JPH079524B2 - 光多重分波素子 - Google Patents
光多重分波素子Info
- Publication number
- JPH079524B2 JPH079524B2 JP61294694A JP29469486A JPH079524B2 JP H079524 B2 JPH079524 B2 JP H079524B2 JP 61294694 A JP61294694 A JP 61294694A JP 29469486 A JP29469486 A JP 29469486A JP H079524 B2 JPH079524 B2 JP H079524B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- output
- input
- branching
- coupler
- 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 - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 209
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 18
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 5
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
- G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光多重分波素子に関し、特に光ファイバ波
長多重分波伝送系に用いられる光多重分波素子に関する
ものである。
長多重分波伝送系に用いられる光多重分波素子に関する
ものである。
光ファイバ波長多重分波伝送は、伝送容量が飛躍的に増
大することから、その研究開発が最近活発に行われてい
る。特に、異なる波長の光信号を多重，分波する光多重
分波素子は、光ファイバ波長多重分波伝送を実現するた
めの重要なデバイスの１つである。
大することから、その研究開発が最近活発に行われてい
る。特に、異なる波長の光信号を多重，分波する光多重
分波素子は、光ファイバ波長多重分波伝送を実現するた
めの重要なデバイスの１つである。
従来、この種の光多重分波素子としては、誘電体多層膜
や回折格子を用いて光信号を多重，分波するものがあ
る。その詳細については、1981年12月に初版発行された
株式会社電気通信技術ニュース社の光ファイバ通信（副
島俊雄等）第300頁から第303頁に、あるいは、ハンドブ
ック「光通信要覧」1984年８月初版発行，株式会社科学
新聞社編の第573頁から第583頁に記載されている。
や回折格子を用いて光信号を多重，分波するものがあ
る。その詳細については、1981年12月に初版発行された
株式会社電気通信技術ニュース社の光ファイバ通信（副
島俊雄等）第300頁から第303頁に、あるいは、ハンドブ
ック「光通信要覧」1984年８月初版発行，株式会社科学
新聞社編の第573頁から第583頁に記載されている。
このタイプの光多重分波素子は、多重，分波する光信号
の波長間隔を狭くすることが困難であるため、伝送でき
る波長数が少なく（10波程度）、結局、大容量の伝送が
困難であるという欠点がある。
の波長間隔を狭くすることが困難であるため、伝送でき
る波長数が少なく（10波程度）、結局、大容量の伝送が
困難であるという欠点がある。
そのために、最近、光の干渉を利用することにより、波
長間隔の狭い光信号を多重，分波することができ、波長
数にして100波程度以上の多重，分波が可能なマッハツ
ェンダ干渉型の光多重分波素子が考えられている。この
光多重分波素子は、１対１の分岐比をもつ２入力・２出
力の入力光カプラの入力端に異なる波長の光信号を入力
して、２つの光導波路へ分岐し、これら光導波路の光路
長の違いにより、分岐した光信号間に位相差を与え、次
に１対１の分岐比をもつ２入力・２出力の出力光カプラ
で再び合波して干渉させる。このことにより、光多重分
波素子を光多重素子として使用した場合には、その出力
光カプラの１つの出力端に多重された異なる波長の光信
号が、また光分波素子として使用した場合には、出力光
カプラの２つの出力端に各々に分波された波長の異なる
光信号が出力される。
長間隔の狭い光信号を多重，分波することができ、波長
数にして100波程度以上の多重，分波が可能なマッハツ
ェンダ干渉型の光多重分波素子が考えられている。この
光多重分波素子は、１対１の分岐比をもつ２入力・２出
力の入力光カプラの入力端に異なる波長の光信号を入力
