JP2007264651A - Optical equalizer - Google Patents

Optical equalizer Download PDF

Info

Publication number
JP2007264651A
JP2007264651A JP2007131762A JP2007131762A JP2007264651A JP 2007264651 A JP2007264651 A JP 2007264651A JP 2007131762 A JP2007131762 A JP 2007131762A JP 2007131762 A JP2007131762 A JP 2007131762A JP 2007264651 A JP2007264651 A JP 2007264651A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
input
temperature
output terminal
optical 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
Application number
JP2007131762A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4640376B2 (en
Inventor
Katsuhiro Shimizu
克宏 清水
Takashi Sugihara
隆嗣 杉原
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2007131762A priority Critical patent/JP4640376B2/en
Publication of JP2007264651A publication Critical patent/JP2007264651A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4640376B2 publication Critical patent/JP4640376B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical equalizer capable of generating a desired negative dispersion of a signal wavelength by applying a negative temperature gradient to a diffraction grating. <P>SOLUTION: The optical equalizer is provided with: an input/output terminal which inputs and outputs an optical signal; an optical waveguide having a diffraction grating causing a Bragg reflection on the input optical signal from the input/output terminal; and a temperature gradient applying means which applies the negative temperature gradient in the propagating direction of the input optical signal of the optical waveguide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は光通信システムに係わり、特に、超高速光信号の分散補償技術に係わるものである。   The present invention relates to an optical communication system, and more particularly, to a dispersion compensation technique for an ultrafast optical signal.

光信号は波長によって伝送路を伝搬する速度が異なるという現象がある。これは、波長毎に伝送媒体の屈折率が異なることに起因する。
また、光ファイバに代表される光伝送路では、光を伝送媒体の一部に閉じ込めた状態で伝送を行うため、光の伝送媒体内での閉じ込めの状態の違いによっても信号の伝搬速度が異なる。閉じ込めの状態は波長によって異なるため、波長毎の伝搬速度差の原因となる。上記の要因で起こる光の波長による伝搬速度差を分散と呼ぶ。分散は遅延時間を波長の関数としてして示したときの微分として与えられ、ｐｓ／ｎｍなる単位を有する。 The optical signal has a phenomenon that the speed of propagation through the transmission line differs depending on the wavelength. This is due to the fact that the transmission medium has a different refractive index for each wavelength.
In addition, in an optical transmission line typified by an optical fiber, transmission is performed in a state where light is confined in a part of the transmission medium, so that the signal propagation speed varies depending on the state of confinement in the optical transmission medium. . Since the confinement state differs depending on the wavelength, it causes a difference in propagation speed for each wavelength. The difference in propagation speed due to the wavelength of light caused by the above factors is called dispersion. Dispersion is given as a derivative when delay time is expressed as a function of wavelength, and has a unit of ps / nm.

分散の効果は高速光伝送を行う場合に主に利用されるシングルモードファイバ（以下、SMFと称する）においても避けることのできない現象であり、伝送による信号波形の劣化の原因となる。例えば、１０Gb／sの信号を伝送する場合には、許容できる分散値は約１０００ｐｓ／ｎｍで、これは約７０kmのSMFでの分散量に相当する。したがって、長距離伝送を行うには分散を補償することが非常に重要になる。この技術を分散補償あるいは光等化と呼ぶ。分散補償用デバイスとしては、分散補償ファイバ（DCF）が市販されている。分散補償ファイバ（DCF）は伝送路に用いるSMFと逆の符号を持った分散値を有するデバイスである。しかしながら、DCFは長尺の光ファイバであるため実装容積が大きいという問題がある。   The effect of dispersion is a phenomenon that cannot be avoided even in a single mode fiber (hereinafter referred to as SMF) that is mainly used when performing high-speed optical transmission, and causes deterioration of a signal waveform due to transmission. For example, when transmitting a signal of 10 Gb / s, the allowable dispersion value is about 1000 ps / nm, which corresponds to the amount of dispersion in an SMF of about 70 km. Therefore, it is very important to compensate for dispersion for long-distance transmission. This technique is called dispersion compensation or optical equalization. As a dispersion compensation device, a dispersion compensation fiber (DCF) is commercially available. A dispersion compensating fiber (DCF) is a device having a dispersion value having a sign opposite to that of SMF used in a transmission line. However, since DCF is a long optical fiber, there is a problem that the mounting volume is large.

