JP3857906B2 - 光波長合分波器 - Google Patents
光波長合分波器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3857906B2 JP3857906B2 JP2001344961A JP2001344961A JP3857906B2 JP 3857906 B2 JP3857906 B2 JP 3857906B2 JP 2001344961 A JP2001344961 A JP 2001344961A JP 2001344961 A JP2001344961 A JP 2001344961A JP 3857906 B2 JP3857906 B2 JP 3857906B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- multiplexing
- demultiplexing
- circuit
- stage
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム等に用いられる光波長合分波器に関するものである。
【0002】
【背景技術】
近年のインターネットトラヒックの急増を背景に、通信ネットワーク容量の拡大が急務となっており、それに伴い、波長分割多重(Wavelength Division Multiplexing (WDM))伝送技術の検討が盛んに行なわれている。波長分割多重伝送技術は、1本の光ファイバに異なる波長の光信号を複数多重して伝送するため、伝送容量を波長多重分だけ拡大できる。
【0003】
柔軟性および運用性の高い波長多重システムを実現するためには、様々な光デバイスが必要とされており、中でも、光波長合分波器は波長多重システムの構築に必須となる光デバイスの1つである。光波長合分波器は、例えば互いに異なる複数の波長の光を合波する光合波機能や、互いに異なる複数の波長を持った光からそれぞれの波長の光を分波する光分波機能を有している。
【0004】
ところで、最近では、波長多重システムの実用化検討が、基幹系などの長距離伝送から都市間や都市内等のメトロ用中長距離伝送にシフトしてきたため、伝送容量だけでなく、システム自体の構築コストおよび伝送コストも重要課題になってきた。したがって、低損失で、かつ、透過帯域が広い光波長合分波器が熱望されるようになった。
【0005】
波長多重伝送に適用される光波長合分波器が低損失であれば、伝送距離が拡大できるため、伝送品質を劣化させることなく中継器(光増幅器)の数やグレード(増幅率)を下げることができるので、大きなコスト効果が期待できる。また、波長多重伝送に適用される光波長合分波器の透過帯域が広ければ、信号光源の発信波長を制御しているコントローラが不要になる可能性もあり、同様にコスト効果が期待できる。
【0006】
光波長合分波器の形態は様々に検討されており、代表的なものとしてアレイ導波路回折格子、マッハツェンダ光干渉計回路が知られている。アレイ導波路回折格子は、効率良く多波長化できる大きなメリットがある反面、原理的に損失が大きく、また、透過帯域を平坦化するには数dB程度の損失をさらに犠牲にしなければならない。
【0007】
一方、例えば図12に示すようなマッハツェンダ光干渉計回路5は低損失が期待できる回路であり、図13に示すように、マッハツェンダ光干渉計回路5を複数接続して光波長合分波器を構成することが提案された。
【0008】
なお、本明細書において、マッハツェンダ光干渉計回路5は、図12に示したように、第1の光路1と、該第1の光路1と並設された第2の光路2とを有し、これら第1の光路1と第2の光路2を近接させた(N+1)個(N=1)の光結合部3(つまり2個の光結合部3)を光路長手方向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路7のことである。光結合部3の結合率は、例えばηにより表される。
【0009】
マッハツェンダ光干渉計回路5の光結合部3に挟まれた第1の光路と第2の光路の長さは互いに異なる長さと成し、位相部としての遅延回路4を形成している。マッハツェンダ光干渉計回路5を形成する第1と第2の光路1,2は、光導波路により形成してもよいし、光ファイバにより形成してもよい。
【0010】
図13に示す光波長合分波器は、光入出力の一方11側(光入力部8側)に1つのマッハツェンダ光干渉計回路5を設け、このマッハツェンダ光干渉計回路5の出力側に、2つのマッハツェンダ光干渉計回路5を並設し、これら並設マッハツェンダ光干渉計回路5と光入力部8側に設けたマッハツェンダ光干渉計回路5をツリー状に多段(ここでは2段)に接続して形成されている。
【0011】
図13には、この光波長合分波器の光分波機能が示されており、光波長合分波器の入力部8から波長λ1、λ2、λ3、λ4の波長多重光を導入し、各光出力部9からそれぞれの波長の光を出力している。
【0012】
しかしながら、同図に示すような光波長合分波器は、低損失を実現できる反面、その透過帯域が十分に確保できないといった問題が生じていた。
【0013】
そこで、マッハツェンダ光干渉計回路5の特徴である低損失を維持したまま、透過帯域を拡大する手法として、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会C-3-14には光フーリエフィルタ回路6をツリー状に接続した構成の光波長合分波器が提案された。
【0014】
図14には、光フーリエフィルタ6をツリー状に接続した光波長合分波器の構成例が示されており、同図に示す構成は、図13に示した光波長合分波器におけるマッハツェンダ光干渉計回路5を全て光フーリエフィルタ回路6とした光波長合分波器である。
【0015】