して、２つの光導波路へ分岐し、これら光導波路の光路
長の違いにより、分岐した光信号間に位相差を与え、次
に１対１の分岐比をもつ２入力・２出力の出力光カプラ
で再び合波して干渉させる。このことにより、光多重分
波素子を光多重素子として使用した場合には、その出力
光カプラの１つの出力端に多重された異なる波長の光信
号が、また光分波素子として使用した場合には、出力光
カプラの２つの出力端に各々に分波された波長の異なる
光信号が出力される。
この光多重分波素子の詳細については、論文「昭和60年
度電子通信学会総合全国大会講演予稿集」（講演番号26
46）の第10〜359頁に記載されている。
度電子通信学会総合全国大会講演予稿集」（講演番号26
46）の第10〜359頁に記載されている。
一般に、マッハツェンダ干渉型の光多重分波素子は、前
述したように、１対１に分岐した位相の違う光信号を、
再び合波させ、その際の干渉効果により、多重または分
波するものである。そのため、その位相差を与える２つ
の光導波路のそれぞれの伝搬損失が一致している必要が
ある。ここで、伝搬損失に差があると、光多重素子とし
て使用した場合には、多重された異なる波長の光信号
が、本来出力されるべき出力端ではないもう一方の出力
端へ伝搬損失差の分だけ出力されてしまい、その分、本
来の出力端での多重された光信号の損失増加となる。ま
た、光分波素子として使用した場合には、分波された光
信号に波長の異なる光信号が混入し、分波された光信号
へのクロストークが大きくなり、SN比が劣化する。
述したように、１対１に分岐した位相の違う光信号を、
再び合波させ、その際の干渉効果により、多重または分
波するものである。そのため、その位相差を与える２つ
の光導波路のそれぞれの伝搬損失が一致している必要が
ある。ここで、伝搬損失に差があると、光多重素子とし
て使用した場合には、多重された異なる波長の光信号
が、本来出力されるべき出力端ではないもう一方の出力
端へ伝搬損失差の分だけ出力されてしまい、その分、本
来の出力端での多重された光信号の損失増加となる。ま
た、光分波素子として使用した場合には、分波された光
信号に波長の異なる光信号が混入し、分波された光信号
へのクロストークが大きくなり、SN比が劣化する。
このように光導波路の伝搬損失に差があると、光多重分
波素子を光多重素子あるいは光多重分波素子として使用
する場合ともに、大きな問題を生じる。しかし伝搬損失
差の無い２つの光導波路を製作するのは必ずしも容易で
はなく、結局、上述したように光信号の損失やクロスト
ークの改善が困難となる大きな欠点があった。
波素子を光多重素子あるいは光多重分波素子として使用
する場合ともに、大きな問題を生じる。しかし伝搬損失
差の無い２つの光導波路を製作するのは必ずしも容易で
はなく、結局、上述したように光信号の損失やクロスト
ークの改善が困難となる大きな欠点があった。
本発明の目的は、上記のような欠点を除去せしめて、光
多重素子として使用される場合は、最も少ない損失で光
信号を多重でき、また光分波素子として使用される場合
は、最も小さなクロストークで光信号を分波できる光多
重分分波素子を提供することにある。
多重素子として使用される場合は、最も少ない損失で光
信号を多重でき、また光分波素子として使用される場合
は、最も小さなクロストークで光信号を分波できる光多
重分分波素子を提供することにある。
本発明は、異なる波長の光信号を入力する入力分岐部
と、この入力分岐部の各出力光信号をそれぞれ伝搬し、
これら出力光信号間に位相差を与える光導波路と、この
光導波路の各出力光信号を入力し、前記異なる波長の光
信号を出力する出力分岐部とを有するマッハツェンダ干
渉型の光多重分波素子において、前記２つの分岐部のう
ち少なくとも一方の分岐部に、この分岐部の分岐比を変
える分岐比調整部を設けたことを特徴とする。
と、この入力分岐部の各出力光信号をそれぞれ伝搬し、
これら出力光信号間に位相差を与える光導波路と、この
光導波路の各出力光信号を入力し、前記異なる波長の光
信号を出力する出力分岐部とを有するマッハツェンダ干
渉型の光多重分波素子において、前記２つの分岐部のう
ち少なくとも一方の分岐部に、この分岐部の分岐比を変
える分岐比調整部を設けたことを特徴とする。
本発明の光多重分波素子を光多重素子として使用される
場合と光分波素子として使用される場合とに分けて説明
する。
場合と光分波素子として使用される場合とに分けて説明
する。
まず、異なる波長の光信号を入力する２入力・２出力の
入力分岐部の光強度の透過係数をT1とし、また異なる波
長の光信号を出力する２入力・２出力の出力分岐部の光
強度の透過係数をT2とし、入力分岐部の透過方向の光導
