JPH0677571A - 光導波路形フィルタ - Google Patents
光導波路形フィルタInfo
- Publication number
- JPH0677571A JPH0677571A JP22425692A JP22425692A JPH0677571A JP H0677571 A JPH0677571 A JP H0677571A JP 22425692 A JP22425692 A JP 22425692A JP 22425692 A JP22425692 A JP 22425692A JP H0677571 A JPH0677571 A JP H0677571A
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- Japan
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- waveguide
- diffraction grating
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増
幅器を実現可能な光導波路形フィルタを提供する。 【構成】 光導波路のコア6に形成された回折格子の全
てを、少なくとも一部の光導波路の光軸に対して斜めに
形成することにより、所望の波長の光bを前記回折格子
により共振させるとともに透過させ、かつ前記回折格子
により生じる反射戻り光cを前記光導波路の導波条件で
ある全反射角よりも大きくすることにより前記光導波路
に対して放射モードとした。
幅器を実現可能な光導波路形フィルタを提供する。 【構成】 光導波路のコア6に形成された回折格子の全
てを、少なくとも一部の光導波路の光軸に対して斜めに
形成することにより、所望の波長の光bを前記回折格子
により共振させるとともに透過させ、かつ前記回折格子
により生じる反射戻り光cを前記光導波路の導波条件で
ある全反射角よりも大きくすることにより前記光導波路
に対して放射モードとした。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射戻り光量を抑圧し
た光導波路形フィルタに関するものである。
た光導波路形フィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図5に従来の光導波路形フィルタを光増
幅器と組合わせたバンドパス形の光増幅系の構成概念図
を示す。図中、1,3,5はパッシブ光導波路、2は半
導体光増幅器、4はλ/4シフト導波路形フィルタであ
る。この光増幅装置の目的は波長1.55μmの信号光
を増幅することである。
幅器と組合わせたバンドパス形の光増幅系の構成概念図
を示す。図中、1,3,5はパッシブ光導波路、2は半
導体光増幅器、4はλ/4シフト導波路形フィルタであ
る。この光増幅装置の目的は波長1.55μmの信号光
を増幅することである。
【0003】この光増幅装置の動作は以下の通りであ
る。信号光aとして波長1.55μmの光がパッシブ光
導波路1を伝播してきたとする。この光は半導体光増幅
器2により増幅されるが、半導体光増幅器2の帯域は1
00nmと広い。従って、信号光のみならず増幅された
自然放出光(Amplified-Spontaneous-Emission: AS
E) も出射され増幅光bとしてパッシブ光導波路3を伝
搬する。cは反射戻り光である。従って、このままで
は、S/N比が極めて劣化するので、ASEをフィルタ
して、所望の1.55μmの波長のみを出射光dとして
取り出す必要がある。そのために、パッシブ光導波路3
とパッシブ光導波路5との間にλ/4シフト導波路形フ
ィルタ4が形成されている。このフィルタ4は光導波路
のコアに波状の回折格子を光導波路の光軸に垂直に形成
するとともに、回折格子内で周期をずらしたものである
(応用物理学会編:半導体レーザの基礎(18頁),オ
ーム社)。λ/4シフト導波路形フィルタ4の反射特性
を図6に示す。図中Lは回折格子の長さである。また、
δβは回折格子のブラッグの波数と導波路光の波数との
差であり、一次の回折格子の場合は δβ=k−β0 (1) k=2πn/λ (2) β0 =2πn/λB =π/Λ (3) ここで、nは光導波路の実効屈折率、Λは回折格子の周
期、λB はブラッグ波長である。
る。信号光aとして波長1.55μmの光がパッシブ光
導波路1を伝播してきたとする。この光は半導体光増幅
器2により増幅されるが、半導体光増幅器2の帯域は1
00nmと広い。従って、信号光のみならず増幅された
自然放出光(Amplified-Spontaneous-Emission: AS
E) も出射され増幅光bとしてパッシブ光導波路3を伝
搬する。cは反射戻り光である。従って、このままで
は、S/N比が極めて劣化するので、ASEをフィルタ
して、所望の1.55μmの波長のみを出射光dとして
取り出す必要がある。そのために、パッシブ光導波路3
とパッシブ光導波路5との間にλ/4シフト導波路形フ
ィルタ4が形成されている。このフィルタ4は光導波路
のコアに波状の回折格子を光導波路の光軸に垂直に形成
するとともに、回折格子内で周期をずらしたものである
(応用物理学会編:半導体レーザの基礎(18頁),オ
ーム社)。λ/4シフト導波路形フィルタ4の反射特性
を図6に示す。図中Lは回折格子の長さである。また、
δβは回折格子のブラッグの波数と導波路光の波数との
差であり、一次の回折格子の場合は δβ=k−β0 (1) k=2πn/λ (2) β0 =2πn/λB =π/Λ (3) ここで、nは光導波路の実効屈折率、Λは回折格子の周
期、λB はブラッグ波長である。
【0004】図6からわかるように、δβが零、即ち導
波光の波長λがブラッグ波長λB に等しい場合には共振
が生じ、パワー反射率が零、即ち透過率が1となり、そ
の結果、パッシブ光導波路5に波長1.55μmの増幅
された信号光を出射光として取り出すことができる。
波光の波長λがブラッグ波長λB に等しい場合には共振
が生じ、パワー反射率が零、即ち透過率が1となり、そ
の結果、パッシブ光導波路5に波長1.55μmの増幅
された信号光を出射光として取り出すことができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、本従来例で
は、回折格子を構成する各格子を光導波路の光軸に垂直
に形成しているため、回折格子からの反射光戻り光cが
パッシブ光導波路3を伝搬し、半導体光増幅器2に結合
し、半導体光増幅器2が発振してしまうため、半導体光
増幅器2に流す電流を小さく抑えねばならず、充分大き
なゲインを実現できないという欠点があった。
は、回折格子を構成する各格子を光導波路の光軸に垂直
に形成しているため、回折格子からの反射光戻り光cが
パッシブ光導波路3を伝搬し、半導体光増幅器2に結合
し、半導体光増幅器2が発振してしまうため、半導体光
増幅器2に流す電流を小さく抑えねばならず、充分大き
なゲインを実現できないという欠点があった。
【0006】そこで、本発明の目的はこれらの問題を解
決し、発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増幅器
を実現可能な光導波路形フィルタを提供することにあ
る。
決し、発振しにくくゲインの点で優れた半導体光増幅器
を実現可能な光導波路形フィルタを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明では、コアとクラッドを具備する光導波路
に回折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、全
ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に対
して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前記
回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前記
回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導波
条件である全反射角よりも大きくすることにより前記光
導波路に対して放射モードとした。また請求項2では、
請求項1記載の光導波路形フィルタにおいて、前記回折
格子内に位相シフト領域を設けた。また請求項3では、
請求項1又は2項記載の光導波路形フィルタにおいて、
前記光導波路形フィルタと光増幅部とを組合わせるとと
もに、前記組合わせにおいて、前記光導波路形フィルタ
を少なくとも最終段に配置した。
めに、本発明では、コアとクラッドを具備する光導波路
に回折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、全
ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に対
して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前記
回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前記
回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導波
条件である全反射角よりも大きくすることにより前記光
導波路に対して放射モードとした。また請求項2では、
請求項1記載の光導波路形フィルタにおいて、前記回折
格子内に位相シフト領域を設けた。また請求項3では、
請求項1又は2項記載の光導波路形フィルタにおいて、
前記光導波路形フィルタと光増幅部とを組合わせるとと
もに、前記組合わせにおいて、前記光導波路形フィルタ
を少なくとも最終段に配置した。
【0008】
【作 用】本発明によれば、フィルタからの戻り光を光
導波路のカットオフ条件とし、放射させてしまうので戻
り光を抑圧したフィルタを実現でき、半導体光増幅器の
発振を抑えることができ、増幅度の大きな半導体光増幅
器を実現できる。
導波路のカットオフ条件とし、放射させてしまうので戻
り光を抑圧したフィルタを実現でき、半導体光増幅器の
発振を抑えることができ、増幅度の大きな半導体光増幅
器を実現できる。
【0009】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【0010】図1と図2に本発明の実施例である導波路
形フィルタ9の斜視図と横断面図を示す。図中、6はコ
アで、光導波路の光軸に対して斜めに形成された回折格
子を有する。6aは回折格子内に設けられたλ/4シフ
ト領域である。7は回折格子が傾いた(光が反射され
る)方のクラッドである。8は光が反射されない方のク
ラッドである。
形フィルタ9の斜視図と横断面図を示す。図中、6はコ
アで、光導波路の光軸に対して斜めに形成された回折格
子を有する。6aは回折格子内に設けられたλ/4シフ
ト領域である。7は回折格子が傾いた(光が反射され
る)方のクラッドである。8は光が反射されない方のク
ラッドである。
【0011】図3は本発明の動作原理を説明する図であ
る。図3におけるパッシブ光導波路3の前に図5に示す
ように半導体光増幅器2があるとする。半導体光増幅器
2から出射された増幅光bは波長1.55μmの信号光
のみならず、半導体光増幅器2が有するゲインの帯域の
ASEを含んでいる。図3において本発明の光導波路形
フィルタ9内の回折格子は光導波路の光軸にθだけ傾い
ている。図6から分かるように波長1.55μm以外の
光はパワー反射率が高いので、波長1.55μm以外の
光、つまり増幅された自然放出光は回折格子により反射
され反射戻り光cとなる。このASEからなる反射戻り
光cは図中に示したように、2θ傾くことになる。ここ
で、光軸からの角度2θがフィルタ9もしくはパッシブ
光導波路3の導波条件から導かれる光導波路内での全反
射角度を越えるように設計しておけば、反射戻り光cは
光導波路の外に放射され半導体光増幅器2には戻らなく
なる。従って、波長1.55μmの出射光dがパッシブ
光導波路5に出射される。次に、回折格子の角度θにつ
いて簡単に考察する。光導波路内での全反射角θ0cから
は文献(光デバイスのための光結合系の基礎と応用(1
42頁):現代工学社)から近似的に θ0c=sin-1(ncore√2Δ) (4) として与えられる。ここで、横方向つまり、2次元を考
えてncoreはコアの等価屈折率、Δはコアの等価屈折率
とクラッドの屈折率の比屈折率差である。nco reを3.
2、Δを0.5%とすると、全反射角は約18度とな
る。従って、回折格子を十度程度傾けておけば、反射戻
り光cはその2倍の角度でコアとクラッドの境界に入射
することになり、ほとんどの反射戻り光cをコア6の外
に放射することができる。またこの回折格子の傾きは小
さいので、光導波路形フィルタの反射特性に与える影響
は小さいと考えられる。
る。図3におけるパッシブ光導波路3の前に図5に示す
ように半導体光増幅器2があるとする。半導体光増幅器
2から出射された増幅光bは波長1.55μmの信号光
のみならず、半導体光増幅器2が有するゲインの帯域の
ASEを含んでいる。図3において本発明の光導波路形
フィルタ9内の回折格子は光導波路の光軸にθだけ傾い
ている。図6から分かるように波長1.55μm以外の
光はパワー反射率が高いので、波長1.55μm以外の
光、つまり増幅された自然放出光は回折格子により反射
され反射戻り光cとなる。このASEからなる反射戻り
光cは図中に示したように、2θ傾くことになる。ここ
で、光軸からの角度2θがフィルタ9もしくはパッシブ
光導波路3の導波条件から導かれる光導波路内での全反
射角度を越えるように設計しておけば、反射戻り光cは
光導波路の外に放射され半導体光増幅器2には戻らなく
なる。従って、波長1.55μmの出射光dがパッシブ
光導波路5に出射される。次に、回折格子の角度θにつ
いて簡単に考察する。光導波路内での全反射角θ0cから
は文献(光デバイスのための光結合系の基礎と応用(1
42頁):現代工学社)から近似的に θ0c=sin-1(ncore√2Δ) (4) として与えられる。ここで、横方向つまり、2次元を考
えてncoreはコアの等価屈折率、Δはコアの等価屈折率
とクラッドの屈折率の比屈折率差である。nco reを3.
2、Δを0.5%とすると、全反射角は約18度とな
る。従って、回折格子を十度程度傾けておけば、反射戻
り光cはその2倍の角度でコアとクラッドの境界に入射
することになり、ほとんどの反射戻り光cをコア6の外
に放射することができる。またこの回折格子の傾きは小
さいので、光導波路形フィルタの反射特性に与える影響
は小さいと考えられる。
【0012】さらに、コア6と放射する側のクラッド7
の比屈折率差を小さくする、あるいは放射する側が外側
になるように導波路を曲げておく、あるいは、フィルタ
9、パッシブ導波路5におけるコア6とクラッド7の横
方向屈折率差をパッシブ導波路3におけるものよりも大
きくしておくなどしておけば、さらに有効に反射戻り光
cを光導波路の外に放射できることは言うまでもない。
の比屈折率差を小さくする、あるいは放射する側が外側
になるように導波路を曲げておく、あるいは、フィルタ
9、パッシブ導波路5におけるコア6とクラッド7の横
方向屈折率差をパッシブ導波路3におけるものよりも大
きくしておくなどしておけば、さらに有効に反射戻り光
cを光導波路の外に放射できることは言うまでもない。
【0013】こうして半導体光増幅器に光が戻らなくな
れば、半導体光増幅器が半導体レーザとして発振する恐
れがなくなるため、図5における半導体光増幅器2に流
す電流を多くでき、その結果ゲインを高くすることが可
能となる。
れば、半導体光増幅器が半導体レーザとして発振する恐
れがなくなるため、図5における半導体光増幅器2に流
す電流を多くでき、その結果ゲインを高くすることが可
能となる。
【0014】なお、実際には半導体光増幅器2は図5の
パッシブ光導波路1の側にASEを放射するので、図4
のように半導体光増幅器2の前にも本発明の光導波路形
フィルタ9とパッシブ光導波路10を構成しておけば、
信号光が伝搬してくる方へのASEを大幅に除去でき
る。
パッシブ光導波路1の側にASEを放射するので、図4
のように半導体光増幅器2の前にも本発明の光導波路形
フィルタ9とパッシブ光導波路10を構成しておけば、
信号光が伝搬してくる方へのASEを大幅に除去でき
る。
【0015】なお、半導体導波路形フィルタとしてλ/
4シフト形について説明したが、位相シフトのないタイ
プも使用可能であるし、1個以上の電極を形成し、電流
を注入したり、電圧を印加することにより透過波長を可
変にすることができることは言うまでもない。
4シフト形について説明したが、位相シフトのないタイ
プも使用可能であるし、1個以上の電極を形成し、電流
を注入したり、電圧を印加することにより透過波長を可
変にすることができることは言うまでもない。
【0016】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、不要
な光を光導波路としてカットオフとなるように反射させ
ることにより、光導波路の外に放射できるため、反射戻
り光抑圧の点で優れた種々の用途に適用可能な光導波路
形フィルタを提供することができる。
な光を光導波路としてカットオフとなるように反射させ
ることにより、光導波路の外に放射できるため、反射戻
り光抑圧の点で優れた種々の用途に適用可能な光導波路
形フィルタを提供することができる。
【図1】本発明の実施例を示す斜視図
【図2】本発明の実施例を示す横断面図
【図3】本発明の動作原理を説明する図
【図4】本発明の他の実施例を示す図
【図5】従来例を説明する図
【図6】従来例を説明する図
1,3,5,10…パッシブ光導波路、2…半導体光増
幅器、4…光導波路形フィルタ、6…コア、7…回折格
子が傾いた(光が反射される)方のクラッド、8…光が
反射されない方のクラッド、9…光導波路形フィルタ。
幅器、4…光導波路形フィルタ、6…コア、7…回折格
子が傾いた(光が反射される)方のクラッド、8…光が
反射されない方のクラッド、9…光導波路形フィルタ。
Claims (3)
- 【請求項1】 コアとクラッドを具備する光導波路に回
折格子を形成した光導波路形フィルタにおいて、 全ての回折格子を、少なくとも一部の光導波路の光軸に
対して斜めに形成することにより、所望の波長の光を前
記回折格子により共振させるとともに透過させ、かつ前
記回折格子により生じる反射戻り光を前記光導波路の導
波条件である全反射角よりも大きくすることにより前記
光導波路に対して放射モードとしたことを特徴とする光
導波路形フィルタ。 - 【請求項2】 回折格子内に位相シフト領域を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の光導波路形フィルタ。 - 【請求項3】 光導波路形フィルタと光増幅部とを組合
わせるとともに、前記組合わせにおいて、前記光導波路
形フィルタを少なくとも最終段に配置したことを特徴と
した請求項1又は2項記載の光導波路形フィルタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22425692A JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22425692A JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0677571A true JPH0677571A (ja) | 1994-03-18 |
Family
ID=16810934
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22425692A Pending JPH0677571A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 光導波路形フィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0677571A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2738068A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-02-28 | Alcatel Nv | Amplificateur optique a faible diaphonie et composant incluant cet amplificateur |
JP2010199627A (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-09 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び光増幅方法 |
JP2011135008A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
JP2019179182A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 光パラメトリック増幅器、光増幅システム、波長変換器および光通信システム |
CN112740492A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-04-30 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP22425692A patent/JPH0677571A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2738068A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-02-28 | Alcatel Nv | Amplificateur optique a faible diaphonie et composant incluant cet amplificateur |
EP0762580A1 (fr) * | 1995-08-24 | 1997-03-12 | Alcatel N.V. | Amplificateur optique à faible diaphone |
JP2010199627A (ja) * | 2000-02-23 | 2010-09-09 | Fujitsu Ltd | 光増幅器及び光増幅方法 |
JP2011135008A (ja) * | 2009-12-25 | 2011-07-07 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置 |
JP2019179182A (ja) * | 2018-03-30 | 2019-10-17 | 古河電気工業株式会社 | 光パラメトリック増幅器、光増幅システム、波長変換器および光通信システム |
CN112740492A (zh) * | 2019-01-04 | 2021-04-30 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
CN112740492B (zh) * | 2019-01-04 | 2023-04-04 | 华为技术有限公司 | 半导体激光器、光发射组件、光线路终端及光网络单元 |
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