なお、本明細書において、光フーリエフィルタ回路6は、図15に示すように、第1の光路1と、該第1の光路1と並設された第2の光路2とを有し、これら第1の光路1と第2の光路2を近接させた(N+1)個(Nは2以上の整数)の光結合部3を光路長手方向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路7である。図14に示す光波長合分波器に適用されている光フーリエフィルタ回路6はN=2とした回路である。
【0016】
光フーリエフィルタ回路6は、光結合部3に挟まれたN個の位相部としての遅延回路4を有し、この遅延回路4は第1の光路1と第2の光路2の長さを互いに異なる長さとしている。光フーリエフィルタ回路6を形成する第1と第2の光路1,2は、光導波路により形成してもよいし、光ファイバにより形成してもよい。
【0017】
光フーリエフィルタ回路6は、透過特性と遮断特性の両方を広帯域化した方形波スペクトルを比較的容易に実現できる手法として非常に注目されており、例えば特開平8―234050号公報、C.Huang at el., NFOEC'99,Proc., pp.311-316(1999)や、H.Arai at el., NFOEC'99,Proc., pp.444-451(1999)等に光フーリエフィルタ回路6について検討した結果が述べられている。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図14に示したような、光フーリエフィルタ回路6のみを多段に接続した光波長合分波器は、低損失と広帯域化を同時に実現できて光学特性の面では魅力的であるが、この光波長合分波器は、図13に示したような、マッハツェンダ光干渉計回路5を多段に接続した光波長合分波器に比べて回路サイズが大幅に大きくなってしまうといった問題があった。
【0019】
特に、光導波路型の回路を形成する場合、光波長合分波器のサイズは1ウェハあたりの光波長合分波器チップの個数を決定する重要な要件であり、チップの価格に反映されるので、低コストを実現するためには、できるだけチップサイズを小さくすることが好ましい。
【0020】
また、光フーリエフィルタ回路6の遅延回路4の遅延量(第1の光路1の長さ−第2の光路2の長さ)には規則性があり、一般に、最小遅延量の絶対値をΔLとしたとき、その他の遅延量の絶対値はΔL・2m(mは整数)程度とされる。
【0021】
例えば光フーリエフィルタ回路6における遅延回路4の個数Nを2個とした場合、遅延回路4(4a)の遅延量の絶対値がΔL、遅延回路4(4b)の遅延量の絶対値がΔL・21=2・ΔLとなり、合計3・ΔLとなる。つまり、この光フーリエフィルタ回路6の長さは、1個の遅延回路4を有するマッハツェンダ光干渉計回路5の遅延量の絶対値であるΔLに比べて非常に長くなる。
【0022】
また、このように遅延量の絶対値が大きいと、実現できるスペクトルの周波数間隔(波長間隔)が小さくなり、製造ばらつきに起因する波長変動が回路の通過スペクトルに与える影響が大きくなる。そのため、光フーリエフィルタ回路6のみを多段に接続した光波長合分波器は、製造トレランスが低くなってしまい、波長安定性を良好にすることが難しいといった問題もあった。
【0023】
本発明は上記従来の課題を解決するために成されたものであり、その目的は、低損失、広帯域化および、良好な波長安定性を実現でき、かつ、小型で安価の光波長合分波器を提供することにある。
【0024】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、第1の発明は、第1の光路と、該第1の光路と並設された第2の光路とを有して、これら第1の光路と第2の光路を近接させた(N+1)個(Nは1以上の整数)の光結合部を光路長手方向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路をM個(Mは2以上の整数)有し、前記各光合分波回路内の隣り合う光結合部に挟まれた第1の光路と第2の光路の長さを互いに異なる長さに形成し、光入力側に1つ以上の前記光合分波回路を設けて第1段の光合分波回路とし、該第1段の光合分波回路の光出力側に1つ以上の光合分波回路を設けて第2段の光合分波回路を形成するといった如く、1つの段の光合分波回路を1つ以上の光合分波回路により形成して光入力側から光出力側にかけて複数段の光合分波回路を設けて接続し、前記M個の光合分波回路のうち最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を含む1個以上M個未満の光合分波回路はN≧2とした光フーリエフィルタ回路とし、残りの光合分波回路はN=1としたマッハツェンダ光干渉計回路とし、前記複数段の光合分波回路のうち、少なくとも1つの段の光合分波回路がすべてマッハツェンダ光干渉計回路のみから構成されている構成としたことをもって課題を解決する手段としている。
【0025】
また、第2の発明は、上記第1の発明の構成に加え、前記光合分波回路を3個以上有し、光入出力の少なくとも一方側の段には複数の光合分波回路を並設し、光入出力の他方側に向かうにつれて各段の光合分波回路の並設数を順次減少していき、光入出力の他方側には1つ以上の光合分波回路を設けて各段の光合分波回路をツリー状に多段接続した構成をもって課題を解決する手段としている。
【0026】
さらに、第3の発明は、上記第1または第2の発明の構成に加え、第1段の複数の光合分波回路が合波した光を第2段の光合分波回路でさらに合波するといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の光合分波回路でさらに合波する機能を有し、最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を最終段の光合分波回路とし、少なくとも最終段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0027】
