JPH08201737A - Optical filter with variable passband width - Google Patents

Optical filter with variable passband width

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JPH08201737A
JPH08201737A JP7014194A JP1419495A JPH08201737A JP H08201737 A JPH08201737 A JP H08201737A JP 7014194 A JP7014194 A JP 7014194A JP 1419495 A JP1419495 A JP 1419495A JP H08201737 A JPH08201737 A JP H08201737A
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channel waveguide
waveguides
channel
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Katsunari Okamoto
勝就 岡本
Koichi Takiguchi
浩一 瀧口
Yuki Machida
友樹 町田
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Abstract

PURPOSE: To realize a band=pass width variable optical filter capable of varying a band-pass width without using a mechanical movable mechanism and separating one or plural channels from a wavelength multiplexed signal beam as necessary. CONSTITUTION: In an array waveguide type optical filter, core opening widths of respective waveguides 11a-11d of an inputting channel waveguide in a boundary between the inputting channel waveguide 11 and a first sector slab waveguide 12 are different from each other, and further, the core opening widths of respective waveguides of outputting channel waveguides 15a-15d in the boundary between a second sector slab waveguide 14 and the outputting channel waveguide 15 are different from each other, and waveguide type optical switches 21-26 are connected to the inputting channel waveguide 11 and the outputting channel waveguide 15 in cascade respectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光波長多重(WDM)
通信方式において波長多重された信号光の分離その他に
用いる帯域通過型の光フィルタに関する。特に、通過帯
域幅が可変のフィルタ特性を有する通過帯域幅可変光フ
ィルタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to optical wavelength division multiplexing (WDM).
The present invention relates to a bandpass optical filter used for separating wavelength-multiplexed signal light in a communication system and other purposes. In particular, the present invention relates to a variable passband optical filter having a filter characteristic of variable passband width.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、従来の光フィルタとして用いら
れているファブリペロー共振器(以下「FP共振器」と
いう)の構成を示す。図において、FP共振器51内に
角度θ′で入射した波長λ(光周波数f=c/λ、cは
光速)の光は、共振器内で多重反射を繰り返すので、出
力光強度Tは多数の光束の干渉として、 T=(1−R)2/{(1−R)2+4Rsin2(δ/2)} …(1) と表される。ここで、Rは屈折率nとn′の界面での反
射率であり、δは共振器の厚さをhとして δ=(4π/λ)nhcosθ=(4πf/c)nhcosθ …(2) で与えられる。角度θは、nsinθ=n′sinθ′より求
まる。
2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a configuration of a Fabry-Perot resonator (hereinafter referred to as "FP resonator") used as a conventional optical filter. In the figure, the light of wavelength λ (optical frequency f = c / λ, where c is the speed of light) incident on the FP resonator 51 at an angle θ ′ repeats multiple reflection within the resonator, so that the output light intensity T is large. as the interference of light beams, T = (1-R) 2 / {(1-R) 2 + 4Rsin 2 (δ / 2)} ... is represented as (1). Here, R is the reflectance at the interface between the refractive indices n and n ′, and δ is δ = (4π / λ) nhcosθ = (4πf / c) nhcosθ (2) where h is the thickness of the resonator. Given. The angle θ is obtained from nsinθ = n′sinθ ′.

【0003】FP共振器51の強度出力特性は、光周波
数fに対してプロットすると図7のようになる。共振ピ
ークの間隔はFSR(Free Spectral Range)と呼ばれ、 FSR=c/2nhcosθ …(3) で与えられる。また、出力光強度がピーク値の1/2に
なる2つの光周波数の間隔は、通過帯域幅Δf1/2 と呼
ばれ、 Δf1/2 =(c/2πnhcosθ)(1−R)/√R …(4) で与えられる。
The intensity output characteristic of the FP resonator 51 is shown in FIG. 7 when plotted against the optical frequency f. The interval between resonance peaks is called FSR (Free Spectral Range), and is given by FSR = c / 2nhcosθ (3). The interval between the two optical frequencies at which the output light intensity is 1/2 the peak value is called the pass band width Δf 1/2, and Δf 1/2 = (c / 2πnhcosθ) (1-R) / √ R is given by (4).

