JPH1123890A - Laser wavelength stabilizing element and method of manufacturing the same - Google Patents
Laser wavelength stabilizing element and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ波長安定化
素子およびその製造方法に係わり、特に、光導波路の屈
折率を部分的に変化させることにより、任意の波長で安
定化を行うことを可能にした分岐干渉型波長フィルタで
構成されるレーザ波長安定化素子およびその製造方法に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser wavelength stabilizing element and a method of manufacturing the same, and more particularly, to stabilizing a laser at an arbitrary wavelength by partially changing the refractive index of an optical waveguide. And a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】分岐干渉型波長フィルタは、2本の非対
称光導波路へ光を分岐し、再び合波させる際に起こる干
渉効果を利用する光フィルタである。図8に示すよう
に、分岐干渉型波長フィルタから出力される出力光を差
動検出することにより、分岐干渉型波長フィルタを透過
したフィルタ透過光信号1の強度は、波長に対して正弦
波状に変化する。2. Description of the Related Art A branch interference type wavelength filter is an optical filter that utilizes an interference effect that occurs when light is branched into two asymmetric optical waveguides and multiplexed again. As shown in FIG. 8, by differentially detecting the output light output from the branch interference type wavelength filter, the intensity of the filter transmitted light signal 1 transmitted through the branch interference type wavelength filter becomes sinusoidal with respect to the wavelength. Change.
【0003】この分岐干渉型波長フィルタで構成される
レーザ波長安定化素子を使用するレーザでは、レーザ光
の安定化波長が、図8中に示す波長(λA )であるとす
ると、波長(λA )からの発振波長のずれをフィルタ透
過光信号強度のゼロ点波長位置からの変化として検出
し、レーザにフィードバックをかけることで、レーザ光
波長の安定化を行っている。In a laser using a laser wavelength stabilizing element constituted by this branch interference type wavelength filter, if the stabilized wavelength of the laser beam is the wavelength (λ A ) shown in FIG. The deviation of the oscillation wavelength from A ) is detected as a change in the intensity of the signal transmitted through the filter from the zero-point wavelength position, and the laser light wavelength is stabilized by applying feedback to the laser.
【0004】この時、波長(λA )である安定化波長2
が、正弦波関数(フィルタ透過光信号強度関数)のゼロ
点波長位置からずれていると、フィードバック系の動作
が非常に複雑になってしまうが、正弦波関数のゼロ点波
長位置付近で安定化を行えば、小さい発振波長のずれに
対して大きな光強度の変化が得られ、高精度な波長の安
定化が実現することができる。At this time, the stabilized wavelength 2 which is the wavelength (λ A )
However, if the position deviates from the zero-point wavelength position of the sine wave function (filter transmitted light signal intensity function), the operation of the feedback system becomes very complicated, but it is stabilized near the zero-point wavelength position of the sine wave function. Is performed, a large change in light intensity is obtained with respect to a small deviation in oscillation wavelength, and highly accurate wavelength stabilization can be realized.
【0005】この分岐干渉型波長フィルタで構成される
従来のレーザ波長安定化素子では、フィルタ透過光信号
強度がゼロ点波長位置に安定化させる際、素子全体の温
度調整によりフィルタ特性を制御し、安定化波長2がフ
ィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置になるように制
御している。これは分岐干渉型波長フィルタの屈折率の
温度依存性を利用して、素子の全体の温度を変化させる
ことで光導波路の屈折率を変化させ、任意の波長にゼロ
点波長位置を移動させるものである。In the conventional laser wavelength stabilizing element constituted by the branch interference type wavelength filter, when the intensity of the optical signal transmitted through the filter is stabilized at the zero-point wavelength position, the filter characteristics are controlled by adjusting the temperature of the entire element. The stabilization wavelength 2 is controlled so as to be at the zero-point wavelength position of the filter transmitted light signal intensity. This uses the temperature dependence of the refractive index of a branching interference type wavelength filter to change the refractive index of the optical waveguide by changing the temperature of the entire device, thereby moving the zero-point wavelength position to an arbitrary wavelength. It is.
【0006】屈折率を変化させると、分岐干渉型波長フ
ィルタのフィルタ透過光のピーク波長がシフトするた
め、フィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置を安定化
波長2へ移動させることが可能となる。石英系光導波路
では光の波長の温度依存性が0.01nm/℃程度であ
り、また、半導体光導波路では0.1nm/℃である。
この屈折率の温度依存性を利用して安定化波長へのフィ
ルタ特性の調整が行われている。When the refractive index is changed, the peak wavelength of the light transmitted through the filter of the branching interference type wavelength filter shifts, so that the zero-point wavelength position of the intensity of the signal transmitted through the filter can be shifted to the stabilized wavelength 2. . In a quartz optical waveguide, the temperature dependence of the wavelength of light is about 0.01 nm / ° C., and in a semiconductor optical waveguide, it is 0.1 nm / ° C.
The temperature dependence of the refractive index is used to adjust the filter characteristics to a stabilized wavelength.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た方法では、素子作製プロセス誤差等によって、レーザ
波長安定化素子である分岐干渉型波長フィルタの一つ一
つのフィルタ特性が異なる場合、個々のレーザ波長安定
化素子に対して異なる設定温度での温度調整を行う必要
があった。このため、一つ一つのレーザ波長安定化素子
につき別々の温度制御回路が必要であった。However, in the above-described method, when the filter characteristics of each of the branch interference type wavelength filters, which are laser wavelength stabilizing elements, are different due to an element manufacturing process error or the like, the individual laser wavelengths are different. It was necessary to adjust the temperature of the stabilizing element at different set temperatures. Therefore, a separate temperature control circuit is required for each laser wavelength stabilizing element.
