JP2001051134A - Optical waveguide type filter and optical fiber amplifier - Google Patents

Optical waveguide type filter and optical fiber amplifier

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JP2001051134A
JP2001051134A JP11226633A JP22663399A JP2001051134A JP 2001051134 A JP2001051134 A JP 2001051134A JP 11226633 A JP11226633 A JP 11226633A JP 22663399 A JP22663399 A JP 22663399A JP 2001051134 A JP2001051134 A JP 2001051134A
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optical waveguide
diffraction grating
optical
optical fiber
light
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Japanese (ja)
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Tadashi Enomoto
正 榎本
Shinji Ishikawa
真二 石川
Masaichi Mobara
政一 茂原
Michiko Harumoto
道子 春本
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical waveguide type filter excellent in a cutoff characteristic, allowing dissolution of ripple. SOLUTION: In this optical waveguide type filter 10, a grating 12 is formed in an optical fiber 11 that is an optical waveguide. The optical fiber 11 is basically made of silica glass, and has a high-refractive index core area 13 added with GeO2 and a low-refractive index clad area 14 surrounding the core area 13. The grating 12 is formed in the core area 13. The normal direction to grating stripes of the grating 12 is inclined by an angle θ to the optical axis of the optical fiber 11. A grating stripe interval of the grating 12 varies in the longitudinal direction of the optical fiber 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光導波路に形成さ
れた回折格子により所定波長の伝搬モード光を反射漏洩
モード光に結合することで該伝搬モード光を遮断する光
導波路型フィルタ、および、この光導波路型フィルタを
用いて利得等化を行う光ファイバ増幅器に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide type filter for blocking a propagation mode light by coupling a propagation mode light of a predetermined wavelength to a reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide, and The present invention relates to an optical fiber amplifier that performs gain equalization using the optical waveguide filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】光導波路型フィルタは、光ファイバ等の
光導波路に回折格子が形成されたものであり、その回折
格子の格子間隔に応じた所定波長の伝搬モード光を漏洩
モード光に結合し、これにより該伝搬モード光を遮断す
る光フィルタとして作用する。この光導波路型フィルタ
は、光ファイバ増幅器における利得等化手段としても用
いられる。
2. Description of the Related Art An optical waveguide type filter has a diffraction grating formed on an optical waveguide such as an optical fiber, and couples propagation mode light having a predetermined wavelength corresponding to the grating interval of the diffraction grating to leak mode light. , Thereby acting as an optical filter that blocks the propagation mode light. This optical waveguide filter is also used as a gain equalizing means in an optical fiber amplifier.

【0003】例えば,文献1「A. M. Vengsarkar, et a
l., J. of Lightwave Tech., Vol.14, No.1, pp.58-64
(1996)」には、格子間隔が数百μmである長周期の回折
格子が形成された光導波路型フィルタの動作原理および
作製例について記載されている。この長周期の光導波路
型フィルタは、回折格子の格子間隔をΛとし、前進伝搬
モード光の伝搬定数をβfとし、前進漏洩モード光の伝
搬定数をβbとすると、 βf−βb=2π/Λ …(1) なる式で表される位相整合条件を満たす波長の伝搬モー
ド光を遮断する。
[0003] For example, in Reference 1, "AM Vengsarkar, et a
l., J. of Lightwave Tech., Vol. 14, No. 1, pp. 58-64
(1996) "describes the operating principle and an example of fabrication of an optical waveguide filter in which a long-period diffraction grating having a grating interval of several hundred μm is formed. This long-period optical waveguide filter has a lattice spacing of Λ, a propagation constant of forward propagation mode light β f, and a propagation constant of forward leakage mode light β b , where β f −β b = 2π / Λ (1) The propagation mode light having a wavelength satisfying the phase matching condition represented by the following equation is blocked.

【0004】また、文献2「R. Kashyap, et al., Elec
tron. Lett., Vol29, No.2, pp.154-156 (1993)」に
は、回折格子の格子縞に対する垂直方向が光導波路の光
軸に対して傾斜している光導波路型フィルタ(以下では
「傾斜型光導波路型フィルタ」と言う。)を用いて光フ
ァイバ増幅器における利得等化を実現する技術が記載さ
れている。また、文献3「T. Erdogan, et al., Opt. L
ett., Vol.20, No.18, pp.1838-1839 (1995)」には、こ
の傾斜型光導波路型フィルタの特性についての理論的な
検討および実験による検証について記載されている。こ
のような傾斜型光導波路型フィルタは、格子間隔がサブ
μm〜数μm程度である短周期の回折格子が形成された
ものであり、この回折格子により、所定波長の前進伝搬
モード光を後進漏洩モード光に結合させて遮断する。
[0004] Reference 2 "R. Kashyap, et al., Elec
tron. Lett., Vol.29, No.2, pp.154-156 (1993) ", an optical waveguide type filter (hereinafter, referred to as a diffraction grating whose vertical direction to the grating fringes is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide). A technique for realizing gain equalization in an optical fiber amplifier using an "inclined optical waveguide filter" is described. Reference 3 “T. Erdogan, et al., Opt. L
ett., Vol. 20, No. 18, pp. 1838-1839 (1995) "describes a theoretical study on the characteristics of this tilted optical waveguide filter and a verification by experiment. Such a tilted optical waveguide filter is formed with a short-period diffraction grating having a grating interval of sub-μm to several μm, and this diffraction grating leaks forward propagation mode light of a predetermined wavelength backward. The light is coupled to the mode light and cut off.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような光導波路に
回折格子が形成され所定波長の伝搬モード光を遮断する
光導波路型フィルタは、同一機能を示すエタロン等の他
の光フィルタと比較すると、光ファイバとの結合性が優
れ挿入損失が低いという長所がある。しかし、光導波路
型フィルタは以下に述べるような問題点を有している。
An optical waveguide type filter in which a diffraction grating is formed in such an optical waveguide and blocks propagation mode light of a predetermined wavelength is compared with other optical filters such as an etalon having the same function. There is an advantage that the coupling with the optical fiber is excellent and the insertion loss is low. However, the optical waveguide type filter has the following problems.

【0006】文献1に記載されたような長周期の回折格
子が形成された光導波路型フィルタは、その遮断特性が
温度に依存して変動する。すなわち、温度が変動する
と、上記(1)式で表される位相整合条件における格子間
隔や伝搬定数の値が変動し、これに因り、光導波路型フ
ィルタにより遮断される伝搬モード光の中心波長が変動
する。
[0006] In an optical waveguide filter in which a long-period diffraction grating as described in Document 1 is formed, the cutoff characteristic varies depending on the temperature. That is, when the temperature fluctuates, the values of the lattice spacing and the propagation constant under the phase matching condition represented by the above equation (1) fluctuate. As a result, the center wavelength of the propagation mode light cut off by the optical waveguide filter is changed. fluctuate.

