(57)【要約】装置は、１つまたは複数の光デインターリーバを含む。各光デインターリーバは、第１の一対の光入力ポートおよび光出力ポートと、第２の一対の光入力ポートおよび光出力ポートと、１×２の光カプラとを有する光コンポーネントを含む。光コンポーネントの各光出力ポートは、１×２の光カプラの対応する光ポートに光学的に接続される。光コンポーネントは、第１の対の光ポート間を伝播する光に対する第１の光フィルタとして動作するように構築され、かつ、第２の対の光ポート間を伝播する光に対する第２の光フィルタとして動作するように構築される。第１および第２の光フィルタは、ほぼ一定の間隔でインターリーブされた通過帯域を有する。
2012521022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の光デインターリーバを備え、前記光デインターリーバの各々が、
第１の一対の光入力ポートおよび光出力ポートと、第２の一対の光入力ポートおよび光出力ポートとを有する光コンポーネントと、
１×２の光カプラとを備え、前記光コンポーネントの各光出力ポートが、前記１×２の光カプラの対応する光ポートに光学的に接続され、
前記光コンポーネントが、前記第１の対の前記光ポート間を伝播する光のための第１の光フィルタとして動作するように構築され、かつ前記第２の対の前記光ポート間を伝播する光のための第２の光フィルタとして動作するように構築され、前記第１および第２の光フィルタが、ほぼ一定の間隔でインターリーブされた通過帯域を有する、装置。
【請求項２】
前記光コンポーネントが、ＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートから、ＡＷＧ光ＭＵＸの光スター・カプラに端結合された光導波路の端のアレイまで光を伝送することができるＡＷＧ光ＭＵＸを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光コンポーネントが、前記アレイの前記光導波路の他の端から、別のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートまで光を伝送することができる別のＡＷＧ光ＭＵＸを含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記ＡＷＧ光ＭＵＸが、別の光スター・カプラおよび前記２つのスター・カプラを接続するＡＷＧを含み、前記光導波路の端の前記アレイが、前記ＡＷＧの１つの回折次数に対応する周波数帯域の約半分以下から光を受光するように、表面に配置される、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記１つまたは複数の光デインターリーバを含む光クロス・コネクトまたは光アド・ドロップ・マルチプレクサをさらに備え、前記１つまたは複数の光デインターリーバが２つの光デインターリーバを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
第１の光信号を第１の光フィルタの光入力に伝送するステップと、
第２の光信号を第２の光フィルタの光入力に伝送するステップと、
前記第１および第２の光信号の前記第１および第２の光フィルタへの伝送に応答して、前記第１および第２のフィルタによって出力された前記光信号を組み合わせるステップとを含み、
前記第１の光フィルタが、連続してインデックスを付けられた隣り合うスペクトル窓のシーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断し、かつ前記シーケンスの奇数インデックスの窓の光を伝送し、前記第２の光フィルタが、前記シーケンスの前記奇数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断し、かつ前記シーケンスの前記偶数インデックスの窓の光を伝送する、方法。
【請求項７】
前記第１の光信号が、前記シーケンスの前記奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓において零でない強度を有し、前記第２の光信号が、前記奇数インデックスのスペクトル窓のうちの前記いくつかの窓とインターリーブされた、前記偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓において零でない強度を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および前記第２の伝送するステップが、同じ、直列に鎖状連結された一対のＡＷＧ光ＭＵＸを通して前記光信号を伝送するステップを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
受光された光ビームを光強度分配器を用いて第１および第２の光ビームに強度分配するステップと、
前記第１の光ビームからシーケンスの一組の偶数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、前記シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、前記第１の光ビームをフィルタにかけるステップと、
前記第２の光ビームから前記シーケンスの前記奇数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、前記シーケンスの前記偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、前記第２の光ビームをフィルタにかけるステップとを含み、
前記偶数インデックスおよび前記奇数インデックスのスペクトル窓が、連続してインデックスを付けられた隣り合うスペクトル窓のシーケンスを形成し、前記偶数インデックスのスペクトル窓のうちの前記いくつかの窓が、前記奇数インデックスのスペクトル窓のうちの前記いくつかの窓とインターリーブされる、方法。
【請求項１０】
前記フィルタをかけるステップが、前記第１および前記第２の光ビームを、同じ、直列に鎖状連結された一対のＡＷＧ光ＭＵＸに伝送するステップを含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光インターリーバ（optical interleaver）および光デインターリーバ（optical deinterleaver）を有する装置、ならびにそのような光コンポーネントを動作させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本節は、本発明をより深く理解することを容易にするための助けとなりうる態様を紹介する。したがって、本節の記述は、この観点から読まれるべきであり、従来技術であるものまたは従来技術でないものに対する容認として理解されるべきではない。