【0008】光波長多重通信などでは、多数のレーザ光
の波長を安定化させるため、複数のレーザ光波長を一つ
の温度制御回路で一括して安定化させることが望まれ
る。このため温度調整以外の方法で屈折率を制御し、異
なるレーザ波長安定化素子間でフィルタ特性の微調整を
行うことが要望されていた。In optical wavelength division multiplexing communication and the like, in order to stabilize the wavelengths of a large number of laser lights, it is desired to stabilize a plurality of laser light wavelengths collectively by one temperature control circuit. For this reason, there has been a demand for controlling the refractive index by a method other than temperature adjustment and finely adjusting the filter characteristics between different laser wavelength stabilizing elements.
【0009】さらに、2本の光導波路として半導体光導
波路を使用し、その2本の光導波路の組成(材料)と長
さを異ならせることにより、温度に依存しない分岐干渉
型波長フィルタ(以下、温度無依存半導体波長フィルタ
と称する。)を作成することができる。Further, by using a semiconductor optical waveguide as the two optical waveguides and making the compositions (materials) and the lengths of the two optical waveguides different from each other, a branch interference type wavelength filter (hereinafter, referred to as a wavelength filter) independent of temperature. A temperature-independent semiconductor wavelength filter).
【0010】図9は、この温度無依存半導体波長フィル
タの概略構成を示す上面概観図である。同図に示すよう
に、温度無依存半導体光フィルタは、分岐器20、合波
器21、および光導波路材料の組成と長さが異なる2本
の非対称光導波路(3,4)より構成される。FIG. 9 is a top view showing a schematic configuration of the temperature-independent semiconductor wavelength filter. As shown in the figure, the temperature-independent semiconductor optical filter is composed of a splitter 20, a multiplexer 21, and two asymmetric optical waveguides (3, 4) having different compositions and lengths of optical waveguide materials. .
【0011】この温度無依存半導体波長フィルタにおい
て、温度が変化すると光導波路(3,4)の屈折率が変
化し、伝搬光の位相が変化する。しかしながら、2本の
光導波路(3,4)の屈折率変化の違いと長さの違いの
関係が、2つの光が合波器21で合波される際に、その
位相関係を変化させることがないように設計されている
ため、温度無依存半導体波長フィルタを透過する透過光
の位相関係は温度に依存することなく一定になる。In this temperature-independent semiconductor wavelength filter, when the temperature changes, the refractive index of the optical waveguide (3, 4) changes, and the phase of the propagating light changes. However, the difference between the change in the refractive index of the two optical waveguides (3, 4) and the difference in the length is such that the phase relationship is changed when the two lights are multiplexed by the multiplexer 21. , The phase relationship of the transmitted light passing through the temperature-independent semiconductor wavelength filter becomes constant without depending on the temperature.
【0012】このため、温度無依存半導体波長フィルタ
のフィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置をある特定
の波長まで移動させようと温度を変化させても、フィル
タ特性は温度に依存しないため調整は不可能である。For this reason, even if the temperature is changed to move the zero-point wavelength position of the intensity of the signal transmitted through the filter of the temperature-independent semiconductor wavelength filter to a specific wavelength, the filter characteristics do not depend on the temperature. Impossible.
【0013】このように、温度無依存半導体波長フィル
タでは温度依存性がゼロとなるようにフィルタの設計が
なされているため、従来の温度調整によりフィルタ特性
の調整を行う方法は一切適用できないという問題点があ
った。As described above, in the temperature-independent semiconductor wavelength filter, since the filter is designed so that the temperature dependency becomes zero, the conventional method of adjusting the filter characteristics by temperature adjustment cannot be applied at all. There was a point.
【0014】以上説明したように、温度依存性のある分
岐干渉型波長フィルタ、あるいは、温度無依存半導体波
長フィルタにおいては、温度依存性を利用すること以外
の方法で光導波路の屈折率を変化させ、フィルタ特性を
可変することが要望されていた。As described above, in a branch interference type wavelength filter having a temperature dependence or a semiconductor wavelength filter having no temperature dependence, the refractive index of an optical waveguide is changed by a method other than utilizing the temperature dependence. It has been desired to vary the filter characteristics.
【0015】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、本発明の目的は、分岐干
渉型波長フィルタで構成されるレーザ波長安定化素子お
よびその製造方法において、任意の波長で、フィルタ透
過光信号強度がゼロ点波長となるように、フィルタ特性
を調整することが可能となる技術を提供することにあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a laser wavelength stabilizing element comprising a branch interference type wavelength filter and a method of manufacturing the same. It is an object of the present invention to provide a technique capable of adjusting a filter characteristic so that an intensity of a signal transmitted through a filter becomes a zero-point wavelength at an arbitrary wavelength.