【0007】また、文献2や文献3に記載されたような
傾斜型光導波路型フィルタは、その遮断特性の温度依存
性が小さいという長所を有しているものの、遮断率が最
大となる遮断波長の周囲に微細な遮断ピークのリップル
が生じ、遮断特性が悪い。すなわち、前進伝搬モード光
から後進漏洩モード光への結合だけでなく後進漏洩モー
ド光から前進伝搬モード光への結合も生じることにより
ファブリペロー共振し、これに因り微細な遮断ピークの
リップルが生じる。光導波路型フィルタをマッチングオ
イルに浸漬したり、光導波路型フィルタの周囲を屈折率
整合ポリマで被覆したりすることにより、後進漏洩モー
ド光を光導波路の外部へ放射することができ、このリッ
プルを除去することが理論的には可能である。しかし、
高精度の屈折率整合が必要であることから、完全にリッ
プルを除去することは困難である。
[0007] In addition, the inclined optical waveguide type filters described in References 2 and 3 have the advantage that the temperature dependence of the cutoff characteristics is small, but the cutoff wavelength at which the cutoff ratio is maximized. , A fine cutoff peak ripple occurs, and the cutoff characteristics are poor. That is, not only the coupling from the forward propagation mode light to the backward leakage mode light but also the coupling from the backward leakage mode light to the forward propagation mode light occur, Fabry-Perot resonance occurs, and as a result, a fine cutoff peak ripple occurs. By immersing the optical waveguide filter in matching oil or coating the periphery of the optical waveguide filter with a refractive index matching polymer, backward leak mode light can be emitted to the outside of the optical waveguide, and this ripple is reduced. Elimination is theoretically possible. But,
Since high-precision index matching is required, it is difficult to completely remove the ripple.

【0008】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、リップルが解消され遮断特性が優れた
光導波路型フィルタ、および、この光導波路型フィルタ
を用いて利得等化を行う光ファイバ増幅器を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an optical waveguide type filter having excellent cutoff characteristics by eliminating ripples, and gain equalization using the optical waveguide type filter. It is an object to provide an optical fiber amplifier.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の光導
波路型フィルタは、光導波路に形成された回折格子によ
り所定波長の伝搬モード光を反射漏洩モード光に結合す
ることで該伝搬モード光を遮断する光導波路型フィルタ
であって、回折格子が光導波路の少なくとも光伝搬領域
の一部に形成され、回折格子の格子縞に対する垂直方向
が光導波路の光軸に対して傾斜し、回折格子の格子間隔
が光導波路の長手方向に変化していることを特徴とす
る。この第1の光導波路型フィルタは、光導波路のコア
領域を伝搬してきた所定波長の伝搬モード光の一部は、
光導波路の光軸に対して格子縞に対する垂直方向が傾斜
している回折格子において反射漏洩モード光に変換され
る。この反射漏洩モード光は、クラッド領域の外周境界
面で反射して回折格子に戻ることがあっても、回折格子
の格子間隔が光導波路の長手方向に変化しているので、
再び伝搬モード光に変換されることはない。すなわち、
ファブリペロー共振することはなく、透過スペクトルに
おけるリップルが小さくなりスムーズなものとなって、
遮断特性が優れる。
A first optical waveguide type filter according to the present invention is characterized in that a propagation mode light having a predetermined wavelength is coupled to a reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide. An optical waveguide filter for blocking light, wherein a diffraction grating is formed at least in a part of a light propagation region of the optical waveguide, and a direction perpendicular to the grating stripes of the diffraction grating is inclined with respect to an optical axis of the optical waveguide, and the diffraction grating is formed. Is characterized in that the lattice spacing changes in the longitudinal direction of the optical waveguide. In the first optical waveguide type filter, a part of the propagation mode light of a predetermined wavelength that has propagated in the core region of the optical waveguide includes:
The light is converted into reflection leakage mode light in a diffraction grating in which the direction perpendicular to the lattice fringes is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide. Even if the reflected leakage mode light is reflected on the outer boundary surface of the cladding region and returns to the diffraction grating, since the grating interval of the diffraction grating changes in the longitudinal direction of the optical waveguide,
It is not converted into propagation mode light again. That is,
There is no Fabry-Perot resonance, and the ripple in the transmission spectrum is small and smooth.
Excellent blocking properties.

【0010】本発明に係る第2の光導波路型フィルタ
は、光導波路に形成された回折格子により所定波長の伝
搬モード光を反射漏洩モード光に結合することで該伝搬
モード光を遮断する光導波路型フィルタであって、回折
格子が光導波路の少なくとも光伝搬領域の一部に形成さ
れ、回折格子の格子縞に対する垂直方向が光導波路の光
軸に対して傾斜し、回折格子の格子間隔が光導波路の長
手方向に変化し、その格子間隔の変化率が0.05〜
3.0nm/mmであることを特徴とする。この第2の
光導波路型フィルタは、回折格子の格子間隔の変化率が
0.05〜3.0nm/mmであることにより、透過ス
ペクトルにおけるリップルが充分に解消されるととも
に、所定波長における遮断量が大きくなる。なお、格子
間隔の変化率とは、光導波路の長手方向の単位長さ(m
m)当たりの回折格子の格子間隔の変化(nm)の率で
ある。
A second optical waveguide type filter according to the present invention is an optical waveguide for blocking a propagation mode light by coupling a propagation mode light of a predetermined wavelength to a reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide. Type filter, wherein the diffraction grating is formed in at least a part of the light propagation region of the optical waveguide, the direction perpendicular to the grating fringes of the diffraction grating is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide, and the grating spacing of the diffraction grating is Changes in the longitudinal direction, and the rate of change of the lattice spacing is 0.05 to
It is 3.0 nm / mm. In the second optical waveguide filter, since the change rate of the grating interval of the diffraction grating is 0.05 to 3.0 nm / mm, the ripple in the transmission spectrum is sufficiently eliminated and the cutoff amount at a predetermined wavelength is reduced. Becomes larger. Note that the rate of change of the lattice spacing is a unit length (m) in the longitudinal direction of the optical waveguide.
m) is the rate of change (nm) in the grating spacing of the diffraction grating per m).

【0011】本発明に係る第3の光導波路型フィルタ
は、光導波路に形成された回折格子により所定波長の伝
搬モード光を反射漏洩モード光に結合することで該伝搬
モード光を遮断する光導波路型フィルタであって、回折
格子が光導波路の少なくとも光伝搬領域の一部に形成さ
れ、回折格子の格子縞に対する垂直方向が光導波路の光
軸に対して傾斜し、回折格子の格子間隔が光導波路の長
手方向に変化し、光導波路の周囲が屈折率整合材で覆わ
れていることを特徴とする。この第3の光導波路型フィ
ルタは、光導波路の周囲が屈折率整合材で覆われている
ことにより、ファイバ強度の点で好適であり、また、透
過スペクトルにおけるリップルが更に解消されスムーズ
なものとなる。
A third optical waveguide type filter according to the present invention is an optical waveguide for blocking propagation mode light by coupling propagation mode light of a predetermined wavelength to reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide. Type filter, wherein the diffraction grating is formed in at least a part of the light propagation region of the optical waveguide, the direction perpendicular to the grating fringes of the diffraction grating is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide, and the grating spacing of the diffraction grating is And the periphery of the optical waveguide is covered with a refractive index matching material. The third optical waveguide filter is suitable in terms of fiber strength because the periphery of the optical waveguide is covered with a refractive index matching material. In addition, ripples in the transmission spectrum are further eliminated and smooth. Become.

【0012】本発明に係る第4の光導波路型フィルタ
は、上記第3の光導波路型フィルタにおいて格子間隔の
変化率が0.05〜3.0nm/mmであることを特徴
とする。透過スペクトルにおけるリップルが充分に解消
されるとともに、所定波長における遮断量が大きくな
る。
A fourth optical waveguide filter according to the present invention is characterized in that the rate of change of the lattice spacing in the third optical waveguide filter is 0.05 to 3.0 nm / mm. The ripple in the transmission spectrum is sufficiently eliminated, and the amount of cutoff at a predetermined wavelength is increased.