従来例１
他の分散補償技術としてチャープドグレーティングと呼ばれる技術が知られており、例えば、特願５６−１３７２号、特開昭５９−１２６３３６号に詳細が開示されている。図８はチャープドグレーティングの概念を説明する図である。
図８において、１７は光信号入力端子、１８は光サーキュレータ、１９は光信号出力端子、３は光導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子である。光サーキュレータは光信号入力端子より入力された光信号を光導波路入出力端子３に出力し、光導波路入出力端子３より入射された光信号は光信号出力端子１９に出力するという動作を行うデバイスである。回折格子２は屈折率をブラッグ波長周期で変化させたものでありグレーティングと呼ぶ。光信号入力端子１７より入力された光信号は光サーキュレータ１８を経て、光導波路入出力端子３より光導波路１に入力される。光導波路１に書き込まれた回折格子２によって反射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュレータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。 Conventional Example 1
As another dispersion compensation technique, a technique called chirped grating is known, and details are disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 56-1372 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-126336. FIG. 8 is a diagram for explaining the concept of chirped grating.
In FIG. 8, 17 is an optical signal input terminal, 18 is an optical circulator, 19 is an optical signal output terminal, 3 is an optical waveguide input / output terminal, 4 is an optical waveguide output terminal, 1 is an optical waveguide, and 2 is a diffraction grating. The optical circulator outputs an optical signal input from the optical signal input terminal to the optical waveguide input / output terminal 3, and an optical signal input from the optical waveguide input / output terminal 3 outputs to the optical signal output terminal 19. It is. The diffraction grating 2 has a refractive index changed with a Bragg wavelength period and is called a grating. The optical signal input from the optical signal input terminal 17 passes through the optical circulator 18 and is input to the optical waveguide 1 from the optical waveguide input / output terminal 3. The optical signal reflected by the diffraction grating 2 written in the optical waveguide 1 is output from the optical waveguide input / output terminal 3 through the optical circulator 18 and from the optical signal output terminal 19.

ここで、光導波路に書き込まれたブラッググレーティングによる分散補償について説明する。グレーティングピッチ（格子間隔）をΛ、グレーティング部の等価屈折率をNeffとすると、ブラッググレーティングにより反射される波長λB（ブラッグ波長）は、次の（１）式で表される。
λB = 2 Neff Λ （１） Here, dispersion compensation by the Bragg grating written in the optical waveguide will be described. Assuming that the grating pitch (lattice spacing) is Λ and the equivalent refractive index of the grating portion is Neff, the wavelength λB (Bragg wavelength) reflected by the Bragg grating is expressed by the following equation (1).
λB = 2 Neff Λ (1)

従って、グレーティングピッチを光導波路の長手方向に線形に変化させたチャープドグレーティングでは、ブラッグ波長は光導波路の長手方向に対して１次関数的に分布する。これは、各ブラッグ波長に対応した光の反射点が導波路の長手方向に１次関数的に分布していることと等価である。また、グレーティングで反射して戻ってくる光は、その反射点までの距離に応じて遅延するため、その遅延量は波長の１次関数として表される。 Therefore, in the chirped grating in which the grating pitch is linearly changed in the longitudinal direction of the optical waveguide, the Bragg wavelength is distributed in a linear function with respect to the longitudinal direction of the optical waveguide. This is equivalent to the fact that the reflection points of light corresponding to each Bragg wavelength are distributed in a linear function in the longitudinal direction of the waveguide. Further, since the light reflected and returned by the grating is delayed according to the distance to the reflection point, the amount of delay is expressed as a linear function of the wavelength.

例えば、 図８に示すように、グレーティングピッチが光信号の入射側から線形に増加していくチャープドグレーティング２では、 波長λ1，λ2，λ3（λ1 ＜λ2 ＜λ3）の順に遅延は線形に増加する。その結果、群遅延の波長微分で表わされる分散は図８（ｂ）で表わされるように波長に対して一定値をとる直線となる。このようにしてチャープドグレーティングによって所望の分散値を得ることができる。   For example, as shown in FIG. 8, in the chirped grating 2 in which the grating pitch increases linearly from the incident side of the optical signal, the delay increases linearly in the order of wavelengths λ1, λ2, and λ3 (λ1 <λ2 <λ3). To do. As a result, the dispersion expressed by the wavelength differential of the group delay becomes a straight line having a constant value with respect to the wavelength as shown in FIG. 8B. In this way, a desired dispersion value can be obtained by the chirped grating.

特開昭５９−１２６３３６号JP 59-126336 A

ところがチャープとグレーティングは上述のとおり，グレーティングピッチを光導波路の長手方向に変化させて光導波路に書き込んだものであるため分散量は固定値となり，変化させることはできないという問題がある。光等化器に要求される分散値は伝送路の分散を打ち消す分散量であるため，使用される状況によって分散値は異なる。このため分散量を変化させることができないという制約は使用上大きな問題である。
また，１０Ｇｂ／ｓ以上の超高速光信号では分散補償の精度を高めることが必要であり，特に４０Ｇｂ／ｓ以上の光信号においては伝送路のわずかな状態変化に応じたアクティブな分散補償量の制御が必要となるという議論もある。しかし，従来の光等価器ではアクティブな分散補償量の制御は不可能であるという問題があった。 However, since the chirp and the grating are written in the optical waveguide by changing the grating pitch in the longitudinal direction of the optical waveguide as described above, there is a problem that the dispersion amount is a fixed value and cannot be changed. Since the dispersion value required for the optical equalizer is a dispersion amount that cancels the dispersion of the transmission line, the dispersion value differs depending on the use condition. For this reason, the restriction that the amount of dispersion cannot be changed is a big problem in use.
In addition, it is necessary to improve the accuracy of dispersion compensation for an ultrahigh-speed optical signal of 10 Gb / s or more, and particularly for an optical signal of 40 Gb / s or more, an active dispersion compensation amount corresponding to a slight change in the state of the transmission path. Some argue that control is needed. However, there is a problem that the active dispersion compensation amount cannot be controlled by the conventional optical equivalent device.

