(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さが不等なＭ本の導波管で接続された入力および出力Ｎ×Ｍ型スターカプラを備える導波管格子ルータ（ＷＧＲ）であって、該入力カプラは、それぞれＮ個の等間隔に離間した波長を有する入力信号を受信するためのＮ個の等間隔に離間した入力ポートを備えており、
該導波管格子ルータ（ＷＧＲ）は周期的格子応答を持っており、該出力カプラは、均一に離間していないＮ個の出力ポートを有し、該出力ポートは、中心入力ポートによって分散されたＮ個の波長のＮ個の像によって定義される位置から最大角偏差δθmaxoutの約２分の１だけシフトされており、δθmaxoutが、定義通りの出力ポートの位置と、前記ポートに収束することが予想されるＮ個の波長のＮ個の像の位置との最大角偏差であることを特徴とする導波管格子ルータ（ＷＧＲ）。
【請求項２】
各出力ポートの中心軸が、前記Ｎ個の入力ポートの各々から送信された出力信号の分布の中央に位置していることを特徴とする請求項１に記載のＷＧＲ。
【請求項３】
各出力ポートの中心軸が、前記Ｎ個の入力ポートの任意のポートから分散した任意の波長の最も低い波長信号伝達係数を最大化するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のＷＧＲ。
【請求項４】
前記Ｎ個の出力ポートのうち１または複数の出力ポートで発生する１または複数の波長が、それぞれ異なる回折次数の波長であることを特徴とする請求項１に記載のＷＧＲ。
【請求項５】
前記入力信号がＮ個の周波数を有しているとき、前記出力カプラの互いに隣接する出力ポート間の間隔が、中心ポートから非対称的かつ非線形的に変化していることを特徴とする請求項１に記載のＷＧＲ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導波管格子ルータ（ＷＧＲ）に関し、詳しくは、多数のＮ個の入力および出力ポートを有するＷＧＲに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
大規模Ｎ×Ｎ型導波管格子ルータ（ＷＧＲ）は、大規模な光学的交差接続を実現する優れたソリューションである。このようなＷＧＲは、完全に受動的な素子であり、１組のＮ個の光チャネルに対して完全に非閉そく的な接続が行なえる。［１−５］（本明細書では、添付書類の資料リスト内の位置を識別できるように、別の書類の引用が、角括弧内の番号で示されている。）
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、格子特有の回折特性があることから、各制約によってＮ×Ｎ型ＷＧＲのサイズが限定されている。また、ＷＧＲが、周波数において等間隔な交差接続チャネル［４、６］に対して設計されている場合、波長が等間隔である場合とは対照的に、さらに多くの厳しい制限が発生する。
【０００４】
光学系で使用される波長数が絶えず増加し続けていることから、光学的な交差接続に用いられるＮ×Ｎ型ＷＧＲのサイズを拡大する必要性は引き続き生じている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、格子特有の回折特性により、格子が作動する回折次数ｍにＮが近づくと、一般に、Ｎの大きさが制限されることが確認された。そこで、周波数または波長において等間隔のチャネルに対して、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲ素子のＮを最大化する技法を開発した。波長が等間隔の場合について言えば、ＷＧＲの出力ポートの間隔に適正な変更を加えることによって、かつ／または、チャネル波長に若干の補正を加えることによって、Ｎの値を大きくしている。
【０００６】
