JP2002082241A - 光合分波器 - Google Patents
光合分波器Info
- Publication number
- JP2002082241A JP2002082241A JP2001196821A JP2001196821A JP2002082241A JP 2002082241 A JP2002082241 A JP 2002082241A JP 2001196821 A JP2001196821 A JP 2001196821A JP 2001196821 A JP2001196821 A JP 2001196821A JP 2002082241 A JP2002082241 A JP 2002082241A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- demultiplexer
- path length
- input
- waveguide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 透過帯域が広く、かつ全てのチャンネルのク
ロストークが小さな光合分波器を提供する。 【解決手段】 第１、第２のアレイ導波路格子１０１，
１０３と、二入力二出力光信号処理器１０３で構成さ
れ、二入力二出力光信号処理器１０３は、第１〜第４の
方向性結合器１０４〜１０７と第１〜第３の光路長差付
与部１０８〜１１０とから構成されている。第１〜第３
の光路長差付与部１０８〜１１０には、作製時の位相誤
差を補正する薄膜ヒータ型位相制御器１１１〜１１６が
取り付けられている。透過域、阻止域共に広い矩形状の
透過スペクトルを持つことができる二入力二出力光信号
処理器を用いているので、アレイ導波路格子と導波路型
周回性フィルタとを合成した光合分波器の隣接チャンネ
ルの消光帯域を広げることができる。
ロストークが小さな光合分波器を提供する。 【解決手段】 第１、第２のアレイ導波路格子１０１，
１０３と、二入力二出力光信号処理器１０３で構成さ
れ、二入力二出力光信号処理器１０３は、第１〜第４の
方向性結合器１０４〜１０７と第１〜第３の光路長差付
与部１０８〜１１０とから構成されている。第１〜第３
の光路長差付与部１０８〜１１０には、作製時の位相誤
差を補正する薄膜ヒータ型位相制御器１１１〜１１６が
取り付けられている。透過域、阻止域共に広い矩形状の
透過スペクトルを持つことができる二入力二出力光信号
処理器を用いているので、アレイ導波路格子と導波路型
周回性フィルタとを合成した光合分波器の隣接チャンネ
ルの消光帯域を広げることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光交換の
分野で高密度に光信号を多重化する光合分波器に関する
ものである。
分野で高密度に光信号を多重化する光合分波器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、増大する通信トラヒックに応える
べく、より多くの波長多重化の検討が進められている。
また、光ファイバの低損失帯域や、エルビウム添加ファ
イバアンプをはじめとする低雑音な希土類添加光ファイ
バアンプの増幅帯域は限られているため、より狭い波長
間隔で光信号を扱う光合分波器が求められている。この
ようなニーズに応える光合分波器として、アレイ導波路
格子（ＡＷＧ；ArrayedWaveguide Grating）がある。
べく、より多くの波長多重化の検討が進められている。
また、光ファイバの低損失帯域や、エルビウム添加ファ
イバアンプをはじめとする低雑音な希土類添加光ファイ
バアンプの増幅帯域は限られているため、より狭い波長
間隔で光信号を扱う光合分波器が求められている。この
ようなニーズに応える光合分波器として、アレイ導波路
格子（ＡＷＧ；ArrayedWaveguide Grating）がある。
【０００３】アレイ導波路格子は、１つの素子で非常に
多くの信号を一括多重でき、光通信システムに使われ、
既に現用システムにも導入されている。アレイ導波路格
子のように多くの信号を扱う光合分波器（８波以上）で
は、１チャンネル毎のクロストークが極めて小さくなく
ては累積するノイズが大きくなり、光通信システムには
使えなくなる。すでに１００ＧＨｚチャンネル間隔のア
レイ導波路格子では、−４０ｄＢ以上の十分小さなクロ
ストークが得られ、量産化がなされている。しかし、よ
り狭い波長間隔である１０ＧＨｚチャンネル間隔のアレ
イ導波路格子では、作製時の位相誤差を正確に評価し、
かつ、それらの誤差を補正しないと小さなクロストーク
が得られないという問題があり、量産化は依然として進
んでいない。
多くの信号を一括多重でき、光通信システムに使われ、
既に現用システムにも導入されている。アレイ導波路格
子のように多くの信号を扱う光合分波器（８波以上）で
は、１チャンネル毎のクロストークが極めて小さくなく
ては累積するノイズが大きくなり、光通信システムには
使えなくなる。すでに１００ＧＨｚチャンネル間隔のア
レイ導波路格子では、−４０ｄＢ以上の十分小さなクロ
ストークが得られ、量産化がなされている。しかし、よ
り狭い波長間隔である１０ＧＨｚチャンネル間隔のアレ
イ導波路格子では、作製時の位相誤差を正確に評価し、
かつ、それらの誤差を補正しないと小さなクロストーク
が得られないという問題があり、量産化は依然として進
んでいない。
【０００４】アレイ導波路格子のほかにも光合分波する
素子としてファイバグレーティングや多層膜干渉フィル
タを用いたものなどがあるが、正確な波長間隔でチャン
ネルを並べること、過剰損失が小さいこと、各チャンネ
ルでの損失バラツキが小さいこと等を同時に満たすこと
が難しく、数チャンネルの信号をあつかう光合分波器の
報告例があるだけである。
素子としてファイバグレーティングや多層膜干渉フィル
タを用いたものなどがあるが、正確な波長間隔でチャン
ネルを並べること、過剰損失が小さいこと、各チャンネ
ルでの損失バラツキが小さいこと等を同時に満たすこと
が難しく、数チャンネルの信号をあつかう光合分波器の
報告例があるだけである。
【０００５】より狭い波長間隔で光信号を扱う光合分波
器を実現するには、既存のアレイ導波路格子２台と、ア
レイ導波路格子のチャンネル間隔とＦＳＲ（Free Spect
ralRange;フリー・スペクトラル・レンジ）が等しいマ
ッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタを図３に示
す様に組み合わせる方法が提案されている（特願平１０
−２４２２１号「光波長合分波器」参照）。なお、図３
においては、３０１，３０２はアレイ導波路格子、３０
３はマッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタ、３
０４,３０５は方向性結合器、３０６は光路長差付与
部、３０７，３０８は薄膜ヒータ型位相制御器である。
器を実現するには、既存のアレイ導波路格子２台と、ア
レイ導波路格子のチャンネル間隔とＦＳＲ（Free Spect
ralRange;フリー・スペクトラル・レンジ）が等しいマ
ッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタを図３に示
す様に組み合わせる方法が提案されている（特願平１０
−２４２２１号「光波長合分波器」参照）。なお、図３
においては、３０１，３０２はアレイ導波路格子、３０
３はマッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタ、３
０４,３０５は方向性結合器、３０６は光路長差付与
部、３０７，３０８は薄膜ヒータ型位相制御器である。
【０００６】この方法に用いると、既存のアレイ導波路
格子を用いて見かけ上アレイ導波路格子のチャンネル数
を倍加する光合分波器を合成することが可能になる。ま
た、この方法は、アレイ導波路格子もマッハ・ツェンダ
ー（Mach-Zehnder）フィルタも同様の光導波路で作成可
能なため接続損失の問題が無く、同一基板上に一括形成
することも容易である。また、なにより隣接するチャン
ネル以外のチャンネルのクロストークは、既存のアレイ
導波路格子により十分に小さく抑えることが可能である
というメリットがある。
格子を用いて見かけ上アレイ導波路格子のチャンネル数
を倍加する光合分波器を合成することが可能になる。ま
た、この方法は、アレイ導波路格子もマッハ・ツェンダ
ー（Mach-Zehnder）フィルタも同様の光導波路で作成可
能なため接続損失の問題が無く、同一基板上に一括形成
することも容易である。また、なにより隣接するチャン
ネル以外のチャンネルのクロストークは、既存のアレイ
導波路格子により十分に小さく抑えることが可能である
というメリットがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来例の透過
スペクトルを図４に示すが、マッハ・ツェンダー（Mach
-Zehnder）フィルタの消光する帯域が狭いため、この方
法で合成した光合分波器の隣接チャンネルでの消光する
帯域も狭く、信号光の波長変動幅を考えると隣接クロス
トークは十分小さくできない。また、信号光透過チャン
ネルにおいても、２つのフィルタを通過するため、透過
帯域幅が狭くなる。このようにマッハ・ツェンダー（Ma
ch-Zehnder）フィルタとアレイ導波路格子を組み合わせ
た光合分波器においては、信号光波長の許容幅が狭く制
限されるという問題があった。
スペクトルを図４に示すが、マッハ・ツェンダー（Mach
