JPH0797193B2 - 可変波長フィルタ - Google Patents
可変波長フィルタInfo
- Publication number
- JPH0797193B2 JPH0797193B2 JP63048169A JP4816988A JPH0797193B2 JP H0797193 B2 JPH0797193 B2 JP H0797193B2 JP 63048169 A JP63048169 A JP 63048169A JP 4816988 A JP4816988 A JP 4816988A JP H0797193 B2 JPH0797193 B2 JP H0797193B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical path
- wavelength
- filter
- optical
- variable wavelength
- 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
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- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は波長多重光伝送などに用いられる可変波長フィ
ルタに関する。
ルタに関する。
（従来の技術） 波長多重化光信号から、任意の波長の光信号を選択する
可変波長フィルタは、光伝送，光交換，光情報処理等に
おいて広範な用途に応用可能なキーデバイスの１つであ
る。そして、いずれの用途においても可変波長フィルタ
の特性として十分な波長選択度と選択波長の広い可変同
調幅が必要とされている。また、構造として光集積回路
化が不可決なことから、任意の選択したい波長だけを透
過する透過型の波長選択フィルタであることも必要であ
る。
可変波長フィルタは、光伝送，光交換，光情報処理等に
おいて広範な用途に応用可能なキーデバイスの１つであ
る。そして、いずれの用途においても可変波長フィルタ
の特性として十分な波長選択度と選択波長の広い可変同
調幅が必要とされている。また、構造として光集積回路
化が不可決なことから、任意の選択したい波長だけを透
過する透過型の波長選択フィルタであることも必要であ
る。
従来から、波長選択フィルタに関しては、いくつかの検
討がなされている。その中で、半導体を利用したフィル
タは集積化の面から注目を集めている。半導体基板上に
均一な回折格子を設けたフィルタについては、利得を有
する構造（アプライド・フィジクス・レターズ（Applie
d Physics Letters）第50巻66頁,1987）と利得の無い構
造（エレクトロニクス・レターズ（Electronics Letter
s）第23巻622頁,1987）について報告がある。
討がなされている。その中で、半導体を利用したフィル
タは集積化の面から注目を集めている。半導体基板上に
均一な回折格子を設けたフィルタについては、利得を有
する構造（アプライド・フィジクス・レターズ（Applie
d Physics Letters）第50巻66頁,1987）と利得の無い構
造（エレクトロニクス・レターズ（Electronics Letter
s）第23巻622頁,1987）について報告がある。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、半導体基板上に均一な回折格子を設けた
フィルタには、以下のような欠点がある。
フィルタには、以下のような欠点がある。
利得を有するフィルタの場合、電流を注入することによ
って利得と透過波長が変化するが、注入電流は発振閾値
以下に制限される。そのため、可変波長範囲が数Åと小
さかった。
って利得と透過波長が変化するが、注入電流は発振閾値
以下に制限される。そのため、可変波長範囲が数Åと小
さかった。
一方、利得の無いフィルタでは、可変波長範囲は〜100
Åまで可能と考えられるが、基本的に反射型フィルタで
あり、透過型フィルタとして見たときは、バンドカット
フィルタになる。従って、特定の波長の光信号だけを取
り出すためには、フィルタの入力側を分岐してフィルタ
からの反射光を検知しなければならないが、分岐による
損失，分岐点における反射のために十分な光出力を得る
ことが難しい。
Åまで可能と考えられるが、基本的に反射型フィルタで
あり、透過型フィルタとして見たときは、バンドカット
フィルタになる。従って、特定の波長の光信号だけを取
り出すためには、フィルタの入力側を分岐してフィルタ
からの反射光を検知しなければならないが、分岐による
