JPH0244303A - 導波形光周波数フィルタ - Google Patents
導波形光周波数フィルタInfo
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- JPH0244303A JPH0244303A JP63194590A JP19459088A JPH0244303A JP H0244303 A JPH0244303 A JP H0244303A JP 63194590 A JP63194590 A JP 63194590A JP 19459088 A JP19459088 A JP 19459088A JP H0244303 A JPH0244303 A JP H0244303A
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- waveguide
- interferometer circuit
- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光周波数多重光通信分野等に用いる導波形光
周波数フィルタに関するものである。
周波数フィルタに関するものである。
(従来の技術)
石英系光ファイバの低損失波長領域である1、3μm帯
あるいは1.55μm帯において、5GHz程度の光周
波数間隔(波長間隔に換算すると0.35A程度)で、
多数の光信号を高密度に多重化し伝送する光周波数多重
伝送方式が、将来の大容量伝送方式として注目されてい
る。
あるいは1.55μm帯において、5GHz程度の光周
波数間隔(波長間隔に換算すると0.35A程度)で、
多数の光信号を高密度に多重化し伝送する光周波数多重
伝送方式が、将来の大容量伝送方式として注目されてい
る。
このような光周波数多重伝送方式において、多重化され
た多チャンネルの光信号の中から所望するチャネルを選
択的に取り出す光部品としては、2個の光結合器を長さ
の異なる2本の光導波路で連結した基本構成を有する導
波形マッハ・ツェンダ光干渉計回路を、平面基板上に複
数個、直列に連結して構成した導波形光周波数フィルタ
が知られている。
た多チャンネルの光信号の中から所望するチャネルを選
択的に取り出す光部品としては、2個の光結合器を長さ
の異なる2本の光導波路で連結した基本構成を有する導
波形マッハ・ツェンダ光干渉計回路を、平面基板上に複
数個、直列に連結して構成した導波形光周波数フィルタ
が知られている。
第2図は、従来のこの種の導波形光周波数フィルタの構
成例を示す簡略平面図である。第2図において、1は平
板上基板、2,3,4は導波形マッハ・ツェンダ光干渉
計回路(以下、光干渉計回路と称す)である。光干渉計
回路2は、2個のY字形光結合器2a、2bと、これら
光結合器2a。
成例を示す簡略平面図である。第2図において、1は平
板上基板、2,3,4は導波形マッハ・ツェンダ光干渉
計回路(以下、光干渉計回路と称す)である。光干渉計
回路2は、2個のY字形光結合器2a、2bと、これら
光結合器2a。
2bを連結した光導波路2C並びにこの光導波路2Cに
比べて長さがΔLだけ長い光導波路2dから構成されて
いる。同様に、光干渉計回路3は、2(IlのY字形光
結合器3g、3bと、これら光結合器3a、3bを連結
した光導波路3C並びにこの光導波路3Cに比べて長さ
が2ΔLだけ長い光導波路3dから構成されている。さ
らに、光干渉計回路4は2個のY字形光結合器4a、4
bと、これら光結合器4a、4bを連結した光導波路4
C並びにこの光導波路4Cに比べて長さが4ΔLだけ長
い光導波路4dとから構成されている。
比べて長さがΔLだけ長い光導波路2dから構成されて
いる。同様に、光干渉計回路3は、2(IlのY字形光
結合器3g、3bと、これら光結合器3a、3bを連結
した光導波路3C並びにこの光導波路3Cに比べて長さ
が2ΔLだけ長い光導波路3dから構成されている。さ
らに、光干渉計回路4は2個のY字形光結合器4a、4
bと、これら光結合器4a、4bを連結した光導波路4
C並びにこの光導波路4Cに比べて長さが4ΔLだけ長
い光導波路4dとから構成されている。
これらの光干渉計回路2,3.4のうち、光干渉計回路
2の光結合器2bと光干渉計回路3の光結合器3aを光
導波路5で、光干渉計回路3の光結合器3bと光干渉計
回路4の光結合器4aを光導波路6で連結することによ
って、各光干渉計回路2,3.4を3段直列に連結し、
さらに、光干渉計回路2の光結合器2aに光信号入力用
光導波路7を、光干渉計回路4の光結合器4bに光信号
出力用光導波路8をそれぞれ連結して、導波形光周波数
フィ・ルタを構成していた。
2の光結合器2bと光干渉計回路3の光結合器3aを光
導波路5で、光干渉計回路3の光結合器3bと光干渉計
回路4の光結合器4aを光導波路6で連結することによ
って、各光干渉計回路2,3.4を3段直列に連結し、
さらに、光干渉計回路2の光結合器2aに光信号入力用
光導波路7を、光干渉計回路4の光結合器4bに光信号
出力用光導波路8をそれぞれ連結して、導波形光周波数
フィ・ルタを構成していた。
第3図は、上記第2図に示した導波形光周波数フィルタ
の光周波数特性の説明図で、横軸は光周波数を、縦軸は
光出力を表している。第3図において、(a)は、光干
渉計回路2の光周波数応答を示し、この光干渉計回路2
は、Δfl−C/(n・ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。また、(b)は、光干渉計
回路3の光周波数応答を示し、この光干渉計回路3は、
Δf2−C/ (n・2ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。同様に、(e)は、光干渉
