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JP2005310920A - WDM signal monitor module - Google Patents

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JP2005310920A
JP2005310920A JP2004123449A JP2004123449A JP2005310920A JP 2005310920 A JP2005310920 A JP 2005310920A JP 2004123449 A JP2004123449 A JP 2004123449A JP 2004123449 A JP2004123449 A JP 2004123449A JP 2005310920 A JP2005310920 A JP 2005310920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
wdm signal
monitor module
photodiode array
subarrays
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004123449A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Iwama
武夫 岩間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Abstract

【課題】WDM信号モニタモジュールに関し、測定精度を高く保持したままで製造コストを低減することを目的とする。
【解決手段】波長分割多重光の分散素子1による分光光をフォトダイオードアレイ2に照射し、フォトダイオードの出力により波長分割多重光をモニタリングするWDM信号モニタモジュールであって、
前記フォトダイオードアレイ2は、短冊状の単位フォトダイオード3を幅方向に所定ピッチ(P)で並設したサブアレイ4の複数組を組数分の1ピッチずらせて並設方向に対して直交方向に配置して形成され、
各サブアレイ4に対して照射された分光光による出力を合成して光強度分布を検出する。
【選択図】 図1
An object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a WDM signal monitor module while maintaining high measurement accuracy.
A WDM signal monitor module that irradiates a photodiode array 2 with spectral light from a wavelength-division-multiplexed light dispersion element 1 and monitors the wavelength-division multiplexed light by the output of the photodiode,
The photodiode array 2 includes a plurality of sets of subarrays 4 in which strip-shaped unit photodiodes 3 are arranged in parallel in the width direction at a predetermined pitch (P), and are shifted in a direction perpendicular to the arrangement direction by shifting the number of sets by one pitch. Arranged and formed
The light intensity distribution is detected by synthesizing the output of the spectral light irradiated to each subarray 4.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、WDM信号モニタモジュールに関するものである。   The present invention relates to a WDM signal monitor module.

光伝送システム、特に伝送容量増大の目的で波長多重されたWDM(Wavelength Dividion Multiplexing)システムにおいては各信号の波長及び光パワー等を高精度にモニタすることはシステムの運用状態を把握する為に重要であり、このためのモニタモジュールとしては、特許文献1記載のものが知られている。   In optical transmission systems, especially WDM (Wavelength Dividion Multiplexing) systems that are wavelength-multiplexed for the purpose of increasing transmission capacity, it is important to monitor the wavelength and optical power of each signal with high accuracy in order to understand the system operating status. As a monitor module for this purpose, one disclosed in Patent Document 1 is known.

この従来例において、モニタモジュールはWDM信号を分光する回折格子と、短冊状の単位フォトダイオードを幅方向に並設したフォトダイオードアレイとを有する。波長分割多重光を回折格子により分光すると、各チャネル光は、フォトダイオードアレイの異なった位置に集光するために、単位フォトダイオードからの出力を分析することにより、ピーク周波数、光強度等を知ることができる。
特開2004-56700号公報
In this conventional example, the monitor module has a diffraction grating that splits a WDM signal and a photodiode array in which strip-shaped unit photodiodes are arranged in parallel in the width direction. When wavelength-division multiplexed light is split by a diffraction grating, each channel light is collected at a different position of the photodiode array, so that the peak frequency, light intensity, etc. are known by analyzing the output from the unit photodiode. be able to.
JP 2004-56700 A

しかし、上述した従来例において、十分な分解能でチャネル光をモニタリングするには、幅寸法が十分に小寸の単位フォトダイオードを有するフォトダイオードアレイを使用する必要があるために、コストが高くなってしまうという問題がある。   However, in the above-described conventional example, in order to monitor channel light with sufficient resolution, it is necessary to use a photodiode array having unit photodiodes with sufficiently small width dimensions, which increases the cost. There is a problem of end.

本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、測定精度が高く、かつ、安価なWDM信号モニタモジュールの提供を目的とする。   The present invention has been made to eliminate the above drawbacks, and an object of the present invention is to provide an inexpensive WDM signal monitor module with high measurement accuracy.

本発明において、モニタ光は、回折格子等の分散素子1により分光され、フォトダイオードアレイ2に照射される。フォトダイオードアレイ2は、短冊状の単位フォトダイオード3を幅方向に所定ピッチ(P)で並設したサブアレイ4の複数組を組数分の1ピッチずらせて並設方向に対して直交方向に配置して形成される。   In the present invention, the monitor light is dispersed by the dispersive element 1 such as a diffraction grating and irradiated to the photodiode array 2. The photodiode array 2 is arranged in a direction orthogonal to the parallel arrangement direction by shifting a plurality of pairs of subarrays 4 in which strip-shaped unit photodiodes 3 are arranged in parallel in the width direction at a predetermined pitch (P) by one pitch. Formed.

