JP4916571B2 - Optical circuit and optical signal processing apparatus using the same - Google Patents

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Description

本発明は、光回路およびそれを用いた光信号処理装置に関し、より詳細には、入力または出力する光信号の一部をモニター光信号として取り出し可能な光回路およびそれを用いた光信号処理装置に関する。   The present invention relates to an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the same, and more specifically, an optical circuit capable of extracting a part of an input or output optical signal as a monitor optical signal and an optical signal processing apparatus using the optical circuit. About.

情報通信技術の発展により、通信の大容量化および高速化が要求されている。これらの要望に応える技術として、異なる波長の光信号を多重した波長多重光信号(WDM光信号)送受信する波長分割多重通信(WDM:Wavelength Division Multiplexing)システムの導入が進められている。WDM光信号を送受信するWDMシステムにおける各種ノードは、WDM光信号への多重化あるはWDM光信号からの波長分離の前後において、各光信号をモニターし、例えば、モニター結果を用いて各光信号のレベル調整などを行っている。   With the development of information communication technology, there is a demand for an increase in communication capacity and speed. As a technology that meets these demands, the introduction of a wavelength division multiplexing (WDM) system that transmits and receives wavelength multiplexed optical signals (WDM optical signals) in which optical signals of different wavelengths are multiplexed is being promoted. Various nodes in a WDM system that transmits and receives WDM optical signals monitor each optical signal before and after multiplexing to the WDM optical signal or before and after wavelength separation from the WDM optical signal. Level adjustment is performed.

図1(a)に示すように、従来、異なる波長の信号光をWDM光信号に多重化する装置102(以下、MUX(multiplexer)ともいう。))の入力あるいはWDM光信号から異なる波長の信号光に波長分離する装置103(以下、DEMUX(de-multiplexer)ともいう。)の出力に、WDM光信号に多重される光信号の波長数分のタップ104(例えば、方向性結合器や光カプラーなど)を配置して、光信号の一部をモニター光信号として取り出す方法が知られている。また、図1(b)に示すように、従来、MUX102の出力あるいはDEMUX103の入力にタップ104を配置してWDM光信号の一部を取り出し、さらにタップ104によって取り出されたWDM光信号を別のDEMUX106により波長分離して各信号光をモニター光信号として取り出す方法が知られている。   As shown in FIG. 1A, a signal having a different wavelength from the input of a conventional device 102 (hereinafter also referred to as MUX (multiplexer)) that multiplexes signal light having different wavelengths into a WDM optical signal. Taps 104 (for example, directional couplers and optical couplers) corresponding to the number of wavelengths of the optical signal multiplexed into the WDM optical signal are output to the output of the device 103 for wavelength separation into light (hereinafter also referred to as DEMUX (de-multiplexer)). Etc.) and a method for extracting a part of the optical signal as a monitor optical signal is known. Further, as shown in FIG. 1B, conventionally, a tap 104 is arranged at the output of the MUX 102 or the input of the DEMUX 103 to extract a part of the WDM optical signal, and the WDM optical signal extracted by the tap 104 is separated from another. A method is known in which each signal light is extracted as a monitor light signal after wavelength separation by the DEMUX 106.

また、図2に示すように、従来、DEMUX内のアレイ導波路格子202(AWG:Arrayed Waveguide Grating)を、波長分離される各光信号の0次回折光と共に高次回折光を生じるように構成し、各光信号の高次回折光をモニター光信号として取り出す方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。   In addition, as shown in FIG. 2, conventionally, an arrayed waveguide grating 202 (AWG: Arrayed Waveguide Grating) in the DEMUX is configured to generate high-order diffracted light together with zero-order diffracted light of each optical signal to be wavelength-separated, A method for extracting high-order diffracted light of each optical signal as a monitor optical signal is known (see, for example, Patent Document 1).

さらに、図3に示すように、波長選択装置(WSR:wavelength-separating Routing またはWSS:Wavelength Selective Switch)から出力された複数WDM光信号をWDM光信号毎にタップした後にさらに波長分離して各波長の光信号をモニターする方法が知られている(例えば、特許文献2参照)。   Furthermore, as shown in FIG. 3, after tapping a plurality of WDM optical signals output from a wavelength selection device (WSR: wavelength-separating routing or WSS: Wavelength Selective Switch) for each WDM optical signal, each wavelength is further separated. A method for monitoring the optical signal is known (see, for example, Patent Document 2).

特許第3687529号公報(第0076段落,第1図)Japanese Patent No. 3687529 (paragraph 0076, Fig. 1) 米国特許第6549699号明細書(第11欄第11乃至34行,第4A図)US Pat. No. 6,549,699 (column 11, lines 11 to 34, FIG. 4A)

しかしながら、図1に示す従来例では、モニター光信号を取り出すために、MUXまたはDEMUXに追加する素子あるいは部材が多くなるという問題があった。   However, the conventional example shown in FIG. 1 has a problem that more elements or members are added to the MUX or DEMUX in order to extract the monitor optical signal.

また、図2に示す従来例では、高次回折光への分岐比がAWGの構造に敏感であるため、タップ比率が均一にならないという問題があった。また、高次回折光への分岐比が高い波長依存性を有するため、タップ比率が波長依存性を有するという問題があった。   Further, the conventional example shown in FIG. 2 has a problem that the tap ratio is not uniform because the branching ratio to the higher-order diffracted light is sensitive to the structure of the AWG. In addition, since the branching ratio to the higher-order diffracted light has a high wavelength dependency, there is a problem that the tap ratio has a wavelength dependency.

さらに、図3に示す従来例では、図1に示す従来例と同様に、波長選択装置に追加する素子あるいは部材が多くなるという問題があった。   Further, the conventional example shown in FIG. 3 has a problem that the number of elements or members to be added to the wavelength selection device increases as in the conventional example shown in FIG.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路またはそれを用いた光信号処理装置を提供することを目的とする。また、本発明は、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路またはそれを用いた光信号処理装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced or an optical signal processing apparatus using the optical circuit. The purpose is to provide. Another object of the present invention is to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light, or an optical signal processing device using the same.

本発明の一側面である光回路は、基板上にそれぞれ作製された、入力された光を所定の比率で分岐する光分岐手段、スラブ導波路および当該スラブ導波路に接続された所定の光路長差を有するアレイ導波路と、前記アレイ導波路からの光を所定の光路に結合するまたは所定の光路からの光を前記アレイ導波路に結合する結合手段とを備えたことを特徴とする。   An optical circuit according to one aspect of the present invention includes an optical branching unit for branching input light at a predetermined ratio, a slab waveguide, and a predetermined optical path length connected to the slab waveguide. An arrayed waveguide having a difference, and coupling means for coupling light from the arrayed waveguide to a predetermined optical path or coupling light from a predetermined optical path to the arrayed waveguide.

一実施例では、前記光分岐手段は複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号を分岐し、前記アレイ導波路は前記分岐されたWDM光信号の各々を波長分離し、前記結合手段は、前記分岐されたWDM光信号の一方から波長分離された各光信号と、前記分岐されたWDM光信号の他方から波長分離された各光信号とをそれぞれ異なる光路に結合する。   In one embodiment, the optical branching unit branches a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths are multiplexed, the arrayed waveguide wavelength-separates each of the branched WDM optical signals, and the coupling unit includes The optical signals wavelength-separated from one of the branched WDM optical signals and the optical signals wavelength-separated from the other of the branched WDM optical signals are coupled to different optical paths.

また、一参考例では、前記光分岐手段は複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号を分岐し、前記スラブ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記アレイ導波路へ結合し、前記結合手段は、前記分岐されたWDM光信号の他方を前記アレイ導波路へ結合し、前記アレイ導波路は前記分岐されたWDM光信号の各々を波長分離し、前記分岐されたWDM光信号の一方から波長分離された各光信号を前記結合手段へ結合し、前記分岐されたWDM光信号の他方から波長分離された各光信号を前記スラブ導波路へ結合し、前記スラブ導波路および前記結合手段は、それぞれ前記分岐されたWDM光信号の一方から波長分離された各光信号および前記分岐されたWDM光信号の他方から波長分離された各光信号を異なる光路に結合する。   In one reference example, the optical branching unit branches a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths are multiplexed, and the slab waveguide passes one of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide. And the coupling means couples the other of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide, the arrayed waveguide wavelength-separating each of the branched WDM optical signals, and the branched WDM. Each optical signal wavelength-separated from one of the optical signals is coupled to the coupling means, and each optical signal wavelength-separated from the other of the branched WDM optical signals is coupled to the slab waveguide, and the slab waveguide And the coupling means couples each optical signal wavelength-separated from one of the branched WDM optical signals and each optical signal wavelength-separated from the other of the branched WDM optical signals to different optical paths.

一実施例では、前記結合手段は、複数の波長の光信号を前記アレイ導波路へ結合し、前記アレイ導波路は、前記複数の波長の光信号をWDM光信号に波長合成し、前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を前記分岐手段へ結合し、前記分岐手段は、前記WDM光信号を分岐し、前記結合手段は、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記アレイ導波路へ結合し、前記アレイ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を波長分離し、波長分離された各光信号を前記スラブ導波路へ結合し、前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を出力した光路と異なる光路へ前記波長分離された各光信号を結合する。   In one embodiment, the coupling means couples optical signals of a plurality of wavelengths to the arrayed waveguide, and the arrayed waveguide synthesizes the optical signals of the plurality of wavelengths into a WDM optical signal, and performs the slab guiding. A waveguide couples the WDM optical signal to the branching means, the branching means branches the WDM optical signal, and the coupling means couples one of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide. The arrayed waveguide wavelength-separates one of the branched WDM optical signals, couples the wavelength-separated optical signals to the slab waveguide, and the slab waveguide outputs the WDM optical signal. The wavelength-separated optical signals are coupled to an optical path different from the optical path.

一実施例では、前記結合手段は、複数の波長の光信号を前記アレイ導波路へ結合し、前記アレイ導波路は、前記複数の波長の光信号をWDM光信号に波長合成し、前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を前記分岐手段へ結合し、前記分岐手段は、前記WDM光信号を分岐し、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記スラブ導波路へ結合し、前記スラブ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記アレイ導波路へ結合し、前記アレイ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を波長分離し、波長分離された各光信号を前記結合手段へ結合し、前記結合手段は、前記複数の波長の光信号が入力された光路と異なる光路に前記波長分離された各光信号を結合する。   In one embodiment, the coupling means couples optical signals of a plurality of wavelengths to the arrayed waveguide, and the arrayed waveguide synthesizes the optical signals of the plurality of wavelengths into a WDM optical signal, and performs the slab guiding. The waveguide couples the WDM optical signal to the branching means, the branching means branches the WDM optical signal, couples one of the branched WDM optical signals to the slab waveguide, and the slab waveguide. Couples one of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide, the arrayed waveguide wavelength-separates one of the branched WDM optical signals, and combines the wavelength-separated optical signals. The coupling means couples the wavelength-separated optical signals to an optical path different from the optical path to which the optical signals having the plurality of wavelengths are input.

一実施例では、前記結合手段は、前記アレイ導波路が作製された前記基板と同一基板上に作製された前記アレイ導波路に接続された第2のスラブ導波路とすることも、空間光学素子とすることもできる。   In one embodiment, the coupling means may be a second slab waveguide connected to the arrayed waveguide fabricated on the same substrate as the substrate on which the arrayed waveguide is fabricated. It can also be.

また、本願発明の一側面である光信号処理装置は、前記結合手段を空間光学素子で構成した前記光回路と、光検出手段と信号処理素子とを備え、前記空間光学素子は、前記アレイ導波路からの光を前記信号処理素子へ入力する光路に結合しまたは前記信号処理素子からの光を前記アレイ導波路へ入力する光路に結合し、前記アレイ導波路からの光を前記光検出手段へ入力する光路に結合することを特徴とする。   An optical signal processing apparatus according to an aspect of the present invention includes the optical circuit in which the coupling unit is configured by a spatial optical element, a light detection unit, and a signal processing element, and the spatial optical element includes the array waveguide. The light from the waveguide is coupled to the optical path for inputting to the signal processing element, or the light from the signal processing element is coupled to the optical path for inputting to the array waveguide, and the light from the array waveguide is transmitted to the light detection means. It is characterized by being coupled to an input optical path.

以上説明したように、本発明によれば、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することが可能となる。また、本発明によれば、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路の提供が可能となる。また、これらの光回路を用いた光信号処理装置を提供することが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, according to the present invention, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light. In addition, it is possible to provide an optical signal processing device using these optical circuits.

(a)および(b)は、従来の波長多重化装置および波長分離装置の概略を説明するための図である。(A) And (b) is a figure for demonstrating the outline of the conventional wavelength multiplexing apparatus and a wavelength separation apparatus. 従来の波長分離装置の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the conventional wavelength separation apparatus. 従来の波長選択装置の概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline of the conventional wavelength selection apparatus. 本発明の第1の参考例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 1st reference example of this invention. 本発明の第2の参考例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 5 is an external schematic diagram of an optical circuit of a second reference example of the present invention and an optical signal processing device using the optical circuit. 本発明の第3の参考例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 3rd reference example of this invention. 本発明の第4の参考例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 10 is an outer schematic diagram of an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the optical circuit according to a fourth reference example of the present invention. 本発明の第1の実施例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 5 is an external schematic diagram of an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the same according to a second embodiment of the present invention. 本発明の第3の実施例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 6 is an external schematic diagram of an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the same according to a fourth embodiment of the present invention. 本発明の第5の実施例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 10 is an external schematic diagram of an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the same according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施例の光回路の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical circuit of the 7th Example of this invention. 本発明の第8の実施例の光回路およびそれを用いた光信号処理装置の外約構成図である。FIG. 10 is an external schematic diagram of an optical circuit and an optical signal processing apparatus using the same according to an eighth embodiment of the present invention. 本発明の実施例の光回路を用いた光信号処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical signal processing apparatus using the optical circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の光回路を用いた光信号処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical signal processing apparatus using the optical circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の光回路を用いた光信号処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical signal processing apparatus using the optical circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の光回路を用いた光信号処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical signal processing apparatus using the optical circuit of the Example of this invention. 本発明の実施例の光回路を用いた光信号処理装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the optical signal processing apparatus using the optical circuit of the Example of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。以下の説明では、同一または類似の要素には同一または類似の参照符号を用い、繰り返しの説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same or similar reference numerals are used for the same or similar elements, and repeated description is omitted.

