JP2000298215A - リング共振器付き光導波路型波長フィルタおよび１×ｎ光導波路型波長フィルタ - Google Patents
リング共振器付き光導波路型波長フィルタおよび１×ｎ光導波路型波長フィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １×Ｎ光導波路型波長フィルタを容易に実現
することのできる、新しいリング共振器付き光導波路型
波長フィルタ、およびこのリング共振器付き光導波路型
波長フィルタにより構成された、小型で、かつ優れたフ
ィルタ応答を有する１×Ｎ光導波路型波長フィルタを提
供する。 【解決手段】 リング共振器（３）を介して入力側光導
波路（１）および出力側光導波路（２）相互のＡＤＤ／
ＤＲＯＰ動作を行うリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタであって、入力側光導波路（１）および出力側光
導波路（２）が交叉しており、これらの入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）とリング共振器
（３）とが互いに重なるように積層されている。
することのできる、新しいリング共振器付き光導波路型
波長フィルタ、およびこのリング共振器付き光導波路型
波長フィルタにより構成された、小型で、かつ優れたフ
ィルタ応答を有する１×Ｎ光導波路型波長フィルタを提
供する。 【解決手段】 リング共振器（３）を介して入力側光導
波路（１）および出力側光導波路（２）相互のＡＤＤ／
ＤＲＯＰ動作を行うリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタであって、入力側光導波路（１）および出力側光
導波路（２）が交叉しており、これらの入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）とリング共振器
（３）とが互いに重なるように積層されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願の発明は、リング共
振器付き光導波路型波長フィルタ、１×Ｎ光導波路型波
長フィルタおよび光導波路型光スイッチに関するもので
ある。さらに詳しくは、この出願の発明は、１×Ｎ光導
波路型波長フィルタを実現することのできる、新しいリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタ、およびこのリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタにより構成され
た、小型で、かつ優れたフィルタ応答を有する、新しい
１×Ｎ光導波路型波長フィルタ、およびこれらの波長フ
ィルタにより構成される光スイッチに関するものであ
る。
振器付き光導波路型波長フィルタ、１×Ｎ光導波路型波
長フィルタおよび光導波路型光スイッチに関するもので
ある。さらに詳しくは、この出願の発明は、１×Ｎ光導
波路型波長フィルタを実現することのできる、新しいリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタ、およびこのリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタにより構成され
た、小型で、かつ優れたフィルタ応答を有する、新しい
１×Ｎ光導波路型波長フィルタ、およびこれらの波長フ
ィルタにより構成される光スイッチに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、特定波長の光信号
のみが各光導波路相互に乗り移ることによりＡＤＤ／Ｄ
ＲＯＰ動作を行なう光導波路型波長フィルタの一つとし
て、たとえば図１７に例示したように、入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）の間にリング共振器
（３）が備えられた構造を有するものが知られている。
のみが各光導波路相互に乗り移ることによりＡＤＤ／Ｄ
ＲＯＰ動作を行なう光導波路型波長フィルタの一つとし
て、たとえば図１７に例示したように、入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）の間にリング共振器
（３）が備えられた構造を有するものが知られている。
【０００３】このリング共振器付き光導波路型波長フィ
ルタでは、リング共振器（３）が入力側光導波路（１）
および出力側光導波路（２）間の光結合部の役割を担っ
ており、波長多重光信号λ1...n が入力側光導波路
（１）の入力ポートに入射されると、リング共振器
（３）の共振波長と一致する波長の光信号λj だけが、
リング共振器（３）を介して出力側光導波路（２）に乗
り移ってＤＲＯＰポートから出射される。他の波長の光
信号λ1...j-1,j+1...n はそのまま入力側光導波路
（１）のスルーポートに流れる。また、出力側光導波路
（２）のＡＤＤポートから入射された光信号は、リング
共振器（３）の共振波長と一致する場合にのみ入力側光
導波路（１）のスルーポートに合波される。
ルタでは、リング共振器（３）が入力側光導波路（１）
および出力側光導波路（２）間の光結合部の役割を担っ
ており、波長多重光信号λ1...n が入力側光導波路
（１）の入力ポートに入射されると、リング共振器
（３）の共振波長と一致する波長の光信号λj だけが、
リング共振器（３）を介して出力側光導波路（２）に乗
り移ってＤＲＯＰポートから出射される。他の波長の光
信号λ1...j-1,j+1...n はそのまま入力側光導波路
（１）のスルーポートに流れる。また、出力側光導波路
（２）のＡＤＤポートから入射された光信号は、リング
共振器（３）の共振波長と一致する場合にのみ入力側光
導波路（１）のスルーポートに合波される。
【０００４】また、このようなリング共振器付き光導波
路型波長フィルタでは、たとえば図１８に示したよう
に、複数の連接したリング共振器（３ａ）（３ｂ）（３
ｃ）．．．（図１８の例では三つ）が入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）間に備えられていて
もよく、この場合には、フィルタ応答が、単一のリング
共振器では周期的特性になる波長特性の中から一つのみ
のピーク波長を取り出したり、箱型の特性などを実現で
