JP2002014306A - 光フィルタ - Google Patents

光フィルタ

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JP2002014306A JP2000237363A JP2000237363A JP2002014306A JP 2002014306 A JP2002014306 A JP 2002014306A JP 2000237363 A JP2000237363 A JP 2000237363A JP 2000237363 A JP2000237363 A JP 2000237363A JP 2002014306 A JP2002014306 A JP 2002014306A
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Hitoshi Hatayama
均 畑山
Masayuki Nishimura
正幸 西村
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光増幅器における利得等化器等として好適に
用いられ損失傾斜の制御が容易な光フィルタを提供す
る。 【解決手段】 主光路１１０は、基板１００の一方の端
面にある光入力端１０１と他方の端面にある光出力端１
０２との間に設けられた光路である。主光路１１０と副
光路１２０とは、第１の光カプラ１４１および第２の光
カプラ１４２それぞれを介して互いに光結合されてい
る。第１の光カプラ１４１と第２の光カプラ１４２との
間における主光路１１０および副光路１２０それぞれの
光路長が互いに異なる。ヒータ１３０は、第１の光カプ
ラ１４１と第２の光カプラ１４２との間における主光路
１１０上に設けられており、主光路１１０の温度を調整
することにより、主光路１１０の位相変化量Δφを調整
して、光入力端１０１と光出力端１０２との間における
光の損失を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光増幅器における
信号光の光増幅の利得を等化する利得等化器等として好
適に用いられる光フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光増幅器は、励起光により励起可能な蛍
光物質が添加され信号光を光増幅する光導波路と、この
光導波路に励起光を供給する励起手段とを含み、光伝送
システムにおける中継局などに設けられる。特に、多波
長の信号光を伝送する波長多重伝送システムに用いられ
る光増幅器は、多波長の信号光それぞれを互いに等しい
利得で一括光増幅するとともに、多波長の信号光それぞ
れのパワーを一定の目標値として出力することが重要で
ある。そこで、このような光増幅器において信号光の光
増幅の利得を等化するために、増幅用の光導波路におけ
る利得スペクトルと同様の形状の損失スペクトルを有す
る光フィルタが利得等化器として用いられる。
【０００３】例えば、文献１「K. Inoue, et al., "Tun
able Gain Equalization Using a Mach-Zehnder Optica
l Filter in Multistage Fiber Amplifiers", IEEE Pho
tonics Technology Letters, Vol.3, No.8, pp.718-720
(1991)」や、文献２「G. H.B. Thompson, et al., "Pl
anar Waveguide Filters for Dynamic Equalizationof
EDFA Spectra", ECOC'99 (1999)」には、マッハツェン
ダ干渉計を用いた光フィルタにより光増幅器の利得平坦
化を図る技術が記載されている。これらの文献に記載さ
れた技術は、マッハツェンダ干渉計における各光カプラ
および各分岐光路それぞれの温度を入力信号光パワーに
応じて調整することにより、光フィルタの損失傾斜を調
整して、入力信号光パワーの変動に伴う利得傾斜の変動
を補償しようとするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、例
えば光増幅器の前段の光伝送路の損失が何等かの原因に
より変動して、光増幅器に入力する信号光のパワーが変
動したときに、光増幅器から出力される信号光のパワー
を一定に保とうとすると、光増幅器における信号光の光
増幅の利得を変化させる必要がある。そして、利得を変
化させると、利得の波長依存性すなわち利得傾斜が変動
し、その結果、光増幅器の利得平坦性が損なわれ、光増
幅器から出力される多波長の信号光それぞれのパワーが
偏差を有することになる。このとき、光フィルタを構成
する各マッハツェンダ干渉計における各光カプラおよび
各分岐光路それぞれの温度を入力信号光パワーに応じて
調整することにより、光フィルタの損失傾斜を調整し
て、入力信号光パワーの変動に伴う利得傾斜の変動を補
償しようとする。しかし、入力信号光パワーに応じて光
フィルタの損失傾斜を変更すると、信号光波長帯域にお
ける損失レベルが変動し、光増幅器から光増幅されて出
力される信号光のＳ／Ｎ比が変動し劣化する。また、こ
の光フィルタは、損失傾斜を調整するために設けられた
ヒータの数が３個または６個と多く、損失傾斜の制御が
複雑である。
【０００５】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、光増幅器における利得等化器等として
好適に用いられ損失傾斜の制御が容易な光フィルタを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】第１の発明に係る光フィ
ルタは、(1) 光入力端から光出力端へ光を導波させる主
光路と、(2) 第１の光カプラおよび第２の光カプラそれ
ぞれを介して主光路と光結合され、主光路ならびに第１
および第２の光カプラとともにマッハツェンダ干渉計を
構成する副光路と、(3) 第１の光カプラと第２の光カプ
ラとの間における主光路および副光路の双方または何れ
か一方の温度を調整する温度調整手段と、を備えてい
る。そして、この第１の光フィルタは、第１の光カプラ
と第２の光カプラとの間における主光路および副光路そ
れぞれの光路長が互いに異なり、温度調整手段による温
度調整により波長帯域における波長に対する光の損失の
傾斜が設定されることを特徴とする。
【０００７】第１の発明に係る光フィルタでは、主光
路、副光路ならびに第１および第２の光カプラによりマ
ッハツェンダ干渉計が構成されている。第１の光カプラ
と第２の光カプラとの間における主光路および副光路そ
れぞれは、光路長が互いに異なっており、双方または何
れか一方の温度が温度調整手段により調整される。そし
て、温度調整手段による温度調整により波長帯域におけ
る波長に対する光の損失の傾斜が設定される。このよう
に、この光フィルタは、構成が簡易であって損失傾斜の
制御が容易であり、例えば光増幅器における利得等化器
等として好適に用いられ得る。
【０００８】また、第１の発明に係る光フィルタでは、
温度調整手段は第１の光カプラと第２の光カプラとの間
における主光路および副光路のうち何れか一方の温度を
調整することを特徴とする。この場合には、温度調整手
段として用いられるヒータまたはペルチエ素子等を１個
だけ設ければよいので、損失傾斜の制御が更に容易であ
る。
【０００９】また、第１の発明に係る光フィルタは、温
度調整手段による温度調整が所定値であるときに所定の
波長帯域中の所定波長において光入力端と光出力端との