さらに、第4の発明は、上記第1または第2の発明の構成に加え、前記第1段の光合分波回路が分波した光を第2段の対の光合分波回路でさらに分波するといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の光合分波回路でさらに分波する機能を有し、最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を第1段の光合分波回路とし、少なくとも前記第1段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした構成をもって課題を解決する手段としている。さらに、第5の発明は、上記第3の発明の構成を備え、前記最終段の光合分波回路のみを光フーリエフィルタ回路とした構成をもって課題を解決する手段としている。さらに、第6の発明は、上記第4の発明の構成を備え、前記第1段の光合分波回路のみを光フーリエフィルタ回路とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0028】
さらに、第7の発明は、上記第1乃至第6のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光フーリエフィルタ回路はN=2またはN=3とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0029】
さらに、第8の発明は、上記第1乃至第7のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第1の光路と第2の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光導波路とした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0030】
さらに、第9の発明は、上記第1乃至第7のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第1の光路と第2の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光ファイバとした構成をもって課題を解決する手段としている。
【0031】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。図1には、本発明に係る光波長合分波器の第1実施形態例の要部構成図が平面図により示されている。
【0032】
同図に示すように、本実施形態例の光波長合分波器は、M個(Mは2以上の整数であり、ここでは3個)の光合分波回路7をツリー状に多段(ここでは2段)接続して形成されている。それぞれの光合分波回路7は、第1の光路1と、該第1の光路と並設された第2の光路2とを有して、これら第1の光路1と第2の光路2を近接させた(N+1)個(Nは1以上の整数)の光結合部3を光路長手方向に互いに間隔を介して形成されている。
【0033】
第1の光路1と第2の光路2は、使用波長帯域内である波長1.55μm帯(C−band)でシングルモード条件を満たす光導波路であり、上記導波路構成は、シリコン基板20上に形成されている。
【0034】
本実施形態例の光波長合分波器は、光入力側(光入力部8側)に1つ以上の光合分波回路7を設けて第1段の光合分波回路7とし、該第1段の光合分波回路7の光出力側に1つ以上の光合分波回路7を設けて第2段の光合分波回路7を形成するといった如く、1つの段の光合分波回路7を1つ以上の光合分波回路7により形成して光入力側から光出力側(光出力部9側)にかけて複数段の光合分波回路7を設けて接続して形成されている。
【0035】
また、この光波長合分波器は、光入出力の少なくとも一方11側(ここでは光入力部8側)には複数の光合分波回路7を並設して1つの段の光合分波回路7を形成し、光入出力の他方12側(ここでは光出力部9側)に向かうにつれて各段の光合分波回路7の並設数を順次減少していき、光入出力の他方12側には1つ以上(ここでは1つ)の光合分波回路7を設けて各段の光合分波回路7をツリー状に多段接続して形成されている。
【0036】
本実施形態例は、前記M個の光合分波回路7のうち1個以上M個未満(ここでは1個)の光合分波回路7をN≧2とした光フーリエフィルタ回路6とし、残りの光合分波回路はN=1としたマッハツェンダ光干渉計回路5としたことを特徴としている。
【0037】
また、本実施形態例は、2つ以上(ここでは2つ)の光合分波回路7を並設して第1段の光合分波回路7を形成し、該第1段の対の光合分波回路7が合波した光を第2段の光合分波回路7でさらに合波するといった如く、前段の対の光合分波回路7の光出力を後段の光合分波回路7でさらに合波する機能を有している。そして、最終段の光合分波回路7を光フーリエフィルタ回路6としている。この光フーリエフィルタ回路6はN=2の回路である。
【0038】
光フーリエフィルタ回路6およびマッハツェンダ光干渉計回路5に設けられている光結合部3は、第1の光路1を形成する光導波路と第2の光路2を形成する光導波路を近接させて成る方向性結合部である。
【0039】
本実施形態例は、基板上に火炎加水分解堆積法を用いて石英系ガラス膜を形成して成り、その光導波路構成は、フォトリソグラフィ工程を用いて作製されている。光導波路の断面は8.0μm×8.0μmの正方形状を有しており、光導波路(コア)部分の屈折率は、この光導波路部分にドープするTiO2のドープ量を調整することにより、周りの石英系ガラス(クラッド)と比較して0.4%高く形成されている。
【0040】
この光波長合分波器の回路は、周波数間隔400GHzの4波(λ1=1.54851μm、λ4=1.55172μm、λ2=1.55494μm、λ3=1.55817μm)を合波する400GHz−4chの実現を目的にした回路である。本実施形態例の光波長合分波器は、各光入力部8から入力された波長λ1、λ2、λ3、λ4の光を合波して、合波光を光出力部9から出力する。
【0041】