きる。
路型波長フィルタでは、たとえば図１８に示したよう
に、複数の連接したリング共振器（３ａ）（３ｂ）（３
ｃ）．．．（図１８の例では三つ）が入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）間に備えられていて
もよく、この場合には、フィルタ応答が、単一のリング
共振器では周期的特性になる波長特性の中から一つのみ
のピーク波長を取り出したり、箱型の特性などを実現で
きる。
【０００５】ところで、近年の高度情報化の著しい進展
にともない、光通信のさらなる大容量化、高機能化が強
く望まれており、これを実現すべく、波長多重通信にお
いて入力多重光信号から複数の光信号を別々に合波・分
波することのできる、いわゆる１×Ｎ波長フィルタの開
発が必須となってきている。しかしながら、図１７およ
び図１８に例示した通りの従来のリング共振器付き光導
波路型波長フィルタでは、入力多重光信号に対して一波
長の光信号のみしか合波・分波することができないた
め、１×Ｎ波長フィルタを構成するには複数のリング共
振器付き波長フィルタを曲がり導波路などで連結する必
要があり、高密度集積化が困難であるといった問題があ
った。
にともない、光通信のさらなる大容量化、高機能化が強
く望まれており、これを実現すべく、波長多重通信にお
いて入力多重光信号から複数の光信号を別々に合波・分
波することのできる、いわゆる１×Ｎ波長フィルタの開
発が必須となってきている。しかしながら、図１７およ
び図１８に例示した通りの従来のリング共振器付き光導
波路型波長フィルタでは、入力多重光信号に対して一波
長の光信号のみしか合波・分波することができないた
め、１×Ｎ波長フィルタを構成するには複数のリング共
振器付き波長フィルタを曲がり導波路などで連結する必
要があり、高密度集積化が困難であるといった問題があ
った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、この出願の発明
は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従
来技術の問題点を解消し、１×Ｎ波長フィルタを実現す
るために、以下の通りの新しいリング共振器付き光導波
路型波長フィルタを提供する。すなわち、まず、この出
願の発明は、リング共振器を介して入力側光導波路およ
び出力側光導波路相互のＡＤＤ／ＤＲＯＰ動作を行うリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタであって、入力
側光導波路および出力側光導波路が交叉しており、これ
らの入力側光導波路および出力側光導波路とリング共振
器とが互いに重なるように積層されていることを特徴と
するリング共振器付き光導波路型波長フィルタ（請求項
１）を提供し、この光導波路型波長フィルタにおいて、
入力側光導波路および出力側光導波路が９０度に交叉し
ていること（請求項２）や、複数のリング共振器が連な
って配設されていること（請求項３）などをその態様と
している。
は、以上の通りの事情に鑑みてなされたものであり、従
来技術の問題点を解消し、１×Ｎ波長フィルタを実現す
るために、以下の通りの新しいリング共振器付き光導波
路型波長フィルタを提供する。すなわち、まず、この出
願の発明は、リング共振器を介して入力側光導波路およ
び出力側光導波路相互のＡＤＤ／ＤＲＯＰ動作を行うリ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタであって、入力
側光導波路および出力側光導波路が交叉しており、これ
らの入力側光導波路および出力側光導波路とリング共振
器とが互いに重なるように積層されていることを特徴と
するリング共振器付き光導波路型波長フィルタ（請求項
１）を提供し、この光導波路型波長フィルタにおいて、
入力側光導波路および出力側光導波路が９０度に交叉し
ていること（請求項２）や、複数のリング共振器が連な
って配設されていること（請求項３）などをその態様と
している。
【０００７】また、この出願の発明は、上記のリング共
振器付き光導波路型波長フィルタが複数、隣接する一方
のリング共振器付き光導波路型波長フィルタの入力側光
導波路のスルーバスと他方のリング共振器付き光導波路
型波長フィルタの入力側光導波路の入力バスとが接続さ
れて、連接されて成り、リング共振器付き光導波路型波
長フィルタのリング共振器の共振波長が互いに異なって
いることを特徴とする１×Ｎ光導波路型波長フィルタ
（請求項４）を提供し、この１×Ｎ光導波路型波長フィ
ルタにおいて、最端に位置するリング共振器付き光導波
路型波長フィルタは、その出力側光導波路のＤＲＯＰバ
スと、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フィル
タの入力側光導波路の入力バスとが接続されて、連接さ
れており、この最端位置のリング共振器付き光導波路型
波長フィルタおよび隣接するリング共振器付き光導波路
型波長フィルタそれぞれのリング共振器の共振波長が同
一または異なっていること（請求項５）もその態様とし
て提供する。
振器付き光導波路型波長フィルタが複数、隣接する一方
のリング共振器付き光導波路型波長フィルタの入力側光
導波路のスルーバスと他方のリング共振器付き光導波路
型波長フィルタの入力側光導波路の入力バスとが接続さ
れて、連接されて成り、リング共振器付き光導波路型波
長フィルタのリング共振器の共振波長が互いに異なって
いることを特徴とする１×Ｎ光導波路型波長フィルタ
（請求項４）を提供し、この１×Ｎ光導波路型波長フィ
ルタにおいて、最端に位置するリング共振器付き光導波
路型波長フィルタは、その出力側光導波路のＤＲＯＰバ
スと、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フィル
タの入力側光導波路の入力バスとが接続されて、連接さ
れており、この最端位置のリング共振器付き光導波路型
波長フィルタおよび隣接するリング共振器付き光導波路
型波長フィルタそれぞれのリング共振器の共振波長が同
一または異なっていること（請求項５）もその態様とし
て提供する。
【０００８】さらに、上記のリング共振器付き光導波路
型波長フィルタおよび１×Ｎ光導波路型波長フィルタに
おいて、各光導波路のコア層またはクラッド層もしくは
その両方が、電気光学効果を持つ材料または熱光学効果
を持つ材料または光弾性効果を持つ材料によりなるもの
であり、外部電解の制御または温度の制御または外部応
力の制御に従ってリング共振器の共振波長が可変となっ
ていること（請求項６）もその態様として提供する。
型波長フィルタおよび１×Ｎ光導波路型波長フィルタに
おいて、各光導波路のコア層またはクラッド層もしくは
その両方が、電気光学効果を持つ材料または熱光学効果
を持つ材料または光弾性効果を持つ材料によりなるもの
であり、外部電解の制御または温度の制御または外部応
力の制御に従ってリング共振器の共振波長が可変となっ
ていること（請求項６）もその態様として提供する。
【０００９】そして、この出願の発明は、上記のリング
共振器付き光導波路型波長フィルタまたは１×Ｎ光導波
路型波長フィルタにより構成されており、各光導波路の
コア層またはクラッド層もしくはその両方が、電気光学
効果を持つ材料または熱光学効果を持つ材料または光弾
性効果を持つ材料によりなるものであり、外部電解の制
御または温度の制御または外部応力の制御に従ってリン
グ共振器の共振波長が可変となっていることを特徴とす
る光スイッチ（請求項７）をも提供する。
共振器付き光導波路型波長フィルタまたは１×Ｎ光導波
路型波長フィルタにより構成されており、各光導波路の
コア層またはクラッド層もしくはその両方が、電気光学
効果を持つ材料または熱光学効果を持つ材料または光弾
性効果を持つ材料によりなるものであり、外部電解の制
御または温度の制御または外部応力の制御に従ってリン
グ共振器の共振波長が可変となっていることを特徴とす
る光スイッチ（請求項７）をも提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面に沿って実施
例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく
説明する。
例を示し、この発明の実施の形態についてさらに詳しく
説明する。
【００１１】
【実施例】［実施例１］図１、図２、および図３は、各
々、この発明の一実施例であるリング共振器付き光導波
路型波長フィルタを例示した斜視図、平面図、断面図で
ある。たとえばこれら図１〜図３に例示したように、こ
の発明のリング共振器付き光導波路型波長フィルタで
は、入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）
が交叉しており、これらの入力側光導波路（１）および
出力側光導波路（２）とリング共振器（３）とが互いに
重なるように積層されている。
々、この発明の一実施例であるリング共振器付き光導波
路型波長フィルタを例示した斜視図、平面図、断面図で
ある。たとえばこれら図１〜図３に例示したように、こ
の発明のリング共振器付き光導波路型波長フィルタで
は、入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）
が交叉しており、これらの入力側光導波路（１）および
出力側光導波路（２）とリング共振器（３）とが互いに
重なるように積層されている。
【００１２】この場合さらに説明すると、図１〜図３に
示した例では、入力側光導波路（１）および出力側光導
波路（２）は９０度に交叉している。また、リング共振
器（３）は、その一部が入力側光導波路（１）の入力ポ
ートを有する入力バス（１１）と出力側光導波路（２）
のＤＲＯＰポートを有するＤＲＯＰバス（２１）とに重
なるように積層されている。
示した例では、入力側光導波路（１）および出力側光導
波路（２）は９０度に交叉している。また、リング共振
器（３）は、その一部が入力側光導波路（１）の入力ポ
ートを有する入力バス（１１）と出力側光導波路（２）
のＤＲＯＰポートを有するＤＲＯＰバス（２１）とに重
なるように積層されている。
【００１３】入力側光導波路（１）および出力側光導波
路（２）としては、たとえば埋め込み型チャンネル光導
波路、リング共振器（３）としては、たとえば装荷型ス
トライプ光導波路またはリッジ型光導波路を用いること
ができる。これにより、各光導波路は、互いに異なる光
閉じ込め状態となる。また、入力側光導波路（１）およ
び出力側光導波路（２）では、コアおよびクラッド間の
屈折率差を小さいものとすることができ、これにより、
入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）と外
部光導波路との間のより優れた光結合を実現することが
できる。
路（２）としては、たとえば埋め込み型チャンネル光導
波路、リング共振器（３）としては、たとえば装荷型ス
トライプ光導波路またはリッジ型光導波路を用いること
ができる。これにより、各光導波路は、互いに異なる光
閉じ込め状態となる。また、入力側光導波路（１）およ
び出力側光導波路（２）では、コアおよびクラッド間の
屈折率差を小さいものとすることができ、これにより、
入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）と外
部光導波路との間のより優れた光結合を実現することが
できる。
【００１４】リング共振器（３）では、コアの屈折率を
より高いものとし、且つクラッドの屈折率をより低いも
のとすることにより、共振器のＱ係数を、優れた光閉じ
込めに必要とされる高い値とすることができる。もちろ
ん、入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）
とリング共振器（３）とは同じ構成である必要はなく、
様々な構成とすることができる。
より高いものとし、且つクラッドの屈折率をより低いも
のとすることにより、共振器のＱ係数を、優れた光閉じ
込めに必要とされる高い値とすることができる。もちろ
ん、入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）
とリング共振器（３）とは同じ構成である必要はなく、
様々な構成とすることができる。
【００１５】このようなこの発明のリング共振器付き光
導波路型波長フィルタは、入力側光導波路（１）および
出力側光導波路（２）が交叉していることにより、後述
するように複数つないで１×Ｎ光導波路型波長フィルタ
を容易に構成することができる。また、入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）とリング共振器