この発明はかかる課題を解決するためになされ、光等化器において、光信号を入出力する入出力端子と、上記入出力端子からの入力光信号にブラッグ反射を引き起こす回折格子を有する光導波路と、上記光導波路の入力光信号の伝搬方向に負の温度勾配を印加する温度勾配印加手段と、を備えたものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and in an optical equalizer, an input / output terminal for inputting / outputting an optical signal, and an optical waveguide having a diffraction grating for causing Bragg reflection on the input optical signal from the input / output terminal; And a temperature gradient applying means for applying a negative temperature gradient in the propagation direction of the input optical signal of the optical waveguide.

この発明は、光等化器において、回折格子に負の温度勾配を印加することよって信号波長に対して所望の負の分散を発生することができる。   The present invention can generate a desired negative dispersion with respect to the signal wavelength by applying a negative temperature gradient to the diffraction grating in the optical equalizer.

実施の形態１．
図１はこの発明による光等化器の構成ブロック図である。図１において、１７は光信号入力端子、１８は光サーキュレータ、１９は光信号出力端子、３は光導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５ａ、５ｂは温度印加手段である。光導波路１は光ファイバ、石英系導波路、半導体導波路などを用いることができる。温度印加手段５ａ、５ｂとしてはヒータ、ペルチェ素子などを用いることができる。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical equalizer according to the present invention. In FIG. 1, 17 is an optical signal input terminal, 18 is an optical circulator, 19 is an optical signal output terminal, 3 is an optical waveguide input / output terminal, 4 is an optical waveguide output terminal, 1 is an optical waveguide, 2 is a diffraction grating, 5a, 5b is a temperature application means. The optical waveguide 1 can be an optical fiber, a silica-based waveguide, a semiconductor waveguide, or the like. A heater, a Peltier element, etc. can be used as the temperature application means 5a, 5b.

次に動作を説明する。光信号入力端子１７より入力された光信号は光サーキュレータ１８を経て、光導波路入出力端子３より光導波路１に入力される。回折格子２のグレーティングピッチ（格子間隔）Λおよびグレーティング部の等価屈折率をNeffによって決定されるブラッグ波長に一致した光信号は、回折格子２によって反射され、ブラッグ波長と一致しなかった光信号は光導波路出力端子４から出力される。すなわち、回折格子２は光フィルタとして機能する。回折格子２によって反射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュレータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。   Next, the operation will be described. The optical signal input from the optical signal input terminal 17 passes through the optical circulator 18 and is input to the optical waveguide 1 from the optical waveguide input / output terminal 3. An optical signal in which the grating pitch (grating interval) Λ of the diffraction grating 2 and the equivalent refractive index of the grating portion coincide with the Bragg wavelength determined by Neff is reflected by the diffraction grating 2 and the optical signal that does not coincide with the Bragg wavelength is Output from the optical waveguide output terminal 4. That is, the diffraction grating 2 functions as an optical filter. The optical signal reflected by the diffraction grating 2 is output from the optical waveguide input / output terminal 3 through the optical circulator 18 and from the optical signal output terminal 19.