【０００３】
波長分割多重（wavelength-division-multiplexed）（ＷＤＭ）光通信システムでは、データ転送速度（data rate）は、より多くの独立した波長チャネル（wavelength-channel）を選択された光伝送帯域（optical transmission band）の中に詰め込むことによって増加させることができる。そのようなより密な詰め込みは、より狭い波長チャネルをもたらす。より狭い波長チャネルは、よりスペクトル効率のよい変調方式（modulation format）、例えば、位相偏移変調方式（phase-shift keying format）および／または偏波多重方式（polarization multiplexing format）を用いて使用されうる。ＷＤＭシステムにおいてそのようなより狭い波長帯域（wavelength-band）を処理することは、通常、より狭い帯域通過（bandpass）を有する光フィルタ（optical filter）を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５，７４５，６１８号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
種々の実施形態が、光インターリーバおよび光デインターリーバとして機能することができる装置を提供する。いくつかのそのような実施形態では、装置は、ガウス分布の通過帯域（Gaussian passband）を近似的に有する従来の光デバイスよりも矩形の通過帯域を提供する。光インターリーバおよび光デインターリーバのいくつかのそのような実施形態は、多くの従来の光インターリーバおよび光デインターリーバより平坦な（flatter）波長依存性を有する群遅延（group delay）を生成することができる。
【０００６】
一実施形態は、１つまたは複数の光デインターリーバを含む第１の装置を特徴とする。各光デインターリーバは、第１の一対の光入力ポートおよび光出力ポートと、第２の一対の光入力ポートおよび光出力ポートと、１×２の光カプラ（optical coupler）とを有する光コンポーネントを含む。光コンポーネントの各光出力ポートは、１×２の光カプラの対応する光ポートに光学的に接続される。光コンポーネントは、第１の対の光ポート間を伝播する光に対する第１の光フィルタとして動作するように構築され、かつ、第２の対の光ポート間を伝播する光に対する第２の光フィルタとして動作するように構築される。第１および第２の光フィルタは、ほぼ一定の間隔でインターリーブされた通過帯域を有する。
【０００７】
第１の装置のいくつかの実施形態では、１×２の光カプラは、光強度分配器（optical intensity splitter）として動作することができる。
【０００８】
第１の装置のいくつかの実施形態では、光コンポーネントは、第１のＡＷＧ光ＭＵＸ（AWG optical MUX）の２つの光ポートから、第１のＡＷＧ光ＭＵＸの光スター・カプラ（optical star coupler）に端結合された（end-coupled）光導波路の端のアレイまで光を伝送することができる、第１のＡＷＧ光ＭＵＸを含む。いくつかのそのような実施形態では、光コンポーネントは、アレイの光導波路の他の端から第２のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートまで光を伝送することができる、第２のＡＷＧ光ＭＵＸを含むことができる。第１のＡＷＧ光ＭＵＸは、別の光スター・カプラと、２つの光スター・カプラを接続するＡＷＧとを含んでよく、端のアレイは、約１．５５ミクロンを、ミクロン単位のＡＷＧの光導波路の端の平均心間距離（center-to-center spacing）の２倍で除して、さらにＡＷＧの導波路の有効屈折率で除した値以下の光導波路の端に対して、最大ラジアン角を張ることができる。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１の装置は、１つまたは複数の光デインターリーバを含む光クロス・コネクト（optical cross connect）または光アド・ドロップ・マルチプレクサ（optical add drop multiplexer）を含む。１つまたは複数の光デインターリーバは、２つの光デインターリーバを含む。いくつかのそのような実施形態では、装置は、多スパン（multi-span）光ファイバ伝送線を含み、線は、光クロス・コネクトまたは光アド・ドロップ・マルチプレクサを含む。
【００１０】
別の実施形態は、２つの光ポートに結合された光ポートのアレイを含む第１のＡＷＧ光ＭＵＸと、２つの光ポートに結合された光ポートのアレイを含む第２のＡＷＧ光ＭＵＸとを含む第２の装置を特徴とする。第１および第２のＡＷＧ光ＭＵＸのアレイの光ポートは、１対１の方式で接続される。また、第２の装置は、第１のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの一方と接続された第１の光ポートを有し、かつ、第１のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの他方と接続された第２の光ポートを有する、２×１の光カプラを含む。
【００１１】
第２の装置のいくつかの実施形態では、第１および第２のＡＷＧ光ＭＵＸは、第２のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの第１のポートと第１のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの第１のポートとの間を伝播する光に対する通過帯域が、第２のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの第２のポートと第１のＡＷＧ光ＭＵＸの２つの光ポートのうちの第２のポートとの間を伝播する光に対する通過帯域の間でインターリーブするように接続される。
【００１２】