（３）との光結合は、入力側光導波路（１）および出力
側光導波路（２）とリング共振器（３）との間隔の調整
により制御することができる。
導波路型波長フィルタは、入力側光導波路（１）および
出力側光導波路（２）が交叉していることにより、後述
するように複数つないで１×Ｎ光導波路型波長フィルタ
を容易に構成することができる。また、入力側光導波路
（１）および出力側光導波路（２）とリング共振器
（３）との光結合は、入力側光導波路（１）および出力
側光導波路（２）とリング共振器（３）との間隔の調整
により制御することができる。
【００１６】ところで、リング共振器（３）は、たとえ
ば図４および図５に例示したように、複数が連なって配
設されていてもよい。図４に示した例では、二つのリン
グ共振器（３ａ）（３ｂ）が、一方が入力側光導波路
（１）の入力バス（１１）に重なり、他方が出力側光導
波路（２）のＡＤＤバス（２２）に重なるようにして、
入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）に対
して積層されている。図５に示した例では、三つのリン
グ共振器（３ａ）（３ｂ）（３ｃ）が連なっており、一
のリング共振器（３ａ）が入力側光導波路（１）の入力
バス（１１）に、他の一のリング共振器（３ｃ）が出力
側光導波路（２）のＤＲＯＰバス（２１）に重なってい
る。
ば図４および図５に例示したように、複数が連なって配
設されていてもよい。図４に示した例では、二つのリン
グ共振器（３ａ）（３ｂ）が、一方が入力側光導波路
（１）の入力バス（１１）に重なり、他方が出力側光導
波路（２）のＡＤＤバス（２２）に重なるようにして、
入力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）に対
して積層されている。図５に示した例では、三つのリン
グ共振器（３ａ）（３ｂ）（３ｃ）が連なっており、一
のリング共振器（３ａ）が入力側光導波路（１）の入力
バス（１１）に、他の一のリング共振器（３ｃ）が出力
側光導波路（２）のＤＲＯＰバス（２１）に重なってい
る。
【００１７】各リング共振器（３ａ）（３ｂ）…は同一
であっても異なっていてもよい。各リング共振器（３
ａ）（３ｂ）…が互いに異なっている場合では、共振波
長以外の波長の共振を抑制することができるという利点
があり、全てのリング共振器（３ａ）（３ｂ）…が同時
に共振するときだけ、共振波長の光信号が合波・分波さ
れる。また、バーニア効果により、光導波路型フィルタ
の自由スペクトル幅（ＦＳＲ）は著しく拡大される。
であっても異なっていてもよい。各リング共振器（３
ａ）（３ｂ）…が互いに異なっている場合では、共振波
長以外の波長の共振を抑制することができるという利点
があり、全てのリング共振器（３ａ）（３ｂ）…が同時
に共振するときだけ、共振波長の光信号が合波・分波さ
れる。また、バーニア効果により、光導波路型フィルタ
の自由スペクトル幅（ＦＳＲ）は著しく拡大される。
【００１８】一方、各リング共振器（３ａ）（３ｂ）…
が同一である場合には、全てのリング共振器（３ａ）
（３ｂ）…はそれぞれ独立して同一波長で共振するが、
各々が共振ピークを分割する程度に近接配置されている
ときには相互結合が発生する。共振領域における複数の
共振ピークは、結合リング共振器（３ａ）（３ｂ）…の
複合モードのピークである。
が同一である場合には、全てのリング共振器（３ａ）
（３ｂ）…はそれぞれ独立して同一波長で共振するが、
各々が共振ピークを分割する程度に近接配置されている
ときには相互結合が発生する。共振領域における複数の
共振ピークは、結合リング共振器（３ａ）（３ｂ）…の
複合モードのピークである。
【００１９】各リング共振器（３ａ）（３ｂ）…間の光
結合は、複合モードの伝搬定数が互いに近くなるように
調整できる。これにより、複数のピークは単一ピークと
なるが、箱形のフィルタ応答を有するようになる。図６
は、図５に例示したように三つのリング共振器（３ａ）
（３ｂ）（３ｃ）が配設されているい場合におけるフィ
ルタ応答の一例を例示したものであり、この図６に例示
したように、フィルタ応答は箱形となっている。リング
共振器（３）が多くなればなるほど、より箱形となる。
結合は、複合モードの伝搬定数が互いに近くなるように
調整できる。これにより、複数のピークは単一ピークと
なるが、箱形のフィルタ応答を有するようになる。図６
は、図５に例示したように三つのリング共振器（３ａ）
（３ｂ）（３ｃ）が配設されているい場合におけるフィ
ルタ応答の一例を例示したものであり、この図６に例示
したように、フィルタ応答は箱形となっている。リング
共振器（３）が多くなればなるほど、より箱形となる。
【００２０】［実施例２］上述したこの発明のリング共
振器付き光導波路型波長フィルタは複数接続することが
でき、これにより１×Ｎ光導波路型波長フィルタを実現
することができる。この場合さらに説明すると、たとえ
ば図７に例示したように、上述のリング共振器付き光導
波路型波長フィルタが複数、隣接する一方の入力側光導
波路（１ａ）（１ｂ）…のスルーバス（１２ａ）（１２
ｂ）…と他方の入力側光導波路（１ｂ）（１ｃ）…の入
力バス（１１ａ）（１１ｂ）…とが接続されて、連接さ
れて成り、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタのリング共振器（３ａ）（３ｂ）…の共振波長が
互いに異なって、１×Ｎ光導波路型波長フィルタが構成
される。
振器付き光導波路型波長フィルタは複数接続することが
でき、これにより１×Ｎ光導波路型波長フィルタを実現
することができる。この場合さらに説明すると、たとえ
ば図７に例示したように、上述のリング共振器付き光導
波路型波長フィルタが複数、隣接する一方の入力側光導
波路（１ａ）（１ｂ）…のスルーバス（１２ａ）（１２
ｂ）…と他方の入力側光導波路（１ｂ）（１ｃ）…の入
力バス（１１ａ）（１１ｂ）…とが接続されて、連接さ
れて成り、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタのリング共振器（３ａ）（３ｂ）…の共振波長が
互いに異なって、１×Ｎ光導波路型波長フィルタが構成
される。
【００２１】このような１×Ｎ光導波路型波長フィルタ
では、最端部に位置するリング共振器付き光導波路型波
長フィルタの入力側光導波路（１ａ）の入力バス（１１
ａ）から入射された入力波長多重光信号λ1...N は、入
力側光導波路（１ａ）（１ｂ）…を伝搬していく際に、
各リング共振器（３ａ）（３ｂ）…の共振波長と一致す
る波長の光信号λ1 ，λ2 ，…λN-1 ，λN が各リング
共振器（３ａ）（３ｂ）…が重なっている出力側光導波
路（２ａ）（２ｂ）…のＤＲＯＰバス（２１ａ）（２１
ｂ）…に分波され、また、同様にそれぞれの波長がＡＤ
Ｄバス（２２ａ）（２２ｂ）…から入力されると、スル
ーバス（１２ａ）（１２ｂ）…に合波される。
では、最端部に位置するリング共振器付き光導波路型波
長フィルタの入力側光導波路（１ａ）の入力バス（１１
ａ）から入射された入力波長多重光信号λ1...N は、入
力側光導波路（１ａ）（１ｂ）…を伝搬していく際に、
各リング共振器（３ａ）（３ｂ）…の共振波長と一致す
る波長の光信号λ1 ，λ2 ，…λN-1 ，λN が各リング
共振器（３ａ）（３ｂ）…が重なっている出力側光導波
路（２ａ）（２ｂ）…のＤＲＯＰバス（２１ａ）（２１
ｂ）…に分波され、また、同様にそれぞれの波長がＡＤ
Ｄバス（２２ａ）（２２ｂ）…から入力されると、スル
ーバス（１２ａ）（１２ｂ）…に合波される。
【００２２】この１×Ｎ光導波路型波長フィルタは、前
述したこの発明のリング共振器付き光導波路型波長フィ
ルタをつなげていくだけでよいので、非常に小型なもの
とすることができる。たとえば、屈折率１．４５のＳｉ
Ｏ2 基板上に、半径１４μｍ、ＦＳＲ１５ｎｍ、ＦＷＨ
Ｍが１ｎｍ以下のガラスリング共振器を有する波長フィ
ルタを実現できる。したがって、たとえば、１００ＧＨ
ｚ帯域の１×８光導波路型波長フィルタを、１ｍｍ×１
ｍｍの範囲内に、出力光ファイバの結合部とともに構成
することができる。
述したこの発明のリング共振器付き光導波路型波長フィ
ルタをつなげていくだけでよいので、非常に小型なもの
とすることができる。たとえば、屈折率１．４５のＳｉ
Ｏ2 基板上に、半径１４μｍ、ＦＳＲ１５ｎｍ、ＦＷＨ
Ｍが１ｎｍ以下のガラスリング共振器を有する波長フィ
ルタを実現できる。したがって、たとえば、１００ＧＨ
ｚ帯域の１×８光導波路型波長フィルタを、１ｍｍ×１
ｍｍの範囲内に、出力光ファイバの結合部とともに構成
することができる。
【００２３】図８に示した例では、二つのリング共振器
付き光導波路型波長フィルタが連接されてなり、異なる
共振波長を有するリング共振器（３ａ）（３ｂ）によ
り、互いに異なる波長を有する二つの光信号を別々に合
波・分波することができる。また、たとえば図９および
図１０に例示したように、前述したように複数のリング
共振器（３ａａ）（３ａｂ）（３ａｃ）…，（３ｂａ）
（３ｂｂ）（３ｂｃ）…を有するリング共振器付き光導
波路型波長フィルタが連接されて１×Ｎ光導波路型波長
フィルタとなっていてもよい。この場合では、前述した
ように各リング共振器付き光導波路型波長フィルタのフ
ィルタ応答が箱形となるので、１×Ｎ光導波路型波長フ
ィルタのフィルタ応答も箱形となる。なお、出力側光導
波路（２）のＤＲＯＰポートとＡＤＤポートの位置はリ
ング共振器（３）の個数に従う。
付き光導波路型波長フィルタが連接されてなり、異なる
共振波長を有するリング共振器（３ａ）（３ｂ）によ
り、互いに異なる波長を有する二つの光信号を別々に合
波・分波することができる。また、たとえば図９および
図１０に例示したように、前述したように複数のリング
共振器（３ａａ）（３ａｂ）（３ａｃ）…，（３ｂａ）
（３ｂｂ）（３ｂｃ）…を有するリング共振器付き光導
波路型波長フィルタが連接されて１×Ｎ光導波路型波長
フィルタとなっていてもよい。この場合では、前述した
ように各リング共振器付き光導波路型波長フィルタのフ
ィルタ応答が箱形となるので、１×Ｎ光導波路型波長フ
ィルタのフィルタ応答も箱形となる。なお、出力側光導
波路（２）のＤＲＯＰポートとＡＤＤポートの位置はリ
ング共振器（３）の個数に従う。
【００２４】［実施例３］図１１および図１２は、各
々、この発明の別の一実施例である１×Ｎ光導波路型波
長フィルタを例示した要部平面図である。図１１および
図１２に例示した１×Ｎ光導波路型波長フィルタは、前
述した図７の１×Ｎ光導波路型波長フィルタにおいて、
最端に位置するリング共振器付き光導波路型波長フィル
タが、その出力側光導波路（２ａ）のＤＲＯＰバス（２
１ａ）と、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタの入力側光導波路（１ｂ）の入力バス（１１ｂ）
とが接続されて、連接された構成となっている。最端位
置のリング共振器付き光導波路型波長フィルタのリング
共振器（３ａ）は、図１１の例では、入力バス（１１
ａ）およびＤＲＯＰバス（２１ａ）に重なっており、図
１２の例では、ＡＤＤバス（２２ａ）およびスルーバス
（１２ａ）に重なっている。
々、この発明の別の一実施例である１×Ｎ光導波路型波
長フィルタを例示した要部平面図である。図１１および
図１２に例示した１×Ｎ光導波路型波長フィルタは、前
述した図７の１×Ｎ光導波路型波長フィルタにおいて、
最端に位置するリング共振器付き光導波路型波長フィル
タが、その出力側光導波路（２ａ）のＤＲＯＰバス（２
１ａ）と、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フ
ィルタの入力側光導波路（１ｂ）の入力バス（１１ｂ）
とが接続されて、連接された構成となっている。最端位
置のリング共振器付き光導波路型波長フィルタのリング
共振器（３ａ）は、図１１の例では、入力バス（１１
ａ）およびＤＲＯＰバス（２１ａ）に重なっており、図
１２の例では、ＡＤＤバス（２２ａ）およびスルーバス
（１２ａ）に重なっている。
【００２５】このような構成の１×Ｎ光導波路型波長フ
ィルタでは、最端位置のリング共振器付き光導波路型波
長フィルタのリング共振器（３ａ）の共振波長および隣
接するリング共振器付き光導波路型波長フィルタのリン
グ共振器（３ｂ）の自由スペクトル幅（ＦＳＲ）が異な
っており、一つの共振ピーク波長のみが一致している
と、周期的なフィルタ特性（いわゆる櫛型特性）の複数
のピークから一本のピークだけを取り出すことができる
ようになる。また、それぞれの共振波長が同じであれ
ば、一段の場合よりも狭帯域となり、さらにまた、ほん
の少しずれていれば箱形になる。
ィルタでは、最端位置のリング共振器付き光導波路型波
長フィルタのリング共振器（３ａ）の共振波長および隣
接するリング共振器付き光導波路型波長フィルタのリン
グ共振器（３ｂ）の自由スペクトル幅（ＦＳＲ）が異な
っており、一つの共振ピーク波長のみが一致している
と、周期的なフィルタ特性（いわゆる櫛型特性）の複数
のピークから一本のピークだけを取り出すことができる
ようになる。また、それぞれの共振波長が同じであれ
ば、一段の場合よりも狭帯域となり、さらにまた、ほん
の少しずれていれば箱形になる。
【００２６】［実施例４］上述の各実施例における各リ
ング共振器付き光導波路型波長フィルタは、同一階層で
交叉した入力側光導波路（１）および出力側光導波路
（２）の上にリング共振器（３）が積層された構成とな
っているが、この構成以外にも、たとえば、図１３に例
示したように、最下層の入力側光導波路（１）の上にリ
ング共振器（３）が積層され、そのリング共振器（３）
の上に出力側光導波路（２）が積層された構成とするこ
ともできる。もちろん、リング共振器（３）の一部は入
力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）と重な
っている。また、入力側光導波路（１）と出力側光導波
路（２）とはどちらが上下になっていてもよい。
ング共振器付き光導波路型波長フィルタは、同一階層で
交叉した入力側光導波路（１）および出力側光導波路
（２）の上にリング共振器（３）が積層された構成とな
っているが、この構成以外にも、たとえば、図１３に例
示したように、最下層の入力側光導波路（１）の上にリ
ング共振器（３）が積層され、そのリング共振器（３）
の上に出力側光導波路（２）が積層された構成とするこ
ともできる。もちろん、リング共振器（３）の一部は入
力側光導波路（１）および出力側光導波路（２）と重な
っている。また、入力側光導波路（１）と出力側光導波
路（２）とはどちらが上下になっていてもよい。
【００２７】［実施例５］ところで、以上のようなこの
発明のリング共振器付き光導波路型波長フィルタまたは
１×Ｎ光導波路型波長フィルタでは、各光導波路（１）
（２）のコア層またはクラッド層もしくはその両方を、
電気光学効果を持つ材料または熱光学効果を持つ材料ま
たは光弾性効果を持つ材料によりなるものとし、外部電
解の制御または温度の制御または外部応力の制御に従っ
てリング共振器（３）の共振波長を可変なものとするこ
とにより、可変波長フィルタや光スイッチを実現するこ
とができる。
発明のリング共振器付き光導波路型波長フィルタまたは
１×Ｎ光導波路型波長フィルタでは、各光導波路（１）
（２）のコア層またはクラッド層もしくはその両方を、
電気光学効果を持つ材料または熱光学効果を持つ材料ま
たは光弾性効果を持つ材料によりなるものとし、外部電
解の制御または温度の制御または外部応力の制御に従っ
てリング共振器（３）の共振波長を可変なものとするこ
とにより、可変波長フィルタや光スイッチを実現するこ
とができる。
【００２８】図１４、図１５、および図１６は、各々、
この可変波長フィルタの一実施例を示した要部構成図で
ある。各実施例では、入力側光導波路（１）および出力
側光導波路（２）のコア層またはクラッド層もしくはそ
の両方は、電気光学効果を持つ材料または熱光学効果を
持つ材料または光弾性効果を持つ材料によりなるものと
なっている。図１４に示した例では、熱式制御手段とし
ての加熱素子（４）がリング共振器（３）上に備えら
れ、この加熱素子（４）によりリング共振器（３）の共
振波長が制御できるようになっている。この際、加熱素
子（４）が原因となってリング共振器（３）のＱ値が減
少してしまうことを防ぐために、リング共振器（３）と
加熱素子（４）との間には低屈折率のバッファ層を設け
ることが好ましい。また、加熱素子（４）は、リング共
振器（３）のカバー層（たとえばＳｉＯ2 など）の上に
備えられていてもよい。この場合には、加熱素子（４）
は、リング共振器（３）の直上に位置する必要がなく、
たとえばリング共振器（３）を囲んだリング形状とする
ことができる。
この可変波長フィルタの一実施例を示した要部構成図で
ある。各実施例では、入力側光導波路（１）および出力
側光導波路（２）のコア層またはクラッド層もしくはそ
の両方は、電気光学効果を持つ材料または熱光学効果を
持つ材料または光弾性効果を持つ材料によりなるものと
なっている。図１４に示した例では、熱式制御手段とし
ての加熱素子（４）がリング共振器（３）上に備えら
れ、この加熱素子（４）によりリング共振器（３）の共
振波長が制御できるようになっている。この際、加熱素
子（４）が原因となってリング共振器（３）のＱ値が減
少してしまうことを防ぐために、リング共振器（３）と
加熱素子（４）との間には低屈折率のバッファ層を設け
ることが好ましい。また、加熱素子（４）は、リング共
振器（３）のカバー層（たとえばＳｉＯ2 など）の上に
備えられていてもよい。この場合には、加熱素子（４）
は、リング共振器（３）の直上に位置する必要がなく、
たとえばリング共振器（３）を囲んだリング形状とする
ことができる。
【００２９】一方、リング共振器（３）は高感度という
特性を有しているので、リング共振器（３）上に金属板
体あるいは誘電性薄板体を備えることによりその共振周
波数を調整することができる。図１５に例示した可変波
長フィルタでは、超小型電子機械式（ＭＥＭ）ピストン
（５１）とこのＭＥＭピストン（５１）により保持され
たガラス製またはポリマー製の薄板体（５２）とを有す
る機械光学式制御手段（５）がリング共振器（３）の上
方に備えられており、ＭＥＭピストン（５１）のピスト
ン運動に従って薄板体（５２）がリング共振器（３）上
方において上下に移動し、これにより変化するリング共
振器（３）と薄板体（５２）との間の間隔を制御するこ
とにより、リング共振器（３）の共振周波数が制御され
るようになっている。
特性を有しているので、リング共振器（３）上に金属板
体あるいは誘電性薄板体を備えることによりその共振周
波数を調整することができる。図１５に例示した可変波
長フィルタでは、超小型電子機械式（ＭＥＭ）ピストン
（５１）とこのＭＥＭピストン（５１）により保持され
たガラス製またはポリマー製の薄板体（５２）とを有す
る機械光学式制御手段（５）がリング共振器（３）の上
方に備えられており、ＭＥＭピストン（５１）のピスト
ン運動に従って薄板体（５２）がリング共振器（３）上
方において上下に移動し、これにより変化するリング共
振器（３）と薄板体（５２）との間の間隔を制御するこ
とにより、リング共振器（３）の共振周波数が制御され
るようになっている。
【００３０】薄板体（５２）は、リング共振器（３）が
不均一に乱されて反射が生じてしまわないように、リン
グ共振器（３）の全表面を覆った状態となっていること
が望ましい。また、薄板体（５２）としてポリマー製の
ものを用いた場合には、ポリマー製薄板体（５２）とリ
ング共振器（３）とを常に接した状態としておくことが
でき、これによってポリマー製薄板体（５２）の屈折率
をリング共振器（３）の屈折率よりも低いものとするこ
とができる。そして、このポリマー製薄板体（５２）に
加圧することで、圧力によって屈折率が変化するポリマ
ーの光弾性効果に従ってリング共振器（３）の共振波長
を制御することができる。
不均一に乱されて反射が生じてしまわないように、リン
グ共振器（３）の全表面を覆った状態となっていること
が望ましい。また、薄板体（５２）としてポリマー製の
ものを用いた場合には、ポリマー製薄板体（５２）とリ
ング共振器（３）とを常に接した状態としておくことが
でき、これによってポリマー製薄板体（５２）の屈折率
をリング共振器（３）の屈折率よりも低いものとするこ
とができる。そして、このポリマー製薄板体（５２）に
加圧することで、圧力によって屈折率が変化するポリマ
ーの光弾性効果に従ってリング共振器（３）の共振波長
を制御することができる。
【００３１】図１６に例示した可変波長フィルタは、屈
折率が電気的に可変な電気光学素子（６）によってリン
グ共振器（３）の共振波長が可変とされたものである。
この電気光学式制御手段としての電気光学素子（６）
は、たとえば、電極（６１）を介して印加される電圧に
より電気的に制御される電気光学ポリマーなどの物質に
よりなり、これがリング共振器（３）上に備えられてい
る。
折率が電気的に可変な電気光学素子（６）によってリン
グ共振器（３）の共振波長が可変とされたものである。
この電気光学式制御手段としての電気光学素子（６）
は、たとえば、電極（６１）を介して印加される電圧に
より電気的に制御される電気光学ポリマーなどの物質に
よりなり、これがリング共振器（３）上に備えられてい
る。
【００３２】なお、本実施例５における上述の各例は可
変波長フィルタの場合であるが、同様にして、リング共
振器の位相等を調整することにより光導波路型光スイッ
チを実現することもできる。この発明は以上の例に限定
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。
変波長フィルタの場合であるが、同様にして、リング共
振器の位相等を調整することにより光導波路型光スイッ
チを実現することもできる。この発明は以上の例に限定
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。
【００３３】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、１×Ｎ光導波路型波長フィルタを容易に実現する
ことのできる、新しいリング共振器付き光導波路型波長
フィルタ、およびこのリング共振器付き光導波路型波長
フィルタにより構成された、小型で、かつ優れたフィル
タ応答を有する１×Ｎ光導波路型波長フィルタが提供さ
れ、またそれらを用いた可変波長フィルタや光スイッチ
をも実現することができ、光通信のさらなる大容量化、
高機能化を図ることができるようになる。
って、１×Ｎ光導波路型波長フィルタを容易に実現する
ことのできる、新しいリング共振器付き光導波路型波長
フィルタ、およびこのリング共振器付き光導波路型波長
フィルタにより構成された、小型で、かつ優れたフィル
タ応答を有する１×Ｎ光導波路型波長フィルタが提供さ
れ、またそれらを用いた可変波長フィルタや光スイッチ
をも実現することができ、光通信のさらなる大容量化、
高機能化を図ることができるようになる。
【図１】この発明の一実施例であるリング共振器付き光
導波路型波長フィルタを例示した要部斜視図である。
導波路型波長フィルタを例示した要部斜視図である。
【図２】図１のリング共振器付き光導波路型波長フィル
タを例示した要部平面図である。
タを例示した要部平面図である。
【図３】図１のリング共振器付き光導波路型波長フィル
タを例示した要部断面図である。
タを例示した要部断面図である。
【図４】二つのリング共振器を備えたリング共振器付き
光導波路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図
である。
光導波路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図
である。
【図５】三つのリング共振器を備えたリング共振器付き
光導波路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図
である。
光導波路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図
である。
【図６】図５のリング共振器付き光導波路型波長フィル
タにおけるフィルタ応答の一例を例示した図である。
タにおけるフィルタ応答の一例を例示した図である。
【図７】この発明の１×Ｎ光導波路型波長フィルタの一
例を示した要部平面図である。
例を示した要部平面図である。
【図８】二つのリング共振器付き光導波路型波長フィル
タが連接されてなる１×Ｎ光導波路型波長フィルタの一
実施例を示した要部斜視図である。
タが連接されてなる１×Ｎ光導波路型波長フィルタの一
実施例を示した要部斜視図である。
【図９】各リング共振器付き光導波路型波長フィルタが
二つのリング共振器を備えている場合の１×Ｎ光導波路
型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図である。
二つのリング共振器を備えている場合の１×Ｎ光導波路
型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図である。
【図１０】各リング共振器付き光導波路型波長フィルタ
が三つのリング共振器を備えている場合の１×Ｎ光導波
路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図であ
る。
が三つのリング共振器を備えている場合の１×Ｎ光導波
路型波長フィルタの一実施例を示した要部斜視図であ
る。
【図１１】この発明の１×Ｎ光導波路型波長フィルタの
別の一実施例を示した要部平面図である。
別の一実施例を示した要部平面図である。
【図１２】この発明の１×Ｎ光導波路型波長フィルタの
さらに別の一実施例を示した要部平面図である。
さらに別の一実施例を示した要部平面図である。
【図１３】この発明の別の一実施例であるリング共振器
付き光導波路型波長フィルタを例示した要部側面図であ
る。
付き光導波路型波長フィルタを例示した要部側面図であ
る。
【図１４】この発明の可変波長フィルタを例示した要部
斜視図である。
斜視図である。
【図１５】この発明の可変波長フィルタの別の一例を示
した要部斜視図である。
した要部斜視図である。
【図１６】この発明の可変波長フィルタのさらに別の一
例を示した要部斜視図である。
例を示した要部斜視図である。
【図１７】従来のリング共振器付き光導波路型波長フィ
ルタの一例を示した要部平面図である。
ルタの一例を示した要部平面図である。
【図１８】三つのリング共振器を備えた従来のリング共
振器付き光導波路型波長フィルタの別の一例を示した要
部平面図である。
振器付き光導波路型波長フィルタの別の一例を示した要
部平面図である。
１，１ａ，１ｂ 入力側光導波路 １１，１１ａ，１１ｂ 入力バス １２，１２ａ，１２ｂ スルーバス ２，２ａ，２ｂ 出力側光導波路 ２１，２１ａ，２１ｂ ＤＲＯＰバス ２２，２２ａ，２２ｂ ＡＤＤバス ３，３ａ，３ｂ, ３ｃ，３ｄ リング共振器 ３ａａ，３ａｂ，３ａｃ リング共振器 ３ｂａ，３ｂｂ，３ｂｃ リング共振器 ４ 加熱素子 ５ 機械光学式制御手段 ５１ ＭＥＭピストン ５２ 薄板体 ６ 電気光学素子 ６１ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 太郎 神奈川県座間市入谷５−2016−２ (72)発明者 國分 泰雄 神奈川県横浜市栄区小菅ヶ谷一丁目５番３ −306 (72)発明者 佐藤 信也 神奈川県川崎市高津区坂戸３−６−16 エ クセルハイム305
Claims (7)
- 【請求項１】 リング共振器を介して入力側光導波路お
よび出力側光導波路相互のＡＤＤ／ＤＲＯＰ動作を行う
リング共振器付き光導波路型波長フィルタであって、入
力側光導波路および出力側光導波路が交叉しており、こ
れらの入力側光導波路および出力側光導波路とリング共
振器とが互いに重なるように積層されていることを特徴
とするリング共振器付き光導波路型波長フィルタ。 - 【請求項２】 入力側光導波路および出力側光導波路が
９０度に交叉している請求項１のリング共振器付き光導
波路型波長フィルタ。 - 【請求項３】 複数のリング共振器が連なって配設され
ている請求項１または２のリング共振器付き光導波路型
波長フィルタ。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかのリング共
振器付き光導波路型波長フィルタが複数、隣接する一方
のリング共振器付き光導波路型波長フィルタの入力側光
導波路のスルーバスと他方のリング共振器付き光導波路
型波長フィルタの入力側光導波路の入力バスとが接続さ
れて、連接されて成り、リング共振器付き光導波路型波
長フィルタのリング共振器の共振波長が互いに異なって
いることを特徴とする１×Ｎ光導波路型波長フィルタ。 - 【請求項５】 最端に位置するリング共振器付き光導波
路型波長フィルタは、その出力側光導波路のＤＲＯＰバ
スと、隣接するリング共振器付き光導波路型波長フィル
タの入力側光導波路の入力バスとが接続されて、連接さ
れており、この最端位置のリング共振器付き光導波路型
波長フィルタおよび隣接するリング共振器付き光導波路
型波長フィルタそれぞれのリング共振器の共振波長が同
一または異なっている請求項４の１×Ｎ光導波路型波長
フィルタ。 - 【請求項６】 各光導波路のコア層またはクラッド層も
しくはその両方が、電気光学効果を持つ材料または熱光
学効果を持つ材料または光弾性効果を持つ材料によりな
るものであり、外部電解の制御または温度の制御または
外部応力の制御に従ってリング共振器の共振波長が可変
となっている請求項１ないし３のいずれかのリング共振
器付き光導波路型波長フィルタまたは請求項４ないし５
の１×Ｎ光導波路型波長フィルタ。 - 【請求項７】 請求項１ないし３のいずれかのリング共
振器付き光導波路型波長フィルタまたは請求項４ないし
５の１×Ｎ光導波路型波長フィルタにより構成されてお
り、各光導波路のコア層またはクラッド層もしくはその
両方が、電気光学効果を持つ材料または熱光学効果を持
つ材料または光弾性効果を持つ材料によりなるものであ
り、外部電解の制御または温度の制御または外部応力の
制御に従ってリング共振器の共振波長が可変となってい
ることを特徴とする光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000032480A JP3311722B2 (ja) | 1999-02-09 | 2000-02-09 | リング共振器付き光導波路型波長フィルタおよび１×ｎ光導波路型波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3107299 | 1999-02-09 | ||
| JP11-31072 | 1999-02-09 | ||
| JP2000032480A JP3311722B2 (ja) | 1999-02-09 | 2000-02-09 | リング共振器付き光導波路型波長フィルタおよび１×ｎ光導波路型波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000298215A true JP2000298215A (ja) | 2000-10-24 |
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|---|---|---|---|
| JP2000032480A Expired - Fee Related JP3311722B2 (ja) | 1999-02-09 | 2000-02-09 | リング共振器付き光導波路型波長フィルタおよび１×ｎ光導波路型波長フィルタ |
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