損失，分岐点における反射のために十分な光出力を得る
ことが難しい。
本発明の目的は、以上の問題点を解決した、可変波長が
大きく、かつ任意の波長の光信号だけを透過するバンド
透過型の可変波長フィルタを提供することにある。
大きく、かつ任意の波長の光信号だけを透過するバンド
透過型の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） 前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
マッハ・ツェンダ干渉計でなるバンド透過型の可変波長
フィルタであって、分岐後の２本の光路のうち第１の光
路中にバンドカット可変波長フィルタが挿入され、かつ
第２の光路中に光路長が外部信号に応じて変わる光学要
素を含むことを特徴とする。
マッハ・ツェンダ干渉計でなるバンド透過型の可変波長
フィルタであって、分岐後の２本の光路のうち第１の光
路中にバンドカット可変波長フィルタが挿入され、かつ
第２の光路中に光路長が外部信号に応じて変わる光学要
素を含むことを特徴とする。
（作用） 半導体基板上に均一な回折格子を設けたフィルタのう
ち、利得の無いフィルタでは電流を注入しても発振する
恐れが無い。従って、可変波長範囲は電流注入による発
熱だけで制限されるので、100Å程度の可変幅が得られ
る。このようなフィルタはバンドカットフィルタである
が、可変波長範囲が大きい。第３図にこのようなバンド
カット可変波長フィルタを用いて特定の波長の光信号だ
けを取り出す構成とした本発明のバンド透過型可変波長
フィルタを示す。
ち、利得の無いフィルタでは電流を注入しても発振する
恐れが無い。従って、可変波長範囲は電流注入による発
熱だけで制限されるので、100Å程度の可変幅が得られ
る。このようなフィルタはバンドカットフィルタである
が、可変波長範囲が大きい。第３図にこのようなバンド
カット可変波長フィルタを用いて特定の波長の光信号だ
けを取り出す構成とした本発明のバンド透過型可変波長
フィルタを示す。
ビームスプリッタ11、ミラー12,14、ビーム結合器15を
第３図のように配置する。これはマッハ・ツェンダ干渉
計である。ビームスプリッタで光路を２つに分け、一方
の光路41上にバンドカットフィルタ30を配置する。また
他方の光路42上に光路長調節器16を配置する。
第３図のように配置する。これはマッハ・ツェンダ干渉
計である。ビームスプリッタで光路を２つに分け、一方
の光路41上にバンドカットフィルタ30を配置する。また
他方の光路42上に光路長調節器16を配置する。
波長多重化光信号がこの系に入力するとビームスプリッ
タ11で光路が２分される。光路41を通ったビームは、バ
ンドカットフィルタ30で、例えばλ２の信号だけが減衰
され、Ｂ点のようなスペクトルになる。一方、光路42を
通ったビームは特定の波長の光信号だけが減衰されるこ
とはない。ビーム結合器15で、光路41,42を通ったビー
ムが合波される。光路長調節器16で光路長を調節すれ
ば、光路41,42それぞれを通ってきた２本のビームの干
渉によってλ２の信号だけを取り出すことができる。
タ11で光路が２分される。光路41を通ったビームは、バ
ンドカットフィルタ30で、例えばλ２の信号だけが減衰
され、Ｂ点のようなスペクトルになる。一方、光路42を
通ったビームは特定の波長の光信号だけが減衰されるこ
とはない。ビーム結合器15で、光路41,42を通ったビー
ムが合波される。光路長調節器16で光路長を調節すれ
ば、光路41,42それぞれを通ってきた２本のビームの干
渉によってλ２の信号だけを取り出すことができる。
以上のような構成にすれば、可変波長範囲が100Å程度
と大きく、かつ任意の波長の光信号だけを取り出すこと
のできるフィルタが得られる。ここで、次の点に注意す
る必要がある。マッハ・ツェンダ干渉計の透過率Ｔは、
光信号の周波数fi,光路の屈折率n,光路差Δｌ、光速ｃ
との間に という関係がある。光路差Δｌ＝０のときは、（１）式
から常にＴ＝１となるので、任意の周波数fi（波長
λｉ）の光信号を送ることができる。一方、Δｌ≠０の
時は、Ｔ＝１とするためには（１）式から波長多重化信
号の周波数間隔Δｆを という関係を満たすように設定する必要がある。
と大きく、かつ任意の波長の光信号だけを取り出すこと
のできるフィルタが得られる。ここで、次の点に注意す
る必要がある。マッハ・ツェンダ干渉計の透過率Ｔは、
光信号の周波数fi,光路の屈折率n,光路差Δｌ、光速ｃ
との間に という関係がある。光路差Δｌ＝０のときは、（１）式
から常にＴ＝１となるので、任意の周波数fi（波長