いくつかの実施形態では、第２の装置は、第１のＡＷＧ光ＭＵＸと、第２のＡＷＧ光ＭＵＸと、２×１の光カプラとを含む光クロス・コネクトまたは光アド・ドロップ・マルチプレクサを含む。第２の装置は、多スパン光ファイバ伝送線を含んでよく、多スパン光伝送ファイバ線は、光クロス・コネクトまたは光アド・ドロップ・マルチプレクサを含む。
【００１３】
別の実施形態は、第１の光信号を第１の光フィルタの光入力に伝送するステップと、第２の光信号を第２の光フィルタの光入力に伝送するステップと、第１および第２の光信号の第１および第２のフィルタへの伝送に応答して、第１および第２のフィルタによって出力された光信号を組み合わせるステップとを含む第１の方法を特徴とする。第１の光フィルタは、連続してインデックスを付けられた隣り合うスペクトル窓のシーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断し、シーケンスの奇数インデックスの窓の光を伝送する。第２の光フィルタは、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断し、シーケンスの偶数インデックスの窓の光を伝送する。
【００１４】
第１の方法のいくつかの実施形態では、第１の光信号は、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓において、零でない強度を有し、第２の光信号は、奇数インデックスのスペクトル窓のうちのそのいくつかの窓とインターリーブされる、偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓において、零でない強度を有する。
【００１５】
第１の方法のいくつかの実施形態では、スペクトル窓は、ほぼ等しい幅を有する。
【００１６】
第１の方法のいくつかの実施形態では、第１および第２の伝送するステップは、同じ、直列に鎖状連結された（concatenated）一対のＡＷＧ光ＭＵＸを通して光信号を伝送するステップを含む。
【００１７】
別の実施形態は、受光された光ビームを光強度分配器で第１および第２の光ビームに強度分配するステップを含む第２の方法を特徴とする。また、第２の方法は、第１の光ビームからシーケンスの一組の偶数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、第１の光ビームをフィルタにかけるステップを含む。第２の方法は、第２の光ビームからシーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、シーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、第２の光ビームをフィルタにかけるステップを含む。偶数インデックスおよび奇数インデックスのスペクトル窓は、連続してインデックスを付けられた隣り合うスペクトル窓のシーケンスを形成する。偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓は、奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓とインターリーブされる。
【００１８】
強度分配するステップは、受光された光ビームを、光強度分配器で第１および第２の光ビームに分配する。また、第２の方法は、第１の光ビームから一組の偶数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、第１の光ビームをフィルタにかけるステップと、第２の光ビームから奇数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓の光を通過させるために、第２の光ビームをフィルタにかけるステップとを含む。偶数インデックスおよび奇数インデックスのスペクトル窓は、連続してインデックスを付けられたスペクトル窓のシーケンスを形成し、偶数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓は、奇数インデックスのスペクトル窓のうちのいくつかの窓とインターリーブされる。
【００１９】
第１の方法のいくつかの実施形態では、スペクトル窓のうちの異なる窓は、ほぼ同じ周波数幅を有し、すなわち、ほぼ同じ波長幅を有する。
【００２０】
第１の方法のいくつかの実施形態では、フィルタをかけるステップは、第１および第２の光ビームを、同じ、直列に鎖状連結された一対のＡＷＧ光ＭＵＸに伝送するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】光インターリーバおよび光デインターリーバを概略的に示すブロック図である。
【図２】図１の光インターリーバおよび光デインターリーバの一例として、第１の有効光フィルタの光強度応答をａ部に、かつ第２の有効光フィルタの光強度応答をｂ部に定性的に示す図である。
【図３】図１の光インターリーバおよび光デインターリーバの別の例として、第１の有効光フィルタの光強度応答をａ部に、かつ第２の有効光フィルタの光強度応答をｂ部に、定性的に示す図である。
【図４】図１の光インターリーバおよび光デインターリーバのアレイ導波路回折格子（array waveguide grating）（ＡＷＧ）の一例を示すブロック図である。
【図５Ａ】図４に示す光コンポーネントに対するＡＷＧマルチプレクサ（ＭＵＸ）の一例を示すブロック図である。
【図５Ｂ】図４に示す光コンポーネントに対するＡＷＧマルチプレクサ（ＭＵＸ）の別の例を示すブロック図である。
【図５Ｃ】図４および図５Ａ〜図５Ｂの光コンポーネントにおける、光スター・カプラおよびＡＷＧの光導波路の端部の端結合面、ならびに光導波路に接続されたＡＷＧ光レンズのための構造を示す上面図である。
【図６】図５ａおよび／または図５ｂにおける、ＡＷＧ光レンズの光導波路の端のアレイにおける、ＡＷＧ回折格子からの光の潜在的な強度分布を定性的に示す図である。
【図７】例えば、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｂの装置を用いて、光インターリービングを実施する方法を示す流れ図である。
【図８】例えば、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｂの装置を用いて、光デインターリービングを実施する方法を示す流れ図である。