さらに詳しく言えば、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲのＮは、最初の均一に離間した位置からシフトしたＮ個の出力ポートを有する出力カプラを用いることによって、Ｎ個の等間隔に離間した波長を有する入力信号に対して最大化することができる。また、Ｎ個の波長または周波数を有する入力信号と共に用いられる別の実施例では、間隔が不等なＮ個の波長または周波数を用いることによって、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲのＮを最大化することができる。Ｎ個の波長または周波数を有する入力信号と共に用いられるさらに別の実施例では、Ｎ個の入力ポートの任意のポートからＮ個の波長または周波数のうち少なくとも１の最も低い信号伝達係数が最大になるように離間されたＮ個の出力ポートを有する出力カプラを用いることにより、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲのＮが最大となる。
【０００７】
以下の説明では、異なる図の中の同一の要素符合は、同一の要素を表している。さらに、この要素符合について、最初の数字は、その要素が最初に配置された図を表している（例えば、１０２は、最初に図１に配置されている）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
［格子回折特性］
図１を参照しながら、長さが不等なＭ本の導波管を具備する導波管格子１０３によって接続された２つのＮ×Ｍのスターカプラ１０１および１０２から成る導波管格子ルータ（ＷＧＲ）について説明する。［１］回折格子の機能性は、Ｍ本の導波管１０３の光路長を、導波管１から導波管Ｍに線形的に増加させることによって実現できる。適正な設計を用いることにより、全入力ポート１０４が、同一の１組から成るＮ本の光チャネルを有する入力信号を受信すると、各出力ポート１０５は、異なる入力からのＮ本の異なるチャネルを受信する。これによって、Ｎ×Ｎ型の厳密な意味での非閉そく的な接続が実現する。［１、７］
【０００９】
Ｎの大きさは、まず第一に、格子の回折特性によって決まり、次に、材料屈折率のスペクトル分散によって決まる。まず初めに、回折角が小さい場合、後者（材料の屈折率のスペクトル分散）の修正項を無視することによって、波長において等間隔な入力波の２つの回折信号間の傾斜した開きが定数となる。ＷＧＲの格子と大規模な格子が同等であることにより、以下の説明では、ＷＧＲの互いに変更可能な入力（出力）ポートと、格子の入射（回折）角を使用する。これは、次の周知の関係式から求められる。
【数１】
0003733442.tif 000002
ただし、ａは格子周期、ｍは整数、θλin/outは、材料および／または導波管の波長λに対する入射角と回折角（図１を参照）である。それぞれの角度が小さく、また、同じ角度で入射する２つの隣接する波長λおよびλ´（＝λ＋Δλ）の場合、式（１）は、次のように単純化される。
【数２】
0003733442.tif 000003
ただし、Δθoutは、波長と入射角θinのいずれとも無関係である。式（１）および（２）が、周波数についてν´＝ν＋Δνで表される場合、後者は無効となる。したがって、所定の格子次数ｍの場合、ΔθoutはΔλに比例する。また、それぞれの入射角は、各θinに属する異なった組の出力角がそれぞれオーバラップするように選択することができる。ただし、出力角は、互いにΔθoutだけシフトする。したがって、図２ａおよび２ｂに示す通り、Ｎ個の各入力角で入射するＮ個の等間隔の波長に対し、１組の２Ｎ個の出力角の範囲にしか及ばなくなる。しかし、屈折率の波長分散の影響を入れた場合、それぞれ異なる入力角による波長のオーバラップは、正確なものとは言えない。このような波長は、次のように定義できる。
【数３】
0003733442.tif 000004
ただし、ｊ＝０、±１、±２、・・・、±Ｎ／２とする。同一の回折次数ｍであるとして、入力角θl（中心入射角θl=0を使用する場合）で入射するλjによって生じる出力角不整合は、以下のように表すことができる。
【数４】
0003733442.tif 000005