第1段の光合分波回路7はマッハツェンダ光干渉計回路5(5a,5b)であり、これらのマッハツェンダ光干渉計回路5(5a,5b)は、いずれも、各光結合部の結合率ηが、使用波長帯である1.55μm帯の中心波長である波長1.55μmに対し、それぞれ、50%になるように、図2に示す、光導波路間のギャップGと結合部長を調整して形成されている。
【0042】
また、マッハツェンダ光干渉計回路5(5a)の遅延回路4の遅延量の絶対値ΔLは129.3μm、マッハツェンダ光干渉計回路5(5b)の遅延回路4の遅延量の絶対値ΔLは129.6μmであり、マッハツェンダ光干渉計回路(5a,5b)はそれぞれ、800GHz間隔の2波長を合波する機能を有している。
【0043】
前記光フーリエフィルタ回路6の光結合部(3a,3b,3c)の結合率は、使用波長帯である1.55μm帯の中心波長である波長1.55μmに対し、以下に示す値である。すなわち、図3に示す光結合部3aの結合率η1=50%、光結合部3bの結合率η2=71%、光結合部3cの結合率η3=9%である。これらの値が得られるように、それぞれの光結合部3a,3b,3cにおいて、図2に示す光導波路間のギャップGおよび結合部長が調整されている。
【0044】
さらに、光フーリエフィルタ回路6の遅延回路4(4a,4b)の遅延量の絶対値ΔL1、ΔL2は、それぞれ、258.6μm、515.6μmであり、ΔL2をΔL1の約2倍とすることで、光フーリエフィルタ回路6の特徴である透過帯域の広帯域化を達成できるようにした。
【0045】
本実施形態例は以上のように構成されており、その通過スペクトルは図4に示すようになった。同図に示すように、本実施形態例の光波長合分波器は、400GHz間隔のグリッド波長に対して十分な広帯域化が実現でき、0.5dB帯域幅は表1に示すように1.9nmだった。また、この光波長合分波器の回路サイズ(光路長手方向の長さ)は、75mmであった。
【0046】
【表1】
【0047】
なお、本実施形態例の有効性を明確にするために、図5に示すように、比較例1として、3個のマッハツェンダ光干渉計回路5を2段に接続して成る400GHz−4chの光波長合分波器を形成し、この光波長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、図6に示すようになった。
【0048】
また、比較例2として、図7に示すように、N=2の光フーリエフィルタ回路6を3個設けて、これらの光フーリエフィルタ回路6を2段に接続して成る400GHz−4chの光波長合分波器を形成し、この光波長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、図8に示すようになった。
【0049】
また、比較例1、2の光波長合分波器の回路サイズ、0.5dB帯域幅は、それぞれ、表1に示すような値となった。なお、第1実施形態例および比較例1、2の回路において、曲線部は、曲線部での放射損失が発生しないように、曲率半径18mmの円弧で形成した。
【0050】
表1および図4、図6、図8から明らかなように、比較例1は、回路サイズが第1実施形態例よりも25mmほど小さいものの、比較例1は、スペクトルから導き出される透過帯域が狭く、0.5dB帯域幅が1.2nmで広帯域化の要求を満足できない。
【0051】
また、比較例2は、第1実施形態例とほぼ同様に透過帯域が広く、0.5dB帯域幅が2.0nmと広帯域の要求を満足するものの、比較例2は、回路サイズが第1実施形態例よりも21mmほど大きくなる。
【0052】
それに対し、第1実施形態例は、透過帯域が広く、0.5dB帯域幅が1.9nmで比較例1の1.6倍もあり、比較例2の0.5dB帯域幅の値2.0nmと遜色なく、かつ、比較例2に比べて回路サイズが約21mmも小さくなっている。
【0053】
このように、本第1実施形態例は、光波長合分波器に求められている低損失と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型で安価な光波長合分波器とすることができた。
【0054】
図9には、本発明に係る光波長合分波器の第2実施形態例が示されている。なお、本第2実施形態例の説明において、第1実施形態例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化する。
【0055】
本第2実施形態例は上記第1実施形態例とほぼ同様に構成されており、本第2実施形態例が上記第1実施形態例と異なる特徴的なことは、最終段に設けた光フーリエフィルタ回路6を、N=3の回路としたことである。つまり、第2実施形態例では、光フーリエフィルタ回路6は4個の光結合部3(3a,3b,3c,3d)を有し、3個の遅延回路4(4a,4b,4c)を有している。
【0056】
第2実施形態例の光波長合分波器の回路は、周波数間隔800GHzの4波(λ1=1.53977μm、λ4=1.54612μm、λ2=1.55252μm、λ3=1.55898μm)を合波する800GHz−4chの実現を目的にした回路である。第2実施形態例の光波長合分波器は、各光入力部8から入力された波長λ1、λ2、λ3、λ4の光を合波して、合波光を光出力部9から出力する。
【0057】
第1段の光合分波回路7はマッハツェンダ光干渉計回路5(5a,5b)であり、これらのマッハツェンダ光干渉計回路5(5a,5b)は、いずれも、各光結合部3a,3bの結合率が、使用波長帯である1.55μm帯の中心波長である波長1.55μmに対し、それぞれ、50%になるように、図2に示した、光導波路間のギャップGと結合部長を調整して形成されている。
【0058】
マッハツェンダ光干渉計回路5(5a)の遅延回路4の遅延量の絶対値ΔLは64.3μm、マッハツェンダ光干渉計回路5(5b)の遅延回路4の遅延量の絶対値ΔLは64.6μmであり、マッハツェンダ光干渉計回路(5a,5b)はそれぞれ、1600GHz間隔の2波長を合波する機能を有している。
【0059】
