JPH07333446A - 光合分波器 - Google Patents
光合分波器Info
- Publication number
- JPH07333446A JPH07333446A JP12408894A JP12408894A JPH07333446A JP H07333446 A JPH07333446 A JP H07333446A JP 12408894 A JP12408894 A JP 12408894A JP 12408894 A JP12408894 A JP 12408894A JP H07333446 A JPH07333446 A JP H07333446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- demultiplexer
- optical
- phase
- multiplexer
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
- G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
- G02B6/12011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the arrayed waveguides, e.g. comprising a filled groove in the array section
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】サイドローブ抑圧比を改善し得るアレー導波路
回折格子型光周波数合分波器を提供する。 【構成】入力導波路２、第１のスラブ導波路３、長さの
異なる複数のチャネル導波路４、第２のスラブ導波路
５、および出力導波路６が基板１上にて順に接続された
アレー導波路回折格子型光合分波器における、複数のチ
ャネル導波路４を個別に位相制御する熱光学位相シフタ
１１を有し，各チャネル導波路での位相変化量の誤差が
一定となるように、位相を個別に制御するようにした。
これにより、導波路作成時の屈折率変動により誘起され
るチャネル導波路での位相変化量の誤差を低減し、サイ
ドローブ抑圧比を改善した。
回折格子型光周波数合分波器を提供する。 【構成】入力導波路２、第１のスラブ導波路３、長さの
異なる複数のチャネル導波路４、第２のスラブ導波路
５、および出力導波路６が基板１上にて順に接続された
アレー導波路回折格子型光合分波器における、複数のチ
ャネル導波路４を個別に位相制御する熱光学位相シフタ
１１を有し，各チャネル導波路での位相変化量の誤差が
一定となるように、位相を個別に制御するようにした。
これにより、導波路作成時の屈折率変動により誘起され
るチャネル導波路での位相変化量の誤差を低減し、サイ
ドローブ抑圧比を改善した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光多重通信に用いられ
るアレー導波路回折格子型光合分波器に関するものであ
る。
るアレー導波路回折格子型光合分波器に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光多重通信において、伝送容量を増加す
るためには、高い波長分解能を有する光回路が必要であ
る。アレー導波路回折格子型光合分波器は、高い波長分
解能を実現する光回路として最も有用であり、現在活発
に研究開発が行われている。
るためには、高い波長分解能を有する光回路が必要であ
る。アレー導波路回折格子型光合分波器は、高い波長分
解能を実現する光回路として最も有用であり、現在活発
に研究開発が行われている。
【０００３】ここで、従来のアレー導波路回折格子型光
合分波器を光周波数合分波器として用いた一例を説明す
る。図１２はアレー導波路回折格子型光合分波器の構成
を示す図である。基板１上にあって、入力導波路２に
は、送信側の光ファイバが接続され光周波数多重光が入
射される。入力側スラブ導波路３において回折効果によ
り広がった光は、アレー導波路回折格子４を構成する複
数のチャネル導波路を伝搬し、出力側スラブ導波路５に
達し、さらに出力導波路６に集光される。アレー導波路
回折格子４はチャネル導波路の長さが異なるように設計
されており、しかも出力導波路６から取り出される光は
各チャネル導波路を伝搬した光のうち位相がそろうもの
だけであるので、本回路は分波特性を持つことになる。
合分波器を光周波数合分波器として用いた一例を説明す
る。図１２はアレー導波路回折格子型光合分波器の構成
を示す図である。基板１上にあって、入力導波路２に
は、送信側の光ファイバが接続され光周波数多重光が入
射される。入力側スラブ導波路３において回折効果によ
り広がった光は、アレー導波路回折格子４を構成する複
数のチャネル導波路を伝搬し、出力側スラブ導波路５に
達し、さらに出力導波路６に集光される。アレー導波路
回折格子４はチャネル導波路の長さが異なるように設計
されており、しかも出力導波路６から取り出される光は
各チャネル導波路を伝搬した光のうち位相がそろうもの
だけであるので、本回路は分波特性を持つことになる。
【０００４】アレー導波路回折格子４の特徴は、その周
波数分解能がアレー導波路回折格子４を構成するチャネ
ル導波路の隣の導波路との光路長差（ΔＬ）に比例する
ことである。すなわち、ΔＬを大きく設計することによ
って、光周波数間隔の狭い多重光を合分波することがで
きる。図１３に示すグラフの実線は従来のアレー導波路
回折格子型光周波数合分波器の透過周波数特性を示した
ものである。本光合分波器を用いて多重数１１本の光を
光周波数間隔１０ＧＨｚで分波することができる。
波数分解能がアレー導波路回折格子４を構成するチャネ
ル導波路の隣の導波路との光路長差（ΔＬ）に比例する
ことである。すなわち、ΔＬを大きく設計することによ
って、光周波数間隔の狭い多重光を合分波することがで
きる。図１３に示すグラフの実線は従来のアレー導波路
回折格子型光周波数合分波器の透過周波数特性を示した
ものである。本光合分波器を用いて多重数１１本の光を
光周波数間隔１０ＧＨｚで分波することができる。
【０００５】一般に、光周波数合分波器を評価する際に
最も重要な基準となるのは、最大透過率とサイドローブ
での極大透過率との割合で定義されるサイドローブ抑圧
比であり、このサイドローブ抑圧比が大きいほど特性の
良い合分波器といえる。上述した従来のアレー導波路回
折格子型光周波数合分波器のサイドローブ抑圧比は１０
ｄＢであった。図１３の破線は理論から予想される透過
光周波数特性を示したものである。理論的に予想される
サイドローブ抑圧比は３０ｄＢ以上であり、実際に作成
した合分波器と比較するとかなりの差があった。この原
因としては、光路長差ΔＬがｍｍオーダと大きくチャネ
ル導波路内に位相変化量に誤差が生じたことが考えられ
る。実際、屈折率ｎが１０-4程度変動するだけで、約４
０度の位相変化量の誤差が簡単に誘起される。したがっ
て、アレー導波路回折格子型光周波数合分波器におい
て、サイドローブ抑圧比を改善するためには、何らかの
方法で各チャネル導波路での位相変化量の誤差を低減し
なければならない。
最も重要な基準となるのは、最大透過率とサイドローブ
での極大透過率との割合で定義されるサイドローブ抑圧
比であり、このサイドローブ抑圧比が大きいほど特性の
良い合分波器といえる。上述した従来のアレー導波路回
折格子型光周波数合分波器のサイドローブ抑圧比は１０
ｄＢであった。図１３の破線は理論から予想される透過
光周波数特性を示したものである。理論的に予想される
サイドローブ抑圧比は３０ｄＢ以上であり、実際に作成
した合分波器と比較するとかなりの差があった。この原
因としては、光路長差ΔＬがｍｍオーダと大きくチャネ
ル導波路内に位相変化量に誤差が生じたことが考えられ
る。実際、屈折率ｎが１０-4程度変動するだけで、約４
０度の位相変化量の誤差が簡単に誘起される。したがっ
て、アレー導波路回折格子型光周波数合分波器におい
て、サイドローブ抑圧比を改善するためには、何らかの
方法で各チャネル導波路での位相変化量の誤差を低減し
なければならない。
【０００６】アレー導波路回折格子型光周波数合分波器
の複数のチャネル導波路に光位相制御器を挿入した実施
例が特開平５−３２３２４６号公報に開示されている。
図１４および図１５は前記公報で開示されているアレー
導波路回折格子型光周波数合分波器の構成を示す図であ
る。図１２と同一符号は同一構成部である。図１４の合
分波器では、複数のチャネル導波路の長さに対応して長
さを異ならしめた熱光学位相シフタ７を挿入することに
より光周波数選択機能をもたせており、図１５の合分波
器では複数のチャネル導波路一本おきに熱光学位相シフ
タ８を挿入することにより透過波長幅可変機能をもたせ
ている。
の複数のチャネル導波路に光位相制御器を挿入した実施
例が特開平５−３２３２４６号公報に開示されている。
図１４および図１５は前記公報で開示されているアレー
導波路回折格子型光周波数合分波器の構成を示す図であ
る。図１２と同一符号は同一構成部である。図１４の合
分波器では、複数のチャネル導波路の長さに対応して長
さを異ならしめた熱光学位相シフタ７を挿入することに
より光周波数選択機能をもたせており、図１５の合分波
器では複数のチャネル導波路一本おきに熱光学位相シフ
タ８を挿入することにより透過波長幅可変機能をもたせ
ている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
および図１５に示す合分波器のように熱光学位相シフタ
７、８を縦列接続した構成では各チャネル導波路の位相
を個別に制御することができないため、サイドローブ抑
圧比を改善することはできない。
および図１５に示す合分波器のように熱光学位相シフタ
７、８を縦列接続した構成では各チャネル導波路の位相
を個別に制御することができないため、サイドローブ抑
圧比を改善することはできない。
【０００８】本発明は上記課題に鑑み、サイドローブ抑
圧比を改善し得るアレー導波路回折格子型光周波数合分
波器を提供することを目的とする。
圧比を改善し得るアレー導波路回折格子型光周波数合分
波器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決しようとするための手段】上記課題を解決
するために、本発明の請求項１では、入力導波路、第１
のスラブ導波路、長さの異なる複数のチャネル導波路、
第２のスラブ導波路、および出力導波路が基板上にて順
に接続され、上記複数のチャネル導波路に光位相制御器
を設置したアレー導波路回折格子型光合分波器におい
て、上記光位相制御器は、各チャネル導波路を個別に位
相制御できる手段を有する。また請求項２では、導波路
は石英系光導波路であり、位相制御手段は薄膜ヒータか
らなる熱光学位相シフタとした。また請求項３では、導
波路は石英系光導波路であり、位相制御手段はトリミン
グにより前記チャネル導波路のコア部に作用する応力を
非可逆的に変化させて、導波路の屈折率を調節し得る応
力付与膜とした。
するために、本発明の請求項１では、入力導波路、第１
のスラブ導波路、長さの異なる複数のチャネル導波路、
第２のスラブ導波路、および出力導波路が基板上にて順
に接続され、上記複数のチャネル導波路に光位相制御器
を設置したアレー導波路回折格子型光合分波器におい
て、上記光位相制御器は、各チャネル導波路を個別に位
相制御できる手段を有する。また請求項２では、導波路
は石英系光導波路であり、位相制御手段は薄膜ヒータか
らなる熱光学位相シフタとした。また請求項３では、導
波路は石英系光導波路であり、位相制御手段はトリミン
グにより前記チャネル導波路のコア部に作用する応力を
非可逆的に変化させて、導波路の屈折率を調節し得る応
力付与膜とした。
【００１０】
【作用】本発明の光合分波器においては、複数のチャネ
ル導波路を個別に位相制御できる手段を有することによ
り，各チャネル導波路での位相変化量の誤差が一定とな
るように、位相を個別に制御することが可能となる。し
たがって、導波路作成時の屈折率変動により誘起される
チャネル導波路での位相変化量の誤差を低減することが
できるので、サイドローブ抑圧比を改善したアレー導波
路回折格子型光周波数合分波器が実現できる。
ル導波路を個別に位相制御できる手段を有することによ
り，各チャネル導波路での位相変化量の誤差が一定とな
るように、位相を個別に制御することが可能となる。し
たがって、導波路作成時の屈折率変動により誘起される
チャネル導波路での位相変化量の誤差を低減することが
できるので、サイドローブ抑圧比を改善したアレー導波
路回折格子型光周波数合分波器が実現できる。
【００１１】
【実施例】以下に、図面を用いて本発明の実施例を説明
する。
する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施例であるアレ
ー導波路回折格子型光周波数合分波器の平面図である。
基板１上には入力導波路２（たとえば５本）、第１のス
ラブ導波路３、長さの異なる複数のチャネル導波路４
（たとえば２１本）、第２のスラブ導波路５、および出
力導波路６（たとえば５本）が順に接続されて備えられ
ている。さらにチャネル導波路４には、光位相制御器１
０が装荷されている。この光り位相制御器１０は、熱光
学位相シフタとしての薄膜ヒータ１１と該薄膜ヒータ１
１に電流を供給する電気配線１２と独立電極１３および
共通電極１４とより構成され、電極１３、１４に電力を
供給し、薄膜ヒータ１１の温度を変化させて、導波路の
屈折率を変えるものである。薄膜ヒータ１１からの電気
配線１２は、他の薄膜ヒータ１１からの電気配線１２と
交わることなく、独立電極１３と接続されており、チャ
ネル導波路４の各導波路の位相を個別に制御できるよう
になっている。
ー導波路回折格子型光周波数合分波器の平面図である。
基板１上には入力導波路２（たとえば５本）、第１のス
ラブ導波路３、長さの異なる複数のチャネル導波路４
（たとえば２１本）、第２のスラブ導波路５、および出
力導波路６（たとえば５本）が順に接続されて備えられ
ている。さらにチャネル導波路４には、光位相制御器１
０が装荷されている。この光り位相制御器１０は、熱光
学位相シフタとしての薄膜ヒータ１１と該薄膜ヒータ１
１に電流を供給する電気配線１２と独立電極１３および
共通電極１４とより構成され、電極１３、１４に電力を
供給し、薄膜ヒータ１１の温度を変化させて、導波路の
屈折率を変えるものである。薄膜ヒータ１１からの電気
配線１２は、他の薄膜ヒータ１１からの電気配線１２と
交わることなく、独立電極１３と接続されており、チャ
ネル導波路４の各導波路の位相を個別に制御できるよう
になっている。
【００１３】本光合分波器の作成に当たっては、図２に
示すようなシリコン基板１上に火炎堆積法を用いて、ま
ず石英ガラスのアンダークラッド膜を３０μｍ堆積し、
次にＧｅを添加した石英ガラスをコア膜として７μｍ堆
積した。コア膜の屈折率はアンダークラッドおよびオー
バークラッドの石英ガラスより、０．７５％だけ大きく
した。次にフォトリソグラフィーと反応性イオンエッチ
ングによってコア膜の不要部分を削り、図１に示す導波
路形状を作製した。さらに火炎堆積法によって石英ガラ
スのオーバークラッド膜を堆積することによって埋め込
み型の３次元光導波路４を作製した。導波路コアサイズ
は７μｍ×７μｍとした。最後にフォトリソグラフィー
と金属蒸着法により光位相制御器１０を製作した。
示すようなシリコン基板１上に火炎堆積法を用いて、ま
ず石英ガラスのアンダークラッド膜を３０μｍ堆積し、
次にＧｅを添加した石英ガラスをコア膜として７μｍ堆
積した。コア膜の屈折率はアンダークラッドおよびオー
バークラッドの石英ガラスより、０．７５％だけ大きく
した。次にフォトリソグラフィーと反応性イオンエッチ
ングによってコア膜の不要部分を削り、図１に示す導波
路形状を作製した。さらに火炎堆積法によって石英ガラ
スのオーバークラッド膜を堆積することによって埋め込
み型の３次元光導波路４を作製した。導波路コアサイズ
は７μｍ×７μｍとした。最後にフォトリソグラフィー
と金属蒸着法により光位相制御器１０を製作した。
【００１４】光導波路の設計に当たっては、アレー導波
路回折格子のピッチ（アレー導波路を構成するチャネル
導波路４のスラブ導波路３、５端における間隔）ｄを２
５μｍ、スラブ導波路の曲率半径ｆを、３．３１２ｍ
ｍ、アレー導波路を構成するチャネル導波路の隣の導波
路との光路長差ΔＬを２８８１μｍとした。このとき、
出力導波路６のスラブ導波路５端における線分散が、波
長１．５５μｍ帯において１０ＧＨｚ当り２５μｍ間隔
となり、よって波長多重間隔１０ＧＨｚが得られるよう
に出力導波路６の入力部の間隔は２５μｍ間隔とした。
また、入力導波路を５本、チャネル導波路を２１本、出
力導波路を５本とした。
路回折格子のピッチ（アレー導波路を構成するチャネル
導波路４のスラブ導波路３、５端における間隔）ｄを２
５μｍ、スラブ導波路の曲率半径ｆを、３．３１２ｍ
ｍ、アレー導波路を構成するチャネル導波路の隣の導波
路との光路長差ΔＬを２８８１μｍとした。このとき、
出力導波路６のスラブ導波路５端における線分散が、波
長１．５５μｍ帯において１０ＧＨｚ当り２５μｍ間隔
となり、よって波長多重間隔１０ＧＨｚが得られるよう
に出力導波路６の入力部の間隔は２５μｍ間隔とした。
また、入力導波路を５本、チャネル導波路を２１本、出
力導波路を５本とした。
【００１５】図３は作製したアレー導波路回折格子型光
周波数合分波器の透過光周波数特性を示したもので、サ
イドローブ抑圧比は、理論的に予想される３０ｄＢ以上
という値と比較すると悪くなっている。
周波数合分波器の透過光周波数特性を示したもので、サ
イドローブ抑圧比は、理論的に予想される３０ｄＢ以上
という値と比較すると悪くなっている。
【００１６】本実施例では、図４に示したような測定系
を用いて、合分波器の各導波路での位相変化量を測定し
た。図４において、Ａは光回路としてのアレー導波路回
折格子型光合分波器であり、２０は波長１．５５μｍの
発光ダイオード、２１は波長１．３μｍの分布帰還型レ
ーザ、２２ａと２２ｂは光ファイバ３ｄＢカプラー、２
３ａと２３ｂと２３ｃは対物レンズ、２４はプリズム、
２５はリフレクタ、２６は移動可能なステージ、２７は
カプラー２２ｂの一方のポート、２８は波長１．３μｍ
を反射し、波長１．５５μｍを透過するダイクロイック
ミラー、２９ａと２９ｂは光検出器、３０はフリンジカ
ウンタ、３１は波形レコーダ、３２はコンピュータであ
る。図４において、波長１．５５μｍの発光ダイオード
と波長１．３μｍの分布帰還型レーザからの出射光は、
カプラー２２ａで２分される。２分された一方の光は光
回路Ａを経由してカプラー２２ｂに入射する。２分され
た他方の光は，参照光となり、対物レンズ２３ｂで平行
ビームにコリメートされた後、プリズム２４で反射さ
れ、リフレクター２５で平行に反射され、再びプリズム
２４を経由して、対物レンズ２３ｂで集光されカプラー
２２ｂに入射する。光回路Ａを経由した光と参照光はカ
プラーで合波され、カプラー２２ｂのポート２７から取
り出される。カプラー２２ｂのポート２７を出射した光
は対物レンズ２３ｃで平行ビームにコリメートされ、波
長１．５５μｍの光はダイクロイックミラー２８を透過
して光検出器２９ａに、波長１．３μｍの光は反射して
光検出器２９ｂに導かれる。ここで、ステージ２６を使
用してリフレクタ２５を入出射ビームに平行（矢印方
向）に移動させて参照光路の光路長を変化させる。光検
出器２９ｂでは、参照光路の光路長がλ／２だけ変化す
ると、半周期だけ変化するビート信号が検出される。フ
リンジカウンタ３０はこのビート信号の変化を検出し
て、参照光路の光路長がλ／２だけ変化するごとにクロ
ックパルスを発生する。一方、光検出器２９ａでは光回
路Ａを伝搬した光波と参照光との干渉によって生じるイ
ンターフェログラムが検出される。外部クロックモード
に設定された波形レコーダ３１は、フリンジカウンタ３
０が生成したクロックで、光検出器２９ａの信号（光回
路を伝搬した光波と参照光との干渉によって生じるイン
ターフェログラム）をサンプリングする。
を用いて、合分波器の各導波路での位相変化量を測定し
た。図４において、Ａは光回路としてのアレー導波路回
折格子型光合分波器であり、２０は波長１．５５μｍの
発光ダイオード、２１は波長１．３μｍの分布帰還型レ
ーザ、２２ａと２２ｂは光ファイバ３ｄＢカプラー、２
３ａと２３ｂと２３ｃは対物レンズ、２４はプリズム、
２５はリフレクタ、２６は移動可能なステージ、２７は
カプラー２２ｂの一方のポート、２８は波長１．３μｍ
を反射し、波長１．５５μｍを透過するダイクロイック
ミラー、２９ａと２９ｂは光検出器、３０はフリンジカ
ウンタ、３１は波形レコーダ、３２はコンピュータであ
る。図４において、波長１．５５μｍの発光ダイオード
と波長１．３μｍの分布帰還型レーザからの出射光は、
カプラー２２ａで２分される。２分された一方の光は光
回路Ａを経由してカプラー２２ｂに入射する。２分され
た他方の光は，参照光となり、対物レンズ２３ｂで平行
ビームにコリメートされた後、プリズム２４で反射さ
れ、リフレクター２５で平行に反射され、再びプリズム
２４を経由して、対物レンズ２３ｂで集光されカプラー
２２ｂに入射する。光回路Ａを経由した光と参照光はカ
プラーで合波され、カプラー２２ｂのポート２７から取
り出される。カプラー２２ｂのポート２７を出射した光
は対物レンズ２３ｃで平行ビームにコリメートされ、波
長１．５５μｍの光はダイクロイックミラー２８を透過
して光検出器２９ａに、波長１．３μｍの光は反射して
光検出器２９ｂに導かれる。ここで、ステージ２６を使
用してリフレクタ２５を入出射ビームに平行（矢印方
向）に移動させて参照光路の光路長を変化させる。光検
出器２９ｂでは、参照光路の光路長がλ／２だけ変化す
ると、半周期だけ変化するビート信号が検出される。フ
リンジカウンタ３０はこのビート信号の変化を検出し
て、参照光路の光路長がλ／２だけ変化するごとにクロ
ックパルスを発生する。一方、光検出器２９ａでは光回
路Ａを伝搬した光波と参照光との干渉によって生じるイ
ンターフェログラムが検出される。外部クロックモード
に設定された波形レコーダ３１は、フリンジカウンタ３
０が生成したクロックで、光検出器２９ａの信号（光回
路を伝搬した光波と参照光との干渉によって生じるイン
ターフェログラム）をサンプリングする。
【００１７】光回路Ａ内の各パスを伝搬した光波と参照
光とが干渉するのは、それぞれの光が通った光路の光路
長が光源のコヒーレンス長以内で一致するときのみであ
る。光源のコヒーレンス長は隣合うチャネル導波路間の
光路長差よりも十分短いので、各チャネル導波路を伝搬
した光と参照光とのビート信号Ｖk(x)は、光回路内の他
チャネル導波路を伝搬した光波と参照光とのビート信号
Ｖj(x)(j≠K)とは重ならない。すなわち、参照光路の光
路長を変化させて測定したインターフェログラムは、光
回路内の各パスに対応する孤立した２１個のビート信号
Ｖk(x)(k=1,2,…,21)から形成される。
光とが干渉するのは、それぞれの光が通った光路の光路
長が光源のコヒーレンス長以内で一致するときのみであ
る。光源のコヒーレンス長は隣合うチャネル導波路間の
光路長差よりも十分短いので、各チャネル導波路を伝搬
した光と参照光とのビート信号Ｖk(x)は、光回路内の他
チャネル導波路を伝搬した光波と参照光とのビート信号
Ｖj(x)(j≠K)とは重ならない。すなわち、参照光路の光
路長を変化させて測定したインターフェログラムは、光
回路内の各パスに対応する孤立した２１個のビート信号
Ｖk(x)(k=1,2,…,21)から形成される。
【００１８】そこで、波形レコーダ３１からインターフ
ェログラムをコンピュータ３２に取り込み、各パスの情
報を含むビート信号Ｖk(x)を分離し、分離したビート信
号Ｖk(x)のピーク値近傍の座標ｘk を選び、ｘk を原点
とする座標ｙk を導入し、ビート信号Ｗk(ｙk)（＝Ｖk
(x)）のｙk に関する高速フーリエ変換を計算した。フ
ーリエ変換して得られた振幅ｂk(σ）と各チャネル導波
路を伝搬した光がうける位相変化量φk(σ）と次の関係
式で結ばれる。
ェログラムをコンピュータ３２に取り込み、各パスの情
報を含むビート信号Ｖk(x)を分離し、分離したビート信
号Ｖk(x)のピーク値近傍の座標ｘk を選び、ｘk を原点
とする座標ｙk を導入し、ビート信号Ｗk(ｙk)（＝Ｖk
(x)）のｙk に関する高速フーリエ変換を計算した。フ
ーリエ変換して得られた振幅ｂk(σ）と各チャネル導波
路を伝搬した光がうける位相変化量φk(σ）と次の関係
式で結ばれる。
【００１９】 ｇ（σ）ａk （σ）ｅｘｐ（−ｉφk （σ）） ＝ｅｘｐ（−２πｉσｘk ）・∫Ｗk （ｙk ） ・ｅｘｐ（−２πｉσｙk ）ｄｙk (1) ＝ｅｘｐ（−２πｉσｘk ）・ｂk （σ）・ｅｘｐ（−ｉψk （σ）） (2) ここで、Ｗk （ｙk ）＝Ｖk （ｙk ＋ｘk ）とした。し
たがって、各パスを伝搬する光の振幅ａk （σ）は(3)
式より、また各パスを伝搬した光がうける位相変化量φ
k （σ）は２πｍ＝（m=1,2,3 …) の不定項を含めて
(4) 式より決定できる。
たがって、各パスを伝搬する光の振幅ａk （σ）は(3)
式より、また各パスを伝搬した光がうける位相変化量φ
k （σ）は２πｍ＝（m=1,2,3 …) の不定項を含めて
(4) 式より決定できる。
【００２０】 ａk （σ）＝ｂk （σ）／ｇ（σ） (3) φk （σ）＝２πσｘk ＋ψk （σ）＋２πｍk (4) ＝Φk （σ）＋２πｍk (5) Φk （σ）＝２πσｘk ＋ψk （σ） (6) このようにビート信号のフーリエ変換を計算して得られ
る位相変化量は、(6) 式のΦk （σ）であって、(5) 式
のφk （σ）で露される実際の値とは２πｍk の差があ
る。しかしながら、光回路の特性は任意のパス間の位相
差 Φk （σ）−φj （σ）＝（Φk （σ）−Φj （σ）） ＋２π（ｍk −ｍj ） (7) が設計値からどれだけずれているかで決定されるので、
(7) 式の第２項が第１項に比べて十分小さいとき、すな
わち各パス間の光路長差が光源の波長に比べて十分長い
ときは、第２項を無視して、第１項を任意のパス間の位
相差とすることができる。本実施例はこの条件を満たす
ので、(6) 式より、各パスを伝搬した光がうける位相変
化量を導出した。
る位相変化量は、(6) 式のΦk （σ）であって、(5) 式
のφk （σ）で露される実際の値とは２πｍk の差があ
る。しかしながら、光回路の特性は任意のパス間の位相
差 Φk （σ）−φj （σ）＝（Φk （σ）−Φj （σ）） ＋２π（ｍk −ｍj ） (7) が設計値からどれだけずれているかで決定されるので、
(7) 式の第２項が第１項に比べて十分小さいとき、すな
わち各パス間の光路長差が光源の波長に比べて十分長い
ときは、第２項を無視して、第１項を任意のパス間の位
相差とすることができる。本実施例はこの条件を満たす
ので、(6) 式より、各パスを伝搬した光がうける位相変
化量を導出した。
【００２１】図５は上記工程によって測定した、チャネ
ル導波路内の位相変化量の誤差分布を示したものであ
る。この図から、作製した光合分波器では、位相誤差が
±１８０度という広範囲で分布しており，サイドローブ
抑圧比の劣化の原因となっていることがわかる。
ル導波路内の位相変化量の誤差分布を示したものであ
る。この図から、作製した光合分波器では、位相誤差が
±１８０度という広範囲で分布しており，サイドローブ
抑圧比の劣化の原因となっていることがわかる。
【００２２】図６は、２１本のチャネル導波路のうち中
央（１１番目）の導波路上に装荷した熱光学位相シフタ
のみの電力を変化させたときの位相誤差分布の変化を示
したものである。この図から、熱光学位相シフタに電力
を供給した１１番目の導波路の位相だけが変化し、隣接
する導波路への影響がほとんど無いことがわかる。これ
は、隣接するチャネル導波路の間隔を１．５ｍｍと十分
大きく取ったためである。また、導波路の位相は熱光学
位相シフタに供給する電力に比例して０．４８（度／ｍ
ｗ）の割合で変化させることができることがわかる。
央（１１番目）の導波路上に装荷した熱光学位相シフタ
のみの電力を変化させたときの位相誤差分布の変化を示
したものである。この図から、熱光学位相シフタに電力
を供給した１１番目の導波路の位相だけが変化し、隣接
する導波路への影響がほとんど無いことがわかる。これ
は、隣接するチャネル導波路の間隔を１．５ｍｍと十分
大きく取ったためである。また、導波路の位相は熱光学
位相シフタに供給する電力に比例して０．４８（度／ｍ
ｗ）の割合で変化させることができることがわかる。
【００２３】上記データをもとに、２１本のチャネル導
波路の位相誤差が一定となるように、それぞれの導波路
に装荷した熱光学位相シフタを駆動させた。図７は、そ
の結果得られた光周波数合分波器の位相誤差分布，図８
は透過光周波数特性を示したものである。図８の波線
は、図３に示した位相シフタを駆動させる前の透過光周
波数特性を重ねて表示したものである。チャネル導波路
に装荷した熱光学位相シフタを独立に駆動させ、図７に
示したように位相誤差の分布を±５度以内に抑えること
により、サイドローブ抑圧比の改善および透過帯域内の
透過損失の低減を実現することができた。
波路の位相誤差が一定となるように、それぞれの導波路
に装荷した熱光学位相シフタを駆動させた。図７は、そ
の結果得られた光周波数合分波器の位相誤差分布，図８
は透過光周波数特性を示したものである。図８の波線
は、図３に示した位相シフタを駆動させる前の透過光周
波数特性を重ねて表示したものである。チャネル導波路
に装荷した熱光学位相シフタを独立に駆動させ、図７に
示したように位相誤差の分布を±５度以内に抑えること
により、サイドローブ抑圧比の改善および透過帯域内の
透過損失の低減を実現することができた。
【００２４】図９は本発明の第２の実施例であるアレー
導波路回折格子型光周波数合分波器の平面図を示した図
である。その構成はほとんど実施例１と同様であるが、
熱光学位相シフタの代わりにチャネル導波路部に及ぼす
応力を変化させる応力付与膜１５が装荷されている点が
異なる。
導波路回折格子型光周波数合分波器の平面図を示した図
である。その構成はほとんど実施例１と同様であるが、
熱光学位相シフタの代わりにチャネル導波路部に及ぼす
応力を変化させる応力付与膜１５が装荷されている点が
異なる。
【００２５】図１０の波線は作製したアレー導波路回折
格子型光周波数合分波器の透過光周波数特性を、また図
１１の波線はチャネル導波路内の位相変化領域の誤差分
布を示したものである。作製した光合分波器では、位相
誤差が±１８０度という広範囲で分布しており、サイド
ローブ抑圧比の劣化の原因となっている。
格子型光周波数合分波器の透過光周波数特性を、また図
１１の波線はチャネル導波路内の位相変化領域の誤差分
布を示したものである。作製した光合分波器では、位相
誤差が±１８０度という広範囲で分布しており、サイド
ローブ抑圧比の劣化の原因となっている。
【００２６】本実施例では、非晶質シリコンからなる応
力付与膜１５を形成し、前記応力付与膜１５の一部分を
Ａｒイオンレーザビームにより加熱して多結晶化させる
ことにより、応力付与膜１５による応力を部分的に緩和
し、各導波路での位相変化量を制御した。一般に応力付
与膜は、基板面に対して水平方向および垂直方向の両方
向の応力を変化させ、各方向の応力変化量は装荷する応
力付与膜の幅を変化させると変化する。そこで、本実施
例では、チャネル導波路に与える応力が両方向で同じと
なるように、応力付与膜の幅を９５μｍとした。こうす
ることで応力緩和による両方向の屈折率変化量が同一と
なるようにした。
力付与膜１５を形成し、前記応力付与膜１５の一部分を
Ａｒイオンレーザビームにより加熱して多結晶化させる
ことにより、応力付与膜１５による応力を部分的に緩和
し、各導波路での位相変化量を制御した。一般に応力付
与膜は、基板面に対して水平方向および垂直方向の両方
向の応力を変化させ、各方向の応力変化量は装荷する応
力付与膜の幅を変化させると変化する。そこで、本実施
例では、チャネル導波路に与える応力が両方向で同じと
なるように、応力付与膜の幅を９５μｍとした。こうす
ることで応力緩和による両方向の屈折率変化量が同一と
なるようにした。
【００２７】本実施例では、非晶質シリコン膜を多結晶
化するためにＡｒイオンレーザを使用したが、Ｈｅ−Ｃ
ｄレーザやＸｅＣｌ，ＫｒＦレーザ等のエキシマレー
ザ、Ｔｉサファイヤレーザ、ＹＡＧレーザ、アレキサン
ドライトレーザ等の固体パルスレーザ、ＣＯ2 レーザ等
も使用することができる。それぞれのチャネル導波路上
に装荷した応力付与膜を非晶質化する量は、図１０のデ
ータをもとにして、その位相誤差が一定となるように各
導波路ごとに決定した。
化するためにＡｒイオンレーザを使用したが、Ｈｅ−Ｃ
ｄレーザやＸｅＣｌ，ＫｒＦレーザ等のエキシマレー
ザ、Ｔｉサファイヤレーザ、ＹＡＧレーザ、アレキサン
ドライトレーザ等の固体パルスレーザ、ＣＯ2 レーザ等
も使用することができる。それぞれのチャネル導波路上
に装荷した応力付与膜を非晶質化する量は、図１０のデ
ータをもとにして、その位相誤差が一定となるように各
導波路ごとに決定した。
【００２８】図１０および図１１の実線は、上記工程に
従って応力付与膜を部分的に多結晶化した結果得られた
透過光周波数特性および位相変化量の誤差分布特性を示
す図である。位相誤差の分布を±５度以内に抑えること
により、サイドローブ抑圧比の改善および透過帯域内の
透過損失の低減を実現することができた。
従って応力付与膜を部分的に多結晶化した結果得られた
透過光周波数特性および位相変化量の誤差分布特性を示
す図である。位相誤差の分布を±５度以内に抑えること
により、サイドローブ抑圧比の改善および透過帯域内の
透過損失の低減を実現することができた。
【００２９】実施例１においては、常時薄膜ヒータに電
力を供給しているので、基板の温度を制御する必要があ
ったが、本実施例では、各チャネルに導波路での位相変
化量を非可逆に変化させているので、その必要がなくよ
り簡便に光合分波器に適用することができるという点で
非常に有効である。
力を供給しているので、基板の温度を制御する必要があ
ったが、本実施例では、各チャネルに導波路での位相変
化量を非可逆に変化させているので、その必要がなくよ
り簡便に光合分波器に適用することができるという点で
非常に有効である。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項
１、２によれば、サイドローブ抑圧比を従来のものより
大幅に改善することができた。これによりアレー導波路
回折格子型光周波数合分波器の光通信における適用範囲
を広げることができる。また請求項３によれば、上記効
果に加えより簡便に適用できる利点がある。
１、２によれば、サイドローブ抑圧比を従来のものより
大幅に改善することができた。これによりアレー導波路
回折格子型光周波数合分波器の光通信における適用範囲
を広げることができる。また請求項３によれば、上記効
果に加えより簡便に適用できる利点がある。
【図１】第１の実施例の構成を示す平面図
【図２】図１におけるＡーＡ´線の拡大断面図
【図３】熱光学位相シフタ駆動前の光周波数合分波器の
透過光周波数特性を示す図
透過光周波数特性を示す図
【図４】位相変化量を導出する測定系の例を示す図
【図５】熱光学位相シフタ駆動前のチャネル導波路内で
の位相変化量の誤差分布を示す図
の位相変化量の誤差分布を示す図
【図６】中央の導波路の熱光学位相シフタのみの電力を
変化させたときの位相誤差分布を示す図
変化させたときの位相誤差分布を示す図
【図７】熱光学位相シフタ駆動後のチャネル導波路内で
の位相変化量の誤差分布を示す図
の位相変化量の誤差分布を示す図
【図８】熱光学位相シフタ駆動後の光周波数合分波器の
透過光周波数特性を示す図
透過光周波数特性を示す図
【図９】第２の実施例の構成を示す図
【図１０】位相変化量を制御する前後の光周波数合分波
器の透過光周波数特性を示す図
器の透過光周波数特性を示す図
【図１１】位相変化量を制御する前後のチャネル導波路
内での位相変化量の誤差分布を示す図
内での位相変化量の誤差分布を示す図
【図１２】従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分
波器の構成を示す図
波器の構成を示す図
【図１３】従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分
波器の透過光周波数特性を示す図
波器の透過光周波数特性を示す図
【図１４】複数のチャネル導波路に光位相制御器を挿入
した従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分波器の
構成を示す図
した従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分波器の
構成を示す図
【図１５】複数のチャネル導波路に光位相制御器を挿入
した従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分波器の
構成を示す図
した従来のアレー導波路回折格子型光周波数合分波器の
構成を示す図
１…基板、２…入力導波路、３…入力側スラブ導波路、
４…アレー導波路回折格子、５…出力側スラブ導波路、
６…出力導波路、１０…光位相制御器、１１…熱光学位
相シフタ（薄膜ヒータ）、１２…電気配線、１３、１４
…電極、１５…応力付与膜、Ａ…光回路（アレー導波路
回折格子型光合分波器）、２０…波長１．５５μｍの発
光ダイオード、２１…波長１．３μｍの分布帰還型レー
ザ、２２ａ，２２ｂ…光ファイバ３ｄＢカプラー、２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ…対物レンズ、２４…プリズム、２
