JP2006337909A - 雑音抑圧器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＷＤＭ光通信に用いられる場合においても雑音光を抑圧して光ＳＮ比を向上させることができる雑音抑圧器を提供する。
【解決手段】 光ファイバ１５Ａから出力された光は、光学系１４Ａによりコリメートされて、空間型回折格子素子１２Ａにより波長毎に分波される。分波された各波長の光は、光学系１３Ａにより集光されて、可飽和吸収素子１１上の互いに異なる位置に入力される。可飽和吸収素子１１において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は透過し、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。可飽和吸収素子１１を透過した各波長の光は、光学系１３Ｂによりコリメートされて、空間型回折格子素子１２Ｂにより合波される。この合波された光は、光学系１４Ｂにより集光されて光ファイバ１５Ｂの端面に入力する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、光通信において信号光に重畳された雑音光を抑圧するのに好適に用いられ得る雑音抑圧器に関するものである。

可飽和吸収体は、入力光のパワーが小さいときには透過率が小さく、入力光のパワーが大きいときには透過率が大きい。このような可飽和吸収体を用いることで、光通信において信号光に重畳された雑音光（例えばＡＳＥ光）を抑圧することができて、光ＳＮ比を向上させることができる。すなわち、可飽和吸収体に信号光が入力するときには、入力光パワーが大きいので、可飽和吸収体の透過率が大きく、信号光は雑音光とともに可飽和吸収体を透過して出力される。一方、可飽和吸収体に信号光が入力せず雑音光のみが入力するときには、入力光パワーが小さいので、可飽和吸収体の透過率が小さく、雑音光は可飽和吸収体により吸収される。特許文献１に開示された発明は、可飽和吸収体としてカーボンナノチューブを用いて、信号光に重畳された雑音光を抑圧して光ＳＮ比を向上させる雑音抑圧器を実現しようとするものである。
特開２００３−２４８２５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された雑音抑圧器は、波長分割多重（ＷＤＭ: Wavelength Division Multiplexing）光通信において用いるには不適である。図８は、従来の雑音抑圧器の問題点を説明する為の図である。ここでは、２波長λ_１，λ_２の光が可飽和吸収体に入力する場合を考える。同図（ａ）は可飽和吸収体に入力する波長λ_１の光のパワーの時間的変化を示し、同図（ｂ）は可飽和吸収体に入力する波長λ_２の光のパワーの時間的変化を示し、同図（ｃ）は可飽和吸収体から出力される波長λ_１の光のパワーの時間的変化を示し、また、同図（ｄ）は可飽和吸収体から出力される波長λ_２の光のパワーの時間的変化を示す。

この図に示されるように、可飽和吸収体に波長λ_１の信号光および波長λ_２の信号光が入力するときには、可飽和吸収体の透過率が大きく、信号光は雑音光とともに可飽和吸収体を透過して出力される。また、可飽和吸収体に波長λ_１の雑音光および波長λ_２の雑音光のみが入力するときには、可飽和吸収体の透過率が小さく、雑音光は可飽和吸収体により吸収される。

しかし、可飽和吸収体に波長λ_１の信号光が入力するとともに波長λ_２の雑音光のみが入力するときには、可飽和吸収体の透過率が大きく、波長λ_１の信号光が可飽和吸収体を透過して出力されるだけでなく、波長λ_２の雑音光も可飽和吸収体を透過して出力されるので、波長λ_２については光ＳＮ比が向上しない。同様に、可飽和吸収体に波長λ_２の信号光が入力するとともに波長λ_１の雑音光のみが入力するときには、可飽和吸収体の透過率が大きく、波長λ_２の信号光が可飽和吸収体を透過して出力されるだけでなく、波長λ_１の雑音光も可飽和吸収体を透過して出力されるので、波長λ_１については光ＳＮ比が向上しない。

このように多重化された多波長の信号光が可飽和吸収体に入力する場合には、光ＳＮ比を向上させることができない。また、可飽和吸収体において波長λ_１の信号光と波長λ_２の信号光との間でクロストークが生じて、伝送品質が著しく劣化する。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ＷＤＭ光通信に用いられる場合においても雑音光を抑圧して光ＳＮ比を向上させることができる雑音抑圧器を提供することを目的とする。