本発明に係る光回路(500)は、基板(501)上にそれぞれ作製された、入力された光を所定の比率で分岐する光分岐手段(504)、スラブ導波路(506)および当該スラブ導波路に接続されたアレイ導波路(508)を備え、アレイ導波路(508)からの光を所定の光路に結合するあるいは所定の光路からの光をアレイ導波路(508)に結合する結合手段(B;510;902,904)をさらに備える。   An optical circuit (500) according to the present invention includes an optical branching unit (504), a slab waveguide (506), and a slab waveguide, which are respectively fabricated on a substrate (501) and branch input light at a predetermined ratio. An array waveguide (508) connected to the waveguide, and coupling means for coupling light from the array waveguide (508) to a predetermined optical path or coupling light from the predetermined optical path to the array waveguide (508) B; 510; 902, 904).

結合手段は、アレイ導波路(508)と同一基板上に作製されたスラブ導波路(510)で構成することも、レンズなどの空間光学素子(902,904)で構成することもできる。分岐手段は、方向性結合器(504)や多モード干渉カプラで構成することができる。   The coupling means can be composed of a slab waveguide (510) fabricated on the same substrate as the arrayed waveguide (508) or a spatial optical element (902, 904) such as a lens. The branching means can be constituted by a directional coupler (504) or a multimode interference coupler.

本発明に係る光回路は、MUXまたはDEMUXを構成する一要素として用いることができる。   The optical circuit according to the present invention can be used as one element constituting the MUX or DEMUX.

また、本発明に係る光回路は、信号処理素子(906)とともに用いることで、光信号処理装置を構成することができる。   The optical circuit according to the present invention can be used together with the signal processing element (906) to constitute an optical signal processing device.

なお、本明細書において光回路の基板における信号光の出射端面と水平な方向をx、垂直な方向をyとし、光波の進行方向すなわち光軸をzとする。   In this specification, the horizontal direction of the signal light emission end face on the substrate of the optical circuit is x, the vertical direction is y, and the traveling direction of the light wave, that is, the optical axis is z.

図4を参照して本発明の第1の参考例を説明する。図4は、本参考例の光回路500の概略構成を示す図である。本参考例の光回路500は、入力されたWDM光信号の一部を波長分離した各光信号をメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の残りの一部を波長分離した各信号光をモニター光信号として出力することができる光回路であり、DEMUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。   A first reference example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the optical circuit 500 of the reference example. The optical circuit 500 of this reference example outputs each optical signal obtained by wavelength-separating a part of the input WDM optical signal as a main optical signal, and each wavelength-separated part of the remaining part of the input WDM optical signal. It is an optical circuit that can output signal light as a monitor optical signal, and can be used as a component constituting a DEMUX device.

図4に示す本参考例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本参考例の光回路は、アレイ導波路508から出力する光信号を所定の光路に結合する結合手段としてのスラブ導波路510を備える。本参考例の光回路は、アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present reference example shown in FIG. 4 includes a 4-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Furthermore, the optical circuit of this reference example includes a slab waveguide 510 as a coupling means for coupling an optical signal output from the arrayed waveguide 508 to a predetermined optical path. In the optical circuit of this reference example, the coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 fabricated on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is fabricated.

また、本参考例の光回路500は、光信号を入力するための光導波路502と、光信号から分岐されたメイン光信号を出力するための光導波路512と、光信号から分岐されたモニター光信号を出力するための光導波路514とを備える。光導波路512および514はそれぞれスラブ導波路510へ接続される。すなわち、アレイ導波路508からのメイン光信号およびモニター光信号は、スラブ導波路510によってそれぞれの所定の光路である光導波路512および514に結合されて出力される。光導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512および514はそれぞれN本となる。   The optical circuit 500 of this reference example includes an optical waveguide 502 for inputting an optical signal, an optical waveguide 512 for outputting a main optical signal branched from the optical signal, and monitor light branched from the optical signal. And an optical waveguide 514 for outputting a signal. Optical waveguides 512 and 514 are each connected to slab waveguide 510. That is, the main optical signal and the monitor optical signal from the arrayed waveguide 508 are coupled to the optical waveguides 512 and 514 that are the respective predetermined optical paths by the slab waveguide 510 and output. When the number of wavelengths of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 is N (integer of 2 or more), the number of optical waveguides 512 and 514 is N.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、スラブ導波路506から入力されたWDM信号を波長分離して出力する。導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、アレイ導波路508は、少なくとも2F(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and outputs the WDM signal input from the slab waveguide 506 after wavelength separation. When the bandwidth of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input from the waveguide 502 is F (Hz), the arrayed waveguide 508 has a free spectral region of at least 2 F (Hz). It is configured.

方向性結合器504は、ポート1〜4にそれぞれ対応する光導波路504−1〜504−4を備え、入力した光を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐して出力する。例えば、方向性結合器504において、ポート1から入力された光信号の10分の9はポート3へ出力され、ポート1から入力された光信号の10分の1はポート4へ出力される。同様に、ポート3から入力された光信号の10分の9はポート1へ出力され、ポート3から入力された光信号の10分の1はポート2へ出力される。   The directional coupler 504 includes optical waveguides 504-1 to 504-4 respectively corresponding to the ports 1 to 4, and splits the input light into two at a predetermined branching ratio (for example, 9 to 1) and outputs the branched light. For example, in the directional coupler 504, 9/10 of the optical signal input from the port 1 is output to the port 3, and 1/10 of the optical signal input from the port 1 is output to the port 4. Similarly, nine tenths of the optical signal input from port 3 is output to port 1, and one tenth of the optical signal input from port 3 is output to port 2.

本参考例において、光導波路504−1は光導波路502と接続され、光導波路504−3は、ポート1から入力されWDM光信号の10分の9(メイン光信号)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してメイン光信号の所定の光路である光導波路512へ結合されるような位置で、スラブ導波路506と接続されている。光導波路504−4は、ポート1から入力されWDM光信号の10分の1(モニター光信号)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514へ結合されるような位置で、スラブ導波路506と接続されている。   In this reference example, the optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502, and the optical waveguide 504-3 is input from the port 1 and 9/10 of the WDM optical signal (main optical signal) is the slab waveguide 506, array. It is connected to the slab waveguide 506 at a position where it passes through the waveguide 508 and the slab waveguide 510 and is coupled to the optical waveguide 512 that is a predetermined optical path of the main optical signal. In the optical waveguide 504-4, one-tenth (monitor optical signal) of the WDM optical signal input from the port 1 is transmitted through the slab waveguide 506, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 510. The slab waveguide 506 is connected at a position where it is coupled to the optical waveguide 514 which is an optical path.

以上の構成により、本参考例の光回路において、光導波路502から入力されたWDM光信号は、方向性結合器504においてメイン光信号およびモニター光信号に分岐される。メイン光信号は、光導波路504−3およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、スラブ導波路510によって光導波路512に結合されて出力される。他方、モニター光信号は、光導波路504−4およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。モニター光信号から波長分離された各光信号は、スラブ導波路510によって光導波路514に結合されて出力される。したがって、本参考例の光回路を一要素として用いてDEMUXを構成することができる。   With the above configuration, in the optical circuit of this reference example, the WDM optical signal input from the optical waveguide 502 is branched into the main optical signal and the monitor optical signal in the directional coupler 504. The main optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-3 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is coupled to the optical waveguide 512 by the slab waveguide 510 and output. On the other hand, the monitor optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-4 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal is coupled to the optical waveguide 514 by the slab waveguide 510 and output. Therefore, the DEMUX can be configured using the optical circuit of this reference example as one element.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

次に図5を参照して本発明の第2の参考例を説明する。図5は、本参考例の光回路500の概略構成およびそれを用いた光信号処理装置900の一部の概略構成を示す図である。本参考例の光回路500は、入力されたWDM光信号の一部を波長分離した各光信号をメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の残りの一部を波長分離した各信号光をモニター光信号として出力することができる光回路である。また本参考例の光信号処理装置900は、光導波路回路500から出力されたモニター光信号をモニターするとともに、光導波路回路500から出力されたメイン信号を信号処理する光信号処理装置である。   Next, a second reference example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of this reference example and a schematic configuration of a part of an optical signal processing apparatus 900 using the same. The optical circuit 500 of this reference example outputs each optical signal obtained by wavelength-separating a part of the input WDM optical signal as a main optical signal, and each wavelength-separated part of the remaining part of the input WDM optical signal. This is an optical circuit capable of outputting signal light as a monitor light signal. The optical signal processing apparatus 900 of this reference example is an optical signal processing apparatus that monitors the monitor optical signal output from the optical waveguide circuit 500 and performs signal processing on the main signal output from the optical waveguide circuit 500.

本参考例の光回路500は、図16または18に例示する光信号処理装置におけるDEMUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this reference example can be used as a DEMUX unit in the optical signal processing device illustrated in FIG.

図5に示す本参考例の光信号処理装置900は、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、基板501からのメイン光信号およびモニター光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ908と、メイン光信号を処理する信号処理素子906とを備える。   The optical signal processing apparatus 900 of this reference example shown in FIG. 5 includes an arrayed waveguide connected to a 4-port directional coupler 504, a slab waveguide 506, and a slab waveguide 506 that branch incident light at a predetermined ratio. 508, a cylindrical lens 902 and a condenser lens 904 through which a main light signal and a monitor light signal from the substrate 501 are transmitted, a photodetector array 908 for detecting the monitor light signal, and a main light signal, respectively. And a signal processing element 906 for processing.

図5に示すアレイ導波路508の端末Aは、図4に示すアレイ導波路508の端末Aに対応し、基板501上に作製された方向性結合器504、スラブ導波路506およびアレイ導波路508は図4と同様である。図5に示す本参考例の光回路500は、アレイ導波路508から出力する光を所定の光路に結合する結合手段Bとしてのシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を備える点で図4に示す光回路500と異なる。すなわち、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、モニター光信号から波長分離された各光信号を対応する光検出器アレイ908の光検出素子に入射する光路に結合するように作用し、かつメイン光信号から波長分離された各光信号を対応する信号処理素子906に入射する光路に結合するように作用する。   The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 5 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 4, and the directional coupler 504, the slab waveguide 506, and the arrayed waveguide 508 manufactured on the substrate 501. Is the same as FIG. The optical circuit 500 of the present reference example shown in FIG. 5 includes the light shown in FIG. 4 in that it includes a cylindrical lens 902 and a condenser lens 904 as coupling means B that couples light output from the arrayed waveguide 508 to a predetermined optical path. Different from the circuit 500. That is, the cylindrical lens 902 and the condensing lens 904 act so as to couple each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal to the optical path incident on the photodetector element of the corresponding photodetector array 908, and the main light. Each optical signal wavelength-separated from the signal acts to be coupled to the optical path incident on the corresponding signal processing element 906.

より詳細には、シリンドリカルレンズ902は、アレイ導波路508から波長に応じた角度で出力されたメイン光信号およびモニター光信号がy方向に拡がることなく集光レンズ904へ入射するように作用する。   More specifically, the cylindrical lens 902 acts so that the main optical signal and the monitor optical signal output from the arrayed waveguide 508 at an angle corresponding to the wavelength are incident on the condenser lens 904 without spreading in the y direction.

集光レンズ904はモニター光信号から分波された光信号の各々を対応する光検出器アレイ908の光検出素子へ集光するように作用する。また集光レンズ904はメイン光信号から分波された光信号の各々を対応する信号処理素子906の素子へ集光するように作用する。   The condensing lens 904 functions to condense each of the optical signals demultiplexed from the monitor optical signal onto the corresponding photodetector elements of the photodetector array 908. The condenser lens 904 acts to condense each of the optical signals demultiplexed from the main optical signal onto the corresponding signal processing element 906.

光検出器アレイ908は、例えば、複数のフォトダイオードがy方向に配列されたフォトダイオードアレイとすることができる。   The photodetector array 908 can be, for example, a photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in the y direction.

信号処理素子906は、液晶、ピエゾ、電気光学結晶、マイクロミラーなどによる位相制御素子や強度制御素子や光路変換素子を用いることができる。信号処理素子906は、光検出器アレイ908からの検出値に基づいて、メイン光信号に対する処理量(例えば、位相シフト量、減衰量、増幅量)などを制御するように構成することができる。   As the signal processing element 906, a phase control element, an intensity control element, or an optical path conversion element such as a liquid crystal, a piezo, an electro-optic crystal, or a micromirror can be used. The signal processing element 906 can be configured to control a processing amount (for example, a phase shift amount, an attenuation amount, an amplification amount) or the like for the main optical signal based on a detection value from the photodetector array 908.

以上の構成により、本参考例の信号処理装置において、光回路500の光導波路502から入力されたWDM光信号は、方向性結合器504においてメイン光信号とモニター光信号とに分岐される。メイン光信号は、光導波路504−3およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904により信号処理素子906への光路に結合され、信号処理素子906へ入力され位相シフトなどの処理が施される。他方、モニター光信号は、光導波路504−4およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。モニター光信号から波長分離された各光信号は、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904により光検出器アレイ908への光路に結合され、光検出器アレイ908において光信号強度や位相が検出される。   With the above configuration, in the signal processing apparatus of this reference example, the WDM optical signal input from the optical waveguide 502 of the optical circuit 500 is branched into the main optical signal and the monitor optical signal in the directional coupler 504. The main optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-3 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is coupled to the optical path to the signal processing element 906 by the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904, and is input to the signal processing element 906 to be subjected to processing such as phase shift. On the other hand, the monitor optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-4 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal is coupled to the optical path to the photodetector array 908 by the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904, and the optical signal intensity and phase are detected by the photodetector array 908.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路および信号処理装置を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路および信号処理装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing device with fewer additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal. Further, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing apparatus that extract 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

次に図6を参照して本発明の第3の参考例を説明する。図6は、本参考例の光回路500の概略構成を示す図である。本参考例の光回路500は、入力されたWDM光信号の一部を波長分離した各光信号をメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の残りの一部を波長分離した各信号光をモニター光信号として出力することができる光回路であり、DEMUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。   Next, a third reference example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the optical circuit 500 of this reference example. The optical circuit 500 of this reference example outputs each optical signal obtained by wavelength-separating a part of the input WDM optical signal as a main optical signal, and each wavelength-separated part of the remaining part of the input WDM optical signal. It is an optical circuit that can output signal light as a monitor optical signal, and can be used as a component constituting a DEMUX device.

図6に示す本参考例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本参考例の光回路は、アレイ導波路508から出力する光信号および入力されたWDM光信号から分岐された一部を所定の光路に結合する結合手段としてのスラブ導波路510を備える。本参考例の光回路は、アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present reference example shown in FIG. 6 includes a 4-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Furthermore, the optical circuit of this reference example includes a slab waveguide 510 as a coupling means for coupling a part branched from the optical signal output from the arrayed waveguide 508 and the input WDM optical signal to a predetermined optical path. In the optical circuit of this reference example, the coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 fabricated on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is fabricated.

本参考例の光回路500は、方向性結合器504のポート4に対応する光導波路504−4がスラブ導波路510に接続されている点、およびモニター光信号を出力するための光導波路514がスラブ導波路506と接続されている点において、図4に示す光回路と異なる。   In the optical circuit 500 of this reference example, an optical waveguide 504-4 corresponding to the port 4 of the directional coupler 504 is connected to the slab waveguide 510, and an optical waveguide 514 for outputting a monitor optical signal is provided. It differs from the optical circuit shown in FIG. 4 in that it is connected to the slab waveguide 506.

光波路導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512および514はそれぞれN本となる。   When the number of wavelengths of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 is N (integer of 2 or more), the number of optical waveguides 512 and 514 is N.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、スラブ導波路506から入力されたWDM信号を波長分離して出力する。導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、アレイ導波路508は、少なくともF×(N+1)/N(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and outputs the WDM signal input from the slab waveguide 506 after wavelength separation. When the bandwidth of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input from the waveguide 502 is F (Hz), the arrayed waveguide 508 has at least F × (N + 1) / N (Hz). It is configured to have a free spectral region.

方向性結合器504は、光導波路504−1から入力した光を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐して出力する。例えば、方向性結合器504において、ポート1から入力された光信号の10分の9はポート3へ出力され、ポート1から入力された光信号の10分の1はポート4へ出力される。同様に、ポート3から入力された光信号の10分の9はポート1へ出力され、ポート3から入力された光信号の10分の1はポート2へ出力される。   The directional coupler 504 bifurcates and outputs the light input from the optical waveguide 504-1 at a predetermined branching ratio (for example, 9 to 1). For example, in the directional coupler 504, 9/10 of the optical signal input from the port 1 is output to the port 3, and 1/10 of the optical signal input from the port 1 is output to the port 4. Similarly, nine tenths of the optical signal input from port 3 is output to port 1, and one tenth of the optical signal input from port 3 is output to port 2.

本参考例において、光導波路504−1は光導波路502と接続され、光導波路504−3は、ポート1から入力され分岐された光信号の10分の9(メイン光信号)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してメイン光信号の所定の光路である光導波路512へ結合されるような位置で、スラブ導波路506と接続されている。光導波路504−4は、ポート1から入力されWDM光信号の10分の1(モニター光信号)がスラブ導波路510、アレイ導波路508およびスラブ導波路506を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514へ結合されるような位置で、スラブ導波路510へ接続されている。   In this reference example, the optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502. In the optical waveguide 504-3, 9/10 of the optical signal input from the port 1 and branched (main optical signal) is the slab waveguide 506. The slab waveguide 506 is connected at a position where it passes through the arrayed waveguide 508 and the slab waveguide 510 and is coupled to the optical waveguide 512 which is a predetermined optical path of the main optical signal. In the optical waveguide 504-4, one-tenth (monitor optical signal) of the WDM optical signal input from the port 1 is transmitted through the slab waveguide 510, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 506. It is connected to the slab waveguide 510 at a position where it is coupled to the optical waveguide 514 which is an optical path.

以上の構成により、本参考例の光回路において、光導波路502から入力されたWDM光信号は、方向性結合器504においてメイン光信号およびモニター光信号に分岐される。メイン光信号は、光導波路504−3およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、スラブ導波路510によって光導波路512に結合されて出力される。他方、モニター光信号は、光導波路504−4およびスラブ導波路510を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。モニター光信号から波長分離された各光信号は、スラブ導波路506によって光導波路514に結合されて出力される。したがって、本参考例の光回路を一要素として用いてDEMUXを構成することができる。   With the above configuration, in the optical circuit of this reference example, the WDM optical signal input from the optical waveguide 502 is branched into the main optical signal and the monitor optical signal in the directional coupler 504. The main optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-3 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is coupled to the optical waveguide 512 by the slab waveguide 510 and output. On the other hand, the monitor optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-4 and the slab waveguide 510, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal is coupled to the optical waveguide 514 by the slab waveguide 506 and output. Therefore, the DEMUX can be configured using the optical circuit of this reference example as one element.

本参考例の光回路は、図4に示した光回路に比べて、スラブ導波路506および510に接続される光導波路の配分が改善され基板501に集積度が向上する。また、本参考例の光回路は、メイン光信号とモニター光信号の2つのスラブ導波路とアレイ導波路における進行方向が異なるために、両信号間のクロストークが低減される。   Compared with the optical circuit shown in FIG. 4, the optical circuit of this reference example improves the distribution of the optical waveguides connected to the slab waveguides 506 and 510 and improves the degree of integration on the substrate 501. In the optical circuit of this reference example, since the traveling directions of the main optical signal and the monitor optical signal in the two slab waveguides and the arrayed waveguide are different, crosstalk between the two signals is reduced.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

次に図7を参照して本発明の第4の参考例を説明する。図7は、本参考例の光回路500の概略構成およびそれを用いた光信号処理装置900の一部の概略構成を示す図である。本参考例の光回路500は、入力されたWDM光信号の一部を波長分離した各光信号をメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の残りの一部を波長分離した各信号光をモニター光信号として出力することができる光回路である。また本参考例の光信号処理装置900は、光導波路回路500から出力されたモニター光信号をモニターするとともに、光導波路回路500から出力されたメイン信号を信号処理する光信号処理装置である。   Next, a fourth reference example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of the present reference example and a schematic configuration of a part of an optical signal processing apparatus 900 using the optical circuit 500. The optical circuit 500 of this reference example outputs each optical signal obtained by wavelength-separating a part of the input WDM optical signal as a main optical signal, and each wavelength-separated part of the remaining part of the input WDM optical signal. This is an optical circuit capable of outputting signal light as a monitor light signal. The optical signal processing apparatus 900 of this reference example is an optical signal processing apparatus that monitors the monitor optical signal output from the optical waveguide circuit 500 and performs signal processing on the main signal output from the optical waveguide circuit 500.

本参考例の光回路500は、図16または18に例示する光信号処理装置におけるDEMUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this reference example can be used as a DEMUX unit in the optical signal processing device illustrated in FIG.

図7に示す本参考例の光信号処理装置900は、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、基板501からのメイン光信号およびモニター光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ(図示しない)と、メイン光信号を処理する信号処理素子906とを備える。図7に示すアレイ導波路508の端末Aは、図6に示すアレイ導波路508の端末Aに対応し、基板501上に作製された方向性結合器504、スラブ導波路506およびアレイ導波路508は図6と同様である。   The optical signal processing apparatus 900 of this reference example shown in FIG. 7 includes an arrayed waveguide connected to a 4-port directional coupler 504, a slab waveguide 506, and a slab waveguide 506 that branch incident light at a predetermined ratio. A substrate 501 on which 508 is manufactured, a cylindrical lens 902 and a condenser lens 904 through which a main light signal and a monitor light signal from the substrate 501 are transmitted, and a photodetector array (not shown) for detecting the monitor light signal, And a signal processing element 906 for processing the main optical signal. The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 7 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 6, and the directional coupler 504, the slab waveguide 506, and the arrayed waveguide 508 manufactured on the substrate 501. Is the same as FIG.

図7に示す本参考例の光回路500は、アレイ導波路508から出力する光信号(メイン光信号から波長分離された各光信号)を所定の光路に結合し、かつ方向性結合器504から出力するモニター光信号を所定の光路に結合する結合手段Bとしてのシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を備える点で図6に示す光回路500と異なる。すなわち、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、モニター光信号から波長分離された各光信号を対応する光検出器アレイ(図示しない)の光検出素子に入射する光路に結合するように作用し、かつメイン光信号から波長分離された各光信号を対応する信号処理素子906に入射する光路に結合するように作用する。   The optical circuit 500 of this reference example shown in FIG. 7 couples an optical signal output from the arrayed waveguide 508 (each optical signal wavelength-separated from the main optical signal) to a predetermined optical path, and from the directional coupler 504. 6 is different from the optical circuit 500 shown in FIG. 6 in that it includes a cylindrical lens 902 and a condenser lens 904 as coupling means B for coupling the output monitor optical signal to a predetermined optical path. That is, the cylindrical lens 902 and the condensing lens 904 act so as to couple each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal to an optical path incident on a photodetector element of a corresponding photodetector array (not shown), In addition, each optical signal wavelength-separated from the main optical signal acts to be coupled to the optical path incident on the corresponding signal processing element 906.

また、方向性結合器504のポート4に対応する光導波路504−4から出力される光が集光手段Bを構成する集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508に結合させるためのファイバコリメータ910を備える点で図6に示す光回路と異なる。   In addition, the light output from the optical waveguide 504-4 corresponding to the port 4 of the directional coupler 504 is coupled to the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902 constituting the condenser means B. 6 is different from the optical circuit shown in FIG. 6 in that a fiber collimator 910 is provided.

光導波路514から出力されるモニター光信号は、図示しない光検出器アレイ(例えば、複数のフォトダイオードがy方向に配列されたフォトダイオードアレイ)で光信号強度や位相などが検出される。   The monitor optical signal output from the optical waveguide 514 has its optical signal intensity and phase detected by a photodetector array (not shown) (for example, a photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in the y direction).

信号処理素子906は、液晶、ピエゾ、電気光学結晶、マイクロミラーなどによる位相制御素子や強度制御素子や光路変換素子を用いることができる。信号処理素子906は、光検出器アレイ(図示しない)からの検出値に基づいて、メイン光信号に対する処理量(例えば、位相シフト量、減衰量、増幅量)などを制御するように構成することができる。   As the signal processing element 906, a phase control element, an intensity control element, or an optical path conversion element such as a liquid crystal, a piezo, an electro-optic crystal, or a micromirror can be used. The signal processing element 906 is configured to control a processing amount (for example, a phase shift amount, an attenuation amount, an amplification amount) or the like for the main optical signal based on a detection value from a photodetector array (not shown). Can do.

以上の構成により、本参考例の信号処理装置において、光回路500の光導波路502から入力されたWDM光信号は、方向性結合器504においてメイン光信号とモニター光信号とに分岐される。メイン光信号は、光導波路504−3およびスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904により信号処理素子906への光路に結合され、信号処理素子906へ入力され位相シフトなどの処理が施される。他方、モニター光信号は、光導波路504−4、集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離される。モニター光信号から波長分離された各光信号は、スラブ導波路506により光導波路514に結合され出力される。光導波路514から出力された各光信号は、光検出器アレイ(図示しない)において光信号強度や位相が検出される。   With the above configuration, in the signal processing apparatus of this reference example, the WDM optical signal input from the optical waveguide 502 of the optical circuit 500 is branched into the main optical signal and the monitor optical signal in the directional coupler 504. The main optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-3 and the slab waveguide 506, and wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is coupled to the optical path to the signal processing element 906 by the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904, and is input to the signal processing element 906 to be subjected to processing such as phase shift. On the other hand, the monitor optical signal is input to the arrayed waveguide 508 via the optical waveguide 504-4, the condenser lens 904, and the cylindrical lens 902, and is wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal is coupled to the optical waveguide 514 by the slab waveguide 506 and output. The optical signal intensity and phase of each optical signal output from the optical waveguide 514 is detected by a photodetector array (not shown).

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路および信号処理装置を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路および信号処理装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing device with fewer additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal. Further, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing apparatus that extract 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

また、本参考例の光回路は、図5に示した光回路に比べて、メイン光信号とモニター光信号とのクロストークが低減される。   Further, in the optical circuit of this reference example, crosstalk between the main optical signal and the monitor optical signal is reduced as compared with the optical circuit shown in FIG.

なお、図18に示すような波長選択スイッチとして機能する光信号処理装置を構成する場合、複数個のファイバコリメータ910の配置が互いに干渉する問題が生じる。このような場合、図20に示すように、ファイバコリメータ910を信号処理素子906を基準にしてy方向にずらして配置することで、問題を解消することができる。図20(a)は光信号処理装置の平面図、(b)は光信号処理装置の断面図である。図20に示すように、光信号処理装置において、集光レンズ904の一部をシリンドリカルレンズ918にして用いることで、ファイバコリメータ910をy方向にずらして配置することが可能となる。   In the case of configuring an optical signal processing device functioning as a wavelength selective switch as shown in FIG. 18, there arises a problem that the arrangement of a plurality of fiber collimators 910 interfere with each other. In such a case, as shown in FIG. 20, the problem can be solved by disposing the fiber collimator 910 in the y direction with respect to the signal processing element 906 as a reference. 20A is a plan view of the optical signal processing device, and FIG. 20B is a cross-sectional view of the optical signal processing device. As shown in FIG. 20, in the optical signal processing device, by using a part of the condensing lens 904 as a cylindrical lens 918, the fiber collimator 910 can be arranged shifted in the y direction.

(実施例1)
次に図8を参照して本発明の第1の実施例を説明する。図8は、本実施例の光回路500の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、入力された複数の波長の光信号を波長合成したWDM光信号の一部をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の他の一部から波長分離された各信号光の一部をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、MUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。
Example 1
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the optical circuit 500 of the present embodiment. The optical circuit 500 according to this embodiment outputs a part of a WDM optical signal obtained by wavelength combining optical signals having a plurality of input wavelengths as a main optical signal and is wavelength-separated from the other part of the WDM optical signal. It is an optical circuit that can extract a part of each signal light as a monitor optical signal, and can be used as a component constituting a MUX device.

図8に示す本実施例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本実施例の光回路は、光導波路512から入力された光信号および方向性結合器504から出力された光信号を所定の光路に結合する結合手段としてのスラブ導波路510を備える。本実施例の光回路は、アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 8 includes a 4-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Furthermore, the optical circuit of this embodiment includes a slab waveguide 510 as a coupling means for coupling the optical signal input from the optical waveguide 512 and the optical signal output from the directional coupler 504 to a predetermined optical path. In the optical circuit of this embodiment, the coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 fabricated on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is fabricated.

また、本実施例の光回路500は、メイン光信号を出力するための光導波路502と、モニター光信号を出力するための光導波路514とを備える。光導波路512および514はそれぞれスラブ導波路510および506へ接続される。   Further, the optical circuit 500 of this embodiment includes an optical waveguide 502 for outputting a main optical signal, and an optical waveguide 514 for outputting a monitor optical signal. Optical waveguides 512 and 514 are connected to slab waveguides 510 and 506, respectively.

本実施例の光回路500において、方向性結合器504は、ポート3から入力された光を所定の分岐比(例えば9体1)で2分岐して出力する。例えば、方向性結合器504において、ポート3から入力された光信号の10分の9はポート1へ出力され、ポート3から入力された光信号の10分の1はポート2へ出力される。   In the optical circuit 500 of the present embodiment, the directional coupler 504 splits the light input from the port 3 into two at a predetermined branching ratio (for example, 9 bodies 1) and outputs the branched light. For example, in the directional coupler 504, 9/10 of the optical signal input from the port 3 is output to the port 1, and 1/10 of the optical signal input from the port 3 is output to the port 2.

ポート2に対応する光導波路504−2はスラブ導波路510に接続され、方向性結合器504のポート1に対応する光導波路504−1は光導波路502に接続されている。   The optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2 is connected to the slab waveguide 510, and the optical waveguide 504-1 corresponding to the port 1 of the directional coupler 504 is connected to the optical waveguide 502.

光導波路512から入力される光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512および514はそれぞれN本となる。   When the number of wavelengths of the optical signal input from the optical waveguide 512 is N (integer of 2 or more), the number of optical waveguides 512 and 514 is N.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、スラブ導波路510から入力された複数の波長の光信号を波長合成してWDM信号を出力し、かつスラブ導波路510から入力されたWDM光信号を波長分離して出力する。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, synthesizes the optical signals of a plurality of wavelengths input from the slab waveguide 510, outputs a WDM signal, and is input from the slab waveguide 510. The WDM optical signal is wavelength-separated and output.

光導波路512から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、アレイ導波路508は、少なくともF×(N+1)/N(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   When the bandwidth of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 is F (Hz), the arrayed waveguide 508 has at least F × (N + 1) / N (Hz). It is configured to have a free spectral region.

本実施例の光回路500において、方向性結合器504の光導波路504−3は、WDM光信号が出力される位置でスラブ導波路506と接続される。光導波路504−1は光導波路502に接続されポート3から入力され分岐されたWDM光信号の10分の9(メイン光信号)を出力する。光導波路504−2は、ポート3から入力され分岐されたWDM光信号の10分の1(モニター光信号)がスラブ導波路510、アレイ導波路508およびスラブ導波路506を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514へ結合されるような位置で、スラブ導波路510へ接続される。   In the optical circuit 500 of this embodiment, the optical waveguide 504-3 of the directional coupler 504 is connected to the slab waveguide 506 at a position where a WDM optical signal is output. The optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502, and outputs 9/10 (main optical signal) of the branched WDM optical signal input from the port 3. In the optical waveguide 504-2, one-tenth (monitor optical signal) of the WDM optical signal input from the port 3 and branched is transmitted through the slab waveguide 510, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 506, and the monitor optical signal is transmitted. Is connected to the slab waveguide 510 at a position where it is coupled to the optical waveguide 514 which is a predetermined optical path.

以上の構成により、本実施例の光回路において、光導波路512から入力された複数の波長の光信号は、アレイ導波路508において波長合成される。波長合成されたWDM光信号は、方向性結合器504においてメイン光信号およびモニター光信号に分岐される。メイン光信号は、光導波路502から出力される。モニター光信号は、アレイ導波路508において波長分離される。モニター光信号から波長分離された各光信号は、光導波路514から出力される。したがって、本実施例の光回路を一要素として用いてMUXを構成することができる。   With the above configuration, in the optical circuit of the present embodiment, the optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 are wavelength-synthesized in the arrayed waveguide 508. The wavelength-synthesized WDM optical signal is branched by the directional coupler 504 into a main optical signal and a monitor optical signal. The main optical signal is output from the optical waveguide 502. The monitor optical signal is wavelength-separated in the arrayed waveguide 508. Each optical signal wavelength-separated from the monitor optical signal is output from the optical waveguide 514. Therefore, the MUX can be configured using the optical circuit of this embodiment as one element.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

(実施例2)
次に図9を参照して第2の実施例を説明する。図9は、本実施例の光回路500およびそれを用いた光信号処理装置900の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、複数の波長の光信号を入力して波長合成したWDM光信号の一部をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の他の一部から波長分離された各信号光の一部をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、MUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。また本実施例の光信号処理装置900は、信号処理素子906により信号処理を施された複数の波長の光信号を光導波路回路500において波長合成してWDM光信号として出力するとともに、WDM光信号の一部から波長分離された光信号をモニター光信号としてモニターする光信号処理装置である。
(Example 2)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of this embodiment and an optical signal processing apparatus 900 using the same. The optical circuit 500 according to the present embodiment outputs a part of a WDM optical signal synthesized by inputting an optical signal having a plurality of wavelengths as a main optical signal and is wavelength-separated from the other part of the WDM optical signal. It is an optical circuit that can extract a part of each signal light as a monitor optical signal, and can be used as a component constituting a MUX device. Further, the optical signal processing apparatus 900 of this embodiment combines the wavelengths of the optical signals having a plurality of wavelengths subjected to the signal processing by the signal processing element 906 in the optical waveguide circuit 500 and outputs them as a WDM optical signal, and also the WDM optical signal. Is an optical signal processing apparatus that monitors an optical signal wavelength-separated from a part of the optical signal as a monitor optical signal.

本実施例の光回路500は、図16または18に例示する光信号処理装置におけるMUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this embodiment can be used as a MUX unit in the optical signal processing apparatus illustrated in FIG.

図9に示す本実施例の光信号処理装置900は、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、光信号を処理する信号処理素子906と、信号処理素子906からの複数の波長の光信号および方向性結合器504からのモニター光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ(図示しない)とを備える。   The optical signal processing apparatus 900 of the present embodiment shown in FIG. 9 includes an arrayed waveguide connected to a 4-port directional coupler 504, a slab waveguide 506, and a slab waveguide 506 that branch incident light at a predetermined ratio. 508, a signal processing element 906 for processing an optical signal, a cylindrical lens 902 through which an optical signal having a plurality of wavelengths from the signal processing element 906 and a monitor optical signal from the directional coupler 504 are transmitted. And a condensing lens 904 and a photodetector array (not shown) for detecting a monitor light signal.

シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、モニター光信号の所定の光路である導波路504−2からの光をアレイ導波路(508)に結合する結合手段Bを構成する。   The cylindrical lens 902 and the condensing lens 904 constitute coupling means B that couples light from the waveguide 504-2, which is a predetermined optical path of the monitor optical signal, to the arrayed waveguide (508).

図9に示すアレイ導波路508の端末Aは、図8に示すアレイ導波路508の端末Aに対応する。   The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 9 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG.

本実施例の光回路500は、方向性結合器504のポート2に対応する光導波路504−2から出力される光が集光手段Bを構成する集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508に結合させるためのファイバコリメータ910を備える点、およびモニター光信号を出力するための光導波路514がスラブ導波路506と接続されている点において、図5に示す光回路と異なる。また、信号処理素子906によって信号処理を施された光信号が集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508から入力され、メイン光信号が方向性結合器504のポート1に対応する光導波路504−1に接続された光導波路502から出力される点おいて、図7に示す光回路と異なる。   In the optical circuit 500 of this embodiment, the light output from the optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2 of the directional coupler 504 is arrayed via the condensing lens 904 and the cylindrical lens 902 constituting the condensing means B. 5 is different from the optical circuit shown in FIG. 5 in that a fiber collimator 910 for coupling to the waveguide 508 is provided and an optical waveguide 514 for outputting a monitor optical signal is connected to the slab waveguide 506. Further, the optical signal subjected to signal processing by the signal processing element 906 is input from the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902, and the main optical signal corresponds to the port 1 of the directional coupler 504. It is different from the optical circuit shown in FIG. 7 in that it is output from the optical waveguide 502 connected to the optical waveguide 504-1.

シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を介して入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路514はそれぞれN本となる。   When the number of wavelengths of a WDM optical signal multiplexed with optical signals of a plurality of wavelengths input through the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904 is N (integer of 2 or more), the number of the optical waveguides 514 is N. It becomes.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を介して入力された複数の波長の光信号を波長合成してWDM光信号として出力し、かつシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を介して入力されたWDM光信号を波長分離して出力する。シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904を介して入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、アレイ導波路508は、少なくともF×(N+1)/N(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and combines the optical signals of a plurality of wavelengths input through the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904, and outputs the resultant as a WDM optical signal, and The WDM optical signal input through the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904 is wavelength-separated and output. When the bandwidth of a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths input through the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904 are multiplexed is F (Hz), the arrayed waveguide 508 has at least F × (N + 1). ) / N (Hz) free spectral region.

本実施例の光回路500において、方向性結合器504の光導波路504−3はスラブ導波路506と接続され、方向性結合器504は、光導波路504−3から入力したWDM光信号を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐して出力する。したがって、光導波路504−3は、WDM光信号が出力される位置においてスラブ導波路506と接続される。光導波路504−1は光導波路502に接続されポート3から入力され分岐されたWDM光信号の10分の9(メイン光信号)を出力する。光導波路504−2は、ポート3から入力され分岐されたWDM光信号の10分の1(モニター光信号)をファイバコリメータ910に接続する光導波路(例えば、光ファイバ)に接続される。ファイバコリメータ910は、モニター光信号がアレイ導波路508およびスラブ導波路506を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514へ結合されるような位置に配置された集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902入射する位置に配置されている。   In the optical circuit 500 of this embodiment, the optical waveguide 504-3 of the directional coupler 504 is connected to the slab waveguide 506, and the directional coupler 504 receives a WDM optical signal input from the optical waveguide 504-3 as a predetermined signal. Two branches are output at a branching ratio (for example, 9 to 1). Therefore, the optical waveguide 504-3 is connected to the slab waveguide 506 at a position where the WDM optical signal is output. The optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502, and outputs 9/10 (main optical signal) of the branched WDM optical signal input from the port 3. The optical waveguide 504-2 is connected to an optical waveguide (for example, an optical fiber) that connects one-tenth (monitor optical signal) of the WDM optical signal input from the port 3 and branched to the fiber collimator 910. The fiber collimator 910 includes a condensing lens 904 and a condensing lens 904 disposed at a position where the monitor optical signal passes through the arrayed waveguide 508 and the slab waveguide 506 and is coupled to the optical waveguide 514 which is a predetermined optical path of the monitor optical signal. It is arranged at a position where the cylindrical lens 902 is incident.

以上の構成により、本実施例の光回路は、信号処理装置906によって信号処理を施された複数の波長の光信号が波長合成されたWDM光信号をメイン光信号として光導波路502から出力するとともに、WDM光信号の一部から波長分離された各光信号をモニター光信号として光導波路514から出力する。したがって、本実施例の光回路を一要素として用いてMUXを構成することができ、あるいは光信号処理装置の一要素として用いることができる。   With the above configuration, the optical circuit of the present embodiment outputs, from the optical waveguide 502, a WDM optical signal obtained by combining the optical signals of a plurality of wavelengths subjected to signal processing by the signal processing device 906 as a main optical signal. Each optical signal wavelength-separated from a part of the WDM optical signal is output from the optical waveguide 514 as a monitor optical signal. Therefore, the MUX can be configured by using the optical circuit of this embodiment as one element, or can be used as one element of the optical signal processing apparatus.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

なお、本実施例の光回路500を複数用いて、図18に例示する光信号処理装置におけるMUX部を構成することで、波長選択スイッチとして機能する光信号処理装置を構成することができる。   An optical signal processing device that functions as a wavelength selective switch can be configured by using a plurality of optical circuits 500 of this embodiment to configure the MUX unit in the optical signal processing device illustrated in FIG.

図18(a)は波長選択スイッチとして機能する光信号処理装置の平面図、(b)は断面図である。信号処理素子906として、液晶素子と複屈折結晶素子を用いることにより光信号をy方向に方路変換して、y方向にスタックした光回路500の所望の光信号をスイッチングすることができる。以下の実施例においても同様である。   FIG. 18A is a plan view of an optical signal processing device functioning as a wavelength selective switch, and FIG. 18B is a cross-sectional view. By using a liquid crystal element and a birefringent crystal element as the signal processing element 906, the optical signal can be routed in the y direction, and a desired optical signal of the optical circuit 500 stacked in the y direction can be switched. The same applies to the following embodiments.

(実施例3)
次に図10を参照して第3の実施例を説明する。図10は、本実施例の光回路500の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、複数の波長の光信号を入力して波長合成したWDM光信号をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の一部を波長分離して各信号光をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、MUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。
(Example 3)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of the optical circuit 500 of the present embodiment. The optical circuit 500 of this embodiment inputs a plurality of wavelengths of optical signals and outputs a wavelength-synthesized WDM optical signal as a main optical signal, and monitors each signal light by wavelength-separating a part of the WDM optical signal. It is an optical circuit that can be taken out as an optical signal, and can be used as a component constituting a MUX device.

図10に示す本実施例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本実施例の光回路は、入力用の導波路512から入力した複数の光信号を所定の光路であるアレイ導波路508に結合するおよびアレイ導波路508から出力する光信号を所定の光路である光導波路514に結合する結合手段としてのスラブ導波路510を備える。アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 10 includes a 4-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Furthermore, the optical circuit of the present embodiment couples a plurality of optical signals input from the input waveguide 512 to the arrayed waveguide 508 which is a predetermined optical path, and outputs the optical signal output from the arrayed waveguide 508 through the predetermined optical path. A slab waveguide 510 is provided as a coupling means for coupling to a certain optical waveguide 514. The coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 manufactured on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is manufactured.