このフォトダイオードアレイ2に対する照射光量を図1(a)(b)に示すように、各サブアレイ4ごとに取り出して合成すると、図1(c)(d)に示すように、小ピッチで並べられた従来例によるフォトダイオードアレイ2によるものと等価な出力を得ることができる。   As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the amount of light applied to the photodiode array 2 is taken out and synthesized for each sub-array 4 and arranged at a small pitch as shown in FIGS. 1 (c) and 1 (d). An output equivalent to that obtained by the photodiode array 2 according to the conventional example can be obtained.

微細ピッチで単位フォトダイオード3を並べることなく同様の効果を得られる本発明において、単位フォトダイオード3のピッチの微細化によるコスト上昇を避けることができるために、精度の低下をもたらすことなく低コスト化を達成できる。   In the present invention, in which the same effect can be obtained without arranging the unit photodiodes 3 at a fine pitch, an increase in cost due to a finer pitch of the unit photodiodes 3 can be avoided. Can be achieved.

本発明によれば、測定精度が高く、かつ、安価なWDM信号モニタモジュールを得ることができる。   According to the present invention, an inexpensive WDM signal monitor module with high measurement accuracy can be obtained.

図2(a)にWDM信号モニタモジュールを示す。図中7はWDM信号モニタ光をモニタモジュールに導入する光ファイバ、8は偏光解消板、9はコリメータレンズである。1は分散素子としての回折格子であり、コリメータレンズ9により平行光とされたモニタ光はこの回折格子1により波長により分光され、フォーカシングレンズ10、ミラー11を経由してフォトダイオードアレイ2に導光される。   FIG. 2A shows a WDM signal monitor module. In the figure, 7 is an optical fiber for introducing WDM signal monitor light into the monitor module, 8 is a depolarizer, and 9 is a collimator lens. Reference numeral 1 denotes a diffraction grating as a dispersive element, and the monitor light converted into parallel light by the collimator lens 9 is dispersed by the wavelength by the diffraction grating 1 and guided to the photodiode array 2 via the focusing lens 10 and the mirror 11. Is done.

ミラー11とフォトダイオードアレイ2との間には、光スイッチ5が介装され、ミラー11による反射光の光路を後述するサブアレイ4、4間で交互に変更する。光路変更のタイミングは、100(msec)ないし1(sec)程度のモニタリング周期に一致する。   An optical switch 5 is interposed between the mirror 11 and the photodiode array 2, and the optical path of the reflected light from the mirror 11 is alternately changed between subarrays 4 and 4 described later. The timing of changing the optical path coincides with a monitoring cycle of about 100 (msec) to 1 (sec).

図1(a)に示すように、フォトダイオードアレイ2は、複数の短冊状の単位フォトダイオード3、3・・から構成される。単位フォトダイオード3は、幅方向に数100個並べられてサブアレイ4を構成し、同一構造を有するサブアレイ4が縦方向に並べられてフォトダイオードアレイ2を構成する。   As shown in FIG. 1A, the photodiode array 2 includes a plurality of strip-shaped unit photodiodes 3, 3,. Several unit photodiodes 3 are arranged in the width direction to form a subarray 4, and the subarrays 4 having the same structure are arranged in the vertical direction to form the photodiode array 2.

2組のサブアレイ4、4を備えるこの実施の形態において、上下のサブアレイ4は、並設方向の単位フォトダイオード3間のピッチ(P)の半分(P/2)だけシフトされ、回折格子1によりモニタ光が波長毎に分光される方向に単位フォトダイオード3の並設方向を合致させて配置される。この結果、各単位フォトダイオード3の位置と、回折格子1により分光されて当該単位フォトダイオード3上に収束する波長光とが対応する。   In this embodiment including two sets of sub-arrays 4, 4, the upper and lower sub-arrays 4 are shifted by a half (P / 2) of the pitch (P) between the unit photodiodes 3 in the juxtaposed direction. The unit photodiodes 3 are arranged so that the direction in which the monitor light is dispersed for each wavelength is aligned. As a result, the position of each unit photodiode 3 corresponds to the wavelength light that is split by the diffraction grating 1 and converges on the unit photodiode 3.

なお、図1(a)においてフォトダイオードアレイ2は2組のサブアレイ4により構成される場合を示したが、2組以上のサブアレイ4で構成することも可能であり、この場合、隣接するサブアレイ4間における単位フォトダイオード3間のピッチ(P)のシフト量は、サブアレイ4数分の1に設定され、例えば、3組のサブアレイ4を有する場合には、ピッチ(P)シフト量は、1/3ピッチとなる。   Although FIG. 1A shows the case where the photodiode array 2 is constituted by two sets of subarrays 4, it can also be constituted by two or more sets of subarrays 4. In this case, adjacent subarrays 4 are also possible. The shift amount of the pitch (P) between the unit photodiodes 3 is set to a fraction of the number of subarrays 4. For example, when there are three sets of subarrays 4, the pitch (P) shift amount is 1 / It becomes 3 pitches.

図1(a)は、上記光スイッチ5により上段のサブアレイ4に集光されたモニタ光を模式的に示すもので、図において実線による円は多重された光信号の一つにより形成される光スポット、隣接する鎖線の円は異なった波長により多重された光信号により形成される光スポットを各々示す。   FIG. 1A schematically shows monitor light condensed on the upper sub-array 4 by the optical switch 5. In the drawing, a solid line circle indicates light formed by one of multiplexed optical signals. Spots and circles of adjacent chain lines respectively indicate light spots formed by optical signals multiplexed with different wavelengths.

いま、実線で示された光スポットに注目すると、該光スポットが照射されている3個の単位フォトダイオード3n-1、3n、3n+1からは、光エネルギーの大きさに対応した光電流が発生する。これら単位フォトダイオード3からの出力を縦軸としてプロットしたのが図1(b)であり、図中の点に付された番号が同一番号の単位フォトダイオード3からの出力値に対応する。また、図1(b)において横軸は、単位フォトダイオード3の幅方向中心、すなわち、波長を示す。   Now, paying attention to the light spot indicated by the solid line, the three unit photodiodes 3n-1, 3n, 3n + 1 irradiated with the light spot generate a photocurrent corresponding to the magnitude of the light energy. Occur. The output from these unit photodiodes 3 is plotted with the vertical axis in FIG. 1B, and the numbers given to the points in the figure correspond to the output values from the unit photodiodes 3 of the same number. In FIG. 1B, the horizontal axis indicates the center in the width direction of the unit photodiode 3, that is, the wavelength.

この状態から、光スイッチ5を作動させてモニタ光の光路を下段のサブアレイ4方向に切り替えると、光スポットは、図1(a)において破線で示す位置に移動する。この状態での照射時間、面積等の照射条件が上述した上段のサブアレイ4に対する照射条件と同一にすると、下段のサブアレイ4には図1(b)において点3m、3m+1で示す光電流が発生する。   From this state, when the optical switch 5 is operated to switch the optical path of the monitor light in the direction of the lower subarray 4, the light spot moves to the position indicated by the broken line in FIG. If the irradiation conditions such as the irradiation time and area in this state are the same as the irradiation conditions for the upper subarray 4 described above, the photocurrent indicated by points 3m and 3m + 1 in FIG. Occur.

これら異なった時間で得られた各サブアレイ4からの出力値を図外の合成手段で合成すると、近似曲線(C)が得られ、これは、図1(d)に示すように、従来例により得られた近似曲線(C’)と相似形となり、これを解析することによりピーク波長、光信号レベル等を知ることができる。   When the output values from the subarrays 4 obtained at different times are synthesized by a synthesis means (not shown), an approximate curve (C) is obtained, which is obtained by the conventional example as shown in FIG. It becomes similar to the obtained approximate curve (C ′), and by analyzing this, the peak wavelength, optical signal level, etc. can be known.

なお、以上の例では、光スイッチ5を使用してモニタ光の光路を変更する場合を示したが、この他に、図2(b)、図3(a)に示すように、上下段のサブアレイ4をモニタ光により同時に同一条件で照射し、光路中に介装した光シャッタ6で照射側サブアレイ4を選択することも可能である。モニタ光によるサブアレイ4への同時照射は、例えば、モニタ光路を振幅分割することにより実現できる。   In the above example, the case where the optical path of the monitor light is changed by using the optical switch 5 has been shown, but in addition to this, as shown in FIGS. It is also possible to irradiate the subarray 4 simultaneously with the monitor light under the same conditions, and select the irradiation side subarray 4 with the optical shutter 6 interposed in the optical path. Simultaneous irradiation to the sub-array 4 by the monitor light can be realized by, for example, dividing the monitor optical path by amplitude.

さらに、この場合、光シャッタ6を介装させることなく、サブアレイ4からの出力を所定タイミングで切り替えることによっても同様の動作を行うことができる。
また、以上においては、各サブアレイ4上にモニタ光の完全な光スポットを形成する場合を示したが、上下段のサブアレイ4に対する照射条件が同一であるならば、図3(b)に示すように、光スポットがサブアレイ4からはみ出したもの、あるいは、フォトダイオードアレイ2が2組のサブアレイ4により構成される場合には、図3(c)に示すように、光スポットの中心がサブアレイ4間の境界に位置するように集光されたものであってもよい。
Further, in this case, the same operation can be performed by switching the output from the sub-array 4 at a predetermined timing without interposing the optical shutter 6.
In the above description, a case where a complete light spot of monitor light is formed on each subarray 4 has been described. However, if the irradiation conditions for the upper and lower subarrays 4 are the same, as shown in FIG. If the light spot protrudes from the subarray 4 or the photodiode array 2 is composed of two sets of subarrays 4, the center of the light spot is between the subarrays 4 as shown in FIG. The light may be condensed so as to be located at the boundary.

図3(b)に示す変形例においては、照射対象以外のサブアレイ4からの出力は適宜のスイッチにより遮断される。また、図3(c)に示す変形例においては、光シャッタ6を使用して照射サブアレイ4を交互に変更しても、あるいは光シャッタ6を使用することなく、サブアレイ4出力をスイッチにより選択するものであってもよい。   In the modification shown in FIG. 3B, the output from the sub-array 4 other than the irradiation target is blocked by an appropriate switch. In the modification shown in FIG. 3C, the output of the subarray 4 is selected by a switch even if the irradiation subarray 4 is alternately changed using the optical shutter 6 or the optical shutter 6 is not used. It may be a thing.

本発明を示す図で、(a)は本発明によるフォトダイオードアレイを示す図、(b)はサブアレイ出力を合成した図、(c)は従来例のフォトダイオードアレイを示す図、(d)は従来例の出力図である。FIG. 4A is a diagram illustrating a photodiode array according to the present invention, FIG. 4B is a diagram illustrating a composite of subarray outputs, FIG. 4C is a diagram illustrating a conventional photodiode array, and FIG. It is an output figure of a prior art example. WDM信号モニタモジュールを示す図で、(a)は第1の実施の形態を示す図、(b)は他の実施の形態を示す図である。It is a figure which shows a WDM signal monitor module, (a) is a figure which shows 1st Embodiment, (b) is a figure which shows other embodiment. フォトダイオードアレイへのモニタ光の集光状態を示す図で、(a)は同時照射を示す図、(b)は変形例を示す図、(c)は他の変形例を示す図である。It is a figure which shows the condensing state of the monitor light to a photodiode array, (a) is a figure which shows simultaneous irradiation, (b) is a figure which shows a modification, (c) is a figure which shows another modification.

符号の説明Explanation of symbols

1 分散素子
2 フォトダイオードアレイ
3 単位フォトダイオード
4 サブアレイ
5 光スイッチ
6 光シャッタ
P ピッチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dispersive element 2 Photodiode array 3 Unit photodiode 4 Subarray 5 Optical switch 6 Optical shutter P Pitch

Claims (4)

波長分割多重光の分散素子による分光光をフォトダイオードアレイに照射し、フォトダイオードの出力により波長分割多重光をモニタリングするWDM信号モニタモジュールであって、
前記フォトダイオードアレイは、短冊状の単位フォトダイオードを幅方向に所定ピッチで並設したサブアレイの複数組を組数分の1ピッチずらせて並設方向に対して直交方向に配置して形成され、
各サブアレイに対して照射された分光光による出力を合成して光強度分布を検出するWDM信号モニタモジュール。
A WDM signal monitor module that irradiates a photodiode array with spectral light from a wavelength-division-multiplexed light dispersion element, and monitors the wavelength-division-multiplexed light by the output of the photodiode,
The photodiode array is formed by disposing a plurality of sets of subarrays in which strip-shaped unit photodiodes are arranged in parallel in the width direction at a predetermined pitch and arranging them in a direction perpendicular to the arrangement direction,
A WDM signal monitor module that detects the light intensity distribution by synthesizing the output of the spectral light emitted to each subarray.
モニタ光を所定タイミングで前記フォトダイオードアレイのサブアレイのいずれかに振り分ける光スイッチを備えた請求項1記載のWDM信号モニタモジュール。 2. The WDM signal monitor module according to claim 1, further comprising an optical switch that distributes the monitor light to any one of the sub-arrays of the photodiode array at a predetermined timing. 各サブアレイをモニタ光により同一条件で同時照射し、
光路中に介装した光シャッタにより所定タイミングで照射側サブアレイを切り替える請求項1記載のWDM信号モニタモジュール。
Simultaneously irradiate each subarray with monitor light under the same conditions,
The WDM signal monitor module according to claim 1, wherein the irradiation side sub-array is switched at a predetermined timing by an optical shutter interposed in the optical path.
各サブアレイをモニタ光により同一条件で同時照射し、
所定タイミングでサブアレイからの出力を交互に断接して選択されたサブアレイからの出力を合成対象出力とする請求項1記載のWDM信号モジュール。



Simultaneously irradiate each subarray with monitor light under the same conditions,
2. The WDM signal module according to claim 1, wherein the outputs from the subarrays selected by alternately connecting and disconnecting the outputs from the subarrays at a predetermined timing are used as synthesis target outputs.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002134765A (en) * 2000-10-25 2002-05-10 Toyo Commun Equip Co Ltd Spectral receiver

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