本発明に係る雑音抑圧器は、入力した光を波長毎に分波する光分波手段と、この光分波手段により分波された各波長の光を入力する複数の可飽和吸収素子と、この可飽和吸収素子から出力される各波長の光を合波して出力する光合波手段と、を備えることを特徴とする。この雑音抑圧器では、入力した光は光分波手段により波長毎に分波され、この光分波手段により分波された各波長の光は可飽和吸収素子に入力される。この可飽和吸収素子において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は出力され、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。そして、この可飽和吸収素子から出力された各波長の光は、光合波手段により合波されて出力される。

可飽和吸収素子は、光分波手段により分波される各波長に対応して個別に設けられているのが好適である。本発明に係る雑音抑圧器は、光分波手段により分波された各波長の光を集光して可飽和吸収素子に入力させる光学系を更に備えるのが好適である。可飽和吸収素子は、一体型であり、光分波手段により分波された各波長の光は互いに異なる位置に入力されるものであるのが好適である。可飽和吸収素子は、反射型のものであるのが好適であり、また、透過型の可飽和吸収体と反射ミラーとを含むのが好適である。

本発明に係る雑音抑圧器は、光分波手段および光合波手段の双方または何れか一方は空間型回折格子素子を含むのが好適である。このとき、本発明に係る雑音抑圧器は、入力した光を波長毎に分波する光分波手段としての第１空間型回折格子素子と、この第１空間型回折格子素子により分波された各波長の光を集光して透過型の可飽和吸収素子に入力させる第１光学系と、可飽和吸収素子を透過して出力される各波長の光をコリメートする第２光学系と、この第２光学系によりコリメートされた各波長の光を合波して出力する光合波手段としての第２空間型回折格子素子と、を備えるのが好適である。或いは、本発明に係る雑音抑圧器は、光分波手段および光合波手段としての共通の空間型回折格子素子と、この空間型回折格子素子により分波された各波長の光を集光して反射型の可飽和吸収素子に入力させるとともに、この可飽和吸収素子で反射して出力される各波長の光をコリメートして空間型回折格子素子に入力させる光学系と、を備えるのも好適である。

本発明に係る雑音抑圧器は、光分波手段および光合波手段の双方または何れか一方は導波路型回折格子素子を含むのが好適である。このとき、本発明に係る雑音抑圧器は、入力した光を波長毎に分波して透過型の可飽和吸収素子に入力させる光分波手段としての第１導波路型回折格子素子と、この可飽和吸収素子を透過して出力される各波長の光を合波して出力する光合波手段としての第２導波路型回折格子素子と、を備えるのが好適である。また、第１導波路型回折格子素子および第２導波路型回折格子素子が共通の基板上に形成されており、第１導波路型回折格子素子と第２導波路型回折格子素子との間に設けられた基板上の溝に可飽和吸収素子が挿入されているのが好適である。或いは、本発明に係る雑音抑圧器は、光分波手段および光合波手段としての共通の導波路型回折格子素子を備え、この導波路型回折格子素子により分波された各波長の光を反射型の可飽和吸収素子に入力させ、この可飽和吸収素子で反射して出力される各波長の光を導波路型回折格子素子により合波するのもが好適である。

本発明に係る雑音抑圧器は、ＷＤＭ光通信に用いられる場合においても、雑音光を抑圧して光ＳＮ比を向上させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
先ず、本発明に係る雑音抑圧器の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の構成図である。この図に示される雑音抑圧器１０は、透過型の可飽和吸収素子１１、空間型回折格子素子１２Ａ、空間型回折格子素子１２Ｂ、光学系１３Ａ、光学系１３Ｂ、光学系１４Ａおよび光学系１４Ｂを備え、光ファイバ１５Ａおよび光ファイバ１５Ｂとともに用いられる。

光学系１４Ａは、光ファイバ１５Ａの端面から出力された光を入力し、この光をコリメートして空間型回折格子素子１２Ａへ入力させる。空間型回折格子素子１２Ａは、光学系１４Ａによりコリメートされた光を入力して、この入力した光を波長毎に分波する。光学系１３Ａは、空間型回折格子素子１２Ａにより分波された各波長の光を入力し、これらの光を集光して可飽和吸収素子１１に入力させる。

分波された各波長の光は可飽和吸収素子１１の互いに異なる位置に入力される。可飽和吸収素子１１は、透過型のものであって、入力光のパワーが小さいときには透過率が小さく、入力光のパワーが大きいときには透過率が大きい。可飽和吸収素子１１は、光学系１３Ａから到達した光を入力し、その入力光パワーに応じて透過率が変化する。この可飽和吸収素子１１は可飽和吸収体としてカーボンナノチューブを含むものが好適に用いられる。