間の光の損失の波長依存性がゼロとなるのが好適であ
る。
【００１０】第２の発明に係る光フィルタは、(1) 光入
力端から光出力端へ光を導波させる主光路と、(2) 第１
の光カプラ、第２の光カプラおよび第３の光カプラそれ
ぞれを介して主光路と光結合され、主光路ならびに第１
および第２の光カプラとともに第１のマッハツェンダ干
渉計を構成するとともに、主光路ならびに第２および第
３の光カプラとともに第２のマッハツェンダ干渉計を構
成する副光路と、(3)第１の光カプラと第２の光カプラ
との間における主光路および副光路の双方または何れか
一方の温度を調整する第１の温度調整手段と、(4) 第２
の光カプラと第３の光カプラとの間における主光路およ
び副光路の双方または何れか一方の温度を調整する第２
の温度調整手段と、を備えている。そして、この第２の
光フィルタは、第１の光カプラと第２の光カプラとの間
における主光路および副光路それぞれの光路長が互いに
異なり、第２の光カプラと第３の光カプラとの間におけ
る主光路および副光路それぞれの光路長が互いに異な
り、第１および第２の温度調整手段それぞれによる温度
調整により波長帯域における波長に対する光の損失の傾
斜が設定されることを特徴とする。
【００１１】第２の発明に係る光フィルタでは、主光
路、副光路ならびに第１および第２の光カプラにより第
１のマッハツェンダ干渉計が構成されており、第１の光
カプラと第２の光カプラとの間における主光路および副
光路それぞれは、光路長が互いに異なっており、双方ま
たは何れか一方の温度が第１の温度調整手段により調整
される。また、主光路、副光路ならびに第２および第３
の光カプラにより第２のマッハツェンダ干渉計が構成さ
れており、第２の光カプラと第３の光カプラとの間にお
ける主光路および副光路それぞれは、光路長が互いに異
なっており、双方または何れか一方の温度が第２の温度
調整手段により調整される。そして、第１および第２の
温度調整手段それぞれによる温度調整により波長帯域に
おける波長に対する光の損失の傾斜が設定される。この
ように、この光フィルタは、構成が簡易であって損失傾
斜の制御が容易であり、例えば光増幅器における利得等
化器等として好適に用いられ得る。
【００１２】また、第２の発明に係る光フィルタでは、
第１の温度調整手段は第１の光カプラと第２の光カプラ
との間における主光路および副光路のうち何れか一方の
温度を調整し、第２の温度調整手段は第２の光カプラと
第３の光カプラとの間における主光路および副光路のう
ち何れか一方の温度を調整することを特徴とする。この
場合には、温度調整手段として用いられるヒータまたは
ペルチエ素子等を２個だけ設ければよいので、損失傾斜
の制御が更に容易である。
【００１３】また、第２の発明に係る光フィルタは、第
１および第２の温度調整手段それぞれによる温度調整を
互いに関連つけて制御する制御部を更に備えることを特
徴とする。この場合には、第１および第２の温度調整手
段それぞれによる温度調整は互いに関連つけられて制御
部により制御されるので、制御部による制御が容易であ
る。
【００１４】また、第２の発明に係る光フィルタは、第
１の光カプラと第２の光カプラとの間における主光路と
副光路との光路長差をΔＬ1とし、第２の光カプラと第
３の光カプラとの間における主光路と副光路との光路長
差をΔＬ2としたときに、光路長差ΔＬ1およびΔＬ2の
うちの長い方の値が４２μｍ以下であることを特徴とす
る。この場合には、損失の傾斜の所定直線からの偏差を
１ｄＢ以下とする上で好適である。
【００１５】また、第２の発明に係る光フィルタは、第
１および第２の温度調整手段それぞれによる温度調整が
所定値であるときに所定の波長帯域中の所定波長におい
て光入力端と光出力端との間の光の損失の波長依存性が
ゼロとなるのが好適である。
【００１６】また、本発明に係る光フィルタは、波長帯
域の帯域幅が２５ｎｍ以上であり、損失の傾斜の絶対値
が少なくとも０〜５ｄＢ／２５ｎｍの範囲で可変であ
り、損失の傾斜の所定直線からの偏差が１ｄＢ以下であ
り、波長帯域における損失の最小値が２ｄＢ以下である
ことを特徴とする。或いは、波長帯域の帯域幅が３６ｎ
ｍ以上であり、損失の傾斜の絶対値が少なくとも０〜５
ｄＢ／３６ｎｍの範囲で可変であり、損失の傾斜の所定
直線からの偏差が１ｄＢ以下であり、波長帯域における
損失の最小値が２ｄＢ以下であることを特徴とする。こ
の場合には、この光フィルタは、例えば信号光波長帯域
である波長１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの帯域におい
て、充分な直線性および充分な低損失を維持しつつ、損
失傾斜が充分な範囲で可変である。
【００１７】
【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。なお、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。
【００１８】（第１の実施形態）先ず、本発明に係る光
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フィルタ１の構成図である。本
実施形態に係る光フィルタ１は、基板１００上に形成さ
れた光平面導波路型回路であって、主光路１１０、副光
路１２０およびヒータ（温度調整手段）１３０を備えて
いる。
【００１９】主光路１１０は、基板１００の一方の端面
にある光入力端１０１と他方の端面にある光出力端１０
２との間に設けられた光路である。光入力端１０１から
光出力端１０２へ順に、第１の光カプラ１４１および第
２の光カプラ１４２が設けられている。主光路１１０と
副光路１２０とは、第１の光カプラ１４１および第２の
光カプラ１４２それぞれを介して互いに光結合されてい
る。そして、主光路１１０、副光路１２０、第１の光カ
プラ１４１および第２の光カプラ１４２はマッハツェン
ダ干渉計を構成している。
【００２０】ヒータ１３０は、第１の光カプラ１４１と
第２の光カプラ１４２との間における主光路１１０上に
設けられている。このヒータ１３０は、主光路１１０の
温度を調整することにより、主光路１１０の位相変化量
Δφを調整して、光入力端１０１と光出力端１０２との
間における光の損失を調整する。
【００２１】この光フィルタ１では、光入力端１０１に
入力し主光路１１０を経て光出力端１０２から出力され
る光に対する透過スペクトルＴ(λ)は、
【数１】 なる式で表される。ここで、λは、光の波長である。Ｃ
1は、光カプラ１４１での光のパワー結合率であり、Ｃ2
は、光カプラ１４２での光のパワー結合率である。ｎc
は、主光路１１０および副光路１２０それぞれの実効屈
折率である。ΔＬは、光カプラ１４１と光カプラ１４２
との間における主光路１１０および副光路１２０それぞ
れの光路長の差である。また、Δφは、ヒータ１３０に
よる主光路１１０の温度調整に基づく位相変化量であ
る。
【００２２】この(1)式より以下のことが判る。すなわ
ち、光フィルタ１の透過スペクトルＴ(λ)は波長λに依
存して周期的に変化し、光路長差ΔＬが大きいほど波長
周期が短い。また、透過率Ｔが最大（損失が最小）とな
る波長λ0は、位相変化量Δφを調整することにより制
御可能である。例えば、光路長差ΔＬを適切に設定する
ことにより、ヒータ１３０による温度調整が所定値であ
るとき（すなわち、位相変化量Δφが所定値であると
き）に、所定の波長帯域（波長１５３５ｎｍ〜１５６５
ｎｍ）中の所定波長（１５５０ｎｍ）において、透過率
Ｔを最大（損失を最小）とすることができ、また、ヒー
タ１３０による温度調整により上記波長帯域における波
