JP2016014836A - 光素子、光送信装置及び光受信装置 - Google Patents

光素子、光送信装置及び光受信装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2016014836A
JP2016014836A JP2014137875A JP2014137875A JP2016014836A JP 2016014836 A JP2016014836 A JP 2016014836A JP 2014137875 A JP2014137875 A JP 2014137875A JP 2014137875 A JP2014137875 A JP 2014137875A JP 2016014836 A JP2016014836 A JP 2016014836A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
optical
optical coupler
delay
optical element
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
JP2014137875A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6388502B2 (ja
Inventor
錫煥 鄭
Seuk Hwan Chung
錫煥 鄭
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.)
Fujitsu Ltd
Photonics Electronics Technology Research Association
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Photonics Electronics Technology Research Association
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 Fujitsu Ltd, Photonics Electronics Technology Research Association filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2014137875A priority Critical patent/JP6388502B2/ja
Priority to US14/730,706 priority patent/US9547132B2/en
Priority to CN201510344962.3A priority patent/CN105278041B/zh
Publication of JP2016014836A publication Critical patent/JP2016014836A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6388502B2 publication Critical patent/JP6388502B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
    • G02B6/2861Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using fibre optic delay lines and optical elements associated with them, e.g. for use in signal processing, e.g. filtering
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/2935Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
    • G02B6/29352Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
    • G02B6/29355Cascade arrangement of interferometers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29379Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
    • G02B6/2938Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light 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
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/121Channel; buried or the like

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)

Abstract

【課題】簡易な制御で良好な平坦性のスペクトルを得ることができる光素子、光送信装置及び光受信装置を提供する。【解決手段】遅延干渉計110と、遅延干渉計110に縦続接続された遅延干渉計120及び遅延干渉計130と、が含まれる。遅延干渉計110には、光カプラ114及び光カプラ115と、光カプラ114と光カプラ115との間に設けられた導波路111と、光カプラ114と光カプラ115との間に設けられ、導波路111よりも長い導波路112と、導波路111に結合されたリング導波路113と、が含まれる。導波路111の長さと導波路112の長さとの差は、チャネル間隔に対応する長さの差から、リング導波路113の装荷に伴う位相ずれに相当する長さずれている。【選択図】図2

