JP2001228450A - 音響光学チューナブルフィルタ - Google Patents
音響光学チューナブルフィルタInfo
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- JP2001228450A JP2001228450A JP2000040793A JP2000040793A JP2001228450A JP 2001228450 A JP2001228450 A JP 2001228450A JP 2000040793 A JP2000040793 A JP 2000040793A JP 2000040793 A JP2000040793 A JP 2000040793A JP 2001228450 A JP2001228450 A JP 2001228450A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は音響光学チューナブルフィルタ（Ａ
ＯＴＦ）に関し、良好な特性を得るのに適した表面弾性
波の導波構造を有するＡＯＴＦの提供が課題である。 【解決手段】 本発明によるＡＯＴＦは、光導波路２６
と光導波路に関連して伝搬する表面弾性波の導波構造Ｗ
Ｇとを備えており、表面弾性波の導波構造は表面弾性波
の伝播方向に垂直な方向に対して概ね放物線状の音速分
布を有している。
ＯＴＦ）に関し、良好な特性を得るのに適した表面弾性
波の導波構造を有するＡＯＴＦの提供が課題である。 【解決手段】 本発明によるＡＯＴＦは、光導波路２６
と光導波路に関連して伝搬する表面弾性波の導波構造Ｗ
Ｇとを備えており、表面弾性波の導波構造は表面弾性波
の伝播方向に垂直な方向に対して概ね放物線状の音速分
布を有している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は音響光学チューナブ
ルフィルタ（ＡＯＴＦ）に関する。
ルフィルタ（ＡＯＴＦ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路及びこの光導波路に関連
して伝搬する表面弾性波（SAW）の導波構造を基板上に
有する音響光学チューナブルフィルタが知られている。
例えば、光の複屈折性を有するＬｉＮｂＯ3基板上にＴ
ｉを熱拡散することによって、音響光学チューナブルフ
ィルタに適した光導波路を得ることができる。また、そ
の光導波路に関連して表面弾性波を伝搬させるために、
インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）が基板
上に形成される。ＩＤＴにより発生した表面弾性波はＳ
ＡＷガイドによって予め定められた経路を伝搬し、ＳＡ
Ｗ吸収体によって吸収されて熱に変換される。
して伝搬する表面弾性波（SAW）の導波構造を基板上に
有する音響光学チューナブルフィルタが知られている。
例えば、光の複屈折性を有するＬｉＮｂＯ3基板上にＴ
ｉを熱拡散することによって、音響光学チューナブルフ
ィルタに適した光導波路を得ることができる。また、そ
の光導波路に関連して表面弾性波を伝搬させるために、
インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）が基板
上に形成される。ＩＤＴにより発生した表面弾性波はＳ
ＡＷガイドによって予め定められた経路を伝搬し、ＳＡ
Ｗ吸収体によって吸収されて熱に変換される。
【０００３】表面弾性波が光導波路に関連して伝搬する
ことによって、表面弾性波の周波数及び光導波路の複屈
折に応じて決定される特定波長の光に関してＴＥモード
からＴＭモードへのモード変換或いはこれと逆のモード
変換が行われる。従って、このモード変換された光を偏
光ビームスプリッタ等の特定の手段によって取り出すこ
とによって、波長分割多重された複数チャネルの光信号
を選択光と非選択光とに分けることができる。選択光の
波長は表面弾性波の周波数に依存するので、選択光の波
長は表面弾性波の周波数によってチューナブルとなる。
ことによって、表面弾性波の周波数及び光導波路の複屈
折に応じて決定される特定波長の光に関してＴＥモード
からＴＭモードへのモード変換或いはこれと逆のモード
変換が行われる。従って、このモード変換された光を偏
光ビームスプリッタ等の特定の手段によって取り出すこ
とによって、波長分割多重された複数チャネルの光信号
を選択光と非選択光とに分けることができる。選択光の
波長は表面弾性波の周波数に依存するので、選択光の波
長は表面弾性波の周波数によってチューナブルとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、光導波路に
よって導波される光と導波構造によって導波される表面
弾性波との相互作用の効率を高めるために表面弾性波の
導波構造の幅を広げると、表面弾性波がマルチモードで
伝搬し、モード毎に伝搬速度が異なってしまう（モード
分散）。その結果、伝搬中に信号波形が歪んでしまうこ
とになる。また、音響光学フィルタのように光と表面弾
性波の相互作用を利用したデバイスにあっては、モード
毎に選択光の中心波長が異なり、波長特性の劣化を招く
ことがある。
よって導波される光と導波構造によって導波される表面
弾性波との相互作用の効率を高めるために表面弾性波の
導波構造の幅を広げると、表面弾性波がマルチモードで
伝搬し、モード毎に伝搬速度が異なってしまう（モード
分散）。その結果、伝搬中に信号波形が歪んでしまうこ