また、前記光フーリエフィルタ回路6の光結合部(3a,3b,3c,3d)の結合率は、使用波長帯である1.55μm帯の中心波長である波長1.55μmに対し、以下に示す値である。すなわち、光結合部3aの結合率η1=50%、光結合部3bの結合率η2=50%、光結合部3cの結合率η3=2%、光結合部3dの結合率η4=2%である。これらの値が得られるように、それぞれの光結合部3a,3b,3c,3dにおいて、図2に示す光導波路間のギャップGおよび結合部長が調整されている。
【0060】
光フーリエフィルタ回路6の遅延回路4(4a,4b)の遅延量の絶対値ΔL1、ΔL2、ΔL3は、それぞれ、129.1μm、258.2μm、514.8μmであり、ΔL2をΔL1の約2倍、ΔL2をΔL3の約4倍とすることで、光フーリエフィルタ回路6の特徴である透過帯域の広帯域化を達成できるようにした。
【0061】
本第2実施形態例は以上のように構成されており、その通過スペクトルが図10の○に示すようになり、800GHz間隔のグリッド波長に対して十分な広帯域化が実現できている。
【0062】
また、比較例として、全ての光合分波回路7をマッハツェンダ光干渉計回路5により形成した回路の特性が同図の特性線aに示されており、第2実施形態例の特性をこの比較例の特性と比べると、第2実施形態例は、比較例と最小損失が殆ど一致しているにもかかわらず、0.5dB通過帯域を比較例の1.5倍程度に拡大できている。
【0063】
このように、第2実施形態例も、上記第1実施形態例と同様に、近年の光波長合分波器に求められている低損失と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型で安価な光波長合分波器とすることができた。
【0064】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記各実施形態例では、M(M=3)個の光合分波回路7を有する光波長合分波器のうち、最終段の光合分波回路7のみを光フーリエフィルタ回路6としたが、光フーリエフィルタ回路6は1個以上M個未満とすればよく、例えば、M=3の場合は、2個の光合分波回路7を光フーリエフィルタ回路6としてもよい。
【0065】
ただし、上記各実施形態例から明らかなように、光合波器として機能する光波長合分波器の最終段に設ける1つの光合分波回路7のみを光フーリエフィルタ回路6とすることにより、全ての光合分波回路7をマッハツェンダ光干渉計回路5で形成した光波長合分波器に比べ、低損失、広帯域化の特性を十分発揮できる。また、光フーリエフィルタ回路6の個数が少ない方が回路サイズを小型化でき、波長安定性も良好にできるので、光合波器として機能する光波長合分波器の最終段に光フーリエフィルタ回路を設けることが好ましい。
【0066】
また、上記第1実施形態例は、光フーリエフィルタ回路6における遅延回路4の数(N)を2個とし、第2実施形態例は、光フーリエフィルタ回路6における遅延回路4の数を3個としたが、本発明の光波長合分波器に設ける光フーリエフィルタ回路6の遅延回路の個数は、N≧4としてもよい。
【0067】
ただし、光フーリエフィルタ回路6の遅延回路4の個数であるNを4以上とすると、回路長が長くなり、製造コストに与える影響が無視できなくなってくるので、N=2またはN=3が好ましい。
【0068】
さらに、上記各実施形態例は、複数波長の光を合波する例について述べたが、合波器と分波器とは使用方法の違いだけであり、図1、図9の回路を用い、各実施形態例で述べた光出力部9から波長多重光を入力すれば、その波長多重光を分波でき、かつ、上記各実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【0069】
このように、光波長合分波器を光分波用として適用する場合、光入力側を第1段として少なくとも第2段以降の光合分波回路7は2つ以上の光合分波回路7を並設して形成し、第1段の光合分波器7が分波した光を第2段の対の光合分波器7でさらに分波するといった如く、前段の光合分波器7の光出力を後段の対の光合分波器7でさらに分波する構成とすると4波以上の光を分波できる。そして、少なくとも前記第1段の光合分波回路7は光フーリエフィルタ回路6とすると上記各実施形態例と同様の効果を奏することができる。
【0070】
さらに、上記各実施形態例は3個の光合分波回路7を有する構成としたが、本発明の光波長合分波器を形成する光合分波回路7の数は特に限定されるものではなく2個以上の適宜の数に設定されるものである。
【0071】
なお、図11には、1個のマッハツェンダ光干渉計回路5と1個の光フーリエフィルタ回路6を有し、合計2個の光合分波回路7を設けて形成される光波長合分波器の例が示されている。このように、2個の光合分波回路7を有する光波長合分波器は、3波の光合分波を行なう光波長合分波器として機能する。
【0072】
さらに、上記第1実施形態例は、400GHz−4chの光波長合分波器とし、上記第2実施形態例は、800GHz−4chの光波長合分波器としたが、光波長合分波器の周波数間隔やチャンネル数(波長数)は特に限定されるものではなく、適宜設定されるものである。
【0073】
さらに、上記各実施形態例は、第1、第2の光路1,2を光導波路とし、これらの光導波路を、火炎加水分解堆積法とフォトリソグラフィ工程を用いて形成される石英系光導波路により形成したが、光導波路の作製方法や光導波路の種類は特に限定されるものでなく適宜設定されるものであり、本発明は、従来、または様々に提案されている作製方法や光導波路種類を適用して構成することができる。
【0074】
さらに、上記各実施形態例では、光結合部3は方向性結合部としたが、光結合部をマルチモード光干渉導波路等により形成してもよい。
【0075】
さらに、上記各実施形態例は、第1、第2の光路1,2を光導波路としたが、第1、第2の光路1,2を使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光ファイバとし、光結合部3は光カプラにより形成してもよい。この場合も、その長さや有効屈折率等は光路を光導波路により形成した場合と同様のパラメータを適用することができる。