-Zehnder）フィルタの消光する帯域が狭いため、この方
法で合成した光合分波器の隣接チャンネルでの消光する
帯域も狭く、信号光の波長変動幅を考えると隣接クロス
トークは十分小さくできない。また、信号光透過チャン
ネルにおいても、２つのフィルタを通過するため、透過
帯域幅が狭くなる。このようにマッハ・ツェンダー（Ma
ch-Zehnder）フィルタとアレイ導波路格子を組み合わせ
た光合分波器においては、信号光波長の許容幅が狭く制
限されるという問題があった。
【０００８】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、狭チャンネルで多
波長の光信号を扱う光合分波器において、透過帯域が広
く、かつ、全てのチャンネルのクロストークが小さな光
合分波器を提供することにある。
たもので、その目的とするところは、狭チャンネルで多
波長の光信号を扱う光合分波器において、透過帯域が広
く、かつ、全てのチャンネルのクロストークが小さな光
合分波器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、チャン
ネル間隔が相互に等しく、チャンネルの中心波長のずれ
が前記チャンネル間隔の１／ＭであるＭ個のアレイ導波
路格子と、繰り返し周期が前記チャンネル間隔と等しい
Ｍ出力の周期的透過スペクトルを有する導波路型周回性
フィルタとを縦列接続した光合分波器において、前記導
波路型周回性フィルタは、２本の光導波路と、該光導波
路をＮ＋１箇所（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて
結合するＮ＋１個の方向性結合器とからなる構成を有
し、前記方向性結合器にそれぞれ挟まれたＮ箇所の前記
光導波路に光路長差を与えることを特徴とするものであ
る。
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、チャン
ネル間隔が相互に等しく、チャンネルの中心波長のずれ
が前記チャンネル間隔の１／ＭであるＭ個のアレイ導波
路格子と、繰り返し周期が前記チャンネル間隔と等しい
Ｍ出力の周期的透過スペクトルを有する導波路型周回性
フィルタとを縦列接続した光合分波器において、前記導
波路型周回性フィルタは、２本の光導波路と、該光導波
路をＮ＋１箇所（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて
結合するＮ＋１個の方向性結合器とからなる構成を有
し、前記方向性結合器にそれぞれ挟まれたＮ箇所の前記
光導波路に光路長差を与えることを特徴とするものであ
る。
【００１０】また、請求項２に記載の発明は、前記方向
性結合器のうち１番目の方向性結合器の結合位相強度が
０．２５πであり（但し、結合位相強度＝ｓｉｎ−１√
（パワー結合率））、１番目の箇所の光導波路の光路長
差をＬとして、残りＮ−１個の光路長差が±２ｍＬ±
ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロを含む整数、λは波長）で
あることを特徴とするものである。なお、ここで「パワ
ー結合率」とは、方向性結合器の１つの入力端子に光を
入力したとき、同じ導波路の延長である出力ポートから
の光量をＰ１ｍＷとし、もう１つの導波路の延長である
出力ポートからの光量をＰ２ｍＷとしたときに、Ｐ２／
（Ｐ１＋Ｐ２）として定義される。
性結合器のうち１番目の方向性結合器の結合位相強度が
０．２５πであり（但し、結合位相強度＝ｓｉｎ−１√
（パワー結合率））、１番目の箇所の光導波路の光路長
差をＬとして、残りＮ−１個の光路長差が±２ｍＬ±
ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロを含む整数、λは波長）で
あることを特徴とするものである。なお、ここで「パワ
ー結合率」とは、方向性結合器の１つの入力端子に光を
入力したとき、同じ導波路の延長である出力ポートから
の光量をＰ１ｍＷとし、もう１つの導波路の延長である
出力ポートからの光量をＰ２ｍＷとしたときに、Ｐ２／
（Ｐ１＋Ｐ２）として定義される。
【００１１】また、請求項３に記載の発明は、前記方向
性結合器のうちＮ＋１番目の方向性結合器の結合位相強
度が０．２５πであり（但し、結合位相強度＝ｓｉｎ
−１√（パワー結合率））、Ｎ番目の箇所の光導波路の
光路長差をＬとして、残りＮ−１個の光路長差が±２ｍ
Ｌ±ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロを含む整数、λは波
長）であることを特徴とするものである。
性結合器のうちＮ＋１番目の方向性結合器の結合位相強
度が０．２５πであり（但し、結合位相強度＝ｓｉｎ
−１√（パワー結合率））、Ｎ番目の箇所の光導波路の
光路長差をＬとして、残りＮ−１個の光路長差が±２ｍ
Ｌ±ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロを含む整数、λは波
長）であることを特徴とするものである。
【００１２】さらに、請求項４に記載の発明は、請求項
２に記載の発明において、１，２，３番目の前記方向性
結合器の結合位相強度と、１,２番目の箇所の前記光路
長差が、それぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１
２）＋ｘ、Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／
６）＋ｘ、（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦
０．１）であることを特徴とするものである。
２に記載の発明において、１，２，３番目の前記方向性
結合器の結合位相強度と、１,２番目の箇所の前記光路
長差が、それぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１
２）＋ｘ、Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／
６）＋ｘ、（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦
０．１）であることを特徴とするものである。
【００１３】さらに、請求項５に記載に発明は、請求項
３に記載の発明において、３，２，１番目の前記方向性
結合器の結合位相強度と、２,１番目の箇所の前記光路
長差が、それぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１
２）＋ｘ、Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／
６）＋ｘ、（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦
０．１）であることを特徴とするものである。
３に記載の発明において、３，２，１番目の前記方向性
結合器の結合位相強度と、２,１番目の箇所の前記光路
長差が、それぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１
２）＋ｘ、Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／
６）＋ｘ、（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦
０．１）であることを特徴とするものである。
【００１４】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
１〜５のいずれか１に記載の発明において、前記方向性
結合器のうち少なくとも１つが、結合率可変な方向性結
合器であることを特徴とするものである。
１〜５のいずれか１に記載の発明において、前記方向性
結合器のうち少なくとも１つが、結合率可変な方向性結
合器であることを特徴とするものである。
【００１５】さらに、請求項７に記載の発明は、請求項
１〜６のいずれか１に記載の発明において、Ｎ個の光路
長差をあたえる２本の導波路のうち少なくとも１方に位
相制御器を設けたことを特徴とするものである。
１〜６のいずれか１に記載の発明において、Ｎ個の光路
長差をあたえる２本の導波路のうち少なくとも１方に位
相制御器を設けたことを特徴とするものである。
【００１６】このように、本発明による導波路型周回性
フィルタは、２本の光導波路と、光導波路をＮ＋１箇所
（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて結合するＮ＋１
個の方向性結合器とからなる構成を有しているので、ア
レイ導波路格子と導波路型周回性フィルタとを合成した
光合分波器の隣接チャンネルの消光帯域を広げることが
できる。導波路型周回性フィルタとしては、透過域、阻
止域共に広い矩形状の透過スペクトルを持つことができ
る二入力二出力光信号処理器を用いることが望ましい。
これにより信号光の波長変動幅を考慮しても全てのチャ
ンネルのクロストークを小さく抑えることが可能にな
る。
フィルタは、２本の光導波路と、光導波路をＮ＋１箇所
（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて結合するＮ＋１
個の方向性結合器とからなる構成を有しているので、ア
レイ導波路格子と導波路型周回性フィルタとを合成した
光合分波器の隣接チャンネルの消光帯域を広げることが
できる。導波路型周回性フィルタとしては、透過域、阻
止域共に広い矩形状の透過スペクトルを持つことができ