光学系１３Ｂは、可飽和吸収素子１１を透過して出力される各波長の光を入力し、これらの光をコリメートして空間型回折格子素子１２Ｂへ入力させる。空間型回折格子素子１２Ｂは、光学系１３Ｂによりコリメートされた各波長の光を入力して、これらの光を合波して出力する。光学系１４Ｂは、空間型回折格子素子１２Ｂにより合波されて出力された光を入力し、この光を集光して光ファイバ１５Ｂの端面に入力させる。

この雑音抑圧器１０は以下のように動作する。光ファイバ１５Ａの端面から出力された光は、光学系１４Ａによりコリメートされて空間型回折格子素子１２Ａに入力され、この空間型回折格子素子１２Ａにより波長毎に分波される。空間型回折格子素子１２Ａにより分波された各波長の光は、光学系１３Ａにより集光されて、可飽和吸収素子１１上の互いに異なる位置に入力される。この可飽和吸収素子１１において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は透過し、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。可飽和吸収素子１１を透過した各波長の光は、光学系１３Ｂによりコリメートされて空間型回折格子素子１２Ｂに入力され、この空間型回折格子素子１２Ｂにより合波される。そして、空間型回折格子素子１２Ｂにより合波された光は、光学系１４Ｂにより集光されて光ファイバ１５Ｂの端面に入力する。

図２は、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の動作を説明する為の図である。ここでは、２波長λ_１，λ_２の光が雑音抑圧器１０に入力する場合を考える。同図（ａ）は雑音抑圧器１０に入力する波長λ_１の光のパワーの時間的変化を示し、同図（ｂ）は雑音抑圧器１０に入力する波長λ_２の光のパワーの時間的変化を示し、同図（ｃ）は雑音抑圧器１０から出力される波長λ_１の光のパワーの時間的変化を示し、また、同図（ｄ）は雑音抑圧器１０から出力される波長λ_２の光のパワーの時間的変化を示す。

この図に示されるように、雑音抑圧器１０に波長λ_１の信号光および波長λ_２の信号光が入力するときには、可飽和吸収素子１１の透過率が大きく、信号光は雑音光とともに可飽和吸収素子１１を透過して雑音抑圧器１０から出力される。また、可飽和吸収素子１１に波長λ_１の雑音光および波長λ_２の雑音光のみが入力するときには、可飽和吸収素子１１の透過率が小さく、雑音光は可飽和吸収素子１１により吸収される。

雑音抑圧器１０に波長λ_１の信号光が入力するとともに波長λ_２の雑音光のみが入力するときには、波長λ_１の信号光および波長λ_２の雑音光が可飽和吸収素子１１上の互いに異なる位置に入力するので、波長λ_１の信号光は可飽和吸収素子１１を透過して雑音抑圧器１０から出力され、その一方で、波長λ_２の雑音光は可飽和吸収素子１１により吸収される。同様に、雑音抑圧器１０に波長λ_２の信号光が入力するとともに波長λ_１の雑音光のみが入力するときには、波長λ_２の信号光および波長λ_１の雑音光が可飽和吸収素子１１上の互いに異なる位置に入力するので、波長λ_２の信号光は可飽和吸収素子１１を透過して雑音抑圧器１０から出力され、その一方で、波長λ_１の雑音光は可飽和吸収素子１１により吸収される。

このように、本実施形態に係る雑音抑圧器１０は、多重化された多波長の信号光が入力する場合であっても、各波長の光が可飽和吸収素子１１上の互いに異なる位置に入力するので、光ＳＮ比を向上させることができ、また、各波長の信号光の間でのクロストークの発生が抑制される。したがって、本実施形態に係る雑音抑圧器１０は、ＷＤＭ光通信に用いられる場合においても、雑音光を抑圧して光ＳＮ比を向上させることができる。