温度印加手段５ａ、５ｂによって光導波路１に熱が印加される。このとき、温度印加手段５ａが発生する熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量を異なる量とすることで、光導波路１および回折格子２には熱勾配が発生する。光導波路１の屈折率は温度の関数となっているため回折格子２の等価屈折率Neffも温度の関数となる。温度印加手段５ａ、５ｂによって印加された熱勾配は等価屈折率Neffにも導波路長手方向の分布をもたらす。式（１）に示されるようにブラッグ波長は等価屈折率Neffの関数となるため、光導波路１の長手方向にブラッグ波長が分布することになる。従って、熱勾配によってチャープドグレーティングと同様な効果が生まれ、波長が異なると反射点までの距離が異なり、分散が発生する。
例えば、温度印加手段５ａが発生する熱量よりも温度印加手段５ｂが発生する熱量が多ければ、図１（ｂ）の実線に示されるような温度勾配が形成され、その結果、波長によって光導波路入出力端子３からの反射点までの距離が異なる。図１（ｃ）の実線は波長と遅延時間の関数を表している。分散は遅延時間の波長微分であるから図１（ｄ）実線のような分散が発生する。 Heat is applied to the optical waveguide 1 by the temperature applying means 5a and 5b. At this time, a thermal gradient is generated in the optical waveguide 1 and the diffraction grating 2 by making the amount of heat generated by the temperature applying means 5a and the amount of heat generated by the temperature applying means 5b different. Since the refractive index of the optical waveguide 1 is a function of temperature, the equivalent refractive index Neff of the diffraction grating 2 is also a function of temperature. The thermal gradient applied by the temperature applying means 5a and 5b brings about a distribution in the longitudinal direction of the waveguide in the equivalent refractive index Neff. Since the Bragg wavelength is a function of the equivalent refractive index Neff as shown in Expression (1), the Bragg wavelength is distributed in the longitudinal direction of the optical waveguide 1. Therefore, the thermal gradient produces the same effect as the chirped grating. When the wavelength is different, the distance to the reflection point is different and dispersion occurs.
For example, if the amount of heat generated by the temperature applying means 5b is greater than the amount of heat generated by the temperature applying means 5a, a temperature gradient as shown by the solid line in FIG. 1 (b) is formed. The distance from the output terminal 3 to the reflection point is different. The solid line in FIG. 1C represents a function of wavelength and delay time. Since dispersion is a wavelength derivative of the delay time, dispersion as shown by a solid line in FIG.

さて、ここで温度印加手段５ａが発生する熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量の差を小さくすることを考える。回折格子２に生じる熱勾配および等価屈折率勾配は図１（ｂ）の点線のように小さくなり、生ずる遅延時間の波長依存性は図１（ｄ）の点線のように大きくなる。従って、図１（ｄ）の点線に示すように分散値は大きくなる。さらに、温度印加手段５ａが発生する熱量よりも温度印加手段５ｂが発生する熱量を小さくすると生ずる分散の符号は負となる。このようにして、回折格子２に印加する熱勾配を変化させることで、発生する分散量を変化させることが可能である。即ち、光等化ができる。
尚、温度勾配と等価屈折率勾配の符号関係は、光導波路を形成する媒体の温度係数によっては上述の例と逆になる場合もある。また、温度勾配の制御によって分散のみならず、分散値の波長微分に相当する分散スロープをも制御することが可能である。 Now, consider reducing the difference between the amount of heat generated by the temperature applying means 5a and the amount of heat generated by the temperature applying means 5b. The thermal gradient and equivalent refractive index gradient generated in the diffraction grating 2 become smaller as shown by the dotted line in FIG. 1B, and the wavelength dependency of the generated delay time becomes larger as shown by the dotted line in FIG. Therefore, the dispersion value becomes large as shown by the dotted line in FIG. Further, the sign of the dispersion generated when the amount of heat generated by the temperature applying means 5b is made smaller than the amount of heat generated by the temperature applying means 5a is negative. In this way, the amount of generated dispersion can be changed by changing the thermal gradient applied to the diffraction grating 2. That is, optical equalization can be performed.
The sign relationship between the temperature gradient and the equivalent refractive index gradient may be opposite to the above example depending on the temperature coefficient of the medium forming the optical waveguide. Further, not only the dispersion but also the dispersion slope corresponding to the wavelength differentiation of the dispersion value can be controlled by controlling the temperature gradient.

回折格子２としては等間隔な格子を用いることも、チャープドグレーティングを用いることもできる。またアポタイズグレーティングと呼ばれるような非均一なグレーティングピッチを用いても同様の効果が得られる。図１では２つの温度印加手段を用いたが、３つ以上の温度印加手段を使用することができることはいうまでもない。   As the diffraction grating 2, an equally spaced grating or a chirped grating can be used. The same effect can be obtained even if a non-uniform grating pitch called an apodized grating is used. Although two temperature application means are used in FIG. 1, it goes without saying that three or more temperature application means can be used.

実施の形態２．
図２はこの発明による他の実施の形態の構成図を示している。図１との相違は電極６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆおよび電圧源７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを設けたことにある。光導波路１の屈折率は印加される電界によって変化するため図１と同様に回折格子２の等価屈折率に長手方向の分布が生じ、分散が発生する。電圧源７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅが７ａ＜７ｂ＜７ｃ＜７ｄ＜７ｅなる電圧にすることによって図１と同様な分散が生じ、この電圧の分布を変化させることによって所望の分散を得ることができる。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment according to the present invention. The difference from FIG. 1 is that electrodes 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f and voltage sources 7a, 7b, 7c, 7d, 7e are provided. Since the refractive index of the optical waveguide 1 varies depending on the applied electric field, a distribution in the longitudinal direction occurs in the equivalent refractive index of the diffraction grating 2 as in FIG. 1, and dispersion occurs. When the voltage sources 7a, 7b, 7c, 7d, and 7e are set to voltages of 7a <7b <7c <7d <7e, dispersion similar to that in FIG. 1 is generated, and desired distribution is obtained by changing the distribution of the voltages. be able to.