Description

本発明は、光素子、光送信装置及び光受信装置に関する。
光通信及び光インターコネクトに波長合分波素子等の光素子が用いられる。そして、近年、大容量インターコネクトに向けた有望な技術として、シリコン(Si)フォトニクスが注目を集めており、Siチップ内での波長多重(WDM:wavelength division multiplexing)による、光配線の1本当りの伝送容量の向上が期待されている。Siチップ内でWDM光信号の送受信には、WDM光信号を合波する合波器及びWDM光信号を分波する分波器として、例えばSi細線導波路型波長合分波器が用いられる。このような合分波器の一例に遅延干渉型素子があり、種々の遅延干渉型素子についての検討が行われている。
例えば、一対の光カプラ間の導波路に結合するリング導波路を装荷することにより、合分波スペクトルの平坦性が向上することが報告されている。しかしながら、リング導波路を用いたとしても、従来の遅延干渉型素子では、温度制御を行わずに十分な平坦性を得ることは困難である。
特開2013−186358号公報 特開2013−205626号公報
D. W. Kim, A. Barkai, R. Jones, N. Elek, H. Nguyen, and A. Liu, "Silicon-on-insulator eight-channel optical multiplexer based on a cascade of asymmetric Mach-Zehnder interferometers," Optics Letters 33(5), 530-532 (2008) F. Horst, "Silicon integrated waveguide devices for filtering and wavelength demultiplexing," in Proceedings of 2011 Optical Fiber Communication Conference, OWJ3 J. Song, Q. Fang, S. H. Tao, M. B. Yu, G. Q. Lo, and D. L. Kwong, "Passive ring-assisted Mach-Zehnder interleaver on silicon-on-insulator," Optics Express 16(12), 8359-8365 (2008) S. -H. Jeong, S. Tanaka, T. Akiyama, S. Sekiguchi, Y. Tanaka, and K. Morito, "Flat-topped and low loss silicon-nanowire-type optical MUX/DeMUX employing multi-stage microring resonator assisted delayed Mach-Zehnder interferometers," Optics Express 20(23), 26000-26011 (2012)
本発明の目的は、簡易な制御で良好な平坦性のスペクトルを得ることができる光素子、光送信装置及び光受信装置を提供することにある。
光素子の一態様には、第1の遅延干渉計と、前記第1の遅延干渉計に縦続接続された第2の遅延干渉計及び第3の遅延干渉計と、が含まれる。前記第1の遅延干渉計には、第1の光カプラ及び第2の光カプラと、前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられた第1の導波路と、前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられ、前記第1の導波路よりも長い第2の導波路と、前記第1の導波路に結合されたリング導波路と、が含まれる。前記第1の導波路の長さと前記第2の導波路の長さとの差は、チャネル間隔に対応する長さの差から、前記リング導波路の装荷に伴う位相ずれに相当する長さずれている。
光送信装置の一態様には、波長が相違する複数の光を発する光源部と、前記光を変調する変調部と、前記光を合波する上記の光素子と、が含まれる。
光受信装置の一態様には、波長が相違する複数の光を分波する上記の光素子と、前記光素子により分波された光を受光する受光部と、が含まれる。
上記の光素子等によれば、導波路の長さが適切に設定されているため、簡易な制御で良好な平坦性のスペクトルを得ることができる。
参考例に係る遅延干渉型素子の要素を示す図である。 第1の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。 導波路の断面構造を示す図である。 第1の実施形態及び参考例のスペクトル特性を示す図である。 第2の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。 第3の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。 第4の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。 第5の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。 第6の実施形態に係る光受信装置の構成を示す図である。
