JP4083045B2 - Center wavelength control method of wavelength filter for series coupled ring resonator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この出願の発明は、直列結合リング共振器波長フィルタの中心波長制御方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、たとえば図1に例示したような、add/dropフィルタの一種である、入力側光導波路(1)と出力側光導波路(2)との間に光結合部の役割を担うリング共振器(「リング導波路」とも呼ぶ)(3)を配置した構造を持つマイクロリング共振器波長フィルタが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
またこの波長フィルタでは、リング共振器(3)の等価屈折率を熱光学効果、電気光学効果、磁気光学効果等を用いて外部から制御することにより、チューナブル波長フィルタが実現可能である。具体的には、たとえば熱光学効果を用いる場合では、図2に例示したように、フィルタ上にヒーター(4)となる電極を形成し、そのヒーター(4)でリング共振器(3)を加熱して中心波長制御を行う。なお中心波長はλ=(2πR・neq)/N[R=リング半径、neq=等価屈折率、N=共振次数]で求められる。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−298215号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ある波長のチャネルから別の波長のチャネルにフィルタの中心波長を移動させる場合、図3に例示したように移動途中のチャネルの光信号が一時的に出力側光導波路(2)に透過してしまうという問題が生じる。
【0006】
そこで、この出願の発明は、以上のとおりの事情に鑑み、波長移動途中の信号透過を防ぐことのできる直列結合リング共振器波長フィルタの中心波長制御方法を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この出願の発明は、上記の課題を解決するものとして、第1には、入力側光導波路と出力側光導波路との間に2つ以上のリング共振器が互いに結合してなる直列結合リング共振器波長フィルタにおいて、入力側光導波路と出力側光導波路との間に2つ以上のリング共振器が互いに結合してなる直列結合リング共振器波長フィルタにおいて、各リング共振器の中心波長をあるチャネルの中心波長から目的とする別のチャネルの中心波長に移動させるにあたり、中心波長の移動中に各リング共振器の中心波長が同じ時刻においてはそれぞれ異なるように各リング共振器の中心波長をそれぞれ個別に移動させることにより、目的とするチャネルの中心波長以外の波長チャネルの出力側光導波路への出力を阻止させ、移動の最終段階において各リング共振器の全ての中心波長を一致させ、目的とする別のチャネルの中心波長を持つ波長チャネルを出力側光導波路に出力させることを特徴とする直列結合リング共振器波長フィルタの中心波長制御方法を提供する。
【0008】
また、第2には、前記直列結合リング共振器波長フィルタとして、前記入力側光導波路と前記出力側光導波路が互いに交差し、その交差部にて前記各リング共振器が積層されているものを用いる、ことを特徴とする直列結合リング共振器波長フィルタの中心波長制御方法を提供する。
【0009】
【発明の実施の形態】
上記のとおりの特徴を有するこの出願の発明によれば、たとえば図4に例示したように、入力側光導波路(1)と出力側光導波路(2)との間に2つ以上のリング共振器(3)を互いに結合してなる直列結合リング共振器波長フィルタを構成し、それにおいて、出力側光導波路(2)に出力されるドロップ波長を各リング共振器(3)の中心波長を別々に移動させて消失させ、その波長制御の過程において出力を目的としない他の波長チャネルを出力側光導波路(2)に出力させることなく、出力を目的とする別の波長チャネルを出力側光導波路(2)に新たに出力させるようにすることで、波長移動途中のフィルタ透過率を無視できる程に低減することができる。すなわち、中心波長を移動させる前に各リング共振器(3)のフィルタ特性を消し、中心波長が移動してから再びフィルタ特性を出すようなスイッチング特性を持たせられるのである。これにより、それぞれの中心波長が一致している時にだけフィルタ特性を出させて、波長移動途中の信号透過を抑制でき、波長λnからλn+2への変更をλn+1を通さずに直接行えるようになる。
【0010】
図4の一実施形態では、より具体的には、入力ポートとスルーポートを有する入力側光導波路(1)およびaddポートとdropポートを有する出力側光導波路(2)が下層クラッドに互いに交差して埋め込まれ、その交差部にて3つのリング共振器(3)(#1、#2、#3)が配設されており、入力側光導波路(1)上に#1リング共振器(3)、出力側光導波路(2)上に#3リング共振器(3)が積層され、それら#1および#3の間にて#2リング共振器(3)が積層された3段直列結合となっている。なお図4では、#2の上方に#1および#3が重なり合った積層構造となっているが、たとえばその逆に#2が上側に位置していてもよく、リング共振器(3)同士および入力側光導波路(1)と出力側光導波路(2)の積層位置は特に限定されない。ここでは、このように3段直列結合したリング共振器(3)を「トリプルリング共振器」と呼ぶこととする。
【0011】
そして、このトリプルリング共振器の中心波長つまり共振波長を別々に移動させればよい。このとき、たとえば#1から#3へ、つまり入力側からdrop側へと順に移動させる。このような移動は、たとえば熱光学効果、電気光学効果、磁気光学効果等を利用した外部からの制御で可能となる。
【0012】
もちろんリング共振器(3)は、3つに限定されず、2つ以上の複数直列結合構造であればよい。
【0013】
【実施例】
[実施例1]