光導波路１が印加される電界によって屈折率変化を生ずる現象は電気光学効果と呼ばれる。電気光学効果が生じやすい光導波路を用いることによって電圧源７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅの電圧を小さくすることができる。電気光学効果が大きな材料としては半導体、誘電体結晶などが知られている。
図２では５つの電極と５つの電圧源を用いているが、回折格子に等価屈折率分布を生じる目的を満足すれば、電極および電圧源の数は任意である。また、電圧計あるいは電界センサを用いて印加する電圧あるいは電界をモニタし、制御することは安定な光等化器実現のために有効である。
なお、図２では、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いている。 The phenomenon in which the refractive index changes due to the electric field applied to the optical waveguide 1 is called an electro-optic effect. By using an optical waveguide that easily causes an electro-optic effect, the voltages of the voltage sources 7a, 7b, 7c, 7d, and 7e can be reduced. Semiconductors, dielectric crystals and the like are known as materials having a large electro-optic effect.
Although five electrodes and five voltage sources are used in FIG. 2, the number of electrodes and voltage sources is arbitrary as long as the purpose of generating an equivalent refractive index distribution in the diffraction grating is satisfied. In addition, monitoring and controlling the applied voltage or electric field using a voltmeter or an electric field sensor is effective for realizing a stable optical equalizer.
In FIG. 2, the optical circulator 18 to be connected to the waveguide input / output terminal 3 in FIG. 1 is omitted.

実施の形態３．
図３はこの発明の他の実施例を示す構成図である。図３において、３は光導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅはピエゾ素子、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅは電圧源、９は固定台である。ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは応力印加手段として動作する。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 3, 3 is an optical waveguide input / output terminal, 4 is an optical waveguide output terminal, 1 is an optical waveguide, 2 is a diffraction grating, 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e are piezoelectric elements, 7a, 7b, 7c, 7d, 7e is a voltage source, and 9 is a fixed base. The piezo elements 8a, 8b, 8c, 8d, and 8e operate as stress applying means.

次に動作について説明する。ピエゾ素子によって光導波路１には応力が印加される。その結果、光路長が変化するためブラッグ波長までの距離が変化し、分散が発生する。この印加する応力を変化させることによって所望の分散を得ることができる。
なお、図３では、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いている。 Next, the operation will be described. Stress is applied to the optical waveguide 1 by the piezo element. As a result, since the optical path length changes, the distance to the Bragg wavelength changes and dispersion occurs. A desired dispersion can be obtained by changing the applied stress.
In FIG. 3, the optical circulator 18 to be connected to the waveguide input / output terminal 3 in FIG. 1 is omitted.

実施の形態４．
図４はこの発明の他の実施例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５ａ、５ｂは温度印加手段、１０ａ、１０ｂは温度検出手段、１１ａ、１１ｂは温度制御回路である。温度制御回路１１ａ、１１ｂは温度検出回路１２ａ、１２ｂ，基準電圧発生回路１５ａ、１５ｂ，比較器１３ａ，１３ｂ，より構成される。温度検出手段１０ａ、１０ｂとしてはサーミスタや半導体デバイスなどを用いる。 Embodiment 4 FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 3 is an optical waveguide input / output terminal, 4 is an optical waveguide output terminal, 1 is an optical waveguide, 2 is a diffraction grating, 5a and 5b are temperature application means, 10a and 10b are temperature detection means, and 11a and 11b are temperature control circuits. . The temperature control circuits 11a and 11b include temperature detection circuits 12a and 12b, reference voltage generation circuits 15a and 15b, and comparators 13a and 13b. As the temperature detecting means 10a, 10b, a thermistor, a semiconductor device, or the like is used.