【0004】さらに、出力光強度の最大値と最小値の比
は消光比ERと呼ばれ、 ER=(1−R)2/(1+R)2 …(5) で与えられる。一例として、FP共振器の厚さがh=82
μm、屈折率がn=1.45とすると、反射率Rと通過帯域
幅Δf1/2 および消光比ERとの関係は、
Further, the ratio between the maximum value and the minimum value of the output light intensity is called an extinction ratio ER and is given by ER = (1-R) 2 / (1 + R) 2 (5). As an example, the thickness of the FP resonator is h = 82.
Assuming μm and refractive index n = 1.45, the relationship between the reflectance R, the pass band width Δf 1/2 and the extinction ratio ER is

【0005】[0005]

【表1】 [Table 1]

【0006】となる。表1より、FP共振器の反射率R
を変えることができれば、通過帯域幅Δf1/2 を可変で
きることが分かる。
[0006] From Table 1, the reflectance R of the FP resonator
It can be seen that the pass band width Δf 1/2 can be changed if the value can be changed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のFP共
振器では、反射率Rは界面に誘電体多層膜をコーティン
グして制御しているので、1つのFP共振器で反射率R
を変えることは困難であった。また、表1から分かるよ
うに反射率Rを変えると、消光比ERが低下するという
欠点があった。
However, in the conventional FP resonator, since the reflectance R is controlled by coating the interface with a dielectric multilayer film, the reflectance R can be controlled by one FP resonator.
Was difficult to change. Further, as can be seen from Table 1, when the reflectance R is changed, there is a drawback that the extinction ratio ER is lowered.

【0008】また、式(4) から光の入射角θ′を変えて
角度θを変化させれば、通過帯域幅Δf1/2 を可変にで
きる。しかし、この場合には出力光の方向も変わって光
軸が変化するので、固定された単一モードファイバ間に
配置して使用することができないという欠点があった。
このように、FP共振器を用いた従来の光フィルタで
は、単一モードファイバ系において通過帯域幅を可変に
できないので、波長多重された信号光の中から所定の個
数の信号光を任意に取り出すことができなかった。
Further, if the incident angle θ'of light is changed from the equation (4) to change the angle θ, the pass band width Δf 1/2 can be made variable. However, in this case, since the direction of the output light is changed and the optical axis is changed, there is a drawback that it cannot be used by arranging between fixed single mode fibers.
As described above, in the conventional optical filter using the FP resonator, the pass band width cannot be made variable in the single mode fiber system, so that a predetermined number of signal lights are arbitrarily extracted from the wavelength-multiplexed signal lights. I couldn't.

【0009】本発明は、機械的可動機構を用いずに通過
帯域幅を可変にでき、必要に応じて波長多重された信号
光から1または複数のチャネルを分離できる通過帯域幅
可変光フィルタを提供することを目的とする。
The present invention provides a variable-passband-width optical filter capable of varying the passband width without using a mechanically moving mechanism and separating one or a plurality of channels from the wavelength-multiplexed signal light as required. The purpose is to do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の通過帯域幅可変
光フィルタは、アレイ導波路型光フィルタにおいて、入
力用チャネル導波路と第1の扇形スラブ導波路との境界
における入力用チャネル導波路の各導波路のコア開口幅
が互いに異なり、さらに第2の扇形スラブ導波路と出力
用チャネル導波路との境界における出力用チャネル導波
路の各導波路のコア開口幅が互いに異なり、入力用チャ
ネル導波路および出力用チャネル導波路にそれぞれ縦続
に導波路型光スイッチが接続されたことを特徴とする。
A variable pass band optical filter of the present invention is an arrayed waveguide type optical filter, wherein an input channel waveguide is provided at a boundary between the input channel waveguide and the first fan-shaped slab waveguide. , The core opening widths of the waveguides are different from each other, and the core opening widths of the waveguides of the output channel waveguides at the boundary between the second fan-shaped slab waveguide and the output channel waveguides are different from each other. A waveguide type optical switch is connected in cascade to the waveguide and the output channel waveguide, respectively.

【0011】[0011]

【作用】本発明の通過帯域幅可変光フィルタは、入力用
チャネル導波路に接続される導波路型光スイッチ、およ
び出力用チャネル導波路に接続される導波路型光スイッ
チをオン・オフし、信号光を入出力する入力用チャネル
導波路および出力用チャネル導波路を選択することによ
り、通過帯域幅をそのコア開口幅に応じて可変させるこ
とができる。
The variable pass band optical filter of the present invention turns on / off the waveguide type optical switch connected to the input channel waveguide and the waveguide type optical switch connected to the output channel waveguide, By selecting the input channel waveguide and the output channel waveguide for inputting / outputting the signal light, the pass band width can be varied according to the core opening width.