屈折率の分散を無視すると、式（４）は零になる。式（４）において、ｎｗおよびｎｆは、ＷＧＲ内の導波管および自由空間を伝わる光の屈折率を示している（図１を参照）。
【００１０】
一方、周波数（νj＝ν0＋ｊΔν）が等間隔の光チャネルの場合、式（４）は、次のように表すことができる。
【数５】
0003733442.tif 000006
ここで、δj、ioutは、屈折率の分散を無視しても零にはならない。さらに、周波数と入力角が、それぞれ中心周波数式ν0や中心入力角θ0から乖離すると、式（５）は明らかに周波数依存となり、オーバラップを悪化させる。にもかかわらず、このような乖離は、次のような関係がある限り、小さい値にとどまっている。
【数６】
0003733442.tif 000007
オーバラップの悪化は、デバイス特性の悪化にもつながる。したがって、損失およびクロストーク面で最適なパフォーマンスを優先する場合、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲの光チャネルは、波長を等間隔にしなければならない。しかし、この基本的要件は、その範囲内の周波数スパンが充分に小さい限り、周波数が等間隔なチャネル向けに設計されたデバイスに潜在したまま表には出てこない。どの程度小さいと「充分に小さい」のかは、式（６）を起点として考えた場合、次のように定量化される。
【００１１】
［ラップアラウンド制限］
前述の説明では、ＷＧＲが、一定の回折次数ｍで作動することが想定されていた。異なる回折次数を用いて入出力ポートのマッピングが得られる場合、さらに別の制約が発生する。このような状況は、Ｎ×Ｎ型ＷＧＲが、全入力ポートに対して、固有の１組のＮ個の波長または周波数で動作しなければならない場合に発生する。図２について説明すると、（ａ）ある一定の入力ポート２０１とある一定の回折次数ｍによる回折と、（ｂ）異なる入力ポート２０１、２０２、２０３と一定の回折次数ｍによる回折と、（ｃ）ある一定の入力ポート２０２と２つの異なる回折次数ｍおよびｍ−１による回折に対し、波長（左欄）と周波数（右欄）が等間隔のチャネルを対象にした従来の等価回折格子の回折が示されている。波長（左）が等間隔のチャネルの場合、均一な空間的分離２１０（したがって、出力ポート間隔が均一になる）を有する回折チャネルが発生する。逆に周波数（右）が等間隔なチャネルからは、均一に離間した回折チャネルとはならずに、（出力ポート間隔と同様に）反時計回り方向２１２に間隔が開いていく。図２ｂと図２ｃに示すように、入力ポートをシフトすることにより、回折チャネルは、Ｎ出力ポート２０４が処理する領域から部分的に外れるシフトした角度領域に分散される。例えば、図２ｂの左では、入力ポートがポート２０２から２０３または２０４にシフトすると、回折チャネルは、それぞれ、角度領域２０４から２０５または２０６にシフトする。このように、してＮ×Ｎの接続性は失われる。図２ｂの右では、入力ポートがシフトすると、周波数の間隔が等しい入力信号によって、各出力ポート２０４間の間隔と同一でない間隔を有する回折チャネル２０７および２０８が発生する。このように、周波数が等間隔の信号に対しても、Ｎ×Ｎの接続性が失われる。
【００１２】
Ｎ×Ｎの接続性の損失を回避するためには、次に高いｍ＋１と次に低いｍ−１の回折次数を使用して、いわゆる周期的格子応答またはラップアラウンドを設定する。１チャネルが出力ポート２０４が扱う角度領域の片側に逸脱するとすぐに格子周期ａを適正に選択することによって、次の回折次数がもう片側から移動し、次の回折次数において「失われた」チャネルがそのコピーで補われる。図２ｃ（左）に示すように、入力ポート２０２に入力信号が伝送されると、回折次数ｍがセクタ２０５に分散し、回折次数ｍ−１がセクタ２０７に分散する。このように、出力ポート２０４は、チャネルを回折次数ｍとｍ−１の両方から導く。
【００１３】
しかし、異なる回折次数という手段に頼ることによって、さらに別の不整合が発生する。その原因は、同じ入力ポートに入る２つの隣接したチャネル間の傾斜した開きが回折次数ｍに依存していることを明確に示している式（２）にある。したがって、同じ入力ポートを用いることによって、異なる回折次数に属する回折チャネル間のオーバラップが失われることになる。
【００１４】
波長が等間隔のチャネルの場合、Δθoutは、各回折次数内でなお一定であるが、式（４）で表される不整合は、｜ｊ−ｉ｜＞Ｎ／２が以下の式に導入された場合に、補正する必要がある。
【数７】
0003733442.tif 000008
ここで、第一近似は以下のように単純化できる。
【数８】
0003733442.tif 000009
式（８）は、一定の入力ポートから発生する全波長に対し、係数がどのように変化するかを示している。この不整合は、中心波長λ０と次に高い（符合−）または次の低い（符合＋）回折次数で回折された波長λｊとの距離とともに、線形的に増大する。ただし、屈折率の波長分散を無視することにより、ある特定のチャネルに対する不整合は、入力ポートに依存しなくなる。
【００１５】
したがって、δθoutの最大値と組み合わされた２つの出力ポート間の角度間隔の２分の１（Δθout／２）によって、波長スパンＮΔλの上限が定義され、ある一定のチャネル間隔Δλに対して、どの程度多くのチャネルを効率的に交差接続できるのかが決まる。式（８）によれば、最大角偏差δθmaxoutが最長または最短波長のとき、すなわち、ｊ＝±Ｎ／２のときに発生し、
【数９】
0003733442.tif 000010
この式に示す直前の状態を、以下の式で表すことができる。
【数１０】
0003733442.tif 000011
ここで、ｎwgは、波長のグループ指数である。すでに述べた通り、式（１０）は、使用可能な波長スパンの上限のみを示しているが、これは、実際の装置において、出力ポートの幅や、容認可能な追加的損失、およびクロストーク水準などの設計およびパフォーマンスパラメタによって、許容可能な不整合が発生するためである。
【００１６】
このようなケースの分析は、すでに述べたΔθoutが所定の回折次数ｍに対して一定でなく、また、δθj、ioutが周波数の陽関数であることから、さらに複雑になるが、周波数が等間隔なチャネルに対して、これに相当する方法を使用することができる。δθj、ioutに対して難解な式を使用せずに、周波数が等間隔なチャネルから導き出される結果について、次に図を参照しながら説明する。
【００１７】
［波長と周波数の比較例］
上の各式から、１組のＮ個の光チャネルで動作する大規模なＮ×Ｎ型ＷＧＲを、Ｎ＝４とした場合のδθj、iout／Δθoutという２つのケースで評価することにより、等間隔な波長とそうでない周波数に対して設計する理由を定めている。入力ポートｉと波長または周波数チャネルｊの両方の関数として、相対的偏差を計算する。チャネル間隔は、それぞれ、Δλ＝０．４ｎｍまたはΔν＝５０ＧＨｚである。屈折率は、スペクトル分散が重要なスペクトルレンジ全体において無視して差し支えない場合、シリカで製造された素子に対応する。
【００１８】
図３について説明すると、４１×４１型ＷＧＲの（ａ）波長または（ｂ）周波数が等間隔なチャネルに対する入力ポートｉおよび光チャネルｊの関数として計算された相対角偏差δθout／Δθoutが示されている。λ0＝１５５５ｎｍおよびΔλ＝０．４ｎｍとして、波長チャネルは、λj＝λ0−ｊΔλと定義される。また、周波数チャネルは、ν0＝ｃ／λ0およびΔν＝５０ＧＨｚとして、νj＝ν0＋ｊΔνと定義される。図３ａと図３ｂの２曲線の違いは重要である。波長が等間隔のチャネル用に設計されたＷＧＲの方が性能は高い。各単一の（ｊ、ｉ）組合せに生じる不整合だけでなく最大偏差δθmaxoutも、周波数が等間隔なチャネルの場合に比べて著しく小さくなる。
【００１９】
図３ａでは、波長において等間隔なチャネルの場合、平坦な中央領域３０１が、式（４）によって定義されている。ただし、シリコンの屈折率のごく小さい波長分散によって、ほとんどないに等しい偏差が生じている。また、異なる回折次数を用いることによって、式（８）に示すようなλ0からの偏差を増大させる線形的な増加によって特徴づけられる「ウィング」３０２および３０３が発生している。「ウィング」の偏差は、常に同じ符合を有している。この特色については、後で説明する。
【００２０】
図３ｂでは、周波数において等間隔なチャネルの場合、曲線を描いている中央領域３０４が、式（５）で定義されている。ただし、最悪の場合、等間隔な波長に対して計算されたδθmaxoutよりもさらに悪化する。図３ａと同様に、異なる回折次数を採用したことによって、「ウィング」３０５および３０６が発生しているが、この場合、振幅がはるかに高くなり、符合が逆になっている。ここで、波長が等間隔の場合、周波数が等間隔なチャネルを持つ４１×４１型ＷＧＲで実現する同一のδθmaxoutに対して、ＷＧＲを７１×７１の大きさにすることができる。
【００２１】
繰り返して述べるが、図３に示す各曲線は、出力ポート幅、容認可能な追加的損失、および許容できるクロストーク水準などの設計およびパフォーマンスパラメタによって生じる制約を考慮していない。
【００２２】
［改良］
図３ａにおいて、曲線は常に、「ウィング」での最短および最長波長に対して、プラスの値と、中央領域の〜０からδθmaxoutの〜０．２５までの偏差範囲を想定したものとなっている。このような特殊な性質があるために、出力ポートの位置をこの角度の半分だけシフトさせることにより、δθmaxoutの値を２分の１にすることができる。この結果が、図４ａに示されている。図４について説明すると、（ａ）チャネルの波長が等間隔であり出力ポートをシフトした４１×４１型ＷＧＲにおける入力ポートｉと光チャネルｊの関数として計算された相対角偏差δθout／Δθoutが示されている。図３ａと図４ａを比較すると、手続きをシフトする出力ポートによって、曲線の平坦領域の角偏差が低下するが、δθmaxoutを不変の状態のまま、δθmaxoutを２分の１にするか、または、チャネル数Ｎを２倍にすることができる。角偏差により、通常、追加的損失やクロストークが発生することから、この方法は、ＷＧＲの最も低い伝達係数を実質的に最大にし、したがって、いわゆる最悪の構成によるパフォーマンスを改善する。
【００２３】
最悪の伝達を最適化すること以外に、ＷＧＲの特性を改善するための他の規準を考慮に入れることができる。例えば、出力ポートをシフトして、各出力ポートのδθmaxoutまたはδθj、ioutの平均平方値（または他の加重平均）を最小化することによって、改善を図ることができる。ただし、これによって、必ずしも最悪の状態が完全に最適化されるとは限らない。
【００２４】
また、出力ポートをシフトさせる代わりに、Ｎ個の等間隔な波長を（間隔が完全に等間隔でなくなるように）微調整することによって、図４ａで示したものと似たような改善を図ることができる。図５に示すように、等間隔の波長を放物線状にデチューニングδλ（＜Δλ）することにより、δθmaxoutを元の値の約２分の１に最小化することができる。相対偏差δθj、iout／Δθoutが、比較のため図４ｂに示されているが、この場合の全体的パフォーマンスは若干これよりもよくなる。
【００２５】
上記の方法は、周波数が等間隔のチャネルに対して実行することも可能であるが、ごくわずかな改善しかみられない。実際に、図３ｂでは、例えば、出力ポートを均一にシフトさせても、ウィング３０５および３０６のδθj、ioutが逆の符合になっているために、あまり効果は得られない。各出力ポートが別々にシフトされた場合、これよりも良好な結果が得られるが、等間隔な周波数を微調整しても、実質的な改善はやはり得られない。
【００２６】
最後に、全入力ポートに対して同一の組のＮ個の波長または周波数を使用する状態がなくなれば、δθmaxout＝０になるように各入力ポートに対してＮ個の波長または周波数を選択することが常に可能になる。そのような場合、図２ｂを参照し、等間隔の波長に対して、Ｋ＝２Ｎとすると、１組のＫ個の波長からＮ個の波長を選択することによって、このことが実現可能なことが容易に理解できる。ここで、等間隔な周波数に対しては、Ｋ＞２Ｎとなる。
【００２７】
［具体的な実施例］
１実施例によれば、４０×４０型ＷＧＲ素子において、Δλ＝０．４ｎｍごとに等間隔な波長を有するチャネルを使用している。δθmaxoutを低くするために、前述したように、出力ポートの位置を、この角度の２分の１だけ均一にシフトさせている。この素子は、Ｎ＝４０としたとき、式（１０）をほぼ満たす回折次数ｍ＝９５で動作する。しかし、すでに述べた通り、１出力ポートがカバーする傾斜した開きによって（当然、Δθよりも小さい）、偏差δθj、ioutが厳しく制限されている。本発明者によれば、δθj、ioutが出力ポートの軸から逸脱するのは、単一の出力ポートがカバーする傾斜した開き全体の５分の１未満であるという計算結果が出ている。
【００２８】
このようなわずかな不整合は、素子の算出された伝送スペクトルによって明らかに示されている。ピーク間は、０．４ｎｍごとの間隔で完全には離間しておらず、正確な位置からわずかにずれている。最悪のチャネル不一致は、チャネル間隔の１０％未満となっており、このような不整合によって、正確な波長で１．５ｄＢ未満の追加的損失が予想される。
【００２９】
図６について説明すると、チャネルがΔλ＝０．４ｎｍずつ等間隔に離間するとともに出力ポートがシフトしている４０×４０型ＷＧＲにおいて、中心入力ポート（ｉ＝０）を基準に測定されたファイバ−ファイバ伝送スペクトルが示されている。図６ｂは、中心ポート（中央部）と最も水平方向の２ポート（最上部および下部）から得られたスペクトル同士を比較した図であり、点線で示されたグリッドは、０．４ｎｍのチャネル間隔を表している。図６ａと図６ｂにおいて、各曲線６０１は、白色光源が１入力ポートを照らしたときに４０の異なる出力ポートで得られる伝送スペクトルを表している。ピーク間の位置は、短い波長の方向へ０．８ｎｍずつ全体的にずれてはいるものの、計算結果と非常によく一致している。各ピーク地点で測定された挿入損は、４〜６ｄＢの範囲内にあり、δθj、ioutによる追加的損失は、最悪の場合でも１．５ｄＢ未満である。このように、ＷＧＲの具体的な実施例は、１組の４０波長による４０×４０の交差接続として動作することが可能である。
【００３０】
４０×４０型ＷＧＲの隣接するクロストークレベルは約−２５ｄＢであるが、平均クロストークレベルは、これよりも５ｄＢ低い。これらの値は、素子をより精密に設計するとともに、製造工程をより正確にすることによって改善される。
【００３１】
別の実施例によれば、８０×８０型ＷＧＲ素子が、４０×４０型ＷＧＲ素子についてすでに述べたものと同じ改良技術に基づいて構成されている。しかしながら、素子を０．４ｎｍずつ離間した８０チャネルと交差接続させるためには、ラップアラウンドの必要性から、ＷＧＲを回折次数ｍ＝４７で動作させなければならない。したがって、Ｎ／ｍは、明らかに条件を上回り、式（１０）を満たさなくなる。したがって、チャネル偏差が２つの隣接する出力ポート間の距離よりも大きくなり、入力および出力ポート間の波長マップが失われる。
【００３２】
このことは、上に示したような素子の伝送スペクトルを計算することによって理解できる。また、シミュレーションにより、異なる回折次数に属しているチャネルをオーバラップさせるか、あるいは、間にギャップを入れた状態を見ることができる。このようなシミュレーションでは、図７に示す測定値を使用する。図７において、右側では、回折次数ｍ−１の第１チャネルが次数ｍの最終チャネルとオーバラップしており、スペクトルのもう片側では、次数ｍの第１チャネルと次数ｍ＋１の最終チャネルとの間にギャップが開いている。
【００３３】
［結論］
大規模Ｎ×Ｎ型ＷＧＲは、光チャネルが波長において等間隔であるとともに、式（１０）によって上限が定められている場合に、実現可能である。したがって、チャネル間隔が狭ければ狭いほど、Ｎは大きくなる。しかしながら、チャネルが互いに近づきすぎると、素子の通過帯域はそれだけ狭くなり、このことから、ＷＧＲが高いビット伝送速度をサポートしなければならない場合を考慮する必要が生じてくる。さらに、出力ポート幅や、許容できる損失およびクロストークなどの他の要因によってＮがさらに低下することがある。