とになる。また、音響光学フィルタのように光と表面弾
性波の相互作用を利用したデバイスにあっては、モード
毎に選択光の中心波長が異なり、波長特性の劣化を招く
ことがある。
【０００５】表面弾性波の導波構造の幅を狭くしてシン
グルモードにすれば、モード分散はなくなる。しかし、
ＩＤＴで発生する表面弾性波のパワー分布が導波構造の
伝搬モードに良好に適合するとは限らず、発生した表面
弾性波の一部が漏洩モードとなって導波構造の内外を伝
搬する。その結果、ＩＤＴと導波構造の結合効率が低く
なって駆動電力が増大したり、漏洩モードとなった表面
弾性波が特性に悪影響を及ぼすことがある。
グルモードにすれば、モード分散はなくなる。しかし、
ＩＤＴで発生する表面弾性波のパワー分布が導波構造の
伝搬モードに良好に適合するとは限らず、発生した表面
弾性波の一部が漏洩モードとなって導波構造の内外を伝
搬する。その結果、ＩＤＴと導波構造の結合効率が低く
なって駆動電力が増大したり、漏洩モードとなった表面
弾性波が特性に悪影響を及ぼすことがある。
【０００６】一方、音響光学チューナブルフィルタで多
数の波長を同時に選択する場合には、波長数に応じて消
費電力が大きくなる。その結果、ＩＤＴの電極やＳＡＷ
吸収体での発熱が増大し、温度の不均一によって波長特
性が悪化する恐れもある。
数の波長を同時に選択する場合には、波長数に応じて消
費電力が大きくなる。その結果、ＩＤＴの電極やＳＡＷ
吸収体での発熱が増大し、温度の不均一によって波長特
性が悪化する恐れもある。
【０００７】よって、本発明の目的は、良好な特性を得
るのに適した表面弾性波の導波構造を有する音響光学チ
ューナブルフィルタを提供することにある。
るのに適した表面弾性波の導波構造を有する音響光学チ
ューナブルフィルタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、光導波
路と光導波路に関連して伝搬する表面弾性波の導波構造
とを備えた音響光学チューナブルフィルタが提供され
る。表面弾性波の導波構造は表面弾性波の伝搬方向に垂
直な方向に対して概ね放物線状の音速分布を有してい
る。
路と光導波路に関連して伝搬する表面弾性波の導波構造
とを備えた音響光学チューナブルフィルタが提供され
る。表面弾性波の導波構造は表面弾性波の伝搬方向に垂
直な方向に対して概ね放物線状の音速分布を有してい
る。
【０００９】この構成によると、表面弾性波の導波構造
が表面弾性波の伝搬方向に垂直な方向に対して概ね放物
線状の音速分布を有しているので、表面弾性波の伝搬定
数のモード依存性が小さくなり、モード分散が小さくな
る。その結果、良好な特性を得るのに適した表面弾性波
の導波構造を有する音響光学チューナブルフィルタを容
易に提供することができる。
が表面弾性波の伝搬方向に垂直な方向に対して概ね放物
線状の音速分布を有しているので、表面弾性波の伝搬定
数のモード依存性が小さくなり、モード分散が小さくな
る。その結果、良好な特性を得るのに適した表面弾性波
の導波構造を有する音響光学チューナブルフィルタを容
易に提供することができる。
【００１０】望ましくは、表面弾性波の導波構造は、基
板と、基板における音速を変化させる拡散物質とを含
み、拡散物質の濃度分布に従って音速分布が設定され
る。
板と、基板における音速を変化させる拡散物質とを含
み、拡散物質の濃度分布に従って音速分布が設定され
る。
【００１１】あるいは、表面弾性波の導波構造は、基板
と、基板上に形成された薄膜ガイドとを含み、薄膜ガイ
ドの厚みの分布又は密度の分布に従って音速分布が設定
される。
と、基板上に形成された薄膜ガイドとを含み、薄膜ガイ
ドの厚みの分布又は密度の分布に従って音速分布が設定
される。
【００１２】本発明による音響光学チューナブルフィル
タは、表面弾性波の励振手段を更に備えることができ
る。この場合、励振手段及び光導波路は表面弾性波の導
波構造の概ね中央に位置することができる。あるいは、
光導波路は表面弾性波の導波構造の概ね中央に位置し、
励振手段は表面弾性波の導波構造の中央とは異なる位置
に位置していてもよい。
タは、表面弾性波の励振手段を更に備えることができ
る。この場合、励振手段及び光導波路は表面弾性波の導
波構造の概ね中央に位置することができる。あるいは、
光導波路は表面弾性波の導波構造の概ね中央に位置し、
励振手段は表面弾性波の導波構造の中央とは異なる位置
に位置していてもよい。
【００１３】励振手段は異なる周波数で発振する第１及
び第２のインターディジタルトランスデューサを含むこ
とができる。この場合、第１のインターディジタルトラ
ンスデューサにより励振される表面弾性波の伝搬方向と
第２のインターディジタルトランスデューサにより励振
される表面弾性波の伝搬方向は逆であることが望まし
い。
び第２のインターディジタルトランスデューサを含むこ
とができる。この場合、第１のインターディジタルトラ
ンスデューサにより励振される表面弾性波の伝搬方向と
第２のインターディジタルトランスデューサにより励振
される表面弾性波の伝搬方向は逆であることが望まし
い。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下本発明の望ましい実施の形態
を詳細に説明する。全図を通して実質的に同一の部分に
は同一の符号が付される。
を詳細に説明する。全図を通して実質的に同一の部分に
は同一の符号が付される。
【００１５】図１は本発明を適用可能な音響光学チュー
ナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）の平面図である。このＡＯ
ＴＦは、基板２と、基板２上に形成された光導波路４及
び表面弾性波の導波構造６とを備えている。光導波路４
は、入力光ＩＮが供給される第１の偏波ビームスプリッ
タ８と、第１及び第２の光パス１０及び１２と、非選択
光ＯＵＴ１及び選択光ＯＵＴ２を出力する第２の偏波ビ
ームスプリッタ１４とを含む。
ナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）の平面図である。このＡＯ
ＴＦは、基板２と、基板２上に形成された光導波路４及
び表面弾性波の導波構造６とを備えている。光導波路４
は、入力光ＩＮが供給される第１の偏波ビームスプリッ
タ８と、第１及び第２の光パス１０及び１２と、非選択
光ＯＵＴ１及び選択光ＯＵＴ２を出力する第２の偏波ビ
ームスプリッタ１４とを含む。
【００１６】第１の偏波ビームスプリッタ８は、入力光
ＩＮが供給される入力ポート８Ａと、入力ポート８Ａに
ＴＭモードにより結合される出力ポート８Ｂと、入力ポ
ート８ＡにＴＥモードにより結合される出力ポート８Ｃ
とを有している。ここでは、ＴＭモードは紙面に平行な
第１の偏波面により定義され、ＴＥモードは紙面に垂直
な第２の偏波面により定義される。第１の光パス１０は
出力ポート８Ｂに光学的に接続され、第２の光パス１２
は出力ポート８Ｃに光学的に接続される。
ＩＮが供給される入力ポート８Ａと、入力ポート８Ａに
ＴＭモードにより結合される出力ポート８Ｂと、入力ポ
ート８ＡにＴＥモードにより結合される出力ポート８Ｃ
とを有している。ここでは、ＴＭモードは紙面に平行な
第１の偏波面により定義され、ＴＥモードは紙面に垂直
な第２の偏波面により定義される。第１の光パス１０は
出力ポート８Ｂに光学的に接続され、第２の光パス１２
は出力ポート８Ｃに光学的に接続される。
【００１７】第２の偏波ビームスプリッタ１４は第１の
光パス１０に光学的に接続される入力ポート１４Ａと第
２の光パス１２に光学的に接続される入力ポート１４Ｂ
と出力ポート１４Ｃ及び１４Ｄとを有している。入力ポ
ート１４Ａは出力ポート１４Ｃ及び１４ＤにそれぞれＴ
Ｍモード及びＴＥモードにより結合され、入力ポート１
４Ｂは出力ポート１４Ｃ及び１４ＤにそれぞれＴＥモー
ド及びＴＭモードにより結合される。偏波ビームスプリ
ッタ８及び１４の各々はＸ交差型光導波路により提供さ
れ得る。
光パス１０に光学的に接続される入力ポート１４Ａと第
２の光パス１２に光学的に接続される入力ポート１４Ｂ
と出力ポート１４Ｃ及び１４Ｄとを有している。入力ポ
ート１４Ａは出力ポート１４Ｃ及び１４ＤにそれぞれＴ
Ｍモード及びＴＥモードにより結合され、入力ポート１
４Ｂは出力ポート１４Ｃ及び１４ＤにそれぞれＴＥモー
ド及びＴＭモードにより結合される。偏波ビームスプリ
ッタ８及び１４の各々はＸ交差型光導波路により提供さ
れ得る。
【００１８】表面弾性波の導波構造６は、光パス１０及
び１２の入力端部近傍に形成されたインターディジタル
トランスデューサ（ＩＤＴ）１６と、ＩＤＴ１６により
発生された表面弾性波を導波するためのＳＡＷ（表面弾
性波）ガイド１８及び２０と、表面弾性波を吸収する吸
収体２２とを含む。ＩＤＴ１６は、基板２上に形成され
た端子１６Ａ及び１６Ｂと、端子１６Ａ及び１６Ｂにそ
れぞれ接続されるくし型電極１６Ｃ及び１６Ｄとから構
成される。くし型電極１６Ｃ及び１６Ｄは互い違いに配
列される。
び１２の入力端部近傍に形成されたインターディジタル
トランスデューサ（ＩＤＴ）１６と、ＩＤＴ１６により
発生された表面弾性波を導波するためのＳＡＷ（表面弾
性波）ガイド１８及び２０と、表面弾性波を吸収する吸
収体２２とを含む。ＩＤＴ１６は、基板２上に形成され
た端子１６Ａ及び１６Ｂと、端子１６Ａ及び１６Ｂにそ
れぞれ接続されるくし型電極１６Ｃ及び１６Ｄとから構
成される。くし型電極１６Ｃ及び１６Ｄは互い違いに配
列される。
【００１９】ＳＡＷガイド１８及び２０は光パス１０及
び１２を挟むように形成されている。吸収体２２は光パ
ス１０及び１２の出力端部近傍に設けられている。
び１２を挟むように形成されている。吸収体２２は光パ
ス１０及び１２の出力端部近傍に設けられている。
【００２０】表面弾性波の導波構造６のこの構成による
と、ＩＤＴ１６により発生された表面弾性波が光パス１
０及び１２に沿って伝搬するので、光パス１０及び１２
を伝搬する光と表面弾性波との相互作用を得ることがで
きる。この相互作用によって、光パス１０及び１２の各
々を伝搬する光の特定波長成分に関して偏波面が回転
し、偏波モードの変換が行われる。その結果、ＡＯＴＦ
の機能が得られる。より特定的には次の通りである。
と、ＩＤＴ１６により発生された表面弾性波が光パス１
０及び１２に沿って伝搬するので、光パス１０及び１２
を伝搬する光と表面弾性波との相互作用を得ることがで
きる。この相互作用によって、光パス１０及び１２の各
々を伝搬する光の特定波長成分に関して偏波面が回転
し、偏波モードの変換が行われる。その結果、ＡＯＴＦ
の機能が得られる。より特定的には次の通りである。
【００２１】偏波ビームスプリッタ８の入力ポート８Ａ
に供給された入力光ＩＮは、ＴＭモード光とＴＥモード
光とに分けられてそれぞれ第１の光パス１０及び第２の
光パス１２に供給される。ＩＤＴ１６が駆動されていな
い場合には、これらＴＭモード光及びＴＥモード光の偏