計回路4の光周波数応答を示し、この光干渉計回路4は
、Δf3−C/(n・4ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。
の光周波数特性の説明図で、横軸は光周波数を、縦軸は
光出力を表している。第3図において、(a)は、光干
渉計回路2の光周波数応答を示し、この光干渉計回路2
は、Δfl−C/(n・ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。また、(b)は、光干渉計
回路3の光周波数応答を示し、この光干渉計回路3は、
Δf2−C/ (n・2ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。同様に、(e)は、光干渉
計回路4の光周波数応答を示し、この光干渉計回路4は
、Δf3−C/(n・4ΔL)を周期とする正弦波状の
応答特性で特徴づけられる。
(d)は、(a) 、 (b) 、 (c)における
各ピーク光周波数が、光周波数fsで合致するように調
節した時の、第2図に示した光周波数フィルタ全体とし
ての光周波数応答特性を示している。
各ピーク光周波数が、光周波数fsで合致するように調
節した時の、第2図に示した光周波数フィルタ全体とし
ての光周波数応答特性を示している。
このように、3個の光干渉計回路2.3.4による周期
の異なる光周波数特性を合成して得られる第3図(d)
の光周波数特性は、fs±Δf1の領域内において、光
周波数値fs近傍の光信号のみを通過させる光周波数フ
ィルタ作用を示すことから、第2図に示した光周波数フ
ィルタは、光周波数多重通信分野等への適用が期待でき
る。
の異なる光周波数特性を合成して得られる第3図(d)
の光周波数特性は、fs±Δf1の領域内において、光
周波数値fs近傍の光信号のみを通過させる光周波数フ
ィルタ作用を示すことから、第2図に示した光周波数フ
ィルタは、光周波数多重通信分野等への適用が期待でき
る。
しかし、上記光周波数フィルタでは、基板1上にフォト
リングラフィ工程やエツチング工程で、Y字形光導波路
分岐部を形成する際に、その分岐部を限りなく鋭くする
ことが不可能であるため、各光結合器2 a r 2
b r 3 a 、 3 b 、4 a r 4 bは
その構成上、分岐、結合部で1dB程度以上の過剰損失
を持ってしまい、全体として6dB程度以上の損失を回
避できないという問題点があった。従って、このような
光周波数フィルタを光信号が通過する際に、選択光周波
数においても光量の37%程度以上が損失してしまい、
実用上の大きな障害となり、また、光干渉計回路をさら
に多段化して、フィルタ特性を向上させようとする際に
も、深刻な問題点となっていた。
リングラフィ工程やエツチング工程で、Y字形光導波路
分岐部を形成する際に、その分岐部を限りなく鋭くする
ことが不可能であるため、各光結合器2 a r 2
b r 3 a 、 3 b 、4 a r 4 bは
その構成上、分岐、結合部で1dB程度以上の過剰損失
を持ってしまい、全体として6dB程度以上の損失を回
避できないという問題点があった。従って、このような
光周波数フィルタを光信号が通過する際に、選択光周波
数においても光量の37%程度以上が損失してしまい、
実用上の大きな障害となり、また、光干渉計回路をさら
に多段化して、フィルタ特性を向上させようとする際に
も、深刻な問題点となっていた。
以上の問題を回避するため、Y字形光結合器に比べて、
過剰損失を小さく形成可能な方向性結合器を有する光干
渉計回路を多段に連結して構成した光周波数フィルタが
提案された。
過剰損失を小さく形成可能な方向性結合器を有する光干
渉計回路を多段に連結して構成した光周波数フィルタが
提案された。
第4図は、方向性結合器を用いた光周波数フィルタの構
成例を示す簡略平面図である。第4図において、10は
基板、11,12.13は光干渉計回路である。光干渉
計回路11は、2本の光導波路11a、llbと、これ
ら光導波路11a。
成例を示す簡略平面図である。第4図において、10は
基板、11,12.13は光干渉計回路である。光干渉
計回路11は、2本の光導波路11a、llbと、これ
ら光導波路11a。
11bの2箇所を数μmまで所定長さだけ近接させてな
る方向性結合器11c、lidとから構成されている。
る方向性結合器11c、lidとから構成されている。
同様に、光干渉計回路12は、2本の光導波路12a、
12bと、これら光導波路12a、12bの2箇所を、
数μm程度まで所定長さだけ近接してなる方向性結合器
12c、12dから構成されている。さらに、光干渉計
回路13は、2本の光導波路13a、13bと、これら
光導波路13a、13bの211所を、数pm程度まで
所定長さだけ近接してなる方向性結合器13c、13d
から構成されている。
12bと、これら光導波路12a、12bの2箇所を、
数μm程度まで所定長さだけ近接してなる方向性結合器
12c、12dから構成されている。さらに、光干渉計
回路13は、2本の光導波路13a、13bと、これら
光導波路13a、13bの211所を、数pm程度まで
所定長さだけ近接してなる方向性結合器13c、13d
から構成されている。
これらの光干渉計回路11,12.13のうち、光干渉
計回路11の光導波路11aの方向性結合器lidI7
M端部と光干渉計回路12の光導波路12aの方向性結
合器12c側端部とを連結し、同様に、光干渉計回路1
2の光導波路12gの方向性結合器12d側端部と光干
渉計回路13の光導波路13aの方向性結合器13c側
端部とを連結し、さらに、光干渉計回路11の光導波路
11aの方向性結合器11C側端部を入力ポートP1n
。
計回路11の光導波路11aの方向性結合器lidI7