【0013】本発明に係る第5の光導波路型フィルタ
は、上記第1〜第4の光導波路型フィルタのうち何れか
2以上のものが縦続接続されてなることを特徴とする。
この第5の光導波路型フィルタによれば、上記第1の光
導波路型フィルタが奏する作用・効果と略同様の作用・
効果を奏する他、所望の透過スペクトルが得られる。
A fifth optical waveguide filter according to the present invention is characterized in that any two or more of the first to fourth optical waveguide filters are connected in cascade.
According to the fifth optical waveguide filter, the same operation and effect as those of the first optical waveguide filter can be obtained.
In addition to the effect, a desired transmission spectrum can be obtained.

【0014】本発明に係る光ファイバ増幅器は、(1) 希
土類元素が添加され励起光が供給されているときに入力
した信号光を光増幅して出力する増幅用光ファイバと、
(2)増幅用光ファイバに励起光を供給する励起手段と、
(3) 増幅用光ファイバと縦続接続され、増幅用光ファイ
バにおける信号光に対する光増幅の利得を等化する上記
第1〜第5の光導波路型フィルタのうち何れかとを備え
ることを特徴とする。この光ファイバ増幅器によれば、
励起手段により増幅用光ファイバに励起光が供給される
と、入力した信号光は、増幅用光ファイバにより光増幅
され、光導波路型フィルタにより利得等化されて出力さ
れる。
An optical fiber amplifier according to the present invention comprises: (1) an amplification optical fiber for optically amplifying and outputting a signal light input when a rare earth element is added and pumping light is supplied;
(2) pumping means for supplying pumping light to the amplification optical fiber,
(3) a cascade-connected optical fiber for amplification, and any one of the first to fifth optical waveguide filters for equalizing the gain of optical amplification for signal light in the optical fiber for amplification. . According to this optical fiber amplifier,
When the pumping light is supplied to the amplification optical fiber by the pumping means, the input signal light is optically amplified by the amplification optical fiber, gain-equalized by the optical waveguide filter, and output.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0016】先ず、本発明に係る光導波路型フィルタの
第1の実施形態について説明する。図1は、第1の実施
形態に係る光導波路型フィルタ10の説明図である。本
実施形態に係る光導波路型フィルタ10は、光導波路で
ある光ファイバ11に回折格子12が形成されたもので
ある。光ファイバ11は、シリカガラスをベースとし
て、GeO2が添加された高屈折率のコア領域13と、
このコア領域13を取り囲む低屈折率のクラッド領域1
4とを有する。回折格子12はコア領域13に形成され
ている。回折格子12の格子縞に対する垂直方向は光フ
ァイバ11の光軸に対して角度θだけ傾斜している。回
折格子12の格子間隔は光ファイバ11の長手方向に変
化している。
First, an optical waveguide filter according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical waveguide filter 10 according to the first embodiment. The optical waveguide filter 10 according to the present embodiment is obtained by forming a diffraction grating 12 on an optical fiber 11 which is an optical waveguide. The optical fiber 11 includes a core region 13 having a high refractive index based on silica glass and doped with GeO 2 ,
Low refractive index cladding region 1 surrounding core region 13
And 4. The diffraction grating 12 is formed in the core region 13. The direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating 12 is inclined by an angle θ with respect to the optical axis of the optical fiber 11. The grating interval of the diffraction grating 12 changes in the longitudinal direction of the optical fiber 11.

【0017】この光導波路型フィルタ10では、光ファ
イバ11のコア領域13を伝搬してきた所定波長の伝搬
モード光の一部は、光ファイバ11の光軸に対して格子
縞に対する垂直方向が角度θだけ傾斜している回折格子
12において漏洩モード光に変換される。この漏洩モー
ド光は、クラッド領域14の外周境界面で反射して回折
格子12に戻ることがあるが、回折格子12の格子間隔
が光ファイバ11の長手方向に変化しているので、再び
伝搬モード光に変換されることはない。すなわち、ファ
ブリペロー共振することはない。
In this optical waveguide filter 10, a part of the propagation mode light having a predetermined wavelength that has propagated through the core region 13 of the optical fiber 11 has an angle θ with respect to the optical axis of the optical fiber 11 perpendicular to the lattice fringes. The light is converted into leakage mode light in the inclined diffraction grating 12. This leakage mode light may be reflected on the outer boundary surface of the cladding region 14 and return to the diffraction grating 12. However, since the grating interval of the diffraction grating 12 changes in the longitudinal direction of the optical fiber 11, the propagation mode It is not converted to light. That is, Fabry-Perot resonance does not occur.

【0018】このように構成される光導波路型フィルタ
10は、リップルが除去され遮断特性が優れたものとな
る。特に、この回折格子12の格子間隔の変化率は0.
05〜3.0nm/mmであるのが好適である。また、
光ファイバ11の周囲が屈折率整合材で覆われているの
も、リップルを除去する上で更に好適である。この屈折
率整合材は、例えば、マッチングオイルやポリマなどで
ある。
The optical waveguide filter 10 configured as described above has excellent cut-off characteristics by eliminating ripples. In particular, the rate of change of the grating interval of the diffraction grating 12 is 0.1.
It is preferably from 0.05 to 3.0 nm / mm. Also,
It is further preferable that the periphery of the optical fiber 11 is covered with a refractive index matching material in order to remove a ripple. The refractive index matching material is, for example, a matching oil or a polymer.

【0019】屈折率整合剤は、クラッド領域14の最外
層の屈折率との差が±1%以下の屈折率を有するものが
好適である。すなわち、クラッド領域14外部の屈折率
とクラッド領域14の屈折率との差異が大きい場合、そ
の界面においては、屈折率に起因するフレネル反射が存
在する。光ファイバ11は、コア領域13を中心に軸対
称にフレネル反射面が存在することになる。このような
場合、コア領域13と同様クラッド領域14内にもクラ
ッドモードが立つ。このクラッドモードは、クラッド領
域14内/外の境界条件により離散的なモードとなる。
このような離散的なモードへのコア伝搬光からの結合
は、とびとびとなり、したがって、波長に対する損失ス
ペクトルにリップルが立ったような型になる。一方、ク
ラッド領域14外部の屈折率とクラッド領域14の屈折
率との差異が小さい場合、上記フレネル反射が充分に小
さくなり、したがって、クラッドモードも離散的でなく
なり連続的となり、したがって、リップルは無くなり、
連続的なスペクトルが得られる。そこで、このリップル
を充分に低減して0.3dB以下とする為に、クラッド
領域14の周囲を覆う屈折率整合剤の可視光領域での屈
折率は、1.459〜1.471とすべきであり、この
ことから、クラッド領域14の最外層の屈折率との差が
±1%以下であるのが好適である。
The refractive index matching agent preferably has a refractive index whose difference from the refractive index of the outermost layer of the cladding region 14 is ± 1% or less. That is, when the difference between the refractive index outside the cladding region 14 and the refractive index of the cladding region 14 is large, Fresnel reflection due to the refractive index exists at the interface. The optical fiber 11 has a Fresnel reflection surface that is axially symmetric about the core region 13. In such a case, a cladding mode is established in the cladding region 14 as well as in the core region 13. This cladding mode is a discrete mode due to boundary conditions inside / outside the cladding region 14.
Coupling from the core-propagating light into such discrete modes is discrete and thus results in a type of ripple spectrum with respect to wavelength. On the other hand, when the difference between the refractive index outside the cladding region 14 and the refractive index of the cladding region 14 is small, the Fresnel reflection becomes sufficiently small, and the cladding mode is not discrete but continuous, so that ripples are eliminated. ,
A continuous spectrum is obtained. Therefore, in order to sufficiently reduce the ripple to 0.3 dB or less, the refractive index in the visible light region of the refractive index matching agent covering the periphery of the cladding region 14 should be 1.459 to 1.471. From this, it is preferable that the difference from the refractive index of the outermost layer of the cladding region 14 is ± 1% or less.

【0020】図2は、第1の実施形態に係る光導波路型
フィルタ10の作製方法の説明図である。この図に示す
作製方法は位相格子板30を用いるものである。位相格
子板30を介して紫外光が光ファイバ11に照射され
る。このとき、位相格子板30の格子縞に対する垂直方
向は光ファイバ11の光軸に対して傾斜している。ま
た、位相格子板30の格子間隔は上記法線方向に変化し
ている。この光ファイバ11に照射される紫外光は、位
相格子板30により生じた±1次回折光が互いに干渉す
ることにより空間的に強度変調されたものである。そし
て、GeO2が添加されたコア領域13には、照射され
た紫外光のパワーに応じた屈折率変化が誘起され、回折
格子12が形成される。また、本実施形態に係る光導波
路型フィルタ10は、二光束干渉法により、すなわち、
2分岐された紫外光を所定角度で光ファイバ11で交差
させて互いに干渉させることにより、作製することもで
きる。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of manufacturing the optical waveguide filter 10 according to the first embodiment. The manufacturing method shown in this figure uses a phase grating plate 30. Ultraviolet light is applied to the optical fiber 11 via the phase grating plate 30. At this time, the direction perpendicular to the lattice fringes of the phase grating plate 30 is inclined with respect to the optical axis of the optical fiber 11. The lattice spacing of the phase grating plate 30 changes in the normal direction. The ultraviolet light applied to the optical fiber 11 is spatially intensity-modulated by ± 1st-order diffracted lights generated by the phase grating plate 30 interfering with each other. Then, in the core region 13 to which GeO 2 has been added, a change in the refractive index according to the power of the irradiated ultraviolet light is induced, and the diffraction grating 12 is formed. Further, the optical waveguide filter 10 according to the present embodiment uses the two-beam interference method,
It can also be manufactured by making the two branched ultraviolet lights cross each other at a predetermined angle by the optical fiber 11 and interfere with each other.

【0021】次に、本発明に係る光導波路型フィルタの
第2の実施形態について説明する。図3は、第2の実施
形態に係る光導波路型フィルタ20の説明図である。本
実施形態に係る光導波路型フィルタ20は、光導波路で
ある光ファイバ21に回折格子22が形成されたもので
ある。光ファイバ21は、シリカガラスをベースとし
て、GeO2が添加された高屈折率のコア領域23と、
このコア領域23を取り囲みGeO2が添加されたGe
添加クラッド領域24Aと、Ge添加クラッド領域24
Aを取り囲みGeO2が添加されていない低屈折率のG
e非添加クラッド領域24Bとを有する。回折格子22
はコア領域23およびGe添加クラッド領域24Aの双
方の領域に亘って形成されている。Ge添加クラッド領
域24Aの径は、コア領域23を伝搬する伝搬モード光
のエバネセント波が実質的に存在する領域まであれば充
分であり、例えば、コア領域23の外径の数倍程度であ
る。そして、回折格子22の格子縞に対する垂直方向は
光ファイバ21の光軸に対して角度θだけ傾斜してい
る。回折格子22の格子間隔は光ファイバ21の長手方
向に変化している。
Next, a description will be given of a second embodiment of the optical waveguide filter according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the optical waveguide filter 20 according to the second embodiment. The optical waveguide filter 20 according to the present embodiment is obtained by forming a diffraction grating 22 on an optical fiber 21 which is an optical waveguide. The optical fiber 21 has a high refractive index core region 23 doped with GeO 2 based on silica glass,
Ge surrounding the core region 23 and containing GeO 2
Addition cladding region 24A and Ge addition cladding region 24
Low refractive index G surrounding A and not containing GeO 2
e non-doped cladding region 24B. Diffraction grating 22
Is formed over both the core region 23 and the Ge-doped cladding region 24A. The diameter of the Ge-doped cladding region 24A is sufficient as long as the evanescent wave of the propagation mode light substantially propagating in the core region 23 is present, for example, about several times the outer diameter of the core region 23. The direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating 22 is inclined by an angle θ with respect to the optical axis of the optical fiber 21. The grating interval of the diffraction grating 22 changes in the longitudinal direction of the optical fiber 21.

【0022】この光導波路型フィルタ20では、光ファ
イバ21のコア領域23を伝搬してきた所定波長の伝搬
モード光の一部は、光ファイバ21の光軸に対して格子
縞に対する垂直方向が角度θだけ傾斜している回折格子
22において漏洩モード光に変換される。この漏洩モー
ド光は、Ge非添加クラッド領域24Bの外周境界面で
反射して回折格子22に戻ることがあるが、回折格子2
2の格子間隔が光ファイバ21の長手方向に変化してい
るので、再び伝搬モード光に変換されることはない。す
なわち、ファブリペロー共振することはない。
In the optical waveguide filter 20, a part of the propagation mode light having a predetermined wavelength that has propagated through the core region 23 of the optical fiber 21 has a direction perpendicular to the lattice stripe with respect to the optical axis of the optical fiber 21 by an angle θ. The light is converted into leakage mode light in the inclined diffraction grating 22. The leakage mode light may be reflected on the outer peripheral boundary surface of the Ge non-doped cladding region 24 </ b> B and return to the diffraction grating 22.
Since the lattice spacing of No. 2 changes in the longitudinal direction of the optical fiber 21, it is not converted into propagation mode light again. That is, Fabry-Perot resonance does not occur.

【0023】このように構成される光導波路型フィルタ
20も、リップルが除去され遮断特性が優れたものとな
る。特に、本実施形態では、回折格子22が光ファイバ
21のコア領域23だけでなくGe添加クラッド領域2
4Aにも形成されていることにより、所定波長の伝搬モ
ード光が漏洩モード光に変換される効率が大きくなり、
その所定波長における遮断率が大きくなる。また、この
回折格子22の格子間隔の変化率は0.05〜3.0n
m/mmであるのが好適である。また、光ファイバ21
の周囲が屈折率整合材で覆われているのも、リップルを
除去する上で更に好適である。
The thus configured optical waveguide filter 20 also has excellent cut-off characteristics because ripples are removed. In particular, in the present embodiment, the diffraction grating 22 includes not only the core region 23 of the optical fiber 21 but also the Ge-doped cladding region 2.
4A, the efficiency of conversion of propagation mode light of a predetermined wavelength into leakage mode light increases,
The cutoff ratio at the predetermined wavelength increases. The rate of change of the grating interval of the diffraction grating 22 is 0.05 to 3.0 n.
Preferably, it is m / mm. In addition, the optical fiber 21
Is preferably covered with a refractive index matching material in order to remove ripples.

【0024】次に、上記第2の実施形態に係る光導波路
型フィルタ20の5つの実施例について2つの比較例と
ともに説明する。
Next, five examples of the optical waveguide filter 20 according to the second embodiment will be described together with two comparative examples.

【0025】第1の比較例で用いられた光ファイバは、
コア領域のみにGeO2が添加されたシングルモード光
ファイバであり、クラッド領域に対するコア領域の比屈
折率差が0.35%であり、コア領域の径が4μmであ
った。また、第2の比較例および第1〜第5の実施例そ
れぞれで用いられた光ファイバは、コア領域23および
Ge添加クラッド領域24AそれぞれにGeO2が添加
されたシングルモード光ファイバであり、Ge非添加ク
ラッド領域24Bに対するコア領域22の比屈折率差が
0.35%であり、コア領域23の径が4μmであり、
Ge添加クラッド領域24Aの径がコア領域22の径の
3倍であった。
The optical fiber used in the first comparative example is:
This was a single mode optical fiber in which GeO 2 was added only to the core region. The relative refractive index difference between the core region and the cladding region was 0.35%, and the diameter of the core region was 4 μm. The optical fiber used in each of the second comparative example and the first to fifth examples is a single mode optical fiber in which GeO 2 is added to each of the core region 23 and the Ge-doped cladding region 24A. The relative refractive index difference of the core region 22 with respect to the non-doped cladding region 24B is 0.35%, the diameter of the core region 23 is 4 μm,
The diameter of the Ge-added cladding region 24A was three times the diameter of the core region 22.

【0026】各光ファイバは、200気圧水素雰囲気下
で2週間に亘り水素処理が行われ、その後に長手方向の
一部の被覆が除去されて位相格子法により回折格子が形
成され、屈折率整合ポリマで再被覆された。位相格子法
による回折格子の形成の際には、エキシマレーザ光源か
ら出力された波長248nmのレーザ光が屈折率変化を
誘起する紫外光として用いられ、照射時間を5分間とし
た。位相格子板の格子縞に対する垂直方向を光ファイバ
の光軸に対して角度6度だけ傾斜させ、これにより、回
折格子の格子縞に対する垂直方向を光ファイバの光軸に
対して角度6度だけ傾斜させた。回折格子長Lは5mm
であった。
Each optical fiber is subjected to a hydrogen treatment under a hydrogen atmosphere of 200 atm for 2 weeks, after which a part of the coating in the longitudinal direction is removed, a diffraction grating is formed by a phase grating method, and the refractive index matching is performed. Recoated with polymer. In forming a diffraction grating by the phase grating method, laser light having a wavelength of 248 nm output from an excimer laser light source was used as ultraviolet light for inducing a change in the refractive index, and the irradiation time was set to 5 minutes. The direction perpendicular to the lattice fringes of the phase grating plate was inclined by an angle of 6 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber, whereby the direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating was inclined by an angle of 6 degrees with respect to the optical axis of the optical fiber. . Diffraction grating length L is 5mm
Met.

【0027】第1の比較例および第2の比較例それぞれ
では、格子間隔が537nmの一定間隔であった。第1
の実施例では、格子間隔が536.925nmから53
7.075nmまで連続的に変化するものであり、格子
間隔の変化率が0.03nm/mmであった。第2の実
施例では、格子間隔が536.875nmから537.
125nmまで連続的に変化するものであり、格子間隔
の変化率が0.05nm/mmであった。第3の実施例
では、格子間隔が536.75nmから537.25n
mまで連続的に変化するものであり、格子間隔の変化率
が0.1nm/mmであった。第4の実施例では、格子
間隔が536.5nmから537.5nmまで連続的に
変化するものであり、格子間隔の変化率が0.2nm/
mmであった。また、第5の実施例では、格子間隔が5
35.0nmから539.0nmまで連続的に変化する
ものであり、格子間隔の変化率が0.8nm/mmであ
った。
In each of the first comparative example and the second comparative example, the lattice spacing was a constant spacing of 537 nm. First
In the embodiment of the present invention, the lattice spacing is from 536.925 nm to 53
It changed continuously to 7.075 nm, and the rate of change of the lattice spacing was 0.03 nm / mm. In the second embodiment, the lattice spacing is from 536.875 nm to 537.75 nm.
It changed continuously to 125 nm, and the rate of change of the lattice spacing was 0.05 nm / mm. In the third embodiment, the lattice spacing is from 536.75 nm to 537.25 n
m, and the rate of change of the lattice spacing was 0.1 nm / mm. In the fourth embodiment, the lattice spacing changes continuously from 536.5 nm to 537.5 nm, and the rate of change of the lattice spacing is 0.2 nm /.
mm. In the fifth embodiment, the lattice spacing is 5
It changed continuously from 35.0 nm to 539.0 nm, and the rate of change of the lattice spacing was 0.8 nm / mm.

【0028】図4は、第1の比較例に係る光導波路型フ
ィルタの透過スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆
後の透過スペクトルを示すグラフである。図5は、第2
の比較例に係る光導波路型フィルタの透過スペクトル、
反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペクトルを示す
グラフである。図6は、第1の実施例に係る光導波路型
フィルタの透過スペクトル、反射スペクトルおよび再被
覆後の透過スペクトルを示すグラフである。図7は、第
2の実施例に係る光導波路型フィルタの透過スペクト
ル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペクトルを
示すグラフである。図8は、第3の実施例に係る光導波
路型フィルタの透過スペクトル、反射スペクトルおよび
再被覆後の透過スペクトルを示すグラフである。図9
は、第4の実施例に係る光導波路型フィルタの透過スペ
クトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペクト
ルを示すグラフである。また、図10は、第5の実施例
に係る光導波路型フィルタの透過スペクトル、反射スペ
クトルおよび再被覆後の透過スペクトルを示すグラフで
ある。図4〜図10それぞれにおいて、各図(a)は再
被覆前の透過スペクトルを示し、各図(b)は再被覆前
の反射スペクトルを示し、各図(c)は再被覆後の透過
スペクトルを示す。
FIG. 4 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the first comparative example. FIG.
Transmission spectrum of the optical waveguide filter according to the comparative example of,
It is a graph which shows a reflection spectrum and a transmission spectrum after recoating. FIG. 6 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the first example. FIG. 7 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the second embodiment. FIG. 8 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the third example. FIG.
11 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the fourth example. FIG. 10 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the fifth embodiment. 4 to 10, each figure (a) shows a transmission spectrum before recoating, each figure (b) shows a reflection spectrum before recoating, and each figure (c) shows a transmission spectrum after recoating. Is shown.

【0029】これらのグラフから判るように、第1およ
び第2の比較例それぞれに係る光導波路型フィルタの再
被覆前の透過スペクトル(図4(a)、図5(a))
は、多数のリップルの集合であり、各リップルは鋭い形
状となっている。また、再被覆後の透過スペクトル(図
4(c)、図5(c))は、再被覆前の透過スペクトル
が平均化されたようなものとなっているが、依然として
リップルが残存している。
As can be seen from these graphs, the transmission spectra of the optical waveguide filters according to the first and second comparative examples before recoating (FIGS. 4A and 5A).
Is a set of many ripples, and each ripple has a sharp shape. The transmission spectra after recoating (FIGS. 4 (c) and 5 (c)) are such that the transmission spectra before recoating are averaged, but ripples still remain. .

【0030】これに対して、第1〜第5の実施例それぞ
れに係る光導波路型フィルタの再被覆前の透過スペクト
ル(図6〜図10の各図(a))は、リップルが小さく
なり、スムーズなものが得られた。また、再被覆後の透
過スペクトル(図6〜図10の各図(c))は、更にリ
ップルが解消され、更にスムーズなものとなった。
On the other hand, the transmission spectra of the optical waveguide filters according to the first to fifth embodiments before recoating (FIGS. 6 to 10A) have smaller ripples. A smooth one was obtained. In addition, the transmission spectrum after the recoating (FIGS. 6 to 10 (c)) further reduced the ripples and became smoother.