【図９】例えば、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｂに示す１つまたは複数の光インターリーバを含む、２つの光インターリーバを含む光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）の一実施形態のブロック図である。
【図１０】例えば、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｂに示すような１つ、２つ、またはそれ以上の光インターリーバを含む、４つの光インターリーバを含む光クロス・コネクト（optical cross-connect）（ＯＸＣ）の一実施形態のブロック図である。
【図１１】例えば、図９および／または図１０に示すように、図１、図４および／または図５Ａ〜図５Ｂに示すような光インターリーバを有する送信器、ＯＡＤＭ、および／またはＯＸＣを含む多スパン光ファイバ通信システムのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図において、いくつかのフィーチャの相対的寸法は、図中の装置をより分かりやすく示すために、誇張されている可能性がある。
【００２３】
図において、同じ参照番号および記号は、同じ形状および／または機能を有する要素およびフィーチャを示す。
【００２４】
本明細書では、種々の実施形態が、図面および例示的実施形態の詳細な説明によって、より完全に説明される。それでもなお、本発明は、種々の形態で具現されてよく、概要、図面および例示的実施形態の詳細な説明において説明される特定の実施形態に限定されるものではない。
【００２５】
図１は、光インターリービングまたは光デインターリービングを実施するための光学装置１０を、概略的に示す。装置１０は、光コンポーネント１２および２×１または１×２の光カプラ１４を含む。光コンポーネント１２は、例えば受動光素子である、光ポート１６、２０を有する第１の光フィルタ、および光ポート１８、２２を有する第２の光フィルタとして動作する。光コンポーネント１２では、第１および第２の光フィルタは、同じ物理的構造、例えば平面集積化光学構造のうちのいくつかを共有してよい。各光フィルタの一方の光ポート２０、２２は、光導波路（ＯＷ）を介して、２×１または１×２の光カプラ１４の対をなす光ポートの対応するポートに接続する。２×１または１×２の光カプラは、対をなさない光ポート２４で受光された光強度の一部、例えば、光コンポーネント１２の光ポート２０、２２に接続する、対をなす光ポートのそれぞれに対して約５０％、を伝送することができる光強度分配器であってよい。
【００２６】
いくつかの実施形態では、図１の装置１０は、平面集積化光デバイスとして製作されてよい。
【００２７】
光コンポーネント１２では、第１および第２の光フィルタは、周波数において周期的またはほぼ周期的である光通過帯域を有する。加えて、第１および第２の光フィルタの通過帯域は、周波数においてインターリーブされる。
【００２８】
第１および第２の光フィルタの実施形態の例示的光応答が、図２のａ部およびｂ部によって、ならびに図３のａ部およびｂ部によって、それぞれ定性的に示される。
【００２９】
各光フィルタでは、帯域通過の領域ＢＰは、ほぼ同じ周波数または波長の幅を有してよく、ほぼ一定の周波数または波長の間隔であってよく、例えば、均等な幅と周期的間隔とを有してよい。
【００３０】
各光フィルタでは、帯域通過の領域ＢＰは、完全な周波数デューティ・サイクル、または部分的な周波数デューティ・サイクルのいずれかを有することができる。光フィルタが完全なデューティ・サイクルを有する実施形態では、２つの光フィルタのスペクトル応答の合計は、例えば図２に示すように、各光フィルタに対する複数の帯域通過の領域ＢＰを含む、切れ目のない周波数間隔を実質的にカバーすることができる。光フィルタの一方または両方が部分的デューティ・サイクルを有する実施形態では、２つの光フィルタのスペクトル応答の合計は、例えば図３に示すように、２つの光フィルタの隣り合うスペクトル帯域通過の領域の間にかなりの隙間を含んでよい。また、第１の光フィルタおよび第２の光フィルタのスペクトル応答における帯域通過の領域ＢＰの負荷時間率（percentage duty cycle）は、同じであってよく、または異なってよい。
【００３１】
第１の光フィルタは、第２の光フィルタが光を有意に伝送することはないスペクトル領域でのみ、光を有意に伝送し、それにより、第１および第２の光フィルタの帯域通過の領域ＢＰは、周波数においてインターリーブされる。すなわち、第１の光フィルタはシーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓で、かつ、第２の光フィルタはシーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓で、それぞれ光を伝送し、ここで、シーケンスは、連続して整数のインデックスを付けられた隣り合うスペクトル窓のシーケンスである。
【００３２】
２×１または１×２の光カプラ１４は、光ポート２０、２２から受光された光を光学的に組み合わせて、光ポート２４において、光カプラ１４から単一の光ビームを生成し、例えば、光コンバイナ（optical combiner）１４は、前記受光した光を受動的に同時に組み合わせる。組み合わせる周波数は、光ポート１６および１８に入力された光信号ストリームが、第１および第２の光フィルタそれぞれの光通過帯域と整列された波長チャネルを含むならば、光ポート２４から出力された光ビームの中で、光ポート１６および１８に入力された光信号ストリームをインターリーブする。
【００３３】
同様に、装置１０は、２×１または１×２の光カプラ１４の光ポート２４に入力される光を、光学的にデインターリーブする。とりわけ、装置１０は、第１の光フィルタの通過帯域内の入力光を光ポート１６に伝送し、第２の光フィルタの通過帯域内の入力光を光ポート１８に伝送する。したがって、光フィルタの通過帯域が、上で説明したように、連続して交互にインデックスを付けられる（inter-indexed）ならば、装置１０は、奇数インデックスの通過帯域の入力光を光ポート１６に伝送し、偶数インデックスの通過帯域の入力光を光ポート１８に伝送する。
【００３４】
上の説明から、装置１０が、光デインターリーバまたは光インターリーバのいずれかとして動作されうることは、当業者には明らかであろう。本明細書では、光デインターリーバは、光インターリーバとしても機能することができるものと考えられている。したがって、光インターリーバおよび光デインターリーバの呼称は、同じ意味で使用され、同じコンポーネントを指すことができる。