【0012】[0012]

【実施例】図1は、本発明の通過帯域幅可変光フィルタ
の実施例構成を示す。図において、基板10上に形成し
たN(=4)本の入力用チャネル導波路11(11a,
11b,11c,11d)、第1の扇形スラブ導波路1
2、所定の導波路長差ΔLで順次長くなるM本の導波路
からなるチャネル導波路アレイ13、第2の扇形スラブ
導波路14、N(=4)本の出力用チャネル導波路15
(15a,15b,15c,15d)を順次接続した構
成である。さらに、入力用チャネル導波路11の前段に
1×4スイッチとなる導波路型光スイッチ21,22,
23が接続され、出力用チャネル導波路15の後段に4
×1スイッチとなる導波路型光スイッチ24,25,2
6が接続される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of a variable pass band optical filter of the present invention. In the figure, N (= 4) input channel waveguides 11 (11a,
11b, 11c, 11d), the first fan-shaped slab waveguide 1
2. A channel waveguide array 13 consisting of M waveguides that are sequentially lengthened by a predetermined waveguide length difference ΔL, a second fan-shaped slab waveguide 14, and N (= 4) output channel waveguides 15.
This is a configuration in which (15a, 15b, 15c, 15d) are sequentially connected. Further, in the preceding stage of the input channel waveguide 11, waveguide type optical switches 21, 22, which are 1 × 4 switches.
23 is connected to the output channel waveguide 15 and the
Waveguide type optical switch 24, 25, 2 which becomes a × 1 switch
6 is connected.

【0013】チャネル導波路アレイ13における導波路
長差ΔLは、 ΔL=mλ/nC …(6) で与えられる値に設定される。ここで、mは回折次数
(整数値)であり、nC=βC /k(βC はチャネル導
波路の伝搬定数、k=2π/λ)である。導波路型光ス
イッチ21の一方の入力導波路21aは信号入力用導波
路として用いられ、その2つの出力導波路に導波路型光
スイッチ22,23の各一方の入力導波路22a,23
aが接続され、導波路型光スイッチ22,23の出力導
波路にそれぞれ入力用チャネル導波路11a〜11dが
接続される。また、出力用チャネル導波路15a〜15
dに導波路型光スイッチ24,25の各入力導波路が接
続され、その各一方の出力導波路24a,25aに導波
路型光スイッチ26の2つの入力導波路が接続され、そ
の一方の出力導波路26aが信号出力用導波路として用
いられる。各導波路型光スイッチ21〜26はマッハツ
ェンダ干渉計を構成しており、スイッチング動作に用い
る薄膜ヒータT1〜T6を有する。
The waveguide length difference ΔL in the channel waveguide array 13 is set to a value given by ΔL = mλ / n C (6) Here, m is the diffraction order (integer value), and n C = β C / k (β C is the propagation constant of the channel waveguide, k = 2π / λ). One of the input waveguides 21a of the waveguide type optical switch 21 is used as a signal input waveguide, and one of the input waveguides 22a and 23 of the waveguide type optical switches 22 and 23 is used as its two output waveguides.
a is connected, and the input channel waveguides 11a to 11d are connected to the output waveguides of the waveguide type optical switches 22 and 23, respectively. In addition, the output channel waveguides 15a to 15
The input waveguides of the waveguide type optical switches 24 and 25 are connected to d, and the two input waveguides of the waveguide type optical switch 26 are connected to the output waveguides 24a and 25a of each one thereof, and the output of one of them is connected. The waveguide 26a is used as a signal output waveguide. Each of the waveguide type optical switches 21 to 26 constitutes a Mach-Zehnder interferometer and has thin film heaters T1 to T6 used for switching operation.

【0014】図2は、第1の扇形スラブ導波路12の近
傍の構造を示す拡大図である。図3は、第2の扇形スラ
ブ導波路14の近傍の構造を示す拡大図である。図にお
いて、rは扇形スラブ導波路12,14の曲率半径、s
はチャネル導波路アレイ13の導波路間隔、D1a
1d,L1a〜L1dは入力用チャネル導波路11a〜11
dのコア開口幅およびテーパ長、D2,L2 はチャネル導
波路アレイ13のコア開口幅およびテーパ長、D3a〜D
3d,L3a〜L3dは出力用チャネル導波路15a〜15d
のコア開口幅およびテーパ長である。入力用チャネル導
波路11,チャネル導波路アレイ13,出力用チャネル
導波路15の各コア幅は2a=7μm、コア厚は2t=
7μm、比屈折率差はΔ=0.75%である。
FIG. 2 is an enlarged view showing the structure in the vicinity of the first fan-shaped slab waveguide 12. FIG. 3 is an enlarged view showing the structure in the vicinity of the second fan-shaped slab waveguide 14. In the figure, r is the radius of curvature of the fan-shaped slab waveguides 12 and 14, and s
Is the waveguide spacing of the channel waveguide array 13, D 1a ~
D 1d and L 1a to L 1d are input channel waveguides 11 a to 11
d is the core opening width and taper length, D 2 and L 2 are the core opening width and taper length of the channel waveguide array 13, and D 3a to D
3d, L 3a ~L 3d output channel waveguide 15a~15d
Of the core opening width and taper length. The core width of each of the input channel waveguide 11, the channel waveguide array 13, and the output channel waveguide 15 is 2a = 7 μm, and the core thickness is 2t =
7 μm, relative refractive index difference Δ = 0.75%.