【0031】また、図6〜図10それぞれを比較すると
判るように、本実施例に係る光導波路型フィルタでは、
格子間隔の変化量または変化率が小さいと、透過スペク
トルにリップルが残る。なお、格子間隔の変化率が0.
03nm/mmである第1の実施例では、再被覆後の透
過スペクトルは必ずしもリップルの解消が充分ではない
(図6(c))。逆に、格子間隔の変化量または変化率
が大きいほど、透過スペクトルのリップルが解消される
ものの、遮断量が小さくなり、遮断スペクトルがブロー
ド化する。このことから、格子間隔の変化率の好適な範
囲があることが判る。以上より、格子間隔の変化率の好
適な範囲は0.05〜3.0nm/mmであることが判
った。
As can be seen by comparing FIGS. 6 to 10, the optical waveguide filter according to the present embodiment has
If the change amount or change rate of the grating interval is small, ripples remain in the transmission spectrum. It should be noted that the change rate of the lattice spacing is 0.
In the first embodiment having a thickness of 03 nm / mm, the transmission spectrum after the recoating does not always sufficiently eliminate the ripple (FIG. 6C). Conversely, as the amount of change or the rate of change of the grating interval is larger, the ripple of the transmission spectrum is eliminated, but the cutoff amount is reduced, and the cutoff spectrum is broadened. This indicates that there is a suitable range of the rate of change of the lattice spacing. From the above, it was found that the preferable range of the change rate of the lattice spacing was 0.05 to 3.0 nm / mm.

【0032】また、本実施例に係る光導波路型フィルタ
では、第1および第2の比較例に係るものと比較して反
射率が小さい。したがって、光アイソレータ等の光部品
を付加しなくてもよい。さらに、本実施例に係る光導波
路型フィルタでは、透過スペクトルは、伝搬モード光の
伝搬方向により大きく変化することがない。
Further, the optical waveguide filter according to the present embodiment has a lower reflectance than those according to the first and second comparative examples. Therefore, it is not necessary to add an optical component such as an optical isolator. Further, in the optical waveguide filter according to the present embodiment, the transmission spectrum does not greatly change depending on the propagation direction of the propagation mode light.

【0033】次に、回折格子の格子縞に対する垂直方向
と光ファイバの光軸との間の傾斜角度と、反射特性およ
び透過特性との関係について説明する。図11は、傾斜
角度と反射特性および透過特性との関係を示すグラフで
ある。同図(a)は傾斜角度が3度である場合を示し、
同図(b)は傾斜角度が6度である場合を示し、同図
(c)は傾斜角度が9度である場合を示し、同図(d)
は傾斜角度が11度である場合を示し、また、同図
(e)は傾斜角度が12度である場合を示す。これらは
何れも、回折格子長Lが5mmであり、格子間隔が53
5nmから539nmまで連続的に変化するものであ
る。この図から判るように、同一ファイバであっても傾
斜角度を調整することにより、透過スペクトル特性を調
整することが可能である。
Next, the relationship between the inclination angle between the direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating and the optical axis of the optical fiber, and the reflection characteristics and transmission characteristics will be described. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the inclination angle and the reflection and transmission characteristics. FIG. 9A shows a case where the inclination angle is 3 degrees,
FIG. 6B shows a case where the inclination angle is 6 degrees, FIG. 7C shows a case where the inclination angle is 9 degrees, and FIG.
Shows a case where the inclination angle is 11 degrees, and FIG. 3E shows a case where the inclination angle is 12 degrees. Each of them has a diffraction grating length L of 5 mm and a grating interval of 53 mm.
It changes continuously from 5 nm to 539 nm. As can be seen from this figure, it is possible to adjust the transmission spectrum characteristics by adjusting the tilt angle even for the same fiber.

【0034】次に、本発明に係る光ファイバ増幅器の実
施形態について説明する。図12は、本実施形態に係る
光ファイバ増幅器1の概略構成図である。光ファイバ増
幅器1は、入射端41と出射端42との間に、増幅用光
ファイバ43、光カプラ44および光導波路型フィルタ
50が設けられ、また、光カプラ44には光ファイバ4
5を介して励起光源46が接続されている。
Next, an embodiment of the optical fiber amplifier according to the present invention will be described. FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the optical fiber amplifier 1 according to the present embodiment. The optical fiber amplifier 1 includes an amplifying optical fiber 43, an optical coupler 44, and an optical waveguide filter 50 between an input end 41 and an output end 42.
An excitation light source 46 is connected via the reference numeral 5.

【0035】増幅用光ファイバ43は、希土類元素であ
るEr元素が添加されており、励起光源46から出力さ
れた励起光(例えば波長0.98μm)が光ファイバ4
5および光カプラ44を経て供給される。そして、増幅
用光ファイバ43は、入射端41に入力した波長1.5
5μm帯の信号光を光増幅して出力する。光カプラ44
を介して増幅用光ファイバ43と縦続接続された光導波
路型フィルタ50は、増幅用光ファイバ43における信
号光に対する光増幅の利得を等化して、信号光を出射端
42に出力する。光導波路型フィルタ50は、上述した
第1または第2の実施形態に係るものであってもよい
し、また、複数のものが縦続接続されたものであっても
よい。
The amplification optical fiber 43 is doped with an Er element as a rare earth element, and pump light (for example, a wavelength of 0.98 μm) output from the pump light source 46 is transmitted to the optical fiber 4.
5 and an optical coupler 44. The amplification optical fiber 43 has a wavelength of 1.5
The signal light in the 5 μm band is optically amplified and output. Optical coupler 44
The optical waveguide filter 50 cascade-connected to the amplification optical fiber 43 via the optical amplifier 43 equalizes the gain of the optical amplification for the signal light in the amplification optical fiber 43 and outputs the signal light to the emission end 42. The optical waveguide filter 50 may be the one according to the above-described first or second embodiment, or may be one in which a plurality of filters are cascaded.

【0036】図13は、本実施形態に係る光ファイバ増
幅器1における光導波路型フィルタ50の説明図であ
る。この光導波路型フィルタ50は、第2の実施形態に
おける光ファイバ21と同様の光ファイバ51に形成さ
れたものであり、光ファイバ51の長手方向についての
位相格子板30の長さが25mmであり、格子間隔が
1.064μmから1.084μmまで連続的に変化す
るものである。また、屈折率変化を誘起する紫外光の照
射量は、格子間隔1.064μm付近の領域で最も多
く、格子間隔1.084μm付近の領域で次に多く、こ
れらの間の領域で少ない。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the optical waveguide filter 50 in the optical fiber amplifier 1 according to the present embodiment. The optical waveguide filter 50 is formed on an optical fiber 51 similar to the optical fiber 21 in the second embodiment. The length of the phase grating plate 30 in the longitudinal direction of the optical fiber 51 is 25 mm. , The lattice spacing changes continuously from 1.064 μm to 1.084 μm. The irradiation amount of ultraviolet light that induces a change in the refractive index is the largest in the region near the lattice spacing of 1.064 μm, the second largest in the region near the lattice spacing of 1.084 μm, and smaller in the region between these.