る二入力二出力光信号処理器を用いることが望ましい。
これにより信号光の波長変動幅を考慮しても全てのチャ
ンネルのクロストークを小さく抑えることが可能にな
る。
【００１７】また、透過チャンネルについても導波路型
周回性フィルタの透過域が平坦なので、もともとのアレ
イ導波路格子の透過帯域を減少させることが無いという
利点がある。
周回性フィルタの透過域が平坦なので、もともとのアレ
イ導波路格子の透過帯域を減少させることが無いという
利点がある。
【００１８】したがって、本発明の構成の光導波路フィ
ルタを用いることにより、既存のアレイ導波路格子のチ
ャンネル数を倍加しても、透過帯域が広くかつ全てのチ
ャンネルのクロストークが小さな光合分波器を提供でき
る。
ルタを用いることにより、既存のアレイ導波路格子のチ
ャンネル数を倍加しても、透過帯域が広くかつ全てのチ
ャンネルのクロストークが小さな光合分波器を提供でき
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。
施例について説明する。
【００２０】（第１の実施形態）図１は、本発明の光合
分波器の第１の実施形態を示す図で、図中符号１０１，
１０２は、第１、第２のアレイ導波路格子であり、１０
３は導波路型周回性フィルタである二入力二出力光信号
処理器である。この二入力二出力光信号処理器１０３
は、第１、第２、第３、第４の方向性結合器１０４，１
０５，１０６，１０７と第１、第２、第３の光路長差付
与部１０８，１０９，１１０とから構成されている。第
１、第２、第３の光路長差付与部１０８，１０９，１１
０には、作製時の位相誤差を補正する薄膜ヒータ型位相
制御器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１
６が取り付けられている。さらに、薄膜ヒータ型位相制
御器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６
による調整状況を確認するために、アレイ導波路格子１
０１の途中からモニタ用光導波路１１７を設けている。
分波器の第１の実施形態を示す図で、図中符号１０１，
１０２は、第１、第２のアレイ導波路格子であり、１０
３は導波路型周回性フィルタである二入力二出力光信号
処理器である。この二入力二出力光信号処理器１０３
は、第１、第２、第３、第４の方向性結合器１０４，１
０５，１０６，１０７と第１、第２、第３の光路長差付
与部１０８，１０９，１１０とから構成されている。第
１、第２、第３の光路長差付与部１０８，１０９，１１
０には、作製時の位相誤差を補正する薄膜ヒータ型位相
制御器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１
６が取り付けられている。さらに、薄膜ヒータ型位相制
御器１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６
による調整状況を確認するために、アレイ導波路格子１
０１の途中からモニタ用光導波路１１７を設けている。
【００２１】アレイ導波路格子１０１，１０２のチャン
ネル間隔は、１００ＧＨｚで相互に中心波長が５０ＧＨ
ｚズレるように作製されている。また、二入力二出力光
信号処理器１０３のＦＳＲも１００ＧＨｚに設定し、５
０ＧＨｚ毎に出力ポートが切り替わるように作製されて
いる。また、二入力二出力光信号処理器１０３が平坦な
スペクトルを持つように、第１、第２、第３、第４の方
向性結合器１０４，１０５，１０６，１０７の結合位相
強度は、順にπ／４、３π／８、π／６、π／２４にな
るように設計されている。また、第１、第２、第３の光
路長差付与部１０８，１０９，１１０は、順にＬ、２Ｌ
＋λ／２、２Ｌ＋λ／２となるように設計されている
（但しλ＝１５５３．６ｎｍ、ｎＬ＝３ｍｍ、ｎは導波
路の有効屈折率）。なお、パラメータの算出には、特願
平１１−１６２３７４号に示した計算方法を用いてい
る。
ネル間隔は、１００ＧＨｚで相互に中心波長が５０ＧＨ
ｚズレるように作製されている。また、二入力二出力光
信号処理器１０３のＦＳＲも１００ＧＨｚに設定し、５
０ＧＨｚ毎に出力ポートが切り替わるように作製されて
いる。また、二入力二出力光信号処理器１０３が平坦な
スペクトルを持つように、第１、第２、第３、第４の方
向性結合器１０４，１０５，１０６，１０７の結合位相
強度は、順にπ／４、３π／８、π／６、π／２４にな
るように設計されている。また、第１、第２、第３の光
路長差付与部１０８，１０９，１１０は、順にＬ、２Ｌ
＋λ／２、２Ｌ＋λ／２となるように設計されている
（但しλ＝１５５３．６ｎｍ、ｎＬ＝３ｍｍ、ｎは導波
路の有効屈折率）。なお、パラメータの算出には、特願
平１１−１６２３７４号に示した計算方法を用いてい
る。
【００２２】本実施例では上述したようなパラメータを
用いたが、パラメータの組合せは一つではなく、本発明
はこれら実施例の導波路パラメータの組合せに限られる
ものではない。
用いたが、パラメータの組合せは一つではなく、本発明
はこれら実施例の導波路パラメータの組合せに限られる
ものではない。
【００２３】実際の導波路は、Ｓｉ基板上に、火炎堆積
法により石英系ガラス厚膜を作製する技術と、フォトリ
ソグラフィとドライエッチングにより導波路加工をする
技術とを組み合わせて作製した。最終的にできた導波路
の断面形状は、高さ７μｍ幅７μｍで、比屈折差は０．
７５％であった。
法により石英系ガラス厚膜を作製する技術と、フォトリ
ソグラフィとドライエッチングにより導波路加工をする
技術とを組み合わせて作製した。最終的にできた導波路
の断面形状は、高さ７μｍ幅７μｍで、比屈折差は０．
７５％であった。
【００２４】出来上がった導波路は、ダイシングソーに
より端面を切り出し、日本国内で通常伝送路に用いられ
ている分散シフトファイバを、入出力部にとりつけて評
価した。エルビウム添加光ファイバアンプからでるＡＳ
Ｅ（Amplified SpontaneousEmission）光を二入力二出
力光信号処理器側１０３から入力し、モニタ用光導波路
１１７のモニタポートから出てくる出力光を光スペクト
ルアナライザで観測しながら、薄膜ヒータ型位相制御器
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６の動
作点を定めた。その後、ＡＳＥ光を二入力二出力光信号
処理器１０３側から入力し、アレイ導波路格子１０１，
１０２から出てくる出力光を光スペクトルアナライザで
評価した。このようにして本発明による回路全体の特性
を評価した後、アレイ導波路格子１０１，１０２と二入
力二出力光信号処理器１０３とをダイシングソーで切り
分け、個別の透過スペクトルを評価した。
より端面を切り出し、日本国内で通常伝送路に用いられ
ている分散シフトファイバを、入出力部にとりつけて評
価した。エルビウム添加光ファイバアンプからでるＡＳ
Ｅ（Amplified SpontaneousEmission）光を二入力二出
力光信号処理器側１０３から入力し、モニタ用光導波路
１１７のモニタポートから出てくる出力光を光スペクト
ルアナライザで観測しながら、薄膜ヒータ型位相制御器
１１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６の動
作点を定めた。その後、ＡＳＥ光を二入力二出力光信号
処理器１０３側から入力し、アレイ導波路格子１０１，
１０２から出てくる出力光を光スペクトルアナライザで
評価した。このようにして本発明による回路全体の特性
を評価した後、アレイ導波路格子１０１，１０２と二入
力二出力光信号処理器１０３とをダイシングソーで切り
分け、個別の透過スペクトルを評価した。
【００２５】図２は、回路全体の１９３．１ＴＨｚ近傍
の透過スペクトルと、アレイ導波路格子のみと二入力二
出力光信号処理器のみの透過スペクトルとを示した図で
ある。アレイ導波路格子の透過域と二入力二出力光信号
処理器の透過域とが一致しているのは、位相制御器の動
作点を適切に定めた結果である。アレイ導波路格子と二
入力二出力光信号処理器との２つの光フィルタを合成し
た結果、透過域中心波長１９３．１ＴＨｚに対し、１０
０ＧＨｚ以遠の光はアレイ導波路格子により分離され、
最近接チャンネルである５０ＧＨｚ隣の光は、二入力二
出力光信号処理器により分離されているのが分かる。
の透過スペクトルと、アレイ導波路格子のみと二入力二
出力光信号処理器のみの透過スペクトルとを示した図で
ある。アレイ導波路格子の透過域と二入力二出力光信号
処理器の透過域とが一致しているのは、位相制御器の動
作点を適切に定めた結果である。アレイ導波路格子と二
入力二出力光信号処理器との２つの光フィルタを合成し
た結果、透過域中心波長１９３．１ＴＨｚに対し、１０
０ＧＨｚ以遠の光はアレイ導波路格子により分離され、
最近接チャンネルである５０ＧＨｚ隣の光は、二入力二
出力光信号処理器により分離されているのが分かる。
【００２６】図３は、従来のマッハ・ツェンダー（Mach
-Zehnder）フィルタとアレイ導波路格子との組み合わし
た光回路を示す図で、図４はその透過特性を示してい
る。ここで、図４に示した光回路の透過特性と、図２に
示した本発明による光回路の透過特性とを比較する。
-Zehnder）フィルタとアレイ導波路格子との組み合わし
た光回路を示す図で、図４はその透過特性を示してい
る。ここで、図４に示した光回路の透過特性と、図２に
示した本発明による光回路の透過特性とを比較する。
【００２７】隣接チャンネルの透過スペクトルを拡大し