M端部と光干渉計回路12の光導波路12aの方向性結
合器12c側端部とを連結し、同様に、光干渉計回路1
2の光導波路12gの方向性結合器12d側端部と光干
渉計回路13の光導波路13aの方向性結合器13c側
端部とを連結し、さらに、光干渉計回路11の光導波路
11aの方向性結合器11C側端部を入力ポートP1n
。
光干渉計回路13の光導波路13aの方向性結合器13
d側端部を出力ポートPoutとして、導波形光周波数
フィルタを構成していた。
d側端部を出力ポートPoutとして、導波形光周波数
フィルタを構成していた。
(発明が解決しようとする課題)
第4図に示した光周波数フィルタにおける各方向性結合
器11c、lid、12c、12d。
器11c、lid、12c、12d。
13c、13dは、いわゆるエバネッセント光結合作用
により光結合器を構成するのであるが、1対1、即ち等
分の結合比とするためには、近接した2本の光導波路の
間隔や近接部分の長さ、さらに光導波路自身の構造パラ
メータも高精度に設定する必要がある。
により光結合器を構成するのであるが、1対1、即ち等
分の結合比とするためには、近接した2本の光導波路の
間隔や近接部分の長さ、さらに光導波路自身の構造パラ
メータも高精度に設定する必要がある。
しかしながら、方向性結合器の製作工程においては、フ
ォトリソグラフィ工程やエツチング工程等に製作誤差が
含まれており、1対1、即ち50%−50%の理想的な
結合比から、実際に製作し得る方向性結合器の結合比が
ずれてしまうという問題点があった。また、このように
1対1の結合比からずれが発生すると、光干渉計回路の
、いわゆる消光比が劣化し、光周波数フィルタとしての
クロストーク特性が劣化してしまうという問題点を存し
ていた。例えば結合比が60%〜40%(あるいは40
%−60%)にずれた場合、クロストーク比が10dB
以下になる事態を招き、光周波数フィルタの製作上の歩
留りが悪く、これにより光周波数フィルタのコスト高を
招くという問題点をも有していた。
ォトリソグラフィ工程やエツチング工程等に製作誤差が
含まれており、1対1、即ち50%−50%の理想的な
結合比から、実際に製作し得る方向性結合器の結合比が
ずれてしまうという問題点があった。また、このように
1対1の結合比からずれが発生すると、光干渉計回路の
、いわゆる消光比が劣化し、光周波数フィルタとしての
クロストーク特性が劣化してしまうという問題点を存し
ていた。例えば結合比が60%〜40%(あるいは40
%−60%)にずれた場合、クロストーク比が10dB
以下になる事態を招き、光周波数フィルタの製作上の歩
留りが悪く、これにより光周波数フィルタのコスト高を
招くという問題点をも有していた。
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、クロストーク特性
に優れ、しかも過剰損失が小さく、かつ製作歩留りを大
幅に向上でき、低価格化を図れる導波形光周波数フィル
タを提供することにある。
に優れ、しかも過剰損失が小さく、かつ製作歩留りを大
幅に向上でき、低価格化を図れる導波形光周波数フィル
タを提供することにある。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するため、請求項(1)では、基板上に
複数個の導波形マッハ・ツェンダ光干渉計回路を直列に
連結してなる導波形光周波数フィルタにおいて、前記各
々のマッハ・ツェンダ光干渉計回路は、2本の光導波路
と、これら2本の光導波路の2箇所を互いに近接させて
構成した2個の方向性結合器とを備え、前記2本の光導
波路のいずれか一方の光導波路を光信号入力用光導波路
とし、他方の光導波路を光信号出力用光導波路として、
自段の光信号出力用光導波路と後段の光信号入力用光導
波路を連結した。
複数個の導波形マッハ・ツェンダ光干渉計回路を直列に
連結してなる導波形光周波数フィルタにおいて、前記各
々のマッハ・ツェンダ光干渉計回路は、2本の光導波路
と、これら2本の光導波路の2箇所を互いに近接させて
構成した2個の方向性結合器とを備え、前記2本の光導
波路のいずれか一方の光導波路を光信号入力用光導波路
とし、他方の光導波路を光信号出力用光導波路として、
自段の光信号出力用光導波路と後段の光信号入力用光導
波路を連結した。
また、請求項(2)では、2個の方向性結合器間の2本
の光導波路長差が、それぞれ長さΔLを基L (Nは2
以上の整数)を満足するN個のマッハ・ツェンダ光干渉
計回路を直列に連結した。
の光導波路長差が、それぞれ長さΔLを基L (Nは2
以上の整数)を満足するN個のマッハ・ツェンダ光干渉
計回路を直列に連結した。
(作 用)
第5図に基づいて、請求項(1)及び請求項(2)によ
る作用を説明する。第5図(a)は、導波形マッハ・ツ
ェンダ光干渉計回路の模式図で、■、■は長さの異なる
2本の光導波路、■、■は2本の光導波路■、■の21
m所を互いに近接させて構成した方向性結合器である。
る作用を説明する。第5図(a)は、導波形マッハ・ツ
ェンダ光干渉計回路の模式図で、■、■は長さの異なる
2本の光導波路、■、■は2本の光導波路■、■の21
m所を互いに近接させて構成した方向性結合器である。
第5図(b) 、 (e)は、第5図(a)において光
導波路■の一端から入射させた光信号の光周波数を変化
させた際の、光導波路■の他端からの出力光の応答特性
(実線)、及び光導波路■の出射端からの出力光の応答
特性(破線)の説明図で、横軸は光周波数、縦軸は先出
力を表している。
導波路■の一端から入射させた光信号の光周波数を変化
させた際の、光導波路■の他端からの出力光の応答特性
(実線)、及び光導波路■の出射端からの出力光の応答
特性(破線)の説明図で、横軸は光周波数、縦軸は先出