【００３５】
図４は、図１に示す装置１０の例示的一実施形態１０Ａを示す。装置１０Ａは、２×１または１×２の光強度カプラ１２、および光コンポーネント１２Ａを含む。光コンポーネント１２Ａは、光ポート１６、２０を有する第１の光フィルタ、および光ポート１８、２２を有する第２の光フィルタとして機能する構造を含む。光コンポーネント１２Ａは、第１のＡＷＧ光マルチプレクサ（ＭＵＸ）２６と、第２のＡＷＧ光マルチプレクサ（ＭＵＸ）２８と、ＡＷＧ光「レンズ」３０とを含む。ここで、表現「レンズ」は、等しいかまたはほぼ等しい光路長（optical path length）の光導波路のアレイを用いて、光場分布（optical field distribution）を１つの場所から別の場所に移送する光コンポーネントを指す。
【００３６】
図５Ａおよび図５Ｂは、ＡＷＧ光レンズ３０およびＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８の末端部（end-parts）を示す。ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれは、第１および第２の光スター・カプラ（ＯＳＣ）ならびにＭ個の光導波路を有するＡＷＧを含む。ＡＷＧのＭ個の光導波路は、一方のＯＳＣの入力面を、同じＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８内の他方の光スター・カプラＯＳＣの出力面に接続する。ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれは、ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれの一方の側面上の一対の外部光ポート（１６、１８）または（２０、２２）と、ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれの他方の側面上のＮ個の光ポートのアレイとの間に光を経路設定する。
【００３７】
ＡＷＧ光レンズ３０は、例えば、等しいかまたはほぼ等しい光路長（optical length）のＮ個の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮを有する。各光導波路は、第１のＡＷＧ光ＭＵＸ２６のＮ個の外部光ポートのアレイの対応する光ポートを、第２のＡＷＧ光ＭＵＸ２８の一組のＮ個の外部光ポートの対応するポートに接続する。
【００３８】
ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれにおいて、一対の光ポート１６、１８または２０、２２は、第１のＯＳＣの円筒面の一部の上にあり、第１のＯＳＣを介して、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの第１の端に光学的に結合される。Ｎ個の光ポートＯ１、．．．、ＯＮまたはＯ’１、．．．、Ｏ’Ｎのアレイは、第２のＯＳＣの円筒面上にあり、第２のＯＳＣを介して、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの第２の端に光学的に結合される。
【００３９】
ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれにおいて、ＡＷＧの横方向に隣り合う光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭは、長さすなわち光路長において約ΔＬだけ異なり、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの光路長は、ＡＷＧの一方の側面からＡＷＧの他方の側面まで、直線的に増加する。ＡＷＧの横方向に隣り合う光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの間の、一定の長さすなわち光路長の増加量ΔＬは、ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８が周波数の周期的性質を有することをもたらし、周波数の周期性または自由スペクトル領域（ＦＳＲ）は、
ＦＳＲ＝Ｖｅｆｆ／ΔＬ
を満足する。ここで、Ｖｅｆｆは、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭ内の光の有効伝播速度である。
【００４０】
ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のＦＳＲは、光インターリーバおよび光デインターリーバ１０Ａ内の第１および第２の光フィルタの近似的な周波数の周期性を定義する。とりわけ、ＦＳＲはまた、光ポート対（１６、２０）に対応する第１の光フィルタおよび光ポート対（１８、２２）に対応する第２の光フィルタそれぞれの光応答の、周波数の周期性およびインターリービング周期である。また、第１および第２の光フィルタが完全なデューティ・サイクルを有する実施形態では、それらのデューティ・サイクルは、典型的にはＦＳＲ／２となる。したがって、ＡＷＧに対するΔＬの値は、図４の装置１０Ａにおける、周波数の帯域通過幅の上側の値、および周波数インターリービング周期の値を確定する。
【００４１】
ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のそれぞれにおいて、外部光ポート、すなわち（１６、１８）の対または（２０、２２）の対は、第１のＯＳＣの円筒面上に配置され、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端は、第２のＯＳＣの円筒面上に配置される。第１のＯＳＣは、外部光ポート１６、１８、２０、２２を、ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８におけるＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの第１の端のアレイに、光学的に結合する。第２のＯＳＣは、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端のアレイを、ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８におけるＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの第２の端のアレイに、光学的に結合する。