たものを図５に示す。両者とも１９３．１５ＴＨｚちょ
うどでは３０ｄＢ以上の消光比が得られているが、消光
している周波数幅には大きな違いがあることが判る。例
えば、消光比３０ｄＢ以上を得るためには、従来の光回
路だと透過域中心波長から４９ＧＨｚ程度離れないとい
けないが、本発明による光回路だと４５ＧＨｚ離れれば
十分である。すなわち、隣接チャンネルの近傍で３０ｄ
Ｂ以上の消光比が得られる帯域は、従来例で２ＧＨｚ程
度、本発明の光回路によると１０ＧＨｚ程度である。チ
ャンネル間隔５０ＧＨｚと比較すると、従来の４％の範
囲でしか消光しなかったが、本発明の光回路構成により
２０％と広い範囲で消光できるようになった。
たものを図５に示す。両者とも１９３．１５ＴＨｚちょ
うどでは３０ｄＢ以上の消光比が得られているが、消光
している周波数幅には大きな違いがあることが判る。例
えば、消光比３０ｄＢ以上を得るためには、従来の光回
路だと透過域中心波長から４９ＧＨｚ程度離れないとい
けないが、本発明による光回路だと４５ＧＨｚ離れれば
十分である。すなわち、隣接チャンネルの近傍で３０ｄ
Ｂ以上の消光比が得られる帯域は、従来例で２ＧＨｚ程
度、本発明の光回路によると１０ＧＨｚ程度である。チ
ャンネル間隔５０ＧＨｚと比較すると、従来の４％の範
囲でしか消光しなかったが、本発明の光回路構成により
２０％と広い範囲で消光できるようになった。
【００２８】透過チャンネルの透過スペクトルを拡大し
たものを図６に示す。両者とも１９３．１０ＴＨｚちょ
うどでは透過率に差は殆どない。しかし周波数の変化に
対する透過率の変化には大きな差が見られる。透過域中
心波長での透過率に対し、１ｄＢまでの透過率の劣化を
許容する幅を１ｄＢ幅と定義すると、従来例では１ｄＢ
幅は２２ＧＨｚであるが、本発明の光回路では１ｄＢ幅
は２８ＧＨｚであった。チャンネル間隔５０ＧＨｚと比
較すると、透過率の劣化が１ｄＢ未満になるのは従来４
４％であったが、本発明の光回路構成によると５６％に
拡大していることが分かる。
たものを図６に示す。両者とも１９３．１０ＴＨｚちょ
うどでは透過率に差は殆どない。しかし周波数の変化に
対する透過率の変化には大きな差が見られる。透過域中
心波長での透過率に対し、１ｄＢまでの透過率の劣化を
許容する幅を１ｄＢ幅と定義すると、従来例では１ｄＢ
幅は２２ＧＨｚであるが、本発明の光回路では１ｄＢ幅
は２８ＧＨｚであった。チャンネル間隔５０ＧＨｚと比
較すると、透過率の劣化が１ｄＢ未満になるのは従来４
４％であったが、本発明の光回路構成によると５６％に
拡大していることが分かる。
【００２９】二入力二出力光信号処理器と２本の導波路
のうち、どちら側を入力導波路として使用するかは、二
入力二出力光信号処理器と２台のアレイ導波路格子との
波長配置に依存する。しかし、本実施例の光合分波器で
は、位相制御器１１１または１１２のうちどちらか一方
を動作させπだけ位相をシフトさせると入力導波路を切
り替えることができるので、特に入力導波路を指定する
必要はない。
のうち、どちら側を入力導波路として使用するかは、二
入力二出力光信号処理器と２台のアレイ導波路格子との
波長配置に依存する。しかし、本実施例の光合分波器で
は、位相制御器１１１または１１２のうちどちらか一方
を動作させπだけ位相をシフトさせると入力導波路を切
り替えることができるので、特に入力導波路を指定する
必要はない。
【００３０】（第２の実施形態）図７は、本発明の光合
分波器の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形
態では使い方によって、隣接クロストークを小さく抑え
る使い方と、透過帯域幅を拡大する使い方との、２通り
の使い方ができる。以下にその詳細を説明する。
分波器の第２の実施形態を示す図である。第２の実施形
態では使い方によって、隣接クロストークを小さく抑え
る使い方と、透過帯域幅を拡大する使い方との、２通り
の使い方ができる。以下にその詳細を説明する。
【００３１】第２の実施形態は、大きく分けて２台のア
レイ導波路格子７０１,７０２と、導波路型周回性フィ
ルタである二入力二出力光信号処理器７０３とから構成
されている。また、二入力二出力光信号処理器７０３
は、方向性結合器７０４と結合率可変光結合器７１３，
７１４と光路長差付与部７０９,７１１とから構成され
ている。結合率可変光結合器７１３は、２つの方向性結
合器７０５，７０６とそれらに挟まれた光路長差付与部
７１０とから構成されている。また、結合率可変光結合
器７１４は、２つの方向性結合器７０７，７０８とそれ
らに挟まれた光路長差付与部７１２とから構成されてい
る。また、光路長差付与部７０９，７１０，７１１，７
１２には、作製時の位相誤差を補正する薄膜ヒータ型位
相制御器７１５〜７２２が取り付けられている。さら
に、薄膜ヒータ型位相制御器７１５〜７２２による調整
状況を確認するために、アレイ導波路格子７０１の途中
からモニタ用光導波路７２３を設けている。
レイ導波路格子７０１,７０２と、導波路型周回性フィ
ルタである二入力二出力光信号処理器７０３とから構成
されている。また、二入力二出力光信号処理器７０３
は、方向性結合器７０４と結合率可変光結合器７１３，
７１４と光路長差付与部７０９,７１１とから構成され
ている。結合率可変光結合器７１３は、２つの方向性結
合器７０５，７０６とそれらに挟まれた光路長差付与部
７１０とから構成されている。また、結合率可変光結合
器７１４は、２つの方向性結合器７０７，７０８とそれ
らに挟まれた光路長差付与部７１２とから構成されてい
る。また、光路長差付与部７０９，７１０，７１１，７
１２には、作製時の位相誤差を補正する薄膜ヒータ型位
相制御器７１５〜７２２が取り付けられている。さら
に、薄膜ヒータ型位相制御器７１５〜７２２による調整
状況を確認するために、アレイ導波路格子７０１の途中
からモニタ用光導波路７２３を設けている。
【００３２】光路長差付与部７０９，７１１は、順に
Ｌ、２Ｌ＋λ／２となるように設計されている（但しλ
＝１５５３．６ｎｍ、ｎＬ＝３ｍｍ、ｎは導波路の有効
屈折率）。また、方向性結合器７０４，７０５，７０
６，７０７，７０８の結合位相強度は、全てπ／４に設
計され、また、光路長差付与部７１０，７１２は、順に
λ／６、５λ／１２（但しλ＝１５５３．６ｎｍ）とな
るように設計されている。製造誤差がなければ結合率可
変光結合器７１３，７１４の結合位相強度は、π／３と
π／１２になる。また、方向性結合器と光路長に小さな
位相誤差が生じても、位相制御器７１７，７１８，７２
１，７２２を動作させることにより結合率可変光結合器
７１３，７１４全体として結合位相強度が任意に調整で
き、目的とするπ／３とπ／１２に合わせることができ
る。さらに、（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘなど任
意の結合位相強度に調整することも可能である。この第
２の実施例中の二入力二出力光信号処理器の各パラメー
タも、特願平１１−１６２３７４号に示した計算方法で
目的とする値を算出した。
Ｌ、２Ｌ＋λ／２となるように設計されている（但しλ
＝１５５３．６ｎｍ、ｎＬ＝３ｍｍ、ｎは導波路の有効
屈折率）。また、方向性結合器７０４，７０５，７０
６，７０７，７０８の結合位相強度は、全てπ／４に設
計され、また、光路長差付与部７１０，７１２は、順に
λ／６、５λ／１２（但しλ＝１５５３．６ｎｍ）とな
るように設計されている。製造誤差がなければ結合率可
変光結合器７１３，７１４の結合位相強度は、π／３と
π／１２になる。また、方向性結合器と光路長に小さな
位相誤差が生じても、位相制御器７１７，７１８，７２
１，７２２を動作させることにより結合率可変光結合器
７１３，７１４全体として結合位相強度が任意に調整で
き、目的とするπ／３とπ／１２に合わせることができ
る。さらに、（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘなど任
意の結合位相強度に調整することも可能である。この第
２の実施例中の二入力二出力光信号処理器の各パラメー
タも、特願平１１−１６２３７４号に示した計算方法で
目的とする値を算出した。
【００３３】本実施例では上述したようなパラメータを
用いたが、パラメータの組合せは一つではなく、例え
ば、結合位相強度を（π／６）＋ｘ、（π／１２）＋
ｘ、光路長差をＬ、−２Ｌにとっても、また、逆順に並
べても同様の効果が得られる。すなわち、本発明は上記
実施例の導波路パラメータの組合せに限られるものでは
ない。
用いたが、パラメータの組合せは一つではなく、例え
ば、結合位相強度を（π／６）＋ｘ、（π／１２）＋
ｘ、光路長差をＬ、−２Ｌにとっても、また、逆順に並
べても同様の効果が得られる。すなわち、本発明は上記
実施例の導波路パラメータの組合せに限られるものでは
ない。
【００３４】この第２の実施例もＳｉ基板上に、火炎堆
積法により石英系ガラス厚膜を作製する技術と、フォト
リソグラフィとドライエッチングにより導波路加工をす
る技術とを組み合わせて作製した。最終的にできた導波
路の断面形状は、高さ７μｍ幅７μｍで、比屈折差は
０．７５％であった。
積法により石英系ガラス厚膜を作製する技術と、フォト
リソグラフィとドライエッチングにより導波路加工をす
る技術とを組み合わせて作製した。最終的にできた導波
路の断面形状は、高さ７μｍ幅７μｍで、比屈折差は
０．７５％であった。
【００３５】出来上がった導波路は、第１の実施例と同
様の方法で評価した。すなわち、ダイシングソーにより
端面を切り出した後、日本国内で通常伝送路に用いられ