なお、この第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の具体的構成例は以下のとおりである。空間型回折格子素子１２Ａおよび空間型回折格子素子１２Ｂそれぞれは、格子数が１０００本／ｍｍであり、使用する回折次数が１である。光学系１３Ａおよび光学系１３Ｂそれぞれは、焦点距離ｆ_２が１００ｍｍのレンズである。光学系１４Ａから空間型回折格子素子１２Ａに入力する光の主光線と空間型回折格子素子１２Ａの法線とがなす角は４８度であり、空間型回折格子素子１２Ｂから光学系１４Ｂに入力する光の主光線と空間型回折格子素子１２Ｂの法線とがなす角は４８度である。光ファイバ１５Ａの端面から出射される波長多重化された光の中心波長は、１５５０.０ｎｍおよび１５５０.８ｎｍである。空間型回折格子素子１２Ａにおける光の回折角は、波長１５５０.０ｎｍの光では５３.７９度であり、波長１５５０.８ｎｍの光では５３.８７度である。したがって、可飽和吸収素子１１における２波長の光それぞれの集光位置の間隔は０.１３６ｍｍ（＝ｆ_２×tan(53.87−53.79)）である。

また、可飽和吸収素子１１において各波長の光が互いに重ならないように各波長の光の集光径を小さく絞ることが必要である。このためには光学系１４Ａおよび光学系１４Ｂそれぞれの焦点距離ｆ_１を長くすればよいが、この焦点距離ｆ_１が長すぎると光学系が大きくなってしまう。そこで、例えば、光学系１４Ａおよび光学系１４Ｂそれぞれの焦点距離ｆ_１は５０ｍｍであるのが好ましい。この場合、光ファイバ１５Ａの端面から出射される光のビーム直径φを０.０１ｍｍとすると、可飽和吸収素子１１における各波長の光のビーム直径は、０.０２ｍｍ（＝φ×ｆ_２／ｆ_１）であり、両者の集光位置の距離０.１３６ｍｍと比べると十分に小さい値となる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る雑音抑圧器の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る雑音抑圧器２０の構成図である。図１に示した第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の構成と比較すると、この図３に示した第２実施形態に係る雑音抑圧器２０は、可飽和吸収素子１１に替えて、互いに分離された可飽和吸収素子１１_１および可飽和吸収素子１１_２を備える。

すなわち、第２実施形態では、空間型回折格子素子１２Ａにより分波される各波長に対して個別に可飽和吸収素子が設けられている。可飽和吸収素子１１_１は、空間型回折格子素子１２Ａにより分波された光のうち波長λ_１の光が光学系１３Ａにより集光されて到達する位置に設けられている。同様に、可飽和吸収素子１１_２は、空間型回折格子素子１２Ａにより分波された光のうち波長λ_２の光が光学系１３Ａにより集光されて到達する位置に設けられている。

この第２実施形態に係る雑音抑圧器２０は、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０と同様の動作および効果を奏することができる。

なお、この第２実施形態に係る雑音抑圧器１０の具体的構成例は、前に第１実施形態で説明したものと同様である。可飽和吸収素子１１における２波長の光それぞれの集光位置の間隔が０.１３６ｍｍであるので、２つの可飽和吸収素子１１_１および可飽和吸収素子１１_２それぞれの中心位置の間の間隔は０.１３６ｍｍであり、可飽和吸収素子１１_１および可飽和吸収素子１１_２それぞれの幅は例えば０.１ｍｍである。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る雑音抑圧器の第３実施形態について説明する。図４は、第３実施形態に係る雑音抑圧器３０の構成図である。この図に示される雑音抑圧器３０は、反射型の可飽和吸収素子３１、空間型回折格子素子３２、光学系３３および光学系３４を備え、光ファイバ３５とともに用いられる。

光学系３４は、光ファイバ３５の端面から出力された光を入力し、この光をコリメートして空間型回折格子素子３２へ入力させる。空間型回折格子素子３２は、光学系３４によりコリメートされた光を入力して、この入力した光を波長毎に分波する。光学系３３は、空間型回折格子素子３２により分波された各波長の光を入力し、これらの光を集光して可飽和吸収素子３１に入力させる。

分波された各波長の光は、可飽和吸収素子３１の互いに異なる位置に入力される。可飽和吸収素子３１は、反射型のものであって、入力光のパワーが小さいときには反射率が小さく、入力光のパワーが大きいときには反射率が大きい。可飽和吸収素子３１は、光学系３３から到達した光を入力し、その入力光パワーに応じて反射率が変化する。この可飽和吸収素子３１は、互いに密着された可飽和吸収体３１ａおよび反射ミラー３１ｂを含み、可飽和吸収体３１ａとしてカーボンナノチューブを含むものが好適に用いられる。

光学系３３は、可飽和吸収素子３１で反射されて出力される各波長の光を入力し、これらの光をコリメートして空間型回折格子素子３２へ入力させる。空間型回折格子素子３２は、光学系３３によりコリメートされた各波長の光を入力して、これらの光を合波して出力する。光学系３４は、空間型回折格子素子３２により合波されて出力された光を入力し、この光を集光して光ファイバ３５の端面に入力させる。

