペアに逆の位相シフト±π／２を引き起こさなければならない。すると、２×２カプラ５０１を除去することができ、その結果、図５において５６０の右側全体からなる構成は、上記の周期変化の代わりに２×２カプラを有するもとの構成と実質的に等価となることがわかる。実際には、この新たな構成では、入力信号が、与えられた波長でＰに位置する導波路に入力される場合、対応する出力像は、上記の経路長変化によって、インタリーブされΩ／２だけ変位した２つの別々のセットに分かれる。その結果、この新たな構成は実質的にもとの構成と等価となる。すなわち、いずれかのポートに、インタリーブされた適当な間隔の波長の２つのセットからなる入力信号を入力することによって、この構成は、２つのセットを分離し、それらを、それぞれ２つの入力導波路における反射信号として出力することになる。なお、この技術と、２×２カプラ５０１を用いた前述の技術とは、１つの重要な点で異なる。２×２カプラの代わりに上記の経路長変化を使用することにより、２つの入力導波路の間隔ｄは、Ω／２に近似的に等しくなるように選択しなければならない。これに対して、２×２カプラを使用することにより、インタリーブされたリフレクタＡ，Ｂの２つのセットもまたｄだけ変位する限り、間隔ｄは、Ω／２の整数分の１とすることが可能である。上の考察は、出力像曲線について倍率Ｍが１であることを仮定している。任意のＭの場合は、与えられたΩおよび与えられたリフレクタ構成の寸法に対して、単に、Ｐ，Ｑの間隔をｄ／Ｍに変える。各リフレクタ要素のサイズを増大させることにより、製造を容易にするためには、倍率Ｍが１より大きいことが好ましい。またこれにより、構成は、より細かい波長分解能を有し、より多くの波長チャネルを扱うことが可能となる。
【００３４】
なお、像曲線は一般に有限の半径Ｒの円である。しかし、明らかに、上記の結果は、像曲線が直線（これは、非常に大きい半径の円とみなすことができる）であるという特殊な場合にも成り立つ。
【００３５】
以上、導波路グレーティングを用いたプレーナ型イメージング装置について説明した。より一般的には、同等のイメージング装置は、エシェルグレーティングを用いても実現可能である。エシェルグレーティングは、隣り合う要素の間の大きい経路長差によって特徴づけられる周知のタイプのグレーティングである。エシェルグレーティングは、プレーナ型イメージング装置に組み込むことも可能であり、あるいは、通常の自由空間に実現された従来のイメージング装置（おそらくは、エシェルと組み合わせてレンズや曲面リフレクタを含む）に組み込むことも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、矩形の波長伝達関数を有する低損失のインタリーバ（スライサ）が実現される。
【００３７】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】光波長ルータあるいはグレーティングの基本的な従来技術の形態を示す図である。
【図２】図１に示した波長ルータの出力スラブの図である。
【図３】図１の基本的な波長ルータの出力特性を示す図である。
【図４】図１の基本的な波長ルータの出力特性を示す図である。
【図５】波長スライサとしての、本発明の第１実施例を示す図である。
【図６】多波長入力信号が図５の波長スライサを２回通るときの個々の中心波長の経路を示す図である。
【図７】図５の波長スライサで用いられるセグメント化リフレクタの例示的構成を示す図である。
【図８】図５〜図７の波長スライサの他の応用例を示す図である。
【図９】波長フィルタとしての、本発明の実施例を示す図である。
【図１０】入力２×２カプラをイメージング装置と結合することによってサーキュレータの使用を省略する方法を示す図である。
【図１１】図９のフィルタに適用した図１０の技術を示す図である。
【図１２】本発明の波長スライサの別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１００  イメージング装置（グレーティング）
１２０  入力セクション
１２１  入力円（入力曲線）
１２２，１２３  中間曲線
１４０  出力セクション
１４１  出力円（出力像曲線）
１５０  グレーティング
１６０  光導波路アーム
１７０  入力導波路（入力ポート）
１８０  出力導波路（出力ポート）
３１０  ローブ
５００  ルータ（導波路グレーティング）
５０１  ２×２カプラ（信号コンバイナ、スプリッタ）
５０２，５０３  リフレクタ
５０４  サーキュレータ
５０５，５０６  導波路
５０７，５０８  ポート
５０９  導波路
５１４，５３０，５４０  リフレクタ構成
６０１，６０１′  サーキュレータ
６０２，６０３  スライサ
７０１  リフレクタ
８０１  ２×２デバイス
８０２，８０３  出力導波路
８０４，８０５  リフレクタ
９０１，９０２  自由空間スラブ
９０３  グレーティング
９０４  ルータ
９０５  グレーティング
９０６  スラブ
９０７  ルータ
９１０  楕円形リフレクタ
９１１  円形リフレクタ
【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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