ている分散シフトファイバを、入出力部にとりつけて評
価した。エルビウム添加光ファイバアンプからでるＡＳ
Ｅ光を前記二入力二出力光信号処理器側から入力し、モ
ニタ用光導波路７２３のモニターポートから出てくる出
力光を光スペクトルアナライザで観測しながら、位相制
御器７１５〜７２２の動作点を定めた。その後、ＡＳＥ
光を二入力二出力光信号処理器側から入力し、アレイ導
波路格子から出てくる出力光を光スペクトルアナライザ
で評価した。このようにして幾つかの測定を行った後、
本発明による回路全体の特性を評価した後、アレイ導波
路格子と二入力二出力光信号処理器とダイシングソーで
切りわけ、個別の透過スペクトルを評価した。まず、隣
接クロストークを小さく抑える使用方法とその特性につ
いて説明する。
様の方法で評価した。すなわち、ダイシングソーにより
端面を切り出した後、日本国内で通常伝送路に用いられ
ている分散シフトファイバを、入出力部にとりつけて評
価した。エルビウム添加光ファイバアンプからでるＡＳ
Ｅ光を前記二入力二出力光信号処理器側から入力し、モ
ニタ用光導波路７２３のモニターポートから出てくる出
力光を光スペクトルアナライザで観測しながら、位相制
御器７１５〜７２２の動作点を定めた。その後、ＡＳＥ
光を二入力二出力光信号処理器側から入力し、アレイ導
波路格子から出てくる出力光を光スペクトルアナライザ
で評価した。このようにして幾つかの測定を行った後、
本発明による回路全体の特性を評価した後、アレイ導波
路格子と二入力二出力光信号処理器とダイシングソーで
切りわけ、個別の透過スペクトルを評価した。まず、隣
接クロストークを小さく抑える使用方法とその特性につ
いて説明する。
【００３６】図８は、結合率可変光結合器７１３，７１
４の結合位相強度を順にπ／３、π／１２丁度に調整し
たときの、透過中心波長が１９３．１ＴＨｚであるポー
トの透過スペクトルを示す図である。第１の実施例に比
べ二入力二出力光信号処理器の消光比が大きくなってい
るのは、方向性結合器の製造時のバラツキを結合率可変
光結合器を用いることにより修正しているためである。
その結果、第２の実施形態の光回路は、隣接チャンネル
である１９３．１５ＴＨｚ近傍で４０ｄＢ以上の消光比
が得られた。
４の結合位相強度を順にπ／３、π／１２丁度に調整し
たときの、透過中心波長が１９３．１ＴＨｚであるポー
トの透過スペクトルを示す図である。第１の実施例に比
べ二入力二出力光信号処理器の消光比が大きくなってい
るのは、方向性結合器の製造時のバラツキを結合率可変
光結合器を用いることにより修正しているためである。
その結果、第２の実施形態の光回路は、隣接チャンネル
である１９３．１５ＴＨｚ近傍で４０ｄＢ以上の消光比
が得られた。
【００３７】次に、透過帯域幅を拡大する使用方法とそ
の特性について説明する。
の特性について説明する。
【００３８】結合率可変光結合器７１３，７１４の結合
位相強度を順に（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘと表
し、かつ、ｘ＝０．００、０．０３、０．０６のときの
二入力二出力光信号処理器の透過帯域での詳細スペクト
ルを図９に示す。透過帯域中心波長である１９３．１Ｔ
Ｈｚでは、ｘ＝０．００のとき透過特性が平坦である
が、ｘが増加するに従って僅かな窪みが生じる。この窪
みの曲率はｘを変えることにより自由に設定できる。ま
た１ｄＢ幅が僅かだが増加してしているのが分かる。
位相強度を順に（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘと表
し、かつ、ｘ＝０．００、０．０３、０．０６のときの
二入力二出力光信号処理器の透過帯域での詳細スペクト
ルを図９に示す。透過帯域中心波長である１９３．１Ｔ
Ｈｚでは、ｘ＝０．００のとき透過特性が平坦である
が、ｘが増加するに従って僅かな窪みが生じる。この窪
みの曲率はｘを変えることにより自由に設定できる。ま
た１ｄＢ幅が僅かだが増加してしているのが分かる。
【００３９】図１０は、ｘ＝０．００、０．０３、０．
０６のときアレイ導波路格子と組み合わせたときの透過
帯域での詳細スペクトルを示す図である。図９の窪みに
応じて透過帯域でのスペクトル形状もｘ＝０．００のと
きは、上に凸だが、ｘが増加し０．０６になると下に凸
になった。第２の実施例では、ｘ＝０．０３の時に透過
中心波長近傍で平坦な領域が最大になった。
０６のときアレイ導波路格子と組み合わせたときの透過
帯域での詳細スペクトルを示す図である。図９の窪みに
応じて透過帯域でのスペクトル形状もｘ＝０．００のと
きは、上に凸だが、ｘが増加し０．０６になると下に凸
になった。第２の実施例では、ｘ＝０．０３の時に透過
中心波長近傍で平坦な領域が最大になった。
【００４０】ｘが０．００、０．０３、０．０６である
時の、透過帯域での最小損失と、透過域中心波長での損
失、透過帯域での最小損失に対する１ｄＢ幅と、この１
ｄＢ幅がチャンネルに占める割合を、表１に示す。
時の、透過帯域での最小損失と、透過域中心波長での損
失、透過帯域での最小損失に対する１ｄＢ幅と、この１
ｄＢ幅がチャンネルに占める割合を、表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】ｘ＝０．０３の時、透過帯域での最低損失
が０．２ｄＢ弱劣化するが、透過帯域中心波長近傍で最
も平坦な形状が得られた。また、ｘ＝０．０６の時に
は、透過帯域での最低損失が０．４ｄＢ弱劣化し０．３
ｄＢ弱の窪みが生じたが、１ｄＢ幅はｘ＝０，０．０
３，０．０６の中で最大で１ｄＢ幅が最も広くなり３５
ＧＨｚになった。その時、５０ＧＨｚのチャンネル幅に
対する１ｄＢ幅は７０％程度と極めて大きな値となっ
た。
が０．２ｄＢ弱劣化するが、透過帯域中心波長近傍で最
も平坦な形状が得られた。また、ｘ＝０．０６の時に
は、透過帯域での最低損失が０．４ｄＢ弱劣化し０．３
ｄＢ弱の窪みが生じたが、１ｄＢ幅はｘ＝０，０．０
３，０．０６の中で最大で１ｄＢ幅が最も広くなり３５
ＧＨｚになった。その時、５０ＧＨｚのチャンネル幅に
対する１ｄＢ幅は７０％程度と極めて大きな値となっ
た。
【００４３】第２の実施例では、ｘ＝０．０３の時に透
過中心波長近傍で平坦な領域が最大になったが、ｘがど
の値の時に最終的スペクトルがどの様になるかはアレイ
導波路格子のスペクトル形状はアレイ導波路格子自体の
設計による。しかし、概ねｘ＝０．００〜０．１０の間
で平坦な領域が最大になる場合と、１ｄＢ幅が最大にな
る場合とが実現できる。
過中心波長近傍で平坦な領域が最大になったが、ｘがど
の値の時に最終的スペクトルがどの様になるかはアレイ
導波路格子のスペクトル形状はアレイ導波路格子自体の
設計による。しかし、概ねｘ＝０．００〜０．１０の間
で平坦な領域が最大になる場合と、１ｄＢ幅が最大にな
る場合とが実現できる。
【００４４】第２の実施例も第１の実施例と同様に、二
入力二出力光信号処理器の２本の導波路のうち、どちら
側を入力導波路として使用するかは、二入力二出力光信
号処理器と２台のアレイ導波路格子との波長配置に依存
する。しかし、本実施例の光合分波器では、位相制御器
７１５または７１６のうちどちらか一方を動作させ、π
だけ位相をシフトさせると、入力導波路を切り替えるこ
とができるので、特に入力導波路を指定する必要はな
い。本発明はこれら実施例の導波路パラメータの組合せ
に限られるものではない。
入力二出力光信号処理器の２本の導波路のうち、どちら
側を入力導波路として使用するかは、二入力二出力光信
号処理器と２台のアレイ導波路格子との波長配置に依存
する。しかし、本実施例の光合分波器では、位相制御器
７１５または７１６のうちどちらか一方を動作させ、π
だけ位相をシフトさせると、入力導波路を切り替えるこ
とができるので、特に入力導波路を指定する必要はな
い。本発明はこれら実施例の導波路パラメータの組合せ
に限られるものではない。
【００４５】（第３の実施形態）図１１は、本発明の光
合分波器の第３の実施形態を示す図である。第２の実施
形態の光合分波器は、大きく分けて４台のアレイ導波路
格子１１０１，１１０２，１１０３，１１０４と、導波
路型周回性フィルタである３台の二入力二出力光信号処
理器１１０５，１１０６，１１０７とから構成されてい
る。４台のアレイ導波路格子のチャンネル間隔と、二入
力二出力光信号処理器１１０５，１１０６のＦＳＲと、
二入力二出力光信号処理器１１０７のチャンネル間隔と
は互いに等しく設計されている。また、４台のアレイ導
波路格子の中心波長は互いに、アレイ導波路格子のチャ
ンネル間隔の４分の１だけズレるように、また、二入力
二出力光信号処理器１１０５，１１０６の中心波長も、
互いにアレイ導波路格子のチャンネル間隔の２分の１だ
けズレるように設計されている。
合分波器の第３の実施形態を示す図である。第２の実施
形態の光合分波器は、大きく分けて４台のアレイ導波路
格子１１０１，１１０２，１１０３，１１０４と、導波
路型周回性フィルタである３台の二入力二出力光信号処
理器１１０５，１１０６，１１０７とから構成されてい
る。４台のアレイ導波路格子のチャンネル間隔と、二入
力二出力光信号処理器１１０５，１１０６のＦＳＲと、
二入力二出力光信号処理器１１０７のチャンネル間隔と
は互いに等しく設計されている。また、４台のアレイ導
波路格子の中心波長は互いに、アレイ導波路格子のチャ
ンネル間隔の４分の１だけズレるように、また、二入力
二出力光信号処理器１１０５，１１０６の中心波長も、
互いにアレイ導波路格子のチャンネル間隔の２分の１だ
けズレるように設計されている。