【００４２】
第１のＯＳＣでは、外部光ポート（１６、１８）の対および（２０、２２）の対のそれぞれは、同じＯＳＣの接面（facing surface）上にあるＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの端に関して、角度αを張る。小さな値に対して、角度αは、典型的には、約λ／［２ａ］ラジアン以下、または約λ／［２ａ・ｎ］ラジアン以下のいずれかであるべきである。ここで、λは、インターリーブされるかまたはデインターリーバされる光の中心波長であり、「ａ」は、光スター・カプラＯＳＣの球状面との交差における、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの間の心間距離に等しいかほぼ等しく、ｎは、光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの有効屈折率である。
【００４３】
第２のＯＳＣでは、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端のアレイは、典型的には、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの端において、約λ／［２ａ］以下、または約λ／［２ａ・ｎ］以下のいずれかである、角度α’を張る。小さな角度に対して、ｂＮ≦Ｌλ／［２ａ］、またはｂＮ≦Ｌλ／［２ａ・ｎ］であり、ここで、「ｂ」は、第２のＯＳＣの表面におけるＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端の心間距離であり、Ｎは、前記光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの数である。張られた角度α’は、装置１０Ａが光デインターリーバおよび光インターリーバとして機能する波長帯域において、例えば、光遠隔通信Ｃ帯域および／または光遠隔通信Ｆ帯域を超える、約１．５５ミクロンの光波長において、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭからの光によって生成された、一次の回折ピークの角度幅の約１／２以下を、ＡＷＧ光レンズ３０が捕獲することを確実にするのに適しているべきである。
【００４４】
図６は、回折格子のアーム（grating arm）が外部光ポート１６、１８、２０または２２のうちの１ポートから照明されるとき、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端のアレイにおいて、ＡＷＧからの光によって形成される可能性のある回折パターンにおける光強度を定性的に示す。回折パターンは、一次の回折ピークＰＤＰと、二次の回折ピークＳＤＰと、一次の回折ピークＰＤＰと二次の回折ピークＳＤＰそれぞれとの間の光強度極小値ＬＩＭとを有する。ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端は、弧長ＡＬの第２のＯＳＣの円筒面に沿って配置され、ここで、ＡＬは、前記円筒面上のＬＩＭの間の弧の距離の約半分以下である。ＬＩＭ間の距離は波長ＦＳＲに相当するので、適切な単位において、ＡＬ≦ＦＳＲ／２である。そのような相対的配置（configuration）に対して、ＡＷＧからの光の一次の回折次数の周波数または波長の広がりの約半分以下だけが、ＡＷＧ光レンズ３０によって捕獲される。そのため、ＡＷＧ光レンズ３０は、その周波数または波長の幅が、ＡＷＧの適切な自由スペクトル領域ＦＳＲの約半分以下である通過帯域の中の光を受光する。すなわち、張られた角度α’は、光コンポーネント１２Ａの中の第１および第２の光フィルタの通過帯域の領域ＰＢの幅を確定し、α’は、前記光フィルタの通過帯域の領域のインターリービングをもたらすように選択される。
【００４５】
ＡＷＧ光ＭＵＸ２６、２８のいくつかの実施形態では、ＯＳＣの円筒状の結合面と、ＡＷＧの光導波路（ＯＷ）の端と、ＡＷＧ光レンズ３０とが、図５Ｃに示すようにパターン化されてよい。パターン化するステップは、ＯＳＣの前記円筒状の結合面に近い領域において、隣り合う光導波路ＯＷの端部の間に交差接続する環状フィーチャ（annular feature）（ＡＦ）のアレイを形成するステップを含む。各ＡＦは、隣り合うＯＳＣからの距離が離れるにつれて直線的に減少する厚さを有するように構築されてよい。アレイは、５〜２０のそのような環状フィーチャＡＦを有してよく、そのような環状フィーチャＡＦの厚さは、そのようなアレイにわたって２〜５倍で変化してよい。交差接続する環状フィーチャＡＦのそのようなアレイは、光導波路ＯＷの端の間の相互結合を、断熱的に増加させることができ、それゆえ、光コンポーネント１２Ａにおける光フィルタの光学的挿入損失を低減する。
【００４６】
ＡＷＧの光導波路の端部とＡＷＧ構造との間のそのような相互結合を製作する構造および方法は、例えば、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第５，７４５，６１８号明細書に記載されている。この米国特許の構造および方法は、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示す装置１０Ａにおける、ＯＳＣと、ＡＷＧの光導波路と、ＡＷＧ光レンズ３０との円筒状の結合面をパターン化するために使用されてよい。
【００４７】