波路の損失係数をα１、反射方向の光導波路の損失係数
をα２とする。
入力分岐部の光強度の透過係数をT1とし、また異なる波
長の光信号を出力する２入力・２出力の出力分岐部の光
強度の透過係数をT2とし、入力分岐部の透過方向の光導
波路の損失係数をα１、反射方向の光導波路の損失係数
をα２とする。
光多重素子として使用される場合には、その出力分岐部
の１つの出力端での多重された各波長の光信号パワー
P1,P2は となる。ここでP0は入力光信号のパワーである。この光
信号パワーP1,P2が最大となる時の出力分岐部の透過係
数T2は を満足する。
の１つの出力端での多重された各波長の光信号パワー
P1,P2は となる。ここでP0は入力光信号のパワーである。この光
信号パワーP1,P2が最大となる時の出力分岐部の透過係
数T2は を満足する。
したがって、この最大光信号パワーが得られる時の最適
な出力分岐部の透過係数T2は光信号パワーP1について
は、 T1α1/｛α２＋T1（α１−α２）｝となり、また光信号
パワーP2については、 （１−T1）α1/｛α１＋T1（α２−α１）｝となる。こ
れらの透過係数は入力分岐部の透過係数T1が0.5（分岐
比にして１対１）の時に等しくなり、したがって最大光
信号パワーが得られる出力分岐部の最適透過係数T2は となる。これから、２つの光導波路の損失係数α1,α２
が異なる場合、すなわち光導波路間に伝搬損失差がある
場合には、出力分岐部の透過係数T2、すなわち出力分岐
部の分岐比を光導波路の損失係数に応じて変えることに
より最大パワーの多重された光信号が得られることがわ
かる。
な出力分岐部の透過係数T2は光信号パワーP1について
は、 T1α1/｛α２＋T1（α１−α２）｝となり、また光信号
パワーP2については、 （１−T1）α1/｛α１＋T1（α２−α１）｝となる。こ
れらの透過係数は入力分岐部の透過係数T1が0.5（分岐
比にして１対１）の時に等しくなり、したがって最大光
信号パワーが得られる出力分岐部の最適透過係数T2は となる。これから、２つの光導波路の損失係数α1,α２
が異なる場合、すなわち光導波路間に伝搬損失差がある
場合には、出力分岐部の透過係数T2、すなわち出力分岐
部の分岐比を光導波路の損失係数に応じて変えることに
より最大パワーの多重された光信号が得られることがわ
かる。
次に、光分波素子の場合について述べる。出力分岐部の
２つの出力端の各々に分波されたそれぞれの波長の光信
号へのクロストークをk1,k2とすると となる。なお、各記号の表す意味は光多重素子の場合と
同じである。ここで、分波された光信号へのストローク
が零となるには、式，のそれぞれの分子が零となれ
ば良く、すなわち、k1＝０の時、入力分岐部の透過係数
T1が （１−T2）α2/｛T2α１＋T1（１−T2）α２｝となり、
また、k2＝０の時、T1が T2α2/｛T2α２＋（１−T2）α１｝となれば良い。これ
らの透過係数は、出力分岐部の透過係数T2が0.5（分岐
比にして１対１）の時に等しくなり、したがってクロス
トークが零となる入力分岐部の透過係数T1は となる。これから、光多重素子の場合と同様に、２つの
光導波路の損失係数α1,α２が異なる場合、すなわち光
導波路間に伝搬損失差がある場合には、入力分岐部の透
過係数T1、すなわち入力分岐部の分岐比を光導波路の損
失係数に応じて変えることにより、クロストーク零の分
波された光信号が得られることがわかる。
２つの出力端の各々に分波されたそれぞれの波長の光信
号へのクロストークをk1,k2とすると となる。なお、各記号の表す意味は光多重素子の場合と
同じである。ここで、分波された光信号へのストローク
が零となるには、式，のそれぞれの分子が零となれ
ば良く、すなわち、k1＝０の時、入力分岐部の透過係数
T1が （１−T2）α2/｛T2α１＋T1（１−T2）α２｝となり、
また、k2＝０の時、T1が T2α2/｛T2α２＋（１−T2）α１｝となれば良い。これ
らの透過係数は、出力分岐部の透過係数T2が0.5（分岐
比にして１対１）の時に等しくなり、したがってクロス
トークが零となる入力分岐部の透過係数T1は となる。これから、光多重素子の場合と同様に、２つの
光導波路の損失係数α1,α２が異なる場合、すなわち光
導波路間に伝搬損失差がある場合には、入力分岐部の透
過係数T1、すなわち入力分岐部の分岐比を光導波路の損
失係数に応じて変えることにより、クロストーク零の分
波された光信号が得られることがわかる。
以上、説明したように、光多重素子，光分波素子のどち
らの場合においても、分岐部の分岐比を変えることによ
りそれぞれの欠点を除去できる。