本願発明者は、従来の遅延干渉型素子では、温度制御を行わずに平坦性の高い合分波スペクトルを得ることが困難な原因について鋭意検討を行った。この結果、従来の遅延干渉型素子には、リング導波路の装荷に付随した位相ずれが生じていることが判明した。
図1は、参考例に係る遅延干渉型素子の要素を示す図である。図1に示す遅延干渉型素子では、図1に示すように、光を分波する光カプラ7に2つの導波路1及び導波路2が接続され、導波路1にリング導波路3が結合され、導波路2に遅延部6が設けられ、遅延部6の分、導波路2の光路長が導波路1の光路長よりも長い。この光路長の差は、要求されるチャネル間隔に応じて定められる。また、リング導波路3の構造はチャネル間隔及び光路長の差等に応じて定められる。そして、遅延部6の存在により導波路2を伝搬する光信号に生じたΔφDの位相遅延がそのまま保持されて光信号が光カプラに入力されるものとして設計が行われている。
しかしながら、本願発明者が鋭意検討を行った結果、導波路1を伝搬する光信号のリング導波路3との結合領域4前後での位相差Δφ1が、導波路2を伝搬する光信号の結合領域4に対応する領域5前後での位相差Δφ2とは一致しないことが判明した。つまり、結合領域4を伝搬した光信号とその対応領域5を伝搬した光信号との間には、φDの位相遅延や製造誤差に伴う位相遅延の他にリング導波路3の装荷に伴う位相ずれ(Δφ1−Δφ2)が含まれていることが判明した。本願発明者が準備した試料では、例えば、結合領域4における導波路1とリング導波路3との間隔、結合領域4の長さ、リング導波路3の湾曲部の曲率半径、及び相対位相差(位相ずれの大きさ)の間に、表1に示す関係があった。この試料における導波路はSi細線導波路であり、導波路の幅は440nmである。
Figure 2016014836
このように、結合領域4における間隔が小さくなるほど位相ずれが大きくなることが、本願発明者により初めて明らかにされた。結合領域4が長くなるほど位相ずれが大きくなることも、本願発明者により初めて明らかにされた。位相ずれの大きさがリング導波路3の曲率半径並びに導波路1及びリング導波路3の幅に依存することも、本願発明者により初めて明らかにされた。そして、位相ずれの大きさは有限の値を示し、固定値ではない。つまり、これまで着目されてきていないものの、リング導波路3が導波路1を伝搬する光信号の位相に影響を及ぼしていることが明らかになった。従来の遅延干渉型素子では、このような位相ずれの影響が考慮されていないため、製造誤差がない場合でも、所望の特性が得られないのである。また、位相ずれの大きさは、結合領域4のモード分布を偶モード及び奇モードに分解し、これらモードと遅延導波路のモードとの間の差分で考えることができる。
本願発明者が上記の新たな知見に基づき更に鋭意検討を行った結果、リング導波路を備える遅延干渉計に、当該リング導波路の装荷に伴う位相ずれを相殺する位相シフタを設けることにより、合分波スペクトルの平坦性が向上することが見出された。
以下、実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。
(第1の実施形態)
先ず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態は、波長分波器の一例である。図2は、第1の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。
第1の実施形態に係る光素子100には、図2に示すように、遅延干渉計110が含まれている。遅延干渉計110には、光カプラ114及び光カプラ115が含まれ、光カプラ114及び光カプラ115間に導波路111及び導波路112が接続されている。導波路112は導波路111よりも長い。遅延干渉計110には、更に、導波路111に結合されたリング導波路113が設けられている。導波路112には位相シフタ116が含まれている。
光カプラ115に、遅延干渉計120及び遅延干渉計130が接続されている。遅延干渉計120には、光カプラ124、光カプラ125及び光カプラ126が含まれ、光カプラ124及び光カプラ125間に導波路121及び導波路122が接続され、光カプラ125及び光カプラ126間に導波路127及び導波路128が接続されている。遅延干渉計130には、光カプラ134、光カプラ135及び光カプラ136が含まれ、光カプラ134及び光カプラ135間に導波路131及び導波路132が接続され、光カプラ135及び光カプラ136間に導波路137及び導波路138が接続されている。導波路122は導波路121よりも差ΔL2長く、導波路128は導波路127よりも差ΔL1長い。差ΔL1は差ΔL2の2倍である。導波路132は導波路131よりも、差ΔL2から1.0πラジアン相当の長さを減じて得られる長さ長く、導波路138は導波路137よりも、差ΔL1から0.5πラジアン相当の長さを減じて得られる長さ長い。導波路112は導波路111よりも、差ΔL1から位相シフタ116の長さΔLPSを減じて得られる長さΔLTotal(ΔLTotal=ΔL1−ΔLPS)長い。