図４および図５Ａ〜図５Ｂを参照すると、２×１の光強度カプラ１２および光コンポーネント１２Ａは、例えばドープされた、および非ドープの平面集積化光学的石英ガラスとして製作されてよい。そのような一実施形態では、光導波路およびＯＳＣの光コア層は約６ミクロンの厚さを有し、光導波路は約５．８ミクロンの幅を有し、光コア対光クラッドの屈折率差（optical core-to-cladding index contrast）は約０．８％である。いくつかのそのような実施形態では、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの端は約１０ミクロンの心間間隔（center-to-center separation）、すなわちパラメータ「ａ」を有し、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端は約１１ミクロンの心間間隔、すなわちパラメータ「ｂ」を有し、ＡＷＧは約１４の光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭ、すなわちＭ＝１４を有し、ＡＷＧ光レンズ３０は約７の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮ、すなわちＮ＝７を有し、第１のＯＳＣは約７９０ミクロンの長さおよび円筒形結合面半径を有し、第２のＯＳＣは約１５３０ミクロンの長さおよび円筒形結合面半径を有する。光フィルタ応答における過度のリップルを避けるために、ＡＷＧの光導波路ＯＷ１、．．．、ＯＷＭの端は、ＡＷＧ光レンズ３０の光導波路Ｏ１、．．．、ＯＮの端において、約λ／ｂラジアン未満、または約λ／［ｂ・ｎ］ラジアン未満の角度を張ることが好ましい。
【００４８】
図７は、例えば、図１、図４および図５Ａ〜図５Ｂの装置１０、１０Ａを使用する光インターリービングの方法４０を示す。
【００４９】
方法４０は、第１の光信号を第１の光フィルタの光入力、例えば、図１および図４に示す装置１０、１０Ａの光ポート１６に伝送するステップ（ステップ４２）を含む。第１の光信号は、シーケンスの少なくともいくつかの奇数インデックスのスペクトル窓において零でない強度を有し、シーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓においてほぼ零の強度を有してよく、または有さなくてよい。第１の光フィルタは、一組の奇数インデックスのスペクトル窓で受光された光を十分に伝送し、一組の偶数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断する。種々の実施形態では、シーケンスのスペクトル窓は、ほぼ同じ幅を有してよく、または有さなくてよい。
【００５０】
ここで、シーケンスのスペクトル窓は、連続した整数のシーケンスで連続してインデックスを付けられ、インデックス付けする整数は、スペクトル窓の中心波長につれて単調に増加する。また、スペクトル窓のうちの隣り合う窓は、実質的に重なり合うことはなく、それにより、偶数インデックスのスペクトル窓は、奇数インデックスのスペクトル窓の間にインターリーブされる。
【００５１】
方法４０は、第２の光信号を第２の光フィルタの光入力、例えば、図１および図４に示す装置１０、１０Ａの光ポート１８に伝送するステップ（ステップ４４）を含む。第２の光フィルタは、シーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓で受光された光を十分に伝送し、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断する。第２の光信号は、少なくともいくつかの偶数インデックスのスペクトル窓の中に零でない強度を有し、奇数インデックスのスペクトル窓の中にほぼ零の強度を有してよく、または有さなくてよい。
【００５２】
方法４０は、ステップ４２および４４で、第１および第２の光信号を第１および第２の光フィルタに伝送するステップに応答して、第１および第２の光フィルタによって出力された光信号の強度を組み合わせるステップ（ステップ４６）を含む。組み合わせるステップ４６は、例えば、図１および図４に示す装置１０、１０Ａの２×１または１×２の光カプラ１４によって実施されてよい。第１の光フィルタは、第２の光フィルタが光を出力するスペクトル窓とインターリーブされているスペクトル窓の光だけを十分に出力するので、組み合わせるステップ４６は、第１の光信号の周波数部分が第２の光信号の周波数部分と光学的にインターリーブされて組み合わされた光ビームを生成する。
【００５３】
図８は、例えば、図１および図４の装置１０、１０Ａを用いて光学的デインターリービングを実施する方法５０を示す。
【００５４】
方法５０は、光強度分配器を用いて、受光された光ビームを第１および第２の光ビームに、光学的に強度分配するステップ（ステップ５２）を含む。例えば、光学的に強度分配するステップ５２は、図１および図４に示す２×１の光カプラ１４の光ポート２４において、分配されるべき光ビームを受光するステップを含んでよい。
【００５５】
方法５０は、スペクトル窓のシーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の光を十分に伝送するために、光強度を分配するステップ５２からの第１の光ビームをフィルタにかけるステップ（ステップ５４）を含む。フィルタにかけるステップ５４は、偶数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ除去するかまたは遮断し、奇数インデックスのスペクトル窓の光を十分に伝送する光フィルタを通して第１の光ビームを通過させるステップを含む。例えば、この光フィルタは、図１および図４に示すような光ポート１６、２０を有する第１の光フィルタであってよい。
【００５６】
上述のように、スペクトル窓は、連続した整数のシーケンスによって連続してインデックスを付けられ、インデックス付けする整数は、スペクトル窓の中心波長につれて単調に増加する。また、スペクトル窓のうちの隣り合う窓は、実質的に重なり合うことはなく、それにより、偶数インデックスのスペクトル窓は、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の間にインターリーブされる。
【００５７】
方法５０は、シーケンスの奇数インデックスのスペクトル窓の光を除去し、シーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓の光を十分に伝送するために、光強度を分配するステップ５２からの第２の光ビームをフィルタにかけるステップ（ステップ５６）を含む。フィルタにかけるステップ５６は、奇数インデックスのスペクトル窓の光をほぼ遮断するかまたは除去し、シーケンスの偶数インデックスのスペクトル窓の光を十分に伝送する別の光フィルタを通して第２の光ビームを通過させるステップを含む。例えば、この他の光フィルタは、図１および図４に示すような光ポート１８、２２を有する第２の光フィルタであってよい。
【００５８】
方法５０では、フィルタのステップ５４は、周波数をデインターリーブされる光ビームのうちの一方を生成し、フィルタをかけるステップ５６は、周波数をデインターリーブされる光ビームのうちの他方を生成する。
【００５９】
図９は、光デインターリーバ６２および光インターリーバ６４を含む光アド・ドロップ・マルチプレクサ（ＯＡＤＭ）６０の一例を示し、例えば、前記コンポーネントのいずれかまたは両方は、図１および図４の装置１０、１０Ａであってよい。光デインターリーバ６２は、２Ｎの隣り合う波長チャネルをＯＡＤＭ  ６０に伝送する第１の光伝送ファイバ６６の終端（termination end）に、光学的に接続する。光デインターリーバ６２は、受光された奇数インデックスの光波長チャネルを、光導波路６８を介してローカル・ノード（ＬＮ）にドロップし、受光された偶数インデックスの光波長チャネルを、別の光導波路７０を介して光インターリーバ６４に伝送する。光インターリーバ６４は、２Ｎの隣り合う波長チャネルをＯＡＤＭ  ６０から受光する第２の光伝送ファイバ７２の始端（initial end）に接続する。光インターリーバ６４は、奇数インデックスの波長チャネルの光を、ローカル・ノードＬＮから光導波路７４を介して受光し、受光された偶数インデックスおよび奇数インデックスの光波長チャネルの光を、第２の光伝送ファイバ７２に伝送する。したがって、ＯＡＤＭ  ６０は、入力光伝送ファイバ６６からの奇数インデックスの波長チャネルをローカル・ノードＬＮにドロップし、ローカル・ノードＬＮからの奇数インデックスの波長チャネルを第２の光伝送ファイバ７２に加え、同時に、第１の光伝送ファイバ６６からの偶数インデックスの波長チャネルを第２の光伝送ファイバ７２に伝送する。
【００６０】
図１０は、上方の光伝送ファイバ８２ａ、８２ｂと下方の光伝送ファイバ８４ａ、８４ｂとの間の光クロス・コネクト（ＯＸＣ）８０の一例を示す。ＯＸＣ  ８０は、光デインターリーバ８６、８６’および光インターリーバ８８、８８’を含み、例えば、これらの光コンポーネントの１つ、２つ、３つまたはすべては、図１および図４に示す装置１０、１０Ａであってよい。
【００６１】
各光デインターリーバ８６、８６’は、光伝送ファイバ（８２ａ、８２ｂ）または（８４ａ、８４ｂ）の最初の部分８２ａ、８４ａから、連続した光波長チャネルのシーケンスの光を受光する。光デインターリーバ８６、８６’のそれぞれは、受光した偶数インデックスの光波長チャネルの光を、対応する光インターリーバ８８、８８’に送り、それにより、前記光は、同じ光伝送ファイバ（８２ａ、８２ｂ）または（８４ａ、８４ｂ）の第２の部分８２ｂ、８４ｂに伝送される。光デインターリーバ８６、８６’のそれぞれは、奇数インデックスの光波長チャネルの光を、対応していない光インターリーバ８８’、８８に送り、それにより、前記光は、交差した光伝送ファイバ（８４ａ、８４ｂ）または（８２ａ、８２ｂ）の第２の部分に伝送される。受光した光のこれらの転送は、光導波路ＯＷを介して発生し、光増幅および／または光分散補償を含む全光学的信号処理を含んでよい。
【００６２】
光インターリーバ８８、８８’のそれぞれは、光デインターリーバ８６、８６’の両方からの光を、光導波路ＯＷのうちの２本を介して受光する。光インターリーバ８８、８８’のそれぞれは、それらに光学的に接続された光伝送ファイバ（８４ａ、８４ｂ）または（８２ａ、８２ｂ）の第２の部分８２ｂ、８４ｂに、受光した光を伝送する。
【００６３】
上で説明した理由のために、ＯＸＣは、上方の光伝送ファイバ（８２ａ、８２ｂ）と下方の光伝送ファイバ（８４ａ、８４ｂ）との間で、奇数インデックスの光波長チャネルの光を入れ替えるように構成される。
【００６４】
図１１は、１つまたは複数のＯＡＤＭおよび／またはＯＸＣ、例えば図９に示されているＯＡＤＭ  ６０および／または図１０に示されているＯＸＣ  ８０を含む光通信システム９０の一例を示している。光通信システム９０は、光データ送信器９２、光データ受信器９４および光ファイバ伝送線９６を含む。
【００６５】
光データ送信器９２は、１つまたは複数の光送信器９２Ａ、９２Ｂを含む。複数の、１つまたは複数の光送信器９２Ａ、９２Ｂを有する実施形態では、光送信器９２は、光送信器９２Ａ、９２Ｂからの光データ・ストリーム、例えば異なる波長チャネルのデータ・ストリーム、を組み合わせるための光コンバイナを含んでよい。光コンバイナは、光送信器９２Ａからのシーケンスの偶数の波長チャネルの光を、光送信器９２Ｂからのシーケンスの奇数の波長チャネルの光とインターリーブするために、図１に示す装置１０を含んでよい。
【００６６】
光ファイバ伝送線９６は、光データ送信器９２を光データ受信器９４に光学的に接続する光伝送ファイバのＰ個のスパンＳＰ１、．．．、ＳＰｉ、．．．、ＳＰｋ、．．．、ＳＰｐのシーケンスを有する。光伝送ファイバのスパンＳＰｉ、．．．、ＳＰｐは、例えば、光増幅および／または光分散補償、他を実施することができる全光学的処理モジュールＯＰＭ１、．．．、ＯＰＭｉ、．．．、ＯＰＭｋ、．．．、ＯＰＭｐによって端結合される。また、１つまたは複数の全光学的処理モジュールＯＰＭｉ、ＯＰＭiは、ＯＡＤＭまたはＯＸＣとして機能し、それにより、波長チャネルをローカル・ノードＬＮもしくは他の光ファイバ伝送線９８にドロップすること、およびローカル・ノードＬＮもしくは他の光ファイバ伝送線９８からの光波長チャネルを光ファイバ伝送線９６に加えることを支援する。そのような全光学的処理モジュールＯＰＭｉ、ＯＰＭｋは、図９のＯＡＤＭ  ６０および／または図１０のＯＸＣ  ８０を含んでよい。
【００６７】
本発明は、説明、図面および特許請求の範囲を踏まえれば当業者には明らかになるであろう他の実施形態を含むことが意図されている。
【図１】
2012521022.tif 000003
【図２】
2012521022.tif 000004
【図３】
2012521022.tif 000005
【図４】
2012521022.tif 000006
【図５Ａ】
2012521022.tif 000007
【図５Ｂ】
2012521022.tif 000008
【図５Ｃ】
2012521022.tif 000009
【図６】
2012521022.tif 000010
【図７】
2012521022.tif 000011
【図８】
2012521022.tif 000012
【図９】
2012521022.tif 000013
【図１０】
2012521022.tif 000014
【図１１】
2012521022.tif 000015
【国際調査報告】
2012521022.tif 000016
2012521022.tif 000017