【0016】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
にする。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記の通りである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0018】長さ、あるいは屈折率の少なくとも一方が
異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィルタ
で構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2本
の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間に
屈折率の高い有機材料あるいはガラス材料をコーティン
グすることを特徴とする。In a laser wavelength stabilizing element comprising a branching interference type wavelength filter having two optical waveguides having different lengths or different refractive indexes, at least one of the two optical waveguides has It is characterized in that some sections are coated with an organic material or a glass material having a high refractive index.
【0019】長さ、あるいは屈折率の少なくとも一方が
異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィルタ
で構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2本
の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間に
電界を印加する電界印加用電極を設けたことを特徴とす
る。In a laser wavelength stabilizing element composed of a branch interference type wavelength filter having two optical waveguides having different lengths or different refractive indexes, at least one of the two optical waveguides has An electric field application electrode for applying an electric field is provided in some sections.
【0020】長さ、あるいは屈折率の少なくとも一方が
異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィルタ
で構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2本
の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間に
温度調節部を設けたことを特徴とする。In a laser wavelength stabilizing element comprising a branching interference type wavelength filter having two optical waveguides having different lengths or different refractive indexes, at least one of the two optical waveguides has A temperature control unit is provided in some sections.
【0021】長さ、あるいは屈折率の少なくとも一方が
異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィルタ
で構成されるレーザ波長安定化素子であって、前記2本
の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間に
屈折率の高い有機材料あるいはガラス材料をコーティン
グしたレーザ波長安定化素子の製造方法において、所定
の部分に有機材料またはガラス材料をコーティングした
後に、ヘキ開を行い、その後コーティングされた前記有
機材料またはガラス材料を削除する工程を含むことを特
徴とする。A laser wavelength stabilizing element comprising a branching interference type wavelength filter having two optical waveguides having different lengths or different refractive indexes, wherein at least one of the two optical waveguides has an optical waveguide. In a method of manufacturing a laser wavelength stabilizing element in which a portion of a waveguide is coated with an organic material or a glass material having a high refractive index, a predetermined portion is coated with an organic material or a glass material, then cleaved, and then coated. And removing the organic material or the glass material.
【0022】即ち、本発明は、分岐干渉型波長フィルタ
を構成する2本の光導波路の少なくとも一方の光導波路
の屈折率を部分的に変化させることによって、レーザ光
波長の安定化制御に最もふさわしい状態に、フィルタ特
性を調整(移動)させることを特徴とする。これによ
り、素子作製プロセスの誤差に依らず、一定の波長でレ
ーザ光の波長の安定化を行うことが可能となるので、素
子作製プロセスにおける許容誤差が広げられ、定められ
た波長のレーザ光を高精度で安定化することが可能とな
る。That is, the present invention is most suitable for stabilizing control of the wavelength of a laser beam by partially changing the refractive index of at least one of the two optical waveguides constituting the branching interference type wavelength filter. The filter characteristic is adjusted (moved) to the state. This makes it possible to stabilize the wavelength of laser light at a constant wavelength irrespective of errors in the device manufacturing process. It is possible to stabilize with high accuracy.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0024】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。In all the drawings for describing the embodiments, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.
【0025】[実施の形態1]図1は、本発明の一実施
の形態であるレーザ波長安定化素子の概略構成を示す上
面概観図である。[First Embodiment] FIG. 1 is a top view schematically showing the configuration of a laser wavelength stabilizing element according to an embodiment of the present invention.
【0026】本実施の形態の分岐干渉型波長フィルタ
も、分岐器20、合波器21、および光導波路材料の組
成(材料)と長さが異なる2本の非対称光導波路(3,
4)より構成される。しかしながら、本実施の形態で
は、光導波路材料の組成と長さが異なる2本の非対称光
導波路(3,4)の一部分に、有機材料あるいはガラス
材料5がコーティングされたコーティング部25が形成
される。The branch interference type wavelength filter according to the present embodiment also includes a splitter 20, a multiplexer 21, and two asymmetric optical waveguides (3, 3) having different lengths from the composition (material) of the optical waveguide material.
4). However, in the present embodiment, the coating portion 25 in which the organic material or the glass material 5 is coated is formed on a part of the two asymmetric optical waveguides (3, 4) having different compositions and lengths of the optical waveguide material. .
【0027】図2は、図1に示すコーティング部25の
概略構成を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of the coating section 25 shown in FIG.
【0028】同図に示すように、光の閉じ込められる光
導波路のコア層7は、周囲をコア層よりも屈折率の小さ
いクラッド層(6,8)に囲まれている。光は屈折率の
小さいクラッド層(6,8)にもしみだし、実際に光が
影響を受ける屈折率(等価屈折率)はクラッド層(6,
8)の屈折率や光導波路(3,4)の形状によって変化
する。As shown in the figure, the core layer 7 of the optical waveguide in which light is confined is surrounded by cladding layers (6, 8) having a smaller refractive index than the core layer. The light seeps into the cladding layers (6, 8) having a small refractive index, and the refractive index (equivalent refractive index) that is actually affected by the light is the cladding layer (6, 8).
It varies depending on the refractive index of 8) and the shape of the optical waveguide (3, 4).
【0029】本実施の形態では、分岐干渉型波長フィル
タにおける、2本の非対称光導波路(3,4)の一部分
に有機材料あるいはガラス材料5がコーティングされ
る。光導波路(3,4)における光が伝搬するコア層7
に接した面、あるいはコア層7に十分に接近した面に、
空気よりも屈折率の高い有機材料あるいはガラス材料5
が存在すると、光の感じる等価屈折率は増加する。In this embodiment, an organic material or a glass material 5 is coated on a part of the two asymmetric optical waveguides (3, 4) in the branch interference type wavelength filter. Core layer 7 through which light propagates in optical waveguides (3, 4)
On the surface in contact with
Organic material or glass material having a higher refractive index than air 5
Is present, the equivalent refractive index felt by light increases.
【0030】この光導波路(3,4)の等価屈折率が変
化すると、光導波路(3,4)を伝搬する光の位相は変
化し、分岐干渉型波長フィルタを透過するフィルタ透過
光信号強度が、波長に対してシフトする。この変化を利
用してフィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置を移動
させ、波長安定化点とすることができる。When the equivalent refractive index of the optical waveguides (3, 4) changes, the phase of the light propagating in the optical waveguides (3, 4) changes, and the intensity of the optical signal transmitted through the branch interference type wavelength filter changes. , Shift with respect to wavelength. By utilizing this change, the zero-point wavelength position of the filter transmitted light signal intensity can be moved to a wavelength stabilization point.
【0031】ここで、波長安定化点の調節にはフィルタ
特性を数十から数百GHz移動させる必要があるが、こ
の変化に必要とされる光導波路(3,4)の屈折率の変
化は10~4のオーダーである。一方、レーザ波長安定化
素子の重要な素子特性であるフィルタ特性のピーク間隔
や、温度依存性を打ち消す効果は、光導波路(3,4)
の屈折率の10~2のオーダーで決定されている。このた
め、光導波路(3,4)の等価屈折率を微少に変化させ
れば、レーザ波長安定化素子の重要な特性にはほとんど
影響を与えることなしに、フィルタ透過光の波長依存性
を調整することが可能となる。Here, to adjust the wavelength stabilization point, it is necessary to shift the filter characteristic by several tens to several hundreds of GHz. The change in the refractive index of the optical waveguide (3, 4) required for this change is as follows. 10 to 4 of the order. On the other hand, the effect of canceling the peak spacing of filter characteristics, which is an important element characteristic of the laser wavelength stabilizing element, and the effect of temperature dependence is reduced by the optical waveguide (3, 4).
Is determined on the order of 10 to 2 of the refractive index. For this reason, if the equivalent refractive index of the optical waveguides (3, 4) is slightly changed, the wavelength dependence of the light transmitted through the filter can be adjusted without substantially affecting the important characteristics of the laser wavelength stabilizing element. It is possible to do.
【0032】分岐干渉型波長フィルタの一部分に有機材
料あるいはガラス材料5をコーティングする際、フィル
タ特性を測定した後にコーティングを行うと光導波路端
面にも有機材料あるいはガラス材料が付着してしまい、
光が分岐干渉型波長フィルタに入射しにくくなってしま
う。これを防ぐために、素子をヘキ開で切り出す前に予
め有機材料あるいはガラス材料5をコーティングし、そ
の後で光導波路端面をだすヘキ開を行う。波長に対する
フィルタ透過特性の調整は、コーティングした材料を任
意の面積だけ削除することによって行うことが可能であ
る。When coating a part of the branching interference type wavelength filter with the organic material or the glass material 5, if the coating is performed after measuring the filter characteristics, the organic material or the glass material adheres also to the end face of the optical waveguide,
It becomes difficult for light to enter the branching interference type wavelength filter. In order to prevent this, an organic material or a glass material 5 is coated in advance before the element is cut out by cleaving, and then cleaving for exposing the end face of the optical waveguide is performed. Adjustment of the filter transmission characteristics with respect to wavelength can be performed by removing the coated material by an arbitrary area.
【0033】この場合に、有機材料あるいはガラス材料
5は、付着後に酸素のプラズマやフッ化物ガスのプラズ
マ等で容易に任意の面積を削除できるので、フィルタ特
性の制御が容易に可能である。このため簡便に任意の波
長への波長安定化点の調節が可能となる。In this case, since the organic material or the glass material 5 can easily remove an arbitrary area with oxygen plasma, fluoride gas plasma or the like after the deposition, the filter characteristics can be easily controlled. Therefore, it is possible to easily adjust the wavelength stabilization point to an arbitrary wavelength.
【0034】なお、図1では、ハイメサ型光導波路の場
合を示したが、コーティング材料がコア層に十分に接近
したフィルタ部分に位置する限り、リッジ型や埋め込み
型光導波路であってもよい。また、コーティング部25
は、一方の光導波路(3、あるいは4)に設けるように
してもよい。Although FIG. 1 shows the case of a high-mesa type optical waveguide, a ridge type or buried type optical waveguide may be used as long as the coating material is located in the filter portion sufficiently close to the core layer. In addition, the coating unit 25
May be provided in one of the optical waveguides (3 or 4).