【0076】
さらに、上記各実施形態例では、使用波長帯域を波長1.55μm帯としたが、使用波長帯域は波長1.55μm帯に限定されることはなく適宜設定されるものであり、例えば波長1.6μm帯に本発明を適用することもできる。
【0077】
【発明の効果】
本発明によれば、小型で作製が容易なマッハツェンダ光干渉計回路と、低損失と広帯域化を同時に実現できる光フーリエフィルタ回路を組み合わせて多段構成の光波長合分波器を形成することにより、低損失と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型で波長安定性が良好な安価な光波長合分波器を実現できる。
【0078】
また、本発明において、光合波機能を有する光波長合分波器の最終段の最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を光フーリエフィルタ回路としたり、光分波機能を有する光波長合分波器の第1段の最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を光フーリエフィルタ回路とすることにより、低損失と広帯域化を効率的に実現でき、かつ、小型で波長安定性が良好な光波長合分波器を容易に実現できる。
【0079】
さらに、本発明において、光フーリエフィルタ回路はN=2またはN=3とした構成によれば、小型で波長安定性が良好な光フーリエフィルタ回路を設けることにより、小型で波長安定性が良好な光波長合分波器を容易に実現できる。
【0080】
さらに、本発明において、光路を使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光導波路やシングルモード光ファイバにより形成することにより、容易に作製でき、的確に機能する光波長合分波器を形成することができる。
【0081】
特に、本発明において、光路を光導波路とすると、光波長合分波器をより一層形成しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光波長合分波器の第1実施形態例を平面図により示す要部構成図である。
【図2】光波長合分波器を構成する光合分波回路における光結合部の構成を示す平面説明図である。
【図3】上記第1実施形態例に適用されている光フーリエフィルタ回路の構成を示す平面説明図である。
【図4】上記第1実施形態例の通過スペクトル例を示すグラフである。
【図5】上記第1実施形態例に対する比較例1の構成を示す平面説明図である。
【図6】上記比較例1の通過スペクトル例を示すグラフである。
【図7】上記第1実施形態例に対する比較例2の構成を示す平面説明図である。
【図8】上記比較例2の通過スペクトル例を示すグラフである。
【図9】本発明に係る光波長合分波器の第2実施形態例を平面図により示す要部構成図である。
【図10】上記第2実施形態例の通過スペクトルをその比較例の通過スペクトルと共に示すグラフである。
【図11】本発明に係る光波長合分波器の他の実施形態例を平面図により示す説明図である。
【図12】マッハツェンダ光干渉計回路の平面構成を示す説明図である。
【図13】マッハツェンダ光干渉計回路をツリー状に複数接続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明図である。
【図14】光フーリエフィルタ回路をツリー状に複数接続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明図である。
【図15】光フーリエフィルタ回路の構成例を示す平面説明図である。
【符号の説明】
1 第1の光路
2 第2の光路
3,3a,3b,3c,3d 光結合部
4,4a,4b,4c 遅延回路
5 マッハツェンダ光干渉計回路
6 光フーリエフィルタ回路
7 光合分波回路
8 光入力部
9 光出力部
11 一方
12 他方
Claims (9)
- 第1の光路と、該第1の光路と並設された第2の光路とを有して、これら第1の光路と第2の光路を近接させた(N+1)個(Nは1以上の整数)の光結合部を光路長手方向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路をM個(Mは2以上の整数)有し、前記各光合分波回路内の隣り合う光結合部に挟まれた第1の光路と第2の光路の長さを互いに異なる長さに形成し、光入力側に1つ以上の前記光合分波回路を設けて第1段の光合分波回路とし、該第1段の光合分波回路の光出力側に1つ以上の光合分波回路を設けて第2段の光合分波回路を形成するといった如く、1つの段の光合分波回路を1つ以上の光合分波回路により形成して光入力側から光出力側にかけて複数段の光合分波回路を設けて接続し、前記M個の光合分波回路のうち最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を含む1個以上M個未満の光合分波回路はN≧2とした光フーリエフィルタ回路とし、残りの光合分波回路はN=1としたマッハツェンダ光干渉計回路とし、前記複数段の光合分波回路のうち、少なくとも1つの段の光合分波回路がすべてマッハツェンダ光干渉計回路のみから構成されていることを特徴とする光波長合分波器。
- 光合分波回路を3個以上有し、光入出力の少なくとも一方側の段には複数の光合分波回路を並設し、光入出力の他方側に向かうにつれて各段の光合分波回路の並設数を順次減少していき、光入出力の他方側には1つ以上の光合分波回路を設けて各段の光合分波回路をツリー状に多段接続したことを特徴とする請求項1記載の光波長合分波器。
- 第1段の複数の光合分波回路が合波した光を第2段の光合分波回路でさらに合波するといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の光合分波回路でさらに合波する機能を有し、最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を最終段の光合分波回路とし、少なくとも最終段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の光波長合分波器。