すなわち、この第３実施形態では、光分波手段および光合波手段としての共通の空間型回折格子素子３２が設けられている。また、光学系３３は、この空間型回折格子素子３２により分波された各波長の光を集光して反射型の可飽和吸収素子３１に入力させるとともに、この可飽和吸収素子３１で反射して出力される各波長の光をコリメートして空間型回折格子素子３２に入力させる。

この雑音抑圧器３０は以下のように動作する。光ファイバ３５の端面から出力された光は、光学系３４によりコリメートされて空間型回折格子素子３２に入力され、この空間型回折格子素子３２により波長毎に分波される。空間型回折格子素子３２により分波された各波長の光は、光学系３３により集光されて、可飽和吸収素子３１上の互いに異なる位置に入力される。この可飽和吸収素子３１において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は反射され、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。可飽和吸収素子３１で反射された各波長の光は、光学系３３によりコリメートされて空間型回折格子素子３２に入力され、この空間型回折格子素子３２により合波される。そして、空間型回折格子素子３２により合波された光は、光学系３４により集光されて光ファイバ３５の端面に入力する。なお、光ファイバ３５には、光サーキュレータまたは光カプラが結合されていて、これにより、入力光と出力光とが互いに分離される。この第３実施形態に係る雑音抑圧器３０も、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０と同様の効果を奏することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る雑音抑圧器の第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態に係る雑音抑圧器４０の構成図である。図４に示した第３実施形態に係る雑音抑圧器３０の構成と比較すると、この図５に示した第４実施形態に係る雑音抑圧器４０は、可飽和吸収素子３１に替えて、互いに分離された可飽和吸収素子３１１および可飽和吸収素子３１２を備える。

可飽和吸収素子３１１は、反射型のものであって、互いに密着された可飽和吸収体３１１ａおよび反射ミラー３１１ｂを含む。同様に、可飽和吸収素子３１２は、反射型のものであって、互いに密着された可飽和吸収体３１２ａおよび反射ミラー３１２ｂを含む。可飽和吸収体３１１ａおよび可飽和吸収体３１２ａそれぞれとしてカーボンナノチューブを含むものが好適に用いられる。

すなわち、第４実施形態では、空間型回折格子素子３２により分波される各波長に対して個別に可飽和吸収素子が設けられている。可飽和吸収素子３１１は、空間型回折格子素子３２により分波された光のうち波長λ_１の光が光学系３３により集光されて到達する位置に設けられている。同様に、可飽和吸収素子３１２は、空間型回折格子素子３２により分波された光のうち波長λ_２の光が光学系３３により集光されて到達する位置に設けられている。

この第４実施形態に係る雑音抑圧器４０は、第３実施形態に係る雑音抑圧器３０と同様の動作および効果を奏することができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る雑音抑圧器の第５実施形態について説明する。図６は、第５実施形態に係る雑音抑圧器５０の構成図である。この図に示される雑音抑圧器５０は、透過型の可飽和吸収素子５１、導波路型回折格子素子５２Ａおよび導波路型回折格子素子５２Ｂを備え、光ファイバ５５Ａおよび光ファイバ５５Ｂとともに用いられる。

導波路型回折格子素子５２Ａは、光ファイバ５５Ａの端面から出力された光を入力し、この光を波長毎に分波して可飽和吸収素子５１に入力させる。導波路型回折格子素子５２Ａは、スラブ導波路５２１Ａ、アレイ導波路５２２Ａおよびスラブ導波路５２３Ａを含む。アレイ導波路５２２Ａは、スラブ導波路５２１Ａとスラブ導波路５２３Ａとの間に設けられた複数本の光導波路を含み、これら複数本の光導波路それぞれの光路長が異なる。導波路型回折格子素子５２Ａは、アレイ導波路５２２Ａに含まれる複数本の光導波路それぞれの光路長が異なることを利用して、光ファイバ５５Ａからスラブ導波路５２１Ａに入力した光を波長毎に分波して、その分波した波長毎の光をスラブ導波路５２３Ａの出力側において互いに異なる位置から出力する。

