JPH04168416A - 光可変波長フィルタ - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は入力された波長多重光信号から任意の波長の光
信号を選択して出射する光可変波長フィルタに関するも
のである。

（従来の技術） 近年、画像信号等の広帯域信号を用いた通信サービスに
対する需要が高まりつつある。広帯域信号の帯域は数Ｍ
Ｈｚ〜数１０ＭＨｚに及ぶから、送信器として電気信号
を光信号に変換する電気−光変換器を、伝送路として従
来の同軸ケーブルに比べて細径、広帯域、低損失、耐電
磁誘導性等の利点を有する光ファイバを、受信器として
光信号を電気信号に変換する光−電気変換器をそれぞれ
用いる光フアイバ伝送方式が広く採用されつつある。

このような光フアイバ伝送方式のなかには時分割多重光
信号が送信されて受信側で時分割分離して所望の信号を
選択する方式、あるいは波長分割多重された光信号が送
信されて、受信側で波長毎に光信号を分離して所望の信
号を選択する方式、さらには上記２方式を組み合せた、
波長分割かつ時分割多重された光信号が送信されて、受
信側では多重された多数の信号から、所望のタイムスロ
ットの所望の波長の光信号を選択する方式が提案されて
いる。

このような波長分割かつ時分割多重された多数の信号か
ら所望の信号を選択するためには、タイムスロット毎に
所望の波長の光信号を選択することが可能な光可変波長
フィルタが必要である。従来、そのような選択波長をタ
イムスロット毎に切り換えることが可能な光可変波長フ
ィルタとしては例えば西尾等「電子情報通信学会交換研
究会子゛稿集ＳＥ　８７−８２、ｐｐ、　４７−５１．
１９８７　Ｊ記載のようにλ１４シフト構造を有するｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　ｆｅｅｄｂａｃｋ　１ａｓｅｒ
　ｄｉａｄｅ（ＤＦＢ　ＬＤ）光可変波長フィルタが報
告されている。

第３図はそのような従来の光可変波長フィルタの素子断
面を示す図である。半導体基板３００の上に、中央にλ
／４シフト部３４０を有する回折格子３３０、光導波路
３７０、活性層３５０が作成され、電極３１０を接地し
、他方の電極３６０から電流工が注入される構成となっ
ている。波長多重された入力光信号１１０が端面３２０
から入力され、レーザダイオードの発振しきい値電流以
下の値に注入電流Ｉを設定すると、光導波路３７０を伝
搬する多重光信号の中から回折格子の格子間隔と屈折率
とで決定されるプラグ波長と一致した波長の光信号のみ
が選択され、もう一方の端面３８０から出力光信号１９
０として出力される。このとき注入電流工の値を発振し
きい値以下の範囲で変化させることにより活性層３５０
中のキャア密度が変化して、光導波路３７０の屈折率が
変化する。従ってプラグ波長も変化するので、光導波路
３７０を伝搬する波長多重光信号から選択される光信号
の波長が変わる。

て縦軸は、入力光信号に対する出力光信号のパワー比で
表した相対透過率を示し、横軸には波長を示している。

注入電流Ｉの値を、透過特性４００となる注入電流の値
から減少させることによって、透過特性は４００〜４３
０と変化し、光可変波長フィルタの選択波長も透過特性
４００〜４３０に応じてλ１からλ４まで変化する。

以上説明したように、第３図に示した構造によって、電
流制御により、波長多重光信号から所望の波長の光信号
を選択して出力させることができる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の光可変波長フィルタではその選択波長を注入電流
による活性層３５０内のキャリア密度の変化によって変
化させるため、選択波長の切り換え速度は、活性層３５
０中のキャリアのライフタイムによって制限され、ライ
フタイム以下の速度で波長を切り換えることは困難であ
るという課題があった。また従来の光可変波長フィルタ
では、注入電流を減少させることによって活性層３５０
へのキャリアの注入量が減るので利得が下がり、よって
相対透過率が選択波長毎に異なる、不均一な相対透過特
性しか得られないという課題があった。

本発明の目的はキャリアのライムタイムに依存しない高
速な選択波長の切り換えが可能であり、しかも選択波長
に依らず均一な相対透過特性を得ることが可能な光可変
波長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） 本発明の光可変波長フィルタは、波長分割多重された光
信号から所望の波長の光信号を選択する光可変波長フィ
ルタにおいて、電気光学効果を有する基板上に形成され
る光導波路と、前記先導波路の両側の端面に各々付けら
れる反射膜と、前記光導波路に電界を印加する複数の電
極から構成されることを特徴とする。