【0035】[実施の形態2]図3は、本発明の他の実
施の形態であるレーザ波長安定化素子の概略構成を示す
上面概観図である。[Embodiment 2] FIG. 3 is a top view schematically showing the configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【0036】同図に示すように、本実施の形態では、光
導波路材料の組成と長さが異なる2本の非対称光導波路
(3,4)の一部分に電界印加用電極9を設けたもので
ある。半導体は電界を印加すると屈折率が変化する。こ
のため、光導波路(3,4)が半導体光導波路である場
合に、光導波路(3,4)の一部に設けた電界印加用電
極9に電圧を印加することで、光導波路(3,4)の等
価屈折率を微少に変化させることができる。As shown in the figure, in this embodiment, an electric field application electrode 9 is provided on a part of two asymmetric optical waveguides (3, 4) having different compositions and lengths of the optical waveguide material. is there. The refractive index of a semiconductor changes when an electric field is applied. For this reason, when the optical waveguides (3, 4) are semiconductor optical waveguides, a voltage is applied to the electric field application electrode 9 provided in a part of the optical waveguides (3, 4), whereby the optical waveguides (3, 4) are formed. 4) It is possible to slightly change the equivalent refractive index.
【0037】この光導波路(3,4)の等価屈折率が変
化すると、光導波路(3,4)を伝搬する光の位相は変
化し、分岐干渉型波長フィルタを透過するフィルタ透過
光信号強度が、波長に対してシフトする。この変化を利
用してフィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置を移動
させ、波長安定化点とすることができる。When the equivalent refractive index of the optical waveguides (3, 4) changes, the phase of the light propagating in the optical waveguides (3, 4) changes, and the intensity of the optical signal transmitted through the branch interference type wavelength filter changes. , Shift with respect to wavelength. By utilizing this change, the zero-point wavelength position of the filter transmitted light signal intensity can be moved to a wavelength stabilization point.
【0038】本実施の形態では、電界印加用電極9か
ら、2本の光導波路(3,4)に印加する電界を制御す
ることにより、フィルタ特性のピーク間隔や、温度無依
存の条件を崩すことなく任意の波長への波長安定化点の
調節を可能としている。また、電界印加用電極9は、一
方の光導波路(3、あるいは4)に設けるようにしても
よい。In this embodiment, the electric field applied to the two optical waveguides (3, 4) from the electric field applying electrode 9 is controlled to break the filter characteristic peak interval and the temperature-independent condition. It is possible to adjust the wavelength stabilization point to an arbitrary wavelength without any need. Further, the electric field applying electrode 9 may be provided on one of the optical waveguides (3 or 4).
【0039】[実施の形態3]図4は、本発明の他の実
施の形態であるレーザ波長安定化素子の概略構成を示す
上面概観図である。[Embodiment 3] FIG. 4 is a top view showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【0040】同図に示すように、本実施の形態では、光
導波路材料の組成と長さが異なる2本の非対称光導波路
(3,4)の一部分に、光導波路加熱用ヒータ10を設
けたものである。半導体の屈折率は温度依存性をもって
いる。このため、光導波路(3,4)が半導体光導波路
である場合に、光導波路(3,4)の一部に設けられた
光導波路加熱用ヒータ10で光導波路(3,4)に熱を
加えることで、光導波路(3,4)の等価屈折率を微少
に変化させることができる。As shown in the figure, in the present embodiment, an optical waveguide heating heater 10 is provided in a part of two asymmetric optical waveguides (3, 4) having different compositions and lengths of the optical waveguide material. Things. The refractive index of a semiconductor has temperature dependence. Therefore, when the optical waveguides (3, 4) are semiconductor optical waveguides, heat is applied to the optical waveguides (3, 4) by the optical waveguide heating heater 10 provided in a part of the optical waveguides (3, 4). With this addition, the equivalent refractive index of the optical waveguide (3, 4) can be slightly changed.
【0041】この光導波路(3,4)の等価屈折率が変
化すると、光導波路(3,4)を伝搬する光の位相は変
化し、分岐干渉型波長フィルタを透過するフィルタ透過
光信号強度が、波長に対してシフトする。この変化を利
用してフィルタ透過光信号強度のゼロ点波長位置を移動
させ、波長安定化点とすることができる。When the equivalent refractive index of the optical waveguides (3, 4) changes, the phase of the light propagating through the optical waveguides (3, 4) changes, and the intensity of the optical signal transmitted through the branch interference type wavelength filter changes. , Shift with respect to wavelength. By utilizing this change, the zero-point wavelength position of the filter transmitted light signal intensity can be moved to a wavelength stabilization point.
【0042】本実施の形態では、光導波路加熱用ヒータ
10で、2本の光導波路(3,4)に加える熱を制御す
ることにより、フィルタ特性のピーク間隔や、温度無依
存の条件を崩すことなく任意の波長への波長安定化点の
調節を可能としている。In this embodiment, by controlling the heat applied to the two optical waveguides (3, 4) by the optical waveguide heating heater 10, the peak interval of the filter characteristics and the temperature-independent condition are broken. It is possible to adjust the wavelength stabilization point to an arbitrary wavelength without any need.
【0043】なお、本実施の形態において、光導波路加
熱用ヒータ10の代わりに、ペルチェ冷却素子を用いて
もよい。また、光導波路加熱用ヒータ10は、一方の光
導波路(3、あるいは4)に設けるようにしてもよい。In the present embodiment, a Peltier cooling element may be used instead of the optical waveguide heater 10. Further, the optical waveguide heating heater 10 may be provided in one of the optical waveguides (3 or 4).
【0044】さらに、前記各実施の形態では、温度無依
存半導体波長フィルタに本発明を適用した実施の形態に
ついて説明したが、これに限定されるものではなく、本
発明は、温度依存性のある分岐干渉型波長フィルタに適
用可能であることはいうまでもない。Furthermore, in each of the above embodiments, the embodiment in which the present invention is applied to a temperature-independent semiconductor wavelength filter has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention has a temperature dependency. It goes without saying that the present invention is applicable to a branch interference type wavelength filter.
【0045】[実施の形態4]図5は、本発明の他の実
施の形態であるレーザ波長安定化素子の概略構成を示す
上面概観図である。[Fourth Embodiment] FIG. 5 is a top view showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【0046】同図に示すように、本実施の形態では、一
つの半導体基板上に複数の分岐干渉型波長フィルタをア
レイ状に作製する。ここで、各分岐干渉型波長フィルタ
の光導波路は、長さの異なる2本の非対称光導波路(2
3,24)で構成される。そして、各分岐干渉型波長フ
ィルタの2本の非対称光導波路(23,24)の一部分
に波長安定化制御手段11が設けられる。この波長安定
化制御手段11は、前記実施の形態1ないし実施の形態
3に記載された、コーティング部25、電界印加用電極
9、あるいは光導波路加熱用ヒータ10に相当する。ま
た、波長安定化制御手段11は、一方の光導波路(2
3、あるいは24)に設けるようにしてもよい。As shown in the figure, in this embodiment, a plurality of branch interference type wavelength filters are manufactured in an array on one semiconductor substrate. Here, the optical waveguide of each branching interference type wavelength filter is composed of two asymmetric optical waveguides (2
3, 24). A wavelength stabilization control unit 11 is provided in a part of the two asymmetric optical waveguides (23, 24) of each branch interference type wavelength filter. The wavelength stabilization control unit 11 corresponds to the coating unit 25, the electric field application electrode 9, or the optical waveguide heating heater 10 described in the first to third embodiments. In addition, the wavelength stabilization control means 11 controls one of the optical waveguides (2
3 or 24).
【0047】本実施の形態では、素子作製プロセス誤差
等によって、レーザ波長安定化素子である分岐干渉型波
長フィルタの一つ一つのフィルタ特性が異なる場合、個
々の素子に対して、前記実施の形態1ないし実施の形態
3の方法を用いて、波長安定化点の調整を行う。これは
従来、分岐干渉型波長フィルタの素子温度を調整するこ
とによって安定化点の波長を制御していたものを、温度
調整以外の方法によって制御するものである。In this embodiment, when the filter characteristics of the branch interference type wavelength filter, which is a laser wavelength stabilizing element, are different due to an element manufacturing process error or the like, the above-described embodiment is applied to each element. The wavelength stabilization point is adjusted by using the method according to the first to third embodiments. In the prior art, the wavelength at the stabilization point is controlled by adjusting the element temperature of the branch interference type wavelength filter, but is controlled by a method other than the temperature adjustment.
【0048】これにより、一つ一つのレーザ波長安定化
素子につき別々の温度制御回路で安定化点を一定に保っ
ていた従来例と比して、本実施の形態では、一つの温度
制御回路12で、一つの半導体基板上にある多数のレー
ザ波長安定化素子の安定化点を一定に保つことができ、
複数のレーザ光波長を一つの温度制御回路で一括して安
定化させることが可能となる。Thus, in the present embodiment, compared with the conventional example in which the stabilization point is kept constant by a separate temperature control circuit for each laser wavelength stabilizing element, in this embodiment, one temperature control circuit 12 is used. Thus, the stabilization points of a large number of laser wavelength stabilizing elements on one semiconductor substrate can be kept constant,
A plurality of laser light wavelengths can be collectively stabilized by one temperature control circuit.
【0049】なお、前記各実施の形態では、2本の非対
象光導波路(3,4、あるいは23,24)の両方の同
じ長さの区間の屈折率を変化させているが、片方のみを
用いたり、2つの区間の長さを変えてもよい。その場合
の計算例を以下に示す。In each of the above embodiments, the refractive index of the same length section of both of the two asymmetric optical waveguides (3, 4 or 23, 24) is changed, but only one of them is changed. It may be used or the length of the two sections may be changed. A calculation example in that case is shown below.
【0050】[屈折率を変化させたときの計算例] (1)片方の光導波路の屈折率のみを変化させる場合 2本の非対称光導波路(3,4、あるいは23,24)
の長さをL1 、L2 、それぞれの光導波路(3,4、あ
るいは23,24)の等価屈折率をn1 、n2とし、光
導波路(3,4、あるいは23,24)の伝搬損失を無
視すると、フィルタ透過光の信号強度は、下記(1)式
で示される。[Calculation Example when Refractive Index is Changed] (1) When Only Refractive Index of One Optical Waveguide Is Changed Two asymmetric optical waveguides (3, 4 or 23, 24)
Let L 1 and L 2 be the lengths, and let n 1 and n 2 be the equivalent refractive indices of the respective optical waveguides (3, 4, or 23, 24), and propagate the optical waveguides (3, 4, or 23, 24). If the loss is ignored, the signal intensity of the light transmitted through the filter is expressed by the following equation (1).
【0051】[0051]
【数1】 (Equation 1)
【0052】このときのフィルタ透過光信号強度特性
は、図6に示すようになる。FIG. 6 shows the filter transmission light signal intensity characteristics at this time.