【0015】いま、図2に示す入力用チャネル導波路1
1bから出射され、扇形スラブ導波路12を通ってチャ
ネル導波路アレイ13の左からj(j=1〜M)番目の
導波路に入射し、その導波路および図3に示す扇形スラ
ブ導波路14を通って出力用チャネル導波路15bに到
る光について考える。図2に示す入力用チャネル導波路
11bの出射端Aからチャネル導波路アレイ13のj番
目の導波路の入射端Bに到る距離OPLj は、 OPLj =r{(sinψj−sinξ1b)2+(1−cosξ1b−cosψj)21/2 ≒r(1−sinξ1b・sinψj) …(7) で与えられる。ここで、ξ1bは入力用チャネル導波路1
1b(出射端A)からみた中心軸に対する見込角であ
り、ψj はチャネル導波路アレイ13のj番目の導波路
(入射端B)からみた中心軸に対する見込角である。
Now, the input channel waveguide 1 shown in FIG.
1b, passes through the fan-shaped slab waveguide 12, enters the jth (j = 1 to M) th waveguide from the left of the channel waveguide array 13, and the waveguide and the fan-shaped slab waveguide 14 shown in FIG. Consider the light passing through to the output channel waveguide 15b. The distance OPL j from the exit end A of the input channel waveguide 11b shown in FIG. 2 to the entrance end B of the j-th waveguide of the channel waveguide array 13 is OPL j = r {(sin ψ j −sin ξ 1b ). It is given by 2 + (1-cosξ 1b -cosψ j) 2} 1/2 ≒ r (1-sinξ 1b · sinψ j) ... (7). Where ξ 1b is the input channel waveguide 1
1b (outgoing end A) is an angle of view with respect to the central axis, and ψ j is an expected angle with respect to the central axis of the channel waveguide array 13 viewed from the j-th waveguide (incident end B).

【0016】また、チャネル導波路アレイ13のj番目
の導波路を通る光は、図3では右からj番目の導波路か
ら出射されるので、その出射端Cから出力用チャネル導
波路15bの入射端Dに到る距離OPRj は、 OPRj =r{(sinψj+sinθ)2+(1−cosθ−cosψj)21/2 ≒r(1+sinθ・sinψj) …(8) で与えられる。ここで、ψj はチャネル導波路アレイ1
3のj番目の導波路(出力端C)からみた中心軸に対す
る見込角、θは出力用チャネル導波路15b(入力端
D)からみた中心軸に対する見込角である。なお、式
(7),(8) では、ψj ,ξ1b,θ≪1としている。
Since the light passing through the jth waveguide of the channel waveguide array 13 is emitted from the jth waveguide from the right in FIG. 3, it is incident from the emission end C of the output channel waveguide 15b. distance OPR j leading to the end D is given by OPR j = r {(sinψ j + sinθ) 2 + (1-cosθ-cosψ j) 2} 1/2 ≒ r (1 + sinθ · sinψ j) ... (8) . Where ψ j is the channel waveguide array 1
3 is the projected angle with respect to the central axis viewed from the j-th waveguide (output end C), and θ is the projected angle with respect to the central axis viewed from the output channel waveguide 15b (input end D). Note that the formula
In (7) and (8), ψ j , ξ 1b , and θ << 1.

【0017】チャネル導波路アレイ13は、所定の導波
路長差ΔLで順次長くなるように構成されているので、
j番目の導波路の長さは、1番目の導波路長をL0 とす
るとL0 +(j−1)ΔLで与えられる。以上から、図2
に示す入力用チャネル導波路11bから出射し、チャネ
ル導波路アレイ13のj番目の導波路を通って出力用チ
ャネル導波路15bに到る光の位相Θj は、 Θj =βS・OPLj+βC{L0+(j−1)ΔL}+βS・OPRj …(9) で与えられる。ここで、βS は扇形スラブ導波路12,
14の伝搬定数である。
Since the channel waveguide array 13 is constructed so as to be sequentially elongated with a predetermined waveguide length difference ΔL,
The length of the j-th waveguide, when the first waveguide length and L 0 L 0 + (j- 1) is given by [Delta] L. From the above, FIG.
The phase Θ j of the light emitted from the input channel waveguide 11b, passing through the j-th waveguide of the channel waveguide array 13 and reaching the output channel waveguide 15b is Θ j = β S · OPL j + Β C {L 0 + (j−1) ΔL} + β S · OPR j (9) Where β S is the fan-shaped slab waveguide 12,
14 is a propagation constant.

【0018】式(9) に式(6),(7),(8) を代入すると Θj =βSr{2+sinψj(sinθ−sinξ1b)}+βC0+(j−1)2mπ …(10) となる。したがって、θ=ξ1bのときには Θj =2βSr+βC0+(j−1)2mπ …(11) となる。この光の位相Θj において、2πの整数倍の第
3項は無視できるので、出力用チャネル導波路15bに
到る光の位相Θj は、θ=ξ1bのときにはチャネル導波
路アレイ13への入射位置jに無関係になることが分か
る。すなわち、θ=ξ1bのときには、図2に示す入力用
チャネル導波路11bから出射し、チャネル導波路アレ
イ13を通過した光はすべて図3に示す出力用チャネル
導波路15bに集光することが分かる。
Substituting equations (6), (7) and (8) into equation (9), Θ j = β S r {2 + sin ψ j (sin θ-sin ξ 1b )} + β C L 0 + (j-1) 2 mπ … (10). Therefore, when θ = ξ 1b , Θ j = 2β S r + β C L 0 + (j−1) 2mπ (11). In the phase Θ j of this light, the third term that is an integral multiple of 2π can be ignored, so that the phase Θ j of the light that reaches the output channel waveguide 15b is the same as that in the channel waveguide array 13 when θ = ξ 1b . It can be seen that it is irrelevant to the incident position j. That is, when θ = ξ 1b , all the light emitted from the input channel waveguide 11b shown in FIG. 2 and passing through the channel waveguide array 13 can be collected in the output channel waveguide 15b shown in FIG. I understand.

【0019】他の出力用チャネル導波路15a〜15d
についても、同様に入力用チャネル導波路11a〜11
dに対応した位置、すなわちθ3p=ξ1p(p=a〜d)
となるように配置すれば、図2に示す入力用チャネル導
波路11pから出射し、チャネル導波路アレイ13を通
過した光はすべて図3に示す出力用チャネル導波路15
pに集光することになる。
Other output channel waveguides 15a to 15d
Similarly, for the input channel waveguides 11a to 11
position corresponding to d, that is, θ 3p = ξ 1p (p = a to d)
2 is arranged so that all the light emitted from the input channel waveguide 11p shown in FIG. 2 and passing through the channel waveguide array 13 is output channel waveguide 15 shown in FIG.
It will be focused on p.

【0020】図4は、導波路型光スイッチ21の構成を
示す。(a) は平面図、(b),(c) は平面図のA−A′およ
びB−B′における拡大断面図である。なお、他の導波
路型光スイッチ22〜26においても同様である。導波
路型光スイッチ21は、基板10上に形成された石英系
ガラスの2本の導波路31,32を2箇所で間隔を数μ
mにまで近接させた2個の方向性結合器33,34を構
成している。方向性結合器33,34の結合率は、結合
部の導波路間隔や長さの調節により50%に設定される。
2個の方向性結合器33,34の間の2本の導波路3
1,32の長さは等しく設定されており、一方の導波路
のクラッド層35の上部に薄膜ヒータT1が設置される
(図4(c))。
FIG. 4 shows the structure of the waveguide type optical switch 21. (a) is a plan view, (b), (c) is an enlarged sectional view taken along the line AA 'and BB' of the plan view. The same applies to the other waveguide type optical switches 22 to 26. The waveguide type optical switch 21 has two waveguides 31 and 32 made of silica glass formed on the substrate 10 at two places with an interval of several μm.
Two directional couplers 33 and 34 are arranged close to m. The coupling rate of the directional couplers 33 and 34 is set to 50% by adjusting the waveguide interval and the length of the coupling section.
Two waveguides 3 between the two directional couplers 33 and 34
The lengths of 1 and 32 are set to be equal to each other, and the thin film heater T1 is installed above the cladding layer 35 of one waveguide (FIG. 4 (c)).