導波路型回折格子素子５２Ａにより分波された各波長の光は可飽和吸収素子５１の互いに異なる位置に入力される。可飽和吸収素子５１は、透過型のものであって、入力光のパワーが小さいときには透過率が小さく、入力光のパワーが大きいときには透過率が大きい。可飽和吸収素子５１は、導波路型回折格子素子５２Ａから到達した光を入力し、その入力光パワーに応じて透過率が変化する。この可飽和吸収素子５１は可飽和吸収体としてカーボンナノチューブを含むものが好適に用いられる。可飽和吸収素子５１は、導波路型回折格子素子５２Ａのスラブ導波路５２３Ａと、導波路型回折格子素子５２Ｂのスラブ導波路５２１Ｂと、の間に挟まれている。

導波路型回折格子素子５２Ｂは、可飽和吸収素子５１を透過して出力される各波長の光を入力し、これらの光を合波して、その合波した光を光ファイバ５５Ｂの端面に入力させる。導波路型回折格子素子５２Ｂは、スラブ導波路５２１Ｂ、アレイ導波路５２２Ｂおよびスラブ導波路５２３Ｂを含む。アレイ導波路５２２Ｂは、スラブ導波路５２１Ｂとスラブ導波路５２３Ｂとの間に設けられた複数本の光導波路を含み、これら複数本の光導波路それぞれの光路長が異なる。導波路型回折格子素子５２Ｂは、アレイ導波路５２２Ｂに含まれる複数本の光導波路それぞれの光路長が異なることを利用して、スラブ導波路５２１Ｂの入力側において互いに異なる位置に入力した各波長の光を合波して、その合波した光をスラブ導波路５２３Ｂの出力側に接続された光ファイバ５５Ｂに入力させる。

この雑音抑圧器５０は以下のように動作する。光ファイバ５５Ａの端面から出力された光は、導波路型回折格子素子５２Ａのスラブ導波路５２１Ａに入力し、アレイ導波路５２２Ａを導波して、スラブ導波路５２３Ａの出力側において波長毎に異なる位置に出力される。導波路型回折格子素子５２Ａのスラブ導波路５２３Ａから分波されて出力された各波長の光は、可飽和吸収素子５１上の互いに異なる位置に入力される。この可飽和吸収素子５１において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は透過し、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。そして、可飽和吸収素子５１を透過した各波長の光は、導波路型回折格子素子５２Ｂのスラブ導波路５２１Ｂに入力し、アレイ導波路５２２Ｂを導波し、スラブ導波路５２３Ｂの出力側において合波されて出力され、光ファイバ５５Ｂの端面に入力する。この第５実施形態に係る雑音抑圧器５０も、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０と同様の効果を奏することができる。

なお、導波路型回折格子素子５２Ａおよび導波路型回折格子素子５２Ｂが共通の基板上に形成されていて、導波路型回折格子素子５２Ａと導波路型回折格子素子５２Ｂとの間に設けられた基板上の溝に可飽和吸収素子５１が挿入されているのが好適である、或いは、導波路型回折格子素子５２Ａが第１基板上に形成され、スラブ導波路５２３Ａの出力側が第１基板の端面に位置し、また、導波路型回折格子素子５２Ｂが第２基板上に形成され、スラブ導波路５２１Ｂの入力側が第２基板の端面に位置していて、第１基板における導波路型回折格子素子５２Ａのスラブ導波路５２３Ａの出力側の端面と、第２基板における導波路型回折格子素子５２Ｂのスラブ導波路５２１Ｂの入力側の端面との間に、可飽和吸収素子５１が挟まれていてもよい。

（第６実施形態）
次に、本発明に係る雑音抑圧器の第６実施形態について説明する。図７は、第６実施形態に係る雑音抑圧器６０の構成図である。この図に示される雑音抑圧器６０は、反射型の可飽和吸収素子６１および導波路型回折格子素子６２を備え、光ファイバ６５とともに用いられる。

導波路型回折格子素子６２は、光ファイバ６５の端面から出力された光を入力し、この光を波長毎に分波して可飽和吸収素子６１に入力させる。また、導波路型回折格子素子６２は、可飽和吸収素子６１で反射されて出力される各波長の光を入力し、これらの光を合波して、その合波した光を光ファイバ６５の端面に入力させる。