らの場合においても、分岐部の分岐比を変えることによ
りそれぞれの欠点を除去できる。
以下、この発明の実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は、この発明の第１の実施例である光多重分波素
子の構成を示す平面図である。
子の構成を示す平面図である。
LiNbO3の基板１の表面には、Ti拡散した幅約８μm,比屈
折率約0.3％の入力光導波路２および出力光導波路３が
それぞれ２本ずつ形成されている。入力光導波路２およ
び出力光導波路３をそれぞれ近接して形成することによ
り、波長1.55μｍの光で分岐比が約１対１の方向性結合
器型の入力カプラ（入力分岐部）４および出力カプラ
（出力分岐部）５が構成されている。また光信号間に位
相差を与えるために、入力カプラ４と出力カプラ５との
間に光路長の違う２つの光導波路6a,6bが形成されてい
る。なお、その光路差は光信号の波長間隔が約0.1nmと
なるように約5mmにしてある。そして、出力光カプラ５
を構成している近接した２本の出力光導波路３の表面に
分岐比調整部として電極７をそれぞれ形成してある。こ
の分岐比調整部では、電極７に電圧を印加した場合、Li
NbO3の電気光学効果でその近接した２本の出力光導波路
３の屈折率が変化し、これら光導波路間の伝搬定数差が
変化する。これにより、出力光カプラ５において、光信
号が出力端10,11へそれぞれ分岐されるパワー量を変化
させることができ、したがって出力光カプラの分岐比を
変えることができる。
折率約0.3％の入力光導波路２および出力光導波路３が
それぞれ２本ずつ形成されている。入力光導波路２およ
び出力光導波路３をそれぞれ近接して形成することによ
り、波長1.55μｍの光で分岐比が約１対１の方向性結合
器型の入力カプラ（入力分岐部）４および出力カプラ
（出力分岐部）５が構成されている。また光信号間に位
相差を与えるために、入力カプラ４と出力カプラ５との
間に光路長の違う２つの光導波路6a,6bが形成されてい
る。なお、その光路差は光信号の波長間隔が約0.1nmと
なるように約5mmにしてある。そして、出力光カプラ５
を構成している近接した２本の出力光導波路３の表面に
分岐比調整部として電極７をそれぞれ形成してある。こ
の分岐比調整部では、電極７に電圧を印加した場合、Li
NbO3の電気光学効果でその近接した２本の出力光導波路
３の屈折率が変化し、これら光導波路間の伝搬定数差が
変化する。これにより、出力光カプラ５において、光信
号が出力端10,11へそれぞれ分岐されるパワー量を変化
させることができ、したがって出力光カプラの分岐比を
変えることができる。
次に、この実施例の動作について説明する。まず、上記
構成で電極７に電圧を印加しないで、波長が約1.55μ
ｍ、波長間隔が約0.1nmである２つの光信号λ1,λ２を
入力光カプラ４の入力端8,9へそれぞれ入力する。入力
光カプラ４で光信号λ1,λ２はそれぞれ約１対１に分岐
され、光路長の違う２つの光導波路6a,6bへ伝搬され
る。ここで、２つの光導波路6a,6bは光路長，曲率半径
等が違うため、それぞれの伝搬損失が異なる。この実施
例では第１図からわかるように、光導波路6bの方が光導
波路6aよりも光路長は長く曲率半径は小さいため、伝搬
損失は5dB程度、光導波路6aより大きく、したがって、
光導波路6bを伝搬する光信号λ1,λ２の方が、パワーは
5dB程度小さい。
構成で電極７に電圧を印加しないで、波長が約1.55μ
ｍ、波長間隔が約0.1nmである２つの光信号λ1,λ２を
入力光カプラ４の入力端8,9へそれぞれ入力する。入力
光カプラ４で光信号λ1,λ２はそれぞれ約１対１に分岐
され、光路長の違う２つの光導波路6a,6bへ伝搬され
る。ここで、２つの光導波路6a,6bは光路長，曲率半径
等が違うため、それぞれの伝搬損失が異なる。この実施
例では第１図からわかるように、光導波路6bの方が光導
波路6aよりも光路長は長く曲率半径は小さいため、伝搬
損失は5dB程度、光導波路6aより大きく、したがって、
光導波路6bを伝搬する光信号λ1,λ２の方が、パワーは
5dB程度小さい。
次に、この光導波路6aを伝搬した光信号λ1,λ２とそれ
よりもパワーが5dB程度小さい光導波路6bを伝搬した光
信号λ1,λ２は、出力光カプラ５で合波され、干渉して
出力端10へ多重された光信号λ1,λ２として出力され
る。しかし、ここで出力光カプラ５の分岐比が約１対１
であるため、出力端10には最大パワーの光信号λ1,λ２
は出力されない。
よりもパワーが5dB程度小さい光導波路6bを伝搬した光
信号λ1,λ２は、出力光カプラ５で合波され、干渉して