次に、図４を用いて動作を説明する。
温度検出手段１０ａによって計測された温度は温度検出回路１２ａによって電圧に変換され、基準電圧発生回路１５ａによって発生される電圧と比較器１３ａで比較される。比較器１３ａが発生する誤差信号によって温度制御手段１１ａが温度印加手段５ａを制御するので、温度検出回路１２ａが発生する電圧は基準電圧発生回路１５ａから出力する電圧と等しくなるように動作する。
同様に、温度検出手段１０ｂによって計測された温度は温度検出回路１２ｂによって電圧に変換され、基準電圧発生回路１５ｂによって発生される電圧と比較器１３ｂで比較される。比較器１３ｂが発生する誤差信号によって温度制御手段１１ｂが温度印加手段５ａを制御するため、温度検出回路１２ｂが発生する電圧は基準電圧発生回路１５ｂから出力する電圧と等しくなるように動作する。
図１との相違は温度検出手段１０ａ、１０ｂを設けたことによってより高精度かつ安定に温度勾配を印加すること可能となったことである。言うまでもなく３つ以上の温度検出手段を設けることはさらなる高精度化、安定化に有効となる。
なお、図４では、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いている。 Next, the operation will be described with reference to FIG.
The temperature measured by the temperature detection means 10a is converted into a voltage by the temperature detection circuit 12a and compared with the voltage generated by the reference voltage generation circuit 15a by the comparator 13a. Since the temperature control means 11a controls the temperature application means 5a by the error signal generated by the comparator 13a, the voltage generated by the temperature detection circuit 12a operates so as to be equal to the voltage output from the reference voltage generation circuit 15a.
Similarly, the temperature measured by the temperature detecting means 10b is converted into a voltage by the temperature detecting circuit 12b and compared with the voltage generated by the reference voltage generating circuit 15b by the comparator 13b. Since the temperature control means 11b controls the temperature application means 5a by the error signal generated by the comparator 13b, the voltage generated by the temperature detection circuit 12b operates to be equal to the voltage output from the reference voltage generation circuit 15b.
A difference from FIG. 1 is that the temperature gradient can be applied with higher accuracy and stability by providing the temperature detecting means 10a, 10b. Needless to say, the provision of three or more temperature detection means is effective for higher accuracy and stabilization.
In FIG. 4, the optical circulator 18 to be connected to the waveguide input / output terminal 3 in FIG. 1 is omitted.

実施の形態５．
図５はこの発明の他の実施例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５ａ、５ｂは温度印加手段、１０は温度検出手段、１１は温度制御回路である。温度制御回路１１は温度検出回路１２、第１の基準電圧発生回路１５ａ、比較器１３、第２の基準電圧発生回路１５ｂ、加算器1４より構成される。 Embodiment 5 FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. 3 is an optical waveguide input / output terminal, 4 is an optical waveguide output terminal, 1 is an optical waveguide, 2 is a diffraction grating, 5a and 5b are temperature applying means, 10 is a temperature detecting means, and 11 is a temperature control circuit. The temperature control circuit 11 includes a temperature detection circuit 12, a first reference voltage generation circuit 15 a, a comparator 13, a second reference voltage generation circuit 15 b, and an adder 14.

図５の特徴は温度検出手段１０が回折格子２の中央部に取り付けられていることである。温度制御回路１１は温度検出手段１０が検出する温度を第１の基準電圧発生回路１５ａで与えられる電圧できまる一定値に保ちつつ、温度勾配を第２の基準電圧発生回路１５ｂで与えられる電圧値に従って変化させるという動作を行う。
温度検出手段１０によって計測された温度は温度検出回路１２によって電圧に変換され、第１の基準電圧発生回路１５ａによって発生される電圧と比較器１３で比較される。比較器１３が発生する誤差信号によって温度制御手段１１が温度印加手段５ａを制御する。 The feature of FIG. 5 is that the temperature detecting means 10 is attached to the center of the diffraction grating 2. The temperature control circuit 11 keeps the temperature detected by the temperature detecting means 10 at a constant value determined by the voltage given by the first reference voltage generation circuit 15a, and the voltage value given by the second reference voltage generation circuit 15b. The operation to change according to.
The temperature measured by the temperature detection means 10 is converted into a voltage by the temperature detection circuit 12 and compared with the voltage generated by the first reference voltage generation circuit 15 a by the comparator 13. The temperature control means 11 controls the temperature application means 5a by the error signal generated by the comparator 13.

加算器１４は比較器１３が発生した電圧と第２の基準電圧発生回路１５ｂによって発生される電圧を加算し、温度制御手段１１が温度印加手段５ｂを制御する。温度検出回路１２が発生する電圧は第１の基準電圧発生回路１５ａから出力する電圧と等しくなるように動作する。
印加される温度勾配を変化させた場合にも回折格子２の中央部の温度が一定値となるように制御されるため、回折格子２のブラッグ反射波長の中心波長は一定となる。
なお、図５では、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いている。 The adder 14 adds the voltage generated by the comparator 13 and the voltage generated by the second reference voltage generation circuit 15b, and the temperature control means 11 controls the temperature application means 5b. The voltage generated by the temperature detection circuit 12 operates so as to be equal to the voltage output from the first reference voltage generation circuit 15a.
Even when the applied temperature gradient is changed, the central wavelength of the Bragg reflection wavelength of the diffraction grating 2 is constant because the temperature at the center of the diffraction grating 2 is controlled to be a constant value.
In FIG. 5, the optical circulator 18 to be connected to the waveguide input / output terminal 3 in FIG. 1 is omitted.

実施の形態６．
図６はこの発明の他の実施例を示す構成図である。図１との相違は熱伝導体１６を追加したことにある。熱伝導体１６は非等間隔な櫛形をしており、回折格子２に熱勾配を与えることができる。動作については図１と同様である。 Embodiment 6 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. The difference from FIG. 1 is that a heat conductor 16 is added. The heat conductor 16 has a comb shape with non-uniform spacing, and can impart a thermal gradient to the diffraction grating 2. The operation is the same as in FIG.