λｉ）の光信号を送ることができる。一方、Δｌ≠０の
時は、Ｔ＝１とするためには（１）式から波長多重化信
号の周波数間隔Δｆを という関係を満たすように設定する必要がある。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
第１図において、ビームスプリッタ11,ミラー12,14、ビ
ーム結合器15でマッハ・ツェンダ干渉計を構成できる。
入力波長多重化信号として、２Å間隔で50波並んだ1.5
μｍ帯の光信号を入射する。ビームスプリッタ11で入射
ビームは光路41と42とに分けられる。光路42はビームス
プリッタ11からミラー12,光路長調節器16及びミラー14
を経てビーム結合器15に至る光路である。バンドカット
フィルタ30は、半導体基板上に均一な回折格子を形成
し、その上にガイド層およびクラッド層の結晶を成長
し、その後に横モード制御のために埋込み構造としたも
のである。バンドカットフィルタ30におけるバンド幅を
狭くするために回折格子の高さを低く、すなわち結合定
数ｋを低く押さえてある。3dBダウンバンド幅は１Åで
あった。電流を100mA注入した時、透過阻止波長は短波
側へ100Å動いた。光路41と42を通ったビームは、ビー
ム結合器15で重ね合わされる。光路長調節器16で、光路
長を調節することによって特定の波長だけを透過させる
ことが出来る。光路長を調節してから、バンドカットフ
ィルタ30に電流を注入することによって50波長の入力信
号の中から任意の波長の光信号だけを取り出すことが出
来る。
ーム結合器15でマッハ・ツェンダ干渉計を構成できる。
入力波長多重化信号として、２Å間隔で50波並んだ1.5
μｍ帯の光信号を入射する。ビームスプリッタ11で入射
ビームは光路41と42とに分けられる。光路42はビームス
プリッタ11からミラー12,光路長調節器16及びミラー14
を経てビーム結合器15に至る光路である。バンドカット
フィルタ30は、半導体基板上に均一な回折格子を形成
し、その上にガイド層およびクラッド層の結晶を成長
し、その後に横モード制御のために埋込み構造としたも
のである。バンドカットフィルタ30におけるバンド幅を
狭くするために回折格子の高さを低く、すなわち結合定
数ｋを低く押さえてある。3dBダウンバンド幅は１Åで
あった。電流を100mA注入した時、透過阻止波長は短波
側へ100Å動いた。光路41と42を通ったビームは、ビー
ム結合器15で重ね合わされる。光路長調節器16で、光路
長を調節することによって特定の波長だけを透過させる
ことが出来る。光路長を調節してから、バンドカットフ
ィルタ30に電流を注入することによって50波長の入力信
号の中から任意の波長の光信号だけを取り出すことが出
来る。
第２図は本発明の別の実施例を示す平面図である。この
実施例は各要素を１つの共通の半導体基板20上に集積し
てなり、半導体基板20の一部には回折格子領域23が形成
してある。本実施例の製作においては、半導体基板20上
にガイド層およびクラッド層を成長した後、光ガイド2
1,24、光路長調節領域22、回折格子領域23を残して、成
長層をエッチングする。その後、埋め込み成長を行な
う。電極は、光路長調節領域22と回折格子領域23とに独
立に電流注入できるように分離して設ける。波長多重化
された信号は、光ガイド21に入射した後光路長調節領域
22と回折格子領域23とに分けられ、それぞれの領域を通
過後、光ガイド24で重ね合わされる。光路長調節領域22
に電流を注入すれば、光学長を変化させることができ、
また回折格子領域23に電流を注入すれば、透過阻止波長
が変化するので、第１図の実施例と同様の原理で透過フ
ィルタとなる。
実施例は各要素を１つの共通の半導体基板20上に集積し
てなり、半導体基板20の一部には回折格子領域23が形成
してある。本実施例の製作においては、半導体基板20上
にガイド層およびクラッド層を成長した後、光ガイド2
1,24、光路長調節領域22、回折格子領域23を残して、成
長層をエッチングする。その後、埋め込み成長を行な
う。電極は、光路長調節領域22と回折格子領域23とに独
立に電流注入できるように分離して設ける。波長多重化
された信号は、光ガイド21に入射した後光路長調節領域
22と回折格子領域23とに分けられ、それぞれの領域を通
過後、光ガイド24で重ね合わされる。光路長調節領域22
に電流を注入すれば、光学長を変化させることができ、
また回折格子領域23に電流を注入すれば、透過阻止波長
が変化するので、第１図の実施例と同様の原理で透過フ
ィルタとなる。
なお、第１図の実施例では、マッハ・ツェンダ干渉計を
ビームスプリッタ，ミラー，ビーム結合器を用いて構成
したが、本発明ではこれらに代えて光ファイバ，ファイ
バカップラ等を用いても一向に差し支えない。また、バ
ンドカットフィルタも半導体に限定する必要はなく、本
発明においては可変波長バンドカットフィルタであれば
何でもよい。また、第２図の構造の集積化フィルタは、
半導体に限らず半導体以外の材料でも製作できる。
ビームスプリッタ，ミラー，ビーム結合器を用いて構成
したが、本発明ではこれらに代えて光ファイバ，ファイ
バカップラ等を用いても一向に差し支えない。また、バ
ンドカットフィルタも半導体に限定する必要はなく、本
発明においては可変波長バンドカットフィルタであれば
何でもよい。また、第２図の構造の集積化フィルタは、
半導体に限らず半導体以外の材料でも製作できる。
（発明の効果） 以上に詳しく説明したように、本発明によれば、波長可
変範囲が100Åと大きく、50チャンネル程度のバンド透
過型可変波長フィルタが提供できる。
変範囲が100Åと大きく、50チャンネル程度のバンド透
過型可変波長フィルタが提供できる。
第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は本
発明の別の実施例を示す平面図、第３図は本発明のフィ
ルタ中を波長多重化光信号が伝播する様子を示す概念図
である。 11……ビームスプリッタ、12,14……ミラー、15……ビ
ーム結合器、16……光路長調節器、20……基板、21,24
……光ガイド、22……光路長調節領域、23……回折格子
領域、30……バンドカットフィルタ、41,42……光路。
発明の別の実施例を示す平面図、第３図は本発明のフィ
ルタ中を波長多重化光信号が伝播する様子を示す概念図
である。 11……ビームスプリッタ、12,14……ミラー、15……ビ
ーム結合器、16……光路長調節器、20……基板、21,24
……光ガイド、22……光路長調節領域、23……回折格子
領域、30……バンドカットフィルタ、41,42……光路。
Claims (1)
- 【請求項１】マッハ・ツェンダ干渉計でなるバンド透過
型の可変波長フィルタにおいて、分岐後の２本の光路の
うち第１の光路中にバンドカット可変波長フィルタが挿
入され、かつ第２の光路中に光路長が外部信号に応じて
変わる光学要素を含むことを特徴とする可変波長フィル
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63048169A JPH0797193B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 可変波長フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63048169A JPH0797193B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 可変波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01221726A JPH01221726A (ja) | 1989-09-05 |
| JPH0797193B2 true JPH0797193B2 (ja) | 1995-10-18 |
Family
ID=12795893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63048169A Expired - Lifetime JPH0797193B2 (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 可変波長フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0797193B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2752531B2 (ja) * | 1991-06-20 | 1998-05-18 | 沖電気工業株式会社 | 波長選択素子 |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63048169A patent/JPH0797193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01221726A (ja) | 1989-09-05 |
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