【００４６】第３の実施例中の３台の二入力二出力光信
号処理器の各パラメータも、特願平１１−１６２３７４
号に示した計算方法で最適な値を算出した。
号処理器の各パラメータも、特願平１１−１６２３７４
号に示した計算方法で最適な値を算出した。
【００４７】第３の実施例も、第１、第２の実施例と同
様な作成方法で光合分波器を作製して評価した。測定し
た第３の実施例の光合分波器の透過特性を図１２に示
す。第３の実施例では最近接チャンネルは１９３．１２
５ＴＨｚとなり、第１の実施例、第２の実施例の光合分
波器の場合に比べさらに隣接チャンネルが近接している
が、１９３．１２５ＴＨｚ近傍で、３０ｄＢ弱消光して
いる。また、透過帯域である１９３．１ＴＨｚ近傍でも
平坦な透過特性が得られている。
様な作成方法で光合分波器を作製して評価した。測定し
た第３の実施例の光合分波器の透過特性を図１２に示
す。第３の実施例では最近接チャンネルは１９３．１２
５ＴＨｚとなり、第１の実施例、第２の実施例の光合分
波器の場合に比べさらに隣接チャンネルが近接している
が、１９３．１２５ＴＨｚ近傍で、３０ｄＢ弱消光して
いる。また、透過帯域である１９３．１ＴＨｚ近傍でも
平坦な透過特性が得られている。
【００４８】第３の実施例の光合分波器の構成を図１１
に示したが、各二入力二出力光信号処理器の段数、およ
び、光路長差付与部があたえる遅延量の正負、方向性結
合器の結合位相強度等二入力二出力光信号処理器の設計
パラメータの組合せは幾通りもある。また、二入力二出
力光信号処理器１１０５と１１０６は同一の構造をとる
必要はなく、また２本の導波路のうち、どちらの導波路
を二入力二出力光信号処理器１１０７につなぐか等、同
様の効果を得る構成が幾通りもある。
に示したが、各二入力二出力光信号処理器の段数、およ
び、光路長差付与部があたえる遅延量の正負、方向性結
合器の結合位相強度等二入力二出力光信号処理器の設計
パラメータの組合せは幾通りもある。また、二入力二出
力光信号処理器１１０５と１１０６は同一の構造をとる
必要はなく、また２本の導波路のうち、どちらの導波路
を二入力二出力光信号処理器１１０７につなぐか等、同
様の効果を得る構成が幾通りもある。
【００４９】また、第３の実施例では、４台のアレイ導
波路格子と３台の二入力二出力光信号処理器を用いた
が、この台数に限るものではなく、例えば、８台のアレ
イ導波路格子と７台の二入力二出力光信号処理器を用い
ても、多チャンネルでクロストークが小さく、透過帯域
の広い光合分波器を作製することができる。すなわち、
第３の実施例の光合分波器の構成を図１１に示したが、
本発明は、本実施例中の二入力二出力光信号処理器の設
計パラメータの組合せ方や、アレイ導波路格子と二入力
二出力光信号処理器の組合せ方に限られるものではな
い。
波路格子と３台の二入力二出力光信号処理器を用いた
が、この台数に限るものではなく、例えば、８台のアレ
イ導波路格子と７台の二入力二出力光信号処理器を用い
ても、多チャンネルでクロストークが小さく、透過帯域
の広い光合分波器を作製することができる。すなわち、
第３の実施例の光合分波器の構成を図１１に示したが、
本発明は、本実施例中の二入力二出力光信号処理器の設
計パラメータの組合せ方や、アレイ導波路格子と二入力
二出力光信号処理器の組合せ方に限られるものではな
い。
【００５０】以上、実施の形態を用いて本発明の構成お
よび作用を説明したが、本発明はこれら実施例の形態に
限られるものではない。例えば、本発明では石英系の光
導波路を用いたが、半導体、ＬｉＮｂＯ３、ポリマー等
の別の材料で光導波路回路を形成することも可能であ
る。また各実施形態の二入力二出力光信号処理器では方
向性結合器を用いたが、全てまたは一部の方向性結合器
をＭＭＩ（Multi-Mode Interferometor；多モード干渉
型カップラ）、またはＭＭＩと遅延線を組み合わせた任
意結合率分岐回路と置き換えても損失は大きくなるもの
の同様な効果が得られる。ＭＭＩと遅延線を組み合わせ
た任意結合率分岐回路の例としては、T.Saida etc:“Si
lica-based 2×2 multimode interference coupler wit
h arbitarypower splitting ratio.”,Electron.Lett.,
1999.vol.35,pp1-2などの報告がある。また、位相制御
の方法として、各実施形態では熱光学効果を利用した
が、電気光学効果、レーザー光照射効果等の他の手法に
より、位相制御を行うことも可能である。
よび作用を説明したが、本発明はこれら実施例の形態に
限られるものではない。例えば、本発明では石英系の光
導波路を用いたが、半導体、ＬｉＮｂＯ３、ポリマー等
の別の材料で光導波路回路を形成することも可能であ
る。また各実施形態の二入力二出力光信号処理器では方
向性結合器を用いたが、全てまたは一部の方向性結合器
をＭＭＩ（Multi-Mode Interferometor；多モード干渉
型カップラ）、またはＭＭＩと遅延線を組み合わせた任
意結合率分岐回路と置き換えても損失は大きくなるもの
の同様な効果が得られる。ＭＭＩと遅延線を組み合わせ
た任意結合率分岐回路の例としては、T.Saida etc:“Si
lica-based 2×2 multimode interference coupler wit
h arbitarypower splitting ratio.”,Electron.Lett.,
1999.vol.35,pp1-2などの報告がある。また、位相制御
の方法として、各実施形態では熱光学効果を利用した
が、電気光学効果、レーザー光照射効果等の他の手法に
より、位相制御を行うことも可能である。
【００５１】また、本発明では二入力二出力信号処理器
の透過率の設計自由度が高いことを用いて、透過率スペ
クトルが優れた光合分波器を実現したが、本発明で用い
た二入力二出力信号処理器は透過する光信号の群遅延特
性も設計自由度が高く、盛んに研究されている。任意の
群遅延量も実現する二入力二出力信号処理器の例として
は、Takiguchi etc.“Variable groupdelay dispersion
equaliser based ona lattice form programble optic
al filter”,Electron.Lett.,1995.vol.31,pp1240-1241
などの報告がある。そのため、テーパー導波路やパラボ
ラ形状導波路を用いたアレイ導波路格子の群遅延量や、
二入力二出力信号処理器単体の群遅延量も、相互に組み
合わせて用いるので、例えば、相互に打ち消し合わせる
等、光合分波器全体として群遅延量を制御することが可
能である。
の透過率の設計自由度が高いことを用いて、透過率スペ
クトルが優れた光合分波器を実現したが、本発明で用い
た二入力二出力信号処理器は透過する光信号の群遅延特
性も設計自由度が高く、盛んに研究されている。任意の
群遅延量も実現する二入力二出力信号処理器の例として
は、Takiguchi etc.“Variable groupdelay dispersion
equaliser based ona lattice form programble optic
al filter”,Electron.Lett.,1995.vol.31,pp1240-1241
などの報告がある。そのため、テーパー導波路やパラボ
ラ形状導波路を用いたアレイ導波路格子の群遅延量や、
二入力二出力信号処理器単体の群遅延量も、相互に組み
合わせて用いるので、例えば、相互に打ち消し合わせる
等、光合分波器全体として群遅延量を制御することが可
能である。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、導
波路型周回性フィルタは、２本の光導波路と、光導波路
をＮ＋１箇所（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて結
合するＮ＋１個の方向性結合器とからなる構成を有し、
方向性結合器にそれぞれ挟まれたＮ箇所の前記光導波路
に光路長差を与え、透過域、阻止域共に広い矩形状の透
過スペクトルを持つことができる二入力二出力光信号処
理器を用いているので、アレイ導波路格子と導波路型周
回性フィルタとを合成した光合分波器の隣接チャンネル
の消光帯域を広げることができる。したがって、信号光
の波長変動幅を考慮しても全てのチャンネルのクロスト
ークを小さく抑えることが可能になる。
波路型周回性フィルタは、２本の光導波路と、光導波路
をＮ＋１箇所（Ｎは２以上の整数）の異なる位置にて結
合するＮ＋１個の方向性結合器とからなる構成を有し、
方向性結合器にそれぞれ挟まれたＮ箇所の前記光導波路
に光路長差を与え、透過域、阻止域共に広い矩形状の透
過スペクトルを持つことができる二入力二出力光信号処
理器を用いているので、アレイ導波路格子と導波路型周
回性フィルタとを合成した光合分波器の隣接チャンネル
の消光帯域を広げることができる。したがって、信号光
の波長変動幅を考慮しても全てのチャンネルのクロスト
ークを小さく抑えることが可能になる。
【００５３】また、透過チャンネルについても導波路型
周回性フィルタの透過域が平坦なので、もともとのアレ
イ導波路格子の透過帯域を減少させることが無いという
効果を奏する。
周回性フィルタの透過域が平坦なので、もともとのアレ
イ導波路格子の透過帯域を減少させることが無いという
効果を奏する。
【００５４】したがって、本発明の構成の光合分波器を
用いることにより、既存のアレイ導波路格子のチャンネ