また、本実施例の光回路500は、光信号を入力するための光導波路512と、メイン光信号を出力するための光導波路502と、モニター光信号を出力するための光導波路514とを備える。光導波路512および514はそれぞれスラブ導波路510へ接続される。光導波路512から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512および514はそれぞれN本となる。   The optical circuit 500 according to the present embodiment includes an optical waveguide 512 for inputting an optical signal, an optical waveguide 502 for outputting a main optical signal, and an optical waveguide 514 for outputting a monitor optical signal. . Optical waveguides 512 and 514 are each connected to slab waveguide 510. When the number of wavelengths of a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 are multiplexed is N (integer of 2 or more), the number of optical waveguides 512 and 514 is N.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、光導波路512から入力された複数の波長の光信号を波長合成して出力するとともに、スラブ導波路506から入力されたWDM信号を波長分離して出力する。導波路512から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、アレイ導波路508は、少なくとも2F(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and synthesizes and outputs optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512, and outputs the WDM signal input from the slab waveguide 506. Outputs after wavelength separation. When the bandwidth of a WDM optical signal in which optical signals having a plurality of wavelengths input from the waveguide 512 are multiplexed is F (Hz), the arrayed waveguide 508 has a free spectral region of at least 2 F (Hz). It is configured.

図10に示す本実施例の光回路500は、光信号が光導波路512から入力される点、メイン光信号が光導波路502から出力される点、および方向性結合器504のポート2に対応する光導波路504−2がスラブ導波路506に接続されている点で図4に示す光回路と異なる。   The optical circuit 500 of this embodiment shown in FIG. 10 corresponds to the point where the optical signal is input from the optical waveguide 512, the point where the main optical signal is output from the optical waveguide 502, and the port 2 of the directional coupler 504. 4 is different from the optical circuit shown in FIG. 4 in that the optical waveguide 504-2 is connected to the slab waveguide 506.

本実施例の光回路において、光導波路512は、入力された複数の波長の光信号がスラブ導波路510によりアレイ導波路508へ結合されて波長合成されWDM光信号としてスラブ導波路506を透過して方向性結合器のポート3に対応する光導波路504−3へ入力されるような位置においてスラブ導波路510と接続されている。   In the optical circuit of the present embodiment, the optical waveguide 512 is coupled to the arrayed waveguide 508 by the slab waveguide 510 to combine the optical signals having a plurality of wavelengths, and synthesizes the wavelength to pass through the slab waveguide 506 as a WDM optical signal. The slab waveguide 510 is connected to the optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 of the directional coupler.

方向性結合器504は、ポート3に入力された光信号を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐して出力する。ポート3に対応する光導波路504−3は、スラブ導波路506から出力されるWDM光信号が入力されるような位置においてスラブ導波路506と接続されている。光導波路502に接続された光導波路504−1は、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の9(メイン光信号)を出力する。ポート2に対応する光導波路504−2は、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の1(モニター光信号)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514へ結合されるような位置においてスラブ導波路506と接続されている。   The directional coupler 504 bifurcates and outputs the optical signal input to the port 3 at a predetermined branching ratio (for example, 9 to 1). The optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 is connected to the slab waveguide 506 at a position where the WDM optical signal output from the slab waveguide 506 is input. The optical waveguide 504-1 connected to the optical waveguide 502 outputs 9/10 (main optical signal) of the optical signal input from the port 3 and branched. In the optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2, one-tenth (monitor optical signal) of the optical signal input from the port 3 and branched is transmitted through the slab waveguide 506, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 510. The slab waveguide 506 is connected to the optical waveguide 514 that is a predetermined optical path of the monitor optical signal.

以上の構成により、本実施例の光回路は、光導波路512から入力された複数の波長の光信号を波長合成してWDM光信号としてその一部メイン光信号として光導波路512から出力するとともに、メイン光信号の他の一部を波長分離してそれぞれ対応するモニター光信号を光導波路514から出力する。したがって、本実施例の光回路を一要素として用いてMUXを構成することができる。   With the above configuration, the optical circuit of the present embodiment wavelength-synthesizes optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512, and outputs a WDM optical signal as a part of the main optical signal from the optical waveguide 512. The other part of the main optical signal is wavelength-separated and the corresponding monitor optical signal is output from the optical waveguide 514. Therefore, the MUX can be configured using the optical circuit of this embodiment as one element.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。また、本実施例の光回路は、メイン光信号とモニター光信号のクロストークが低減される。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light. In the optical circuit of this embodiment, the crosstalk between the main optical signal and the monitor optical signal is reduced.

次に図11を参照して第4の実施例を説明する。図11は、本実施例の光回路500およびそれを用いた光信号処理装置900の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、複数の波長の光信号を入力して波長合成したWDM光信号をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の一部を波長分離して各信号光をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、MUX装置を構成する部品として用いることができる光回路である。また本実施例の光信号処理装置900は、光導波路回路500から出力されたモニター光信号をモニターするとともに、信号処理素子906において光導波路回路500へ入力される複数の波長の光信号を信号処理する光信号処理装置である。   Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of the present embodiment and an optical signal processing apparatus 900 using the same. The optical circuit 500 of this embodiment inputs a plurality of wavelengths of optical signals and outputs a wavelength-synthesized WDM optical signal as a main optical signal, and monitors each signal light by wavelength-separating a part of the WDM optical signal. It is an optical circuit that can be taken out as an optical signal, and can be used as a component constituting a MUX device. The optical signal processing apparatus 900 according to the present embodiment monitors the monitor optical signal output from the optical waveguide circuit 500, and performs signal processing on the optical signals of a plurality of wavelengths input to the optical waveguide circuit 500 by the signal processing element 906. An optical signal processing device.

本実施例の光回路500は、図16または18に例示する光信号処理装置におけるMUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this embodiment can be used as a MUX unit in the optical signal processing apparatus illustrated in FIG.

図11に示す本実施例の光信号処理装置900は、入力した光信号を処理する信号処理素子906と、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、基板501からのモニター光信号および信号処理装置により信号処理が施された複数の波長の光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ908とを備える。図11に示すアレイ導波路508の端末Aは、図10に示すアレイ導波路508の端末Aに対応する。   An optical signal processing apparatus 900 of this embodiment shown in FIG. 11 includes a signal processing element 906 that processes an input optical signal, a 4-port directional coupler 504 that branches incident light at a predetermined ratio, and a slab waveguide. 506 and the substrate 501 on which the arrayed waveguide 508 connected to the slab waveguide 506 is manufactured, and the monitor optical signal from the substrate 501 and the optical signals of a plurality of wavelengths subjected to signal processing by the signal processing device are transmitted. A cylindrical lens 902 and a condenser lens 904, and a photodetector array 908 for detecting a monitor light signal are provided. The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 11 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG.

図11に示す本実施例の光回路500において、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、信号処理素子906により信号処理を施された複数の光信号を所定の光路であるアレイ導波路508に結合するおよびアレイ導波路508から出力するモニター光信号を光検出器アレイ908へ入射する所定の光路に結合する結合手段Bを構成している。   In the optical circuit 500 of this embodiment shown in FIG. 11, the cylindrical lens 902 and the condensing lens 904 couple a plurality of optical signals subjected to signal processing by the signal processing element 906 to an arrayed waveguide 508 which is a predetermined optical path. And a coupling means B that couples the monitor optical signal output from the arrayed waveguide 508 to a predetermined optical path incident on the photodetector array 908.

また、図11に示す光回路500は、信号処理素子906において信号処理を施された複数の波長の光信号が集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ入力される点、メイン光信号が光導波路502から出力される点、および方向性結合器504のポート2に対応する光導波路504−2がスラブ導波路506に接続されている点で図5に示す光回路と異なる。   Further, in the optical circuit 500 shown in FIG. 11, the optical signals of a plurality of wavelengths subjected to signal processing in the signal processing element 906 are input to the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902, 5 differs from the optical circuit shown in FIG. 5 in that the main optical signal is output from the optical waveguide 502 and the optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2 of the directional coupler 504 is connected to the slab waveguide 506. .

光検出器アレイ908は、例えば、複数のフォトダイオードがy方向に配列されたフォトダイオードアレイとすることができる。   The photodetector array 908 can be, for example, a photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in the y direction.

信号処理素子906は、液晶、ピエゾ、電気光学結晶、マイクロミラーなどによる位相制御素子や強度制御素子や光路変換素子を用いることができる。信号処理素子906は、光検出器アレイ908からの検出値に基づいて、メイン光信号に対する処理量、すなわち位相シフト量などを制御するように構成することができる。   As the signal processing element 906, a phase control element, an intensity control element, or an optical path conversion element such as a liquid crystal, a piezo, an electro-optic crystal, or a micromirror can be used. The signal processing element 906 can be configured to control the amount of processing for the main optical signal, that is, the amount of phase shift, based on the detection value from the photodetector array 908.

以上の構成により、本実施例の光信号処理装置900は、入力された複数の波長の光信号を信号処理素子906において信号処理した後、光回路500においてWDM光信号に波長合成して、方向性結合器504において9対1の比率でメイン光信号とモニター光信号とに分岐して、アレイ導波路508においてモニター光信号を波長分離する。波長合成されたメイン光信号は、光導波路502から出力される。他方、波長分離されたモニター光信号は、光検出器アレイ908への光路に結合され、光検出器アレイ908において光信号強度や位相が検出される。   With the above configuration, the optical signal processing apparatus 900 according to the present embodiment performs signal processing on the input optical signals having a plurality of wavelengths in the signal processing element 906, and then synthesizes the wavelength into a WDM optical signal in the optical circuit 500, The optical coupler 504 branches the main optical signal and the monitor optical signal at a ratio of 9 to 1, and the array optical waveguide 508 separates the wavelength of the monitor optical signal. The wavelength-synthesized main optical signal is output from the optical waveguide 502. On the other hand, the wavelength-separated monitor optical signal is coupled to the optical path to the photodetector array 908, and the optical signal intensity and phase are detected by the photodetector array 908.

以上説明したように、モニター光信号信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路および信号処理装置を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路および信号処理装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing device with fewer additional elements or additional members for taking out a monitor optical signal signal. Further, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing apparatus that extract 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

なお、図18に示すような波長選択スイッチとして機能する光信号処理装置を構成する場合、複数個の光検出器アレイ908の配置が互いに干渉する問題が生じる。このような場合、図19に示すように、光検出器アレイ908を信号処理素子906を基準にしてy方向にずらして配置することで、問題を解消することができる。図19(a)は光信号処理装置の平面図、(b)は光信号処理装置の断面図である。図19に示すように、光信号処理装置において、集光レンズ904の一部をシリンドリカルレンズ918にして用いることで、光検出器アレイ908をy方向にずらして配置することが可能となる。   When an optical signal processing device functioning as a wavelength selective switch as shown in FIG. 18 is configured, there arises a problem that the arrangement of the plurality of photodetector arrays 908 interfere with each other. In such a case, as shown in FIG. 19, the problem can be solved by disposing the photodetector array 908 in the y direction with reference to the signal processing element 906. FIG. 19A is a plan view of the optical signal processing device, and FIG. 19B is a cross-sectional view of the optical signal processing device. As shown in FIG. 19, in the optical signal processing device, by using a part of the condensing lens 904 as a cylindrical lens 918, the photodetector array 908 can be shifted in the y direction.

(実施例5)
次に図12を参照して第5の実施例を説明する。図12は、本実施例の光回路500の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、WDM光信号を波長分離してメイン光信号として出力するとともに、波長分離された各信号光の一部をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、他方、複数の波長の光信号を入力して波長合成したWDM光信号をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の一部を波長分離して各信号光をモニター光信号として取り出し可能な光回路でもある。したがって、本実施例の光導波路回路500は、DEMUX装置またはMUX装置を構成する部品として用いることができる光回路でもある。
(Example 5)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing a schematic configuration of the optical circuit 500 of the present embodiment. The optical circuit 500 of the present embodiment is an optical circuit that can wavelength-separate a WDM optical signal and output it as a main optical signal, and extract a part of each wavelength-separated signal light as a monitor optical signal, An optical circuit that inputs optical signals of a plurality of wavelengths and outputs a wavelength-synthesized WDM optical signal as a main optical signal, and can extract a part of the WDM optical signal as a monitor optical signal by wavelength-separating a part of the WDM optical signal. is there. Therefore, the optical waveguide circuit 500 of this embodiment is also an optical circuit that can be used as a component constituting the DEMUX device or the MUX device.

図12に示す本実施例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本実施例の光回路は、入出力用の導波路512から入力した複数の光信号1を所定の光路であるアレイ導波路508に結合するおよびアレイ導波路508から出力するモニター光信号1を所定の光路である光導波路514に結合するとともに、入出力用の光導波路502から入力されアレイ導波路508から出力される光信号2(WDM光信号)のメイン光信号およびモニター光信号をそれぞれ所定の光路である光導波路512および514に結合する結合手段Bとしてのスラブ導波路510を備える。アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 12 includes a four-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Further, the optical circuit of the present embodiment couples the plurality of optical signals 1 input from the input / output waveguide 512 to the arrayed waveguide 508 which is a predetermined optical path and outputs the monitor optical signal 1 output from the arrayed waveguide 508. The main optical signal and the monitor optical signal of the optical signal 2 (WDM optical signal) input from the input / output optical waveguide 502 and output from the arrayed waveguide 508 are respectively connected to the optical waveguide 514 which is a predetermined optical path. A slab waveguide 510 serving as a coupling means B coupled to the optical waveguides 512 and 514, which are the optical paths of the first and second optical paths. The coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 manufactured on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is manufactured.

光導波路512から入力される複数の波長の光信号の波長数または光導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512はN本となり、光導波路514はN+1本となる。   The number of wavelengths of optical signals having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 or the number of wavelengths of WDM optical signals in which optical signals having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 are multiplexed is N (integer of 2 or more). In this case, the number of optical waveguides 512 is N, and the number of optical waveguides 514 is N + 1.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、光導波路512から入力された複数の波長の光信号1を波長合成して出力する。また、アレイ導波路508は、光導波路502から入力されたWDM光信号(光信号2)を波長分離し出力する。さらに、アレイ導波路508は、方向性結合器504のポート2および4にそれぞれ対応する光導波路504−2および504−4からそれぞれ入力されたモニター光信号1および2(WDM信号)を波長分離して出力する。アレイ導波路508は、WDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、少なくとも(2N+1)F/N(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and synthesizes and outputs the optical signals 1 having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512. The arrayed waveguide 508 wavelength-separates and outputs the WDM optical signal (optical signal 2) input from the optical waveguide 502. Further, the arrayed waveguide 508 wavelength-separates the monitor optical signals 1 and 2 (WDM signals) input from the optical waveguides 504-2 and 504-4 corresponding to the ports 2 and 4 of the directional coupler 504, respectively. Output. The arrayed waveguide 508 is configured to have a free spectral region of at least (2N + 1) F / N (Hz) when the bandwidth of the WDM optical signal is F (Hz).