【0053】次に、L1 の長さの光導波路(3,23、
あるいは4,24)を長さL’にわたって、実施の形態
1〜3に示した方法を用いて、屈折率nをn1 +Δn1
に変化させる。このときのフィルタ透過光信号強度特性
は、下記(2)式で示される。Next, L 1 of the length of the optical waveguide (3, 23,
Alternatively, the refractive index n is set to n 1 + Δn 1 by using the method described in the first to third embodiments over the length L ′.
To change. At this time, the filter transmission light signal intensity characteristic is expressed by the following equation (2).
【0054】[0054]
【数2】 (Equation 2)
【0055】このときのフィルタ透過光信号強度特性は
図7に示すようになり、図6でのピーク位置(A)13
はピーク位置(B)15まで、また、安定化波長(ゼロ
点波長位置)は14から16までシフトする。このよう
にしてフィルタの特性を波長に対してシフトさせること
によって波長安定化点の調整を可能とする。At this time, the intensity characteristics of the signal transmitted through the filter are as shown in FIG. 7, and the peak position (A) 13 in FIG.
Shifts to the peak position (B) 15 and the stabilization wavelength (zero-point wavelength position) shifts from 14 to 16. In this manner, the wavelength stabilization point can be adjusted by shifting the characteristics of the filter with respect to the wavelength.
【0056】(2)2本の光導波路の屈折率が互いに異
なり、2本の光導波路の屈折率を変化させる場合 2本の非対称光導波路(3,4、あるいは23,24)
の長さをL1 、L2 、それぞれの光導波路(3,4、あ
るいは23,24)の等価屈折率をn1 、n2とし、光
導波路(3,4、あるいは23,24)の伝搬損失を無
視するとフィルタ透過光信号強度は、下記(3)式で示
される。(2) When the refractive indexes of the two optical waveguides are different from each other, and the refractive indexes of the two optical waveguides are changed. Two asymmetric optical waveguides (3, 4, or 23, 24)
Let L 1 and L 2 be the lengths, and let n 1 and n 2 be the equivalent refractive indices of the respective optical waveguides (3, 4, or 23, 24), and propagate the optical waveguides (3, 4, or 23, 24). If the loss is ignored, the intensity of the signal transmitted through the filter is expressed by the following equation (3).
【0057】[0057]
【数3】 (Equation 3)
【0058】次に、L1 およびL2 の長さの光導波路
(3,4、あるいは23,24)を長さL1 ’およびL
2 ’にわたって実施の形態1〜3に示した方法を用い
て、屈折率をそれぞれn1 +Δn1 、n2 +Δn2 に変
化させる。このときのフィルタ透過光信号強度は、下記
(4)式で示される。Next, the optical waveguides (3, 4 or 23, 24) having the lengths L 1 and L 2 are connected to the lengths L 1 ′ and L 2, respectively.
The refractive index is changed to n 1 + Δn 1 and n 2 + Δn 2 by using the method described in the first to third embodiments over 2 ′. At this time, the filter transmitted light signal intensity is expressed by the following equation (4).
【0059】[0059]
【数4】 (Equation 4)
【0060】このときのフィルタ透過光信号強度特性
は、前記図6、図7と同様に、ピーク位置Aがピーク位
置Bまでシフトする。このようにしてフィルタの特性を
波長に対してシフトさせることによって波長安定化点の
調整を可能とする。In this case, the peak position A shifts to the peak position B in the filter transmission light signal intensity characteristic as in FIGS. In this manner, the wavelength stabilization point can be adjusted by shifting the characteristics of the filter with respect to the wavelength.
【0061】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明
は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要
旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは
勿論である。As described above, the invention made by the present inventor is:
Although a specific description has been given based on the above-described embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the invention.
【0062】[0062]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【0063】(1)本発明によれば、2本の非対象光導
波路の少なくとも一方の光導波路の屈折率を部分的に変
化させることで、フィルタ透過光信号強度のゼロ点波長
位置をシフト、即ち、フィルタ特性を調整することが可
能となる。(1) According to the present invention, the refractive index of at least one of the two asymmetrical optical waveguides is partially changed to shift the zero-point wavelength position of the filter transmitted light signal intensity, That is, the filter characteristics can be adjusted.
【0064】(2)本発明によれば、素子作製プロセス
の誤差に依らず、一定の波長でレーザ光の波長の安定化
を行うことが可能となる。これにより、素子作製プロセ
スにおける許容誤差を広げることが可能となり、定めら
れた波長のレーザ光を高精度で安定化することが可能と
なる。(2) According to the present invention, it is possible to stabilize the wavelength of a laser beam at a constant wavelength irrespective of an error in an element manufacturing process. As a result, it is possible to widen the tolerance in the device manufacturing process, and it is possible to stabilize the laser light having a predetermined wavelength with high accuracy.
【図1】本発明の一実施の形態であるレーザ波長安定化
素子の概略構成を示す上面概観図である。FIG. 1 is a top view showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1に示すコーティング部の概略構成を示す断
面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a coating unit shown in FIG.
【図3】本発明の他の実施の形態であるレーザ波長安定
化素子の概略構成を示す上面概観図である。FIG. 3 is a top view showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施の形態であるレーザ波長安定
化素子の概略構成を示す上面概観図である。FIG. 4 is a schematic top view showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施の形態であるレーザ波長安定
化素子の概略構成を示す上面概観図である。FIG. 5 is a top view schematically showing a schematic configuration of a laser wavelength stabilizing element according to another embodiment of the present invention.
【図6】本実施の形態1ないし実施の形態3において、
光導波路屈折率の変化をさせる以前のフィルタ透過光特
性の一例を示すグラフである。FIG. 6 shows Embodiments 1 to 3;
5 is a graph showing an example of a filter transmitted light characteristic before changing a refractive index of an optical waveguide.
【図7】本実施の形態1ないし実施の形態3において、
光導波路屈折率の変化をさせた後のフィルタ透過光特性
の一例を示すグラフである。FIG. 7 is a diagram illustrating Embodiments 1 to 3;
9 is a graph showing an example of a filter transmitted light characteristic after changing a refractive index of an optical waveguide.
【図8】分岐干渉型波長フィルタのフィルタ透過光信号
強度を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a filter transmitted light signal intensity of the branch interference type wavelength filter.
【図9】温度無依存半導体波長フィルタの概略構成を示
す上面概観図である。FIG. 9 is a schematic top view showing a schematic configuration of a temperature-independent semiconductor wavelength filter.
3,4,23,24…光導波路、5…有機材料あるいは
ガラス材料、6,8…クラッド層、7…コア層、9…電
界印加用電極、10…光導波路加熱用ヒータ、11…波
長安定化制御手段、12…温度制御回路、20…分岐
器、21…合波器、25…コーティング部。3, 4, 23, 24: optical waveguide, 5: organic or glass material, 6, 8: clad layer, 7: core layer, 9: electrode for applying electric field, 10: heater for heating optical waveguide, 11: wavelength stability Conversion control means, 12: temperature control circuit, 20: branching device, 21: multiplexer, 25: coating part.
Claims (5)
が異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィル
タで構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2
本の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間
に屈折率の高い有機材料あるいはガラス材料をコーティ
ングすることを特徴とするレーザ波長安定化素子。1. A laser wavelength stabilizing element comprising a branching interference type wavelength filter having two optical waveguides having different lengths or different refractive indexes.
A laser wavelength stabilizing element characterized in that at least one section of one of the optical waveguides is coated with an organic material or a glass material having a high refractive index.
が異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィル
タで構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2
本の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間
に電界を印加する電界印加用電極を設けたことを特徴と
するレーザ波長安定化素子。2. A laser wavelength stabilizing element comprising a branch interference type wavelength filter including two optical waveguides having at least one of different lengths or different refractive indexes.
A laser wavelength stabilizing element, wherein an electric field application electrode for applying an electric field is provided in at least a part of one of the optical waveguides.
が異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィル
タで構成されるレーザ波長安定化素子において、前記2
本の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間
に温度調節部を設けたことを特徴とするレーザ波長安定
化素子。3. A laser wavelength stabilizing element comprising a branch interference type wavelength filter including two optical waveguides having at least one of different lengths or different refractive indexes.
A laser wavelength stabilizing element characterized in that a temperature control section is provided in at least one section of at least one of the optical waveguides.
ーザ波長安定化素子が、一つの半導体基板上にアレイ状
に形成されたレーザ波長安定化素子であって、一つの温
度制御回路を備え、当該一つの温度制御回路により前記
一つの半導体基板上にアレイ状に形成されたレーザ波長
安定化素子を制御し、複数のレーザ光の波長を安定化さ
せることを特徴とするレーザ波長安定化素子。4. A laser wavelength stabilizing element according to claim 1, wherein said laser wavelength stabilizing element is an arrayed laser wavelength stabilizing element formed on one semiconductor substrate. A laser wavelength stabilizing device comprising: controlling the laser wavelength stabilizing elements formed in an array on the one semiconductor substrate by the one temperature control circuit to stabilize the wavelengths of a plurality of laser beams. element.
が異なる2本の光導波路を備える分岐干渉型波長フィル
タで構成されるレーザ波長安定化素子であって、前記2
本の光導波路の少なくとも一方の光導波路の一部の区間
に屈折率の高い有機材料あるいはガラス材料をコーティ
ングしたレーザ波長安定化素子の製造方法において、 所定の部分に有機材料またはガラス材料をコーティング
した後に、ヘキ開を行い、その後コーティングされた前
記有機材料またはガラス材料を削除する工程を含むこと
を特徴とするレーザ波長安定化素子の作製方法。5. A laser wavelength stabilizing element comprising a branch interference type wavelength filter provided with two optical waveguides having at least one of different lengths or different refractive indexes.
In a method of manufacturing a laser wavelength stabilizing element in which at least one section of at least one optical waveguide of the present optical waveguide is coated with an organic material or a glass material having a high refractive index, a predetermined portion is coated with an organic material or a glass material. A method for manufacturing a laser wavelength stabilizing element, comprising a step of performing cleavage afterward, and then removing the coated organic material or glass material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176798A JPH1123890A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Laser wavelength stabilizing element and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9176798A JPH1123890A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Laser wavelength stabilizing element and method of manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123890A true JPH1123890A (en) | 1999-01-29 |
Family
ID=16020035
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9176798A Pending JPH1123890A (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Laser wavelength stabilizing element and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1123890A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013054240A (en) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical waveguide element |
-
1997
- 1997-07-02 JP JP9176798A patent/JPH1123890A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013054240A (en) * | 2011-09-05 | 2013-03-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical waveguide element |
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