ル数を倍加しても、透過帯域が広くかつ全てのチャンネ
ルのクロストークが小さな光合分波器を提供できる。
用いることにより、既存のアレイ導波路格子のチャンネ
ル数を倍加しても、透過帯域が広くかつ全てのチャンネ
ルのクロストークが小さな光合分波器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光合分波器の第１の実施形態を示す図
である。
である。
【図２】本発明の第１の実施形態の透過特性と構成する
各部分の透過特性を示す図である。
各部分の透過特性を示す図である。
【図３】従来の光合分波器の構造を示す図である。
【図４】従来の光合分波器の透過特性と構成する各部分
の透過特性を示す図である。
の透過特性を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態と従来の光合分波器と
の隣接チャンネルでのクロストークを説明するための図
である。
の隣接チャンネルでのクロストークを説明するための図
である。
【図６】本発明の第１の実施形態と従来の光合分波器と
の透過帯域での詳細スペクトルを説明するための図であ
る。
の透過帯域での詳細スペクトルを説明するための図であ
る。
【図７】本発明の光合分波器の第２の実施形態を示す図
である。
である。
【図８】本発明の第２の実施形態の透過特性と構成する
各部分の透過特性を示す図である。
各部分の透過特性を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を構成する二入力二出
力導波路型フィルタの透過帯域での詳細スペクトルを説
明するための図である。
力導波路型フィルタの透過帯域での詳細スペクトルを説
明するための図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の透過帯域での詳細
スペクトルを説明するための図である。
スペクトルを説明するための図である。
【図１１】本発明の光合分波器の第３の実施形態を示す
図である。
図である。
【図１２】本発明の光合分波器の第３の実施形態の透過
特性を示す図である。
特性を示す図である。
１０１，１０２，３０１，３０２，７０１，７０２，１
１０１，１１０２，１１０３，１１０４ アレイ導波路
格子 １０３，７０３，１１０５，１１０６，１１０７ 二入
力二出力光信号処理器 ３０３ マッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタ １０４，１０５，１０６，１０７，３０４，３０５，７
０４，７０５，７０６，７０７，７０８ 方向性結合器 １０８，１０９，１１０，３０６，７０９，７１０，７
１１，７１２ 光路長差付与部 １１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，３
０７，３０８，７１５，７１６，７１７，７１８，７１
９，７２０，７２１，７２２ 薄膜ヒータ型位相制御器 ７１３，７１４ 結合率可変光結合器
１０１，１１０２，１１０３，１１０４ アレイ導波路
格子 １０３，７０３，１１０５，１１０６，１１０７ 二入
力二出力光信号処理器 ３０３ マッハ・ツェンダー（Mach-Zehnder）フィルタ １０４，１０５，１０６，１０７，３０４，３０５，７
０４，７０５，７０６，７０７，７０８ 方向性結合器 １０８，１０９，１１０，３０６，７０９，７１０，７
１１，７１２ 光路長差付与部 １１１，１１２，１１３，１１４，１１５，１１６，３
０７，３０８，７１５，７１６，７１７，７１８，７１
９，７２０，７２１，７２２ 薄膜ヒータ型位相制御器 ７１３，７１４ 結合率可変光結合器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神宮寺 要 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 鬼頭 勤 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 日比野 善典 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 KB04 LA11 LA19 NA01 PA01 PA22 PA24 QA02 QA03 QA04 QA05 TA23 2K002 AA02 AB01 AB02 BA13 CA03 CA06 CA13 CA15 DA07 DA08 EA04 EA10 EA30 EB15 FA01 GA02 HA11
Claims (7)
- 【請求項１】 チャンネル間隔が相互に等しく、チャン
ネルの中心波長のずれが前記チャンネル間隔の１／Ｍで
あるＭ個のアレイ導波路格子と、繰り返し周期が前記チ
ャンネル間隔と等しいＭ出力の周期的透過スペクトルを
有する導波路型周回性フィルタとを縦列接続した光合分
波器において、 前記導波路型周回性フィルタは、２本の光導波路と、該
光導波路をＮ＋１箇所（Ｎは２以上の整数）の異なる位
置にて結合するＮ＋１個の方向性結合器とからなる構成
を有し、前記方向性結合器にそれぞれ挟まれたＮ箇所の
前記光導波路に光路長差を与えることを特徴とする光合
分波器。 - 【請求項２】 前記方向性結合器のうち１番目の方向性
結合器の結合位相強度が０．２５πであり（但し、結合
位相強度＝ｓｉｎ−１√（パワー結合率））、１番目の
箇所の光導波路の光路長差をＬとして、残りＮ−１個の
光路長差が±２ｍＬ±ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロを含
む整数、λは波長）であることを特徴とする請求項１に
記載の光合分波器。 - 【請求項３】 前記方向性結合器のうちＮ＋１番目の方
向性結合器の結合位相強度が０．２５πであり（但し、
結合位相強度＝ｓｉｎ−１√（パワー結合率））、Ｎ番
目の箇所の光導波路の光路長差をＬとして、残りＮ−１
個の光路長差が±２ｍＬ±ｍ’λ／２（ｍ，ｍ’はゼロ
を含む整数、λは波長）であることを特徴とする請求項
１に記載の光合分波器。 - 【請求項４】 １，２，３番目の前記方向性結合器の結
合位相強度と、１,２番目の箇所の前記光路長差が、そ
れぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘ、
Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／６）＋ｘ、
（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦０．１）であ
ることを特徴とする請求項２に記載の光合分波器。 - 【請求項５】 ３，２，１番目の前記方向性結合器の結
合位相強度と、２,１番目の箇所の前記光路長差が、そ
れぞれπ／４、（π／３）−ｘ、（π／１２）＋ｘ、
Ｌ、２Ｌ±λ／２、またはπ／４、（π／６）＋ｘ、
（π／１２）＋ｘ、Ｌ、−２Ｌ（０≦ｘ≦０．１）であ
ることを特徴とする請求項３に記載の光合分波器。 - 【請求項６】 前記方向性結合器のうち少なくとも１つ
が、結合率可変な方向性結合器であることを特徴とする
請求項１〜５のいずれか１に記載の光合分波器。 - 【請求項７】 Ｎ個の光路長差をあたえる２本の導波路
のうち少なくとも１方に位相制御器を設けたことを特徴
とする請求項１〜６のいずれか１に記載の光合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001196821A JP3681995B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 光合分波器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-195271 | 2000-06-28 | ||
| JP2000195271 | 2000-06-28 | ||
| JP2001196821A JP3681995B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 光合分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002082241A true JP2002082241A (ja) | 2002-03-22 |
| JP3681995B2 JP3681995B2 (ja) | 2005-08-10 |
Family
ID=26594919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001196821A Expired - Fee Related JP3681995B2 (ja) | 2000-06-28 | 2001-06-28 | 光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3681995B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209955A (ja) * | 2002-12-06 | 2008-09-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 位相生成機能を備えた光合分波回路 |
| JP2011039444A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 透過型光デバイスの波長調整方法 |
| WO2011033725A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 日本電信電話株式会社 | 光波長合分波回路 |