導波路型回折格子素子６２は、スラブ導波路６２１、アレイ導波路６２２およびスラブ導波路６２３を含む。アレイ導波路６２２は、スラブ導波路６２１とスラブ導波路６２３との間に設けられた複数本の光導波路を含み、これら複数本の光導波路それぞれの光路長が異なる。導波路型回折格子素子６２は、アレイ導波路６２２に含まれる複数本の光導波路それぞれの光路長が異なることを利用して、光ファイバ６５からスラブ導波路６２１に入力した光を波長毎に分波して、その分波した波長毎の光をスラブ導波路６２３の出力側において互いに異なる位置から出力する。また、導波路型回折格子素子６２は、スラブ導波路６２３の入力側において互いに異なる位置に入力した各波長の光を合波して、その合波した光をスラブ導波路６２１に接続された光ファイバ６５に入力させる。

導波路型回折格子素子６２により分波された各波長の光は可飽和吸収素子６１の互いに異なる位置に入力される。可飽和吸収素子６１は、反射型のものであって、入力光のパワーが小さいときには反射率が小さく、入力光のパワーが大きいときには反射率が大きい。可飽和吸収素子６１は、導波路型回折格子素子６２から到達した光を入力し、その入力光パワーに応じて反射率が変化する。この可飽和吸収素子６１は、互いに密着された可飽和吸収体６１ａおよび反射ミラー６１ｂを含み、可飽和吸収体６１ａとしてカーボンナノチューブを含むものが好適に用いられる。

すなわち、この第６実施形態では、光分波手段および光合波手段としての共通の導波路型回折格子素子６２が設けられている。そして、この導波路型回折格子素子６２により分波された各波長の光を反射型の可飽和吸収素子６１に入力させ、この可飽和吸収素子６１で反射して出力される各波長の光を導波路型回折格子素子６２により合波する、
この雑音抑圧器６０は以下のように動作する。光ファイバ６５の端面から出力された光は、導波路型回折格子素子６２のスラブ導波路６２１に入力し、アレイ導波路６２２を導波して、スラブ導波路６２３の出力側において波長毎に異なる位置に出力される。導波路型回折格子素子６２のスラブ導波路６２３から分波されて出力された各波長の光は、可飽和吸収素子６１上の互いに異なる位置に入力される。この可飽和吸収素子６１において、波長毎に、入力光のパワーが大きいときには該光は反射され、入力光のパワーが小さいときには該光は吸収される。そして、可飽和吸収素子６１で反射された各波長の光は、導波路型回折格子素子６２のスラブ導波路６２３に入力し、アレイ導波路６２２を導波し、スラブ導波路６２１の出力側において合波されて出力され、光ファイバ６５の端面に入力する。なお、光ファイバ６５には、光サーキュレータまたは光カプラが結合されていて、これにより、入力光と出力光とが互いに分離される。この第６実施形態に係る雑音抑圧器６０も、第１実施形態に係る雑音抑圧器１０と同様の効果を奏することができる。

なお、導波路型回折格子素子６２が基板上に形成され、スラブ導波路６２３の出力側が基板の端面に位置していて、基板における導波路型回折格子素子６２のスラブ導波路６２３の出力側の端面に可飽和吸収素子６１が設けられているのが好適である。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記の各実施形態では雑音抑圧器への光の入出力のために光ファイバが用いられているが、この光ファイバに替えて他の光学系が用いられてもよい。

第１〜第４の実施形態それぞれにおいて、光ファイバと空間的回折格子素子との間の光学系、および、可飽和吸収素子と空間的回折格子素子との間の光学系それぞれは、１個または複数個のレンズを含むものであってもよいし、レンズに替わる他の集光光学系またはコリメート光学系であってもよい。また、光ファイバと空間的回折格子素子との間の光学系は、その光ファイバの先端に設けられたコリメータレンズであってもよい。

第１および第３の実施形態の構成に対して、光分波手段により分波される各波長に対応して可飽和吸収素子が個別に設けられている構成として第２および第４の実施形態を示したが、第５および第６の実施形態の構成に対しても、光分波手段により分波される各波長に対応して可飽和吸収素子が個別に設けられている構成としてもよい。

上記の各実施形態では入力光の波数を２としたが、これに限られない。

上記の各実施形態では可飽和吸収素子がカーボンナノチューブを含むものであるとしたが、これに限られない。例えば、可飽和吸収素子は、多重量子井戸構造（ＭＱＷ）の可飽和吸収体等の半導体のものを含むものであってもよい。

第３，第４および第６の実施形態では、可飽和吸収体と反射ミラーとからなる可飽和吸収素子として、半導体可飽和ミラー（ＳＥＳＡＭ:Semiconductor Saturable Absorber Mirror）が用いられるのも好適である。

第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の構成図である。 第１実施形態に係る雑音抑圧器１０の動作を説明する為の図である。 第２実施形態に係る雑音抑圧器２０の構成図である。 第３実施形態に係る雑音抑圧器３０の構成図である。 第４実施形態に係る雑音抑圧器４０の構成図である。 第５実施形態に係る雑音抑圧器５０の構成図である。 第６実施形態に係る雑音抑圧器６０の構成図である。 従来の雑音抑圧器の問題点を説明する為の図である。

符号の説明

１０・・・雑音抑圧器、１１，１１_１，１１_２…可飽和吸収素子、１２Ａ，１２Ｂ…空間型回折格子素子、１３Ａ，１３Ｂ…光学系、１４Ａ，１４Ｂ…光学系、１５Ａ，１５Ｂ…光ファイバ、２０…雑音抑圧器、３０…雑音抑圧器、３１…可飽和吸収素子、３２…空間型回折格子素子、３３…光学系、３４…光学系、３５…光ファイバ、４０…雑音抑圧器、３１１，３１２…可飽和吸収素子、５０…雑音抑制器、５１…可飽和吸収素子、５２Ａ，５２Ｂ…導波路型回折格子素子、５５Ａ，５５Ｂ…光ファイバ、６０…雑音抑制器、６１…可飽和吸収素子、６２…導波路型回折格子素子、６５…光ファイバ。

Claims (13)

1. 入力した光を波長毎に分波する光分波手段と、この光分波手段により分波された各波長の光を入力する可飽和吸収素子と、この可飽和吸収素子から出力される各波長の光を合波して出力する光合波手段と、を備えることを特徴とする雑音抑圧器。
2. 前記可飽和吸収素子は、前記光分波手段により分波される各波長に対応して個別に設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
3. 前記光分波手段により分波された各波長の光を集光して前記可飽和吸収素子に入力させる光学系を更に備えることを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
4. 前記光分波手段により分波された各波長の光は、前記可飽和吸収素子の互いに異なる位置に入力される、ことを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
5. 前記可飽和吸収素子は反射型のものであることを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
6. 前記可飽和吸収素子は透過型の可飽和吸収体と反射ミラーとを含むことを特徴とする請求項５記載の雑音抑圧器。
7. 前記光分波手段および前記光合波手段の双方または何れか一方は空間型回折格子素子を含むことを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
8. 入力した光を波長毎に分波する前記光分波手段としての第１空間型回折格子素子と、
   この第１空間型回折格子素子により分波された各波長の光を集光して透過型の前記可飽和吸収素子に入力させる第１光学系と、
   前記可飽和吸収素子を透過して出力される各波長の光をコリメートする第２光学系と、
   この第２光学系によりコリメートされた各波長の光を合波して出力する前記光合波手段としての第２空間型回折格子素子と、
   を備えることを特徴とする請求項７記載の雑音抑圧器。
9. 前記光分波手段および前記光合波手段としての共通の空間型回折格子素子と、
   この空間型回折格子素子により分波された各波長の光を集光して反射型の前記可飽和吸収素子に入力させるとともに、この可飽和吸収素子で反射して出力される各波長の光をコリメートして前記空間型回折格子素子に入力させる光学系と、
   を備えることを特徴とする請求項７記載の雑音抑圧器。
10. 前記光分波手段および前記光合波手段の双方または何れか一方は導波路型回折格子素子を含むことを特徴とする請求項１記載の雑音抑圧器。
11. 入力した光を波長毎に分波して透過型の前記可飽和吸収素子に入力させる前記光分波手段としての第１導波路型回折格子素子と、
    この可飽和吸収素子を透過して出力される各波長の光を合波して出力する前記光合波手段としての第２導波路型回折格子素子と、
    を備えることを特徴とする請求項１０記載の雑音抑圧器。
12. 前記第１導波路型回折格子素子および前記第２導波路型回折格子素子が共通の基板上に形成されており、
    前記第１導波路型回折格子素子と前記第２導波路型回折格子素子との間に設けられた前記基板上の溝に前記可飽和吸収素子が挿入されている、
    ことを特徴とする請求項１１記載の雑音抑圧器。
13. 前記光分波手段および前記光合波手段としての共通の導波路型回折格子素子を備え、
    この導波路型回折格子素子により分波された各波長の光を反射型の前記可飽和吸収素子に入力させ、この可飽和吸収素子で反射して出力される各波長の光を前記導波路型回折格子素子により合波する、
    ことを特徴とする請求項１０記載の雑音抑圧器。

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