本実施例の光回路において、光導波路512は、入力された複数の波長の光信号がスラブ導波路510によりアレイ導波路508へ結合されて波長合成されWDM光信号としてスラブ導波路506を透過して方向性結合器のポート3に対応する光導波路504−3へ入力されるような位置においてスラブ導波路512と接続されている。   In the optical circuit of the present embodiment, the optical waveguide 512 is coupled to the arrayed waveguide 508 by the slab waveguide 510 to combine the optical signals having a plurality of wavelengths, and synthesizes the wavelength to pass through the slab waveguide 506 as a WDM optical signal. The slab waveguide 512 is connected to the optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 of the directional coupler.

方向性結合器504は、ポート1に入力された光信号を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐してポート3および4から出力し、またポート3に入力された光信号を所定の分岐比で2分岐してポート1および2から出力する。   The directional coupler 504 bifurcates the optical signal input to the port 1 with a predetermined branching ratio (for example, 9 to 1) and outputs it from the ports 3 and 4, and the optical signal input to the port 3 is predetermined. The output is output from ports 1 and 2 after branching into two at the branching ratio.

ポート3に対応する光導波路504−3は、スラブ導波路506から出力されるWDM光信号が入力されるような位置であり、かつスラブ導波路506へ入力されたWDM光信号から波長分離された各光信号が光導波路512から出力されるような位置でスラブ導波路506と接続されている。   The optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 is at a position where the WDM optical signal output from the slab waveguide 506 is input, and wavelength-separated from the WDM optical signal input to the slab waveguide 506. The optical signal is connected to the slab waveguide 506 at a position where each optical signal is output from the optical waveguide 512.

光導波路504−1は、光導波路502に接続され、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の9(メイン光信号)を出力する。ポート2に対応する光導波路504−2は、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の1(モニター光信号1)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514(例えば、基板501に配列されたN+1本のうちの1〜N番目の光導波路)へ結合されるような位置においてスラブ導波路506と接続されている。ポート4に対応する光導波路504−4は、ポート1から入力された入力され分岐された光信号の10分の1(モニター光信号2)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514(例えば、基板501に配列されたN+1本のうちの2〜N+1番目の光導波路)へ結合されるような位置においてスラブ導波路506と接続されている。   The optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502, and outputs 9/10 (main optical signal) of the optical signal input from the port 3 and branched. In the optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2, one-tenth (monitor optical signal 1) of the optical signal input from the port 3 and branched is transmitted through the slab waveguide 506, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 510. Then, it is connected to the slab waveguide 506 at a position where it is coupled to the optical waveguide 514 (for example, the 1st to Nth optical waveguides of N + 1 arranged on the substrate 501) which is a predetermined optical path of the monitor optical signal. Has been. In the optical waveguide 504-4 corresponding to the port 4, one-tenth of the input and branched optical signal input from the port 1 (monitor optical signal 2) is the slab waveguide 506, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide. A slab waveguide at a position that passes through 510 and is coupled to an optical waveguide 514 (for example, the 2nd to N + 1th optical waveguides of N + 1 arrayed on the substrate 501), which is a predetermined optical path of the monitor optical signal 506 is connected.

以上の構成により、本実施例の光回路は、光導波路512から入力された複数の波長の光信号を波長合成してWDM光信号としてその一部をメイン光信号として光導波路502から出力するとともに、WDM光信号の他の一部を波長分離してそれぞれ対応するモニター光信号を光導波路514から出力する。または、本実施例の光回路は、光導波路502から入力された複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の一部を波長分離してメイン光信号として光導波路512から出力するとともに、WDM光信号の他の一部を波長分離してモニター光信号として光導波路514から出力する。したがって、本実施例の光回路を一要素として用いてMUXおよびDEMUXを構成することができる。   With the above configuration, the optical circuit of the present embodiment combines the optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 and outputs a part of the optical signal as a WDM optical signal from the optical waveguide 502 as the main optical signal. The other part of the WDM optical signal is wavelength-separated and the corresponding monitor optical signal is output from the optical waveguide 514. Alternatively, the optical circuit of the present embodiment wavelength-separates a part of a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 are multiplexed, and outputs the result as a main optical signal from the optical waveguide 512. The other part of the WDM optical signal is wavelength-separated and output from the optical waveguide 514 as a monitor optical signal. Therefore, the MUX and DEMUX can be configured using the optical circuit of this embodiment as one element.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

(実施例6)
次に図13を参照して第6の実施例を説明する。図13は、本実施例の光回路500およびそれを用いた光信号処理装置900の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、入力された複数の波長の光信号が波長合成したWDM光信号の一部を波長分離した各光信号を信号処理装置906へ結合し、信号処理装置906において信号処理が施された各光信号を再び入力して波長合成してメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の他の一部を波長分離した各光信号をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、光信号処理装置を構成する部品として用いることができる光回路である。また本実施例の光信号処理装置900は、光導波路回路500から出力されたモニター光信号をモニターするとともに、信号処理素子906において光導波路回路500へ入力される複数の波長の光信号を信号処理する光信号処理装置である。
(Example 6)
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of the present embodiment and an optical signal processing device 900 using the same. The optical circuit 500 according to the present embodiment couples each optical signal obtained by wavelength-separating a part of a WDM optical signal obtained by wavelength synthesis of input optical signals having a plurality of wavelengths, to the signal processing device 906, and the signal processing device 906 performs signal processing. Each processed optical signal is input again, wavelength synthesized and output as the main optical signal, and each optical signal obtained by wavelength-separating another part of the input WDM optical signal can be extracted as a monitor optical signal The optical circuit is an optical circuit that can be used as a component constituting the optical signal processing device. The optical signal processing apparatus 900 according to the present embodiment monitors the monitor optical signal output from the optical waveguide circuit 500, and performs signal processing on the optical signals of a plurality of wavelengths input to the optical waveguide circuit 500 by the signal processing element 906. An optical signal processing device.

本実施例の光回路500は、図17に例示する光信号処理装置におけるDEMUX兼MUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this embodiment can be used as a DEMUX / MUX unit in the optical signal processing apparatus illustrated in FIG.

図13に示す本実施例の光信号処理装置900は、入力された光信号を処理する信号処理素子906と、入力された光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、基板501からのモニター光信号およびメイン光信号並びに信号処理装置906により信号処理が施されミラー912により反射された複数の波長の光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ908とを備える。図13に示すアレイ導波路508の端末Aは、図12に示すアレイ導波路508の端末Aに対応する。   The optical signal processing apparatus 900 of this embodiment shown in FIG. 13 includes a signal processing element 906 that processes an input optical signal, a 4-port directional coupler 504 that branches the input light at a predetermined ratio, and a slab. The substrate 501 on which the arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506 and the slab waveguide 506 is manufactured, the monitor optical signal and the main optical signal from the substrate 501, and signal processing by the signal processing device 906 and reflection by the mirror 912. A cylindrical lens 902 and a condensing lens 904 through which the optical signals having a plurality of wavelengths are transmitted, and a photodetector array 908 that detects the monitor optical signal. The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 13 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG.

図13に示す本実施例の光回路500において、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、アレイ導波路508から出力されたメイン光信号およびモニター光信号をそれぞれ信号処理素子906および光検出器アレイへ入射する所定の光路に結合し、かつ信号処理素子906により信号処理を施された複数の光信号を所定の光路であるアレイ導波路508に結合する結合手段Bを構成している。   In the optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 13, the cylindrical lens 902 and the condenser lens 904 send the main optical signal and the monitor optical signal output from the arrayed waveguide 508 to the signal processing element 906 and the photodetector array, respectively. A coupling means B is configured to couple a plurality of optical signals coupled to a predetermined optical path to be incident and subjected to signal processing by the signal processing element 906 to an arrayed waveguide 508 which is a predetermined optical path.

図13に示す信号処理装置900は、光信号およびメイン光信号がサーキュレータ914を介して光導波路502から入出力される点、信号処理素子906において信号処理を施された複数の波長の光信号がミラー912で反射され、集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ入力される点、および方向性結合器504のポート2および4にそれぞれ対応する光導波路504−2および504−4がスラブ導波路506に接続されている点で図11に示す光信号処理装置と異なる。   In the signal processing apparatus 900 shown in FIG. 13, an optical signal and a main optical signal are input / output from the optical waveguide 502 via the circulator 914, and optical signals having a plurality of wavelengths subjected to signal processing in the signal processing element 906 are received. Optical waveguides 504-2 and 504 corresponding to the points reflected by the mirror 912 and input to the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902 and the ports 2 and 4 of the directional coupler 504, respectively. 11 is different from the optical signal processing apparatus shown in FIG. 11 in that 4 is connected to the slab waveguide 506.

光検出器アレイ908は、例えば、複数のフォトダイオードがy方向に配列されたフォトダイオードアレイとすることができる。   The photodetector array 908 can be, for example, a photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in the y direction.

信号処理素子906は、液晶、ピエゾ、電気光学結晶、マイクロミラーなどによる位相制御素子や強度制御素子を用いることができる。信号処理素子906は、光検出器アレイ908からの検出値に基づいて、メイン光信号に対する処理量、すなわち位相シフト量などを制御するように構成することができる。   As the signal processing element 906, a phase control element or an intensity control element such as a liquid crystal, a piezo, an electro-optic crystal, or a micromirror can be used. The signal processing element 906 can be configured to control the amount of processing for the main optical signal, that is, the amount of phase shift, based on the detection value from the photodetector array 908.

以上の構成により、本実施例の光信号処理装置900に入力された複数の波長の光信号が波長多重されたWDM光信号は、方向性結合器504のポート1に入力されて9対1の比率でメイン光信号とモニター光信号1とに分岐される。   With the above configuration, a WDM optical signal obtained by wavelength-multiplexing optical signals of a plurality of wavelengths input to the optical signal processing apparatus 900 of this embodiment is input to the port 1 of the directional coupler 504 and is 9: 1. The main optical signal and the monitor optical signal 1 are branched at a ratio.

モニター光信号1は、ポート4から出力されてスラブ導波路506を介してアレイ導波路508へ入力される。モニター光信号1は、アレイ導波路508によって波長分離され、光検出器アレイ908への光路に結合され、光検出器アレイ908において光信号強度や位相が検出される。   The monitor optical signal 1 is output from the port 4 and input to the arrayed waveguide 508 via the slab waveguide 506. The monitor optical signal 1 is wavelength-separated by the array waveguide 508 and coupled to the optical path to the photodetector array 908, and the optical signal intensity and phase are detected by the photodetector array 908.

メイン光信号は、方向性結合器504のポート3から出力されスラブ導波路506へ入力されアレイ導波路508において波長分離され出力される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904によって信号処理素子906の各波長に対応した位置に集光され位相シフトなどの信号処理が施され、さらにミラー912によって光路が反転して再び集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ結合される。信号処理を施された各波長の光信号は、アレイ導波路508において波長合成されて、スラブ導波路506を透過して方向性結合器のポート3に入力され、その10分の9が光導波路502およびサーキュレータ914を介して出力される。   The main optical signal is output from the port 3 of the directional coupler 504, input to the slab waveguide 506, wavelength-separated in the arrayed waveguide 508 and output. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is condensed at a position corresponding to each wavelength of the signal processing element 906 by a cylindrical lens 902 and a condensing lens 904, and subjected to signal processing such as phase shift, and further a mirror 912. As a result, the optical path is inverted and coupled to the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902 again. The optical signals of the respective wavelengths subjected to the signal processing are wavelength-synthesized in the arrayed waveguide 508, transmitted through the slab waveguide 506, and input to the port 3 of the directional coupler, and nine tenths of them are optical waveguides. 502 and the circulator 914.

方向性結合器のポート3に入力された信号処理を施された各波長の光信号が波長合成された光信号の10分の1は、方向性結合器のポート2に入力されて、スラブ導波路506を透過して、アレイ導波路508において波長分離されてモニター光信号2として、光検出器アレイ908への光路に結合され、光検出器アレイ908において光信号強度や位相が検出される。   One-tenth of the wavelength-combined optical signal of each wavelength input to the directional coupler port 3 is input to the directional coupler port 2 for slab conduction. The light is transmitted through the waveguide 506, is wavelength-separated in the arrayed waveguide 508, and is coupled to the optical path to the photodetector array 908 as the monitor optical signal 2, and the optical signal intensity and phase are detected in the photodetector array 908.

光導波路504−3と504−4とを1チャネル分の間隔を離してスラブ導波路506へ接続した場合、モニター光信号1と2の同一波長の光信号は、光検出器アレイ908の1チャネル分ずれた位置においてそれぞれ検出される。   When the optical waveguides 504-3 and 504-4 are connected to the slab waveguide 506 at an interval of one channel, the optical signals having the same wavelength of the monitor optical signals 1 and 2 are transmitted through one channel of the photodetector array 908. Each is detected at a position shifted by a minute.

光導波路504−3と504−4とをWDM信号波長帯域分の間隔を離してスラブ導波路506へ接続した場合、モニター光信号1と2の同一波長の光信号は、光検出器アレイ908のWDM信号波長帯域分ずれた位置においてそれぞれ検出される。   When the optical waveguides 504-3 and 504-4 are connected to the slab waveguide 506 at an interval corresponding to the WDM signal wavelength band, the optical signals having the same wavelength of the monitor optical signals 1 and 2 are output from the photodetector array 908. Each is detected at a position shifted by the WDM signal wavelength band.

以上説明したように、モニター光信号信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路および信号処理装置を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路および信号処理装置を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing device with fewer additional elements or additional members for taking out a monitor optical signal signal. Further, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing apparatus that extract 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

(実施例7)
次に図14を参照して第7の実施例を説明する。図14は、本実施例の光回路500の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、WDM光信号を波長分離してメイン光信号として出力するとともに、波長分離された各信号光の一部をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、他方、複数の波長の光信号を入力して波長合成したWDM光信号をメイン光信号として出力するとともに、WDM光信号の一部を波長分離して各信号光をモニター光信号として取り出し可能な光回路でもある。したがって、本実施例の光導波路回路500は、DEMUX装置またはMUX装置を構成する部品として用いることができる光回路でもある。
(Example 7)
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a schematic configuration of the optical circuit 500 of the present embodiment. The optical circuit 500 of the present embodiment is an optical circuit that can wavelength-separate a WDM optical signal and output it as a main optical signal, and extract a part of each wavelength-separated signal light as a monitor optical signal, An optical circuit that inputs optical signals of a plurality of wavelengths and outputs a wavelength-synthesized WDM optical signal as a main optical signal, and can extract a part of the WDM optical signal as a monitor optical signal by wavelength-separating a part of the WDM optical signal. is there. Therefore, the optical waveguide circuit 500 of this embodiment is also an optical circuit that can be used as a component constituting the DEMUX device or the MUX device.

図14に示す本実施例の光回路500は、基板501上にそれぞれ作製された、入射した光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504と、スラブ導波路506と、スラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508とを備える。さらに本実施例の光回路は、入出力用の導波路512から入力した複数の光信号1を所定の光路であるアレイ導波路508に結合し、かつ方向性結合器504のポート2および4にそれぞれ対応する光導波路504−2および504−4からそれぞれ出力するモニター光信号1および2(WDM光信号)を所定の光路であるアレイ導波路508に結合する結合手段Bとしてのスラブ導波路510を備える。アレイ導波路508が作製された基板と同一の基板501上に作製されたスラブ導波路510で結合手段Bを構成している。   The optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 14 includes a 4-port directional coupler 504, which is fabricated on a substrate 501 and branches incident light at a predetermined ratio, a slab waveguide 506, and a slab guide. And an arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506. Further, in the optical circuit of this embodiment, a plurality of optical signals 1 input from the input / output waveguide 512 are coupled to the arrayed waveguide 508 which is a predetermined optical path, and are connected to the ports 2 and 4 of the directional coupler 504. A slab waveguide 510 as a coupling means B for coupling the monitor optical signals 1 and 2 (WDM optical signals) respectively output from the corresponding optical waveguides 504-2 and 504-4 to the arrayed waveguide 508, which is a predetermined optical path, is provided. Prepare. The coupling means B is constituted by a slab waveguide 510 manufactured on the same substrate 501 as the substrate on which the arrayed waveguide 508 is manufactured.

また、本実施例の光回路500は、モニター光信号を出力する光導波路514がスラブ導波路506に接続されている。   In the optical circuit 500 of this embodiment, an optical waveguide 514 that outputs a monitor optical signal is connected to the slab waveguide 506.

光導波路512から入力される複数の波長の光信号の波長数または光導波路502から入力される複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の波長数をN(2以上の整数)個とした場合、光導波路512はN本となり、光導波路514はN+1本となる。   The number of wavelengths of optical signals having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 or the number of wavelengths of WDM optical signals in which optical signals having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 are multiplexed is N (integer of 2 or more). In this case, the number of optical waveguides 512 is N, and the number of optical waveguides 514 is N + 1.

アレイ導波路508は、予め定められた光路長差を有し、光導波路512から入力された複数の波長の光信号1を波長合成して出力する。また、アレイ導波路508は、光導波路502から入力されたWDM光信号(光信号2)を波長分離し出力する。さらに、アレイ導波路508は、方向性結合器504のポート2および4にそれぞれ対応する光導波路504−2および504−4からそれぞれ入力されたモニター光信号1および2(WDM信号)を波長分離して出力する。アレイ導波路508は、WDM光信号の帯域幅をF(Hz)とした場合、少なくとも(2N+1)F/N(Hz)の自由スペクトル領域を有するように構成されている。   The arrayed waveguide 508 has a predetermined optical path length difference, and synthesizes and outputs the optical signals 1 having a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512. The arrayed waveguide 508 wavelength-separates and outputs the WDM optical signal (optical signal 2) input from the optical waveguide 502. Further, the arrayed waveguide 508 wavelength-separates the monitor optical signals 1 and 2 (WDM signals) input from the optical waveguides 504-2 and 504-4 corresponding to the ports 2 and 4 of the directional coupler 504, respectively. Output. The arrayed waveguide 508 is configured to have a free spectral region of at least (2N + 1) F / N (Hz) when the bandwidth of the WDM optical signal is F (Hz).

本実施例の光回路において、光導波路512は、入力された複数の波長の光信号がスラブ導波路510によりアレイ導波路508へ結合されて波長合成されWDM光信号としてスラブ導波路506を透過して方向性結合器のポート3に対応する光導波路504−3へ入力されるような位置においてスラブ導波路512と接続されている。   In the optical circuit of the present embodiment, the optical waveguide 512 is coupled to the arrayed waveguide 508 by the slab waveguide 510 to combine the optical signals having a plurality of wavelengths, and synthesizes the wavelength to pass through the slab waveguide 506 as a WDM optical signal. The slab waveguide 512 is connected to the optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 of the directional coupler.

方向性結合器504は、ポート1に入力された光信号を所定の分岐比(例えば9対1)で2分岐してポート3および4から出力し、またポート3に入力された光信号を所定の分岐比で2分岐してポート1および2から出力する。   The directional coupler 504 bifurcates the optical signal input to the port 1 with a predetermined branching ratio (for example, 9 to 1) and outputs it from the ports 3 and 4, and the optical signal input to the port 3 is predetermined. The output is output from ports 1 and 2 after branching into two at the branching ratio.

ポート3に対応する光導波路504−3は、スラブ導波路506から出力されるWDM光信号が入力されるような位置であり、かつ導波路504−2と導波路504−4は、スラブ導波路510へ入力されたモニター光信号1または2(WDM光信号)から波長分離された各光信号が光導波路514から出力されるような位置でスラブ導波路510と接続されている。   The optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 is a position where the WDM optical signal output from the slab waveguide 506 is input, and the waveguide 504-2 and the waveguide 504-4 are slab waveguides. The optical signal is wavelength-separated from the monitor optical signal 1 or 2 (WDM optical signal) input to 510 and is connected to the slab waveguide 510 at a position where the optical signal is output from the optical waveguide 514.

光導波路504−1は、光導波路502に接続され、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の9(メイン光信号)を出力する。ポート2に対応する光導波路504−2は、ポート3から入力され分岐された光信号の10分の1(モニター光信号1)がスラブ導波路510、アレイ導波路508およびスラブ導波路506を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514(例えば、基板501に配列されたN+1本のうちの1〜N番目の光導波路)へ結合されるような位置においてスラブ導波路510と接続されている。   The optical waveguide 504-1 is connected to the optical waveguide 502, and outputs 9/10 (main optical signal) of the optical signal input from the port 3 and branched. In the optical waveguide 504-2 corresponding to the port 2, one-tenth of the optical signal input from the port 3 and branched (monitor optical signal 1) is transmitted through the slab waveguide 510, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide 506. Then, it is connected to the slab waveguide 510 at a position where it is coupled to the optical waveguide 514 (for example, the 1st to Nth optical waveguides of N + 1 arranged on the substrate 501) which is a predetermined optical path of the monitor optical signal. Has been.

ポート3に対応する光導波路504−3は、スラブ導波路506から出力されるWDM光信号が入力されるような位置であり、かつポート1から入力された入力され分岐された光信号2の10分の9(WDM光信号)がスラブ導波路506、アレイ導波路508およびスラブ導波路510を透過してメイン光信号の所定の光路である光導波路512へ結合されるような位置においてスラブ導波路506と接続されている。   The optical waveguide 504-3 corresponding to the port 3 is at a position where the WDM optical signal output from the slab waveguide 506 is input, and 10 of the input optical signal 2 branched from the port 1 is input. The slab waveguide at a position where 9 / (WDM optical signal) passes through the slab waveguide 506, the arrayed waveguide 508 and the slab waveguide 510 and is coupled to the optical waveguide 512 which is a predetermined optical path of the main optical signal. 506 is connected.

ポート4に対応する光導波路504−4は、ポート1から入力された入力され分岐されたWDM光信号の10分の1(モニター光信号2)がスラブ導波路510、アレイ導波路508およびスラブ導波路506を透過してモニター光信号の所定の光路である光導波路514(例えば、基板501に配列されたN+1本のうちの2〜N+1番目の光導波路)へ結合されるような位置においてスラブ導波路510と接続されている。   In the optical waveguide 504-4 corresponding to the port 4, one-tenth (monitor optical signal 2) of the input and branched WDM optical signal input from the port 1 is the slab waveguide 510, the arrayed waveguide 508, and the slab waveguide. The slab is guided at a position where it passes through the waveguide 506 and is coupled to the optical waveguide 514 (for example, the 2nd to N + 1th optical waveguides of N + 1 arrayed on the substrate 501) which is a predetermined optical path of the monitor optical signal. It is connected to the waveguide 510.

以上の構成により、本実施例の光回路は、光導波路512から入力された複数の波長の光信号を波長合成してWDM光信号としてその一部をメイン光信号として光導波路502から出力するとともに、WDM光信号の他の一部を波長分離してそれぞれ対応するモニター光信号を光導波路514から出力する。または、本実施例の光回路は、光導波路502から入力された複数の波長の光信号が多重されたWDM光信号の一部を波長分離してメイン光信号として光導波路512から出力するとともに、WDM光信号の他の一部を波長分離してモニター光信号として光導波路514から出力する。したがって、本実施例の光回路を一要素として用いてMUXおよびDEMUXを構成することができる。   With the above configuration, the optical circuit of the present embodiment combines the optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 512 and outputs a part of the optical signal as a WDM optical signal from the optical waveguide 502 as the main optical signal. The other part of the WDM optical signal is wavelength-separated and the corresponding monitor optical signal is output from the optical waveguide 514. Alternatively, the optical circuit of the present embodiment wavelength-separates a part of a WDM optical signal in which optical signals of a plurality of wavelengths input from the optical waveguide 502 are multiplexed, and outputs the result as a main optical signal from the optical waveguide 512. The other part of the WDM optical signal is wavelength-separated and output from the optical waveguide 514 as a monitor optical signal. Therefore, the MUX and DEMUX can be configured using the optical circuit of this embodiment as one element.

以上説明したように、モニター光信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路を提供することができる。   As described above, it is possible to provide an optical circuit in which additional elements or additional members for extracting a monitor optical signal are reduced. Further, it is possible to provide an optical circuit that extracts 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light.

また、本実施例の光回路は、図12に示した光回路に比べて、スラブ導波路506および510に接続される光導波路の配分が改善され基板501に集積度が向上する。また、本実施例の光回路は、メイン光信号とモニター光信号のクロストークが低減される。   Further, in the optical circuit of this embodiment, the distribution of the optical waveguides connected to the slab waveguides 506 and 510 is improved and the degree of integration on the substrate 501 is improved as compared with the optical circuit shown in FIG. In the optical circuit of this embodiment, the crosstalk between the main optical signal and the monitor optical signal is reduced.

(実施例8)
次に図15を参照して第8の実施例を説明する。図15は、本実施例の光回路500およびそれを用いた光信号処理装置900の概略構成を示す図である。本実施例の光回路500は、入力された複数の波長の光信号が波長合成したWDM光信号の一部を波長分離した各光信号を信号処理素子906へ結合し、信号処理素子906において信号処理が施された各光信号を再び入力して波長合成してメイン光信号として出力するとともに、入力されたWDM光信号の他の一部を波長分離した各光信号をモニター光信号として取り出し可能な光回路であり、光信号処理装置を構成する部品として用いることができる光回路である。また本実施例の光信号処理装置900は、光導波路回路500から出力されたモニター光信号をモニターするとともに、信号処理素子906において光導波路回路500へ入力される複数の波長の光信号を信号処理する光信号処理装置である。
(Example 8)
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram showing a schematic configuration of an optical circuit 500 of the present embodiment and an optical signal processing apparatus 900 using the same. The optical circuit 500 according to the present embodiment couples each optical signal obtained by wavelength-separating a part of a WDM optical signal obtained by wavelength synthesis of input optical signals having a plurality of wavelengths, to the signal processing element 906, and the signal processing element 906 outputs a signal. Each processed optical signal is input again, wavelength synthesized and output as the main optical signal, and each optical signal obtained by wavelength-separating another part of the input WDM optical signal can be extracted as a monitor optical signal The optical circuit is an optical circuit that can be used as a component constituting the optical signal processing device. The optical signal processing apparatus 900 according to the present embodiment monitors the monitor optical signal output from the optical waveguide circuit 500, and performs signal processing on the optical signals of a plurality of wavelengths input to the optical waveguide circuit 500 by the signal processing element 906. An optical signal processing device.

本実施例の光回路500は、図17に例示する光信号処理装置におけるDEMUX兼MUX部として用いることができる。   The optical circuit 500 of this embodiment can be used as a DEMUX / MUX unit in the optical signal processing apparatus illustrated in FIG.

図15に示す本実施例の光信号処理装置900は、入力された光信号を処理する信号処理素子906と、入力された光を所定の比率で分岐する4ポートの方向性結合器504、スラブ導波路506およびスラブ導波路506に接続されたアレイ導波路508が作製された基板501と、基板501からのモニター光信号およびメイン光信号並びに信号処理装置906により信号処理が施されミラー912により反射された複数の波長の光信号がそれぞれ透過するシリンドリカルレンズ902および集光レンズ904と、モニター光信号を検出する光検出器アレイ(図示しない)とを備える。図15に示すアレイ導波路508の端末Aは、図14に示すアレイ導波路508の端末Aに対応する。   An optical signal processing apparatus 900 of this embodiment shown in FIG. 15 includes a signal processing element 906 that processes an input optical signal, a 4-port directional coupler 504 that branches the input light at a predetermined ratio, and a slab. The substrate 501 on which the arrayed waveguide 508 connected to the waveguide 506 and the slab waveguide 506 is manufactured, the monitor optical signal and the main optical signal from the substrate 501, and signal processing by the signal processing device 906 and reflection by the mirror 912. A cylindrical lens 902 and a condensing lens 904 through which the optical signals having a plurality of wavelengths are transmitted, and a photodetector array (not shown) for detecting the monitor optical signal. The terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG. 15 corresponds to the terminal A of the arrayed waveguide 508 shown in FIG.

図15に示す本実施例の光回路500において、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904は、アレイ導波路508から出力されたメイン光信号をそれぞれ信号処理素子906および光検出器アレイへ入射する所定の光路に結合するとともに信号処理素子906により信号処理を施された複数の光信号を所定の光路であるアレイ導波路508に結合し、かつ方向性結合器504によって分岐されたモニター光信号1および2をアレイ導波路508へ結合する結合手段Bを構成している。   In the optical circuit 500 of the present embodiment shown in FIG. 15, the cylindrical lens 902 and the condensing lens 904 are a predetermined light that enters the main optical signal output from the arrayed waveguide 508 into the signal processing element 906 and the photodetector array, respectively. A plurality of optical signals that are coupled to the optical path and subjected to signal processing by the signal processing element 906 are coupled to the arrayed waveguide 508 that is a predetermined optical path, and the monitor optical signals 1 and 2 branched by the directional coupler 504 Is coupled to the arrayed waveguide 508.

図15に示す光信号処理装置900は、方向性結合器504のポート2および4にそれぞれ対応する光導波路504−2および504−4がそれぞれファイバコリメータ916および910に接続されている点、およびモニター光信号1および2を出力する光導波路514がスラブ導波路506に接続されている点で図13に示す光信号処理装置と異なる。   The optical signal processing apparatus 900 shown in FIG. 15 is configured such that optical waveguides 504-2 and 504-4 corresponding to ports 2 and 4 of the directional coupler 504 are connected to fiber collimators 916 and 910, respectively. 13 is different from the optical signal processing apparatus shown in FIG. 13 in that an optical waveguide 514 that outputs optical signals 1 and 2 is connected to a slab waveguide 506.

光検出器アレイ(図示しない)は、例えば、複数のフォトダイオードがy方向に配列されたフォトダイオードアレイとすることができ、光導波路514から出力されるモニター光信号を検出する。   The photodetector array (not shown) can be, for example, a photodiode array in which a plurality of photodiodes are arranged in the y direction, and detects a monitor light signal output from the optical waveguide 514.

信号処理素子906は、液晶、ピエゾ、電気光学結晶、マイクロミラーなどによる位相制御素子や強度制御素子を用いることができる。信号処理素子906は、光検出器アレイ908からの検出値に基づいて、メイン光信号に対する処理量、すなわち位相シフト量などを制御するように構成することができる。   As the signal processing element 906, a phase control element or an intensity control element such as a liquid crystal, a piezo, an electro-optic crystal, or a micromirror can be used. The signal processing element 906 can be configured to control the amount of processing for the main optical signal, that is, the amount of phase shift, based on the detection value from the photodetector array 908.

以上の構成により、本実施例の光信号処理装置900に入力された複数の波長の光信号が波長多重されたWDM光信号は、方向性結合器504のポート1に入力されて9対1の比率でメイン光信号とモニター光信号1とに分岐される。   With the above configuration, a WDM optical signal obtained by wavelength-multiplexing optical signals of a plurality of wavelengths input to the optical signal processing apparatus 900 of this embodiment is input to the port 1 of the directional coupler 504 and is 9: 1. The main optical signal and the monitor optical signal 1 are branched at a ratio.

モニター光信号1は、ポート4から出力されてファイバコリメータ910、集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ入力される。モニター光信号1は、アレイ導波路508によって波長分離され、光検出器アレイへの光路に結合され、光検出器アレイにおいて光信号強度や位相が検出される。   The monitor optical signal 1 is output from the port 4 and input to the arrayed waveguide 508 via the fiber collimator 910, the condenser lens 904, and the cylindrical lens 902. The monitor optical signal 1 is wavelength-separated by the array waveguide 508 and coupled to the optical path to the photodetector array, and the optical signal intensity and phase are detected in the photodetector array.

メイン光信号は、方向性結合器504のポート3から出力されスラブ導波路506へ入力されアレイ導波路508において波長分離され出力される。メイン光信号から波長分離された各光信号は、シリンドリカルレンズ902および集光レンズ904によって信号処理素子906の各波長に対応した位置に集光され位相シフトなどの信号処理が施され、さらにミラー912によって光路が反転して再び集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ結合される。信号処理を施された各波長の光信号は、アレイ導波路508において波長合成されて、スラブ導波路506を透過して方向性結合器のポート3に入力され、その10分の9が光導波路502およびサーキュレータ914を介して出力される。   The main optical signal is output from the port 3 of the directional coupler 504, input to the slab waveguide 506, wavelength-separated in the arrayed waveguide 508 and output. Each optical signal wavelength-separated from the main optical signal is condensed at a position corresponding to each wavelength of the signal processing element 906 by a cylindrical lens 902 and a condensing lens 904, and subjected to signal processing such as phase shift, and further a mirror 912. As a result, the optical path is inverted and coupled to the arrayed waveguide 508 via the condenser lens 904 and the cylindrical lens 902 again. The optical signals of the respective wavelengths subjected to the signal processing are wavelength-synthesized in the arrayed waveguide 508, transmitted through the slab waveguide 506, and input to the port 3 of the directional coupler, and nine tenths of them are optical waveguides. 502 and the circulator 914.

方向性結合器のポート3に入力された信号処理を施された各波長の光信号が波長合成された光信号の10分の1は、方向性結合器のポート2に入力されて、ファイバコリメータ916、集光レンズ904およびシリンドリカルレンズ902を介してアレイ導波路508へ入力され、アレイ導波路508において波長分離されてモニター光信号2として、光検出器アレイへの光路に結合され、光検出器アレイにおいて光信号強度や位相が検出される。   One-tenth of the wavelength-combined optical signal of each wavelength that has been subjected to signal processing and input to port 3 of the directional coupler is input to port 2 of the directional coupler and is then used as a fiber collimator. 916, the condenser lens 904, and the cylindrical lens 902 are input to the arrayed waveguide 508, and are wavelength-separated in the arrayed waveguide 508 and coupled to the optical path to the photodetector array as the monitor optical signal 2, and the photodetector The optical signal intensity and phase are detected in the array.

光導波路504−3および504−4からそれぞれ出力されるモニター光信号1および21が、1チャネル分の間隔を離してアレイ導波路508へ入射するように、ファイバコリメータ910および916、集光レンズ904、並びにシリンドリカルレンズを配置した場合、モニター光信号1と2の同一波長の光信号は、光検出器アレイの1チャネル分ずれた位置においてそれぞれ検出される。   The fiber collimators 910 and 916 and the condensing lens 904 are arranged so that the monitor optical signals 1 and 21 output from the optical waveguides 504-3 and 504-4 are incident on the arrayed waveguide 508 at an interval of one channel. When the cylindrical lens is arranged, the optical signals having the same wavelength of the monitor optical signals 1 and 2 are detected at positions shifted by one channel of the photodetector array.

光導波路504−3および504−4からそれぞれ出力されるモニター光信号1および2が、WDM信号光波長帯域分の間隔を離してアレイ導波路508へ入射するように、ファイバコリメータ910および916、集光レンズ904、並びにシリンドリカルレンズを配置した場合、モニター光信号1と2の同一波長の光信号は、光検出器アレイのWDM信号光波長帯域分ずれた位置においてそれぞれ検出される。   The fiber collimators 910 and 916, the collector optical signals 1 and 2 respectively output from the optical waveguides 504-3 and 504-4 are incident on the arrayed waveguide 508 at an interval corresponding to the wavelength band of the WDM signal light. When the optical lens 904 and the cylindrical lens are arranged, the optical signals having the same wavelength of the monitor optical signals 1 and 2 are detected at positions shifted by the WDM signal light wavelength band of the photodetector array.

以上説明したように、モニター光信号信号を取り出すための追加素子または追加部材を少なくした光回路および信号処理装置を提供することができる。また、高次回折光ではなく0次回折光をモニター光として取り出す光回路および信号処理装置を提供することができる。また、本実施例の光回路は、メイン光信号とモニター光信号のクロストークが低減される。   As described above, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing device with fewer additional elements or additional members for taking out a monitor optical signal signal. Further, it is possible to provide an optical circuit and a signal processing apparatus that extract 0th-order diffracted light instead of high-order diffracted light as monitor light. In the optical circuit of this embodiment, the crosstalk between the main optical signal and the monitor optical signal is reduced.

500 光回路
501 基板
502,512,514 光導波路
504 方向性結合器
506,510 スラブ導波路
508 アレイ導波路
900 光信号処理装置
902 シリンドリカルレンズ
904 集光レンズ
906 信号処理素子
908 光検出器アレイ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 500 Optical circuit 501 Board | substrate 502,512,514 Optical waveguide 504 Directional coupler 506,510 Slab waveguide 508 Array waveguide 900 Optical signal processing apparatus 902 Cylindrical lens 904 Condensing lens 906 Signal processing element 908 Photodetector array

Claims (5)

光回路であって、
基板上にそれぞれ作製された、入力された光を所定の比率で分岐する光分岐手段、スラブ導波路および当該スラブ導波路に接続された所定の光路長差を有するアレイ導波路と、
前記アレイ導波路からの光を所定の光路に結合するまたは所定の光路からの光を前記アレイ導波路に結合する結合手段とを備え、
前記結合手段は、複数の波長の光信号を前記アレイ導波路へ結合し、
前記アレイ導波路は、前記複数の波長の光信号をWDM光信号に波長合成し、
前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を前記光分岐手段へ結合し、
前記光分岐手段は、前記WDM光信号を分岐し、
前記結合手段は、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記アレイ導波路へ結合し、
前記アレイ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を波長分離し、波長分離された各光信号を前記スラブ導波路へ結合し、
前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を前記光分岐手段に結合した光路と異なる光路へ、前記波長分離された各光信号を結合し、
前記光分岐手段の入力ポートは、前記スラブ導波路における前記WDM光信号の0次回折光が出力される位置に接続され、
前記分岐されたWDM光信号の一方が結合される前記光分岐手段の出力ポートは、前記波長分離された各光信号の0次回折光が前記異なる光路に結合する前記結合手段の位置に接続されたことを特徴とする光回路。
An optical circuit,
An optical branching means each branching input light at a predetermined ratio, a slab waveguide, and an arrayed waveguide having a predetermined optical path length difference connected to the slab waveguide;
Coupling means for coupling light from the arrayed waveguide to a predetermined optical path or coupling light from a predetermined optical path to the arrayed waveguide;
The coupling means couples optical signals of a plurality of wavelengths to the arrayed waveguide;
The arrayed waveguide synthesizes the optical signals of the plurality of wavelengths into a WDM optical signal,
The slab waveguide couples the WDM optical signal to the optical branching means,
The optical branching means branches the WDM optical signal,
The coupling means couples one of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide;
The arrayed waveguide wavelength-separates one of the branched WDM optical signals, and couples the wavelength-separated optical signals to the slab waveguide,
The slab waveguide couples the wavelength-separated optical signals to an optical path different from the optical path where the WDM optical signal is coupled to the optical branching unit ,
The input port of the optical branching means is connected to a position where the 0th-order diffracted light of the WDM optical signal is output in the slab waveguide,
The output port of the optical branching unit to which one of the branched WDM optical signals is coupled is connected to the position of the coupling unit where the zero-order diffracted light of each wavelength-separated optical signal is coupled to the different optical path. An optical circuit characterized by that.
光回路であって、
基板上にそれぞれ作製された、入力された光を所定の比率で分岐する光分岐手段、スラブ導波路および当該スラブ導波路に接続された所定の光路長差を有するアレイ導波路と、
前記アレイ導波路からの光を所定の光路に結合するまたは所定の光路からの光を前記アレイ導波路に結合する結合手段とを備え、
前記結合手段は、複数の波長の光信号を前記アレイ導波路へ結合し、
前記アレイ導波路は、前記複数の波長の光信号をWDM光信号に波長合成し、
前記スラブ導波路は、前記WDM光信号を前記光分岐手段へ結合し、
前記光分岐手段は、前記WDM光信号を分岐し、
前記スラブ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を前記アレイ導波路へ結合し、
前記アレイ導波路は、前記分岐されたWDM光信号の一方を波長分離し、波長分離された各光信号を前記結合手段へ結合し、
前記結合手段は、前記複数の波長の光信号が入力された光路と異なる光路に、前記波長分離された各光信号を結合し、
前記光分岐手段の入力ポートは、前記スラブ導波路における前記WDM光信号の0次回折光が出力される位置に接続され、
前記分岐されたWDM光信号の一方が結合される前記光分岐手段の出力ポートは、前記波長分離された各光信号の0次回折光が前記異なる光路に結合する前記スラブ導波路の位置に接続されたことを特徴とする光回路。
An optical circuit,
An optical branching means each branching input light at a predetermined ratio, a slab waveguide, and an arrayed waveguide having a predetermined optical path length difference connected to the slab waveguide;
Coupling means for coupling light from the arrayed waveguide to a predetermined optical path or coupling light from a predetermined optical path to the arrayed waveguide;
The coupling means couples optical signals of a plurality of wavelengths to the arrayed waveguide;
The arrayed waveguide synthesizes the optical signals of the plurality of wavelengths into a WDM optical signal,
The slab waveguide couples the WDM optical signal to the optical branching means,
The optical branching means branches the WDM optical signal,
The slab waveguide couples one of the branched WDM optical signals to the arrayed waveguide,
The arrayed waveguide wavelength-separates one of the branched WDM optical signals, couples the wavelength-separated optical signals to the coupling means,
The coupling means couples the wavelength-separated optical signals to an optical path different from the optical path to which the optical signals of the plurality of wavelengths are input ,
The input port of the optical branching means is connected to a position where the 0th-order diffracted light of the WDM optical signal is output in the slab waveguide,
The output port of the optical branching means to which one of the branched WDM optical signals is coupled is connected to the position of the slab waveguide where the zero-order diffracted light of each wavelength-separated optical signal is coupled to the different optical path. An optical circuit characterized by that.
前記結合手段は、前記アレイ導波路が作製された前記基板と同一基板上に作製された前記アレイ導波路に接続された第2のスラブ導波路であることを特徴とする請求項1または2に記載の光回路。   The said coupling | bonding means is a 2nd slab waveguide connected to the said array waveguide produced on the same board | substrate as the said board | substrate with which the said array waveguide was produced, The claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. The optical circuit described. 前記結合手段は、空間光学素子であることを特徴とする請求項1または2に記載の光回路。   The optical circuit according to claim 1, wherein the coupling unit is a spatial optical element. 請求項4に記載の光回路と、
光検出手段と
信号処理素子とを備えた光信号処理装置であって、
前記空間光学素子は、
前記アレイ導波路からの光を前記信号処理素子へ入力する光路に結合しまたは前記信号処理素子からの光を前記アレイ導波路へ入力する光路に結合し、
前記アレイ導波路からの光を前記光検出手段へ入力する光路に結合することを特徴とする光信号処理装置。
An optical circuit according to claim 4,
An optical signal processing device comprising a light detection means and a signal processing element,
The spatial optical element is
Coupling light from the array waveguide to an optical path that inputs to the signal processing element or coupling light from the signal processing element to an optical path that inputs to the array waveguide;
An optical signal processing apparatus, wherein light from the arrayed waveguide is coupled to an optical path for inputting the light to the light detecting means.
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