実施の形態７．
図７はこの発明の他の実施の形態を示す構成図である。図７において、１７は光信号入力端子、１９は光信号出力端子、２３は光合分波器、１ａ、１ｂは光導波路、２ａ、２ｂは回折格子、５ａ、５ｂは温度印加手段である。光合分波器、光導波路を集積化することは光等化器の小型化および高精度化に有効である。
光合分波器２３としては通常、３ｄＢ光カプラを用いる。この実施例では光サーキューレータを用いることなく、図１と同様な効果を得ることができる。 Embodiment 7 FIG.
FIG. 7 is a block diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 7, 17 is an optical signal input terminal, 19 is an optical signal output terminal, 23 is an optical multiplexer / demultiplexer, 1a and 1b are optical waveguides, 2a and 2b are diffraction gratings, and 5a and 5b are temperature applying means. Integration of the optical multiplexer / demultiplexer and the optical waveguide is effective for miniaturization and high accuracy of the optical equalizer.
As the optical multiplexer / demultiplexer 23, a 3 dB optical coupler is usually used. In this embodiment, the same effect as in FIG. 1 can be obtained without using an optical circulator.

本実施の形態による動作を説明する．
光信号入力端子１７から入力され、光合分波器２３において二つの隣り合う導波路にパワーが各々１／２、位相差π／２の状態で分波された光は、各々温度勾配を印加された回折格子２ａ、２ｂを含む光導波路１ａ、１ｂにおいて分散を受けた後、光合分波器２３に反射されて戻ってくる。光合分波器２３に入力された各導波路の光信号は、光合分波器２３を通過するときにさらにπ／２だけの位相差を得るため、光合分波器２３を１往復したことにより各導波路での光の位相差はπとなる．その結果、光合分波器２３に戻ってきた光は光信号入力端子１７と光信号出力端子１９に出力される。 The operation according to this embodiment will be described.
Light that is input from the optical signal input terminal 17 and is demultiplexed in the optical multiplexer / demultiplexer 23 into two adjacent waveguides with a power of 1/2 and a phase difference of π / 2 is applied with a temperature gradient. After receiving dispersion in the optical waveguides 1a and 1b including the diffraction gratings 2a and 2b, the light is reflected by the optical multiplexer / demultiplexer 23 and returned. When the optical signal of each waveguide input to the optical multiplexer / demultiplexer 23 passes through the optical multiplexer / demultiplexer 23, a phase difference of only π / 2 is obtained. The phase difference of light in each waveguide is π. As a result, the light returned to the optical multiplexer / demultiplexer 23 is output to the optical signal input terminal 17 and the optical signal output terminal 19.

実施の形態１を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a first embodiment. 実施の形態２を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a second embodiment. 実施の形態３を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment. 実施の形態４を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram illustrating a fourth embodiment. 実施の形態５を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a fifth embodiment. 実施の形態６を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a sixth embodiment. 実施の形態７を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a seventh embodiment. 従来例１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the prior art example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１、１ａ、１ｂ 光導波路
２、２ａ、２ｂ 回折格子
３ 光導波路入出力端子
４ 光導波路出力端子
５、５ａ、５ｂ 温度印加手段
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ 電極
７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ 電圧源
８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ ピエゾ素子
９ 固定台
１０、１０ａ、１０ｂ 温度検出手段
１１、１１ａ、１１ｂ 温度制御回路
１２ 温度検出回路
１３ 比較器
１４ 加算器
１５、１５ａ、１５ｂ 基準電圧発生回路
１６ 熱伝導体
１７ 光信号入力端子
１８ 光サーキュレータ
１９ 光信号出力端子
２０ 偏波分離器
２３ 光合分波器 1, 1a, 1b Optical waveguide 2, 2a, 2b Diffraction grating 3 Optical waveguide input / output terminal 4 Optical waveguide output terminal 5, 5a, 5b Temperature applying means 6, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f Electrodes 7, 7a 7b, 7c, 7d, 7e Voltage source 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e Piezo element 9 Fixing base 10, 10a, 10b Temperature detection means 11, 11a, 11b Temperature control circuit 12 Temperature detection circuit 13 Comparator 14 Adders 15, 15a, 15b Reference voltage generation circuit 16 Thermal conductor 17 Optical signal input terminal 18 Optical circulator 19 Optical signal output terminal 20 Polarization separator 23 Optical multiplexer / demultiplexer

Claims (4)