波モードは維持されて、第２の偏波ビームスプリッタ１
４に供給される。その結果、ＴＭモード光及びＴＥモー
ド光は偏波ビームスプリッタ１４で偏波合成されて出力
ポート１４Ｃから出力される。
に供給された入力光ＩＮは、ＴＭモード光とＴＥモード
光とに分けられてそれぞれ第１の光パス１０及び第２の
光パス１２に供給される。ＩＤＴ１６が駆動されていな
い場合には、これらＴＭモード光及びＴＥモード光の偏
波モードは維持されて、第２の偏波ビームスプリッタ１
４に供給される。その結果、ＴＭモード光及びＴＥモー
ド光は偏波ビームスプリッタ１４で偏波合成されて出力
ポート１４Ｃから出力される。
【００２２】ＩＤＴ１６が特定周波数のＲＦ信号により
駆動されると、その周波数並びに光パス１０及び１２の
複屈折によって決定される波長を有する光に関して、光
パス１０及び１２の各々で偏波モードの変換が行われ
る。例えば、第１の光パス１０に供給されたＴＭモード
光の特定波長成分はＴＥモードに変換され、一方、第２
の光パス１２に供給されたＴＥモード光の特定波長成分
はＴＭモードに変換される。変換された各光は第２の偏
波ビームスプリッタ１４で偏波合成されて出力ポート１
４Ｄから出力される。
駆動されると、その周波数並びに光パス１０及び１２の
複屈折によって決定される波長を有する光に関して、光
パス１０及び１２の各々で偏波モードの変換が行われ
る。例えば、第１の光パス１０に供給されたＴＭモード
光の特定波長成分はＴＥモードに変換され、一方、第２
の光パス１２に供給されたＴＥモード光の特定波長成分
はＴＭモードに変換される。変換された各光は第２の偏
波ビームスプリッタ１４で偏波合成されて出力ポート１
４Ｄから出力される。
【００２３】従って、入力光ＩＮが異なる波長を有する
複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光
である場合には、特定波長を有する光信号は選択光ＯＵ
Ｔ２として出力ポート１４Ｄから出力され、特定波長以
外の波長の光信号は非選択光ＯＵＴ１として出力ポート
１４Ｃから出力される。従って、このＡＯＴＦの機能を
用いることによって、光信号のドロッピングが可能であ
り、そのときのドロッピング波長を表面弾性波の周波数
により任意に変化させることができる。この動作は可逆
的である。従って、出力ポート１４Ｃ及び１４Ｄを入力
ポートとし、入力ポート８Ａを出力ポートとすることに
よって、光信号のアッディングが可能である。従って、
図１に示されるＡＯＴＦを用いることによって、光アッ
ド／ドロップマルチプレクサの提供が可能になる。
複数の光信号を波長分割多重して得られたＷＤＭ信号光
である場合には、特定波長を有する光信号は選択光ＯＵ
Ｔ２として出力ポート１４Ｄから出力され、特定波長以
外の波長の光信号は非選択光ＯＵＴ１として出力ポート
１４Ｃから出力される。従って、このＡＯＴＦの機能を
用いることによって、光信号のドロッピングが可能であ
り、そのときのドロッピング波長を表面弾性波の周波数
により任意に変化させることができる。この動作は可逆
的である。従って、出力ポート１４Ｃ及び１４Ｄを入力
ポートとし、入力ポート８Ａを出力ポートとすることに
よって、光信号のアッディングが可能である。従って、
図１に示されるＡＯＴＦを用いることによって、光アッ
ド／ドロップマルチプレクサの提供が可能になる。
【００２４】尚、以下の説明では、基板２の厚み方向を
ｘ軸とし、互いに平行な光パス１０及び１２の長手方向
をｙ軸とし、ｘ軸及びｙ軸に垂直な方向をｚ軸とする３
次元直交座標系を用いる。
ｘ軸とし、互いに平行な光パス１０及び１２の長手方向
をｙ軸とし、ｘ軸及びｙ軸に垂直な方向をｚ軸とする３
次元直交座標系を用いる。
【００２５】図２の（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用可
能な他のＡＯＴＦの平面図である。このＡＯＴＦの光導
波路は、図２の（ａ）に示されるように、基板２上に形
成された直線状の光導波路２６によって提供されてい
る。ＩＤＴ１６及び吸収体２２は光導波路２６上に形成
されており、ＳＡＷガイド１８及び２０は光導波路２６
を挟むように設けられている。
能な他のＡＯＴＦの平面図である。このＡＯＴＦの光導
波路は、図２の（ａ）に示されるように、基板２上に形
成された直線状の光導波路２６によって提供されてい
る。ＩＤＴ１６及び吸収体２２は光導波路２６上に形成
されており、ＳＡＷガイド１８及び２０は光導波路２６
を挟むように設けられている。
【００２６】ここでは、入力光ＩＮは光導波路２６の偏
波モードに一致するように直線偏波として供給される。
供給された光は光導波路２６を伝搬するのに従って表面
弾性波との相互作用によって特定の波長成分に関してモ
ード変換が行われ、その結果得られた光は出力光ＯＵＴ
として出力される。従って、出力光ＯＵＴを図示しない
偏波ビームスプリッタに入力することにより、ＡＯＴＦ
の機能が得られる。
波モードに一致するように直線偏波として供給される。
供給された光は光導波路２６を伝搬するのに従って表面
弾性波との相互作用によって特定の波長成分に関してモ
ード変換が行われ、その結果得られた光は出力光ＯＵＴ
として出力される。従って、出力光ＯＵＴを図示しない
偏波ビームスプリッタに入力することにより、ＡＯＴＦ
の機能が得られる。
【００２７】ＳＡＷガイド１８及び２０間の距離が比較
的長い場合、表面弾性波がマルチモードで伝搬し、モー
ド分散が生じることは前述した通りである。その結果、
図２の（ａ）に示されるように、低次のモードに関連し
て所望のドロップ光が得られるだけでなく、高次のモー
ドに関連して不所望な他チャネルのクロストークが生じ
てしまう。
的長い場合、表面弾性波がマルチモードで伝搬し、モー
ド分散が生じることは前述した通りである。その結果、
図２の（ａ）に示されるように、低次のモードに関連し
て所望のドロップ光が得られるだけでなく、高次のモー
ドに関連して不所望な他チャネルのクロストークが生じ
てしまう。
【００２８】図３の（ａ）を参照すると、図２の（ａ）
に示されるＡＯＴＦの改良例が示されている。ここで
は、互いに方向性結合される表面弾性波の２つの導波構
造が得られるように、３つのＳＡＷガイド２８，３０及
び３２が形成されている。ＩＤＴ１６及び吸収体２２は
ＳＡＷガイド２８及び３０間の導波構造に関連して設け
られており、光導波路２６はＳＡＷガイド３０及び３２
間の導波構造内に位置するように設けられている。その
結果、光と表面弾性波の重なりが図３の（ａ）に示され
るような分布を有するようになり、波長特性が改善され
る。しかし、図３の（ａ）に示されるように、サイドロ
ーブは原理的に１８ｄＢまでしか下がらず、更に改善す
るには表面弾性波の伝搬方法を工夫する必要がある。
に示されるＡＯＴＦの改良例が示されている。ここで
は、互いに方向性結合される表面弾性波の２つの導波構
造が得られるように、３つのＳＡＷガイド２８，３０及
び３２が形成されている。ＩＤＴ１６及び吸収体２２は
ＳＡＷガイド２８及び３０間の導波構造に関連して設け
られており、光導波路２６はＳＡＷガイド３０及び３２
間の導波構造内に位置するように設けられている。その
結果、光と表面弾性波の重なりが図３の（ａ）に示され
るような分布を有するようになり、波長特性が改善され
る。しかし、図３の（ａ）に示されるように、サイドロ
ーブは原理的に１８ｄＢまでしか下がらず、更に改善す
るには表面弾性波の伝搬方法を工夫する必要がある。
【００２９】図４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の原理
を説明するための図である。光ファイバのモード分散を
抑えるものとしてグレーデッドインデックス（ＧＩ）フ
ァイバがある。ＧＩファイバでは、断面方向の屈折率を
放物線状の分布にすることで、伝搬定数のモード依存性
を小さくしている。導波構造中を複数のモードに分かれ
て伝搬するのは表面弾性波の場合も同様であり、マルチ
モードの表面弾性波の導波構造の音速分布を概ね放物線
状（望ましくは厳密に放物線状）にすることでモード分
散を小さくすることができる。
を説明するための図である。光ファイバのモード分散を
抑えるものとしてグレーデッドインデックス（ＧＩ）フ
ァイバがある。ＧＩファイバでは、断面方向の屈折率を
放物線状の分布にすることで、伝搬定数のモード依存性
を小さくしている。導波構造中を複数のモードに分かれ
て伝搬するのは表面弾性波の場合も同様であり、マルチ
モードの表面弾性波の導波構造の音速分布を概ね放物線
状（望ましくは厳密に放物線状）にすることでモード分
散を小さくすることができる。
【００３０】即ち、図４の（ａ）に示されるように、表
面弾性波の伝搬方向に垂直な方向（ｚ方向）について、 ｎ（ｚ）＝ｎ0 2[１−（ｇｚ）2] （ｎ0，ｇは定数） のような音速分布が得られるように弾性表面波を作製す
る。こうすることにより、図４の（ｂ）に示されるよう
に、低次モードの表面弾性波と高次モードの表面弾性波
とがｙ方向にほぼ同じ速度で伝搬するようになるので、
モード分散が発生しない。その結果、伝搬中の信号波形
の劣化を抑えることができる。また、複数の伝搬モード
の中心波長を同じにすることができる。更に、複数のモ
ードで表面弾性波が伝搬するので、ＩＤＴで励起された
表面弾性波が効率よく導波構造に結合され、低電力化が
可能になるとともに、漏洩モードによる特性劣化を抑え
ることができる。
面弾性波の伝搬方向に垂直な方向（ｚ方向）について、 ｎ（ｚ）＝ｎ0 2[１−（ｇｚ）2] （ｎ0，ｇは定数） のような音速分布が得られるように弾性表面波を作製す
る。こうすることにより、図４の（ｂ）に示されるよう
に、低次モードの表面弾性波と高次モードの表面弾性波
とがｙ方向にほぼ同じ速度で伝搬するようになるので、
モード分散が発生しない。その結果、伝搬中の信号波形
の劣化を抑えることができる。また、複数の伝搬モード
の中心波長を同じにすることができる。更に、複数のモ
ードで表面弾性波が伝搬するので、ＩＤＴで励起された
表面弾性波が効率よく導波構造に結合され、低電力化が
可能になるとともに、漏洩モードによる特性劣化を抑え
ることができる。
【００３１】図５の（ａ）及び（ｂ）は本発明によるＡ
ＯＴＦの実施形態を説明するための図である。この実施
形態では、光導波路２６は、表面弾性波の導波構造ＷＧ
における音速がもっとも小さくなる部分（即ち概ねｚ方
向の中央）に一致するように設けられており、また、Ｉ
ＤＴ１６は光導波路２６上に設けられている。導波構造
ＷＧのｙ方向の長さ（作用長）は、導波構造ＷＧの表面
弾性波に対するレンズ効果による焦点距離の概ね２倍に
なるように設定されている。導波構造ＷＧにおける表面
弾性波のパワーは図のように正弦波状の軌跡を描いて伝
搬し、焦点距離のところで全てのモードのパワーがｚ方
向の中心に集まる。その結果、図５の（ｂ）に示される
ように光と表面弾性波の重なりに重み付けがなされ、Ａ
ＯＴＦの特性（例えば波長特性）が改善される。
ＯＴＦの実施形態を説明するための図である。この実施
形態では、光導波路２６は、表面弾性波の導波構造ＷＧ
における音速がもっとも小さくなる部分（即ち概ねｚ方
向の中央）に一致するように設けられており、また、Ｉ
ＤＴ１６は光導波路２６上に設けられている。導波構造
ＷＧのｙ方向の長さ（作用長）は、導波構造ＷＧの表面
弾性波に対するレンズ効果による焦点距離の概ね２倍に
なるように設定されている。導波構造ＷＧにおける表面
弾性波のパワーは図のように正弦波状の軌跡を描いて伝
搬し、焦点距離のところで全てのモードのパワーがｚ方
向の中心に集まる。その結果、図５の（ｂ）に示される
ように光と表面弾性波の重なりに重み付けがなされ、Ａ
ＯＴＦの特性（例えば波長特性）が改善される。
【００３２】図６の（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は表面弾
性波の導波構造ＷＧの製造方法の例を説明するための図
である。導波構造ＷＧは、基板２と、基板２における音
速を変化させる拡散物質とを含むことができる。この場
合、拡散物質の濃度分布に従って表面弾性波の音速分布
を設定することができる。例えば、基板２がＬｉＮｂＯ
3である場合には、拡散物質としてＴｉ（チタン）を採
用することができる。基板２の表面にＴｉ薄膜を製膜
し、これを熱拡散させることによって、導波構造ＷＧを
作製することができる。
性波の導波構造ＷＧの製造方法の例を説明するための図
である。導波構造ＷＧは、基板２と、基板２における音
速を変化させる拡散物質とを含むことができる。この場
合、拡散物質の濃度分布に従って表面弾性波の音速分布
を設定することができる。例えば、基板２がＬｉＮｂＯ
3である場合には、拡散物質としてＴｉ（チタン）を採
用することができる。基板２の表面にＴｉ薄膜を製膜
し、これを熱拡散させることによって、導波構造ＷＧを
作製することができる。
【００３３】Ｔｉ薄膜が厚いほど拡散後の音速が速くな
るので、図６の（ａ）に示されるように、図４の（ａ）
の音速分布に対応した断面形状になるようにＴｉ薄膜を
エッチングして、熱拡散を実行するのが理想的である。
しかしながら、Ｔｉ薄膜の厚み分布を正確に放物線状に
するのは一般的には困難なことが多いので、図６の
（ｂ）に示されるように、Ｔｉ薄膜を段階的にエッチン
グしたり、図６の（ｃ）に示されるように、矩形の細い
Ｔｉ薄膜を複数配置して、等価的に放物線状の分布にし
てもよい。
るので、図６の（ａ）に示されるように、図４の（ａ）
の音速分布に対応した断面形状になるようにＴｉ薄膜を
エッチングして、熱拡散を実行するのが理想的である。
しかしながら、Ｔｉ薄膜の厚み分布を正確に放物線状に
するのは一般的には困難なことが多いので、図６の
（ｂ）に示されるように、Ｔｉ薄膜を段階的にエッチン
グしたり、図６の（ｃ）に示されるように、矩形の細い
Ｔｉ薄膜を複数配置して、等価的に放物線状の分布にし
てもよい。
【００３４】図７の（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は表面弾
性波の導波構造ＷＧの製造方法の他の例を説明するため
の図である。導波構造ＷＧは、基板２と、基板２上に形
成された薄膜ガイドＴＦとを含むことができる。この場
合、薄膜ガイドＴＦの厚みの分布あるいは密度の分布に
従って表面弾性波の音速分布を設定することができる。
性波の導波構造ＷＧの製造方法の他の例を説明するため
の図である。導波構造ＷＧは、基板２と、基板２上に形
成された薄膜ガイドＴＦとを含むことができる。この場
合、薄膜ガイドＴＦの厚みの分布あるいは密度の分布に
従って表面弾性波の音速分布を設定することができる。
【００３５】基板２上に薄膜ガイドＴＦを形成すること
によって、その厚みに応じて音速が変化する。薄膜ガイ
ドＴＦの厚みが大きくなるほど音速は小さくなるので、
図７の（ａ）又は（ｂ）に示されるように厚みの分布を
設定し、あるいは、図７の（ｃ）に示されるように薄膜
ガイドＴＦの存在密度の分布を設定して、等価的に放物
線状の音速分布を得ることができる。
によって、その厚みに応じて音速が変化する。薄膜ガイ
ドＴＦの厚みが大きくなるほど音速は小さくなるので、
図７の（ａ）又は（ｂ）に示されるように厚みの分布を
設定し、あるいは、図７の（ｃ）に示されるように薄膜
ガイドＴＦの存在密度の分布を設定して、等価的に放物
線状の音速分布を得ることができる。
【００３６】図８の（ａ）及び（ｂ）を参照すると、本
発明によるＡＯＴＦの他の実施形態が示されている。こ
の実施形態は、図５に示される実施形態と対比して、Ｉ
ＤＴ１６が表面弾性波の導波構造ＷＧのｚ方向中央部か
らずれた位置に位置している点で特徴付けられる。この
構成によると、光と表面弾性波の重なりの重み付けが図
８の（ｂ）に示されるように更に大きくなるので、波長
特性をより改善することができる。
発明によるＡＯＴＦの他の実施形態が示されている。こ
の実施形態は、図５に示される実施形態と対比して、Ｉ
ＤＴ１６が表面弾性波の導波構造ＷＧのｚ方向中央部か
らずれた位置に位置している点で特徴付けられる。この
構成によると、光と表面弾性波の重なりの重み付けが図
８の（ｂ）に示されるように更に大きくなるので、波長
特性をより改善することができる。
【００３７】このように本発明の実施形態によると、光
と表面弾性波の重なりの重み付けを大きくすることがで
きるので、方向性結合を利用したＡＯＴＦに比べてサイ
ドローブをより大きく抑圧することができる。
と表面弾性波の重なりの重み付けを大きくすることがで
きるので、方向性結合を利用したＡＯＴＦに比べてサイ
ドローブをより大きく抑圧することができる。
【００３８】図９は本発明によるＡＯＴＦの更に他の実
施形態を説明するための図である。この実施形態は、Ｉ
ＤＴ及び表面弾性波の吸収体を２つずつ設けている点で
特徴付けられる。光導波路２６における光の伝搬方向と
同じ方向に伝搬する表面弾性波を励起するためのＩＤＴ
１６Ａは光入力側に設けられており、光導波路６におけ
る光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する表面弾性波を励起
するためのＩＤＴ１６Ｂは光出力側に設けられている。
また、ＩＤＴ１６Ａ及び１６Ｂにそれぞれ対応して表面
弾性波の吸収体２２Ａ及び２２Ｂが設けられている。
施形態を説明するための図である。この実施形態は、Ｉ
ＤＴ及び表面弾性波の吸収体を２つずつ設けている点で
特徴付けられる。光導波路２６における光の伝搬方向と
同じ方向に伝搬する表面弾性波を励起するためのＩＤＴ
１６Ａは光入力側に設けられており、光導波路６におけ
る光の伝搬方向と逆の方向に伝搬する表面弾性波を励起
するためのＩＤＴ１６Ｂは光出力側に設けられている。
また、ＩＤＴ１６Ａ及び１６Ｂにそれぞれ対応して表面
弾性波の吸収体２２Ａ及び２２Ｂが設けられている。
【００３９】例えば、ＩＤＴ１６Ａは周波数ｆ１，ｆ
３，ｆ５，…の複数のＲＦ信号により駆動され、ＩＤＴ
１６Ｂは周波数ｆ２，ｆ４，ｆ６，…の複数のＲＦ信号
により駆動される。このように複数のＲＦ信号を用いる
ことによって複数チャネルの波長を選択することができ
る。複数のＲＦ信号を用いて１つのＩＤＴを駆動する場
合、そのＩＤＴや吸収体での発熱が大きくなり、ＡＯＴ
Ｆの信頼性が低下することがある。これに対して，図９
の実施形態によると、２つのＩＤＴ１６Ａ及び１６Ｂに
複数のＲＦ信号を分配して供給しているので、ＩＤＴ１
６Ａ及び１６Ｂ並びに吸収体２２Ａ及び２２Ｂでの発熱
を抑制することができ、ＡＯＴＦの長期信頼性を高める
ことができる。
３，ｆ５，…の複数のＲＦ信号により駆動され、ＩＤＴ
１６Ｂは周波数ｆ２，ｆ４，ｆ６，…の複数のＲＦ信号
により駆動される。このように複数のＲＦ信号を用いる
ことによって複数チャネルの波長を選択することができ
る。複数のＲＦ信号を用いて１つのＩＤＴを駆動する場
合、そのＩＤＴや吸収体での発熱が大きくなり、ＡＯＴ
Ｆの信頼性が低下することがある。これに対して，図９
の実施形態によると、２つのＩＤＴ１６Ａ及び１６Ｂに
複数のＲＦ信号を分配して供給しているので、ＩＤＴ１
６Ａ及び１６Ｂ並びに吸収体２２Ａ及び２２Ｂでの発熱
を抑制することができ、ＡＯＴＦの長期信頼性を高める
ことができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
良好な特性を得るのに適した表面弾性波の導波構造を有
する音響光学チューナブルフィルタの提供が可能になる
という効果が生じる。本発明の特定の実施形態により得
られる効果は以上説明した通りであるので、その説明を
省略する。
良好な特性を得るのに適した表面弾性波の導波構造を有
する音響光学チューナブルフィルタの提供が可能になる
という効果が生じる。本発明の特定の実施形態により得
られる効果は以上説明した通りであるので、その説明を
省略する。
【図１】図１は本発明を適用可能な音響光学チューナブ
ルフィルタ（ＡＯＴＦ）の平面図である。
ルフィルタ（ＡＯＴＦ）の平面図である。
【図２】図２の（ａ）及び（ｂ）は本発明を適用可能な
他のＡＯＴＦの平面図である。
他のＡＯＴＦの平面図である。
【図３】図３の（ａ）及び（ｂ）は図２の（ａ）及び
（ｂ）に示されるＡＯＴＦの改良例を説明するための図
である。
（ｂ）に示されるＡＯＴＦの改良例を説明するための図
である。
【図４】図４の（ａ）及び（ｂ）は、本発明の原理を説
明するための図である。
明するための図である。
【図５】図５の（ａ）及び（ｂ）は本発明によるＡＯＴ
Ｆの実施形態を説明するための図である。
Ｆの実施形態を説明するための図である。
【図６】図６の（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は表面弾性波
の導波構造ＷＧの製造方法の例を説明するための図であ
る。
の導波構造ＷＧの製造方法の例を説明するための図であ
る。
【図７】図７の（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は表面弾性波
の導波構造ＷＧの製造方法の他の例を説明するための図
である。
の導波構造ＷＧの製造方法の他の例を説明するための図
である。
【図８】図８の（ａ）及び（ｂ）は本発明によるＡＯＴ
Ｆの他の実施形態を説明するための図である。
Ｆの他の実施形態を説明するための図である。
【図９】図９は本発明によるＡＯＴＦの更に他の実施形
態を説明するための図である。
態を説明するための図である。
２ 基板 １６，１６Ａ，１６Ｂ ＩＤＴ（インターディジタルト
ランスデューサ） ＷＧ 表面弾性波の導波構造
ランスデューサ） ＷＧ 表面弾性波の導波構造
Claims (6)
- 【請求項１】 光導波路と上記光導波路に関連して伝搬
する表面弾性波の導波構造とを備えた音響光学チューナ
ブルフィルタであって、 上記表面弾性波の導波構造は表面弾性波の伝搬方向に垂
直な方向に対して概ね放物線状の音速分布を有している
ことを特徴とする音響光学チューナブルフィルタ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の音響光学チューナブル
フィルタであって、 上記表面弾性波の導波構造は、基板と、上記基板におけ
る音速を変化させる拡散物質とを含み、 上記拡散物質の濃度分布に従って上記音速分布が設定さ
れることを特徴とする音響光学チューナブルフィルタ。 - 【請求項３】 請求項１に記載の音響光学チューナブル
フィルタであって、 上記表面弾性波の導波構造は、基板と、上記基板上に形
成された薄膜ガイドとを含み、 上記薄膜ガイドの厚みの分布又は密度の分布に従って上
記音速分布が設定されることを特徴とする音響光学チュ
ーナブルフィルタ。 - 【請求項４】 請求項１に記載の音響光学チューナブル
フィルタであって、 表面弾性波の励振手段を更に備え、 上記励振手段及び上記光導波路は上記表面弾性波の導波
構造の概ね中央に位置することを特徴とする音響光学チ
ューナブルフィルタ。 - 【請求項５】 請求項１に記載の音響光学チューナブル
フィルタであって、表面弾性波の励振手段を更に備え、 上記光導波路は上記表面弾性波の導波構造の概ね中央に
位置し、上記励振手段は上記表面弾性波の導波構造の中
央とは異なる位置に位置することを特徴とする音響光学
チューナブルフィルタ。 - 【請求項６】 請求項５に記載の音響光学チューナブル
フィルタであって、 上記励振手段は異なる周波数で発振する第１及び第２の
インターディジタルトランスデューサを含み、 上記第１のインターディジタルトランスデューサにより
励振される表面弾性波の伝搬方向と上記第２のインター
ディジタルトランスデューサにより励振される表面弾性
波の伝搬方向は逆であることを特徴とする音響光学チュ
ーナブルフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000040793A JP2001228450A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 音響光学チューナブルフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000040793A JP2001228450A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 音響光学チューナブルフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228450A true JP2001228450A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18564122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000040793A Withdrawn JP2001228450A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 音響光学チューナブルフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001228450A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003847A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 音響光学フィルタ |
| JP2006023341A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 音響光学デバイス |
| US7187814B2 (en) | 2004-06-04 | 2007-03-06 | Fujitsu Limited | Optical add/drop device |
-
2000
- 2000-02-18 JP JP2000040793A patent/JP2001228450A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005003847A1 (ja) * | 2003-07-07 | 2005-01-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 音響光学フィルタ |
| US7343056B2 (en) | 2003-07-07 | 2008-03-11 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Acoustooptic filter |
| US7187814B2 (en) | 2004-06-04 | 2007-03-06 | Fujitsu Limited | Optical add/drop device |
| JP2006023341A (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 音響光学デバイス |
| JP4669241B2 (ja) * | 2004-07-06 | 2011-04-13 | 富士通株式会社 | 音響光学デバイス |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070501 |