出力端10へ多重された光信号λ1,λ２として出力され
る。しかし、ここで出力光カプラ５の分岐比が約１対１
であるため、出力端10には最大パワーの光信号λ1,λ２
は出力されない。
そこで電極７に電圧を印加し、出力光カプラ５での伝搬
定数差を変えることにより、出力光カプラ５の分岐比を
変え、出力端10において光信号の強度が最大となるよう
にする。すなわち、電極７に電圧を20V程度印加し、光
導波路6aから出力端10へ出力される光信号λ1,λ２のパ
ワーを光導波路6bから出力端10へ出力される光信号λ1,
λ２のパワーに対して、70％程度高くなるように出力光
カプラ５の分岐比を約１対0.3に変えて、光導波路6a,6b
から出力端10へそれぞれ出力される光信号λ1,λ２のパ
ワーをほぼ最大にする。これにより多重された光信号λ
1,λ２の損失が分岐比約１対１の場合、約2.2dBであっ
たのが約0.4dB改善され、約1.8dBとなった。
定数差を変えることにより、出力光カプラ５の分岐比を
変え、出力端10において光信号の強度が最大となるよう
にする。すなわち、電極７に電圧を20V程度印加し、光
導波路6aから出力端10へ出力される光信号λ1,λ２のパ
ワーを光導波路6bから出力端10へ出力される光信号λ1,
λ２のパワーに対して、70％程度高くなるように出力光
カプラ５の分岐比を約１対0.3に変えて、光導波路6a,6b
から出力端10へそれぞれ出力される光信号λ1,λ２のパ
ワーをほぼ最大にする。これにより多重された光信号λ
1,λ２の損失が分岐比約１対１の場合、約2.2dBであっ
たのが約0.4dB改善され、約1.8dBとなった。
第１の実施例では、出力光カプラ５にのみ分岐比を変え
る電極を設けたが、製作上等の問題で、入力光カプラ４
の分岐比を１対１程度にすることが困難な場合には、入
力光カプラ４にも分岐比を変える電極を設けても良い。
第２図に、両方の光カプラに電極を設けた場合を、第２
の実施例として示す。入力光カプラ４を構成している近
接した２本の入力光導波路２の表面に電極12が形成され
ている。その他の構成は、第１図の光多重分波素子と同
様であるので、同一の要素には同一の番号を付して示
す。本実施例によれば、電極12に電圧を印加し入力光カ
プラ４の分岐比を１対１程度に調整することができるの
で、前述の製作上等の問題が解決され、出力端10からの
光信号λ1,λ２のパワーがほぼ最大となる。
る電極を設けたが、製作上等の問題で、入力光カプラ４
の分岐比を１対１程度にすることが困難な場合には、入
力光カプラ４にも分岐比を変える電極を設けても良い。
第２図に、両方の光カプラに電極を設けた場合を、第２
の実施例として示す。入力光カプラ４を構成している近
接した２本の入力光導波路２の表面に電極12が形成され
ている。その他の構成は、第１図の光多重分波素子と同
様であるので、同一の要素には同一の番号を付して示
す。本実施例によれば、電極12に電圧を印加し入力光カ
プラ４の分岐比を１対１程度に調整することができるの
で、前述の製作上等の問題が解決され、出力端10からの
光信号λ1,λ２のパワーがほぼ最大となる。
第３図は、この発明の第３の実施例である光分波素子の
構成を示す平面図である。第１図の光多重分波素子の構
成と異なる点は、分岐比調整部としての電極を出力光カ
プラ５ではなく、入力光カプラ４に形成した、すなわち
入力光カプラ４を構成している近接した２本の入力光導
波路２の表面に電極13をそれぞれ形成したことである。
したがって、第１図の光多重分波素子の要素と同一の要
素には同一の番号を付して示す。このような構成にする
と、電極13に電圧を印加した場合、LiNbO3の電気光学効
果でその近接した２本の入力光導波路２の屈折率が変化
し、これら光導波路間の伝搬定数差が変化する。これに
より入力光カプラ４において、入力光信号が光導波路6b
へ移行するパワー量を変化させることができ、したがっ
て入力光カプラ４の分岐比を変えることができる。
構成を示す平面図である。第１図の光多重分波素子の構
成と異なる点は、分岐比調整部としての電極を出力光カ
プラ５ではなく、入力光カプラ４に形成した、すなわち
入力光カプラ４を構成している近接した２本の入力光導
波路２の表面に電極13をそれぞれ形成したことである。
したがって、第１図の光多重分波素子の要素と同一の要
素には同一の番号を付して示す。このような構成にする
と、電極13に電圧を印加した場合、LiNbO3の電気光学効
果でその近接した２本の入力光導波路２の屈折率が変化
し、これら光導波路間の伝搬定数差が変化する。これに
より入力光カプラ４において、入力光信号が光導波路6b
へ移行するパワー量を変化させることができ、したがっ