光信号を入出力する入出力端子と、
上記入出力端子からの入力光信号にブラッグ反射を引き起こす回折格子を有する光導波路と、
上記光導波路の入力光信号の伝搬方向に負の温度勾配を印加する温度勾配印加手段と、
を備えたことを特徴とする光等化器。 Input and output terminals for inputting and outputting optical signals;
An optical waveguide having a diffraction grating that causes Bragg reflection in an input optical signal from the input / output terminal;
Temperature gradient applying means for applying a negative temperature gradient in the propagation direction of the input optical signal in the optical waveguide;
An optical equalizer characterized by comprising: 上記温度勾配印加手段の熱を伝導する櫛形熱伝導体と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光等化器。 A comb heat conductor for conducting the heat of the temperature gradient applying means;
The optical equalizer according to claim 1, further comprising: 上記回折格子は、グレーティングピッチが線形に変化したチャープドグレーティングを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光等化器。   3. The optical equalizer according to claim 1, wherein the diffraction grating includes a chirped grating whose grating pitch is linearly changed. 上記回折格子は、アポタイズグレーティングを含むことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の光等化器。   The optical equalizer according to claim 1, wherein the diffraction grating includes an apodized grating.
JP2007131762A 2007-05-17 2007-05-17 Optical equalizer Expired - Fee Related JP4640376B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007131762A JP4640376B2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Optical equalizer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007131762A JP4640376B2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Optical equalizer

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04778599A Division JP4575531B2 (en) 1999-02-25 1999-02-25 Optical equalizer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007264651A true JP2007264651A (en) 2007-10-11
JP4640376B2 JP4640376B2 (en) 2011-03-02

Family

ID=38637634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007131762A Expired - Fee Related JP4640376B2 (en) 2007-05-17 2007-05-17 Optical equalizer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4640376B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8331745B2 (en) 2009-03-18 2012-12-11 Teraxion Inc. Assembly for applying a temperature gradient to a refractive index grating and chromatic dispersion compensator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06216467A (en) * 1993-01-19 1994-08-05 Hitachi Ltd Semiconductor light-dispersion compensator
JPH10186167A (en) * 1996-12-20 1998-07-14 Toshiba Corp Optical filter
JPH10221658A (en) * 1997-02-04 1998-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Variable wave length fiber grating filter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06216467A (en) * 1993-01-19 1994-08-05 Hitachi Ltd Semiconductor light-dispersion compensator
JPH10186167A (en) * 1996-12-20 1998-07-14 Toshiba Corp Optical filter
JPH10221658A (en) * 1997-02-04 1998-08-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Variable wave length fiber grating filter

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8331745B2 (en) 2009-03-18 2012-12-11 Teraxion Inc. Assembly for applying a temperature gradient to a refractive index grating and chromatic dispersion compensator

Also Published As

Publication number Publication date
JP4640376B2 (en) 2011-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4500886B2 (en) Optical waveguide device, chromatic dispersion compensation device and design method thereof, optical filter and design method thereof, and optical resonator and design method thereof
JP4603090B2 (en) Substrate-type optical waveguide device, chromatic dispersion compensation device and design method thereof, optical filter and design method thereof, and optical resonator and design method thereof
JP4448199B2 (en) Substrate-type optical waveguide device, chromatic dispersion compensation device, optical filter and optical resonator, and design methods thereof
JP4514832B2 (en) Substrate type optical waveguide device, chromatic dispersion compensation device, optical filter, optical resonator, and design method thereof
Schulz et al. Dispersion engineered slow light in photonic crystals: a comparison
JP5399693B2 (en) Optical wavelength multiplexing / demultiplexing circuit
US8369666B2 (en) Optical wavelength multiplexing/ de-multiplexing circuit
Slavík et al. High-performance all-fiber Fabry-Perot filters with superimposed chirped Bragg gratings
Jiang et al. Integrated cascaded bragg gratings for on-chip optical delay lines
JP2018514001A (en) High index contrast photonic device and its application
JP2006251429A (en) Variable dispersion compensator
JP6771602B2 (en) Wavelength control element and wavelength control method
JP4575531B2 (en) Optical equalizer
JP2005141074A (en) Quartz waveguide device, variable light attenuator, and optical switch
JP3907531B2 (en) Variable dispersion compensator
JP4640376B2 (en) Optical equalizer
WO2009087635A1 (en) Optical sensor and method based on the propagation of bragg solitons in non-uniform one-dimensional photonic crystals
Marques et al. Tunability of the FBG group delay through acousto-optic modulation
JP2004138680A (en) Optical device
JP2004258462A (en) Variable dispersion compensator
Tondini et al. Modeling and validation of high-performance and athermal AWGs for the silicon photonics platform
Luo et al. Proposal for a Wavelength-Independent Optical Sensor Based on an Asymmetric Mach-Zehnder Interferometer
Jiang et al. Experimental Study of Integrated Cascade Silicon Bragg Gratings for Optical Delay Lines
JP2005301033A (en) Optical waveguide element
Marques et al. Tunable narrow dispersion compensation for independent CWDM channels using the acousto‐optic modulation

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091030

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091117

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100104

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: 20101102

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20101115

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees