JP2003005139A - 可変光減衰器 - Google Patents
可変光減衰器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路で形成される干渉計と薄膜ヒータに
よる位相変調器を用いて構成される可変光減衰器におい
て、減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができる
とともに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いアッ
テネーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減さ
せる。 【解決手段】 複数の可変光減衰器５０，５０を直列に
多段接続するとともに、各可変光減衰器５０，５０の薄
膜ヒータ４０，４０への通電を互いに連動させることに
より全体として一つの減衰制御特性を得るように構成す
る。
よる位相変調器を用いて構成される可変光減衰器におい
て、減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができる
とともに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いアッ
テネーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減さ
せる。 【解決手段】 複数の可変光減衰器５０，５０を直列に
多段接続するとともに、各可変光減衰器５０，５０の薄
膜ヒータ４０，４０への通電を互いに連動させることに
より全体として一つの減衰制御特性を得るように構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光導波路で形成
される干渉計と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構
成される可変光減衰器に関し、たとえば、ＷＤＭ（波長
多重）光通信において分波された各信号光の強度調整に
利用して有効な技術に関する。
される干渉計と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構
成される可変光減衰器に関し、たとえば、ＷＤＭ（波長
多重）光通信において分波された各信号光の強度調整に
利用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変光減衰器は、たとえばＷＤＭ光通信
においてＥＤＦ（エルビウムドープ光ファイバ増幅器）
の出力レベルを一定にフィードバック制御することなど
に利用される。この可変光減衰器は、図４に示すよう
に、イオン交換型光導波路２０で形成される干渉計３０
と薄膜ヒータ４０による位相変調器を用いて構成するこ
とができる。
においてＥＤＦ（エルビウムドープ光ファイバ増幅器）
の出力レベルを一定にフィードバック制御することなど
に利用される。この可変光減衰器は、図４に示すよう
に、イオン交換型光導波路２０で形成される干渉計３０
と薄膜ヒータ４０による位相変調器を用いて構成するこ
とができる。
【０００３】図４は従来の可変光減衰器を示す。同図に
示す可変光減衰器５０は、ガラス基板１０に形成された
光導波路２０でＭ−Ｚ（マッハ・ツェンダー）干渉計３
０を形成するとともに、このＭ−Ｚ干渉計３０内の光導
波路部２４上に薄膜ヒータを形成することによって構成
される。
示す可変光減衰器５０は、ガラス基板１０に形成された
光導波路２０でＭ−Ｚ（マッハ・ツェンダー）干渉計３
０を形成するとともに、このＭ−Ｚ干渉計３０内の光導
波路部２４上に薄膜ヒータを形成することによって構成
される。
【０００４】光導波路２０は、ガラス基板１０にイオン
交換法によって所定パターンに形成されている。Ｍ−Ｚ
干渉計３０は、入力光を２分波するＹ分岐部２２と、各
分波光をそれぞれに伝播する一対の並行な光導波路部２
４，２６と、各伝播光を合波するＹ分岐部２８によって
形成されている。薄膜ヒータ４０は一方の光導波路部２
４上にパターニング形成され、その光導波路部２４を伝
播する光の位相を熱光学的に制御する。つまり、位相変
調器として機能する。薄膜ヒータ４０への通電電力を変
化させると、２つの分波光間の位相差が変化して、位相
干渉による減衰状態が変化する。したがって、ヒータ４
０への通電電力によって減衰利得を制御することができ
る。図５は、上述した可変光減衰器５０のヒータ通電電
力に対する減衰利得の変化状態を示す。
交換法によって所定パターンに形成されている。Ｍ−Ｚ
干渉計３０は、入力光を２分波するＹ分岐部２２と、各
分波光をそれぞれに伝播する一対の並行な光導波路部２
４，２６と、各伝播光を合波するＹ分岐部２８によって
形成されている。薄膜ヒータ４０は一方の光導波路部２
４上にパターニング形成され、その光導波路部２４を伝
播する光の位相を熱光学的に制御する。つまり、位相変
調器として機能する。薄膜ヒータ４０への通電電力を変
化させると、２つの分波光間の位相差が変化して、位相
干渉による減衰状態が変化する。したがって、ヒータ４
０への通電電力によって減衰利得を制御することができ
る。図５は、上述した可変光減衰器５０のヒータ通電電
力に対する減衰利得の変化状態を示す。
【０００５】上述した光導波路型の可変光減衰器５０
は、減衰利得を電気的に制御することができるととも
に、次のような利点を有する。すなわち、その構成に必
要な干渉計３０と位相変調器（ヒータ４０）をガラス等
の基板１０上に集積形成することができるので、小形化
および量産化に適している。機械駆動システムを使用し
ないので、動作の信頼性が高い。光導波路２０はフォト
リゾグラフィ技術などを用いて任意のパターンに再現性
良く形成できるので、構成の柔軟性が高いといった利点
がある。
は、減衰利得を電気的に制御することができるととも
に、次のような利点を有する。すなわち、その構成に必
要な干渉計３０と位相変調器（ヒータ４０）をガラス等
の基板１０上に集積形成することができるので、小形化
および量産化に適している。機械駆動システムを使用し
ないので、動作の信頼性が高い。光導波路２０はフォト
リゾグラフィ技術などを用いて任意のパターンに再現性
良く形成できるので、構成の柔軟性が高いといった利点
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】干渉を利用して減衰利
得の制御を行う上述した可変光減衰器５０では、図５に
示すように、ヒータ通電電力対して減衰利得が指数関数
的に変化する。その減衰利得は、減衰利得が小さい領域
ではヒータ通電電力を変化させてもほとんど変化しない
が、減衰利得があるレベルを越えたところから急激に増
大する。しかも、その減衰利得の急激な増大は制御レン
ジ（ヒータ通電電力の可変操作範囲）の上限に極端に偏
ったところで生じる。このため、減衰利得の制御を円滑
かつ安定に行うことが困難であるという問題があった。
得の制御を行う上述した可変光減衰器５０では、図５に
示すように、ヒータ通電電力対して減衰利得が指数関数
的に変化する。その減衰利得は、減衰利得が小さい領域
ではヒータ通電電力を変化させてもほとんど変化しない
が、減衰利得があるレベルを越えたところから急激に増
大する。しかも、その減衰利得の急激な増大は制御レン
ジ（ヒータ通電電力の可変操作範囲）の上限に極端に偏
ったところで生じる。このため、減衰利得の制御を円滑
かつ安定に行うことが困難であるという問題があった。
【０００７】たとえば、ＷＤＭ光通信用途の場合、１０
ｄＢ〜３０ｄＢの辺りが使用頻度の最も高いアッテネー
ション領域であるが、図５に示すような制御特性だと、
そのアッテネーション領域において、ヒータ通電電力が
わずかに変動して減衰利得が大きく変動してしまうた
め、減衰利得を正確あるいは安定に設定することが非常
に困難であった。
ｄＢ〜３０ｄＢの辺りが使用頻度の最も高いアッテネー
ション領域であるが、図５に示すような制御特性だと、
そのアッテネーション領域において、ヒータ通電電力が
わずかに変動して減衰利得が大きく変動してしまうた
め、減衰利得を正確あるいは安定に設定することが非常
に困難であった。
【０００８】また、ＰＤＬ（偏波依存損失）について
も、図５に示すように、上記制御レンジの上限近くで急
激に増大するため、上記アッテネーション領域ではＰＤ
Ｌが大きくなってしまうという問題があった。さらに、
上記可変光減衰器５０のＴＤＬ（温度依存損失）につい
ても、図６に示すように、上記制御レンジの上限近くで
温度による減衰利得の変動幅が急激に拡大するため、上
記アッテネーション領域ではＴＤＬが大きくなってしま
うという問題があった。
も、図５に示すように、上記制御レンジの上限近くで急
激に増大するため、上記アッテネーション領域ではＰＤ
Ｌが大きくなってしまうという問題があった。さらに、
上記可変光減衰器５０のＴＤＬ（温度依存損失）につい
ても、図６に示すように、上記制御レンジの上限近くで
温度による減衰利得の変動幅が急激に拡大するため、上
記アッテネーション領域ではＴＤＬが大きくなってしま
うという問題があった。
【０００９】図６は、上記可変光減衰器５０において、
制御入力電圧に対する減衰利得の変化状態と、制御入力
電圧に対するＴＤＬの変化状態を示す。ＴＤＬ（温度依
存損失）は一定制御電圧（または電力）下における減衰
利得の温度変化量である。このＴＤＬ（ｄＢ）は、同図
に示すように、制御入力電圧によって変化する。制御入
力電圧は、ヒータ４０の電気抵抗が一定であるとみなせ
ば、制御入力電力と等価になる。したがって、同図にお
いて、横軸の制御入力電圧はそのまま制御入力電力に置
き換えて見ることができる。
制御入力電圧に対する減衰利得の変化状態と、制御入力
電圧に対するＴＤＬの変化状態を示す。ＴＤＬ（温度依
存損失）は一定制御電圧（または電力）下における減衰
利得の温度変化量である。このＴＤＬ（ｄＢ）は、同図
に示すように、制御入力電圧によって変化する。制御入
力電圧は、ヒータ４０の電気抵抗が一定であるとみなせ
ば、制御入力電力と等価になる。したがって、同図にお
いて、横軸の制御入力電圧はそのまま制御入力電力に置
き換えて見ることができる。
【００１０】この発明は以上のような問題を鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、光導波路で形成される
干渉計と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構成され
る可変光減衰器において、減衰利得の制御を円滑かつ安
定に行うことができるとともに、ＷＤＭ光通信用途等に
て使用頻度の高いアッテネーション領域におけるＰＤＬ
とＴＤＬを共に低減することができる解決手段を提供す
ることにある。
れたものであって、その目的は、光導波路で形成される
干渉計と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構成され
る可変光減衰器において、減衰利得の制御を円滑かつ安
定に行うことができるとともに、ＷＤＭ光通信用途等に
て使用頻度の高いアッテネーション領域におけるＰＤＬ
とＴＤＬを共に低減することができる解決手段を提供す
ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による手段は、光
導波路で形成される干渉計と薄膜ヒータによる位相変調
器を用いて構成される可変光減衰器において、複数の可
変光減衰器を直列に多段接続するとともに、各可変光減
衰器の薄膜ヒータへの通電を互いに連動させることによ
り全体として一つの減衰制御特性を得るようにしたこと
を特徴とする。これにより、減衰利得の制御を円滑かつ
安定に行うことができるとともに、ＷＤＭ光通信用途等
にて使用頻度の高いアッテネーション領域におけるＰＤ
ＬとＴＤＬを共に低減させることができる。
導波路で形成される干渉計と薄膜ヒータによる位相変調
器を用いて構成される可変光減衰器において、複数の可
変光減衰器を直列に多段接続するとともに、各可変光減
衰器の薄膜ヒータへの通電を互いに連動させることによ
り全体として一つの減衰制御特性を得るようにしたこと
を特徴とする。これにより、減衰利得の制御を円滑かつ
安定に行うことができるとともに、ＷＤＭ光通信用途等
にて使用頻度の高いアッテネーション領域におけるＰＤ
ＬとＴＤＬを共に低減させることができる。
【００１２】上記手段において、光導波路は、ガラス基
板にイオン交換法によって形成された光導波路を使用す
ることができる。この光導波路は２段階のイオン交換法
によってガラス基板表面下に埋込形成することができ
る。光減衰器を形成する干渉計としてはＭ−Ｚ干渉計が
利用できる。薄膜ヒータは、干渉計を形成する光導波路
部の真上よりも横方向にオフセットした位置に形成する
ことにより、その光導波路部におけるＰＤＬの増大を防
止することができる。この場合、そのオフセットの大き
さは１μｍ以上が望ましい。
板にイオン交換法によって形成された光導波路を使用す
ることができる。この光導波路は２段階のイオン交換法
によってガラス基板表面下に埋込形成することができ
る。光減衰器を形成する干渉計としてはＭ−Ｚ干渉計が
利用できる。薄膜ヒータは、干渉計を形成する光導波路
部の真上よりも横方向にオフセットした位置に形成する
ことにより、その光導波路部におけるＰＤＬの増大を防
止することができる。この場合、そのオフセットの大き
さは１μｍ以上が望ましい。
【００１３】多段接続された複数の可変光減衰器は互い
に同特性となるように構成すればよい。しかし、要すれ
ば、特性の異なる組み合わせも可能である。多段接続さ
れた複数の可変光減衰器の各ヒータに対する通電駆動は
均等に行うようにすればよい。しかしこれも、要すれ
ば、各ヒータに対する通電量にヒータごとの重みづけを
行うようにしてもよい。
に同特性となるように構成すればよい。しかし、要すれ
ば、特性の異なる組み合わせも可能である。多段接続さ
れた複数の可変光減衰器の各ヒータに対する通電駆動は
均等に行うようにすればよい。しかしこれも、要すれ
ば、各ヒータに対する通電量にヒータごとの重みづけを
行うようにしてもよい。
【００１４】そして、多段接続された複数の可変光減衰
器は、同一基板に集積形成することにより、小形化およ
び量産化に適した構成とすることができる。
器は、同一基板に集積形成することにより、小形化およ
び量産化に適した構成とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明による可変光減衰器
の一実施例を示す。同図に示す可変光減衰器１００は、
一つの基板１０に集積形成された２つの光可変減衰器５
０，５０を用いて構成されている。２つの可変光減衰器
５０，５０は同一基板１０内にて直列に多段接続されて
全体として一つの光伝送路を形成する。各光可変減衰器
５０，５０はそれぞれ、光導波路２０で形成される干渉
計３０と薄膜ヒータ４０による位相変調器とによって構
成されている。
の一実施例を示す。同図に示す可変光減衰器１００は、
一つの基板１０に集積形成された２つの光可変減衰器５
０，５０を用いて構成されている。２つの可変光減衰器
５０，５０は同一基板１０内にて直列に多段接続されて
全体として一つの光伝送路を形成する。各光可変減衰器
５０，５０はそれぞれ、光導波路２０で形成される干渉
計３０と薄膜ヒータ４０による位相変調器とによって構
成されている。
【００１６】各可変光減衰器５０，５０はそれぞれ、互
いに同一の可変減衰特性を持つよう、同一基板１０内に
同一条件で構成されている。各可変光減衰器５０，５０
の薄膜ヒータ４０，４０は、基板１０上または基板１０
外にて互いに並列または直列に結線されていて、外部か
ら通電操作により互いに連動して減衰制御（位相制御）
を行うようになっている。これにより、上記２つの可変
光減衰器５０，５０は、外部から見てあたかも単一の可
変光減衰器１００として使用されるようになっている。
いに同一の可変減衰特性を持つよう、同一基板１０内に
同一条件で構成されている。各可変光減衰器５０，５０
の薄膜ヒータ４０，４０は、基板１０上または基板１０
外にて互いに並列または直列に結線されていて、外部か
ら通電操作により互いに連動して減衰制御（位相制御）
を行うようになっている。これにより、上記２つの可変
光減衰器５０，５０は、外部から見てあたかも単一の可
変光減衰器１００として使用されるようになっている。
【００１７】上記基板１０は、１価のアルカリイオンた
とえばＮａイオンを含んだ多成分ガラスを母材とする。
このガラス基板１０にはイオン交換法による光導波路２
０が形成されている。この光導波路２０は、２段階のイ
オン交換によって基板表面下に埋込形成されている。１
段階目のイオン交換では、所定パターンのイオン交換制
御膜を形成したガラス基板１０を溶融塩中に浸漬するこ
とにより、そのガラス基板１０中に含まれている１価の
アルカリイオン（たとえばＮａイオン）を、そのガラス
基板１０の光屈折率を増大させる別のイオン（たとえば
Ａｇイオン）に選択的に交換させる。２段階目のイオン
交換では、上記ガラス基板１０を、このガラス基板１０
と同じイオン成分（Ｎａイオン）を有する溶融塩中に浸
漬して電界をかけることにより、１段階目のイオン交換
によって形成された光導波路２０をガラス基板１０中に
移動させる。
とえばＮａイオンを含んだ多成分ガラスを母材とする。
このガラス基板１０にはイオン交換法による光導波路２
０が形成されている。この光導波路２０は、２段階のイ
オン交換によって基板表面下に埋込形成されている。１
段階目のイオン交換では、所定パターンのイオン交換制
御膜を形成したガラス基板１０を溶融塩中に浸漬するこ
とにより、そのガラス基板１０中に含まれている１価の
アルカリイオン（たとえばＮａイオン）を、そのガラス
基板１０の光屈折率を増大させる別のイオン（たとえば
Ａｇイオン）に選択的に交換させる。２段階目のイオン
交換では、上記ガラス基板１０を、このガラス基板１０
と同じイオン成分（Ｎａイオン）を有する溶融塩中に浸
漬して電界をかけることにより、１段階目のイオン交換
によって形成された光導波路２０をガラス基板１０中に
移動させる。
【００１８】上記のようにして形成された光導波路２０
により、２つのＭ−Ｚ干渉計３０，３０が同一基板１０
内に形成されている。Ｍ−Ｚ干渉計３０は、入力光を２
分波するＹ分岐部２２と、各分波光をそれぞれに伝播す
る一対の並行な光導波路部２４，２６と、各伝播光を合
波するＹ分岐部２８によって形成されている。
により、２つのＭ−Ｚ干渉計３０，３０が同一基板１０
内に形成されている。Ｍ−Ｚ干渉計３０は、入力光を２
分波するＹ分岐部２２と、各分波光をそれぞれに伝播す
る一対の並行な光導波路部２４，２６と、各伝播光を合
波するＹ分岐部２８によって形成されている。
【００１９】薄膜ヒータ４０は、上記Ｍ−Ｚ干渉計３０
内の一対の光導波路部２４，２６のうち、その片方の光
導波路部２４の真上よりも横方向へ若干距離ｈオフセッ
トした位置にパターニング形成されている。この薄膜ヒ
ータ４０は通電によって発熱させられる。ヒータ４０へ
の通電方式としては、通電電力を直接可変制御する方
式、通電電力を電圧によって可変制御する方式、あるい
は通電電力を電流によって可変制御する方式などがあ
る。
内の一対の光導波路部２４，２６のうち、その片方の光
導波路部２４の真上よりも横方向へ若干距離ｈオフセッ
トした位置にパターニング形成されている。この薄膜ヒ
ータ４０は通電によって発熱させられる。ヒータ４０へ
の通電方式としては、通電電力を直接可変制御する方
式、通電電力を電圧によって可変制御する方式、あるい
は通電電力を電流によって可変制御する方式などがあ
る。
【００２０】上記ヒータ４０の発熱が光導波路部２４に
伝わることにより、その光導波路部２４での光屈折率が
変化して光路長が変化し、伝播光の位相が変化する。こ
のようにして、薄膜ヒータ４０は、光導波路部２４を伝
播する光の位相を熱光学的に制御する位相変調器として
機能する。この薄膜ヒータ４０への通電電力を変化させ
ると、２つの分波光間の位相差が変化して、位相干渉に
よる減衰状態が変化する。これにより、ヒータ４０への
通電電力によって減衰利得を制御することができる。
伝わることにより、その光導波路部２４での光屈折率が
変化して光路長が変化し、伝播光の位相が変化する。こ
のようにして、薄膜ヒータ４０は、光導波路部２４を伝
播する光の位相を熱光学的に制御する位相変調器として
機能する。この薄膜ヒータ４０への通電電力を変化させ
ると、２つの分波光間の位相差が変化して、位相干渉に
よる減衰状態が変化する。これにより、ヒータ４０への
通電電力によって減衰利得を制御することができる。
【００２１】上述した２つの可変光減衰器５０，５０は
同一基板１０内に同一条件で構成されることによって互
いにほぼ同一の特性を持つようになっている。いわゆる
ペア特性を持つように構成されている。ここで、上記２
つの可変光減衰器５０，５０がそれぞれ単独で示す特性
すなわち個別特性は、図５に示したような利得制御特性
およびＰＤＬ特性と、図６に示したように温度依存特性
をそれぞれ示す。
同一基板１０内に同一条件で構成されることによって互
いにほぼ同一の特性を持つようになっている。いわゆる
ペア特性を持つように構成されている。ここで、上記２
つの可変光減衰器５０，５０がそれぞれ単独で示す特性
すなわち個別特性は、図５に示したような利得制御特性
およびＰＤＬ特性と、図６に示したように温度依存特性
をそれぞれ示す。
【００２２】しかし、上述したように、上記２つの可変
光減衰器５０，５０を直列接続して全体として一つの光
伝送路を形成するとともに、各可変光減衰器５０，５０
の薄膜ヒータ４０，４０に対する通電駆動を連動させる
ことにより、図２および図３に示すような特性を持つ複
合型の可変光減衰器１００を構成することができる。
光減衰器５０，５０を直列接続して全体として一つの光
伝送路を形成するとともに、各可変光減衰器５０，５０
の薄膜ヒータ４０，４０に対する通電駆動を連動させる
ことにより、図２および図３に示すような特性を持つ複
合型の可変光減衰器１００を構成することができる。
【００２３】図２は、図５と同様、可変光減衰器の制御
電力に対する減衰利得とＰＤＬの変化状態を示す。ま
た、図３は、図６と同様、可変光減衰器の制御電圧に対
する減衰利得とＴＤＬの変化状態を示す。
電力に対する減衰利得とＰＤＬの変化状態を示す。ま
た、図３は、図６と同様、可変光減衰器の制御電圧に対
する減衰利得とＴＤＬの変化状態を示す。
【００２４】図２に示すように、上述した複合型の可変
光減衰器１００では、制御入力（電力）に対する減衰利
得の変化特性が改善されるとともに、使用頻度の高いア
ッテネーション領域でのＰＤＬが大幅に低減されてい
る。すなわち、従来の可変光減衰器５０では減衰利得の
可変制御が制御レンジの上限付近のごく狭い範囲でしか
行えなかったが、本発明の可変光減衰器１００ではその
減衰利得の可変制御が制御レンジの広い範囲にわたって
ほぼ均等に行うことができるようになっている。これに
より、たとえば、ＷＤＭ光通信用途で使用頻度の高い１
０ｄＢ〜３０ｄＢの辺りにおける利得制御（アッテネー
ション）も、正確かつ安定に行わせることができる。
光減衰器１００では、制御入力（電力）に対する減衰利
得の変化特性が改善されるとともに、使用頻度の高いア
ッテネーション領域でのＰＤＬが大幅に低減されてい
る。すなわち、従来の可変光減衰器５０では減衰利得の
可変制御が制御レンジの上限付近のごく狭い範囲でしか
行えなかったが、本発明の可変光減衰器１００ではその
減衰利得の可変制御が制御レンジの広い範囲にわたって
ほぼ均等に行うことができるようになっている。これに
より、たとえば、ＷＤＭ光通信用途で使用頻度の高い１
０ｄＢ〜３０ｄＢの辺りにおける利得制御（アッテネー
ション）も、正確かつ安定に行わせることができる。
【００２５】上述のような利得制御特性は、２つの可変
光減衰器５０，５０にそれぞれ設定された減衰利得が加
算されることより得られる。つまり、２つの可変光減衰
器５０，５０の合成特性として得られる。したがって、
目的とする減衰利得を得るためには、その１／２を減衰
利得を各可変光減衰器５０，５０に設定すればよい。こ
れにより、使用頻度の高い１０ｄＢ〜３０ｄＢの減衰利
得が制御レンジの中央に近いところで得ることができ
る。
光減衰器５０，５０にそれぞれ設定された減衰利得が加
算されることより得られる。つまり、２つの可変光減衰
器５０，５０の合成特性として得られる。したがって、
目的とする減衰利得を得るためには、その１／２を減衰
利得を各可変光減衰器５０，５０に設定すればよい。こ
れにより、使用頻度の高い１０ｄＢ〜３０ｄＢの減衰利
得が制御レンジの中央に近いところで得ることができ
る。
【００２６】ここで留意すべきことは、可変光減衰器５
０のＰＤＬは前述したように制御レンジの上限近くで急
激に増大するということである。このため、その制御レ
ンジの上限近くで利得制御を行っていた従来の可変光減
衰器５０では、目的の制御利得が得られる制御ポイント
が制御レンジの上限付近になってしまうことにより、Ｐ
ＤＬが大きくなってしまうという問題が生じていた。し
かし、本発明の可変光減衰器１００では、目的の制御利
得が得られる制御ポイントが制御レンジの中央寄りへ移
動して、ＰＤＬが急増する領域から離れるので、同じ制
御利得を得る場合でも、従来よりも大幅にＰＤＬを低減
させることができる。
０のＰＤＬは前述したように制御レンジの上限近くで急
激に増大するということである。このため、その制御レ
ンジの上限近くで利得制御を行っていた従来の可変光減
衰器５０では、目的の制御利得が得られる制御ポイント
が制御レンジの上限付近になってしまうことにより、Ｐ
ＤＬが大きくなってしまうという問題が生じていた。し
かし、本発明の可変光減衰器１００では、目的の制御利
得が得られる制御ポイントが制御レンジの中央寄りへ移
動して、ＰＤＬが急増する領域から離れるので、同じ制
御利得を得る場合でも、従来よりも大幅にＰＤＬを低減
させることができる。
【００２７】たとえば、従来の単連式可変光減衰器５０
の場合、２０ｄＢの減衰利得を得る制御ポイントでは、
５〜６ｄＢのＰＤＬが生じていたが、この単連式を２つ
直列にして本発明の２連式複合型可変光減衰器１００を
構成したところ、同じ２０ｄＢの減衰利得を得る制御ポ
イントでのＰＤＬを３ｄＢ付近にまで低減させることが
できた。
の場合、２０ｄＢの減衰利得を得る制御ポイントでは、
５〜６ｄＢのＰＤＬが生じていたが、この単連式を２つ
直列にして本発明の２連式複合型可変光減衰器１００を
構成したところ、同じ２０ｄＢの減衰利得を得る制御ポ
イントでのＰＤＬを３ｄＢ付近にまで低減させることが
できた。
【００２８】同様に、ＴＤＬについても、本発明の可変
光減衰器１００では、目的とする減衰利得を得るための
制御ポイントが、ＴＤＬが拡大する制御レンジの上限付
近から、ＴＤＬが比較的現われにくい制御レンジの中央
寄りに移動することにより、上記ＰＤＬと同様に低減さ
せることができた。
光減衰器１００では、目的とする減衰利得を得るための
制御ポイントが、ＴＤＬが拡大する制御レンジの上限付
近から、ＴＤＬが比較的現われにくい制御レンジの中央
寄りに移動することにより、上記ＰＤＬと同様に低減さ
せることができた。
【００２９】図３は、上記可変光減衰器５０において、
制御入力電圧に対する減衰利得の変化状態と、制御入力
電圧に対するＴＤＬの変化状態を示す。ＴＤＬ（温度依
存損失）は一定制御電圧（または電力）下における減衰
利得の温度変化量である。このＴＤＬ（ｄＢ）は、同図
に示すように、制御入力電圧によって変化する。制御入
力電圧は、ヒータ４０の電気抵抗が一定であるとみなせ
ば、制御入力電力と等価になる。したがって、同図にお
いて、横軸の制御入力電圧はそのまま制御入力電力に置
き換えて見ることができる。
制御入力電圧に対する減衰利得の変化状態と、制御入力
電圧に対するＴＤＬの変化状態を示す。ＴＤＬ（温度依
存損失）は一定制御電圧（または電力）下における減衰
利得の温度変化量である。このＴＤＬ（ｄＢ）は、同図
に示すように、制御入力電圧によって変化する。制御入
力電圧は、ヒータ４０の電気抵抗が一定であるとみなせ
ば、制御入力電力と等価になる。したがって、同図にお
いて、横軸の制御入力電圧はそのまま制御入力電力に置
き換えて見ることができる。
【００３０】以上のように、上述した実施例の可変光減
衰器１００は、複数の可変光減衰器５０，５０を直列に
多段接続するとともに、各可変光減衰器５０，５０の薄
膜ヒータ４０，４０への通電を互いに連動させることに
より、減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができ
るとともに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いア
ッテネーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減
させることができる。
衰器１００は、複数の可変光減衰器５０，５０を直列に
多段接続するとともに、各可変光減衰器５０，５０の薄
膜ヒータ４０，４０への通電を互いに連動させることに
より、減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができ
るとともに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いア
ッテネーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減
させることができる。
【００３１】上記複数の可変光減衰器５０，５０は、イ
オン交換法によって光導波路２０が形成されるガラス基
板１０を用いることにより、単一のガラス基板１０内に
集積形成することができる。これにより、小形化および
量産化にとくに適した構成とすることができる。可変光
減衰器１００はＭ−Ｚ干渉計３０を利用して構成される
が、干渉計３０については、他の形式の干渉計も利用可
能である。
オン交換法によって光導波路２０が形成されるガラス基
板１０を用いることにより、単一のガラス基板１０内に
集積形成することができる。これにより、小形化および
量産化にとくに適した構成とすることができる。可変光
減衰器１００はＭ−Ｚ干渉計３０を利用して構成される
が、干渉計３０については、他の形式の干渉計も利用可
能である。
【００３２】薄膜ヒータ４０について、従来においては
光導波路部２４の真上に形成していたが、上述した実施
例では、図１に示すように、光導波路部２４の真上より
も横方向へ所定距離ｈだけオフセットした位置に形成し
てある。これは次のような理由による。
光導波路部２４の真上に形成していたが、上述した実施
例では、図１に示すように、光導波路部２４の真上より
も横方向へ所定距離ｈだけオフセットした位置に形成し
てある。これは次のような理由による。
【００３３】本発明者が知得したところによれば、薄膜
ヒータ４０を光導波路部２４の真上に形成した場合、光
導波路部２４での光伝播状態が薄膜ヒータ４０の影響を
受けやすくなることが判明した。この影響は光導波路部
２４の幅方向と深さ方向とで異なる方向性を持つため、
ＰＤＬ増大の原因となる。ヒータ４０から光導波路部２
４への熱の伝わり方についても、薄膜ヒータ４０を光導
波路部２４の真上に形成した場合は、同様の方向性が生
じてＰＤＬを増大させる。これらの要因によるＰＤＬの
増大は、上記オフセットによって効果的に抑えることが
できる。この場合、そのオフセットの大きさは１μｍ以
上（ｈ＞１μｍ）が望ましい。
ヒータ４０を光導波路部２４の真上に形成した場合、光
導波路部２４での光伝播状態が薄膜ヒータ４０の影響を
受けやすくなることが判明した。この影響は光導波路部
２４の幅方向と深さ方向とで異なる方向性を持つため、
ＰＤＬ増大の原因となる。ヒータ４０から光導波路部２
４への熱の伝わり方についても、薄膜ヒータ４０を光導
波路部２４の真上に形成した場合は、同様の方向性が生
じてＰＤＬを増大させる。これらの要因によるＰＤＬの
増大は、上記オフセットによって効果的に抑えることが
できる。この場合、そのオフセットの大きさは１μｍ以
上（ｈ＞１μｍ）が望ましい。
【００３４】可変光減衰器５０の接続段数について、上
述した実施例では２段としたが、３段以上の多段接続も
可能である。また、各段の可変光減衰器５０，５０は、
特性設計の簡便性等を考慮するならば、互いに特性の揃
ったものが好ましいが、特性の異なる複数の可変光減衰
器を組み合わせるようにしてもよい。この場合は非常に
多様な特性設計が可能となる。
述した実施例では２段としたが、３段以上の多段接続も
可能である。また、各段の可変光減衰器５０，５０は、
特性設計の簡便性等を考慮するならば、互いに特性の揃
ったものが好ましいが、特性の異なる複数の可変光減衰
器を組み合わせるようにしてもよい。この場合は非常に
多様な特性設計が可能となる。
【００３５】ヒータ４０の通電駆動について、上述した
実施例では、図１に示すように、多段接続された複数の
可変光減衰器５０，５０の各ヒータ４０，４０に対する
通電駆動を均等に行うようにしているが、ヒータ４０，
４０ごとに通電量を異ならせる重みづけを行うようにし
てもよい。
実施例では、図１に示すように、多段接続された複数の
可変光減衰器５０，５０の各ヒータ４０，４０に対する
通電駆動を均等に行うようにしているが、ヒータ４０，
４０ごとに通電量を異ならせる重みづけを行うようにし
てもよい。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、光導波路で形成される干渉計
と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構成される可変
光減衰器において、複数の可変光減衰器を直列に多段接
続するとともに、各可変光減衰器の薄膜ヒータへの通電
を互いに連動させることにより全体として一つの減衰制
御特性を得るようにしたことを特徴とし、これにより、
減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができるとと
もに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いアッテネ
ーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減させる
ことができる。
と薄膜ヒータによる位相変調器を用いて構成される可変
光減衰器において、複数の可変光減衰器を直列に多段接
続するとともに、各可変光減衰器の薄膜ヒータへの通電
を互いに連動させることにより全体として一つの減衰制
御特性を得るようにしたことを特徴とし、これにより、
減衰利得の制御を円滑かつ安定に行うことができるとと
もに、ＷＤＭ光通信用途等にて使用頻度の高いアッテネ
ーション領域におけるＰＤＬとＴＤＬを共に低減させる
ことができる。
【図１】本発明による可変光減衰器の一実施例を示す平
面図および断面模式図である。
面図および断面模式図である。
【図２】本発明による可変光減衰器の利得制御特性およ
びＰＤＬ特性を示すグラフである。
びＰＤＬ特性を示すグラフである。
【図３】本発明による可変光減衰器の温度依存特性を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】従来の可変光減衰器の構成例を示す平面図およ
び断面模式図である。
び断面模式図である。
【図５】従来の可変光減衰器の利得制御特性およびＰＤ
Ｌ特性を示すグラフである。
Ｌ特性を示すグラフである。
【図６】従来の可変光減衰器の温度依存特性を示すグラ
フである。
フである。
１０ ガラス基板
２０ 光導波路
２２ 分波用Ｙ分岐部
２４，２６ 光導波路部
２８ 合波用Ｙ分岐部
３０ Ｍ−Ｚ干渉計
４０ 薄膜ヒータ
５０ 可変光減衰器
１００ 本発明による複合型の変光減衰器
ｈ オフセット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H038 AA22 AA32 AA34 BA30
2H047 KA04 LA12 NA01 PA13 PA21
QA04 RA00 TA01 TA11
2H079 AA06 AA12 BA01 CA04 DA05
DA23 EA05 GA01 HA13
Claims (10)
- 【請求項１】 光導波路で形成される干渉計と薄膜ヒー
タによる位相変調器を用いて構成される可変光減衰器に
おいて、複数の可変光減衰器を直列に多段接続するとと
もに、各可変光減衰器の薄膜ヒータへの通電を互いに連
動させることにより全体として一つの減衰制御特性を得
るようにしたことを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項２】 請求項１の発明において、前記光導波路
は、ガラス基板にイオン交換法によって形成された光導
波路であることを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項３】 請求項１または２の発明において、前記
光導波路は、ガラス基板に２段階のイオン交換法によっ
て埋込形成された光導波路であることを特徴とする可変
光減衰器。 - 【請求項４】 請求項１から３のいずれかの発明におい
て、前記干渉計がマッハ・ツェンダー干渉計であること
を特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれかの発明におい
て、前記薄膜ヒータは前記干渉計を形成する光導波路部
の真上よりも横方向にオフセットした位置に形成されて
いることを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項６】 請求項５の発明において、前記オフセッ
トの大きさが１μｍ以上であることを特徴とする可変光
減衰器。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかの発明におい
て、多段接続された複数の可変光減衰器は互いに同特性
となるように構成されていることを特徴とする可変光減
衰器。 - 【請求項８】 請求項１から７のいずれかの発明におい
て、多段接続された複数の可変光減衰器の各ヒータに対
する通電駆動を均等に行うようにしたことを特徴とする
可変光減衰器。 - 【請求項９】 請求項１から７のいずれかの発明におい
て、多段接続された複数の可変光減衰器の各ヒータに対
する通電量にヒータごとの重みづけを行うようにしたこ
とを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかの発明にお
いて、多段接続された複数の可変光減衰器が同一基板に
集積形成されていることを特徴とする可変光減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194376A JP2003005139A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 可変光減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001194376A JP2003005139A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 可変光減衰器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003005139A true JP2003005139A (ja) | 2003-01-08 |
Family
ID=19032521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001194376A Pending JP2003005139A (ja) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | 可変光減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003005139A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156825A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光減衰器 |
| JP2005345852A (ja) * | 2004-06-04 | 2005-12-15 | Hitachi Cable Ltd | 導波路型可変光減衰器 |
| JP2006234887A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可変光減衰器 |
| WO2007026721A1 (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 可変光減衰器 |
| JP2007067760A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐挿入スイッチ |
| JP2010079082A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多方路光スイッチ |
-
2001
- 2001-06-27 JP JP2001194376A patent/JP2003005139A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156825A (ja) * | 2003-11-25 | 2005-06-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 光減衰器 |
| 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 |
| JP2006234887A (ja) * | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 可変光減衰器 |
| WO2007026721A1 (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-08 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 可変光減衰器 |
| JP2007067760A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-03-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐挿入スイッチ |
| JP4599614B2 (ja) * | 2005-08-31 | 2010-12-15 | 日本電信電話株式会社 | 光分岐挿入スイッチ |
| JP2010079082A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 多方路光スイッチ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040917 |