JP2002365597A - 熱光学型光アテネータ - Google Patents
熱光学型光アテネータInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 環境温度変化に強く、しかも電流のみで制御
できる熱光学型光アテネータを提供することにある。 【解決手段】 石英基板２上に、入力される光を分岐さ
せ再結合させるマッハツェンダ回路Ｃを形成して光回路
とし、そのマッハツェンダ回路Ｃに形成したヒータの通
電により、入力される光を調整して出力する熱光学型光
アテネータ１において、上記ヒータを、抵抗値の温度係
数の符号が互いに異なり、且つある温度における抵抗値
が互いに等しい第１ヒータ８ａ，８ｂと第２ヒータ９
ａ，９ｂとを電気的に直列接続して構成したものであ
る。
できる熱光学型光アテネータを提供することにある。 【解決手段】 石英基板２上に、入力される光を分岐さ
せ再結合させるマッハツェンダ回路Ｃを形成して光回路
とし、そのマッハツェンダ回路Ｃに形成したヒータの通
電により、入力される光を調整して出力する熱光学型光
アテネータ１において、上記ヒータを、抵抗値の温度係
数の符号が互いに異なり、且つある温度における抵抗値
が互いに等しい第１ヒータ８ａ，８ｂと第２ヒータ９
ａ，９ｂとを電気的に直列接続して構成したものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光情報処理、光通
信システムに有用な、低損失で微調整可能な熱光学型光
アテネータに係り、特に、環境の温度変化に強い熱光学
型光アテネータに関するものである。
信システムに有用な、低損失で微調整可能な熱光学型光
アテネータに係り、特に、環境の温度変化に強い熱光学
型光アテネータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重光信号伝送には光増幅器が不可
欠である。現在最も盛んに使用される光増幅器としては
エルビウムドープ光ファイバがある。しかし光増幅器
は、波長により、増幅利得に特性を持つため、信号の安
定、均一な伝送のためには利得を調整、平坦化する機
構、例えば、光アテネータがシステム中に必要となる。
欠である。現在最も盛んに使用される光増幅器としては
エルビウムドープ光ファイバがある。しかし光増幅器
は、波長により、増幅利得に特性を持つため、信号の安
定、均一な伝送のためには利得を調整、平坦化する機
構、例えば、光アテネータがシステム中に必要となる。
【０００３】光アテネータは、ＷＤＭ(Wavelength Divi
sion Multiplexing)フィルタによって波長ごとに分けら
れた信号を、それぞれ独立に強度調整するもので、熱光
学型、機械型、磁気光学型などさまざまな方式がある。
特に、熱光学型光アテネータは、可動部分がないため高
い信頼性を期待できる。
sion Multiplexing)フィルタによって波長ごとに分けら
れた信号を、それぞれ独立に強度調整するもので、熱光
学型、機械型、磁気光学型などさまざまな方式がある。
特に、熱光学型光アテネータは、可動部分がないため高
い信頼性を期待できる。
【０００４】図２に示すような従来の熱光学型光アテネ
ータ３０は、石英基板３１上にクラッド層３２を形成
し、そのクラッド層３２にコアとなる光導波路３３を形
成して光回路とし、この光導波路３３上に金属薄膜ヒー
タ３４ａ，３４ｂを形成したものである。コアとなる光
導波路３３は、オーバクラッド層３２ｕで覆われてい
る。光導波路３３の一端が入力ポート３３ｉであり、光
導波路３３の他端が出力ポート３３ｏである。
ータ３０は、石英基板３１上にクラッド層３２を形成
し、そのクラッド層３２にコアとなる光導波路３３を形
成して光回路とし、この光導波路３３上に金属薄膜ヒー
タ３４ａ，３４ｂを形成したものである。コアとなる光
導波路３３は、オーバクラッド層３２ｕで覆われてい
る。光導波路３３の一端が入力ポート３３ｉであり、光
導波路３３の他端が出力ポート３３ｏである。
【０００５】コアとなる光導波路３３は石英系の材料か
らなり、ＴｉあるいはＧｅが添加されている。クラッド
層３２は石英系の材料からなり、純粋ＳｉＯ2 あるいは
Ｂ及びＰが添加されている。コアとクラッド層３２の屈
折率差は０．３％である。光導波路３３は、Ｙ分岐部３
５、アーム３６ａ，３６ｂ、Ｙ結合部３７からなる対称
マッハツェンダ干渉計回路とし、左右対称の形をしてい
る。
らなり、ＴｉあるいはＧｅが添加されている。クラッド
層３２は石英系の材料からなり、純粋ＳｉＯ2 あるいは
Ｂ及びＰが添加されている。コアとクラッド層３２の屈
折率差は０．３％である。光導波路３３は、Ｙ分岐部３
５、アーム３６ａ，３６ｂ、Ｙ結合部３７からなる対称
マッハツェンダ干渉計回路とし、左右対称の形をしてい
る。
【０００６】分岐された二つのアーム３６ａ，３６ｂ上
には、オーバクラッド層３２ｕをはさみ、幅が２０〜５
０μｍの一定値、光の伝搬方向に平行に所定長さを持つ
直線状の金属薄膜ヒータ３４ａ，３４ｂが形成されてい
る。各金属薄膜ヒータ３４ａ，３４ｂの両端には、外部
電源との接続用電極３８が形成されている。
には、オーバクラッド層３２ｕをはさみ、幅が２０〜５
０μｍの一定値、光の伝搬方向に平行に所定長さを持つ
直線状の金属薄膜ヒータ３４ａ，３４ｂが形成されてい
る。各金属薄膜ヒータ３４ａ，３４ｂの両端には、外部
電源との接続用電極３８が形成されている。
【０００７】従来の熱光学型光アテネータ３０では、ヒ
ータ３４ａ，３４ｂが両方ともＯＦＦの場合、入力光ｌ
ｉはＹ分岐部３５で約３ｄＢずつ分岐され、アーム３６
ａ，３６ｂを通過した後、Ｙ結合部３７で再び結合す
る。Ｙ結合部３７で合流する光に位相差がないため、光
の出力が理論的に無損失となり、比較的波長依存性のな
い出力を得ることが出来る。
ータ３４ａ，３４ｂが両方ともＯＦＦの場合、入力光ｌ
ｉはＹ分岐部３５で約３ｄＢずつ分岐され、アーム３６
ａ，３６ｂを通過した後、Ｙ結合部３７で再び結合す
る。Ｙ結合部３７で合流する光に位相差がないため、光
の出力が理論的に無損失となり、比較的波長依存性のな
い出力を得ることが出来る。
【０００８】一方のヒータ３４ａがＯＮされている場
合、光導波路３３のアーム３６ａが加熱され、加熱され
たアーム３６ａの屈折率が熱光学効果によって変化す
る。このとき、加熱されたアーム３６ａを通過する光ｌ
ａは、加熱されない側のアーム３６ｂを通過する光ｌｂ
に対して位相ずれを生じる。Ｙ結合部３７に入射する光
ｌａは、奇モードに近づき、Ｙ結合部３７で光を放射す
るようになる。すなわち、ヒータ３４ａの加熱温度の調
整により、出力光ｌｏの強度を調整することが可能であ
る。
合、光導波路３３のアーム３６ａが加熱され、加熱され
たアーム３６ａの屈折率が熱光学効果によって変化す
る。このとき、加熱されたアーム３６ａを通過する光ｌ
ａは、加熱されない側のアーム３６ｂを通過する光ｌｂ
に対して位相ずれを生じる。Ｙ結合部３７に入射する光
ｌａは、奇モードに近づき、Ｙ結合部３７で光を放射す
るようになる。すなわち、ヒータ３４ａの加熱温度の調
整により、出力光ｌｏの強度を調整することが可能であ
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱光学型光アテネータ３０は、その構成要素の金属薄膜
ヒータ３４ａ，３４ｂの抵抗値が、ヒータ３４ａ，３４
ｂに流れる電流による温度上昇で変化するので、安定し
たアテネーション（消光比）を得るために定電力制御回
路が必要であるという問題がある。
熱光学型光アテネータ３０は、その構成要素の金属薄膜
ヒータ３４ａ，３４ｂの抵抗値が、ヒータ３４ａ，３４
ｂに流れる電流による温度上昇で変化するので、安定し
たアテネーション（消光比）を得るために定電力制御回
路が必要であるという問題がある。
【００１０】特に環境温度が変化した場合、温度によっ
てヒータ３４ａ，３４ｂの抵抗値が異なるために、同一
電流による温度上昇（電力値）が変化し、光のアテネー
ションに差異を生じるという問題がある。
てヒータ３４ａ，３４ｂの抵抗値が異なるために、同一
電流による温度上昇（電力値）が変化し、光のアテネー
ションに差異を生じるという問題がある。
【００１１】そこで、本発明の目的は、環境温度変化に
強く、しかも電流のみで制御できる熱光学型光アテネー
タを提供することにある。
強く、しかも電流のみで制御できる熱光学型光アテネー
タを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたものであり、請求項１の発明
は、石英基板上に、入力される光を分岐させ再結合させ
るマッハツェンダ回路を形成して光回路とし、そのマッ
ハツェンダ回路に形成したヒータの通電により、入力さ
れる光を調整して出力する熱光学型光アテネータにおい
て、上記ヒータを、抵抗値の温度係数の符号が互いに異
なり、且つある温度における抵抗値が互いに等しい第１
ヒータと第２ヒータとを電気的に直列接続して構成した
熱光学型光アテネータである。
成するために創案されたものであり、請求項１の発明
は、石英基板上に、入力される光を分岐させ再結合させ
るマッハツェンダ回路を形成して光回路とし、そのマッ
ハツェンダ回路に形成したヒータの通電により、入力さ
れる光を調整して出力する熱光学型光アテネータにおい
て、上記ヒータを、抵抗値の温度係数の符号が互いに異
なり、且つある温度における抵抗値が互いに等しい第１
ヒータと第２ヒータとを電気的に直列接続して構成した
熱光学型光アテネータである。
【００１３】請求項２の発明は、入力される光の波長が
１．３μｍ〜１．６μｍであり、消光比が２０ｄＢ以上
である請求項１記載の熱光学型光アテネータである。
１．３μｍ〜１．６μｍであり、消光比が２０ｄＢ以上
である請求項１記載の熱光学型光アテネータである。
【００１４】請求項３の発明は、上記第１ヒータと第２
ヒータは、抵抗値の温度係数の絶対値が−１００℃から
４００℃の温度範囲で互いにほぼ等しい請求項１または
２記載の熱光学型光アテネータである。
ヒータは、抵抗値の温度係数の絶対値が−１００℃から
４００℃の温度範囲で互いにほぼ等しい請求項１または
２記載の熱光学型光アテネータである。
【００１５】請求項４の発明は、上記第１ヒータまたは
第２ヒータは、ＴａＮからなる金属薄膜ヒータである請
求項１〜３いずれかに記載の熱光学型光アテネータであ
る。
第２ヒータは、ＴａＮからなる金属薄膜ヒータである請
求項１〜３いずれかに記載の熱光学型光アテネータであ
る。
【００１６】請求項５の発明は、上記第１ヒータと第２
ヒータは、抵抗値が−５℃から７０℃の範囲のある温度
で互いに等しくなる請求項１〜４いずれかに記載の熱光
学型光アテネータである。
ヒータは、抵抗値が−５℃から７０℃の範囲のある温度
で互いに等しくなる請求項１〜４いずれかに記載の熱光
学型光アテネータである。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適実施の形態
を添付図面にしたがって説明する。
を添付図面にしたがって説明する。
【００１８】図１は、本発明の好適実施の形態である熱
光学型光アテネータの斜視図を示したものである。
光学型光アテネータの斜視図を示したものである。
【００１９】図１に示すように、本発明の熱光学型光ア
テネータ１は、入力光Ｌｉの強度を調整して出力光Ｌｏ
として出力するものであり、石英基板２上にクラッド層
３を形成し、そのクラッド層３にコアとなる光導波路４
を形成して光回路としたものである。コアとなる光導波
路４は、オーバクラッド層３ｕで覆われている。光導波
路４の一端が入力ポート４ｉであり、光導波路４の他端
が出力ポート４ｏである。この熱光学型光アテネータ１
は、入力光Ｌｉの波長が１．３μｍ〜１．６μｍであ
り、消光比が２０ｄＢ以上である。
テネータ１は、入力光Ｌｉの強度を調整して出力光Ｌｏ
として出力するものであり、石英基板２上にクラッド層
３を形成し、そのクラッド層３にコアとなる光導波路４
を形成して光回路としたものである。コアとなる光導波
路４は、オーバクラッド層３ｕで覆われている。光導波
路４の一端が入力ポート４ｉであり、光導波路４の他端
が出力ポート４ｏである。この熱光学型光アテネータ１
は、入力光Ｌｉの波長が１．３μｍ〜１．６μｍであ
り、消光比が２０ｄＢ以上である。
【００２０】コアとなる光導波路４は石英系の材料、例
えば、ＴｉあるいはＧｅが添加されたＳｉＯ2 からな
る。クラッド層３は石英系の材料、例えば、純粋ＳｉＯ
2 あるいはＢ及びＰが添加されたＳｉＯ2 からなる。コ
アとクラッド層３の屈折率差は０．３％である。
えば、ＴｉあるいはＧｅが添加されたＳｉＯ2 からな
る。クラッド層３は石英系の材料、例えば、純粋ＳｉＯ
2 あるいはＢ及びＰが添加されたＳｉＯ2 からなる。コ
アとクラッド層３の屈折率差は０．３％である。
【００２１】光導波路４は、入力光Ｌｉを分岐光Ｌａ，
Ｌｂに分岐するＹ分岐部５と、分岐光Ｌａ，Ｌｂがそれ
ぞれ導かれるアーム６ａ，６ｂと、分岐光Ｌａ，Ｌｂが
結合するＹ結合部７とからなる１×１の対称型マッハツ
ェンダ干渉計回路Ｃとし、左右対称の形をしている。Ｙ
分岐部５またはＹ結合部７の各先端部間のギャップｇ
は、約１００μｍである。これは、アーム６ａ，６ｂ間
のギャップｇでもある。
Ｌｂに分岐するＹ分岐部５と、分岐光Ｌａ，Ｌｂがそれ
ぞれ導かれるアーム６ａ，６ｂと、分岐光Ｌａ，Ｌｂが
結合するＹ結合部７とからなる１×１の対称型マッハツ
ェンダ干渉計回路Ｃとし、左右対称の形をしている。Ｙ
分岐部５またはＹ結合部７の各先端部間のギャップｇ
は、約１００μｍである。これは、アーム６ａ，６ｂ間
のギャップｇでもある。
【００２２】コアの高さは入力側の光導波路、出力側の
光導波路共に８μｍである。コア幅はシングルモード条
件を崩さないように設定しており、Ｙ分岐部５、Ｙ結合
部７を除いて８μｍである。
光導波路共に８μｍである。コア幅はシングルモード条
件を崩さないように設定しており、Ｙ分岐部５、Ｙ結合
部７を除いて８μｍである。
【００２３】さて、本発明の熱光学型光アテネータ１で
は、マッハツェンダ干渉計回路ＣのＹ分岐部５とＹ結合
部７間に挟まれた各アーム６ａ，６ｂ上に、オーバーク
ラッド層３ｕを介して各アーム６ａ，６ｂとそれぞれ対
向するように、直列２段に分割されたコ字状の第１ヒー
タ８ａとコ字状の第２ヒータ９ａ、直列２段に分割され
た逆コ字状の第１ヒータ８ｂと逆コ字状の第２ヒータ９
ｂがそれぞれ形成されている。第１ヒータ８ａと第２ヒ
ータ９ａは、第１ヒータ８ｂと第２ヒータ９ｂと左右対
称となるように形成されている。
は、マッハツェンダ干渉計回路ＣのＹ分岐部５とＹ結合
部７間に挟まれた各アーム６ａ，６ｂ上に、オーバーク
ラッド層３ｕを介して各アーム６ａ，６ｂとそれぞれ対
向するように、直列２段に分割されたコ字状の第１ヒー
タ８ａとコ字状の第２ヒータ９ａ、直列２段に分割され
た逆コ字状の第１ヒータ８ｂと逆コ字状の第２ヒータ９
ｂがそれぞれ形成されている。第１ヒータ８ａと第２ヒ
ータ９ａは、第１ヒータ８ｂと第２ヒータ９ｂと左右対
称となるように形成されている。
【００２４】第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａは、抵抗
値の温度係数の符号が互いに異なり、２５℃での抵抗値
が互いに等しくなるようにしている。第１ヒータ８ａと
しては、例えば、抵抗値の温度係数が正であるＴａＮか
らなる金属薄膜ヒータを使用している。この金属薄膜ヒ
ータを形成するには、オーバークラッド層３ｕ上にヒー
タ抵抗としての金属薄膜パターンを堆積させればよい。
第２ヒータ９ａとしては、例えば、抵抗値の温度係数が
負である多結晶Ｓｉからなる薄膜状のサーミスタを使用
している。第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａとは、電気
的に直列接続されている。
値の温度係数の符号が互いに異なり、２５℃での抵抗値
が互いに等しくなるようにしている。第１ヒータ８ａと
しては、例えば、抵抗値の温度係数が正であるＴａＮか
らなる金属薄膜ヒータを使用している。この金属薄膜ヒ
ータを形成するには、オーバークラッド層３ｕ上にヒー
タ抵抗としての金属薄膜パターンを堆積させればよい。
第２ヒータ９ａとしては、例えば、抵抗値の温度係数が
負である多結晶Ｓｉからなる薄膜状のサーミスタを使用
している。第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａとは、電気
的に直列接続されている。
【００２５】これら第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａと
しては、例えば、抵抗値の温度係数の絶対値が−１００
℃から４００℃の温度範囲で互いにほぼ等しいものを用
いている。第１ヒータ８ａとして多結晶Ｓｉからなる薄
膜状のサーミスタを、第２ヒータ９ａとしてＴａＮから
なる金属薄膜ヒータを使用してもよい。上述した第１ヒ
ータ８ａと第２ヒータ９ａに関する説明は、第１ヒータ
８ｂと第２ヒータ９ｂについても同様である。
しては、例えば、抵抗値の温度係数の絶対値が−１００
℃から４００℃の温度範囲で互いにほぼ等しいものを用
いている。第１ヒータ８ａとして多結晶Ｓｉからなる薄
膜状のサーミスタを、第２ヒータ９ａとしてＴａＮから
なる金属薄膜ヒータを使用してもよい。上述した第１ヒ
ータ８ａと第２ヒータ９ａに関する説明は、第１ヒータ
８ｂと第２ヒータ９ｂについても同様である。
【００２６】第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａ上には、
各端部を除き、ＣＶＤ(Chemical Vapour Deposition)法
により、石英ガラス絶縁膜が約２μｍ堆積されている。
第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの各端部上には、第１
ヒータ８ａと第２ヒータ９ａを電気的に直列接続すべ
く、コンタクトホール１０ａ〜ｃが形成されている。各
コンタクトホール１０ａ〜ｃには、タンタル、白金、金
を順番に堆積し、リフトオフによって電極パターンを形
成し、ヒータ接続用電極１１ａ〜ｄとしている。各コン
タクトホール１０ａ〜ｃのヒータ接続用電極１１ａ〜ｄ
以外の部分は、外部電源との接続用電極１２ａ〜ｃとな
る。電極パターンとヒータパターンはコンタクトホール
１０ａ〜ｃの空けられた部分で接続されている。
各端部を除き、ＣＶＤ(Chemical Vapour Deposition)法
により、石英ガラス絶縁膜が約２μｍ堆積されている。
第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの各端部上には、第１
ヒータ８ａと第２ヒータ９ａを電気的に直列接続すべ
く、コンタクトホール１０ａ〜ｃが形成されている。各
コンタクトホール１０ａ〜ｃには、タンタル、白金、金
を順番に堆積し、リフトオフによって電極パターンを形
成し、ヒータ接続用電極１１ａ〜ｄとしている。各コン
タクトホール１０ａ〜ｃのヒータ接続用電極１１ａ〜ｄ
以外の部分は、外部電源との接続用電極１２ａ〜ｃとな
る。電極パターンとヒータパターンはコンタクトホール
１０ａ〜ｃの空けられた部分で接続されている。
【００２７】こうして第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａ
は、コンタクトホール１０ａ〜ｃを接続する電極材料に
よって電気的に直列に接続される。第１ヒータ８ａと第
２ヒータ９ａは電気的に直列に接続されていることによ
り、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａに流れる電流は常
に等しくなる。その結果、第１ヒータ８ａと第２ヒータ
９ａの抵抗値の和は電流のみで制御できる。
は、コンタクトホール１０ａ〜ｃを接続する電極材料に
よって電気的に直列に接続される。第１ヒータ８ａと第
２ヒータ９ａは電気的に直列に接続されていることによ
り、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａに流れる電流は常
に等しくなる。その結果、第１ヒータ８ａと第２ヒータ
９ａの抵抗値の和は電流のみで制御できる。
【００２８】第１ヒータ８ｂと第２ヒータ９ｂ側にも、
コンタクトホール１０ａ〜ｃ、ヒータ接続用電極１１ａ
〜ｄ、接続用電極１２ａ〜ｃとそれぞれ対称となるよう
に、コンタクトホール１３ａ〜ｃ、ヒータ接続用電極１
４ａ〜ｄ、接続用電極１５ａ〜ｃがそれぞれ形成されて
いる。第１ヒータ８ｂと第２ヒータ９ｂも電気的に直列
に接続されている。
コンタクトホール１０ａ〜ｃ、ヒータ接続用電極１１ａ
〜ｄ、接続用電極１２ａ〜ｃとそれぞれ対称となるよう
に、コンタクトホール１３ａ〜ｃ、ヒータ接続用電極１
４ａ〜ｄ、接続用電極１５ａ〜ｃがそれぞれ形成されて
いる。第１ヒータ８ｂと第２ヒータ９ｂも電気的に直列
に接続されている。
【００２９】本発明の作用を説明する。
【００３０】第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａに一定電
流を流してＯＮし、入力ポート４ｉに入力される入力光
Ｌｉを調整して出力ポート４ｏから出力光Ｌｉとして出
力する場合を説明する。このとき、第１ヒータ８ｂと第
２ヒータ９ｂはＯＦＦされている。
流を流してＯＮし、入力ポート４ｉに入力される入力光
Ｌｉを調整して出力ポート４ｏから出力光Ｌｉとして出
力する場合を説明する。このとき、第１ヒータ８ｂと第
２ヒータ９ｂはＯＦＦされている。
【００３１】入力光Ｌｉは、Ｙ分岐部５で３ｄＢずつ分
岐され、アーム６ａを通る分岐光Ｌａとアーム６ｂを通
る分岐光Ｌｂとなる。まず、分岐光Ｌａの位相は、第１
ヒータ８ａが通電されているので、第１ヒータ８ａの抵
抗値に応じた加熱温度により、分岐光Ｌｂの位相に対し
てずれる。
岐され、アーム６ａを通る分岐光Ｌａとアーム６ｂを通
る分岐光Ｌｂとなる。まず、分岐光Ｌａの位相は、第１
ヒータ８ａが通電されているので、第１ヒータ８ａの抵
抗値に応じた加熱温度により、分岐光Ｌｂの位相に対し
てずれる。
【００３２】このとき、第１ヒータ８ａの抵抗値は常に
一定であるとは言えない。第１ヒータ８ａの温度は、第
１ヒータ８ａに流れる電流によって上昇したり、使用時
における環境温度によって変化したりするからである。
一定であるとは言えない。第１ヒータ８ａの温度は、第
１ヒータ８ａに流れる電流によって上昇したり、使用時
における環境温度によって変化したりするからである。
【００３３】本発明では、第１ヒータ８ａの温度が２５
℃以上に上がってその抵抗値が大きくなる場合、第２ヒ
ータ８ａの抵抗値がその分だけ小さくなる。第１ヒータ
８ａの温度が２５℃以下に上がってその抵抗値が小さく
なる場合には、第２ヒータ８ａの抵抗値がその分だけ大
きくなる。すなわち、ヒータ全体の抵抗値は温度によら
ず、常に２５℃における第１ヒータ８ａの抵抗値と第２
ヒータ９ａの抵抗値との和に等しい。
℃以上に上がってその抵抗値が大きくなる場合、第２ヒ
ータ８ａの抵抗値がその分だけ小さくなる。第１ヒータ
８ａの温度が２５℃以下に上がってその抵抗値が小さく
なる場合には、第２ヒータ８ａの抵抗値がその分だけ大
きくなる。すなわち、ヒータ全体の抵抗値は温度によら
ず、常に２５℃における第１ヒータ８ａの抵抗値と第２
ヒータ９ａの抵抗値との和に等しい。
【００３４】分岐光Ｌａの位相は分岐光Ｌｂの位相に対
し、第１ヒータ７ａと第２ヒータ８ａに流れる一定電流
に応じて常に一定量だけずれるので、本発明の熱光学型
光アテネータ１は、入力光Ｌｉの強度を一定電流に応じ
た所望量だけ正確に調整して出力光Ｌｏとして出力す
る。
し、第１ヒータ７ａと第２ヒータ８ａに流れる一定電流
に応じて常に一定量だけずれるので、本発明の熱光学型
光アテネータ１は、入力光Ｌｉの強度を一定電流に応じ
た所望量だけ正確に調整して出力光Ｌｏとして出力す
る。
【００３５】このように本発明では、ヒータを２段に分
け、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの抵抗値の温度係
数を絶対値が互いに等しく、符号が互いに異なるように
したことによって、ヒータ通電の時の第１ヒータ８ａの
抵抗値の変化が第２ヒータ９ａの抵抗値の変化によって
キャンセルされ、ヒータ全体としての抵抗値を、ヒータ
の温度によらず、一定にすることが出来、環境の温度変
化による影響を著しく低減できる。これにより、環境温
度変化に強い高安定な光アテネータを実現出来る。
け、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの抵抗値の温度係
数を絶対値が互いに等しく、符号が互いに異なるように
したことによって、ヒータ通電の時の第１ヒータ８ａの
抵抗値の変化が第２ヒータ９ａの抵抗値の変化によって
キャンセルされ、ヒータ全体としての抵抗値を、ヒータ
の温度によらず、一定にすることが出来、環境の温度変
化による影響を著しく低減できる。これにより、環境温
度変化に強い高安定な光アテネータを実現出来る。
【００３６】ヒータ全体の抵抗値を一定にすることによ
り、両アーム６ａ，６ｂの温度差変化がヒータ電流に比
例するようになり、アテネーション制御の電気回路を簡
易にすることができる。従来のような定電力制御回路が
不要なので、簡易な光アテネータを実現できる。
り、両アーム６ａ，６ｂの温度差変化がヒータ電流に比
例するようになり、アテネーション制御の電気回路を簡
易にすることができる。従来のような定電力制御回路が
不要なので、簡易な光アテネータを実現できる。
【００３７】ヒータ全体の抵抗値が温度によらず一定な
ので、環境温度変化によらず、印加電流に対する電圧値
はいつも同じである。すなわち、定電圧制御することも
できる。定電圧制御が可能であることは、ヒータ加熱に
対して特殊なフィードバック電気回路が不要になること
であり、応答速度を速くすることができる。
ので、環境温度変化によらず、印加電流に対する電圧値
はいつも同じである。すなわち、定電圧制御することも
できる。定電圧制御が可能であることは、ヒータ加熱に
対して特殊なフィードバック電気回路が不要になること
であり、応答速度を速くすることができる。
【００３８】本発明の熱光学型光アテネータ１を用いれ
ば、波長多重伝送に有用な広い減衰量範囲にわたって使
用可能な熱光学型光アテネータを実現することができ
る。
ば、波長多重伝送に有用な広い減衰量範囲にわたって使
用可能な熱光学型光アテネータを実現することができ
る。
【００３９】次に、本発明の熱光学型光アテネータ１の
環境温度特性を、図２で説明した従来の熱光学型光アテ
ネータ３０の環境温度特性と比較して説明する。
環境温度特性を、図２で説明した従来の熱光学型光アテ
ネータ３０の環境温度特性と比較して説明する。
【００４０】図３は、本発明の熱光学型光アテネータ１
の１０ｄＢダウンのアテネーションレベルでの環境温度
特性を、横軸を時間（ｓ）にとり、縦軸を消光比（ｄ
Ｂ）にとって示した図である。このとき、熱光学型光ア
テネータ１は、環境温度２５℃における消光比を１０ｄ
Ｂとすべく、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａを流れる
電流が３３．０８ｍＡの一定値となるように定電流制御
されている。図３では、環境温度−５℃のときの環境温
度特性曲線ａを太線で、環境温度２５℃のときの環境温
度特性曲線ｂを実線で、環境温度７０℃のときの環境温
度特性曲線ｃを一点鎖線で表わしている。
の１０ｄＢダウンのアテネーションレベルでの環境温度
特性を、横軸を時間（ｓ）にとり、縦軸を消光比（ｄ
Ｂ）にとって示した図である。このとき、熱光学型光ア
テネータ１は、環境温度２５℃における消光比を１０ｄ
Ｂとすべく、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａを流れる
電流が３３．０８ｍＡの一定値となるように定電流制御
されている。図３では、環境温度−５℃のときの環境温
度特性曲線ａを太線で、環境温度２５℃のときの環境温
度特性曲線ｂを実線で、環境温度７０℃のときの環境温
度特性曲線ｃを一点鎖線で表わしている。
【００４１】また、図４は、図２で説明した熱光学型光
アテネータ３０の環境温度特性を図３と同様にして示し
た図である。このとき、熱光学型光アテネータ３０は、
ヒータ３４ａを流れる電流が３３．０８ｍＡの一定値と
なるように定電流制御されている。図４では、環境温度
−５℃のときの環境温度特性曲線ｄを太線で、環境温度
２５℃のときの環境温度特性曲線ｅを実線で、環境温度
７０℃のときの環境温度特性曲線ｆを一点鎖線でそれぞ
れ表わしている。
アテネータ３０の環境温度特性を図３と同様にして示し
た図である。このとき、熱光学型光アテネータ３０は、
ヒータ３４ａを流れる電流が３３．０８ｍＡの一定値と
なるように定電流制御されている。図４では、環境温度
−５℃のときの環境温度特性曲線ｄを太線で、環境温度
２５℃のときの環境温度特性曲線ｅを実線で、環境温度
７０℃のときの環境温度特性曲線ｆを一点鎖線でそれぞ
れ表わしている。
【００４２】図３に示すように、本発明の熱光学型光ア
テネータ１は、どの環境温度においても、ほぼ所望の消
光比１０ｄＢが得られる。環境温度−５℃から７０℃で
のアテネーション変動は０．２ｄＢ以内と非常に小さ
く、石英導波路型で、定電流制御可能な環境温度特性の
小さい光アテネータを実現できたことがわかる。これ
は、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの抵抗値が環境温
度−５℃から７０℃の範囲のある温度で互いに等しくな
ることを意味している。
テネータ１は、どの環境温度においても、ほぼ所望の消
光比１０ｄＢが得られる。環境温度−５℃から７０℃で
のアテネーション変動は０．２ｄＢ以内と非常に小さ
く、石英導波路型で、定電流制御可能な環境温度特性の
小さい光アテネータを実現できたことがわかる。これ
は、第１ヒータ８ａと第２ヒータ９ａの抵抗値が環境温
度−５℃から７０℃の範囲のある温度で互いに等しくな
ることを意味している。
【００４３】一方、図４に示すように、従来の熱光学型
光アテネータ３０は、環境温度２５℃以外では所望の消
光比１０ｄＢを得ることができない。環境温度７０℃で
は消光比が１２ｄＢとなり、環境温度−５℃では消光比
が９．２ｄＢとなり、約３ｄＢもの大きな変動があるこ
とがわかる。
光アテネータ３０は、環境温度２５℃以外では所望の消
光比１０ｄＢを得ることができない。環境温度７０℃で
は消光比が１２ｄＢとなり、環境温度−５℃では消光比
が９．２ｄＢとなり、約３ｄＢもの大きな変動があるこ
とがわかる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
【００４５】（１）環境温度変化に強い高安定な光アテ
ネータを実現できる。
ネータを実現できる。
【００４６】（２）電流のみで制御できる簡易な光アテ
ネータを実現できる。
ネータを実現できる。
【図１】本発明の好適実施の形態を示す斜視図である。
【図２】従来の熱光学型アテネータの斜視図である。
【図３】図１に示した熱光学型アテネータの環境温度特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図４】従来の熱光学型アテネータの環境温度特性を示
す図である。
す図である。
１ 熱光学型光アテネータ ２ 石英基板 ８ａ，８ｂ 第１ヒータ ９ａ，９ｂ 第２ヒータ Ｃ マッハツェンダ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北野 延明 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内 Ｆターム(参考） 2H038 BA27 2H047 KA04 KA12 LA00 LA12 NA01 QA04 RA08 TA11 2H079 AA06 BA03 CA04 DA05 DA23 DA25 EA05 EB27
Claims (5)
- 【請求項１】 石英基板上に、入力される光を分岐させ
再結合させるマッハツェンダ回路を形成して光回路と
し、そのマッハツェンダ回路に形成したヒータの通電に
より、入力される光を調整して出力する熱光学型光アテ
ネータにおいて、上記ヒータを、抵抗値の温度係数の符
号が互いに異なり、且つある温度における抵抗値が互い
に等しい第１ヒータと第２ヒータとを電気的に直列接続
して構成したことを特徴とする熱光学型光アテネータ。 - 【請求項２】 入力される光の波長が１．３μｍ〜１．
６μｍであり、消光比が２０ｄＢ以上である請求項１記
載の熱光学型光アテネータ。 - 【請求項３】 上記第１ヒータと第２ヒータは、抵抗値
の温度係数の絶対値が−１００℃から４００℃の温度範
囲で互いにほぼ等しい請求項１または２記載の熱光学型
光アテネータ。 - 【請求項４】 上記第１ヒータまたは第２ヒータは、Ｔ
ａＮからなる金属薄膜ヒータである請求項１〜３いずれ
かに記載の熱光学型光アテネータ。 - 【請求項５】 上記第１ヒータと第２ヒータは、抵抗値
が−５℃から７０℃の範囲のある温度で互いに等しくな
る請求項１〜４いずれかに記載の熱光学型光アテネー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177350A JP3800039B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 熱光学型光アテネータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001177350A JP3800039B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 熱光学型光アテネータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002365597A true JP2002365597A (ja) | 2002-12-18 |
| JP3800039B2 JP3800039B2 (ja) | 2006-07-19 |
Family
ID=19018203
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001177350A Expired - Fee Related JP3800039B2 (ja) | 2001-06-12 | 2001-06-12 | 熱光学型光アテネータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3800039B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345852A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型可変光減衰器 |
| EP2639631A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-09-18 | Fujitsu Optical Components Limited | Mach-Zehnder optical-waveguide interferometer |
-
2001
- 2001-06-12 JP JP2001177350A patent/JP3800039B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005345852A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型可変光減衰器 |
| JP4534607B2 (ja) * | 2004-06-04 | 2010-09-01 | 日立電線株式会社 | 導波路型可変光減衰器 |
| EP2639631A1 (en) * | 2010-06-10 | 2013-09-18 | Fujitsu Optical Components Limited | Mach-Zehnder optical-waveguide interferometer |
| US8824836B2 (en) | 2010-06-10 | 2014-09-02 | Fujitsu Optical Components Limited | Optical waveguide, optical modulator and optical coupler |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3800039B2 (ja) | 2006-07-19 |
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