| WO2011078033A1 (ja) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 | 平面光波回路及び平面光波回路の製造方法 |
| JP2013029544A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域分散補償回路 |
| JP2014059542A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-04-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| CN111208605A (zh) * | 2015-07-24 | 2020-05-29 | 瞻博网络公司 | 波导阵列中的相位调谐 |
| JPWO2021005641A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 |
-
2001
- 2001-06-28 JP JP2001196821A patent/JP3681995B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008209955A (ja) * | 2002-12-06 | 2008-09-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 位相生成機能を備えた光合分波回路 |
| JP2011039444A (ja) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 透過型光デバイスの波長調整方法 |
| WO2011033725A1 (ja) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | 日本電信電話株式会社 | 光波長合分波回路 |
| US8737779B2 (en) | 2009-09-18 | 2014-05-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical wavelength multi/demultiplexer |
| WO2011078033A1 (ja) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Ｎｔｔエレクトロニクス株式会社 | 平面光波回路及び平面光波回路の製造方法 |
| JP2013029544A (ja) * | 2011-07-26 | 2013-02-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 広帯域分散補償回路 |
| JP2014059542A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-04-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| CN111208605A (zh) * | 2015-07-24 | 2020-05-29 | 瞻博网络公司 | 波导阵列中的相位调谐 |
| CN111208605B (zh) * | 2015-07-24 | 2023-01-17 | 瞻博网络公司 | 波导阵列中的相位调谐 |
| JPWO2021005641A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | ||
| WO2021005641A1 (ja) * | 2019-07-05 | 2021-01-14 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
| US11777632B2 (en) | 2019-07-05 | 2023-10-03 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical signal processor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3681995B2 (ja) | 2005-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7492983B2 (en) | Optical circuit device | |
| US6374013B1 (en) | Optical arrayed waveguide grating devices | |
| EP1226461B1 (en) | Phasar with flattened pass-band | |
| US6266464B1 (en) | Optical arrayed waveguide grating devices | |
| JP5180322B2 (ja) | 光波長合分波回路ならびに光波長合分波回路を用いた光モジュールおよび光通信システム | |
| US7555175B2 (en) | Arrayed waveguide grating optical multiplexer/demultiplexer | |
| EP1168010B1 (en) | Optical multi/demultiplexer | |
| JP4385224B2 (ja) | 光導波路デバイス及び光導波路モジュール | |
| WO2020086744A1 (en) | Wavelength-division multiplexer comprising cascaded optical couplers | |
| US20060222296A1 (en) | Optical wavelength division multiplexer | |
| US7860359B2 (en) | Optical band splitter/combiner and apparatus comprising the same | |
| US12092872B2 (en) | Wavelength division multiplexer and demultiplexer | |
| JP2002082241A (ja) | 光合分波器 | |
| Huang et al. | Arrayed waveguide grating DWDM interleaver | |
| US7496253B2 (en) | Wide passband optical interleaver | |
| US20030128926A1 (en) | Compact wavelength routing device having substantially flat passband | |
| US11543591B2 (en) | Optical multiplexer and RGB coupler | |
| JPH08234149A (ja) | 電子−光学材料を使用した光フィルタ | |
| JP4197126B2 (ja) | 光スイッチ及び光波長ルータ | |
| KR20020079577A (ko) | 광합분파기 | |
| US20080013882A1 (en) | Optical coupler with stabilized coupling ratio | |
| JP4634733B2 (ja) | 波長フィルタ及び波長可変フィルタ | |
| JPH0667048A (ja) | 導波路型光合分波器 | |
| JP2004126327A (ja) | 導波路型多チャネル波長分散補償器及びそれを用いた光モジュール | |
| KR100342533B1 (ko) | 파장 가변형 광파장 분할기 및 그 제조 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040525 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040721 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050418 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050513 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050519 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090527 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090527 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100527 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110527 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120527 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130527 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140527 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |