JPH11202134A - 光ファイバフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境温度変化に対応できる程度の帯域幅を有
し、かつ反射クロストークが小さく、かつ小さい透過阻
止率が得られる光ファイバフィルタを提供する。 【解決手段】 光伝送路１に、第１の反射型光ファイバ
グレーティング２ａと第２の反射型光ファイバグレーテ
ィング２ｂを直列に設け、これら複数の反射型光ファイ
バグレーティング２ａ，２ｂの相互間の光伝送路１に、
光アイソレータ３を設けて光ファイバフィルタとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバフィルタ
に関し、特に光合波分波器などに適した光ファイバフィ
ルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバグレーティングは、光ファイ
バの長さ方向にそって、光ファイバのコアに周期的な摂
動を形成したものである。この摂動の周期をグレーティ
ング周期、この摂動を形成した部分の長さをグレーティ
ング長という。光ファイバグレーティングはこのような
構成によって、光ファイバを伝搬する光のうち、特定波
長の光を反射、あるいはコア外に放射させて減衰させる
ことができ、光ファイバフィルタとして用いることがで
きるものである。特定波長の光を反射させるものは反射
型光ファイバグレーティング、特定波長の光をコア外に
放射させるものは放射型光ファイバグレーティングとよ
ばれる。

【０００３】光ファイバグレーティングは、例えばゲル
マニウムを添加した石英ガラスに紫外線を照射すると、
屈折率が上昇する現象（フォトリフラクティブ効果）を
利用して製造することができる。例えばゲルマニウム添
加石英ガラスからなるコアを有する光ファイバを用意
し、一般的には位相マスクを介して前記光ファイバに紫
外線を照射すると、干渉縞が形成され、この干渉縞が形
成された部分のコアの屈折率が上昇する。この結果光フ
ァイバの長さ方向に、コアの屈折率を周期的に変化させ
ることができ、コアに周期的な摂動を形成することがで
きる。

【０００４】このような光ファイバグレーティングの特
性は、屈折率変化の周期（グレーティング周期）、屈折
率変化量、グレーティング長によって決定される。グレ
ーティング周期が１μｍ以下であって、非常に短い場合
には、反射型光ファイバグレーティングとなる。図４
（ａ）、図４（ｂ）は、反射型光ファイバグレーティン
グの波長−反射特性と、波長−透過損失特性の一例をそ
れぞれ示すグラフである。波長−反射特性を示すグラフ
においては、反射率が特定波長で選択的に増加している
反射光ピークが得られる。この反射光ピークの中心の波
長を中心波長、この中心波長の反射率の半値を与える波
長帯を反射帯域、この反射帯域の幅を反射帯域幅とい
う。

【０００５】波長−透過損失特性を示すグラフにおいて
は、前記反射光ピークに対応した透過損失ピークが得ら
れる。この透過損失ピークの中心の波長を中心波長、こ
の中心波長の透過率の半値を与える波長帯を阻止帯域、
この阻止帯域の幅を阻止帯域幅という。以下、前記反射
帯域幅と阻止帯域幅とをまとめていう場合には、単に帯
域幅という。

【０００６】図４（ａ）、図４（ｂ）に示した例におい
て、反射光ファイバグレーティングの中心波長の光は９
９．９％以上反射され、透過阻止率は−３０ｄＢ以下、
阻止帯域幅は、通常１ｎｍ以下である。透過阻止率は、
透過損失ピークの中心波長の透過率と、阻止帯域外での
透過率との差を示すものである。つまり透過損失ピーク
の中心波長の透過率が、帯域外の透過率にくらべてどれ
だけ減少しているかを表している。したがって透過阻止
率の値が小さい程（透過阻止率の絶対値が大きい程）、
中心波長の透過率と、阻止帯域外での透過率との差が大
きく、大きな透過損失ピークであることを表している。
反射型光ファイバグレーティングは、一般に阻止帯域幅
が狭く、急峻なピークが得られるという特性がある。

【０００７】図５は、反射型光ファイバグレーティング
における、紫外線が照射された部分のコアの屈折率変化
量（上昇量）と、帯域幅との関係を示すグラフである。
大きな帯域幅を得るためには、大きな屈折率変化量が必
要となることがわかる。図６は、反射型光ファイバグレ
ーティングにおける屈折率変化量と透過阻止率との関係
を示すグラフである。透過阻止率を小さくするために
は、大きな屈折率変化量が必要となることがわかる。屈
折率変化量を大きくする方法としては、光ファイバを高
圧水素下に放置して、光ファイバ中の水素を拡散させた
後、紫外線照射を行う方法が知られている。

【０００８】ところで、反射型光ファイバグレーティン
グを光ファイバフィルタとして用いる用途のひとつとし
て、光合波分波器がある。図７は、光合波分波器の構成
の一例を示す概略構成図である。符号１０は光伝送路、
符号１１，１２，１３，１４ａは光伝送路１０に光を入
射する送信器、符号２１，２２，２３，２４ａは光伝送
路１０から出射光を受信する受信機である。前記送信器
１１，１２，１３，１４ａは、それぞれ波長λ1，λ2，
λ3，λ4の異なる波長の光を送信するものである。前記
受信機２１，２２，２３，２４ａは、それぞれ波長λ
1，λ2，λ3，λ4の異なる波長の光を受信するものであ
る。

【０００９】また、この光伝送路１０の途中には光分岐
装置１５が設けられている。光分岐装置１５は、入射側
の光サーキュレータ１５ａと、出射側の光サーキュレー
タ１５ｃと、これらの間に挿入された反射型光ファイバ
グレーティング１５ｂから構成されている。反射型光フ
ァイバグレーティング１５ｂは、波長λ4の光を選択的
に反射するものである。一方、光伝送路１０は、光サー
キュレータ１５ａと、光サーキュレータ１５ｃからそれ
ぞれ分岐している。光サーキュレータ１５ａから分岐し
た分岐光伝送路１０ａは、波長λ4の光を受信する受信
機２４ｂに接続されている。光サーキュレータ１５ｃか
ら分岐した分岐光伝送路１０ｂは、波長λ4の光を送信
する送信器１４ｂに接続されている。さらに光伝送路１
０には、光分岐装置１５の前段と後段に、それぞれエル
ビウム光ファイバ増幅器（以下光増幅器と略記する）１
６が、挿入されている。

【００１０】例えばこの光合波分波器を、光分波器とし
て使用する際の動作を説明する。まず、送信器１１，１
２，１３，１４ａから、それぞれ波長λ1，λ2，λ3，
λ4の異なる波長の光が光伝送路１０に入射される。こ
れらの入射光は光増幅器１６によって増幅されながら、
反射型光ファイバグレーティング１５ｂに到達する。こ
の反射型光ファイバグレーティング１５ｂにおいて、前
記入射光のうち、波長λ4の光が選択的に反射され、光
サーキュレータ１５ａを介して分岐光伝送路１０ａから
分波され、受信機２４ｂにおいて受信される。一方、波
長λ1，λ2，λ3の光は、反射型光ファイバグレーティ
ング１５ｂを通って、光増幅器１６によってさらに増幅
されつつ光伝送路１０を直進し、受信機２１，２２，２
３にてそれぞれ受信される。このように、光サーキュレ
ータ１５ａ、反射型光ファイバグレーティング１５ｂを
介して光伝送路１０の途中から波長λ4の光を分波する
ことができる。

【００１１】つぎにこの光合波分波器を、光合波器とし
て使用する際の動作を説明する。まず、送信器１１，１
２，１３，１４ａから、それぞれ波長λ1，λ2，λ3，
λ4の異なる波長の光が光伝送路１０に入射される。こ
れらの入射光は光増幅器１６を介して増幅されながら、
反射型光ファイバグレーティング１５ｂに到達する。一
方送信器１４ｂから、波長λ4の合波光が分岐光伝送路
１０ｂに入射される。ついでこの合波光は、反射型光フ
ァイバグレーティング１５ｂの後段に設けられた光サー
キュレータ１５ｃから光伝送路１０に入射される。この
ときこの波長λ4の合波光の一部が、前記入射光と逆行
する。しかしこの逆行する光は反射型光ファイバグレー
ティング１５ｂによって反射され、入射光と同方向に進
行するようになり、最終的に、受信機２１，２２，２
３，２４ａにて波長λ1，λ2，λ3，λ4の光がそれぞれ
受信される。このように、光サーキュレータ１５ｃ、反
射型光ファイバグレーティング１５ｂを介して光伝送路
１０の途中から波長λ4の光を再び加えることができ
る。

【００１２】光合波分波装置などに用いられる光ファイ
バフィルタ（反射型光ファイバグレーティング）におい
ては、以下のような特性が要求される。 （１）温度変化によって、光伝送路を伝搬する光の波長
や、反射型光ファイバグレーティングの特性を表す中心
波長などに変動が生じるため、この温度変化に対応でき
る程度の帯域幅を有すること。通常の反射型光ファイバ
グレーティングの帯域幅が０．２ｎｍ以下であるのに対
し、一般には０．５〜１．０ｎｍ程度の帯域幅が要求さ
れる。 （２）波長−反射特性にグラフにおいて、反射帯域外で
の反射率、いわゆる反射クロストークが小さいこと。こ
れは、光合波分波装置において分波する波長外の光の反
射はノイズとなるので、このノイズをできるだけ小さく
するためである。 （３）透過阻止率ができるだけ小さいこと。これは、反
射帯域の光のうち、反射型光ファイバグレーティングを
通過してしまう光をできるだけ小さくして、ノイズを少
なくするためである。

【００１３】前記（１）（３）を実現するためには、図
５、図６に示されているように、屈折率変化量を大きく
すると有効である。しかしながら前記（２）で示されて
いる反射クロストークは、屈折率変化量が大きくなる程
劣化する傾向がある。

【００１４】図８（ａ）は、２ｎｍ程度の広い帯域幅を
得るために、通常よりも屈折率変化量を大きくした場合
の反射型光ファイバグレーティングにおける波長−反射
特性を示したグラフである。これに対して図８（ｂ）
は、屈折率変化量を小さくした場合の波長−反射特性と
波長−透過損失特性を示すグラフである。曲線ｒは波長
−反射特性を示し、曲線ｔは波長−透過損失特性を示し
ている。図８（ａ）に示すグラフにおいては、反射帯域
外に細かい反射光ピークが多数存在しており、反射クロ
ストークが劣化することがわかる。図８（ｂ）に示すグ
ラフにおいては、反射帯域外における反射光ピークは少
なくなっているが、反射帯域幅が狭くなっている。この
ように、単に屈折率変化量を変化させるのみでは、前記
（１）〜（３）の特性を満足することは難しい。

【００１５】そこで、屈折率変化量が小さく、反射クロ
ストークが良好な反射型光ファイバグレーティングであ
って、同じ中心波長を有するものを、複数、直列に接続
して光ファイバフィルタを構成する方法が考えらえる。
図９はこのような光ファイバフィルタの構成の一例を示
すものであって、光伝送路１には、上述の条件を満たす
第１の反射型光ファイバグレーティング２ａと、第２の
反射型光ファイバグレーティング２ｂが直列に設けられ
ている。しかしながらこの光ファイバフィルタにおいて
は、第１ないし第２の反射型光ファイバグレーティング
２ａ，２ｂ間で反射光が繰り返し反射する多重反射が発
生する。この多重反射の干渉作用によって、図１０に示
すように反射光ピークの両脇にリップル（細かいピー
ク）を生じ、安定した反射特性が得られないという問題
がある。

【００１６】一方、反射型光ファイバグレーティングの
もうひとつの用途として、比較的広い特定波長帯域の光
の透過を阻止する帯域阻止型の光ファイバフィルタがあ
げられる。以下便宜上、例えば帯域幅が２ｎｍよりも大
きく、数十ｎｍまでの範囲であり、比較的広い帯域の波
長帯の光を反射する特性を有する光ファイバフィルタ
を、広帯域型光ファイバフィルタとよぶことにする。一
方、帯域幅が２ｎｍ以下であり、比較的狭い場合は、狭
帯域型型光ファイバフィルタとよぶことにする。

【００１７】広帯域型光ファイバフィルタとしては、一
般に反射型のチャープト光ファイバグレーティングが用
いられる。チャープト光ファイバグレーティングは、グ
レーティング周期を光ファイバの長さ方向に変化させて
なるものである。このように、一定ではないグレーティ
ングの周期をチャープトピッチという。図１１（ａ）、
図１１（ｂ）は、チャープト光ファイバグレーティング
の一例の波長−反射特性と、波長−透過損失特性をそれ
ぞれ示すグラフである。この例において帯域幅は６．１
ｎｍである。

【００１８】チャープト光ファイバグレーティングは、
例えばチャープトピッチの干渉縞が形成される位相マス
クを介して、光ファイバに紫外線を照射することによっ
て製造することができる。しかし、このチャープトピッ
チの位相マスクは高価である。またチャープト率が大き
くなると、帯域全体で小さな透過阻止率を得ることがで
きなくなる。チャープト率は、グレーティングの単位長
さ当たりの中心波長の変化率である。したがって広い帯
域幅をもち、かつ帯域全体で小さな透過阻止率をもつ光
ファイバグレーティングを得るためには、グレーティン
グ長を長くするなど、設計条件が限定される。

【００１９】一方、中心波長が異なる複数の反射型光フ
ァイバグレーティングを直列に接続して、比較的広い帯
域幅を得られるように広帯域型光ファイバフィルタを構
成するこも考えられる。しかしながらこの場合も、反射
型光ファイバグレーティング間で反射光どうしの多重反
射がおこる。図１２は、中心波長が異なる反射型光ファ
イバグレーティングを、３つ直列に接続したときに得ら
れる波長−透過損失特性の一例を示すグラフである。透
過損失ピークは、３つのピークが重なってなるもので、
その先端付近には３つのピークが十分に重なっていない
谷間が存在する。そして、この部分にリップルを生じて
いることがわかる。このように透過損失ピークにリップ
ルを生じると、阻止帯域全体で安定した透過阻止率を得
ることが困難である。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に鑑
みてなされたもので、温度変化に対応できる程度の帯域
幅を有し、かつ反射クロストークが小さく、かつ小さい
透過阻止率が得られる狭帯域型光ファイバフィルタを得
ることを課題とする。また、安価で、安定した透過阻止
率を得ることができる広帯域型光ファイバフィルタを提
供することを課題とする。また反射型光ファイバグレー
ティングを直列に接続した構成において、反射光どうし
の多重反射による干渉によって、ノイズが発生しにくい
ものを提供することを課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光伝送路に複数の反射型光ファ
イバグレーティングが直列に設けられてなり、これらの
複数の反射型光ファイバグレーティングの相互間の光伝
送路に、光アイソレータが設けられていることを特徴と
する光ファイバフィルタを提案する。

【００２２】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光ファイバフィル
タの一例を示す概略構成図であって、図中符号１は光伝
送路であり、この光伝送路１には、第１の反射型光ファ
イバグレーティング２ａと第２の反射型光ファイバグレ
ーティング２ｂが直列に挿入され、これらの第１ないし
第２の反射型光ファイバグレーティング２ａ，２ｂの相
互間の光伝送路１に、光アイソレータ３が挿入されて、
この光ファイバフィルタが構成されている。

【００２３】この光伝送路１の第１の反射型光ファイバ
グレーティング２ａ側の端部には、送信器あるいは他の
光デバイスが接続され、この光ファイバフィルタに光が
入射されるようになっている。また、この光伝送路１の
もう一方の第２の反射型光ファイバグレーティング２ｂ
側の端部には、受信器あるいは他の光デバイスが接続さ
れ、この光ファイバフィルタから出射される光が受信さ
れるようになっている。光アイソレータ３は、第１の反
射型光ファイバグレーティング２ａから第２の反射型光
ファイバグレーティング２ｂに向かう方向に進行する光
は通し、これと反対に進行する光は阻止するように設置
されている。

【００２４】前記光伝送路１は、一般にシングルモード
光ファイバが用いられる。第１ないし第２の反射型光フ
ァイバグレーティング２ａ，２ｂは、光ファイバの長さ
方向にコアの摂動が、ほぼ一定周期で形成されてなるも
のである。第１ないし第２の反射型光ファイバグレーテ
ィング２ａ，２ｂは、例えばゲルマニウム添加石英ガラ
スからなるコアと、この周囲に設けられたクラッドから
なるシングルモード光ファイバを用意し、位相マスクを
介して前記光ファイバに紫外線を照射し、光ファイバの
長さ方向に、コアに周期的な屈折率の変化（上昇）を形
成したものである。このとき、グレーティング周期は１
μｍ以下とされるが、このグレーティング周期、屈折率
変化量、グレーティング長などは、求められる特性によ
って適宜設計することができる。

【００２５】この光ファイバフィルタにおいて、光伝送
路１に入射した光は、第１の反射型光ファイバグレーテ
ィング２ａに至り、ここで特定波長の光が一部反射さ
れ、この反射光の波長外の光は、さらに光伝送路１を直
進する。ついでこの光は、光アイソレータ３を経て第２
の反射型光ファイバグレーティング２ｂに至り、さらに
前記特定波長の光の一部が反射され、この反射光と、前
記第１の反射型光ファイバグレーティング２ａにおける
反射光が損失した光が光伝送路１から出射される。

【００２６】このとき第２の反射型光ファイバグレーテ
ィング２ｂにおける反射光は、光アイソレータ３によっ
て、第１の反射型光ファイバグレーティング２ａの手前
で阻止される。このため、第１ないし第２の反射型光フ
ァイバグレーティング２ａ，２ｂ間で反射光が繰り返し
反射する多重反射を防ぐことができ、この多重反射によ
る干渉作用を抑制することができる。この結果、波長−
反射特性、波長−透過損失特性において、異常なリップ
ルの発生を抑制することができるものである。

【００２７】例えば狭帯域型光ファイバフィルタを構成
する場合は、第１ないし第２の反射型光ファイバグレー
ティング２ａ，２ｂは、同一の中心波長を有するものを
用いる。すると、この狭帯域型光ファイバフィルタの波
長−透過損失特性においては、理論的には第１の反射型
光ファイバグレーティング２ａの中心波長の透過率と、
第２の反射型光ファイバグレーティング２ｂの中心波長
の透過率を足した大きさに相当する透過損失ピークが得
られる。すなわち、透過阻止率が小さい透過損失ピーク
が得られる。また、透過損失ピークの中心波長の透過率
が、大きくマイナス側にシフトしているので、比較的阻
止帯域が広くなる。このため、前記（１）（３）で示し
た光合波分波装置などに用いる狭帯域型光ファイバフィ
ルタとしての、ふたつの好ましい特性を満足することが
できる。

【００２８】さらに波長−透過損失特性において、第１
ないし第２の反射型光ファイバグレーティング２ａ，２
ｂの中心波長のそれぞれの透過率は、理論的には狭帯域
型光ファイバフィルタの中心波長の透過率の１／２程度
であればよい。このため理論的には、第１ないし第２の
反射型光ファイバグレーティング２ａ．２ｂにグレーテ
ィングを形成する際の屈折率変化量は、ひとつの反射型
光ファイバグレーティングから光ファイバフィルタを構
成する場合の１／２程度でよい。したがって屈折率変化
量を小さくすることができるので、反射クロストークを
小さくすることができ、前記（２）に示した条件を満足
することができる。

【００２９】光合波分波装置に好適な狭帯域型光ファイ
バフィルタとしては、例えば具体的には以下のように設
計すると好ましい。第１ないし第２の反射型光ファイバ
グレーティング２ａ，２ｂのそれぞれの波長−反射特性
において、反射クロストークが以下の範囲となるように
調整する。すなわち好ましくは−２５ｄＢ以下、さらに
好ましくは−３５ｄＢ以下となるように調整する。この
反射クロストークの条件を満足するために、屈折率変化
量は、それぞれ好ましくは０．０００８以下、さらに好
ましくは０．０００５以下とされる。また実質的に屈折
率変化量の下限値は０．０００３とされる。このような
第１ないし第２の反射型光ファイバグレーティング２
ａ，２ｂを用いることによって、狭帯域型光ファイバフ
ィルタの反射クロストークもほぼ同様の値を得ることが
できる。また、この狭帯域型光ファイバフィルタにおい
て、透過阻止率は好ましくは−３０ｄＢ以下、さらに好
ましくは−４０ｄＢ以下に設計する。また、狭帯域型光
ファイバフィルタの阻止帯域幅は０．５ｎｍ以上、好ま
しくは０．８ｎｍ以上に設計する。

【００３０】広帯域型光ファイバフィルタを構成する場
合には、第１ないし第２の反射型光ファイバグレーティ
ング２ａ，２ｂとして、それぞれ異なる中心波長の阻止
帯域を有し、かつこれらの阻止帯域が一部重なっている
ものを選択する。このように異なる阻止帯域の組み合わ
せによって、第１の反射型光ファイバグレーティング２
ａの阻止帯域と、第２の反射型光ファイバグレーティン
グ２ｂの阻止帯域とをあわせた範囲の比較的広帯域の光
を阻止することができ、広帯域型光ファイバフィルタと
することができる。

【００３１】この場合も、第１ないし第２の反射型光フ
ァイバグレーティング２ａ，２ｂのそれぞれの波長−反
射特性におけるそれぞれの反射クロストークは、好まし
くは−２５ｄＢ以下、さらに好ましくは−３５ｄＢ以下
となるように調整する。この条件を満足するために、第
１ないし第２の反射型光ファイバグレーティング２ａ，
２ｂにおけるそれぞれの屈折率変化量は、０．０００８
以下、好ましくは０．０００５以下とされる。また第１
ないし第２の反射型光ファイバグレーティング２ａ，２
ｂの中心波長は、隣接する中心波長間が、０．２〜１．
０ｎｍ程度離れているように設計する。広帯域型光ファ
イバフィルタの透過阻止率、阻止帯域幅などは、広帯域
型光ファイバフィルタに要求される特性によって適宜調
整する。図１に示す構成においては、反射型光ファイバ
グレーティングが２つ用いられているが、これに限定す
るものではなく、これらの好ましい特性を得るために、
適宜調整することができる。また上述の数値は、本発明
の光ファイバフィルタについて限定するものではなく、
求められる特性によって適宜調整可能である。

【００３２】

【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。以下の実施例あるいは比較例に示す反射型光ファイ
バグレーティングは、全てゲルマニウム添加石英ガラス
からなるコアと、石英ガラスからなるクラッドを有する
シングルモード光ファイバを用い、これに一定周期の干
渉縞が形成される位相マスクを介して紫外線を照射し、
そのコアに、光ファイバの長さ方向にそって、一定周期
でコアの屈折率の上昇を形成し、グレーティングとした
ものである。 （実施例１：狭帯域型光ファイバフィルタ）反射型光フ
ァイバグレーティングとして、ほぼ同一のものを２つ用
いて、図１に示す構成と同様の狭帯域型光ファイバフィ
ルタを構成した。このとき屈折率変化量０．０００５、
グレーティング周期１０７４ｎｍ、グレーティング長１
０ｍｍとした。

【００３３】第１の反射型光ファイバグレーティング２
ａの波長−透過損失特性においては、透過阻止率−３８
ｄＢ、阻止帯域幅０．４１ｎｍ、中心波長１５５５．６
１ｎｍであり、また波長−反射特性において反射クロス
トークは−４０ｄＢ以下であった。第２の反射型光ファ
イバグレーティング２ｂの波長−透過損失特性において
は、透過阻止率−３７ｄＢ、阻止帯域幅０．３８ｎｍ、
中心波長１５５５．６３ｎｍであり、また波長−反射特
性において反射クロストークは−４０ｄＢ以下であっ
た。光アイソレータ３は、第１の反射型光ファイバグレ
ーティング２ａから第２の反射型光ファイバグレーティ
ング２ｂに向かう方向に進行する光は通過し、これと反
対に進行する光は阻止するように設置した。

【００３４】この狭帯域型光ファイバフィルタの波長−
反射特性と、波長−透過損失特性とを図２（ａ）、図２
（ｂ）にそれぞれ示す。これらのグラフにおいては異常
なリップルは観察されず、ノイズが抑制されていること
が明らかである。この狭帯域型光ファイバフィルタの透
過阻止率は−７０ｄＢ以下、阻止帯域幅は１．１ｎｍ、
反射クロストークは−４０ｄＢ以下であり、反射クロス
トークが小さく、かつ透過阻止率が小さく、十分に広い
阻止帯域幅が得られた。

【００３５】（実施例２：広帯域型光ファイバフィル
タ）図１に示す構成と同様の広帯域型光ファイバフィル
タを構成した。ただし異なる中心波長を有する反射型光
ファイバグレーティングを３つ直列に接続し、これらの
相互間にそれぞれ光アイソレータを挿入した。

【００３６】３つの反射型光ファイバグレーティング
は、波長−透過損失特性において、いずれも透過阻止率
−４０ｄＢ以下、阻止帯域幅０．８ｎｍであった。ま
た、中心波長はそれぞれ１５５４．６０ｎｍ、１５５
５．４３ｎｍ、１５５６．２１ｎｍであった。

【００３７】この広帯域型光ファイバフィルタの波長−
透過損失特性を、図３に示す。このグラフにおいて、透
過損失ピークの先端付近の谷間の部分に異常なリップル
は観察されず、ノイズが抑制されていることが明らかで
ある。透過損失ピーク全体の阻止帯域幅は２．７ｎｍで
あった。また、透過損失ピーク全体の阻止帯域におい
て、透過阻止率は−３０ｄＢ以下の安定した値が得られ
た。

【００３８】（比較例１：反射型光ファイバグレーティ
ング）広い帯域幅を得るために屈折率変化量を０．００
２と大きくし、グレーティング周期を１０７０ｎｍ、グ
レーティング長を１０ｍｍとして反射型光ファイバグレ
ーティングを構成した。この反射型光ファイバグレーテ
ィングの波長−反射特性のグラフは図８（ａ）に示すも
のと同様で、中心波長以外に細かい反射光ピークが多数
存在した。そして、この反射型光ファイバグレーティン
グの波長−透過損失特性において、透過阻止率は−７０
ｄＢ以下、阻止帯域幅は１．０ｎｍ、波長−反射特性に
おいて、反射クロストークの最大値は−１５ｄＢであっ
た。したがって阻止帯域幅は広いものの、反射クロスト
ークが劣化することがわかる。

【００３９】（比較例２：狭帯域型光ファイバフィル
タ）光アイソレータを設けない以外は、実施例１と同様
にして光ファイバフィルタを構成した。第１の反射型光
ファイバグレーティング２ａの波長−透過損失特性にお
いては、透過阻止率−３７．２ｄＢ、阻止帯域幅０．４
５ｎｍ、中心波長１５５５．５５ｎｍであり、また波長
−反射特性において反射クロストークは−４０ｄＢ以下
であった。第２の反射型光ファイバグレーティング２ｂ
の波長−透過損失特性においては、透過阻止率−３５ｄ
Ｂ、阻止帯域幅０．４３ｎｍ、中心波長１５５５．５０
ｎｍであり、また波長−反射特性において反射クロスト
ークは−４０ｄＢ以下であった。この狭帯域型光ファイ
バフィルタの波長−反射特性は、図１０と同様のグラフ
が得られ、反射光ピークの両わきに異常なリップルが観
察された。この狭帯域型光ファイバフィルタの透過阻止
率は−７０ｄＢ以下、阻止帯域幅は１．１ｎｍであっ
た。

【００４０】（比較例３：広帯域型光ファイバフィル
タ）光アイソレータを設けない以外は、実施例２と同様
にして広帯域型光ファイバフィルタを構成した。この広
帯域型光ファイバフィルタの波長−透過損失特性は、図
１２と同様のグラフが得られた。すなわち透過損失ピー
クの先端付近の谷間の部分に、リップルを生じていた。
このため、安定した透過阻止率を得ることができず、透
過阻止率が−３０ｄＢ以上となる波長が存在した。

【００４１】このように、本発明に係る実施例において
は、透過損失ピークや反射光ピークに異常なリップルが
存在せず、安定した特性が得られることが明らかであ
る。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光ファイバ
フィルタは、直列に接続された複数の反射型光ファイバ
グレーティングの相互間に、光アイソレータを挿入した
ものなので、反射型光ファイバグレーティング間の反射
光どうしの多重反射による干渉作用が発生しない。この
ため、透過損失ピークや反射光ピークにおいて、異常な
リップルが発生しないので、安定した透過阻止率を得る
ことができる。同じ中心波長を有する反射型光ファイバ
グレーティングを接続して、狭帯域型光ファイバフィル
タとする場合には、複数の反射型光ファイバグレーティ
ングを直列に接続することにより、温度変化に十分対応
できる帯域幅が得られる。また、複数の反射型光ファイ
バグレーティングの中心波長の透過率を足した大きさの
透過損失ピークが得られ、透過阻止率が小さいものを提
供することができる。また、複数の反射型光ファイバグ
レーティングを用いているので、ひとつひとつの反射型
光ファイバグレーティングにおいては、屈折率変化量を
小さくすることができる。このため、光ファイバフィル
タ全体の反射クロストークを小さくすることができる。
また、中心波長の異なる複数の光ファイバグレーティン
グを用いて広帯域型光ファイバフィルタを構成する場合
は、チャープトピッチの位相マスクのように高価なもの
を用いずに製造できるため、低コストである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光ファイバフィルタの構成の一例を
示す概略構成図である。

【図２】 図２（ａ）は実施例１で得られた光ファイバ
フィルタの波長−反射特性を示すグラフである。図２
（ｂ）は実施例１で得られた光ファイバフィルタの波長
−透過損失特性を示すグラフである。

【図３】 実施例２で得られた光ファイバフィルタの波
長−透過損失特性を示すグラフである。

【図４】 図４（ａ）、図４（ｂ）は、それぞれ、反射
型光ファイバグレーティングの反射特性と、透過損失特
性の一例を示すグラフである。

【図５】 光ファイバグレーティングにおける屈折率変
化量と帯域幅との関係を示すグラフである。

【図６】 光ファイバグレーティングにおける屈折率変
化量と透過阻止率との関係を示すグラフである。

【図７】 光ファイバグレーティングを用いた光合波分
波器の構成の一例を示す概略構成図である。

【図８】 図８（ａ）は、広い帯域幅を得るために屈折
率変化量を大きくした場合の反射型光ファイバグレーテ
ィングにおける波長−反射特性を示したグラフである。
図８（ｂ）は、屈折率変化量を小さくした場合の波長−
反射特性と波長−透過損失特性を示すグラフである。

【図９】 複数の反射型光ファイバグレーティングを直
列に接続した状態を示す概略構成図である。

【図１０】 図９に示す構成によって得られる波長−反
射特性を示すグラフである。

【図１１】 図１１（ａ）、図１１（ｂ）は、チャープ
ト光ファイバグレーティングの一例の波長−反射特性
と、波長−透過損失特性をそれぞれ示すグラフである。

【図１２】 反射光ピークの中心波長が異なり、かつ中
心波長の透過率が同程度の複数の反射型光ファイバグレ
ーティングを直列に接続して構成した広帯域型光ファイ
バフィルタの波長−透過損失特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１…光伝送路、２ａ…第１の反射型光ファイバグレーテ
ィング、２ｂ…第２の反射型光ファイバグレーティン
グ、３…光アイソレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路に複数の反射型光ファイバグレ
   ーティングが直列に設けられ、これら複数の反射型光フ
   ァイバグレーティングの相互間の光伝送路に、光アイソ
   レータが設けられていることを特徴とする光ファイバフ
   ィルタ。