（作用） 本発明ではこのような構成をとることによって、電気光
学効果を利用して選択波長を変化させるため、従来選択
波長の切り換え速度の制限要因であったキャリアのライ
フタイムに影響されず、高速な選択波長切り換えが可能
であり、しかも相対透過特性は、ファブ１ルペロー特性
なので、従来困難であった選択波長に依らない均一な相
対透過特性を得ることができる。

（実施例） 第１図は本発明の実施例の光可変波長フィルタを示す図
である。

第１図において、電気光学効果を有する基板１００の上
に光導波路１４０が作成されており、先導波路１４０の
両側に電極１５０．１６０を有している。光導波路１４
０の端面１２０．１７０には、各々、反射膜１３０．１
８０が施されており、反射膜１３０の付いた光導波路１
４０の端面１２０へ波長多重された入力光信号１１０は
導かれ、反射膜１８０の付いた光導波路１４０の端面１
７０がら出力光信号１８０が出射される。

第２図は第１図の光可変波長フィルタの相対透過特性を
説明するための図である。

第１図の光可変波長フィルタは、光導波路１４０の両端
面１２０．１７０に反射膜１３０．１８０を付ける構成
をとることによって、電極１６０に対して電極１５０に
電圧■を印加すると透過特性２００に示すように、相対
透過率が１となる選択波長λ１、λ１′が周期的に依存
するファブリ・ペロー特性を示す。従ってこの周期的に
表れる波長λ１、λ１′の間隔ＦＳＲ（：λ１′−λ１
）と、相対透過率が０．５となる帯域幅Δλ３ｄＢは、
反射膜１３０．１８０の反射率を共にＲ１屈折率をｎ、
光導波路１４０の長さをし、光の波長をλとすると各々
、λ２ ＦＳＲ＝　−、、、、、、、、、（１）ｎＬ で表すことができる。

例えばＲ＝０．８、Ｌ＝１刈０−３［ｍ］、λ：　１．
５５［μｍ］基板１００としてｎ　＝　２．２のニオブ
サンリチウムを用いた、場合にはＦＳＲ＝５．５人、Δ
λ３ｄＢ”０−３９人となる。

よって、このような相対特性を有する光可変波長フィル
タへ波長多重光信号を入射させると、相対透過率が１と
なる選択波長と一致した波長の光信号のみ端面１７０か
ら出射されるが、それ以外の波長の光信号は出射されな
い。次に電極１５０の印加電圧を変化させると、電気光
学効果により、光導波路１４０の屈折率ｎが変化するた
め選択波長も変化する。このときの屈折率の変化量を一
１光の波長をλ、そして選択波長の変化量を△λとする
と、これらの間には次式の関係がある。

よって電極１５０に印加する電圧Ｖを変化させることに
よって透過特性２００〜２３０に示すように、均一な特
性を保ったまま選択波長をλ１〜λ４の任意の波長に変
えることができる。

このように第１図に示した光可変波長フィルタは、その
選択波長を電圧制御による電気光学効果を利用して可変
としているため、選択波長の切り換え速度は、キャリア
のライムタイムに制限されず、よって１００ｐｓｅｃ以
下の高速選択波長切り換えが可能となる。しかも相対透
過特性は、ファブリ、ペロー特性なので、選択波長に依
らず均一とすることができる。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明の光可変波長フィルタによれ
ば、電気光学効果を利用して選択波長を変化させるので
、高速な選択波長切り換えが可能であり、またその相対
透過特性はファブリ、ペロー特性なことから、選択波長
に依らず均一な相対透過特性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は第１図の実
施例の動作を説明するための相対透過特性を示す図、第
３図は従来の光可変波長フィルタを示す図、第４図は第
３図の動作を説明するための相対透過特性を示す図であ
る。 図において１００は基板、１１０は入力光信号、１２０
．１７０は端面、１３０．１８０は反射膜、１４０は光
導波路、１５０．１６０は電極、１９０は出力光信号、
２００〜２３０．４００〜４３０は透過特性、３００は
半導体基板、３１０．３６０は電極、３２０．３８０は
端面、３３０は回折格子、３４０はλ／４シフト部、３
５０は活性層、３７０は光導波路を各々示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 波長分割多重された光信号から所望の波長の光信号を選
   択する光可変波長フィルタにおいて、電気光学効果を有
   する基板上に形成される光導波路と、前記光導波路の両
   側の端面に各々付けられる反射膜と、前記光導波路に電
   界を印加する複数の電極から構成されることを特徴とす
   る光可変波長フィルタ。