５…リフレクタ、２６…ステージ、２７…カプラーの一
方のポート、２８…１．３μｍ反射１．５５μｍ透過の
ダイクロイックミラー、２９ａ，２９ｂ…光検出器、３
０…フリンジカウンタ、３１…波形レコーダ、３２…コ
ンピュータ。
４…アレー導波路回折格子、５…出力側スラブ導波路、
６…出力導波路、１０…光位相制御器、１１…熱光学位
相シフタ（薄膜ヒータ）、１２…電気配線、１３、１４
…電極、１５…応力付与膜、Ａ…光回路（アレー導波路
回折格子型光合分波器）、２０…波長１．５５μｍの発
光ダイオード、２１…波長１．３μｍの分布帰還型レー
ザ、２２ａ，２２ｂ…光ファイバ３ｄＢカプラー、２３
ａ，２３ｂ，２３ｃ…対物レンズ、２４…プリズム、２
５…リフレクタ、２６…ステージ、２７…カプラーの一
方のポート、２８…１．３μｍ反射１．５５μｍ透過の
ダイクロイックミラー、２９ａ，２９ｂ…光検出器、３
０…フリンジカウンタ、３１…波形レコーダ、３２…コ
ンピュータ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 6/28 Ｄ (72)発明者 奥野 将之 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 入力導波路、第１のスラブ導波路、長さ
の異なる複数のチャネル導波路、第２のスラブ導波路、
および出力導波路が基板上にて順に接続され、上記複数
のチャネル導波路に光位相制御器を設置したアレー導波
路回折格子型光合分波器において、 上記光位相制御器は、各チャネル導波路を個別に位相制
御できる手段を有することを特徴とする光合分波器。 - 【請求項２】 導波路は石英系光導波路であり、位相制
御手段は各導波路に個別に挿入された薄膜ヒータからな
る熱光学位相シフタであることを特徴とする請求項１記
載の光合分波器。 - 【請求項３】 導波路は石英系光導波路であり、位相制
御手段はトリミングにより前記チャネル導波路のコア部
に作用する応力を非可逆的に変化させて、導波路の屈折
率を調節し得る応力付与膜であることを特徴とする請求
項１に記載の光合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12408894A JPH07333446A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12408894A JPH07333446A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 光合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333446A true JPH07333446A (ja) | 1995-12-22 |
Family
ID=14876634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12408894A Pending JPH07333446A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07333446A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756184A2 (de) * | 1995-07-26 | 1997-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Abstimmvorrichtung für ein integriert optisches Vielstrahlinterferometer |
| US6498878B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-12-24 | Nec Corporation | Arrayed waveguide grating |
| JP2004533634A (ja) * | 2001-03-16 | 2004-11-04 | 富士通株式会社 | 高次の色分散の補償用の補償器 |
| US6823094B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-11-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Interferometer and its fabrication method |
| US7072545B2 (en) * | 2002-01-21 | 2006-07-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Dispersion compensator, method for manufacturing the same, and method for compensating wavelength dispersion |
| JP2008233710A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光処理回路 |
| CN105655869A (zh) * | 2014-12-01 | 2016-06-08 | 华为技术有限公司 | 多通道可调激光器 |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP12408894A patent/JPH07333446A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0756184A2 (de) * | 1995-07-26 | 1997-01-29 | Robert Bosch Gmbh | Abstimmvorrichtung für ein integriert optisches Vielstrahlinterferometer |
| EP0756184A3 (de) * | 1995-07-26 | 1997-09-10 | Bosch Gmbh Robert | Abstimmvorrichtung für ein integriert optisches Vielstrahlinterferometer |
| US6498878B1 (en) | 1999-09-10 | 2002-12-24 | Nec Corporation | Arrayed waveguide grating |
| US6823094B2 (en) | 2001-01-26 | 2004-11-23 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Interferometer and its fabrication method |
| JP2004533634A (ja) * | 2001-03-16 | 2004-11-04 | 富士通株式会社 | 高次の色分散の補償用の補償器 |
| US7072545B2 (en) * | 2002-01-21 | 2006-07-04 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Dispersion compensator, method for manufacturing the same, and method for compensating wavelength dispersion |
| US7133587B2 (en) | 2002-01-21 | 2006-11-07 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Dispersion compensator, method for manufacturing the same, and method for compensating wavelength dispersion |
| JP2008233710A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光処理回路 |
| CN105655869A (zh) * | 2014-12-01 | 2016-06-08 | 华为技术有限公司 | 多通道可调激光器 |
| JP2016111361A (ja) * | 2014-12-01 | 2016-06-20 | 華為技術有限公司Ｈｕａｗｅｉ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ． | マルチチャネル波長可変レーザ |
| US9991963B2 (en) | 2014-12-01 | 2018-06-05 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-channel tunable laser |
| CN105655869B (zh) * | 2014-12-01 | 2019-09-13 | 华为技术有限公司 | 多通道可调激光器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2870499B2 (ja) | 光波長合分波器 | |
| EP0818695B1 (en) | Guided-wave circuit with optical characteristics adjusting plate method for producing it, and apparatus for producing optical characteristics adjusting plate | |
| KR100293954B1 (ko) | 평탄한 주파수 응답을 가진 저손실 광파장 분할기 | |
| Okamoto | Recent progress of integrated optics planar lightwave circuits | |
| EP1226461B1 (en) | Phasar with flattened pass-band | |
| US6442308B1 (en) | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer with uniform loss | |
| JPH05313029A (ja) | 光合分波器 | |
| JPH07333446A (ja) | 光合分波器 | |
| JP3201560B2 (ja) | 光信号処理回路 | |
| JP2001194541A (ja) | 光導波回路 | |
| US20030118284A1 (en) | Optical multiplexer/demultiplexer and waveguide type optical coupler | |
| JP2003531399A (ja) | 自由空間ノンブロッキング・スイッチ | |
| JP2003172830A (ja) | 光合分波器 | |
| JP4100489B2 (ja) | アレイ導波路型波長合分波器 | |
| JP2733116B2 (ja) | 光合分波器 | |
| US7013065B2 (en) | Planar optical apparatus for setting the chromatic dispersion in an optical system | |
| WO2001009652A1 (fr) | Reseau de diffraction matrice de guide d'ondes | |
| CA2443416C (en) | Optical multi-demultiplexer | |
| JP2004212435A (ja) | アレイ導波路格子型光合分波回路 | |
| US6754412B2 (en) | Apparatus and method for producing a flat-topped filter response for (de)multiplexer having a diffraction grating with variable line spacing | |
| Chen et al. | A study of fiber-to-fiber losses in waveguide grating routers | |
| JP3206796B2 (ja) | 光等化器 | |
| JPH1031121A (ja) | グレ−ティングを用いた導波路型の合分波器 | |
| KR100450324B1 (ko) | 평탄한 주파수 응답 특성을 갖는 광파장 다중화기/분할기 | |
| JP3420497B2 (ja) | アレイ導波路型波長合分波器 |