て入力光カプラ４の分岐比を変えることができる。
次に、この実施例の動作について説明する。まず、上記
構成で電極13に電圧を印加しないで、波長が約1.55μ
ｍ、波長間隔が約0.1nmである多重された光信号λ1,λ
２を入力光カプラ４の入力端８へ入力する。入力光カプ
ラ４で光信号λ1,λ２は約１対１に分岐され、光路長の
違う２つの光導波路6a,6bへ伝搬される。ここで、第１
の実施例と同様に２つの光導波路6a,6bは光路長，曲率
半径等が違うため、それぞれの伝搬損失が異なり、光導
波路6bを伝搬する光信号λ1,λ２の方が、パワーは5dB
程度小さい。そこで、電極13に電圧を印加し、入力光カ
プラ４での伝搬定数差を変えることにより、入力光カプ
ラ４の分岐比を変え光導波路6a,6bを伝搬する光信号の
強度差約5dBを打ち消すようにする。すなわち、電極13
に電圧を−20V程度印加し、光導波路6aへ伝搬させるパ
ワーを光導波路6bへの伝搬パワーに対して70％程度低く
なるように入力光カプラ４の分岐比を約１対３に変え
た。このようにすることにより、光導波路6a,6bを伝搬
する光信号の強度をほぼ等しくすることができた。そし
て、出力光カプラ５において再び合波され干渉して、出
力端10および11にそれぞれ分波された光信号λ1,λ２の
クロストークは、−10dBから−30dBに改善できた。
構成で電極13に電圧を印加しないで、波長が約1.55μ
ｍ、波長間隔が約0.1nmである多重された光信号λ1,λ
２を入力光カプラ４の入力端８へ入力する。入力光カプ
ラ４で光信号λ1,λ２は約１対１に分岐され、光路長の
違う２つの光導波路6a,6bへ伝搬される。ここで、第１
の実施例と同様に２つの光導波路6a,6bは光路長，曲率
半径等が違うため、それぞれの伝搬損失が異なり、光導
波路6bを伝搬する光信号λ1,λ２の方が、パワーは5dB
程度小さい。そこで、電極13に電圧を印加し、入力光カ
プラ４での伝搬定数差を変えることにより、入力光カプ
ラ４の分岐比を変え光導波路6a,6bを伝搬する光信号の
強度差約5dBを打ち消すようにする。すなわち、電極13
に電圧を−20V程度印加し、光導波路6aへ伝搬させるパ
ワーを光導波路6bへの伝搬パワーに対して70％程度低く
なるように入力光カプラ４の分岐比を約１対３に変え
た。このようにすることにより、光導波路6a,6bを伝搬
する光信号の強度をほぼ等しくすることができた。そし
て、出力光カプラ５において再び合波され干渉して、出
力端10および11にそれぞれ分波された光信号λ1,λ２の
クロストークは、−10dBから−30dBに改善できた。
第３の実施例では、入力光カプラ４にのみ分岐比を変え
る電極を設けたが、製作上等の問題で、出力光カプラ５
の分岐比を１対１程度にすることが困難な場合には、出
力の光カプラ５にも、分岐比を変える電極を設けても良
い。第４図に、両方の光カプラに電極を設けた場合を、
第４の実施例として示す。出力光カプラ５を構成してい
る近接した２つの出力光導波路３の表面に電極14が形成
されている。その他の構成は、第３図の光多重分波素子
と同様であるので、同一の要素には同一の番号を付して
示す。本実施例によれば、電極14に電圧を印加し出力光
カプラ５の分岐比を１対１程度に調整することができる
ので、前述の製作上等の問題が解決される。
る電極を設けたが、製作上等の問題で、出力光カプラ５
の分岐比を１対１程度にすることが困難な場合には、出
力の光カプラ５にも、分岐比を変える電極を設けても良
い。第４図に、両方の光カプラに電極を設けた場合を、
第４の実施例として示す。出力光カプラ５を構成してい
る近接した２つの出力光導波路３の表面に電極14が形成
されている。その他の構成は、第３図の光多重分波素子
と同様であるので、同一の要素には同一の番号を付して
示す。本実施例によれば、電極14に電圧を印加し出力光
カプラ５の分岐比を１対１程度に調整することができる
ので、前述の製作上等の問題が解決される。
以上、４つの実施例では、材料としてLiNbO3を用いたが
これに限定されず、半導体材料（たとえばGaAs,InP
等），石英ガラス等を用いても良い。
これに限定されず、半導体材料（たとえばGaAs,InP
等），石英ガラス等を用いても良い。
また、分岐比調整部における分岐比を変える手段とし
て、電気光学効果を用いたが、これに限らず、例えば半
導体材料を用いたのであれば、キャリア注入に伴うバン
ド間遷移の効果，プラズマ効果等でも良く、また石英ガ
ラスを用いたのであれば、光弾性効果を利用してもよ
い。
て、電気光学効果を用いたが、これに限らず、例えば半
導体材料を用いたのであれば、キャリア注入に伴うバン
ド間遷移の効果，プラズマ効果等でも良く、また石英ガ
ラスを用いたのであれば、光弾性効果を利用してもよ
い。
また、以上の実施例では２つの異なる波長の光信号を用
いたがこれに限定されず、３つ以上の異なる波長の光信
号であっても、基本的には以上の実施例の光多重分波素
子を組合わせることにより、多重あるいは分波すること
ができる。
いたがこれに限定されず、３つ以上の異なる波長の光信
号であっても、基本的には以上の実施例の光多重分波素
子を組合わせることにより、多重あるいは分波すること
ができる。
以上説明したように本発明は、入力分岐部及び出力分岐
部のうちの少なくとも一方の分岐部に分岐比を変える分
岐比調整部を設けることにより、光多重素子として使用
する場合は最も少ない損失で光信号を多重でき、また光
分波素子として使用する場合は最も小さなクロストーク
で光信号を分波できる効果がある。
部のうちの少なくとも一方の分岐部に分岐比を変える分
岐比調整部を設けることにより、光多重素子として使用
する場合は最も少ない損失で光信号を多重でき、また光
分波素子として使用する場合は最も小さなクロストーク
で光信号を分波できる効果がある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す平面図、 第２図は本発明の第２の実施例を示す平面図、 第３図は本発明の第３の実施例を示す平面図、 第４図は本発明の第４の実施例を示す平面図である。 １……LiNbO3基板 ２……入力光導波路 ３……出力光導波路 ４……入力光カプラ ５……出力光カプラ 6a,6b……光導波路 7,12,13,14……電極 8,9……入力端 10,11……出力端
Claims (1)
- 【請求項１】異なる波長の光信号を入力する入力分岐部
と、この入力分岐部の各出力光信号をそれぞれ伝搬し、
これら出力光信号間に位相差を与える光導波路と、この
光導波路の各出力光信号を入力し、前記異なる波長の光
信号を出力する出力分岐部とを有するマッハツェンダ干
渉型の光多重分波素子において、前記２つの分岐部のう
ち少なくとも一方の分岐部に、この分岐部の分岐比を変
える分岐比調整部を設けたことを特徴とする光多重分波
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294694A JPH079524B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光多重分波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294694A JPH079524B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光多重分波素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148207A JPS63148207A (ja) | 1988-06-21 |
| JPH079524B2 true JPH079524B2 (ja) | 1995-02-01 |
Family
ID=17811094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294694A Expired - Lifetime JPH079524B2 (ja) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | 光多重分波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH079524B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2557966B2 (ja) * | 1988-12-09 | 1996-11-27 | 日本電信電話株式会社 | 光合分波器 |
| JP2653883B2 (ja) * | 1989-02-07 | 1997-09-17 | 日本電信電話株式会社 | 広波長域動作導波型光分岐素子 |
| JP3309330B2 (ja) * | 1994-01-12 | 2002-07-29 | 日本電信電話株式会社 | 光合分波回路の制御方法および設計方法 |
| JPH08334799A (ja) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Mitsubishi Electric Corp | 光導波路デバイス |