この出願の発明に従って、最初にチャネル1にドロップしているフィルタ中心波長をチャネル12に移動させるシミュレーションを行った。図5は、その解析結果を示したものであり、図5中の右側のグラフが本シミュレーションで用いた各リングの中心波長の移動パターンを示し、左側のグラフがシミュレーション結果としての透過スペクトルの変化を示している。
【0014】
本シミュレーションでは、より具体的には、チャネル1の帯域で各中心波長が一致しているトリプルリング共振器があると仮定し、その中心波長をチャネル12の帯域へ移動させる際に、その間にある領域でのクロストークを減少させるべく、#1リングから#3リングへと順に中心波長をチャネル12の帯域へ移動させている。
【0015】
図5から明らかなように、チャネル1とチャネル12との間の帯域ではフィルタ透過率が−30dB以下に抑えられていることがわかる。
【0016】
したがって、ノンブロッキング型のチューナブル波長フィルタを実現することができる。
【0017】
[実施例2]
同じ条件でチャネル1からチャネル3に移動させるシミュレーションを行ったところ、図6に示したように、やはりその間のクロストークが−30dB以下に抑えられたノンブロッキング型チューナブル波長フィルタを実現できることがわかった。
【0018】
もちろん、この出願の発明は以上の実施形態・実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能である。
【0019】
【発明の効果】
以上詳しく説明したとおり、この出願の発明によって、波長移動途中の信号透過を防ぐことのできる直列結合リング共振器波長フィルタの中心波長制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の積層マイクロリング共振器波長フィルタを例示した斜視図である。
【図2】 従来の積層マイクロリング共振器波長フィルタにて熱光学効果により中心波長制御する場合のチューナブル波長フィルタを例示した斜視図である。
【図3】 従来の問題点を説明するための図であり、波長移動途中の信号透過を示している。
【図4】 この出願の発明の一実施形態を示した斜視図である。
【図5】 この出願の発明の一実施例を示した図である。
【図6】 この出願の発明の別の一実施例を示した図である。
【符号の説明】
1 入力側光導波路
2 出力側光導波路
3 リング共振器
4 ヒーター[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The invention of this application is intended to relate to the central wavelength control method of the series coupled ring resonators wavelength filter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in FIG. 1, a ring resonator (a kind of add / drop filter) serving as an optical coupling portion between an input side optical waveguide (1) and an output side optical waveguide (2) ( A micro-ring resonator wavelength filter having a structure in which (3) is arranged (also referred to as “ring waveguide”) is known (see Patent Document 1).
[0003]
In this wavelength filter, a tunable wavelength filter can be realized by controlling the equivalent refractive index of the ring resonator (3) from the outside using a thermo-optic effect, an electro-optic effect, a magneto-optic effect, and the like. Specifically, for example, when the thermo-optic effect is used, as illustrated in FIG. 2, an electrode to be a heater (4) is formed on the filter, and the ring resonator (3) is heated by the heater (4). Then, central wavelength control is performed. The center wavelength is obtained by λ = (2πR · n eq ) / N [R = ring radius, n eq = equivalent refractive index, N = resonance order].
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298215
[Problems to be solved by the invention]
However, when the center wavelength of the filter is moved from one wavelength channel to another wavelength channel, the optical signal of the moving channel is temporarily transmitted to the output side optical waveguide (2) as illustrated in FIG. Problem arises.
