(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２入力２出力のマッハツェンダ型干渉計により構成される２×２光スイッチを４個備え、
第１の２×２光スイッチの１つの入力端子を主信号入力端子とし、第２の２×２光スイッチの１つの出力端子をドロップ信号出力端子とし、第３の２×２光スイッチの１つの入力端子をアド信号入力端子とし、第４の２×２光スイッチの１つの出力端子を主信号出力端子とし、
第１の２×２光スイッチの１つの出力端子と第２の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、
第１の２×２光スイッチの他の出力端子と第４の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、
第３の２×２光スイッチの１つの出力端子と第４の２×２光スイッチの他の入力端子を接続し、
第３の２×２光スイッチの他の出力端子と第２の２×２光スイッチの他の入力端子との間を開放し、前記アド信号入力端子に入力されるアド信号が前記ドロップ信号出力端子へ混入することを抑圧する構成であり、
前記第３の２×２光スイッチを構成するマッハツェンダ型干渉計の２本のアーム導波路に与える位相差を０と１／２波長の中間に制御し、主信号出力端子に出力されるアド信号のパワーを調整する構成である
ことを特徴とするアド／ドロップ光スイッチ。
【請求項２】
２入力２出力のマッハツェンダ型干渉計により構成される２×２光スイッチを４個備え、
第１の２×２光スイッチの１つの入力端子を主信号入力端子とし、第２の２×２光スイッチの１つの出力端子をドロップ信号出力端子とし、第３の２×２光スイッチの１つの入力端子をアド信号入力端子とし、第４の２×２光スイッチの１つの出力端子を主信号出力端子とし、
第１の２×２光スイッチの１つの出力端子と第２の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、
第１の２×２光スイッチの他の出力端子と第４の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、
第３の２×２光スイッチの１つの出力端子と第４の２×２光スイッチの他の入力端子を接続し、
第３の２×２光スイッチの他の出力端子と第２の２×２光スイッチの他の入力端子との間を開放し、前記アド信号入力端子に入力されるアド信号が前記ドロップ信号出力端子へ混入することを抑圧する構成であり、
前記第２の２×２光スイッチを構成するマッハツェンダ型干渉計の２本のアーム導波路に与える位相差を０と１／２波長の中間に制御し、ドロップ信号出力端子に出力されるドロップ信号のパワーを調整する構成である
ことを特徴とするアド／ドロップ光スイッチ。
【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（ＷＤＭ）光通信システムにおいて、ネットワーク内を伝送されるＷＤＭ光信号から特定の波長の光信号を抜き出し（ドロップ）、それに変わって同一波長の光信号を追加（アド）するアド／ドロップ光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
アド／ドロップ光スイッチとしては、石英系光導波路技術と熱光学効果を用いた２×２光スイッチが知られている（参考文献：Okamoto et al., “16-channel optical add/drop multiplexer consisting of arrayed-waveguide gratings and double-gate switches", IEE Electronics Letters, vol.32,no.6, pp.1471-1472, 1996)。
【０００３】
図４は、従来のアド／ドロップ光スイッチの概略構成を示す。本光スイッチは、４つの２×２光スイッチ３１〜３４を内部接続導波路３５〜３８を介して接続した構成である。各２×２光スイッチは対称マッハツェンダ型干渉計を形成しており、２本の入力導波路、２組の３ｄＢカプラ、長さの等しい２本のアーム導波路、一方のアーム導波路上に設けられた位相調整用薄膜ヒータ、２本の出力導波路から構成される。各２×２光スイッチは、位相調整用薄膜ヒータＳＷ３１，ＳＷ３２，ＳＷ３３，ＳＷ３４を通電加熱することにより導波路の屈折率が変化し、光路切り替えスイッチとして動作する。すなわち、各２×２光スイッチは、位相調整用薄膜ヒータの通電または非通電によりバー状態またはクロス状態になり、入力光信号はバー端子またはクロス端子に出力される。ここで、▲１▼は主信号入力端子、▲２▼はアド信号入力端子、▲３▼はドロップ信号出力端子、▲４▼は主信号出力端子である。
【０００４】
(1) スルー動作
主信号入力端子▲１▼から入力する主信号を主信号出力端子▲４▼から出力するスルー動作は、ＳＷ３１に通電しないで２×２光スイッチ３１をクロス状態に設定し、ＳＷ３４に通電して２×２光スイッチ３４をバー状態に設定する。これにより、主信号入力端子▲１▼から入力された主信号は、２×２光スイッチ３１のクロス端子から内部接続導波路３６を介して２×２光スイッチ３４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。このとき、２×２光スイッチ３１のバー端子から内部接続導波路３５を介して２×２光スイッチ３２に漏れこんだ主信号は、ＳＷ３２に通電することによりバー端子に出力され、ドロップ信号出力端子▲３▼への出力を十分に抑圧することが可能である。
【０００５】
(2) アド／ドロップ動作
主信号入力端子▲１▼から入力する主信号をドロップ信号出力端子▲３▼に抜き出し、アド信号入力端子▲２▼から入力するアド信号を主信号出力端子▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、ＳＷ３１，ＳＷ３３に通電して２×２光スイッチ３１，３３をバー状態に設定し、ＳＷ３２，ＳＷ３４に通電しないで２×２光スイッチ３２，３４をクロス状態に設定する。なお、本明細書では、ドロップ信号出力端子▲３▼に抜き出される主信号を「ドロップ信号」とし、主信号入力端子▲１▼から主信号出力端子▲４▼に通過する主信号と区別して説明する。主信号入力端子▲１▼から入力されたドロップ信号は、２×２光スイッチ３１のバー端子から内部接続導波路３５を介して２×２光スイッチ３２に入力され、ドロップ信号出力端子▲３▼から出力される。一方、アド信号入力端子▲２▼から入力されたアド信号は、２×２光スイッチ３３のバー端子から内部接続導波路３８を介して２×２光スイッチ３４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。
【０００６】
このとき、２×２光スイッチ３１のクロス端子から内部接続導波路３６を介して２×２光スイッチ３４に漏れこんだドロップ信号は、ＳＷ３４に通電しないことによりクロス端子に出力され、主信号出力端子▲４▼への出力を十分に抑圧することができる。また、２×２光スイッチ３３のクロス端子から内部接続導波路３７を介して２×２光スイッチ３２に漏れこんだアド信号は、ＳＷ３２に通電しないことによりクロス端子に出力され、ドロップ信号出力端子▲３▼への出力を十分に抑圧することができる。
【０００７】
このように、本光スイッチは、２×２光スイッチを２回通過する二重干渉計構成であるので、２×２光スイッチ１つに比べて消光比が高い利点を有する。また、本光スイッチは石英系光導波路で構成されており、低損失で偏波依存性が小さいスイッチ動作が可能である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＷＤＭ光ネットワークでは、光信号増幅のための光アンプや光信号の合分波のための各種光部品の損失不均一性、光送信器のパワー不均一性、光受信器の感度不均一性などを補償するために、送信パワーや受信パワーを調整する必要がある。この調整をアド／ドロップ動作時に行うために、例えばアド信号の送信パワーを２×２光スイッチ３３で調整し、ドロップ信号の受信パワーを２×２光スイッチ３２で調整する方法がある。すなわち、２×２光スイッチ３３をバー状態とクロス状態の中間に保持すれば、２×２光スイッチ３３から内部接続導波路３８を介して２×２光スイッチ３４に入力されるアド信号のパワーを調整することができる。また、２×２光スイッチ３２をバー状態とクロス状態の中間に保持すれば、２×２光スイッチ３２からドロップ信号出力端子▲３▼に出力されるドロップ信号のパワーを調整することができる。
【０００９】
しかし、２×２光スイッチ３３によってアド信号のパワーを調整する場合には、アド信号の一部が内部接続導波路３７を介して２×２光スイッチ３２に入力され、ドロップ信号へ混入する割合が増えてしまう問題がある。特に、２×２光スイッチ３２によってドロップ信号のパワー調整を同時に行う場合には、ドロップ信号へ混入するアド信号の割合もさらに増えることになる。
【００１０】
いま、各２×２光スイッチの消光比を20ｄＢ、２×２光スイッチ３３，３２の調整量を３ｄＢと仮定し、アド／ドロップ動作時で２×２光スイッチ３３がバー状態、２×２光スイッチ３２がクロス状態とした場合に、ドロップ信号出力端子▲３▼に現れるアド信号の減衰量は40ｄＢとなる。また、２×２光スイッチ３３，３２の一方を３ｄＢ（１／２）減衰器として使用すると、ドロップ信号出力端子▲３▼に現れるアド信号の減衰量は23ｄＢに悪化する。さらに、両方を３ｄＢ減衰器として使用すると、ドロップ信号出力端子▲３▼に現れるアド信号の減衰量は６ｄＢとなり、ドロップ信号への影響は避けられない。
【００１１】
本発明は、アド／ドロップ動作時に、ドロップ信号出力端子に混入するアド信号、主信号出力端子に混入するドロップ信号をそれぞれ十分に抑圧することができるアド／ドロップ光スイッチを提供することを目的とする。
【００１２】
さらに、本発明は、アド／ドロップ機能に加えて、アド信号およびドロップ信号のパワーを調整する光減衰機能を備えたアド／ドロップ光スイッチを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のアド／ドロップ光スイッチは、２入力２出力のマッハツェンダ型干渉計により構成される２×２光スイッチを４個備え、第１の２×２光スイッチの１つの入力端子を主信号入力端子とし、第２の２×２光スイッチの１つの出力端子をドロップ信号出力端子とし、第３の２×２光スイッチの１つの入力端子をアド信号入力端子とし、第４の２×２光スイッチの１つの出力端子を主信号出力端子とし、第１の２×２光スイッチの１つの出力端子と第２の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、第１の２×２光スイッチの他の出力端子と第４の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、第３の２×２光スイッチの１つの出力端子と第４の２×２光スイッチの他の入力端子を接続し、第３の２×２光スイッチの他の出力端子と第２の２×２光スイッチの他の入力端子との間を開放し、前記アド信号入力端子に入力されるアド信号が前記ドロップ信号出力端子へ混入することを抑圧する構成であり、前記第３の２×２光スイッチを構成するマッハツェンダ型干渉計の２本のアーム導波路に与える位相差を０と１／２波長の中間に制御し、主信号出力端子に出力されるアド信号のパワーを調整する構成とする。
また、請求項２記載のアド／ドロップ光スイッチは、２入力２出力のマッハツェンダ型干渉計により構成される２×２光スイッチを４個備え、第１の２×２光スイッチの１つの入力端子を主信号入力端子とし、第２の２×２光スイッチの１つの出力端子をドロップ信号出力端子とし、第３の２×２光スイッチの１つの入力端子をアド信号入力端子とし、第４の２×２光スイッチの１つの出力端子を主信号出力端子とし、第１の２×２光スイッチの１つの出力端子と第２の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、第１の２×２光スイッチの他の出力端子と第４の２×２光スイッチの１つの入力端子を接続し、第３の２×２光スイッチの１つの出力端子と第４の２×２光スイッチの他の入力端子を接続し、第３の２×２光スイッチの他の出力端子と第２の２×２光スイッチの他の入力端子との間を開放し、前記アド信号入力端子に入力されるアド信号が前記ドロップ信号出力端子へ混入することを抑圧する構成であり、前記第２の２×２光スイッチを構成するマッハツェンダ型干渉計の２本のアーム導波路に与える位相差を０と１／２波長の中間に制御し、ドロップ信号出力端子に出力されるドロップ信号のパワーを調整する構成とする。
これにより、アド信号とドロップ信号の接続経路が開放され、アド／ドロップ動作時にドロップ信号出力端子に混入するアド信号を完全に抑圧することができる。さらに、第２または第３の２×２光スイッチを構成するマッハツェンダ型干渉計の２本のアーム導波路に与える位相差を０と１／２波長の中間に制御することにより、ドロップ信号出力端子に出力されるドロップ信号、主信号出力端子に出力されるアド信号のパワーを調整することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明のアド／ドロップ光スイッチの第１の実施形態を示す。
【００１９】
本光スイッチは、４つの２×２光スイッチ１１〜１４を内部接続導波路１５〜１７を介して接続した構成である。ここで、２×２光スイッチ１１の１つの入力端子を主信号入力端子▲１▼とし、２×２光スイッチ１３の１つの入力端子をアド信号入力端子▲２▼とし、２×２光スイッチ１２の１つの出力端子をドロップ信号出力端子▲３▼とし、２×２光スイッチ１４の１つの出力端子を主信号出力端子▲４▼とする。２×２光スイッチ１１の主信号入力端子▲１▼に対してバーとなる出力端子と、２×２光スイッチ１２のドロップ信号出力端子▲３▼に対してクロスとなる入力端子を内部接続導波路１５を介して接続する。２×２光スイッチ１１の主信号入力端子▲１▼に対してクロスとなる出力端子と、２×２光スイッチ１４の主信号出力端子▲４▼に対してバーとなる入力端子を内部接続導波路１６を介して接続する。２×２光スイッチ１３のアド信号入力端子▲２▼に対してバーとなる出力端子と、２×２光スイッチ１４の主信号出力端子▲４▼に対してクロスとなる入力端子を内部接続導波路１７を介して接続する。以上の構成は、図４に示す従来構成の内部接続導波路３７を省いたものに相当する。
【００２０】
各２×２光スイッチは対称マッハツェンダ型干渉計を形成しており、２本の入力導波路、２組の３ｄＢカプラ、長さの等しい２本のアーム導波路、一方のアーム導波路上に設けられた位相調整用薄膜ヒータ、２本の出力導波路から構成される。なお、３ｄＢカプラは方向性結合器や、中間により幅の広い導波路を設けたＭＭＩカプラを用いて構成されるが、以下の説明では方向性結合器を用いた場合について説明する。各２×２光スイッチは、位相調整用薄膜ヒータＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４を通電加熱することによりアーム導波路の屈折率が変化し、２本のアーム導波路を通る光学長に位相差が生じて光路切り替えスイッチとして動作する。すなわち、各２×２光スイッチは、位相調整用薄膜ヒータの通電または非通電によりバー状態またはクロス状態になり、入力光信号はバー端子またはクロス端子に出力される。なお、位相調整用薄膜ヒータは両方のアーム導波路上に設けてもよい。
【００２１】
(1) スルー動作
主信号入力端子▲１▼から入力する主信号を主信号出力端子▲４▼から出力するスルー動作は、ＳＷ１１に通電しないで２×２光スイッチ１１をクロス状態に設定し、ＳＷ１４に通電して２×２光スイッチ１４をバー状態に設定する。これにより、主信号入力端子▲１▼から入力された主信号は、２×２光スイッチ１１のクロス端子から内部接続導波路１６を介して２×２光スイッチ１４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。このとき、２×２光スイッチ１１のバー端子から内部接続導波路１５を介して２×２光スイッチ１２に漏れこんだ主信号は、ＳＷ１２に通電することによりバー端子に出力され、ドロップ信号出力端子▲３▼への出力を十分に抑圧することが可能である。
【００２２】
(2) アド／ドロップ動作
主信号入力端子▲１▼から入力するドロップ信号（主信号）をドロップ信号出力端子▲３▼に抜き出し、アド信号入力端子▲２▼から入力するアド信号を主信号出力端子▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、ＳＷ１１，ＳＷ１３に通電して２×２光スイッチ１１，１３をバー状態に設定し、ＳＷ１２，ＳＷ１４に通電しないで２×２光スイッチ１２，１４をクロス状態に設定する。これにより、主信号入力端子▲１▼から入力されたドロップ信号は、２×２光スイッチ１１のバー端子から内部接続導波路１５を介して２×２光スイッチ１２に入力され、ドロップ信号出力端子▲３▼から出力される。一方、アド信号入力端子▲２▼から入力されたアド信号は、２×２光スイッチ１３のバー端子から内部接続導波路１７を介して２×２光スイッチ１４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。
【００２３】
ここで、ドロップ信号およびアド信号のパワーを調整する場合には、２×２光スイッチ１２，１３をバー状態とクロス状態の中間に保持すればよいが、２×２光スイッチ１２，１３間を結ぶ内部接続導波路がない構成であるので、ドロップ信号出力端子▲３▼に混入するアド信号は原理的になくなり、従来の問題点を解決することができる。なお、２×２光スイッチ１１のクロス端子から内部接続導波路１６を介して２×２光スイッチ１４に漏れこんだドロップ信号は、ＳＷ１４に通電しないことによりクロス端子に出力され、主信号出力端子▲４▼への出力を十分に抑圧することができる。
【００２４】
（第２の実施形態）
図２は、本発明のアド／ドロップ光スイッチの第２の実施形態を示す。
本光スイッチは、４つの２×２光スイッチ２１〜２４を内部接続導波路２５〜２７を介して接続した構成である。ここで、２×２光スイッチ２１の１つの入力端子を主信号入力端子▲１▼とし、２×２光スイッチ２３の１つの入力端子をアド信号入力端子▲２▼とし、２×２光スイッチ２２の１つの出力端子をドロップ信号出力端子▲３▼とし、２×２光スイッチ２４の１つの出力端子を主信号出力端子▲４▼とする。２×２光スイッチ２１の主信号入力端子▲１▼に対してバーとなる出力端子と、２×２光スイッチ２２のドロップ信号出力端子▲３▼に対してクロスとなる入力端子を内部接続導波路２５を介して接続する。２×２光スイッチ２１の主信号入力端子▲１▼に対してクロスとなる出力端子と、２×２光スイッチ２４の主信号出力端子▲４▼に対してクロスとなる入力端子を内部接続導波路２６を介して接続する。２×２光スイッチ２３のアド信号入力端子▲２▼に対してクロスとなる出力端子と、２×２光スイッチ２４の主信号出力端子▲４▼に対してバーとなる入力端子を内部接続導波路２７を介して接続する。
【００２５】
第１の実施形態との構成上の相違点は、アド信号入力端子▲２▼と主信号出力端子▲４▼がそれぞれ他方のポートに移動しているところにある。なお、各２×２光スイッチの構成および動作は第１の実施形態と同様である。
【００２６】
(1) スルー動作
主信号入力端子▲１▼から入力する主信号を主信号出力端子▲４▼から出力するスルー動作は、ＳＷ２１，２４に通電しないで２×２光スイッチ２１，２４をクロス状態に設定する。これにより、主信号入力端子▲１▼から入力された主信号は、２×２光スイッチ２１のクロス端子から内部接続導波路２６を介して２×２光スイッチ２４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。このとき、２×２光スイッチ２１のバー端子から内部接続導波路２５を介して２×２光スイッチ２２に漏れこんだ主信号は、ＳＷ２２に通電することによりバー端子に出力され、ドロップ信号出力端子▲３▼への出力を十分に抑圧することが可能である。
【００２７】
(2) アド／ドロップ動作
主信号入力端子▲１▼から入力するドロップ信号（主信号）をドロップ信号出力端子▲３▼に抜き出し、アド信号入力端子▲２▼のアド信号を主信号出力端子▲４▼に加えるアド／ドロップ動作は、ＳＷ２１，ＳＷ２４に通電して２×２光スイッチ２１，２４をバー状態に設定し、ＳＷ２２，ＳＷ２３に通電しないで２×２光スイッチ２２，２３をクロス状態に設定する。これにより、主信号入力端子▲１▼から入力されたドロップ信号は、２×２光スイッチ２１のバー端子から内部接続導波路２５を介して２×２光スイッチ２２に入力され、ドロップ信号出力端子▲３▼から出力される。一方、アド信号入力端子▲２▼から入力されたアド信号は、２×２光スイッチ２３のクロス端子から内部接続導波路２７を介して２×２光スイッチ２４に入力され、主信号出力端子▲４▼から出力される。
【００２８】
ここで、ドロップ信号およびアド信号のパワーを調整する場合には、２×２光スイッチ２２，２３をバー状態とクロス状態の中間に保持すればよいが、２×２光スイッチ２２，２３間を結ぶ内部接続導波路がない構成であるので、ドロップ信号出力端子▲３▼に混入するアド信号は原理的になくなり、従来の問題点を解決することができる。なお、２×２光スイッチ２１のクロス端子から内部接続導波路２６を介して２×２光スイッチ２４に漏れこんだドロップ信号は、ＳＷ２４に通電することによりバー端子に出力され、主信号出力端子▲４▼への出力を十分に抑圧することができる。
【００２９】
（第１の実施形態と第２の実施形態の特性の違い）
以下、第１の実施形態と第２の実施形態の特性の違いについて図３を参照して説明する。図３は、２×２光スイッチとして、２つの３ｄＢカプラを用いたマッハツェンダ型干渉計の動作例を示す。横軸は、位相調整用薄膜ヒータの制御によって２本のアーム導波路に与える位相差であり、縦軸は光出力パワーを示す。
【００３０】
図３において、破線は２つの３ｄＢカプラの結合率が完全に50％になっている場合である。この場合には、位相差０でバー出力が０、位相差１／２波長でクロス出力が０であり、第１の実施形態と第２の実施形態の違いはない。しかし、工業製品として製造歩留り等を考慮すると、回路すべての３ｄＢカプラの結合率を50％に保つことは難しい。ただし、１つのスイッチユニットを構成する２つの３ｄＢカプラの結合率はほぼ等しいとみなすことはできる。図３の実線は、２つの３ｄＢカプラの結合率が等しく、かつ50％からずれている場合の動作例を示す。位相差１／２波長でクロス出力が０であるが、位相差０でバー出力が０にならず、漏れが大きくなっていることがわかる。
【００３１】
第２の実施形態は、この特性を考慮してアド／ドロップのスイッチ構成を最適化したものである。まず、アド／ドロップ時に、ドロップ信号の主信号出力端子▲４▼への漏れを最大限に抑圧するためには、主信号ルートの２×２光スイッチ２１，２４の接続をクロスとする必要がある。また、２×２光スイッチ２２，２３を可変減衰器として動作させるときに、減衰範囲を大きくとる必要がある場合には、２×２光スイッチ２２，２３の接続をクロスとする必要がある。
【００３２】
以下、数値例に基づいて本実施形態の特性を説明する。位相差０のクロス出力をα（バー出力は１−α）、位相差１／２波長のバー出力をβ（クロス出力は１−β）とする。３ｄＢカプラの結合率が最適値50％から15％程度ずれた場合に、αは 0.9程度となる。βは計算上では１であるが、実際には0.99〜0.999 程度になることが多い。ここでは、最悪値として従来例の数値計算と合わせて0.99と想定する。
【００３３】
(1) スルー動作時
主信号の入力パワーをＭ、アド信号の入力パワーをＡとする。主信号入力端子▲１▼から入力される主信号を主信号出力端子▲４▼から出力するスルー動作時には、２×２光スイッチ２１，２４をクロス状態（位相差０）、２×２光スイッチ２２，２３をバー状態（位相差１／２波長）とする。このとき、主信号出力端子▲４▼の出力パワーは、
α・α・Ｍ＋（１−β)・(１−α)・Ａ
となり、主信号損失が約１ｄＢ、アド信号の減衰率が約30ｄＢとなる。また、ドロップ信号出力端子▲３▼の出力パワーは、
（１−α)・(１−β)・Ｍ
となり、主信号の減衰率は約30ｄＢとなる。
【００３４】
(2) アド／ドロップ動作時
主信号入力端子▲１▼から入力されるドロップ信号をドロップ信号出力端子▲３▼から出力し、アド信号入力端子▲２▼から入力されるアド信号を主信号出力端子▲４▼から出力するアド／ドロップ動作時には、２×２光スイッチ２１，２４をバー状態、２×２光スイッチ２２，２３をクロス状態とする。このとき、主信号出力端子▲４▼の出力パワーは、
β・α・Ａ＋（１−β)・(１−β)・Ｍ
となり、アド信号損失が約 0.5ｄＢ、主信号（ドロップ信号）の減衰率が約40ｄＢとなる。また、ドロップ信号出力端子▲３▼の出力パワーは、
α・β・Ｍ
となり、主信号の減衰率は約 0.5ｄＢとなる。
【００３５】
(3) ドロップ信号の出力パワー調整（請求項２）
ドロップ信号の出力パワーは、２×２光スイッチ２２をバー状態とクロス状態の中間に保持することにより実現される。このとき、位相差として０と１／２波長の中間値を与えるが、そのときのクロス出力をγ（１−β＜γ＜α）とすると、ドロップ信号出力端子３の出力パワーは、
β・γ・Ｍ
となり、約 0.5ｄＢ〜20ｄＢの減衰が可能となる。なお、ドロップ信号の出力パワーの調整が不要な場合には２×２光スイッチ２２を省略してもよい。
【００３６】
(4) アド信号の出力パワー調整（請求項１）
アド信号の出力パワーは、２×２光スイッチ２３をバー状態とクロス状態の中間に保持することにより実現される。このとき、位相差として０と１／２波長の中間値を与えるが、そのときのクロス出力をγ（１−β＜γ＜α）とすると、主信号出力端子４の出力パワーは、
γ・β・Ａ
となり、約 0.5ｄＢ〜20ｄＢの減衰が可能となる。なお、アド信号の出力パワーの調整が不要な場合には２×２光スイッチ２３を省略してもよい。
【００３７】
(5) 主信号の出力パワー調整  
スルー動作時に主信号の出力パワーを調整する場合には、２×２光スイッチ２１を可変減衰器として使用する。このときの主信号出力端子４の出力パワーは、
γ・α・Ｍ
となり、約１ｄＢ〜20ｄＢの減衰が可能となる。このとき、ドロップ信号出力端子３の出力パワーは、
γ・(１−β)・Ｍ
となり、主信号の減衰率は約20ｄＢ〜30ｄＢとなる。ただし、通常のシステムでは、ソフトウェアの制御によりドロップ信号出力端子３の出力信号を無視する動作が可能であるので、スルー動作時に主信号のドロップ信号出力端子３への漏れは問題ない。
【００３８】
なお、アド信号送信回路は、発光素子としての半導体レーザの動作開始を瞬時に行うために、スルー動作時であっても常に動作させておく場合がある。したがって、２×２光スイッチ２４を主信号に対する可変減衰器として使用するのは、主信号出力端子▲４▼へのアド信号混入を避ける上でも得策ではない。
【００３９】
また、以上示したように、各２×２光スイッチを可変減衰器として動作させる場合には、位相調整用薄膜ヒータの駆動電力を可変させることができるスイッチ駆動回路を用いればよい。
【００４０】
（第３の実施形態）本発明のアド／ドロップ光スイッチは、可変減衰器としての機能を除外すれば、第１の実施形態の構成では主信号のスルー動作時に２×２光スイッチ１１，１３がクロス状態、２×２光スイッチ１２，１４がバー状態となり、アド／ドロップ動作時にはその状態が反転する。第２の実施形態の構成では、主信号のスルー動作時に２×２光スイッチ２１，２４がクロス状態、２×２光スイッチ２２，２３がバー状態となり、アド／ドロップ動作時にはその状態が反転する。
【００４１】
すなわち、スルー動作時およびアド／ドロップ動作時のいずれの場合でも、２つの２×２光スイッチがクロス状態、他の２つの２×２光スイッチがバー状態となり、常に２つの２×２光スイッチの位相調整用薄膜ヒータに電力が与えられる。これは、すべての２×２光スイッチが、２本のアーム導波路の長さが等しく位相差０の対称マッハツェンダ型干渉計を構成しているためであり、駆動電力一定のアド／ドロップ光スイッチになっている。
【００４２】
一方、システムの構成により、通常はスルー動作（またはアド／ドロップ動作）を行い、限られた短い時間だけアド／ドロップ動作（またはスルー動作）を行う場合もある。このとき、消費電力をできる限り抑えるには、２×２光スイッチの２本のアーム導波路に１／２波長の位相差を設ける非対称マッハツェンダ型干渉計を用いる方法がある。すなわち、スルー状態が大半を占めるシステムでは、第１の実施形態の２×２光スイッチ１２，１４、第２の実施形態の２×２光スイッチ２２，２３として、通電しないときにバー状態となる非対称マッハツェンダ型干渉計を用いることにより、スルー状態を消費電力なしに実現することができる。
【００４３】
また、アド／ドロップ状態が大半を占めるシステムでは、第１の実施形態の２×２光スイッチ１１，１３、第２の実施形態の２×２光スイッチ２１，２４として、通電しないときにバー状態となる非対称マッハツェンダ型干渉計を用いることにより、アド／ドロップ状態を消費電力なしに実現することができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明（請求項１、２）のアド／ドロップ光スイッチは、アド信号とドロップ信号の接続経路を開放することにより、アド／ドロップ動作時に、従来問題になっていたドロップ信号出力端子に混入するアド信号をほぼ完全に防ぐことができる。また、２×２光スイッチの一部を可変減衰器として用いることにより、外付けの減衰器を用いることなく、アド信号、ドロップ信号の各パワーを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のアド／ドロップ光スイッチの第１の実施形態を示す図。
【図２】本発明のアド／ドロップ光スイッチの第２の実施形態を示す図。
【図３】２×２光スイッチの動作例を示す図。
【図４】従来のアド／ドロップ光スイッチの構成例を示す図。
【符号の説明】
１１，１２，１３，１４  ２×２光スイッチ
１５，１６，１７  内部接続導波路
２１，２２，２３，２４  ２×２光スイッチ
２５，２６，２７  内部接続導波路
３１，３２，３３，３４  ２×２光スイッチ
３５，３６，３７，３８  内部接続導波路
▲１▼  主信号入力端子
▲２▼  アド信号入力端子
▲３▼  ドロップ信号出力端子
▲４▼  主信号出力端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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