【0021】この光スイッチ要素は全体としてマッハツ
ェンダ干渉計を構成しており、薄膜ヒータT1に電流を
流さないオフ状態では、導波路31の左端(21a)か
ら入力した光は導波路32の右端(23a)から出力さ
れ、導波路32の左端から入力した光は導波路31の右
端(22a)から出力され、いわゆるクロスポート状態
になる。また、薄膜ヒータT1に電流を流してその下部
の導波路の温度を上昇させ、熱光学効果により2つの方
向性結合器間にπ(ラジアン)相当の位相差を発生させ
ると、導波路31の左端(21a)から入力した光は導
波路31の右端(22a)から出力され、導波路32の
左端から入力した光は導波路32の右端(23a)から
出力され、いわゆるスルーポート状態に切り替えられ
る。
This optical switch element constitutes a Mach-Zehnder interferometer as a whole, and in the OFF state in which no current flows through the thin film heater T1, light input from the left end (21a) of the waveguide 31 (right end of the waveguide 32 ( The light output from the waveguide 23a) and input from the left end of the waveguide 32 is output from the right end (22a) of the waveguide 31 and enters a so-called cross port state. Further, when a current is passed through the thin film heater T1 to raise the temperature of the waveguide therebelow and a phase difference equivalent to π (radian) is generated between the two directional couplers by the thermo-optic effect, the waveguide 31 The light input from the left end (21a) is output from the right end (22a) of the waveguide 31, and the light input from the left end of the waveguide 32 is output from the right end (23a) of the waveguide 32 and is switched to a so-called through port state. .

【0022】したがって、図1における信号入力用導波
路(21a)に入射した信号光が信号出力用導波路(2
4a)に到達する伝搬経路は、6個の導波路型光スイッ
チ21〜26の薄膜ヒータT1〜T6の駆動状態に応じ
て変えることができる。表2に薄膜ヒータT1〜T6の
駆動状態と信号光の伝搬経路の関係を示す。
Therefore, the signal light incident on the signal input waveguide (21a) in FIG. 1 is converted into the signal output waveguide (2a).
The propagation path reaching 4a) can be changed according to the driving states of the thin film heaters T1 to T6 of the six waveguide type optical switches 21 to 26. Table 2 shows the relationship between the driving states of the thin film heaters T1 to T6 and the propagation paths of signal light.

【0023】[0023]

【表2】 [Table 2]

【0024】図3に示す第2の扇形スラブ導波路14に
おいて、光の波長λ(あるいは光周波数f)に対する集
光スポット位置xの変化は、+xを図3における右方向
にとると、 Δx/Δλ=−rΔL/λ0s, Δx/Δf=−rΔL/f0s …(12) で与えられる。ここで、λ0 は波長多重信号の中心波長
であり、f0(=c/λ0)は中心光周波数である。式(12)
のr,ΔL,s,λ0 ,f0はすべて一定値であるので、
光の波長λ(あるいは光周波数f)に対する集光スポッ
ト位置xの変化は一定であることがわかる。したがっ
て、図3に示すように出力用チャネル導波路15a〜1
5dのコア開口幅が異なっている場合には、各々の出力
用チャネル導波路に取り込まれる信号光の帯域幅はコア
開口幅に依存して異なることが分かる。
In the second fan-shaped slab waveguide 14 shown in FIG. 3, the change of the focused spot position x with respect to the light wavelength λ (or the optical frequency f) is Δx / when + x is taken in the right direction in FIG. Δλ = −rΔL / λ 0 s, Δx / Δf = −rΔL / f 0 s (12) Here, λ 0 is the center wavelength of the wavelength division multiplexed signal, and f 0 (= c / λ 0 ) is the center optical frequency. Formula (12)
Since r, ΔL, s, λ 0 , and f 0 are all constant values,
It can be seen that the change of the focused spot position x with respect to the light wavelength λ (or the optical frequency f) is constant. Therefore, as shown in FIG. 3, the output channel waveguides 15a-1
It can be seen that when the core aperture width of 5d is different, the bandwidth of the signal light taken into each output channel waveguide is different depending on the core aperture width.

【0025】図1〜図3に示す実施例では、テーパ部の
コア開口幅D1a〜D1d,D3a〜D3dおよびテーパ長L1a
〜L1d,L3a〜L3dは、 D1a=D3a=10μm、L1a=L3a= 0.4mm D1b=D3b=24μm、L1b=L3b= 2.5mm D1c=D3c=40μm、L1c=L3c= 5.0mm D1d=D3d=54μm、L1d=L3d= 7.0mm とした。また、その他のパラメータは、D2 =23μm、
2 =2mm、r= 9.1mm、s=25μm、ΔL=63μ
m、回折次数m=59、チャネル導波路アレイ13の導波
路数M=120 とした。
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 3, the core opening widths D 1a to D 1d , D 3a to D 3d and the taper length L 1a of the taper portion are provided.
~L 1d, L 3a ~L 3d is, D 1a = D 3a = 10μm , L 1a = L 3a = 0.4mm D 1b = D 3b = 24μm, L 1b = L 3b = 2.5mm D 1c = D 3c = 40μm , L 1c = L 3c = 5.0 mm D 1d = D 3d = 54 μm, L 1d = L 3d = 7.0 mm. Other parameters are D 2 = 23 μm,
L 2 = 2 mm, r = 9.1 mm, s = 25 μm, ΔL = 63 μ
m, the diffraction order m = 59, and the number of waveguides in the channel waveguide array 13 was M = 120.

【0026】このようなパラメータに基づいてマスクを
作製し、石英系光導波路を用いて本実施例の通過帯域幅
可変光フィルタを作製した。まず、Si 基板上に火炎堆
積法によりSiO2下部クラッド層を堆積し、次にGeO2
をドーパントとして添加したSiO2ガラスのコア層を堆
積した後に、電気炉で透明ガラス化した。次に、前記設
計に基づく図1に示すパターンを用いてコア層をエッチ
ングして光導波路部分を作製した。最後に、再びSiO2
上部クラッド層を堆積し、さらに所定の光導波路上に薄
膜ヒータおよび電気配線を蒸着した。
A mask was prepared on the basis of such parameters, and a variable pass band optical filter of this example was prepared using a silica optical waveguide. First, a SiO 2 lower clad layer is deposited on a Si substrate by a flame deposition method, and then GeO 2 is deposited.
After depositing a core layer of SiO 2 glass to which was added as a dopant, transparent glass was formed in an electric furnace. Next, the core layer was etched using the pattern shown in FIG. 1 based on the above design to produce an optical waveguide portion. Finally, again SiO 2
An upper clad layer was deposited, and a thin film heater and electric wiring were further deposited on a predetermined optical waveguide.

【0027】このようにして作製された通過帯域幅可変
光フィルタの分波特性について、薄膜ヒータT1〜T6
を表2に示す4通りの駆動状態に設定して測定した結果
を図5に示す。実線は駆動状態、破線は駆動状態、
点線は駆動状態、一点鎖線は駆動状態に対応する。
この図からも分かるように、出力用チャネル導波路15
のコア開口幅が広くなるにつれて、通過帯域幅(損失が
最小値より3dB増加する周波数全幅)が広くなることが
確認された。
Regarding the demultiplexing characteristics of the variable passband optical filter manufactured in this way, the thin film heaters T1 to T6
FIG. 5 shows the measurement results obtained by setting four drive conditions shown in Table 2. The solid line is the driving state, the broken line is the driving state,
The dotted line corresponds to the driving state, and the alternate long and short dash line corresponds to the driving state.
As can be seen from this figure, the output channel waveguide 15
It was confirmed that the passband width (the entire frequency width at which the loss increases by 3 dB from the minimum value) becomes wider as the core opening width of is increased.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の通過帯域
幅可変光フィルタは、コア開口幅が異なる出力用チャネ
ル導波路(それに対応する入力用チャネル導波路)の1
つを選択することにより、そのコア開口幅に応じた通過
帯域幅を設定することができる。すなわち、導波路型光
スイッチをオン・オフして入力用チャネル導波路および
出力用チャネル導波路の1つを選択することにより、機
械的可動機構を用いずに通過帯域幅が可変の光フィルタ
を実現することができる。
As described above, the variable pass band width optical filter of the present invention includes one of the output channel waveguides (corresponding input channel waveguides) having different core aperture widths.
By selecting one, the pass band width according to the core opening width can be set. That is, by turning on / off the waveguide type optical switch and selecting one of the input channel waveguide and the output channel waveguide, an optical filter having a variable pass bandwidth can be obtained without using a mechanical movable mechanism. Can be realized.

【0029】したがって、本発明の通過帯域幅可変光フ
ィルタは、外部制御によって波長多重された信号光から
1または複数のチャネルを分離できるので、光波長多重
を用いた大容量・長距離光通信に極めて有用な素子とし
て利用することができる。
Therefore, the variable pass band optical filter of the present invention can separate one or a plurality of channels from the signal light wavelength-multiplexed by the external control, so that it is suitable for large-capacity / long-distance optical communication using optical wavelength multiplexing. It can be used as an extremely useful element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の通過帯域幅可変光フィルタの実施例構
成を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of a variable pass band width optical filter of the present invention.

【図2】第1の扇形スラブ導波路12の近傍の構造を示
す拡大図。
FIG. 2 is an enlarged view showing a structure in the vicinity of a first fan-shaped slab waveguide 12.