[0006]
Therefore, in view of the circumstances as described above, the invention of this application provides a center wavelength control method for a series coupled ring resonator wavelength filter capable of preventing signal transmission during wavelength shift.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of this application is firstly a series-coupled ring resonance in which two or more ring resonators are coupled to each other between an input-side optical waveguide and an output-side optical waveguide. In the case of a series coupled ring resonator wavelength filter in which two or more ring resonators are coupled to each other between an input side optical waveguide and an output side optical waveguide , the center wavelength of each ring resonator is set to a certain channel. When moving from the center wavelength of the ring resonator to the center wavelength of another desired channel, the center wavelength of each ring resonator is individually set so that the center wavelength of each ring resonator is different at the same time during the movement of the center wavelength. To block the output to the output side optical waveguide of the wavelength channel other than the center wavelength of the target channel, and each ring in the final stage of movement All of the center wavelength of the acoustic transducer to match the center wavelength control method of the series coupled ring resonators wavelength filter, characterized in that for outputting a wavelength channels having center wavelengths of other channels of interest to an output side optical waveguide provide.
[0008]
Second, as the series coupled ring resonator wavelength filter, the input-side optical waveguide and the output-side optical waveguide intersect each other, and the ring resonators are stacked at the intersection. A center wavelength control method for a series coupled ring resonator wavelength filter is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the invention of this application having the above-described features, for example, as illustrated in FIG. 4, two or more ring resonators are provided between the input-side optical waveguide (1) and the output-side optical waveguide (2). (3) are coupled to each other to form a series coupled ring resonator wavelength filter, in which the drop wavelength output to the output side optical waveguide (2) is set separately from the center wavelength of each ring resonator (3). In the process of wavelength control, another wavelength channel that is not intended for output is output to the output-side optical waveguide (2) without being output to the output-side optical waveguide (2). By newly outputting in 2), it is possible to reduce the filter transmittance in the middle of the wavelength shift to a negligible level. In other words, the filter characteristics of the ring resonators (3) are erased before the center wavelength is moved, and a switching characteristic is obtained such that the filter characteristics are output again after the center wavelength is moved. As a result, filter characteristics can be produced only when the center wavelengths match, and signal transmission during wavelength shift can be suppressed, and the change from wavelength λ n to λ n + 2 does not pass through λ n + 1. Will be able to do directly.
[0010]
In one embodiment of FIG. 4, more specifically, an input side optical waveguide (1) having an input port and a through port and an output side optical waveguide (2) having an add port and a drop port intersect with each other in the lower cladding. The three ring resonators (3) (# 1, # 2, # 3) are arranged at the intersection, and the # 1 ring resonator (3) is provided on the input side optical waveguide (1). ), A three-stage series coupling in which a # 3 ring resonator (3) is stacked on the output side optical waveguide (2), and a # 2 ring resonator (3) is stacked between the # 1 and # 3 It has become. In FIG. 4, the stacked structure is such that # 1 and # 3 overlap each other above # 2, but, for example, # 2 may be positioned on the upper side, and the ring resonators (3) and The lamination position of the input side optical waveguide (1) and the output side optical waveguide (2) is not particularly limited. Here, the ring resonator (3) coupled in three stages in this way is referred to as a “triple ring resonator”.
[0011]
Then, the center wavelength of the triple ring resonator, that is, the resonance wavelength may be moved separately. At this time, for example, it is moved sequentially from # 1 to # 3, that is, from the input side to the drop side. Such movement is possible by external control using, for example, a thermo-optic effect, an electro-optic effect, a magneto-optic effect, or the like.
[0012]
Needless to say, the number of ring resonators (3) is not limited to three, but may be two or more multiple series coupling structures.
[0013]
【Example】
[Example 1]
In accordance with the invention of this application, a simulation was performed in which the filter center wavelength initially dropped on
[0014]
More specifically, in this simulation, it is assumed that there is a triple ring resonator in which each center wavelength is matched in the
[0015]
As can be seen from FIG. 5, the filter transmittance is suppressed to −30 dB or less in the band between the
[0016]
Therefore, a non-blocking type tunable wavelength filter can be realized.
[0017]
[Example 2]
As a result of a simulation of moving from
[0018]
Of course, the invention of this application is not limited to the above-described embodiments and examples, and various aspects are possible for details.
[0019]
【The invention's effect】
As described above in detail, the invention of this application provides a center wavelength control method for a series coupled ring resonator wavelength filter capable of preventing signal transmission during wavelength shift.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a conventional multilayer microring resonator wavelength filter.
FIG. 2 is a perspective view exemplifying a tunable wavelength filter when the center wavelength is controlled by a thermo-optic effect in a conventional multilayer microring resonator wavelength filter.
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional problem and shows signal transmission during wavelength shift.
FIG. 4 is a perspective view showing an embodiment of the invention of this application.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the invention of this application.
FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the invention of this application.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
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