| US6735358B2 (en) * | 2001-02-07 | 2004-05-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical multiplexer and optical demultiplexer |
| CN107315224B (zh) * | 2017-08-14 | 2018-09-28 | 河南仕佳光子科技股份有限公司 | 一种可调宽谱波长不灵敏定向耦合器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4390236A (en) * | 1981-03-19 | 1983-06-28 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Tunable polarization independent wavelength filter |
| JPS6180109A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
-
1986
- 1986-12-12 JP JP61294694A patent/JPH079524B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63148207A (ja) | 1988-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1740991A1 (en) | An optical device based on a three-arm mach-zehnder interferometer | |
| US5515460A (en) | Tunable silicon based optical router | |
| US20020159684A1 (en) | Novel optical waveguide switch using cascaded mach-zehnder interferometers | |
| CN1249820A (zh) | 包括至少一个布拉格光栅结构的光波长选择装置 | |
| JP5467414B2 (ja) | 光機能導波路 | |
| Chu et al. | Optical coherence multiplexing for interprocessor communications | |
| EP1226675B1 (en) | A device and a method for optical multiplexing/demultiplexing | |
| JP2003207668A (ja) | 偏波制御回路アレイおよびそれを用いた光回路 | |
| US8606053B2 (en) | Optical modulator | |
| JP3246710B2 (ja) | 光デバイスの製造方法 | |
| EP1973252A1 (en) | Controllable optical add/drop multiplexer | |
| US6600852B1 (en) | Wavelength selective device and switch and method thereby | |
| JPH079524B2 (ja) | 光多重分波素子 | |
| US6449411B1 (en) | Optical wavelength tunable filter | |
| JP7162257B2 (ja) | モード分岐デバイス | |
| JP4197126B2 (ja) | 光スイッチ及び光波長ルータ | |
| JPH08234149A (ja) | 電子−光学材料を使用した光フィルタ | |
| JPS635306A (ja) | 光分波素子 | |
| US6788837B2 (en) | Method and apparatus for interleaving and switching an optical beam in a semiconductor substrate | |
| JP3175499B2 (ja) | 導波路型光合分波器 | |
| JPH11503241A (ja) | デジタル光スイッチ | |
| JP3686088B2 (ja) | 少なくとも１つのブラッグ格子構造体を含む波長選択光デバイス | |
| JP2003167221A (ja) | 導波路型光素子 | |
| Karami et al. | Octave dual-wavelength multimode interferometers for nonlinear integrated photonics | |
| JP3026302B2 (ja) | 光合分波器 |