【図3】第2の扇形スラブ導波路14の近傍の構造を示
す拡大図。
FIG. 3 is an enlarged view showing a structure in the vicinity of a second fan-shaped slab waveguide 14.

【図4】導波路型光スイッチ21の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a waveguide type optical switch 21.

【図5】本発明による通過帯域幅可変光フィルタの分波
特性を測定した結果を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a result of measuring demultiplexing characteristics of a variable passband optical filter according to the present invention.

【図6】従来の光フィルタとして用いられているFP共
振器の構成を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an FP resonator used as a conventional optical filter.

【図7】FP共振器の光周波数fに対する強度出力特性
を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing intensity output characteristics with respect to an optical frequency f of the FP resonator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 入力用チャネル導波路 12 第1の扇形スラブ導波路 13 チャネル導波路アレイ 14 第2の扇形スラブ導波路 15 出力用チャネル導波路 21,22,23,24,25,26 導波路型光スイ
ッチ 31,32 導波路 33,34 方向性結合器 51 ファブリペロー共振器(FP共振器)
10 Substrate 11 Input Channel Waveguide 12 First Fan Slab Waveguide 13 Channel Waveguide Array 14 Second Fan Slab Waveguide 15 Output Channel Waveguide 21, 22, 23, 24, 25, 26 Waveguide Type Light Switch 31, 32 Waveguide 33, 34 Directional coupler 51 Fabry-Perot resonator (FP resonator)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、入力用チャネル導波路と、出
力用チャネル導波路と、所定の導波路長差で順次長くな
る複数本の導波路からなるチャネル導波路アレイと、前
記入力用チャネル導波路と前記チャネル導波路アレイと
を接続する第1の扇形スラブ導波路と、前記チャネル導
波路アレイと前記出力用チャネル導波路とを接続する第
2の扇形スラブ導波路とを形成したアレイ導波路型光フ
ィルタにおいて、 前記入力用チャネル導波路と前記第1の扇形スラブ導波
路との境界における入力用チャネル導波路の各導波路の
コア開口幅が互いに異なり、 前記第2の扇形スラブ導波路と前記出力用チャネル導波
路との境界における出力用チャネル導波路の各導波路の
コア開口幅が互いに異なり、 前記入力用チャネル導波路に縦続に導波路型光スイッチ
が接続され、 前記出力用チャネル導波路に縦続に導波路型光スイッチ
が接続されたことを特徴とする通過帯域幅可変光フィル
タ。
1. A channel waveguide array comprising an input channel waveguide, an output channel waveguide, and a plurality of waveguides that are sequentially lengthened by a predetermined waveguide length difference on a substrate, and the input channel. An array conductor in which a first fan-shaped slab waveguide that connects a waveguide and the channel waveguide array and a second fan-shaped slab waveguide that connects the channel waveguide array and the output channel waveguide are formed. In the waveguide type optical filter, the core opening widths of the waveguides of the input channel waveguide at the boundary between the input channel waveguide and the first fan-shaped slab waveguide are different from each other, and the second fan-shaped slab waveguide is provided. The core opening width of each waveguide of the output channel waveguide at the boundary between the output channel waveguide and the output channel waveguide is different from each other, and the waveguide type optical switch is cascaded to the input channel waveguide. And a waveguide type optical switch is connected in cascade to the output channel waveguide.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073270A1 (en) * 2001-03-12 2002-09-19 Avanex Uk Limited Arrayed waveguide grating
JP2005321820A (en) * 2005-06-16 2005-11-17 Nec Corp Array waveguide grating, array waveguide grating module, optical communication device and optical communication system
US7190855B2 (en) 2004-01-08 2007-03-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual-band wavelength division multiplexer
JP2013232010A (en) * 2008-02-22 2013-11-14 Ntt Electornics Corp Waveguide type optical device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019034738A1 (en) * 2017-08-17 2019-02-21 Rockley Photonics Limited Broadband star coupler

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073270A1 (en) * 2001-03-12 2002-09-19 Avanex Uk Limited Arrayed waveguide grating
US7016568B2 (en) * 2001-03-12 2006-03-21 Harm Van Weerden Arrayed waveguide grating with increased uniformity of a performance parameter
US7174071B2 (en) * 2001-03-12 2007-02-06 Harm Van Weerden Arrayed waveguide grating with increased uniformity of a performance parameter
US7190855B2 (en) 2004-01-08 2007-03-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual-band wavelength division multiplexer
JP2005321820A (en) * 2005-06-16 2005-11-17 Nec Corp Array waveguide grating, array waveguide grating module, optical communication device and optical communication system
JP2013232010A (en) * 2008-02-22 2013-11-14 Ntt Electornics Corp Waveguide type optical device

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