【００３４】
出力ポートを適正に配置し直すことにより、追加的損失は発生するが、Ｎの値を大きくしたＷＧＲ素子を作製できる。このような新規構成と０．４ｎｍの一定のチャネル間隔によって、素子の最悪のパフォーマンスに至ることなく、Ｎは２０から４０へと２倍に増加するという結果が得られた。ここで、式（１０）によって可能な最大値は、Ｎ＝６２であり、さらに改善を加えた結果、５０×５０のＷＧＲを実現することができた。
【００３５】
８０×８０型ＷＧＲ素子は、全入力ポートに対して１組の８０波長で作動させることはできなかった。しかし、このような素子は、各入力ポートごとに単独で波長調整を行なえるシステムでは実際に使用することができる。また、波長を多数の利用可能な波長２Ｎから選択できる場合、別の技法によって、大規模なＮ×Ｎ型ＷＧＲ素子を実現できる。この技法の利用法の一つとして、大規模Ｎ×Ｎ型ＷＧＲを光インターネットプロトコル（ＩＰ）内の切換え機構として用いる場合が考えられる。
【００３６】
【関連出願の相互参照】
関連する対象は、本願と同じ被譲渡人に譲渡された、発明者Ｃ．Ｒ．Ｄｏｅｒｒ．、Ｃ．Ｐ．Ｄｒａｇｏｎｅ、およびＡ．Ｍ．Ｇｌａｓｓによる「波長制御数の少ない多重波長レーザ」と題する同時に提出された出願に開示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ２つのＮ×Ｍ型スターカプラの自由空間が、Ｍ本の格子アームによって接続されたＮ×Ｎ型ＷＧＲを説明するブロック図である。
【図２ａ】  一定の入力ポートと一定の回折次数による回折を示す図である。
【図２ｂ】  異なる入力ポートと一定の回折次数ｍによる回折を示す図である。
【図２ｃ】  一定の入力ポートと２つの異なる回折次数ｍおよびｍ−１による回折に対し、波長（左）と周波数（右）において等間隔なチャネルを対象にしたＷＧＲの回折を示す図である。
【図３】  例示のための４１×４１型ＷＧＲにおいて、（ａ）波長または（ｂ）周波数において等間隔なチャネルに対し、入力ポートｉおよび光チャネルｊの関数として計算された相対角偏差δθout／Δθoutを示す図である。
【図４】  例示のための４１×４１型ＷＧＲにおいて、（ａ）波長において等間隔なチャネルとシフトした出力ポートを使用する場合と、（ｂ）放物線状にデチューンされた波長を使用する場合の入力ポートｉおよび光チャネルｊの関数として計算された相対角偏差δθout／Δθoutを示す図である。
【図５】  例示のための４１×４１型ＷＧＲにおいて、相対最大角偏差δθmaxout／Δθoutを最小化する正確な等間隔波長をもとに計算されたデチューニングを示す図である。
【図６ａ】  例示のための４０×４０型ＷＧＲにおいて、チャネルがΔλ＝０．４ｎｍごとに等間隔に配置されるとともに出力ポートがシフトした状態で、中心入力ポート（ｉ＝０）を基準に測定されたファイバ−ファイバ伝送スペクトルを示す図である。
【図６ｂ】  中心ポート（中央部）と最も水平方向の２ポート（最上部および下部）から得られるスペクトル同士を比較した図であり、点線で示されたグリッドは、０．４ｎｍのチャネル間隔を表している。
【図７】  例示のための８０×８０型ＷＧＲにおいて、チャネルがΔλ＝０．４ｎｍごとに等間隔に配置されるとともに出力ポートがシフトした状態で、中央入力ポート（ｉ＝０）を基準に測定されたファイバ−ファイバ伝送スペクトルを示す図である。
【図１】
0003733442.tif 000012
【図２ａ】
0003733442.tif 000013
【図２ｂ】
0003733442.tif 000014
【図２ｃ】
0003733442.tif 000015
【図３】
0003733442.tif 000016
【図４】
0003733442.tif 000017
【図５】
0003733442.tif 000018
【図６ａ】
0003733442.tif 000019
【図６ｂ】
0003733442.tif 000020
【図７】
0003733442.tif 000021