力を表している。
第5図(b)は、方向性結合器■、■の結合比が1対1
(50%−50%)の場合の光周波数応答特性を示して
おり、一方の応答が“山″の時、他方の応答は“谷(零
値)″を示し、この場合(結合比1 : 1) 、光周
波数フィルタとして理想的な光周波数応答が得られる。
(50%−50%)の場合の光周波数応答特性を示して
おり、一方の応答が“山″の時、他方の応答は“谷(零
値)″を示し、この場合(結合比1 : 1) 、光周
波数フィルタとして理想的な光周波数応答が得られる。
一方、第5図(e)は、方向性結合器■、■の結合比が
1=1からずれた場合を示している。この場合、実線で
示す応答特性、即ち光信号が入力された光導波路■から
の出力光の応答特性は、谷部において零値を示していな
い。これに対し、破線で示す応答特性、即ち光信号が入
力された光導波路■とは異なる光導波路■からの出力光
の応答特性は、山部の値が僅かに低下するものの谷部に
おいては零値を示している。
1=1からずれた場合を示している。この場合、実線で
示す応答特性、即ち光信号が入力された光導波路■から
の出力光の応答特性は、谷部において零値を示していな
い。これに対し、破線で示す応答特性、即ち光信号が入
力された光導波路■とは異なる光導波路■からの出力光
の応答特性は、山部の値が僅かに低下するものの谷部に
おいては零値を示している。
例えば、結合比が50%−50%から60%−40%(
あるいは40%−60%)にずれた場合、第5図(e)
において実線で示す応答特性の消光比(山部と谷部の出
力光比)は、15dB以下にまで劣化する。また、マツ
ハ争ツエンダ光干渉計回路の一段当り15dB以下の消
光比では、マッハ・ツェンダ光干渉計回路を数段、直列
に連結すると、10dB以下の消光比にまで劣化してし
まう。これに対して、第5図(c)において破線で示す
応答特性の消光比は劣化することはない。但し破線応答
の山部の透過率は、96%程度に劣化するが、これは高
々0.2dBの過剰損失に過ぎない。
あるいは40%−60%)にずれた場合、第5図(e)
において実線で示す応答特性の消光比(山部と谷部の出
力光比)は、15dB以下にまで劣化する。また、マツ
ハ争ツエンダ光干渉計回路の一段当り15dB以下の消
光比では、マッハ・ツェンダ光干渉計回路を数段、直列
に連結すると、10dB以下の消光比にまで劣化してし
まう。これに対して、第5図(c)において破線で示す
応答特性の消光比は劣化することはない。但し破線応答
の山部の透過率は、96%程度に劣化するが、これは高
々0.2dBの過剰損失に過ぎない。
従って、マッハ・ツェンダ光干渉計回路の構成要素であ
る2本の光導波路■、■のうち、いずれか一方の光導波
路、例えば光導波路■を光信号入力用光導波路とした場
合、当該マッハ・ツェンダ光干渉計回路の出力光として
は、入力用光導波路■とは異なる他方の光導波路■から
の出力光を採用し、このようにした、マツハ−ツエンダ
光干渉計回路を多段、直列に連結することにより、消光
比に優れた所望のフィルタ特性を有する光周波数フィル
タを構成できる。
る2本の光導波路■、■のうち、いずれか一方の光導波
路、例えば光導波路■を光信号入力用光導波路とした場
合、当該マッハ・ツェンダ光干渉計回路の出力光として
は、入力用光導波路■とは異なる他方の光導波路■から
の出力光を採用し、このようにした、マツハ−ツエンダ
光干渉計回路を多段、直列に連結することにより、消光
比に優れた所望のフィルタ特性を有する光周波数フィル
タを構成できる。
(実施例)
第1図は、本発明による導波形光周波数フィルタの第1
の実施例を示す簡略平面図であって、従来例を示す第4
図と同一構成部分は同一符号をもって表しである。即ち
、10は基板、11,12゜13は光干渉計回路(導波
形マッハ・ツェンダ光干渉計回路)、lla、llb、
12a、12b。
の実施例を示す簡略平面図であって、従来例を示す第4
図と同一構成部分は同一符号をもって表しである。即ち
、10は基板、11,12゜13は光干渉計回路(導波
形マッハ・ツェンダ光干渉計回路)、lla、llb、
12a、12b。
13a、13bは光導波路、lie、lld。
12c、12d113c、13dは方向性結合器、Pi
nは人力ボート、Poutは出力ポートである。
nは人力ボート、Poutは出力ポートである。
第1図においては、光干渉計回路11の光導波路11b
の方向性結合器lid側端部と光干渉計回路12の光導
波路12aの方向性結合器12C側端部を連結し、同様
に、光干渉計回路12の光導波路12bの方向性結合器
12d側端部と光干渉計回路13の光導波路13aの方
向性結合器13c側端部を連結し、さらに、光干渉計回
路11の光導波路11aの方向性結合器11C側端部を
入カポーH’In、光干渉計回路13の光導波路13b
の方向性結合器13d側端部を出力ポートPoutとし
て、導波形光周波数フィルタを構成している。
の方向性結合器lid側端部と光干渉計回路12の光導
波路12aの方向性結合器12C側端部を連結し、同様
に、光干渉計回路12の光導波路12bの方向性結合器
12d側端部と光干渉計回路13の光導波路13aの方
向性結合器13c側端部を連結し、さらに、光干渉計回
路11の光導波路11aの方向性結合器11C側端部を
入カポーH’In、光干渉計回路13の光導波路13b
の方向性結合器13d側端部を出力ポートPoutとし
て、導波形光周波数フィルタを構成している。
次に、上記構成による動作を説明する。尚、各光干渉計
回路11,12.13の出力光のピーク光周波数が、所
望の光周波数で合致するように、いずれか一方の光導波
路、例えばllb、12b。
回路11,12.13の出力光のピーク光周波数が、所
望の光周波数で合致するように、いずれか一方の光導波
路、例えばllb、12b。
13bの光路長を光波長相当分の範囲内で電気光学効果
や熱光学効果を利用して(実際には図示しないヒータ等
により調節)微調節されているものとする。
や熱光学効果を利用して(実際には図示しないヒータ等
により調節)微調節されているものとする。
まず、入力ボートPinから入射された光信号は、光導
波路11aを伝搬し、方向性結合器12cで光導波路1
1bに分岐される。分岐された光信号は、光導波路11
a、llbをそれぞれ伝搬した後、方向性結合器11d
で結合され、光干渉計回路11の光導波路11bから光
干渉計回路12の光導波路12gに導波される。光導波
路12aに導波された光信号は、方向性結合器12cで
分岐される。分岐された光信号は、光導波路12a。
波路11aを伝搬し、方向性結合器12cで光導波路1
1bに分岐される。分岐された光信号は、光導波路11
a、llbをそれぞれ伝搬した後、方向性結合器11d
で結合され、光干渉計回路11の光導波路11bから光
干渉計回路12の光導波路12gに導波される。光導波
路12aに導波された光信号は、方向性結合器12cで
分岐される。分岐された光信号は、光導波路12a。
12bをそれぞれ伝搬した後、方向性結合器12dで結
合され、光干渉計回路12の光導波路12bから光干渉
計回路13の光導波路13aに導波される。同様にして
、光導波路13aに導波された光信号は、方向性結合器
13cで分岐される。
合され、光干渉計回路12の光導波路12bから光干渉
計回路13の光導波路13aに導波される。同様にして
、光導波路13aに導波された光信号は、方向性結合器
13cで分岐される。
分岐された光信号は、光導波路13a、13bをそれぞ
れ伝搬した後、方向性結合器で結合され、光導波路13
bを伝搬して出力ポートPinから所望の光周波数値の
光信号が出力されることになる。
れ伝搬した後、方向性結合器で結合され、光導波路13
bを伝搬して出力ポートPinから所望の光周波数値の
光信号が出力されることになる。
以上のように、本第1の実施例によれば、光干渉計回路
11,12.13の光導波路11a。
11,12.13の光導波路11a。
12a、13aを光信号入力用光導波路とし、光導波路
11b、12b、13bを光信号出力用光導波路として
、各光干渉計回路11,12.13を3段直列に、いわ
ゆる対角ボート同士のみを連結したので、たとえ、方向
性結合器11c、11d、12c、12ds 13c、
13dに製作上誤差があり、その結合比が1:1(50
%−50%)でなかったとしても、クロストーク特性に
優れた導波形光周波数フィルタを再現性良く実現で・き
る。
11b、12b、13bを光信号出力用光導波路として
、各光干渉計回路11,12.13を3段直列に、いわ
ゆる対角ボート同士のみを連結したので、たとえ、方向
性結合器11c、11d、12c、12ds 13c、
13dに製作上誤差があり、その結合比が1:1(50
%−50%)でなかったとしても、クロストーク特性に
優れた導波形光周波数フィルタを再現性良く実現で・き
る。
第6図は、本発明による導波形層波数フィルタの第2の
実施例を示す簡略平面図である。本第2の実施例と前記
第1の実施例の異なる点は、光干渉計回路11,12,
13の光導波路11b。
実施例を示す簡略平面図である。本第2の実施例と前記
第1の実施例の異なる点は、光干渉計回路11,12,
13の光導波路11b。
12b、13bを光信号入力用光導波路とし、光導波路
11a、12a、13gを光信号出力用光導波路として
、光干渉計回路11の光導波路11aの方向性結合器l
id側端部と光干渉計回路12の光導波路12bの方向
性結合器12c側端部とを連結し、同様に、光干渉計回
路12の光導波路12aの方向性結合器12d側端部と
光干渉計回路13の光導波路13bの方向性結合器13
C側端部とを連結し、さらに光干渉計回路11の光導波
路11bの方向性結合器11C側端部を出力ボートPl
ns光干渉計回路13の光導波路13aの方向性結合器
13d側端部を出力ボートPoutとしたことにある。
11a、12a、13gを光信号出力用光導波路として
、光干渉計回路11の光導波路11aの方向性結合器l
id側端部と光干渉計回路12の光導波路12bの方向
性結合器12c側端部とを連結し、同様に、光干渉計回
路12の光導波路12aの方向性結合器12d側端部と
光干渉計回路13の光導波路13bの方向性結合器13
C側端部とを連結し、さらに光干渉計回路11の光導波
路11bの方向性結合器11C側端部を出力ボートPl
ns光干渉計回路13の光導波路13aの方向性結合器
13d側端部を出力ボートPoutとしたことにある。
このように各光干渉計回路11,12.13を3段直列
に連結しても、第1の実施例と同様の効果を得ることが
できる。
に連結しても、第1の実施例と同様の効果を得ることが
できる。
第7図及び第8図は、本発明による導波形光周波数フィ
ルタを具体的に示した第3の実施例を示すもので、第7
図はその平面図、第8図(a) 、 (b)はそれぞれ
第7図における線分A−A、B−Bに沿った部分の拡大
断面図である。図中、110は長さ4cs、幅4cm5
厚さ 0.7+nの構造パラメータを有するシリコン基
板、120,130,140は光干渉計回路である。
ルタを具体的に示した第3の実施例を示すもので、第7
図はその平面図、第8図(a) 、 (b)はそれぞれ
第7図における線分A−A、B−Bに沿った部分の拡大
断面図である。図中、110は長さ4cs、幅4cm5
厚さ 0.7+nの構造パラメータを有するシリコン基
板、120,130,140は光干渉計回路である。
光干渉計回路120は、光導波路120aと、光導波路
120aとの光導波路長差ΔL−2,5mmの光導波路
120bと、これら光導波路120 a h120bの
21所を、数μm程度まで近接させてなる方向性結合器
120c、120dから構成されている。同様に、光干
渉計回路130は、光導波路130aと光導波路130
aとの光導波路長差が2ΔL−5■層の光導波路130
bと、これら光導波路130g、130bの211所を
数μm程度まで近接させてなる方向性結合器130c。
120aとの光導波路長差ΔL−2,5mmの光導波路
120bと、これら光導波路120 a h120bの
21所を、数μm程度まで近接させてなる方向性結合器
120c、120dから構成されている。同様に、光干
渉計回路130は、光導波路130aと光導波路130
aとの光導波路長差が2ΔL−5■層の光導波路130
bと、これら光導波路130g、130bの211所を
数μm程度まで近接させてなる方向性結合器130c。
130dから構成されている。さらに光干渉計回路14
0は、光導波路140aと、光導波路140aとの光導
波路長差が4ΔLmlOwmの光導波路140bと、こ
れら光導波路140g。
0は、光導波路140aと、光導波路140aとの光導
波路長差が4ΔLmlOwmの光導波路140bと、こ
れら光導波路140g。
140bの211所を数μm程度まで近接させてなる方
向性結合器140c、140dから構成されている。
向性結合器140c、140dから構成されている。
これらの光干渉計回路120,130,140のうち、
光干渉計回路120の光導波路120bの方向性結合器
120d側端部と光干渉計回路130の光導波路130
bの方向性結合器130C側端部を連結し、同様に、光
干渉計回路130の光導波路130aの方向性結合器1
30d側端部と光干渉計回路140の光導波路140a
の方向性結合器140C側端部を連結し、さらに、光干
渉計回路120の光導波路120aの方向性結合器12
0C側端部を入力ボートPin、光干渉計回路140の
光導波路140bの方向性結合器140d側端部を出力
ボートPoutとしている。
光干渉計回路120の光導波路120bの方向性結合器
120d側端部と光干渉計回路130の光導波路130
bの方向性結合器130C側端部を連結し、同様に、光
干渉計回路130の光導波路130aの方向性結合器1
30d側端部と光干渉計回路140の光導波路140a
の方向性結合器140C側端部を連結し、さらに、光干
渉計回路120の光導波路120aの方向性結合器12
0C側端部を入力ボートPin、光干渉計回路140の
光導波路140bの方向性結合器140d側端部を出力
ボートPoutとしている。
また、各光導波路120a、120b、130a、13
0b、140a、140bは石英系材料よりなり、シリ
コン基板110上に厚さ50μm程度のクラッド層15
0に埋設されており、その断面寸法は6μm程度で、ク
ラッド層150との比屈折率差は0,75%程度としで
ある。
0b、140a、140bは石英系材料よりなり、シリ
コン基板110上に厚さ50μm程度のクラッド層15
0に埋設されており、その断面寸法は6μm程度で、ク
ラッド層150との比屈折率差は0,75%程度としで
ある。
さらに、光干渉計回路120においては、光導波路12
0b上に、光導波路長を熱光学効果により微調節するた
めの薄膜ヒータ151が装荷されている。同様に、同様
の作用を示す薄膜ヒータ152.153が、光干渉計回
路130.140の光導波路130b、140b上にも
それぞれ装荷されて、導波形光周波数フィルタが構成さ
れている。
0b上に、光導波路長を熱光学効果により微調節するた
めの薄膜ヒータ151が装荷されている。同様に、同様
の作用を示す薄膜ヒータ152.153が、光干渉計回
路130.140の光導波路130b、140b上にも
それぞれ装荷されて、導波形光周波数フィルタが構成さ
れている。
このような光周波数フィルタは、石英系光導波路の屈折
率nが1.458であることを考慮すると、各光干渉計
回路120,130,140の各周期Δfl、 Δf2
. Δf3 (第3図相当)は、それぞれΔfl
M=40GHz、 Δf2−20GHz 。
率nが1.458であることを考慮すると、各光干渉計
回路120,130,140の各周期Δfl、 Δf2
. Δf3 (第3図相当)は、それぞれΔfl
M=40GHz、 Δf2−20GHz 。
Δf3→10GHzである。
以上の構成を有する、本第3の実施例による光周波数フ
ィルタにおいて、入力ポートP1nから、波長1.55
μm帯で、10GHzの光周波数間隔、即ち波長換算で
、0.75A間隔に、8チャネル分多重化した光信号を
入射し、所望する光周波数域で光干渉計回路120,1
30,140の光周波数応答の“山部゛が一致するよう
に薄膜ヒータ151.152,153への供給電力を調
整した。
ィルタにおいて、入力ポートP1nから、波長1.55
μm帯で、10GHzの光周波数間隔、即ち波長換算で
、0.75A間隔に、8チャネル分多重化した光信号を
入射し、所望する光周波数域で光干渉計回路120,1
30,140の光周波数応答の“山部゛が一致するよう
に薄膜ヒータ151.152,153への供給電力を調
整した。
実際、このような操作を、多数の光周波フィルタについ
て行ない、阻止すべきチャネル信号のクロストーク比を
調べたところ、全て15dB〜20dB程度以上と良好
であり、本第3の実施例による光周波数フィルタは、方
向性結合器120c。
て行ない、阻止すべきチャネル信号のクロストーク比を
調べたところ、全て15dB〜20dB程度以上と良好
であり、本第3の実施例による光周波数フィルタは、方
向性結合器120c。
120d、130c、130d、140c。
140dの製作上の誤差を許容して、クロストーク特性
に優れた導波形光周波数フィルタを実現できる。
に優れた導波形光周波数フィルタを実現できる。
尚、本第3の実施例では、光信号の入出力ボートPin
、 Poutに用いた光導波路120a、140bの
端部以外に、6箇所の光導波路端が基板面まで導かれて
いるが、これらの光導波路端は必要に応じて各光干渉計
回路にパイロット信号を入射させ、薄膜ヒータ151.
152,153の調節用モータポイントとして用いるこ
とも可能である。
、 Poutに用いた光導波路120a、140bの
端部以外に、6箇所の光導波路端が基板面まで導かれて
いるが、これらの光導波路端は必要に応じて各光干渉計
回路にパイロット信号を入射させ、薄膜ヒータ151.
152,153の調節用モータポイントとして用いるこ
とも可能である。
以上の実施例においては、光干渉計回路は、入力ポート
Pln側から2本の光導波路長差の小さい順に連結され
ているが、この順序を、任意に入れ換えても、同様の作
用効果を得られることはいうまでもない。
Pln側から2本の光導波路長差の小さい順に連結され
ているが、この順序を、任意に入れ換えても、同様の作
用効果を得られることはいうまでもない。
また、第3の実施例において、各光干渉計回路120.
130,140の2本の光導波路を光導波路長着ΔL、
2ΔL、4ΔL、・・・、2 ΔLの組合せとするこ
とにより、最も少ない段数で、所望のフィルタ特性を得
ることができる。なお、場合によっては、他の組合わせ
を用いることも任意である。
130,140の2本の光導波路を光導波路長着ΔL、
2ΔL、4ΔL、・・・、2 ΔLの組合せとするこ
とにより、最も少ない段数で、所望のフィルタ特性を得
ることができる。なお、場合によっては、他の組合わせ
を用いることも任意である。
また、第3の実施例では石英系光導波路を基本とする具
体的実施例について説明したが、他材料の光導波路系を
用いても、同様の効果を得ることが可能なことはいうま
でもない。
体的実施例について説明したが、他材料の光導波路系を
用いても、同様の効果を得ることが可能なことはいうま
でもない。
さらに、各実施例においては、光干渉計回路を3段直列
に連結した光周波数フィルタについて説明したが、これ
に限定されるものではなく、さらに段数を増加して、よ
り多チャンネルの信号光を扱う光周波数フィルタを構成
することにより、より顕著な効果を得ることができるこ
とは明らかである。
に連結した光周波数フィルタについて説明したが、これ
に限定されるものではなく、さらに段数を増加して、よ
り多チャンネルの信号光を扱う光周波数フィルタを構成
することにより、より顕著な効果を得ることができるこ
とは明らかである。
(発明の効果)
以上説明したように、請求項(1)によれば、各マッハ
・ツェンダ光干渉計回路のいずれか一方の光導波路に入
射した光信号は、光信号の入射側光導波路とは異なる他
方の光導波路から次段のマッハ・ツェンダ光干渉計回路
へあるいは当該光周波数フィルタから出射されるので、
たとえ方向性結合器に製作上の誤差があったとしても、
クロストーク特性に優れた導波形光周波数フィルタを再
現性よく提供できる利点がある。
・ツェンダ光干渉計回路のいずれか一方の光導波路に入
射した光信号は、光信号の入射側光導波路とは異なる他
方の光導波路から次段のマッハ・ツェンダ光干渉計回路
へあるいは当該光周波数フィルタから出射されるので、
たとえ方向性結合器に製作上の誤差があったとしても、
クロストーク特性に優れた導波形光周波数フィルタを再
現性よく提供できる利点がある。
また、製作歩留りが、従来のものに比べて飛躍的に高い
ことから、低価格化を図れ、光周波数多重伝送方式等の
普及に貢献できる。
ことから、低価格化を図れ、光周波数多重伝送方式等の
普及に貢献できる。
また、請求項(2)によれば、請求項(1)の効果に加
えて、マッハ・ツェンダ光干渉計回路の連結段数を最も
少なくして、所望のフィルタ特性を有する導波形光周波
数フィルタを実現できる。
えて、マッハ・ツェンダ光干渉計回路の連結段数を最も
少なくして、所望のフィルタ特性を有する導波形光周波
数フィルタを実現できる。
第1図は本発明による導波形光周波数フィルタの第1の
実施例を示す簡略平面図、第2図はY字形光結合器を有
する従来の導波形光周波数フィルタの簡略平面図、第3
図は第2図の光周波数フィルタの光周波数特性の説明図
、第4図は方向性結合器を有する従来の導波形光周波数
フィルタの簡略平面図、第5図は本発明に係る作用の説
明図、第6図は本発明による導波形光周波数フィルタの
第2の実施例を示す簡略平面図、第7図は本発明による
導波形光周波数フィルタの第3の実施例を示す平面図、
第8図(a) 、 (b)は第7図の一部拡大断面図で
ある。 図中、10.110・・・基板、20,30,40゜1
20.130,140・・・導波形マッハ・ツェンダ光
干渉計回路、20a、20b、30a、30b、40a
、40b、120a、120b。 130a、130b、140a、 140b−・・光
導波路、20c、20d、30c、30d、40c。 40d、120c、120d、1・30c、130d、
140c、140d・・・方向性結合器、151゜15
2.153・・・薄膜ヒータ。 特許出願人 日本電信電話株式会社
実施例を示す簡略平面図、第2図はY字形光結合器を有
する従来の導波形光周波数フィルタの簡略平面図、第3
図は第2図の光周波数フィルタの光周波数特性の説明図
、第4図は方向性結合器を有する従来の導波形光周波数
フィルタの簡略平面図、第5図は本発明に係る作用の説
明図、第6図は本発明による導波形光周波数フィルタの
第2の実施例を示す簡略平面図、第7図は本発明による
導波形光周波数フィルタの第3の実施例を示す平面図、
第8図(a) 、 (b)は第7図の一部拡大断面図で
ある。 図中、10.110・・・基板、20,30,40゜1
20.130,140・・・導波形マッハ・ツェンダ光
干渉計回路、20a、20b、30a、30b、40a
、40b、120a、120b。 130a、130b、140a、 140b−・・光
導波路、20c、20d、30c、30d、40c。 40d、120c、120d、1・30c、130d、
140c、140d・・・方向性結合器、151゜15
2.153・・・薄膜ヒータ。 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (2)
- (1)基板上に複数個の導波形マッハ・ツェンダ光干渉
計回路を直列に連結してなる導波形光周波数フィルタに
おいて、 前記各々のマッハ・ツェンダ光干渉計回路は、2本の光
導波路と、これら2本の光導波路の2箇所を互いに近接
させて構成した2個の方向性結合器とを備え、前記2本
の光導波路のいずれか一方の光導波路を光信号入力用光
導波路とし、他方の光導波路を光信号出力用光導波路と
して、自段の光信号出力用光導波路と後段の光信号入力
用光導波路を連結したことを特徴とする導波形光周波数
フィルタ。 - (2)2個の方向性結合器間の2本の光導波路長差が、
それぞれ長さΔLを基準として、ΔL,2ΔL,4ΔL
,…,2^N^−^1ΔL(Nは2以上の整数)を満足
するN個のマッハ・ツエンダ光干渉計回路を直列に連結
した請求項(1)記載の導波形光周波数フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194590A JP2551980B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 導波形光周波数フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194590A JP2551980B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 導波形光周波数フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0244303A true JPH0244303A (ja) | 1990-02-14 |
| JP2551980B2 JP2551980B2 (ja) | 1996-11-06 |
Family
ID=16327074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194590A Expired - Lifetime JP2551980B2 (ja) | 1988-08-05 | 1988-08-05 | 導波形光周波数フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2551980B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5189714A (en) * | 1990-09-28 | 1993-02-23 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical wavelength filter device |
| JP2003149472A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光波長合分波器 |
| US10439729B2 (en) | 2017-09-27 | 2019-10-08 | Fujitsu Limited | Optical device and optical apparatus |
| JPWO2024029083A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 |
Citations (2)
| 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 |
| JPS6327820A (ja) * | 1986-07-21 | 1988-02-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形周波数分割光スイツチ |
-
1988
- 1988-08-05 JP JP63194590A patent/JP2551980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| 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 |
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| JP2003149472A (ja) * | 2001-11-09 | 2003-05-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光波長合分波器 |
| US10439729B2 (en) | 2017-09-27 | 2019-10-08 | Fujitsu Limited | Optical device and optical apparatus |
| JPWO2024029083A1 (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-08 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2551980B2 (ja) | 1996-11-06 |
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