【0037】図14は、光導波路型フィルタ50の透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。同図(a)は再被覆前の透
過スペクトルを示し、同図(b)は再被覆前の反射スペ
クトルを示し、同図(c)は再被覆後の透過スペクトル
を示す。このグラフから判るように、光導波路型フィル
タ50の再被覆前の透過スペクトル(図14(a))
は、リップルが小さくなり、スムーズなものである。ま
た、再被覆後の透過スペクトル(図14(c))は、更
にリップルが解消され、更にスムーズなものとなる。特
に、この光導波路型フィルタ50の透過スペクトルで
は、遮断ピークが2つあるのが特徴的である。
FIG. 14 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter 50. FIG. 7A shows the transmission spectrum before recoating, FIG. 7B shows the reflection spectrum before recoating, and FIG. 7C shows the transmission spectrum after recoating. As can be seen from this graph, the transmission spectrum of the optical waveguide filter 50 before recoating (FIG. 14A)
Has a small ripple and is smooth. Further, the transmission spectrum after the recoating (FIG. 14C) further eliminates ripples and becomes smoother. In particular, the transmission spectrum of the optical waveguide filter 50 is characterized by having two cutoff peaks.

【0038】図15は、本実施形態に係る光ファイバ増
幅器1の利得特性を示すグラフである。この図におい
て、実線は、光導波路型回折格子50を取り除いた場合
の利得特性、すなわち、増幅用光ファイバ43の利得特
性を示す。また、破線は、光導波路型回折格子50を含
む光ファイバ増幅器1の利得特性を示す。図14および
図15から判るように、増幅用光ファイバ43の利得特
性(図15中の実線)と、光導波路型フィルタ50の透
過スペクトルとは、互いに略逆の特性となっている。し
たがって、増幅用光ファイバ43の利得特性と光導波路
型フィルタ50の透過スペクトルとを総合したものであ
る光ファイバ増幅器1の利得特性(図15中の破線)は
帯域幅20nm程度に亘って略平坦なものとなり、良好
な利得等化がなされている。
FIG. 15 is a graph showing gain characteristics of the optical fiber amplifier 1 according to the present embodiment. In this figure, the solid line indicates the gain characteristic when the optical waveguide type diffraction grating 50 is removed, that is, the gain characteristic of the amplification optical fiber 43. A broken line indicates a gain characteristic of the optical fiber amplifier 1 including the optical waveguide type diffraction grating 50. As can be seen from FIGS. 14 and 15, the gain characteristic of the amplification optical fiber 43 (solid line in FIG. 15) and the transmission spectrum of the optical waveguide filter 50 are substantially opposite to each other. Therefore, the gain characteristic (broken line in FIG. 15) of the optical fiber amplifier 1, which is a combination of the gain characteristic of the amplification optical fiber 43 and the transmission spectrum of the optical waveguide filter 50, is substantially flat over a bandwidth of about 20 nm. And good gain equalization is achieved.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る光導波路型フィルタによれば、光導波路のコア領域
を伝搬してきた所定波長の伝搬モード光の一部は、光導
波路の光軸に対して格子縞に対する垂直方向が傾斜して
いる回折格子において反射漏洩モード光に変換される。
この反射漏洩モード光は、クラッド領域の外周境界面で
反射して回折格子に戻ることがあっても、回折格子の格
子間隔が光導波路の長手方向に変化しているので、再び
伝搬モード光に変換されることはない。すなわち、ファ
ブリペロー共振することはなく、透過スペクトルにおけ
るリップルが小さくなりスムーズなものとなって、遮断
特性が優れる。回折格子が光導波路のコア領域だけでな
くクラッド領域にも形成されているので、所定波長の伝
搬モード光が漏洩モード光に変換される効率が大きくな
り、その所定波長における遮断率が大きくなる。
As described above in detail, according to the optical waveguide type filter according to the present invention, a part of the propagation mode light of a predetermined wavelength propagating in the core region of the optical waveguide is reduced by the optical axis of the optical waveguide. Is converted into reflection leakage mode light by a diffraction grating whose vertical direction with respect to the lattice fringes is inclined.
Even if the reflected leakage mode light is reflected on the outer boundary surface of the cladding region and returns to the diffraction grating, since the grating interval of the diffraction grating changes in the longitudinal direction of the optical waveguide, the reflected leakage mode light is again transmitted to the propagation mode light. It is not converted. That is, the Fabry-Perot resonance does not occur, the ripple in the transmission spectrum becomes small and the transmission spectrum becomes smooth, and the blocking characteristics are excellent. Since the diffraction grating is formed not only in the core region but also in the cladding region of the optical waveguide, the efficiency of converting the propagation mode light of a predetermined wavelength into the leakage mode light increases, and the cutoff rate at the predetermined wavelength increases.

【0040】また、回折格子の格子間隔の変化率が0.
05〜3.0nm/mmである光導波路型フィルタによ
れば、透過スペクトルにおけるリップルが充分に解消さ
れるとともに、所定波長における遮断量が大きくなる。
また、光導波路の周囲が屈折率整合材で覆われている光
導波路型フィルタによれば、透過スペクトルにおけるリ
ップルが更に解消されスムーズなものとなる。さらに、
これらのうち何れか2以上のものが縦続接続されてなる
光導波路型フィルタによれば、所望の透過スペクトルが
得られる。
Further, the rate of change of the grating interval of the diffraction grating is 0.
According to the optical waveguide type filter having the wavelength of 0.05 to 3.0 nm / mm, the ripple in the transmission spectrum is sufficiently eliminated, and the cutoff amount at a predetermined wavelength is increased.
In addition, according to the optical waveguide filter in which the periphery of the optical waveguide is covered with the refractive index matching material, the ripple in the transmission spectrum is further eliminated and the optical waveguide becomes smooth. further,
According to the optical waveguide filter in which any two or more of these are cascaded, a desired transmission spectrum can be obtained.

【0041】また、本発明に係る光ファイバ増幅器によ
れば、入力した信号光は、増幅用光ファイバにより光増
幅され、本発明に係る光導波路型フィルタにより利得等
化されて出力される。したがって、この光ファイバ増幅
器の利得特性は広帯域に亘って略平坦なものとなり、良
好な利得等化がなされる。
Further, according to the optical fiber amplifier of the present invention, the input signal light is optically amplified by the amplifying optical fiber, gain-equalized by the optical waveguide filter of the present invention, and output. Therefore, the gain characteristic of this optical fiber amplifier becomes substantially flat over a wide band, and excellent gain equalization is performed.

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

【図1】第1の実施形態に係る光導波路型フィルタの説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical waveguide filter according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る光導波路型フィルタの作
製方法の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a method of manufacturing the optical waveguide filter according to the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係る光導波路型フィルタの説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical waveguide filter according to a second embodiment.

【図4】第1の比較例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the first comparative example.

【図5】第2の比較例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the second comparative example.

【図6】第1の実施例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the first example.

【図7】第2の実施例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the second embodiment.

【図8】第3の実施例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the third example.

【図9】第4の実施例に係る光導波路型フィルタの透過
スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過スペ
クトルを示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the fourth embodiment.

【図10】第5の実施例に係る光導波路型フィルタの透
過スペクトル、反射スペクトルおよび再被覆後の透過ス
ペクトルを示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter according to the fifth embodiment.

【図11】傾斜角度と反射特性および透過特性との関係
を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing a relationship between an inclination angle and reflection characteristics and transmission characteristics.

【図12】本実施形態に係る光ファイバ増幅器の概略構
成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical fiber amplifier according to the present embodiment.

【図13】本実施形態に係る光ファイバ増幅器における
光導波路型フィルタの説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram of an optical waveguide filter in the optical fiber amplifier according to the embodiment.

【図14】本実施形態に係る光ファイバ増幅器における
光導波路型フィルタの透過スペクトル、反射スペクトル
および再被覆後の透過スペクトルを示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing a transmission spectrum, a reflection spectrum, and a transmission spectrum after recoating of the optical waveguide filter in the optical fiber amplifier according to the present embodiment.

【図15】本実施形態に係る光ファイバ増幅器の利得特
性を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing gain characteristics of the optical fiber amplifier according to the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光導波路型フィルタ、11…光ファイバ、12…
回折格子、13…コア領域、14…クラッド領域、20
…光導波路型フィルタ、21…光ファイバ、22…回折
格子、23…コア領域、24A…Ge添加クラッド領
域、24B…Ge非添加クラッド領域、30…位相格子
板、41…入射端、42…出射端、43…増幅用光ファ
イバ、44…光カプラ、45…光ファイバ、46…励起
光源、50…光導波路型フィルタ。
10 ... optical waveguide filter, 11 ... optical fiber, 12 ...
Diffraction grating, 13: core region, 14: cladding region, 20
... optical waveguide filter, 21 ... optical fiber, 22 ... diffraction grating, 23 ... core region, 24A ... Ge-doped clad region, 24B ... Ge-doped clad region, 30 ... phase grating plate, 41 ... incident end, 42 ... outgoing Ends, 43: amplification optical fiber, 44: optical coupler, 45: optical fiber, 46: excitation light source, 50: optical waveguide filter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茂原 政一 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 (72)発明者 春本 道子 神奈川県横浜市栄区田谷町1番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内 Fターム(参考) 2H038 BA25 2H049 AA02 AA33 AA59 AA62 2H050 AB04Y AB05X AB05Y AC09 AC36 AC82 AC84 AD00 5F072 AB09 AK06 JJ05 KK07 PP07 RR01 YY17  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiichi Mobara 1st Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works (72) Michiko Harumoto 1st Tayacho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Sumitomo Electric Industries, Ltd. Yokohama Works F-term (reference) 2H038 BA25 2H049 AA02 AA33 AA59 AA62 2H050 AB04Y AB05X AB05Y AC09 AC36 AC82 AC84 AD00 5F072 AB09 AK06 JJ05 KK07 PP07 RR01 YY17

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路に形成された回折格子により所
定波長の伝搬モード光を反射漏洩モード光に結合するこ
とで該伝搬モード光を遮断する光導波路型フィルタであ
って、前記回折格子が前記光導波路の少なくとも光伝搬
領域の一部に形成され、前記回折格子の格子縞に対する
垂直方向が前記光導波路の光軸に対して傾斜し、前記回
折格子の格子間隔が前記光導波路の長手方向に変化して
いることを特徴とする光導波路型フィルタ。
An optical waveguide type filter for blocking propagation mode light by coupling propagation mode light of a predetermined wavelength to reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in an optical waveguide, wherein the diffraction grating is Formed at least in part of the light propagation region of the optical waveguide, the direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide, and the lattice spacing of the diffraction grating changes in the longitudinal direction of the optical waveguide. An optical waveguide filter characterized by:
【請求項2】 光導波路に形成された回折格子により所
定波長の伝搬モード光を反射漏洩モード光に結合するこ
とで該伝搬モード光を遮断する光導波路型フィルタであ
って、前記回折格子が前記光導波路の少なくとも光伝搬
領域の一部に形成され、前記回折格子の格子縞に対する
垂直方向が前記光導波路の光軸に対して傾斜し、前記回
折格子の格子間隔が前記光導波路の長手方向に変化し、
その格子間隔の変化率が0.05〜3.0nm/mmで
あることを特徴とする光導波路型フィルタ。
2. An optical waveguide type filter for blocking a propagation mode light by coupling a propagation mode light of a predetermined wavelength to a reflection leakage mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide, wherein the diffraction grating is Formed at least in part of the light propagation region of the optical waveguide, the direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide, and the lattice spacing of the diffraction grating changes in the longitudinal direction of the optical waveguide. And
An optical waveguide filter characterized in that the rate of change of the lattice spacing is 0.05 to 3.0 nm / mm.
【請求項3】 光導波路に形成された回折格子により所
定波長の伝搬モード光を反射漏洩モード光に結合するこ
とで該伝搬モード光を遮断する光導波路型フィルタであ
って、前記回折格子が前記光導波路の少なくとも光伝搬
領域の一部に形成され、前記回折格子の格子縞に対する
垂直方向が前記光導波路の光軸に対して傾斜し、前記回
折格子の格子間隔が前記光導波路の長手方向に変化し、
前記光導波路の周囲が屈折率整合材で覆われていること
を特徴とする光導波路型フィルタ。
3. An optical waveguide type filter for blocking propagation mode light by coupling propagation mode light of a predetermined wavelength to reflection leak mode light by a diffraction grating formed in the optical waveguide, wherein the diffraction grating is Formed at least in part of the light propagation region of the optical waveguide, the direction perpendicular to the lattice fringes of the diffraction grating is inclined with respect to the optical axis of the optical waveguide, and the lattice spacing of the diffraction grating changes in the longitudinal direction of the optical waveguide. And
An optical waveguide type filter, wherein the periphery of the optical waveguide is covered with a refractive index matching material.
【請求項4】 前記格子間隔の変化率が0.05〜3.
0nm/mmであることを特徴とする請求項3記載の光
導波路型フィルタ。
4. The method according to claim 1, wherein the rate of change of the lattice spacing is 0.05 to 3.
The optical waveguide filter according to claim 3, wherein the optical waveguide filter has a thickness of 0 nm / mm.
【請求項5】 請求項1〜4に記載の光導波路型フィル
タのうち何れか2以上のものが縦続接続されてなること
を特徴とする光導波路型フィルタ。
5. An optical waveguide filter, wherein at least two of the optical waveguide filters according to claim 1 are connected in cascade.
【請求項6】 希土類元素が添加され励起光が供給され
ているときに入力した信号光を光増幅して出力する増幅
用光ファイバと、前記増幅用光ファイバに前記励起光を
供給する励起手段と、前記増幅用光ファイバと縦続接続
され、前記増幅用光ファイバにおける前記信号光に対す
る光増幅の利得を等化する請求項1〜5の何れか1項に
記載の光導波路型フィルタとを備えることを特徴とする
光ファイバ増幅器。
6. An amplification optical fiber for optically amplifying and outputting an input signal light when a rare earth element is added and excitation light is supplied, and excitation means for supplying the excitation light to the amplification optical fiber. The optical waveguide filter according to any one of claims 1 to 5, which is cascaded with the amplification optical fiber, and equalizes a gain of optical amplification with respect to the signal light in the amplification optical fiber. An optical fiber amplifier, characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6594423B2 (en) * 2001-08-31 2003-07-15 Fujikura Ltd. Fiber type optical component
WO2004019091A1 (en) * 2002-08-22 2004-03-04 Showa Electric Wire & Cable Co., Ltd. Pseudo slant fiber bragg grating, multiple series fiber bragg grating, optical fiber type coupler and optical connector
CN105387923A (en) * 2015-10-22 2016-03-09 重庆理工大学 Great-angle tilted fiber bragg grating mechanical vibration sensing array and system

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