長λに対する光の損失の傾斜を設定することができる。
【００２３】図２は、第１の実施形態に係る光フィルタ
１の損失の波長特性を示す図である。ここでは、Ｃ1＝
Ｃ2＝０．５とし、ｎc＝１．４５とし、ΔＬ＝６．９５
μｍとした。また、位相変化量Δφを０°，３０°，６
０°，９０°および１２０°それぞれとした。この図か
ら判るように、ヒータ１３０による温度調整を行ってい
ないとき、すなわち、位相変化量Δφが０°であると
き、光フィルタ１の損失は、波長１５５０ｎｍで最小と
なり、波長１５３０ｎｍ〜１５７０ｎｍで小さい値とな
っており、上記波長帯域における波長λに対する光の損
失の傾斜が小さい。また、ヒータ１３０により主光路１
１０の温度を高く（位相変化量Δφを大きく）するに従
い、上記波長帯域における波長λに対する光の損失の傾
斜が大きくなっていく。このとき、短波長側の波長１５
３５ｎｍにおいて損失が最小となる。この光フィルタ１
の特性は、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲
（帯域幅３０ｎｍ）で、位相変化量Δφを０°〜１２０
°の範囲で調整することで損失傾斜が０〜９．３７ｄＢ
／３０ｎｍの範囲で可変であり、損失傾斜の所定直線か
らの偏差が１．５５ｄＢ以下であり、上記波長帯域にお
ける損失の最小値が２．８４ｄＢである。
【００２４】なお、本実施形態においてヒータ１３０に
替えてペルチエ素子を設けて、主光路１１０の温度を上
昇または降下させることにより、位相変化量Δφの値を
正だけでなく負にも設定することができる。このように
して位相変化量Δφの値を−１２０°〜０°の範囲で変
化させることにより、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５
ｎｍにおいて損失傾斜が−９．３７ｄＢ／３０ｎｍ〜０
ｄＢ／３０ｎｍの範囲で設定可能となり、このとき、長
波長側の波長１５６５ｎｍにおいて損失が最小となる。
また、主光路１１０上ではなく副光路１２０上にヒータ
またはペルチエ素子を設けてもよいし、また、主光路１
１０および副光路１２０それぞれの上にヒータまたはペ
ルチエ素子を設けてもよい。
【００２５】本実施形態に係る光フィルタ１は、例えば
光増幅器における利得等化器として好適に用いられる。
すなわち、光増幅器の前段の光伝送路の損失が何等かの
原因により変動して、光増幅器に入力する信号光のパワ
ーが変動したときに、光増幅器から出力される信号光の
パワーを一定に保つために、光増幅器における信号光の
光増幅の利得を変化させる。そして、利得を変化させる
と、利得の波長依存性すなわち利得傾斜が変動し、その
結果、光増幅器の利得平坦性が損なわれる。しかし、光
増幅器における利得等化器として本実施形態に係る光フ
ィルタ１を用い、入力信号光パワーに応じて光フィルタ
１の位相変化量Δφの値すなわち損失傾斜の値を調整す
ることにより、入力信号光パワーの変動に伴う利得傾斜
の変動を光フィルタ１の損失傾斜で補償することができ
る。
【００２６】このとき、光フィルタ１の損失傾斜を変更
しても、信号光波長帯域における損失が小さく、光増幅
されて出力される信号光のＳ／Ｎ比が劣化することがな
い。特に上記のように信号光波長帯域や中心波長が設定
される場合には、本実施形態に係る光フィルタ１は、波
長１．５５μｍ帯や波長１．５９μｍ帯の多波長の信号
光を伝送する光伝送システムにおいて、中継局等に設け
られる光増幅器の利得特性を等化する利得等化器として
好適に用いられる。以上のように、本実施形態に係る光
フィルタ１は、温度調整手段としてのヒータまたはペル
チエ素子を少なくとも１個設けるだけでよく、損失傾斜
の制御が容易であり、光増幅器における利得等化器等と
して好適に用いられる。
【００２７】ただし、本実施形態に係る光フィルタ１
は、損失傾斜の所定直線からの偏差が充分に小さいとは
必ずしも言えず、また、使用波長帯域における損失の最
小値が充分に小さいとも必ずしも言えない。これは、図
１に示すような構造の光フィルタ１では、光路長差ΔＬ
を大きくすれば損失が小さくなる一方で直線性が悪くな
り、逆に、光路長差ΔＬを小さくすれば直線性がよくな
る一方で損失が大きくなるという、直線性と低損失との
間にトレードオフの関係があるからである。したがっ
て、本実施形態に係る光フィルタ１の構成では直線性と
低損失とを両立させることは困難である。そこで、直線
性と低損失とを両立させ得る構成として第２の実施形態
について以下に説明する。
【００２８】（第２の実施形態）次に、本発明に係る光
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フィルタ２の構成図である。本
実施形態に係る光フィルタ２は、基板２００上に形成さ
れた光平面導波路型回路であって、主光路２１０、副光
路２２０、ヒータ（第１の温度調整手段）２３１および
ヒータ（第２の温度調整手段）２３２を備えている。
【００２９】主光路２１０は、基板２００の一方の端面
にある光入力端２０１と他方の端面にある光出力端２０
２との間に設けられた光路である。光入力端２０１から
光出力端２０２へ順に、第１の光カプラ２４１、第２の
光カプラ２４２および第３の光カプラ２４３が設けられ
ている。主光路２１０と副光路２２０とは、第１の光カ
プラ２４１、第２の光カプラ２４２および第３の光カプ
ラ２４３それぞれを介して互いに光結合されている。そ
して、主光路２１０、副光路２２０、第１の光カプラ２
４１および第２の光カプラ２４２は第１のマッハツェン
ダ干渉計２５１を構成している。また、主光路２１０、
副光路２２０、第２の光カプラ２４２および第３の光カ
プラ２４３は第２のマッハツェンダ干渉計２５２を構成
している。
【００３０】ヒータ２３１は、第１の光カプラ２４１と
第２の光カプラ２４２との間における副光路２２０上に
設けられており、副光路２２０の温度を調整することに
より、副光路２２０の位相変化量Δφ1を調整する。ヒ
ータ２３２は、第２の光カプラ２４２と第３の光カプラ
２４３との間における主光路２１０上に設けられてお
り、主光路２１０の温度を調整することにより、主光路
２１０の位相変化量Δφ 2を調整する。これらヒータ２
３１および２３２は、光入力端２０１と光出力端２０２
との間における光の損失を調整する。
【００３１】この光フィルタ２では、光入力端２０１に
入力し主光路２１０を経て光出力端２０２から出力され
る光に対する透過スペクトルＴ(λ)は、
【数２】 なる式で表される。ここで、λは、光の波長である。Ｃ
は、マッハツェンダ干渉計２５１を１つの光カプラと想
定したときに、この光カプラでの光のパワー結合率であ
り、上記(1)式と同様の式で表される。Ｃ3は、光カプラ
２４３での光のパワー結合率である。ｎcは、主光路２
１０および副光路２２０それぞれの実効屈折率である。
ΔＬ2は、光カプラ２４２と光カプラ２４３との間にお
ける主光路２１０および副光路２２０それぞれの光路長
の差である。また、Δφ2は、ヒータ２３２による主光
路２１０の温度調整に基づく位相変化量である。
【００３２】すなわち、第２の実施形態に係る光フィル
タ２の構成は、第１の実施形態に係る光フィルタ１の構
成において一方の光カプラ１４１をマッハツェンダ干渉
計２５１に置き換えたものと等価である。そして、この
光フィルタ２は、マッハツェンダ干渉計２５１での光の
パワー結合率Ｃが波長依存性を有し、且つ、そのパワー
結合率Ｃの波長依存性は、光カプラ２４１と光カプラ２
４２との間における主光路２１０および副光路２２０そ
れぞれの光路長の差ΔＬ1、および、ヒータ２３１によ
る副光路２２０の温度調整に基づく位相変化量Δφ1に
より調整可能である。
【００３３】図４は、第２の実施形態に係る光フィルタ
２の損失の波長特性を示す図である。ここでは、光カプ
ラ２４３の光のパワー結合率Ｃ3を０．５とし、ｎc＝
１．４５とし、ΔＬ2＝１６．５７μｍとし、Δφ2＝０
°とした。また、マッハツェンダ干渉計２５１での光の
パワー結合率Ｃを０．２および０．５それぞれとした。
この図から判るように、光フィルタ２は、波長１５５０
ｎｍ付近では、Ｃ＝０．５の場合の方が低損失である
が、この波長から離れていくに従い、Ｃ＝０．２の場合
およびＣ＝０．５の場合それぞれの損失の差が小さくな
る。
【００３４】そこで、マッハツェンダ干渉計２５１での
光のパワー結合率Ｃを、図５に示すような波長依存性を
持たせることとする。図５は、第２の実施形態に係る光
フィルタ２におけるマッハツェンダ干渉計２５１での光
のパワー結合率Ｃの波長特性を示す図である。この図に
示すように、マッハツェンダ干渉計２５１での光のパワ
ー結合率Ｃを、波長１５５０ｎｍ付近で最小とし、この
波長から離れていくに従い大きくする。マッハツェンダ
干渉計２５１は、光カプラ２４１と光カプラ２４２との
間における主光路２１０および副光路２２０それぞれの
光路長が互いに異なり、ヒータ２３１により副光路２２
０の温度を調整することにより副光路２２０の位相変化
量Δφ1を調整することができるので、マッハツェンダ
干渉計２５１での光のパワー結合率Ｃをこのような波長
依存性のものとすることが可能である。そして、このよ
うにすることで、光フィルタ２の損失の直線性と低損失
とを両立させることが可能となる。
【００３５】図６は、第２の実施形態に係る光フィルタ
２の損失の波長特性を示す図である。ここでは、Ｃ1＝
０．２７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3＝０．５と
し、ｎc＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．９５μｍとし、Δ
Ｌ2＝１６．５７μｍとし、Δφ1＝０°とし、Δφ2＝
０°とした。この場合、光フィルタ２は、波長１５５０
ｎｍ付近での損失の波長依存性が小さくなっており、広
い波長範囲で低損失となっている。ただし、損失が平坦
な波長帯域の幅は、図４から予想される帯域幅より広く
なっている。
【００３６】これは、以下のように説明することができ
る。図３の図中に示したように、マッハツェンダ干渉計
２５１に入力する光の電界成分をＥ0と表すと、マッハ
ツェンダ干渉計２５１から主光路２１０へ出力される光
の電界成分Ｅ1は、
【数３】 なる式で表される。また、マッハツェンダ干渉計２５１
から副光路２２０へ出力される光の電界成分Ｅ2は、
【数４】 なる式で表される。ここで、θ(λ)は、電界成分Ｅ1と
電界成分Ｅ2との間の位相差であり、波長λに依存す
る。この位相差θ(λ)を適切に設計することにより、図
６に示すように損失が平坦な波長帯域の広帯域化が可能
である。
【００３７】図７は、第２の実施形態に係る光フィルタ
２における電界成分Ｅ1および電界成分Ｅ2それぞれをベ
クトル表示する図である。ここでは、Ｃ1＝０．２７６
とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3＝０．５とし、ｎc＝
１．４５とし、ΔＬ1＝６．９５μｍとし、ΔＬ2＝１
６．５７μｍとし、Δφ1＝０°とし、Δφ2＝０°とし
た。図７（ａ）は、波長１５３０ｎｍの場合を示してお
り、この場合、位相差θ(λ)が５８．６°である。図７
（ｂ）は、波長１５５０ｎｍの場合を示しており、この
場合、位相差θ(λ)が９０．０°である。また、図７
（ｃ）は、波長１５７０ｎｍの場合を示しており、この
場合、位相差θ(λ)が１２０．７°である。
【００３８】このように、マッハツェンダ干渉計２５１
から主光路２１０および副光路２２０それぞれへ出力さ
れる電界成分Ｅ1，Ｅ2の間の位相差θ(λ)は、波長依存
性を有し、波長λが長くなるに従い単調に増加する。一
方、マッハツェンダ干渉計２５１から光カプラ２４３に
到る迄の主光路２１０および副光路２２０の間の位相差
は、(２πｎc／λ)ΔＬ2 なる式で表され、波長λが長
くなるに従い単調に減少する。したがって、光カプラ２
４３に到達する時点での電界成分Ｅ1，Ｅ2の間の位相差
は、波長依存性が小さいものとなる。これに因り、光フ
ィルタ２の損失の波長依存性が小さくなり、図６に示す
ように損失が平坦な波長帯域の広帯域化が可能となる。
【００３９】図８は、第２の実施形態に係る光フィルタ
２の損失の波長特性を示す図である。ここでは、Ｃ1＝
０．２７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3＝０．５と
し、ｎc＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．９５μｍとし、Δ
Ｌ2＝１６．５７μｍとした。また、Δφ1＝Δφ2とし
て、これらを０°，１０°，２０°，３０°，４０°，
５０°および６０°それぞれとした。
【００４０】この図から判るように、ヒータ２３１，２
３２による温度調整を行っていないとき、すなわち、位
相変化量Δφ1，Δφ2が０°であるとき、光フィルタ２
の損失は、波長１５５０ｎｍで最小となり、波長１５３
０ｎｍ〜１５７０ｎｍで小さい値となっており、上記波
長帯域における波長λに対する光の損失の傾斜が小さく
且つ線形性が優れる。また、ヒータ２３１，２３２によ
る温度調整により位相変化量Δφ1、Δφ2を大きくする
に従い、上記波長帯域における波長λに対する光の損失
の傾斜が大きくなっていく。このとき、短波長側の波長
１５３５ｎｍにおいて損失が最小となる。
【００４１】この光フィルタ２の特性は、波長帯域１５
３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの範囲（帯域幅３０ｎｍ）で、
位相変化量Δφ1，Δφ2を０°〜６０°の範囲で調整す
ることで損失傾斜が０〜７．８ｄＢ／３０ｎｍの範囲で
可変であり、損失傾斜の所定直線からの偏差が０．６３
ｄＢ以下であって線形性が優れ、上記波長帯域における
損失の最小値が１．７１ｄＢである。
【００４２】図９は、第２の実施形態に係る光フィルタ
２の損失傾斜の所定直線からの偏差と光路長差ΔＬとの
関係を示す図である。ここで、光路長差ΔＬは、第１の
光カプラ２４１と第２の光カプラ２４２との間における
主光路２１０と副光路２２０との光路長差ΔＬ1、およ
び、第２の光カプラ２４２と第３の光カプラ１４３との
間における主光路２１０と副光路２２０との光路長差Δ
Ｌ2のうち、何れか長い方を表す。この図に示すよう
に、光路長差ΔＬが大きいほど、光フィルタ２の損失傾
斜の所定直線からの偏差が大きい。光路長差ΔＬの値が
４２μｍ以下であれば、光フィルタ２の損失の傾斜の所
定直線からの偏差が１ｄＢ以下となり好適である。
【００４３】なお、本実施形態においてヒータ２３１，
２３２に替えてペルチエ素子を設けて、主光路２１０，
副光路２２０の温度を上昇または降下させることによ
り、位相変化量Δφ1，Δφ2の値を正だけでなく負にも
設定することができる。このようにして位相変化量Δφ
1，Δφ2の値を−６０°〜０°の範囲で変化させること
により、波長帯域１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍにおいて
損失傾斜が−７．８ｄＢ／３０ｎｍ〜０ｄＢ／３０ｎｍ
の範囲で設定可能となり、このとき、長波長側の波長１
５６５ｎｍにおいて損失が最小となる。
【００４４】また、光カプラ２４１と光カプラ２４２と
の間の副光路２２０上ではなく主光路２１０上にヒータ
またはペルチエ素子を設けてもよいし、光カプラ２４２
と光カプラ２４３との間の主光路２１０上ではなく副光
路２２０上にヒータまたはペルチエ素子を設けてもよ
い。また、光カプラ２４１と光カプラ２４２との間の主
光路２１０および副光路２２０それぞれの上にヒータま
たはペルチエ素子を設けてもよいし、光カプラ２４２と
光カプラ２４３との間の主光路２１０および副光路２２
０それぞれの上にヒータまたはペルチエ素子を設けても
よい。
【００４５】本実施形態に係る光フィルタ２は、光増幅
器における利得等化器として好適に用いられる。図１０
は、第２の実施形態に係る光フィルタ２を利得等化器と
して用いた光増幅器２０の構成図である。この光増幅器
２０は、利得等化器としての光フィルタ２の他に、制御
部２１、光増幅部２２、分岐部２３および受光部２４を
備えている。分岐部２３は、この光増幅器２０に入力す
る信号光の一部を分岐して受光部２４へ向けて出力し、
残部を光増幅部２２へ向けて出力する。受光部２４は、
例えばフォトダイオードであり、分岐部２３から到達し
た信号光を受光して、光増幅器２０に入力する信号光の
パワーに応じた電気信号を出力する。光増幅部２２は、
増幅用光導波路（例えば、光導波領域にＥｒ元素が添加
された光ファイバ）と、励起光源（例えば、波長１．４
８μｍのレーザ光を励起光として出力する半導体レーザ
光源）とを有しており、入力した信号光を光増幅して出
力する。
【００４６】利得等化器としての光フィルタ２は、制御
部２１により設定された損失傾斜を有しており、光増幅
部２２から出力された信号光を入力して利得等化を行
う。制御部２１は、受光部２４から出力された電気信号
を入力し、この電気信号に基づいて、光増幅器２０に入
力する信号光のパワーをモニタする。そして、制御部２
１は、この入力信号光パワーに基づいて、ヒータ２３１
の温度調整による位相変化量Δφ1とヒータ２３２の温
度調整による位相変化量Δφ2とを互いに関連つけて制
御し、これにより、光フィルタ２の損失傾斜を制御す
る。例えば、光フィルタ２が図８で説明した構成のもの
である場合には、制御部２１は、位相変化量Δφ1と位
相変化量Δφ2とが互いに等しくなるよう制御する。
【００４７】このような光増幅器２０は以下のように動
作する。すなわち、光増幅器２０の前段の光伝送路の損
失が何等かの原因により変動して、光増幅器２０に入力
する信号光のパワーが変動したときに、光増幅器２０か
ら出力される信号光のパワーを一定に保つために、光増
幅部２２における信号光の光増幅の利得を変化させる。
そして、利得を変化させると、光増幅部２２における利
得の波長依存性すなわち利得傾斜が変動し、その結果、
光増幅部２２の利得平坦性が損なわれる。しかし、光増
幅器２０における利得等化器として本実施形態に係る光
フィルタ２を用い、入力信号光パワーに応じて光フィル
タ２の位相変化量Δφ1，Δφ2の値すなわち損失傾斜の
値を調整することにより、入力信号光パワーの変動に伴
う光増幅部２２の利得傾斜の変動を光フィルタ２の損失
傾斜で補償することができる。
【００４８】このとき、光フィルタ２の損失傾斜を変更
しても、信号光波長帯域における損失が小さく、光増幅
器２０から出力される信号光のＳ／Ｎ比が劣化すること
がない。特に上記のように信号光波長帯域や中心波長が
設定される場合には、本実施形態に係る光フィルタ２
は、波長１．５５μｍ帯や波長１．５９μｍ帯の多波長
の信号光を伝送する光伝送システムにおいて、中継局等
に設けられる光増幅器２０の利得特性を等化する利得等
化器として好適に用いられる。以上のように、本実施形
態に係る光フィルタ２は、温度調整手段としてのヒータ
またはペルチエ素子を少なくとも２個設けるだけでよ
く、損失傾斜の制御が容易であり、光増幅器における利
得等化器等として好適に用いられる。
【００４９】（第３の実施形態）次に、本発明に係る光
フィルタの第３の実施形態について説明する。図１１
は、第３の実施形態に係る光フィルタ３の構成図であ
る。本実施形態に係る光フィルタ３は、第２の実施形態
に係る光フィルタ２の構成に加えてヒータ３３１および
ヒータ３３２を更に備えている。
【００５０】ヒータ２３１は、第１の光カプラ２４１と
第２の光カプラ２４２との間における副光路２２０上に
設けられており、副光路２２０の温度を調整することに
より、この間の副光路２２０の位相変化量Δφ1を調整
する。ヒータ２３２は、第２の光カプラ２４２と第３の
光カプラ２４３との間における主光路２１０上に設けら
れており、主光路２１０の温度を調整することにより、
この間の主光路２１０の位相変化量Δφ2を調整する。
ヒータ３３１は、第１の光カプラ２４１と第２の光カプ
ラ２４２との間における主光路２１０上に設けられてお
り、主光路２１０の温度を調整することにより、この間
の主光路２１０の位相変化量Δφ3を調整する。また、
ヒータ３３２は、第２の光カプラ２４２と第３の光カプ
ラ２４３との間における副光路２２０上に設けられてお
り、副光路２２０の温度を調整することにより、この間
の副光路２２０の位相変化量Δφ4を調整する。そし
て、これらヒータ２３１，２３２，３３１および３３２
は、光入力端２０１と光出力端２０２との間における光
の損失を調整する。
【００５１】図１２は、第３の実施形態に係る光フィル
タ３の損失の波長特性を示す図である。ここでは、第２
の実施形態における図８の場合と同様に、Ｃ1＝０．２
７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3＝０．５とし、ｎ
c＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．９５μｍとし、ΔＬ2＝
１６．５７μｍとした。そして、Δφ1＝Δφ2＝２１°
もしくは４２°，Δφ3＝Δφ4＝０°とし、或いは、Δ
φ1＝Δφ2＝０°，Δφ3＝Δφ4＝２１°もしくは４２
°とした。
【００５２】この図から判るように、ヒータ２３１，２
３２，３３１，３３２による温度調整を行っていないと
き、すなわち、位相変化量Δφ1〜Δφ4が全て０°であ
るとき、光フィルタ３の損失は、波長１５４５ｎｍ付近
で最小となり、波長１５２７ｎｍ〜１５６３ｎｍで小さ
い値となっており、上記波長帯域における波長λに対す
る光の損失の傾斜が小さく且つ線形性が優れる。
【００５３】また、ヒータ３３１，３３２により温度調
整を行うことなく位相変化量Δφ3＝Δφ4＝０のまま、
ヒータ２３１，２３２による温度調整により位相変化量
Δφ1、Δφ2を大きくするに従い、上記波長帯域におけ
る波長λに対する光の損失の傾斜が大きくなっていく。
このとき、短波長側の波長１５２７ｎｍにおいて損失が
最小となる。
【００５４】一方、ヒータ２３１，２３２により温度調
整を行うことなく位相変化量Δφ1＝Δφ2＝０のまま、
ヒータ３３１，３３２による温度調整により位相変化量
Δφ3、Δφ4を大きくするに従い、上記波長帯域におけ
る波長λに対する光の損失の傾斜が大きくなっていく。
このとき、長波長側の波長１５６３ｎｍにおいて損失が
最小となる。
【００５５】この光フィルタ３の特性は、波長帯域１５
２７ｎｍ〜１５６３ｎｍの範囲（帯域幅３６ｎｍ）で、
位相変化量Δφ1，Δφ2を０°〜４２°の範囲で調整す
ることで損失傾斜が０〜５．０６ｄＢ／３６ｎｍの範囲
で可変であり、また、位相変化量Δφ3，Δφ4を０°〜
４２°の範囲で調整することで損失傾斜が０〜−５．３
３ｄＢ／３６ｎｍの範囲で可変であり、損失傾斜の所定
直線からの偏差が０．５５ｄＢ以下であって線形性が優
れ、上記波長帯域における損失の最小値が０．４０ｄＢ
以下である。
【００５６】図１３も、第３の実施形態に係る光フィル
タ３の損失の波長特性を示す図である。ここでは、図１
２の場合と異なり、ΔＬ1＝６．８２μｍとし、ΔＬ2＝
１６．７０μｍとした。そして、Δφ3＝Δφ4＝０°と
して、Δφ1＝Δφ2＝０°，２１°，４３°，６３°お
よび８４°それぞれとした。この図に示す損失の波長依
存性は、図１２に示したものと同様である。ただし、図
１２に示したものでは、位相変化量Δφ1およびΔφ2の
値を調整することで損失傾斜を正の範囲で調整し、位相
変化量Δφ3およびΔφ4の値を調整することで損失傾斜
を負の範囲で調整したのに対して、図１３に示したもの
では、２つの位相変化量Δφ1およびΔφ2の値のみを調
整することで損失傾斜を正および負の双方の範囲で調整
することができる。
【００５７】上記の図１２および図１３それぞれの動作
上の相違は、以下のような設計上の相違に因るものであ
る。すなわち、実効屈折率ｎc、光路長差ΔＬおよび中
心波長λ0の間における
【数５】 なる関係式において、光路長差ΔＬ1およびΔＬ2ならび
に実効屈折率ｎcそれぞれの値を適切に設定する。この
とき、パラメータｍの値が整数または整数＋１／２とな
るように設計することにより、図１２に示すように、位
相変化量Δφ1〜Δφ4が全て０°であるときに光フィル
タ３の損失傾斜の絶対値が最小になるようにすることが
できる。図１２では、マッハツェンダ干渉計２５１にお
いてｍ１＝６．５０とし、マッハツェンダ干渉計２５２
においてｍ２＝１５．５０とした。一方、パラメータｍ
の値が上記値以外となるように設計することにより、図
１３に示すように、位相変化量Δφ1〜Δφ4が全て０°
であるときに光フィルタ３が初期傾斜を有するようにす
ることができる。図１３では、マッハツェンダ干渉計２
５１においてｍ１＝６．３８とし、マッハツェンダ干渉
計２５２においてｍ２＝１５．６２とした。
【００５８】以上のように、光路長差ΔＬ1およびΔＬ2
ならびに実効屈折率ｎcそれぞれの値を適切に設定する
ことにより、図１３の場合のように、２つの位相変化量
Δφ 1およびΔφ2の値のみを調整することで損失傾斜を
正および負の双方の範囲で調整することができる。これ
は、図１２に示した４つの位相変化量Δφ1〜Δφ4の値
を調整する場合と比較して制御が容易である。ただし、
光路長差ΔＬ1およびΔＬ2ならびに実効屈折率ｎcそれ
ぞれの値を適切に設計したとしても、製造されたものに
おいて各値が設計値であるとは限らない。そこで、光フ
ィルタ３は、ヒータ３３１および３３２を備えて、これ
らによる温度調整により光路長差ΔＬ1およびΔＬ2それ
ぞれが設計値になるように調整する。
【００５９】図１４は、第３の実施形態に係る光フィル
タ３の帯域内での最低損失と損失傾斜との関係を示す図
である。ここでは、図１３の場合と同様に、Ｃ1＝０．
２７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3＝０．５とし、
ｎc＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．８２μｍとし、ΔＬ2
＝１６．７０μｍとした。この図から判るように、損失
傾斜を±５ｄＢ／３６ｎｍの範囲で変化させても、波長
帯域１５２７ｎｍ〜１５６３ｎｍの範囲での最小損失は
０．５ｄＢ以下になっている。
【００６０】図１５は、第３の実施形態に係る光フィル
タ３の損失傾斜の所定直線からの偏差と損失傾斜幅との
関係を示す図である。ここでも、図１３の場合と同様
に、Ｃ 1＝０．２７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3
＝０．５とし、ｎc＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．８２μ
ｍとし、ΔＬ2＝１６．７０μｍとした。損失傾斜幅と
は、波長帯域１５２７ｎｍ〜１５６３ｎｍの範囲におけ
る最大損失と最小損失との差である。この図から判るよ
うに、損失傾斜を変化させても、損失傾斜の所定直線か
らの偏差は０．６ｄＢ以下であって、直線性が優れる。
【００６１】図１６は、第３の実施形態に係る光フィル
タ３の損失傾斜の所定直線からの偏差と光路長差ΔＬと
の関係を示す図である。ここでも、図１３の場合と同様
に、Ｃ1＝０．２７６とし、Ｃ2＝０．７２４とし、Ｃ3
＝０．５とし、ｎc＝１．４５とし、ΔＬ1＝６．８２μ
ｍとし、ΔＬ2＝１６．７０μｍとした。また、この図
には第１の実施形態に係る光フィルタ１についても記載
されている。この図から判るように、損失傾斜の所定直
線からの偏差を１ｄＢ以下とするには、第３の実施形態
に係る光フィルタ３では光路長差ΔＬを３６μｍ以下に
する必要があり、第１の実施形態に係る光フィルタ１で
は光路長差ΔＬを１５μｍ以下にする必要がある。ま
た、第３の実施形態に係る光フィルタ３では光路長差Δ
Ｌが１６．６μｍであるときに偏差が０．２０ｄＢであ
り、第１の実施形態に係る光フィルタ１では光路長差Δ
Ｌが０．５３μｍであるときに偏差が０．３８ｄＢであ
る。このように、第１の実施形態に係る光フィルタ１と
比較して、第３の実施形態に係る光フィルタ３は、直線
性および低損失の双方に関して優れている。
【００６２】本実施形態に係る光フィルタ３は、光増幅
器における利得等化器として好適に用いられる。図１７
は、第３の実施形態に係る光フィルタ３を利得等化器と
して用いた光増幅器３０の構成図である。この光増幅器
３０は、利得等化器としての光フィルタ３の他に、制御
部３１、光増幅部３２、分岐部３３および受光部３４を
備えている。分岐部３３は、この光増幅器３０に入力す
る信号光の一部を分岐して受光部３４へ向けて出力し、
残部を光増幅部３２へ向けて出力する。受光部３４は、
例えばフォトダイオードであり、分岐部３３から到達し
た信号光を受光して、光増幅器３０に入力する信号光の
パワーに応じた電気信号を出力する。光増幅部３２は、
増幅用光導波路（例えば、光導波領域にＥｒ元素が添加
された光ファイバ）と、励起光源（例えば、波長１．４
８μｍのレーザ光を励起光として出力する半導体レーザ
光源）とを有しており、入力した信号光を光増幅して出
力する。
【００６３】利得等化器としての光フィルタ３は、制御
部３１によりヒータ３３１および３３２それぞれによる
温度調整により位相変化量Δφ3およびΔφ4が適切に調
整されて初期設定された所定の損失傾斜を有しており、
光増幅部３２から出力された信号光を入力して利得等化
を行う。制御部３１は、受光部３４から出力された電気
信号を入力し、この電気信号に基づいて、光増幅器３０
に入力する信号光のパワーをモニタする。そして、制御
部３１は、この入力信号光パワーに基づいて、ヒータ２
３１の温度調整による位相変化量Δφ1とヒータ２３２
の温度調整による位相変化量Δφ2とを互いに関連つけ
て制御し、これにより、光フィルタ３の損失傾斜を制御
する。例えば、光フィルタ３が図１１で説明した構成の
ものである場合には、制御部３１は、位相変化量Δφ1
と位相変化量Δφ2とが互いに等しくなるよう制御す
る。
【００６４】このような光増幅器３０は以下のように動
作する。すなわち、光増幅器３０の前段の光伝送路の損
失が何等かの原因により変動して、光増幅器３０に入力
する信号光のパワーが変動したときに、光増幅器３０か
ら出力される信号光のパワーを一定に保つために、光増
幅部３２における信号光の光増幅の利得を変化させる。
そして、利得を変化させると、光増幅部３２における利
得の波長依存性すなわち利得傾斜が変動し、その結果、
光増幅部３２の利得平坦性が損なわれる。しかし、光増
幅器３０における利得等化器として本実施形態に係る光
フィルタ３を用い、入力信号光パワーに応じて光フィル
タ３の位相変化量Δφ1，Δφ2の値すなわち損失傾斜の
値を調整することにより、入力信号光パワーの変動に伴
う光増幅部３２の利得傾斜の変動を光フィルタ３の損失
傾斜で補償することができる。
【００６５】このとき、光フィルタ３の損失傾斜を変更
しても、信号光波長帯域における損失が小さく、光増幅
器３０から出力される信号光のＳ／Ｎ比が劣化すること
がない。特に上記のように信号光波長帯域や中心波長が
設定される場合には、本実施形態に係る光フィルタ３
は、波長１．５５μｍ帯や波長１．５９μｍ帯の多波長
の信号光を伝送する光伝送システムにおいて、中継局等
に設けられる光増幅器３０の利得特性を等化する利得等
化器として好適に用いられる。以上のように、本実施形
態に係る光フィルタ３は、温度調整手段としてのヒータ
またはペルチエ素子を少なくとも２個設けるだけでよ
く、損失傾斜の制御が容易であり、光増幅器における利
得等化器等として好適に用いられる。
【００６６】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。上記実施形態では、
光フィルタは、各構成要素が基板上に形成され集積化さ
れたものであって、取り扱いが容易である点で好適であ
る。しかし、発明に係る光フィルタは、主光路および副
光路が光ファイバからなり、各光カプラそれぞれが光フ
ァイバカプラからなるものであってもよい。この場合に
は、この光フィルタを光ファイバ伝送路上に設ける際の
挿入損失が小さい点で好適である。
【００６７】また、光フィルタの動作波長帯域は任意に
設定可能である。動作波長帯域の設定は、(5)式に基づ
いて光路長差ΔＬ1およびΔＬ2それぞれの値を適切に設
定することにより可能である。
【００６８】
【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、第１の発
明に係る光フィルタによれば、主光路、副光路ならびに
第１および第２の光カプラによりマッハツェンダ干渉計
が構成されている。第１の光カプラと第２の光カプラと
の間における主光路および副光路それぞれは、光路長が
互いに異なっており、双方または何れか一方の温度が温
度調整手段により調整される。そして、温度調整手段に
よる温度調整により波長帯域における波長に対する光の
損失の傾斜が設定される。
【００６９】このように、第１の発明に係る光フィルタ
は、構成が簡易であって損失傾斜の制御が容易である。
したがって、この光フィルタは、例えば光増幅器におけ
る利得等化器等として好適に用いられ、入力信号光パワ
ーの変動に伴い光増幅器の光増幅の利得が変動して利得
傾斜が生じたとしても、その利得傾斜を補償することが
できる。また、光フィルタの損失傾斜を変更しても、信
号光波長帯域における損失が小さく、信号光のＳ／Ｎ比
が劣化することがない。
【００７０】また、第１の発明に係る光フィルタでは、
温度調整手段は第１の光カプラと第２の光カプラとの間
における主光路および副光路のうち何れか一方の温度を
調整するのが好適であり、この場合には、温度調整手段
として用いられるヒータまたはペルチエ素子等を１個だ
け設ければよいので、損失傾斜の制御が更に容易であ
る。
【００７１】また、第２の発明に係る光フィルタによれ
ば、主光路、副光路ならびに第１および第２の光カプラ
により第１のマッハツェンダ干渉計が構成されており、
第１の光カプラと第２の光カプラとの間における主光路
および副光路それぞれは、光路長が互いに異なってお
り、双方または何れか一方の温度が第１の温度調整手段
により調整される。また、主光路、副光路ならびに第２
および第３の光カプラにより第２のマッハツェンダ干渉
計が構成されており、第２の光カプラと第３の光カプラ
との間における主光路および副光路それぞれは、光路長
が互いに異なっており、双方または何れか一方の温度が
第２の温度調整手段により調整される。そして、第１お
よび第２の温度調整手段それぞれによる温度調整により
波長帯域における波長に対する光の損失の傾斜が設定さ
れる。
【００７２】このように、第２の発明に係る光フィルタ
も、構成が簡易であって損失傾斜の制御が容易である。
したがって、この光フィルタは、例えば光増幅器におけ
る利得等化器等として好適に用いられ、入力信号光パワ
ーの変動に伴い光増幅器の光増幅の利得が変動して利得
傾斜が生じたとしても、その利得傾斜を補償することが
できる。また、光フィルタの損失傾斜を変更しても、信
号光波長帯域における損失が小さく、信号光のＳ／Ｎ比
が劣化することがない。
【００７３】また、第２の発明に係る光フィルタでは、
第１の温度調整手段は第１の光カプラと第２の光カプラ
との間における主光路および副光路のうち何れか一方の
温度を調整し、第２の温度調整手段は第２の光カプラと
第３の光カプラとの間における主光路および副光路のう
ち何れか一方の温度を調整するのが好適であり、この場
合には、温度調整手段として用いられるヒータまたはペ
ルチエ素子等を２個だけ設ければよいので、損失傾斜の
制御が更に容易である。
【００７４】また、第２の発明に係る光フィルタは、第
１および第２の温度調整手段それぞれによる温度調整を
互いに関連つけて制御する制御部を更に備えるのが好適
であり、この場合には、第１および第２の温度調整手段
それぞれによる温度調整は互いに関連つけられて制御部
により制御されるので、制御部による制御が容易であ
る。
【００７５】また、第２の発明に係る光フィルタは、第
１の光カプラと第２の光カプラとの間における主光路と
副光路との光路長差をΔＬ1とし、第２の光カプラと第
３の光カプラとの間における主光路と副光路との光路長
差をΔＬ2としたときに、光路長差ΔＬ1およびΔＬ2の
うちの長い方の値が４２μｍ以下であるのが好適であ
り、この場合には、損失の傾斜の所定直線からの偏差を
１ｄＢ以下とする上で好適である。
【００７６】本発明に係る光フィルタは、波長帯域の帯
域幅が２５ｎｍ以上であり、損失の傾斜の絶対値が少な
くとも０〜５ｄＢ／２５ｎｍの範囲で可変であり、損失
の傾斜の所定直線からの偏差が１ｄＢ以下であり、波長
帯域における損失の最小値が２ｄＢ以下であるのが好適
である。また、或いは、波長帯域の帯域幅が３６ｎｍ以
上であり、損失の傾斜の絶対値が少なくとも０〜５ｄＢ
／３６ｎｍの範囲で可変であり、損失の傾斜の所定直線
からの偏差が１ｄＢ以下であり、波長帯域における損失
の最小値が２ｄＢ以下であるのが好適である。この場合
には、この光フィルタは、例えば信号光波長帯域である
波長１５３５ｎｍ〜１５６５ｎｍの帯域において、充分
な直線性および充分な低損失を維持しつつ、損失傾斜が
充分な範囲で可変である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係る光フィルタの構成図であ
る。
【図２】第１の実施形態に係る光フィルタの損失の波長
特性を示す図である。
【図３】第２の実施形態に係る光フィルタの構成図であ
る。
【図４】第２の実施形態に係る光フィルタの損失の波長
特性を示す図である。
【図５】第２の実施形態に係る光フィルタにおける第１
のマッハツェンダ干渉計での光のパワー結合率Ｃの波長
特性を示す図である。
【図６】第２の実施形態に係る光フィルタの損失の波長
特性を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る光フィルタにおける電界
成分Ｅ1および電界成分Ｅ2それぞれをベクトル表示する
図である。
【図８】第２の実施形態に係る光フィルタの損失の波長
特性を示す図である。
【図９】第２の実施形態に係る光フィルタの損失傾斜の
所定直線からの偏差と光路長差ΔＬとの関係を示す図で
ある。
【図１０】第２の実施形態に係る光フィルタを利得等化
器として用いた光増幅器の構成図である。
【図１１】第３の実施形態に係る光フィルタの構成図で
ある。
【図１２】第３の実施形態に係る光フィルタの損失の波
長特性を示す図である。
【図１３】第３の実施形態に係る光フィルタの損失の波
長特性を示す図である。
【図１４】第３の実施形態に係る光フィルタの帯域内で
の最低損失と損失傾斜との関係を示す図である。
【図１５】第３の実施形態に係る光フィルタの損失傾斜
の所定直線からの偏差と損失傾斜幅との関係を示す図で
ある。
【図１６】第３の実施形態に係る光フィルタの損失傾斜
の所定直線からの偏差と光路長差ΔＬとの関係を示す図
である。
【図１７】第３の実施形態に係る光フィルタを利得等化
器として用いた光増幅器の構成図である。
【符号の説明】
１〜３…光フィルタ、２０，３０…光増幅器、１００…
基板、１０１…光入力端、１０２…光出力端、１１０…
主光路、１２０…副光路、１３０…ヒータ（温度調整手
段）、１４１…第１の光カプラ、１４２…第２の光カプ
ラ、２００…基板、２０１…光入力端、２０２…光出力
端、２１０…主光路、２２０…副光路、２３１…ヒータ
（第１の温度調整手段）、２３１…ヒータ（第２の温度
調整手段）、２４１…第１の光カプラ、２４２…第２の
光カプラ、２４３…第３の光カプラ、３３１，３３２…
ヒータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA12 KB04 LA12 MA05 NA01 RA08 TA12 TA31 2H079 AA06 AA12 BA01 CA09 EA05 EB27 HA11 5F072 AB07 AK06 JJ20 KK30

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光入力端から光出力端へ光を導波させる
    主光路と、 第１の光カプラおよび第２の光カプラそれぞれを介して
    前記主光路と光結合され、前記主光路ならびに前記第１
    および前記第２の光カプラとともにマッハツェンダ干渉
    計を構成する副光路と、 前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとの間におけ
    る前記主光路および前記副光路の双方または何れか一方
    の温度を調整する温度調整手段と、 を備え、 前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとの間におけ
    る前記主光路および前記副光路それぞれの光路長が互い
    に異なり、前記温度調整手段による温度調整により前記
    波長帯域における波長に対する光の損失の傾斜が設定さ
    れる、 ことを特徴とする光フィルタ。
  2. 【請求項２】 前記温度調整手段は前記第１の光カプラ
    と前記第２の光カプラとの間における前記主光路および
    前記副光路のうち何れか一方の温度を調整することを特
    徴とする請求項１記載の光フィルタ。
  3. 【請求項３】 前記温度調整手段による温度調整が所定
    値であるときに所定の波長帯域中の所定波長において前
    記光入力端と前記光出力端との間の光の損失の波長依存
    性がゼロとなることを特徴とする請求項１記載の光フィ
    ルタ。
  4. 【請求項４】 光入力端から光出力端へ光を導波させる
    主光路と、 第１の光カプラ、第２の光カプラおよび第３の光カプラ
    それぞれを介して前記主光路と光結合され、前記主光路
    ならびに前記第１および前記第２の光カプラとともに第
    １のマッハツェンダ干渉計を構成するとともに、前記主
    光路ならびに前記第２および前記第３の光カプラととも
    に第２のマッハツェンダ干渉計を構成する副光路と、 前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとの間におけ
    る前記主光路および前記副光路の双方または何れか一方
    の温度を調整する第１の温度調整手段と、 前記第２の光カプラと前記第３の光カプラとの間におけ
    る前記主光路および前記副光路の双方または何れか一方
    の温度を調整する第２の温度調整手段と、 を備え、 前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとの間におけ
    る前記主光路および前記副光路それぞれの光路長が互い
    に異なり、前記第２の光カプラと前記第３の光カプラと
    の間における前記主光路および前記副光路それぞれの光
    路長が互いに異なり、前記第１および前記第２の温度調
    整手段それぞれによる温度調整により前記波長帯域にお
    ける波長に対する光の損失の傾斜が設定される、 ことを特徴とする光フィルタ。
  5. 【請求項５】 前記第１の温度調整手段は前記第１の光
    カプラと前記第２の光カプラとの間における前記主光路
    および前記副光路のうち何れか一方の温度を調整し、 前記第２の温度調整手段は前記第２の光カプラと前記第
    ３の光カプラとの間における前記主光路および前記副光
    路のうち何れか一方の温度を調整する、 ことを特徴とする請求項４記載の光フィルタ。
  6. 【請求項６】 前記第１および前記第２の温度調整手段
    それぞれによる温度調整を互いに関連つけて制御する制
    御部を更に備えることを特徴とする請求項４記載の光フ
    ィルタ。
  7. 【請求項７】 前記第１の光カプラと前記第２の光カプ
    ラとの間における前記主光路と前記副光路との光路長差
    をΔＬ1とし、前記第２の光カプラと前記第３の光カプ
    ラとの間における前記主光路と前記副光路との光路長差
    をΔＬ2としたときに、光路長差ΔＬ1およびΔＬ2のう
    ちの長い方の値が４２μｍ以下である、ことを特徴とす
    る請求項４記載の光フィルタ。
  8. 【請求項８】 前記第１および前記第２の温度調整手段
    それぞれによる温度調整が所定値であるときに所定の波
    長帯域中の所定波長において前記光入力端と前記光出力
    端との間の光の損失の波長依存性がゼロとなることを特
    徴とする請求項４記載の光フィルタ。
  9. 【請求項９】 前記波長帯域の帯域幅が２５ｎｍ以上で
    あり、前記損失の傾斜の絶対値が少なくとも０〜５ｄＢ
    ／２５ｎｍの範囲で可変であり、前記損失の傾斜の所定
    直線からの偏差が１ｄＢ以下であり、前記波長帯域にお
    ける損失の最小値が２ｄＢ以下であることを特徴とする
    光フィルタ。
  10. 【請求項１０】 前記波長帯域の帯域幅が３６ｎｍ以上
    であり、前記損失の傾斜の絶対値が少なくとも０〜５ｄ
    Ｂ／３６ｎｍの範囲で可変であり、前記損失の傾斜の所
    定直線からの偏差が１ｄＢ以下であり、前記波長帯域に
    おける損失の最小値が２ｄＢ以下であることを特徴とす
    る光フィルタ。
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