このように、遅延干渉計120及び遅延干渉計130は遅延マッハ・ツェンダ干渉計(DMZI:delayed Mach-Zehnder interferometer)の構造を備えており、遅延干渉計110は、マイクロリング導波路を装荷した遅延マッハ・ツェンダ干渉計(M−DMZI)の構造を備えている。
光カプラ114、光カプラ115、光カプラ124、光カプラ125、光カプラ126、光カプラ134、光カプラ135及び光カプラ136は、例えば、方向性結合器又はMMI(multimode interference)カプラである。導波路111、導波路112、リング導波路113、導波路121、導波路122、導波路127、導波路128、導波路131、導波路132、導波路137及び導波路138には、例えば図3(a)に示す断面構造のSi細線導波路が用いられる。
図3(a)に示すチャネル構造では、Si基板11上に、Si酸化物の埋め込み酸化層12、Si層13及びSi酸化層14が設けられている。Si層13の厚さは220nmであり、幅は440nmである。このようなチャネル構造は、例えば、次のようにして形成することができる。先ず、Si基板、Si酸化物の層及びSi層を備えたSOI基板を準備する。次いで、光露光又は電子ビーム露光等によって導波路又は光カプラを構成する部分を覆うフォトマスクを形成する。その後、フォトマスクを用いてSi層のドライエッチングを行うことにより、所定のパターン形状のSi層13を形成する。ドライエッチングとしては、例えば反応性イオンエッチングを行う。続いて、Si酸化層14を蒸着法等により形成する。このようにして、Si基板11、埋め込み酸化層12、Si層13及びSi酸化層14を備えたチャネル構造が得られる。なお、図3(b)に示すようなリブ導波路構造を採用してもよい。この場合、Si層13に代えて、50nm程度のスラブ高を有するSi層15が用いられる。
次に、差ΔL1及び位相シフタ116の長さについて説明する。差ΔL1は(1)式で表される。
ΔL1=(λDMZI×m)/NEq・・・(1)
λDMZI、m及びNEqは、それぞれ遅延干渉計110の遅延干渉部における中心波長、回折次数並びに導波路111及び導波路112の実効屈折率である。遅延干渉部には、導波路111、及び導波路112の位相シフタ116を除く部分が含まれる。また、リング導波路113及び導波路111を含むマイクロリング共振器(MRR:micro-ring resonator)の中心波長λMRRは(2)式で表される。つまり、本実施形態では、アンチレゾナンス条件(非共振条件)が成り立つ。また、本実施形態では、マイクロリング共振器の光結合率κMRRは、例えば約85%である。
λMRR=λDMZI−0.5×Δν・・・(2)
Δνはチャネル間隔である。従って、チャネル間隔Δν及び中心波長λMRRから中心波長λDMZIを求めることができ、中心波長λDMZI、回折次数m及び実行屈折率NEqから差ΔL1を求めることができる。そして、長さΔLTotalから差ΔL1を減じて得られる値が長さΔLPSである。
なお、チャネル間隔Δνは(3)式で表される。
Δν=λDMZI 2/(2×NGr×ΔL1)・・・(3)
本実施形態では、例えば、チャネル間隔Δνが800GHzであり、導波路111及び導波路112が図3(a)又は(b)に示す構造を備えている。従って、差ΔL1は約44μmであり、差ΔL2は約22μmである。更に、本実施形態では、導波路111、導波路112及びリング導波路113の幅が440nm、導波路111とリング導波路113との間隔が0.2μm、導波路112及びリング導波路113の結合領域の長さが15μmであり、位相シフタ116の長さΔLPSが0.26μmである。導波路111及び導波路112が図3(a)又は(b)に示す構造を備えている場合、0.26μmの光路長は0.79ラジアンの位相差に相当するため、表1から明らかなように、リング導波路113の装荷に伴う相対位相差(位相ずれの大きさ)が相殺される。
また、導波路111及び導波路112が図3(a)又は(b)に示す構造を備えている場合、0.5πラジアン、1.0πラジアンに相当する光路長は、それぞれ0.16μm、0.32μmである。従って、導波路122と導波路121との光路長の差は約22μm、導波路128と導波路127との光路長の差は約44μm、導波路132と導波路131との光路長の差は約21.84μm、導波路138と導波路137との光路長の差は約43.68μmである。
このような光素子100によれば、遅延干渉計110に、適切な位相シフタ116が含まれているため、リング導波路113の装荷に伴う位相ずれが相殺される。このため、従来は着目されていない位相ずれが解消し、温度制御等の煩雑な制御を行わずとも、所望のチャネル間隔を確保しながら、優れた平坦性の光合波スペクトルを得ることができ、優れたサイドバンドのロールオフ特性を得ることができる。また、リング導波路113の作用により、小型サイズで低クロストークを確保することができる。
図4は、第1の実施形態及び参考例のスペクトル特性を示す図である。図4(a)が参考例のスペクトル特性を示し、図4(b)が第1の実施形態のスペクトル特性を示す。これらは、製造誤差が生じていないと仮定したシミュレーションの結果を示す。参考例は、位相シフタ116が設けられていないことを除き、第1の実施形態と同様の構成を備える。図4に示すように、参考例では、製造誤差が生じていないとしても良好な平坦性を得ることは困難である。このため、従来、温度制御等の煩雑な制御が行われている。これに対し、第1の実施形態によれば、優れた平坦性の光合波スペクトルを得ることができ、優れたサイドバンドのロールオフ特性を得ることができる。図4中の4種の曲線は、それぞれ1チャネルの透過率を示している。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。第2の実施形態は、波長分波器の一例である。図5は、第2の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。
第1の実施形態では、上記のように、位相シフタ116が導波路111に含まれているのに対し、第2の実施形態では、位相シフタ116が設けられず、位相シフタ216が導波路112に含まれている。位相シフタ216の長さは−0.26μmである。他の構成は第1の実施形態と同様である。
第2の実施形態では、位相シフタ216が設けられているため、導波路112の長さが第1の実施形態のそれよりも0.26μm短く、位相シフタ116が設けられていないため、導波路111の長さが第1の実施形態のそれよりも0.26μm短い。従って、第1の実施形態と同様に、導波路112は導波路111よりも長さΔLTotal長い。このため、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、波長分波器の一例である。図6は、第3の実施形態に係る光素子の構成を示す図である。
第1の実施形態では、上記のように、位相シフタ116が導波路111に含まれているのに対し、第3の実施形態では、位相シフタ116が設けられず、位相シフタ316が導波路112に含まれ、位相シフタ317が導波路111に含まれている。位相シフタ316の長さは0.13μmであり、位相シフタ317の長さは−0.13μmである。他の構成は第1の実施形態と同様である。
第3の実施形態では、位相シフタ317が設けられているため、導波路112の長さが第1の実施形態のそれよりも0.13μm短く、位相シフタ116に代わって位相シフタ316が設けられている、導波路111の長さが第1の実施形態のそれよりも0.13μm短い。従って、第1の実施形態と同様に、導波路112は導波路111よりも長さΔLTotal長い。このため、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
第2の実施形態及び第3の実施形態から明らかなように、リング導波路の装荷に伴う位相ずれを抑制する位相シフタは、リング導波路が結合する導波路に設けられていてもよく、もう一方の導波路に設けられていてもよく、両導波路に設けられていてもよい。位相シフタが設けられる位置ではなく、位相シフタに伴う2つの導波路間の光路長の差が重要である。
図2、図5及び図6には、それぞれ光素子100、光素子200及び光素子300が波長分波器として用いられる構成が図示されているが、光素子100、光素子200及び光素子300を波長合波器として用いてもよい。
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。第4の実施形態は、光送信装置の一例である。図7は、第4の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。
第4の実施形態に係る光送信装置400には、図7に示すように、光源部410、光変調部420及び第1の実施形態に係る光素子100が含まれている。光源部410に発振波長が相違する4つのレーザ411〜414が含まれ、光変調部420に4つのマッハ・ツェンダ変調器421〜424が含まれている。レーザ411〜414は、CW(continuous wave)光を発する。マッハ・ツェンダ変調器421〜424は入力された光信号を変調する。マッハ・ツェンダ変調器421〜424は、それぞれレーザ411〜414に接続されている。マッハ・ツェンダ変調器421及び422が光カプラ126に接続され、マッハ・ツェンダ変調器423及び424が光カプラ136に接続されている。
この光送信装置400では、光信号が光変調部420により個別に変調される。そして、光素子100が波長合波器として機能し、光カプラ126に入力された変調後の光信号及び光カプラ136に入力された変調後の光信号が光素子100にて合波され、合波後の光信号が光カプラ114から出力される。光素子100が優れたスペクトル平坦性を示すため、光素子100に入力してくる光信号に波長ずれが生じていても、温度変動により光素子100に動作波長シフトが生じても、低損失が保持され、波長多重(WDW)信号の光送信を行うことができる。
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。第5の実施形態は、光送信装置の一例である。図8は、第5の実施形態に係る光送信装置の構成を示す図である。
第5の実施形態に係る光送信装置500には、図8に示すように、光源部410、第1の実施形態に係る光素子100及び光変調部520が含まれている。レーザ411及び412が光カプラ126に接続され、レーザ413及び414が光カプラ136に接続されている。光変調部520に4つのリング変調器521〜524が含まれている。リング変調器521〜524は光カプラ114に縦続に接続されている。
この光送信装置500では、光カプラ126に入力された変調前の光信号及び光カプラ136に入力された変調前の光信号が光素子100にて合波され、合波後の光信号が光カプラ114から出力される。そして、合波後の光信号が光変調部520により一括して変調される。この光送信装置500によっても光送信装置400と同様の効果を得ることができる。
(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態について説明する。第6の実施形態は、光受信装置の一例である。図9は、第6の実施形態に係る光受信装置の構成を示す図である。
第6の実施形態に係る光受信装置600には、図9に示すように、第1の実施形態に係る光素子100及び受光部610が含まれている。受光部610に4つのフォトダイオード611〜614が含まれている。フォトダイオード611及び612が光カプラ126に接続され、フォトダイオード613及び614が光カプラ136に接続されている。
この光受信装置600では、波長多重の光信号(WDW信号)が光カプラ114に入力され、光素子100にて波長毎に4種類の光信号に分波されて光カプラ126及び136から出力される。そして、光カプラ126及び136から出力された4波長の光信号が受光部610により検波される。光素子100が優れたスペクトル平坦性及び低クロストーク性を示すため、光素子100に入力してくる光信号に波長ずれが生じていても、温度変動により光素子100に動作波長シフトが生じても、低損失及び低クロストークが保持される。従って、受光部610による検波の際の光リンクにおけるパワーペナルティを抑制することができる。
第4〜第6の実施形態において、光素子100に代えて光素子200又は300を用いてもよい。
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
(付記1)
第1の遅延干渉計と、
前記第1の遅延干渉計に縦続接続された第2の遅延干渉計及び第3の遅延干渉計と、
を有し、
前記第1の遅延干渉計は、
第1の光カプラ及び第2の光カプラと、
前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられた第1の導波路と、
前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられ、前記第1の導波路よりも長い第2の導波路と、
前記第1の導波路に結合されたリング導波路と、
を有し、
前記第1の導波路の長さと前記第2の導波路の長さとの差は、チャネル間隔に対応する長さの差から、前記リング導波路の装荷に伴う位相ずれに相当する長さずれていることを特徴とする光素子。
(付記2)
前記第2の遅延干渉計及び前記第3の遅延干渉計は、それぞれ、互いに縦続接続された2個の遅延干渉計を有し、
前記2個の遅延干渉計における遅延量は、それぞれ、前記第1の遅延干渉計における遅延量の0.5倍及び1倍であることを特徴とする付記1に記載の光素子。
(付記3)
前記第1の導波路及び前記リング導波路のリング共振器は、前記第1の導波路の長さと前記第2の導波路の長さとの差から求まる透過スペクトルに関してアンチレゾナンス条件を満たすことを特徴とする付記1又は2に記載の光素子。
(付記4)
波長が相違する複数の光を発する光源部と、
前記複数の光を変調する変調部と、
前記複数の光を合波する付記1乃至3のいずれか1項に記載の光素子と、
を有することを特徴とする光送信装置。
(付記5)
前記光素子は、前記変調部による変調が行われた光を合波することを特徴とする付記4に記載の光送信装置。
(付記6)
前記変調部は、前記光素子による合波が行われた光を変調することを特徴とする付記4に記載の光送信装置。
(付記7)
波長が相違する複数の光を分波する付記1乃至3のいずれか1項に記載の光素子と、
前記光素子により分波された光を受光する受光部と、
を有することを特徴とする光受信装置。
100、200、300:光素子
110、120、130:遅延干渉計
111、112:導波路
113:リング導波路
114、115:光カプラ
116、216、316、317:位相シフタ

Claims (5)

  1. 第1の遅延干渉計と、
    前記第1の遅延干渉計に縦続接続された第2の遅延干渉計及び第3の遅延干渉計と、
    を有し、
    前記第1の遅延干渉計は、
    第1の光カプラ及び第2の光カプラと、
    前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられた第1の導波路と、
    前記第1の光カプラと前記第2の光カプラとの間に設けられ、前記第1の導波路よりも長い第2の導波路と、
    前記第1の導波路に結合されたリング導波路と、
    を有し、
    前記第1の導波路の長さと前記第2の導波路の長さとの差は、チャネル間隔に対応する長さの差から、前記リング導波路の装荷に伴う位相ずれに相当する長さずれていることを特徴とする光素子。
  2. 前記第2の遅延干渉計及び前記第3の遅延干渉計は、それぞれ、互いに縦続接続された2個の遅延干渉計を有し、
    前記2個の遅延干渉計における遅延量は、それぞれ、前記第1の遅延干渉計における遅延量の0.5倍及び1倍であることを特徴とする請求項1に記載の光素子。
  3. 前記第1の導波路及び前記リング導波路のリング共振器は、前記第1の導波路の長さと前記第2の導波路の長さとの差から求まる透過スペクトルに関してアンチレゾナンス条件を満たすことを特徴とする請求項1又は2に記載の光素子。
  4. 波長が相違する複数の光を発する光源部と、
    前記光を変調する変調部と、
    前記光を合波する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光素子と、
    を有することを特徴とする光送信装置。
  5. 波長が相違する複数の光を分波する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の光素子と、
    前記光素子により分波された光を受光する受光部と、
    を有することを特徴とする光受信装置。
JP2014137875A 2014-07-03 2014-07-03 光素子、光送信装置及び光受信装置 Active JP6388502B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014137875A JP6388502B2 (ja) 2014-07-03 2014-07-03 光素子、光送信装置及び光受信装置
US14/730,706 US9547132B2 (en) 2014-07-03 2015-06-04 Optical element, light transmitting device, and light receiving device
CN201510344962.3A CN105278041B (zh) 2014-07-03 2015-06-19 光学元件、光发射装置以及光接收装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014137875A JP6388502B2 (ja) 2014-07-03 2014-07-03 光素子、光送信装置及び光受信装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016014836A true JP2016014836A (ja) 2016-01-28
JP6388502B2 JP6388502B2 (ja) 2018-09-12

Family

ID=55017795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014137875A Active JP6388502B2 (ja) 2014-07-03 2014-07-03 光素子、光送信装置及び光受信装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9547132B2 (ja)
JP (1) JP6388502B2 (ja)
CN (1) CN105278041B (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102407142B1 (ko) * 2017-06-30 2022-06-10 삼성전자주식회사 빔 스티어링 소자 및 이를 포함하는 전자 장치
CN107422421B (zh) * 2017-07-25 2023-11-07 浙江大学 一种基于弯曲定向耦合器的稀疏波分复用器
CN107204813A (zh) * 2017-07-28 2017-09-26 浙江九州量子信息技术股份有限公司 一种基于硅基集成波导的相位编码装置
US10862588B1 (en) 2019-06-21 2020-12-08 Xilinx, Inc. Dense wavelength division and multiplexing scheme for optical integrated circuits
JP2023004686A (ja) * 2021-06-28 2023-01-17 富士通株式会社 光分波器及び通信装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232333A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光合分波器
JP2003014958A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光合分波回路
JP2007178550A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nec Corp 光機能素子、その駆動方法及び製造方法
US20090169211A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Wei Chen Performance Compensated Tx/Rx Optical Devices
JP2013186358A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Fujitsu Ltd 波長合分波素子およびそれを用いた光学装置
JP2013205626A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Fujitsu Ltd 波長合分波素子、多波長光源及び多波長光送信器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003315752A (ja) * 2002-04-24 2003-11-06 Fujitsu Ltd 波長分散補償フィルタ
US7149373B2 (en) * 2004-02-02 2006-12-12 Lucent Technologies Inc. Active/passive monolithically integrated channel filtering polarization splitter
CN102272643B (zh) * 2009-01-09 2013-10-09 日本电信电话株式会社 光合分波电路以及使用光合分波电路的光模块和光通信***
JP2013061431A (ja) * 2011-09-12 2013-04-04 Furukawa Electric Co Ltd:The 復調用遅延回路および光受信器
CN104067464B (zh) * 2012-01-31 2016-08-24 富士通株式会社 激光器件
JP6342651B2 (ja) * 2012-12-06 2018-06-13 アイメックImec 外部影響に対して低感受性の集積フォトニックデバイスおよび感受性低減方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05232333A (ja) * 1992-02-24 1993-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光合分波器
JP2003014958A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波路型光合分波回路
JP2007178550A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Nec Corp 光機能素子、その駆動方法及び製造方法
US20090169211A1 (en) * 2007-12-28 2009-07-02 Wei Chen Performance Compensated Tx/Rx Optical Devices
JP2013186358A (ja) * 2012-03-09 2013-09-19 Fujitsu Ltd 波長合分波素子およびそれを用いた光学装置
JP2013205626A (ja) * 2012-03-28 2013-10-07 Fujitsu Ltd 波長合分波素子、多波長光源及び多波長光送信器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Flat-topped and low loss silicon-nanowire-type optical MUX/DeMUX employing multi-stage microring res", OPTICS EXPRESS, JPN6018003112, 2 November 2012 (2012-11-02), US, ISSN: 0003729788 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN105278041B (zh) 2018-11-23
CN105278041A (zh) 2016-01-27
US20160006533A1 (en) 2016-01-07
JP6388502B2 (ja) 2018-09-12
US9547132B2 (en) 2017-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9615152B2 (en) Optical element and light receiving device
US8532446B2 (en) Scalable silicon photonic multiplexers and demultiplexers
JP6388502B2 (ja) 光素子、光送信装置及び光受信装置
JP5315792B2 (ja) 光変調器
JP5910186B2 (ja) 波長合分波素子およびそれを用いた光学装置
CN105655869B (zh) 多通道可调激光器
US20100150550A1 (en) Transmission method of wdm light and wdm optical transmission system
JP5357214B2 (ja) 光集積回路
US11249246B2 (en) Multiple stage Bragg gratings in multiplexing applications
JP6040598B2 (ja) 光分岐挿入装置、ネットワーク管理装置、及び波長選択スイッチ
JP2008058562A (ja) アレイ導波路格子型合分波器
JP5949610B2 (ja) 波長合分波器及び光集積回路装置
JP6653886B2 (ja) モード合分波器及びモード多重伝送システム
Saber et al. A CMOS compatible ultracompact silicon photonic optical add-drop multiplexer with misaligned sidewall Bragg gratings
Liu et al. Ultra-compact lithium niobate photonic chip for high-capacity and energy-efficient wavelength-division-multiplexing transmitters
JP6771602B2 (ja) 波長制御素子及び波長制御方法
JP6509626B2 (ja) 波長合分波素子、光受信器及び光送信器
JP7293868B2 (ja) 波長合分波素子、光送信装置及び光受信装置
JP2013205626A (ja) 波長合分波素子、多波長光源及び多波長光送信器
US9948423B2 (en) Variation-tolerant wavelength division multiplexing receiver and transceiver, and associated methods
Dai et al. Bandwidth tunable filter with large bandwidth and wavelength tuning range
JP6109002B2 (ja) 光導波素子
Porzi et al. Silicon photonics comb demultiplexer for elastic optical networks
JP2009294464A (ja) リング共振器
JP2006251152A (ja) 導波路型温度無依存光合分波器

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170404

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180406

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: 20180731

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180814

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6388502

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350