- 第1段の光合分波回路が分波した光を第2段の対の光合分波回路でさらに分波するといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の光合分波回路でさらに分波する機能を有し、最も合分波周波数間隔の狭い光合分波回路を第1段の光合分波回路とし、少なくとも前記第1段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路としたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の光波長合分波器。
- 前記最終段の光合分波回路のみを光フーリエフィルタ回路としたことを特徴とする請求項3記載の光波長合分波器。
- 前記第1段の光合分波回路のみを光フーリエフィルタ回路としたことを特徴とする請求項4記載の光波長合分波器。
- 光フーリエフィルタ回路はN=2またはN=3としたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の光波長合分波器。
- 第1の光路と第2の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光導波路としたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の光波長合分波器。
- 第1の光路と第2の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす光ファイバとしたことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の光波長合分波器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001344961A JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001344961A JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003149472A JP2003149472A (ja) | 2003-05-21 |
JP3857906B2 true JP3857906B2 (ja) | 2006-12-13 |
Family
ID=19158400
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001344961A Expired - Fee Related JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3857906B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005352202A (ja) | 2004-06-10 | 2005-12-22 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光回路、光合波器及び光分波器 |
WO2010055585A1 (ja) * | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 遅延干渉計およびそれを備えた受信装置 |
JP6372142B2 (ja) | 2014-04-11 | 2018-08-15 | 沖電気工業株式会社 | 光波長分波器 |
JP7279518B2 (ja) | 2019-05-29 | 2023-05-23 | 富士通株式会社 | 光分波器、光伝送装置及び光分波制御方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6180109A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
JP2551980B2 (ja) * | 1988-08-05 | 1996-11-06 | 日本電信電話株式会社 | 導波形光周波数フィルタ |
JP2872284B2 (ja) * | 1989-07-31 | 1999-03-17 | 日本電信電話株式会社 | 波長選択性光スターカプラ |
JP2599488B2 (ja) * | 1990-02-26 | 1997-04-09 | 日本電信電話株式会社 | 光導波回路の特性調整方法およびその方法に使われる光導波回路 |
JP2567175B2 (ja) * | 1992-02-24 | 1996-12-25 | 日本電信電話株式会社 | 導波路型光合分波器 |
US5596661A (en) * | 1994-12-28 | 1997-01-21 | Lucent Technologies Inc. | Monolithic optical waveguide filters based on Fourier expansion |
JP2000147281A (ja) * | 1998-11-12 | 2000-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
JP2000224108A (ja) * | 1999-01-28 | 2000-08-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 波長分割多重合分波装置 |
JP3608983B2 (ja) * | 1999-07-09 | 2005-01-12 | 日本電信電話株式会社 | 偏波分散補償回路 |
CA2333436C (en) * | 2000-03-03 | 2006-12-05 | Hitachi Cable, Ltd. | Optical multiplexer/ demultiplexer |
JP3692949B2 (ja) * | 2000-03-03 | 2005-09-07 | 日立電線株式会社 | 光合分波器 |
JP2001308422A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 励起光源装置 |
JP2002333535A (ja) * | 2001-05-10 | 2002-11-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 合波用フィルタ付き光増幅器 |
JP2002341165A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-27 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光波長合分波器およびその使用方法 |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344961A patent/JP3857906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003149472A (ja) | 2003-05-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20060222296A1 (en) | Optical wavelength division multiplexer | |
JPH11202152A (ja) | 光学マルチプレクサと光学ディマルチプレクサを有する光学デバイス | |
JP4748524B2 (ja) | アレイ導波路格子型合分波器 | |
JPWO2007123157A1 (ja) | 波長群光分波器、波長群光合波器、および波長群光選択スイッチ | |
WO2000011508A1 (en) | Array waveguide diffraction grating optical multiplexer/demultiplexer | |
JP6288772B2 (ja) | モード合分波器及びモード多重通信システム | |
WO2005114280A1 (ja) | 光合分波器 | |
JP2003035830A (ja) | 光波長合分波器 | |
JP3566918B2 (ja) | アレイ導波路回折格子型光合分波器 | |
JP4477260B2 (ja) | 導波路型光カプラおよび該導波路型光カプラを用いた光合分波器 | |
JP3709925B2 (ja) | 導波路型光合分波器 | |
KR20010078349A (ko) | 파장 멀티프렉싱/디멀티프렉싱 유닛, 파장멀티프렉싱/디멀티프렉싱 장치 및 파장멀티프렉싱/디멀티프렉싱 방법 | |
JPH1130730A (ja) | 光合分波素子 | |
US20020176660A1 (en) | Optical wavelength multiplexer/demultiplexer and use method thereof | |
JP3857906B2 (ja) | 光波長合分波器 | |
JP3802838B2 (ja) | 光合分波器 | |
JP5821742B2 (ja) | 波長合分波素子、多波長光源及び多波長光送信器 | |
US7003198B2 (en) | Integrateable band filter using waveguide grating routers | |
JP2003315570A (ja) | 光波長合分波器 | |
JP3857925B2 (ja) | 光合分波器 | |
JPWO2004077117A1 (ja) | アレイ導波路型波長合分波器および光伝送装置 | |
JP4477560B2 (ja) | 広帯域波長合分波フィルタ | |
JP2001308422A (ja) | 励起光源装置 | |
JP3682000B2 (ja) | 導波路型光合分波回路 | |
JP3931834B2 (ja) | 光波長合分波器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040405 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050418 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050426 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050627 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060606 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |
|
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: 20060829 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060915 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100922 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110922 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120922 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130922 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |