JP2003021736A - 光回路、光ファイバ増幅器およびアド・ドロップモジュール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】分岐および分波の際に生じる、透過光および反
射光の損失を低減できる光回路、光ファイバ増幅器およ
びＡＤＭ装置を提供する。 【解決手段】光回路1は、第１〜第４の光導波路8,10,1
2,14と、光学フィルタ4とを備える。光導波路8,12は、
第１の16軸上に設けられ第１および第２の端部8a,8b,12
a,12bを有する。光導波路10,14は、第１の16軸上に設け
られ第１および第２の端部10a,10b,14a,14bを有する。
光学フィルタ4は、第１から第４の光導波路8,10,12,14
の第１の端部8a.10a,12a,14aに光学的に結合されるよう
配置されている。この光回路1では、第１〜４の光導波
路8,10,12,14の少なくともいずれかは、第２の端部から
第１の端部に向かってモードフィールド径(ＭＦＤ)が増
加しており、また、第１〜４の光導波路の少なくともい
ずれかは、第２の端部から第１の端部に向かって光導波
路幅が減少している部分を有するようにしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光回路、光ファイ
バ増幅器およびアド・ドロップモジュール装置(以下、
ＡＤＭ装置という)に関する。

【０００２】

【従来の技術】光平面回路は、半導体基板上に形成され
たいくつかの同一幅の光導波路を有する。これらの光導
波路は、光学フィルタと光学的に結合されて光信号の処
理が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような光平面回路
では、光導波路の端部は、光学フィルタと光学的に結合
されている。この光学フィルタは、光信号に含まれる波
長成分のうち、ある成分を反射すると共に、残りの成分
を透過する。これによって、光平面回路によって、光信
号成分の分岐および分波が可能になる。しかしながら、
この分岐および分波においては、透過光および反射光の
損失が生じる。この損失を低減できれば、高性能な光学
部品を提供できる。

【０００４】そこで、本発明の目的は、分岐および分波
の際に生じる、透過光および反射光の損失を低減する光
回路、光ファイバ増幅器およびＡＤＭ装置を提供するこ
ととした。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の一側面は、基板
に設けられた複数の光導波路を有する光回路に係わる。
光回路は、第１〜第３の光導波路と、光学フィルタとを
備える。第１の光導波路は、第１の軸上に設けられ第１
および第２の端部を有する。第２の光導波路は、基板上
に所定の点において第１の軸と交差する第２の軸上に設
けられ第１および第２の端部を有する。第３の光導波路
は、第１の軸上に設けられ第１および第２の端部を有す
る。光学フィルタは、第１、第２および第３の光導波路
の第１の端部に光学的に結合されるよう配置されてい
る。

【０００６】光回路では、第１〜３の光導波路の少なく
ともいずれかは、第２の端部から第１の端部に向かって
モードフィールド径(ＭＦＤ)が増加している部分を有す
るようにしてもよく、また、第１〜３の光導波路の少な
くともいずれかは、第２の端部から第１の端部に向かっ
て光導波路幅が減少している部分を有するようにしても
よい。

【０００７】この光回路においては、光導波路および光
学フィルタが光学的に結合する部分の近傍においてＭＦ
Ｄが拡大されている。発明者の実験によれば、この光回
路において光学的な損失が低減されることを発見した。
また、第１〜３の光導波路の少なくともいずれかは、所
定の点を含むように設けられた領域において第２の端部
から第１の端部に向かって減少している光導波路幅の部
分を有するようにしてもよい。光導波路幅を減少するこ
とにより、該光導波路のモードフィールド径が大きくで
きる。

【０００８】また、上記の光回路は、第２の軸上に設け
られ第１および第２の端部を有する第４の光導波路を更
に備えることができる。第４の光導波路の第１の端部
は、光学フィルタと光学的に結合されるように配置され
ている。この光回路において、第４の光導波路は、第２
の端部から第１の端部に向かってモードフィールド径が
増加している部分を有することができ、また第４の光導
波路の第１の端部は、光学フィルタと光学的に結合され
るように配置されている。第４の光導波路は、第２の端
部から第１の端部に向かって光導波路幅が減少している
部分を有することができる。

【０００９】上記の光回路は、光学フィルタを配置する
ための収容部を更に備えることができる。この収容部
は、第１および第２の光導波路の各々と光学フィルタと
が成す角度を規定するように設けられている。

【００１０】本発明の更なる別の側面は、基板に設けら
れた複数の光導波路を有する光回路に係わる。光回路
は、第５および第６の光導波路と、光学フィルタとを備
える。第５の光導波路は、第３の端部および第４の端部
を有し第３の軸上に設けられている。第６の光導波路
は、第３の端部および第４の端部を有し第４の軸上に設
けられている。光学フィルタは、第５および第６の光導
波路の第３の端部に光学的に結合されるように基板に配
置されている。第５の光導波路の第３の端部は、第６の
光導波路の第３の端部と光学的に結合されている。

【００１１】この光回路は以下の形態を有する。第５お
よび６の光導波路は、第４の端部から第３の端部に向か
ってＭＤＦが増加している部分を有することができ、ま
た第５および６の光導波路は、第４の端部から第３の端
部に向かって光導波路幅が減少している部分を有する。

【００１２】この光回路においては、光導波路および光
学フィルタが光学的に結合する部分の近傍においてＭＦ
Ｄが拡大されている。また、第５および６の光導波路の
少なくともいずれかは、所定の点を含むように設けられ
た領域において第４の端部から第３の端部に向かって減
少している光導波路幅の部分を有するようにしてもよ
い。光導波路幅を減少することにより、該光導波路のモ
ードフィールド径が大きくできる。

【００１３】本発明の更なる別の側面は、光ファイバ増
幅器に関する。この光ファイバ増幅器は、光信号を受け
るための入力ポートと、増幅された光信号を出力するた
めの出力ポートと、増幅用光ファイバと、既に説明され
た光回路またはこれから説明される光回路とを備える。

【００１４】この光ファイバ増幅器においては、光回路
は、光信号を受けるように入力ポートに光学的に結合さ
れており、光回路は、励起光を受けるように励起光源に
光学的に結合されており、光回路は、光信号および励起
光を提供可能なように増幅用光ファイバに光学的に結合
されている。

【００１５】あるいは、この光ファイバ増幅器において
は、光回路は、励起光を受けるように励起光源に光学的
に結合されており、光回路は、励起光を提供可能なよう
に増幅用光ファイバに光学的に結合されており、光回路
は、入力ポートからの光信号を増幅用光ファイバにおい
て増幅して生成された光信号を提供可能なように出力ポ
ートに光学的に結合されている。

【００１６】本発明の更なる別の側面は、ＡＤＭ装置に
関する。ＡＤＭ装置は、入力ポートと、出力ポートと、
アドポートと、ドロップポートと、既に説明された光回
路またはこれから説明される光回路とを備える。光回路
は、光信号を受けるように入力ポートに光学的に結合さ
れている。光回路は、ドロップ光を取り出すことが可能
なように、ドロップポートに光学的に結合されている。
光回路は、アド光を導入することが可能なように、アド
ポートに光学的に結合されている。光回路は、アド・ド
ロップされた光信号を提供可能なように出力ポートに光
学的に結合されている。

【００１７】本発明の上記の目的および他の目的、特
徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発
明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述からより容易
に明らかになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の知見は、例示として示さ
れた添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮するこ
とによって容易に理解することができる。引き続いて、
本発明の実施の形態の光回路を添付図面を参照しながら
説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号
を付する。

【００１９】(第１の実施の形態)図１は、本実施の形態
に係わる光平面回路の構成要素を示す斜視図である。図
２は、本実施の形態に係わる光平面回路のための基板を
示す平面図である。光平面回路１は、基板２と、光学フ
ィルタ４とを備える。基板２は、その主面２ａ上に、光
学フィルタ４を収容するための収容部６、光導波路８お
よび光導波路１２、並びに光導波路１０および光導波路
１４を有する。

【００２０】収容部６は、光導波路８、１０、１２、１
４に対して光学フィルタ４を位置決めするように設けら
れている。収容部６は、例えば、軸２０(図２参照)に沿
って主面２ａに設けられた溝であることができ、この溝
の底部６ｃは、光導波路８、１０、１２、１４の各々の
底部より深い。収容部６は、光導波路８と光導波路１２
との間に配置されている。また、収容部６は、光導波路
１０と光導波路１４との間に配置されている。

【００２１】光導波路８、１０、１２、１４の屈折率
は、その周囲に設けられた物質の屈折率よりも大きい。
光導波路８は、所定の軸、例えば第１の軸１６上に設け
られており、光導波路１２は、所定の軸、例えば第１の
軸１６上に設けられている。光導波路１０は、所定の
軸、例えば第２の軸１８上に設けられており、光導波路
１４は、所定の軸、例えば第２の軸１８上に設けられて
いる。第１の軸１６および第２の軸１８は、基板２にお
いて交差するように位置している。光導波路８は、基板
２の一端面２ｂから収容部６の一方の側面６ａまで伸び
ている。光導波路１０は、基板２の一端面２ｂから収容
部６の一方の側面６まで伸びている。光導波路１２は、
基板２の他端面２ｃから収容部６の他方の側面６ｂまで
伸びている。光導波路１４は、基板２の他端面２ｃから
収容部６の他方の側面６ｂまで伸びている。

【００２２】光導波路８は、第１の端部８ａおよび第２
の端部８ｂを有する。光導波路８は、第１の端部８ａか
ら所定の長さを有する領域において、第１の端部８ｂか
ら第２の端部８ａに向かって光導波路幅が減少してい
る。光導波路１０、１２、１４も、光導波路８と同一ま
たは類似の形態を有することができる。この場合、光導
波路８、１０、１２、１４は、それぞれの第１の端部か
ら所定の長さを有する領域において、それぞれの第２の
端部から第１の端部に向かってモードフィールド径が増
加する部分を有する。

【００２３】図３は、本実施の形態に係わる光平面回路
を示す斜視図である。図３において、光学フィルタ４
は、図１に示された矢印に沿って収容部６に挿入され所
定の位置に配置される。これによって、軸１６、１８の
交差部に位置する。光学フィルタ４は、光導波路８、１
０の一端８ａ、１０ａが光学フィルタ４の一方の面４ａ
に対面するように収容部６に配置されており、これによ
って光導波路８、１０の一端８ａ、１０ａは光学フィル
タ４と光学的に結合可能になる。光学フィルタ４は、光
導波路１２、１４の一端１２ａ、１４ａが光学フィルタ
４の他方の面４ｂに対面するように収容部６に配置され
ており、これによって光導波路１２、１４の一端１２
ａ、１４ａは光学フィルタ４と光学的に結合可能にな
る。光学フィルタ４に対面している光導波路の一端８
ａ、１０ａ、１２ａ、１４ａの近傍において、光導波路
８、１０、１２、１４のモードフィード径が徐々に大き
くなっている。このため、光導波路８、１０、１２、１
４の交差部における各光導波路の光学的結合損失が低減
されると共に、光学フィルタ４と光導波路８、１０、１
２、１４との相対位置のズレが生じても、その位置ズレ
による損失増も抑制される。

【００２４】図４は、光平面回路の機能を説明する模式
図である。光平面回路１は、合分波機能を有する。光導
波路８の他端８ｂは、外部の光導波路２０と光学的に結
合されている。光導波路１０の他端１０ｂは、外部の光
導波路２２と光学的に結合されている。光導波路１２の
他端１２ｂは、外部の光導波路２４と光学的に結合され
ている。光導波路１４の他端１４ｂは、外部の光導波路
２６と光学的に結合されている。これらの外部の光導波
路は、例えば、光ファイバを含むことができる。また、
外部の光導波路に代えて、光学フィルタ若しくは光学レ
ンズといった光学素子、または半導体受光素子若しくは
半導体発光素子といった半導体光素子を配置してもよ
い。光導波路８の他端８ｂのモードフィールド径は、光
導波路８の一端８ａよりも、外部光導波路１０のモード
フィールド径に近い値を有するようにしてもよい。この
ような形態は、光導波路１０、１２、１４にも適用する
ことができる。これによって、光平面回路１の光導波路
８、１０、１２、１４は、それぞれの外部光導波路２
０、２２、２４、２６に効率的に結合される。

【００２５】図４において、光導波路２２は光導波路１
０に光学的に結合され、光導波路１０に入射光Ａを提供
している。光導波路２０は光導波路８に光学的に結合さ
れ、光導波路８から出射光Ｂを受けている。光導波路２
４は光導波路１２に光学的に結合され、光導波路１２に
合波光Ｃを提供している。光導波路２６は光導波路１４
に光学的に結合され、光導波路１４に分波光Ｄを受けて
いる。

【００２６】例えば、入射光Ａは、波長成分(λ₁、…、
λ_i、…、λ_j-1、λ_j+1、…、λ_n)を有しており、合波
光Ｃは、波長成分(λ_j)を有する。光学フィルタ４は、
波長成分(λ_j)を透過すると共に残りの波長成分を反射
する光学スペクトルを有する。このため、出射光Ｂは、
入射光Ａからの波長成分の一部分(λ₁、…、λ_i-1、λ
_i+1、…、λ_j-1、λ_j+1、…、λ_n)と、合波光Ｃの波長
成分(λ_j)とを含む。分波光Ｄは、波長成分(λ_i)を有す
る。したがって、光平面回路１によれば、光の波長成分
の分波および合波の少なくとも一方が可能である。この
ため、入力ポート(図３の２８ｂ)、出力ポート(図３の
２８ａ)、アドポート(図３の２８ｃ)、ドロップポート
(図３の２８ｄ) と、光平面回路とにより、ＡＤＭ装置
が構成される。

【００２７】光平面回路１において、光導波路の一端８
ａ、１０ａ、１２ａ、１４ａのモードフィールド径は、
それぞれ、光導波路の一端８ｂ、１０ｂ、１２ｂ、１４
ｂののモードフィールド径より大きい。このため、この
ＡＤＭ装置は、合波、分波および反射の際の光学的損失
が低減される。

【００２８】(第２の実施の形態)図５は、本実施の形態
に係わる光平面回路を示す斜視図である。図６は、本実
施の形態に係わる光平面回路のための基板を示す平面図
である。光平面回路３０は、基板３２と、光学フィルタ
３８とを備える。基板３２は、その主面３２ａ上に、光
導波路３４および光導波路３６を有する。

【００２９】光学フィルタ３８は、基板３２の一端面３
２ｃに対面するように設けられている。また、光学フィ
ルタ３８は、光導波路１０と光導波路１４との交差部に
配置されている。

【００３０】光導波路３４、３６の屈折率は、その周囲
に設けられた物質の屈折率よりも大きい。光導波路３４
は、所定の軸、例えば第３の軸４０上に設けられてお
り、光導波路３６は、所定の軸、例えば第４の軸４２上
に設けられている。第３の軸４０および第４の軸４２
は、基板２において交差するように位置している。光導
波路３４、３６は、基板３２の一端面３２ｃから他端面
３２ｂまで伸びている。

【００３１】光導波路３４は、第１の端部３４ａおよび
第２の端部３４ｂを有する。光導波路３４は、第１の端
部３４ａから所定の長さを有する領域において、第１の
端部３４ａから第２の端部３４ｂに向かって光導波路幅
が増加する部分を有する。光導波路３６は、第１の端部
３６ａから所定の長さを有する領域において、第１の端
部３６ａから第２の端部３６ｂに向かって光導波路幅が
増加する部分を有する。この場合、光導波路３４、３６
は、それぞれの第１の端部から所定の長さを有する領域
において、それぞれの第２の端部から第１の端部に向か
ってモードフィールド径が増加する部分を有する。

【００３２】図７は、本実施の形態に係わる光平面回路
を示す斜視図である。図７において、光学フィルタ３８
は、図５に示された矢印に沿って基板３２の一端面３２
ｃ上に配置されている。光学フィルタ３８は、光導波路
３４、３６の一端３４ａ、３６ａが光学フィルタ３８の
一方の面３８ａに対面するように端面３２ｃに配置され
ており、これによって、光導波路３４、３６の一端３４
ａ、３６ａは光学フィルタ３８と光学的に結合可能にな
る。光学フィルタ３８の別の面３８ｂには、軸４２に合
わせて受光素子４２が配置されており、軸４０に合わせ
て発光素子４４が配置されている。また、これらの光半
導体素子４２、４４と光学フィルタ３８との間には、必
要な場合には、光学レンズ４６、４８といった光学素子
を配置するようにしてもよい。光学フィルタ３８に対面
している光導波路の一端３４ａ、３６ａの近傍におい
て、光導波路３４、３６のモードフィード径が徐々に大
きくなっている。このため、光導波路３４、３６の交差
部における各光導波路の光学的結合損失が低減されると
共に、光学フィルタ３８と光導波路３４，３６と相対位
置にズレが生じても、その位置ズレによる損失増も抑制
される。

【００３３】図８は、光平面回路の機能を説明する模式
図である。光平面回路３０は、合分波機能を有する。光
導波路３４の他端３４ｂは、光ファイバといった外部の
光導波路４８と光学的に結合されている。光導波路３６
の他端３６ｂは、光ファイバといった外部の光導波路４
６と光学的に結合されている。光導波路３４の他端３４
ｂのモードフィールド径は、光導波路３４の一端３４ａ
よりも、外部光導波路４８のモードフィールド径に近い
値を有するようにしてもよい。このような形態は、光導
波路３６にも適用することができる。これによって、光
平面回路３０の光導波路３４、３６は、それぞれの外部
光導波路４８、４６に効率的に光学的に結合される。

【００３４】図８において、光導波路４６は光導波路３
６に光学的に結合され、光導波路３６に入射光Ｅを提供
している。光導波路４８は光導波路３４に光学的に結合
され、光導波路３４から出射光Ｆを受けている。光学フ
ィルタ３８は、半導体受光素子といった受光素子４２に
光学的に結合され、受光素子４２に分波光Ｇを提供す
る。光学フィルタ３８は、半導体発光素子といった発光
素子４４に光学的に結合され、発光素子４４から合波光
Ｈを受ける。光学フィルタ３８は、光導波路３４に光学
的に結合され、光導波路３４に合波光Ｈを提供してい
る。光学フィルタ３８は、光導波路３４および光導波路
３６に光学的に結合され、光導波路３６からの入射光Ｅ
のうち反射光を光導波路３４に提供する。

【００３５】入射光Ｅは、波長成分(λ₁、…、λ_i、
…、λ_j-1、λ_j+1、…、λ_n)を有する。合波光Ｈは、波
長成分(λ_j)を有する。光学フィルタ３８は、波長成分
(λ_j)を透過すると共に残りの波長成分を反射する光学
スペクトルを有する。このため、出射光Ｆは、入射光Ｅ
からの波長成分(λ₁、…、λ_i-1、λ_i+1…、λ_j-1、λ
_j+1、…、λ_n)と、合波光Ｈの波長成分(λ_j)とを含む。
分波光Ｇは、波長成分(λ_i)を有する。したがって、光
平面回路３０によれば、光の波長成分の分波および合波
の少なくとも一方が可能な光学デバイスを得ることがで
きる。

【００３６】光平面回路３０において、光導波路の一端
３４ａ、３６ａのモードフィールド径は、それぞれ、光
導波路の一端３４ｂ、３６ｂのモードフィールド径より
大きい。このため、合波、分波および反射の際の光学的
損失が低減される。

【００３７】(第３の実施の形態)図９は、光導波路幅と
モードフィールド径との関係を示す図面であり、光導波
路の深さが６．５μｍであり、比屈折率差△ｎが０．４
％である場合の一例を示す。ここで 比屈折率差△ｎ＝((導波路部の屈折率)−(周辺部屈折
率))／(導波路部の屈折率) である。図９において、実線は、光導波路の横幅の方向
に関するモードフィールド径(２Ｄ−ＸＹ)を示してお
り、破線は、光導波路の深さの方向に関するモードフィ
ールド径(２Ｄ−Ｚ)を示している。図９に示されるよう
に、光導波路の幅を小さくすることにより、両モードフ
ィールド径を大きくできる。また、光導波路の幅のみを
変化させることにより、モードフィールド径(２Ｄ−Ｘ
Ｙ)および(２Ｄ−Ｚ)を共に変更できる。光導波路の深
さよりもその幅を小さくすると、光導波路の幅を小さく
なるにつれて、両モードフィールド径が共に大きくな
る。

【００３８】図１０は、第１の実施形態に示された光平
面回路における光導波路の交差部の拡大図を示す。図１
０は、軸６０と軸６２との交差点に原点が配置された座
標系(ＸＹＺ)を含み、光学フィルタ４に沿ってＹ軸が取
られ、Ｙ軸に直交し主面２ａに沿った方向にＸ軸が取ら
れ、Ｘ軸およびＹ軸に直交する方向にＺ軸が取られる。
軸６０と軸６２とのなす角をθとして規定する。この座
標系(ＸＹＺ)において、光導波路の深さは、Ｚ軸に沿っ
て規定される。光導波路５２、５８は、軸６０に沿って
設けられており、光導波路５４、５６は、軸６２に沿っ
て設けられている。光学フィルタ５０が、軸６０と軸６
２との交差部に配置されている。図１０の形態において
は、光導波路５２を入射光Ｉが伝搬し、出射光Ｊが光導
波路５４を伝搬し、合波光Ｋが光導波路５６を伝搬し、
分波光Ｌが光導波路５８を伝搬する。光学フィルタ５０
の一方の面５０ａは反射面として働いているように見
え、他方の面５０ｂは透過面として働いているように見
える。

【００３９】図１１(ａ)および図１１(ｂ)は、交差部近
傍におけるモードフィールド径が１０μｍである場合の
合波／分波損失および反射損失を示す。図１２(ａ)およ
び図１２(ｂ)は、交差部近傍におけるモードフィールド
径が２２μｍである場合の合波／分波損失および反射損
失を示す。図１１(ａ)、図１１(ｂ)、図１２(ａ)および
図１２(ｂ)において、各光導波路は屈折率１．４４のガ
ラスからなり、その比屈折率△ｎは０．３％であり、光
導波路幅は８．５μｍであり、光学フィルタ５の厚さは
３０μｍである。光学フィルタ５０の厚さをｄとする。
横軸は、図１０に座標系のＹ軸と面５０ａとの間隔を示
す。 反射光損失(ｄＢ)および合波／分波損失(ｄＢ)
は、下記の 反射光損失(ｄＢ) ＝入射光パワー(ｄＢｍ)−出射光のうちの入射光成分パワー(ｄＢｍ) 合波／分波損失(ｄＢ) ＝合波光パワー(ｄＢｍ)−出射光のうちの合波光成分パワー(ｄＢｍ) ＝入射光パワー(ｄＢｍ)−分波光のうちの入射光成分パワー(ｄＢｍ) のように規定される。

【００４０】図１１(ａ)と図１２(ａ)とを比較すると、
図１２(ａ)の反射損失が、図１１(ａ)の反射損失に比べ
て小さい。つまり、モードフィールド径が大きい方が反
射損失が小さくなる。また、反射損失に関して、光学フ
ィルタ５０の位置ズレに対する許容度が大きくなる。ま
た、図１１(ｂ)と図１２(ｂ)との比較からも、合波／分
波において同様に傾向が理解される。つまり、モードフ
ィールド径が大きい方が合波／分波損失が小さくなる。
また、合波／分波損失に関して、光学フィルタ５０の位
置ズレに対する許容度が大きくなる。特に、図１１(ｂ)
および図１２(ｂ)からは、光学フィルタ５０の正の位置
ズレｄが大きくなるにつれて、負の位置ズレｄの場合に
比べて、合波／分波損失が急激に大きくなることが理解
される。

【００４１】(第４の実施の形態)図１３は、集積型励起
ユニットを示す図面である。集積型励起ユニット７０
は、光回路用基板７２と、第１の光学フィルタ７８と、
励起用光源８４と、第２の光学フィルタ８８と、入力光
を提供する光ファイバ９０とを備える。増幅用光ファイ
バ８０は、例えばエルビウム添加光ファイバ(ＥＤＦ)で
あり、シリコン製基板といった別の基板８２の溝におい
て２側面により支持されている。集積型励起ユニット７
０において、光回路用基板７２、第１の光学フィルタ７
８および第２の光学フィルタ８８は、ＷＤＭ光カプラと
して働いている。

【００４２】本実施の形態では、光回路用基板７２は、
第２の実施の形態における光平面回路３０と類似の形態
を有する。光回路用基板７２は、その一端面７２ｂから
他端面７２ｃまで伸びる第７の光導波路７４を有する。
第７の光導波路７４の一端は、光学フィルタ７８を介し
て励起用光源８４に光学的に結合されている。光学フィ
ルタは。例えば１．４８μｍ帯の光を透過させ、１．５
５μｍ帯の光を反射する。第７の光導波路７４の他端
は、増幅用光ファイバ８０に光学的に結合されている。
これにより、励起用光源８４からの励起光が増幅用光フ
ァイバ８０に提供される。この光学的な結合を実現する
ために、励起用光源８４、光学フィルタ７８、第７の光
導波路７４、及び励起用光ファイバ８０が所定の軸に沿
って配置されている。

【００４３】また、光回路用基板７２は、その一端面７
２ｂから他端面７２ｃまで伸びる第８の光導波路７６を
有する。第８の光導波路７６の一端は、光学フィルタ７
８を介して第７の光導波路７４に光学的に結合されてい
る。これによって、入射光用光ファイバ９０からの入射
光は、光学フィルタ７８の反射により第７の光導波路７
４を介して増幅用光ファイバ８０に提供される。この光
学的な結合を実現するために、入射光用光ファイバ９
０、光学フィルタ８８、および光導波路７６が所定の軸
に沿って配置されている。なお、入射光用光ファイバ９
０と光学フィルタ８８との間には、コリメータ９２、ア
イソレータ９４、結合レンズ９６を配置してもよい。

【００４４】さらに、光回路用基板７２の主面７２ａ上
には、モニタ用フォトダイオードといった受光素子８６
が配置されている。受光素子８６は、光導波路７６と光
学的に結合され、入射光パワーを監視することにより励
起光のパワーを調整する。

【００４５】光学フィルタ７８は、励起光源の光波長を
透過すると共に、ＷＤＭ波長成分を反射する光学スペク
トルを有する。また、光学フィルタ８８は、励起光源の
光波長を反射すると共に、ＷＤＭ波長成分を透過する光
学スペクトルを有する。

【００４６】このような集積型励起ユニット７０は、Ｗ
ＤＭ信号を入力用光ファイバ９０から受けて、この入射
光を励起光を合波した後に励起用光ファイバ８０に提供
する。図１３は、前方励起のために利用できる集積型励
起ユニット７０を示しているが、後方励起のために利用
できる集積型励起ユニットも同様に構成できる。

【００４７】(第５の実施の形態)図１４は、光ファイバ
増幅器の構成を示す図面である。光ファイバ増幅器１０
０は、励起用光ファイバ８０と、前方励起ユニット１０
２と、後方励起ユニット１１２とを備える。なお、励起
用光ファイバ８０は、前方励起ユニット１０２および後
方励起ユニット１１２により共用されている。前方励起
ユニット１０２は、入力ポート１０４と励起用光ファイ
バ８０との間に配置されている。後方励起ユニット１１
２は、励起用光ファイバ８０と出力ポート１１４との間
に配置されている。この配置により、入力ポート１０４
からの光信号は、前方励起ユニット１０２および後方励
起ユニット１１２からの励起光により増幅され、増幅光
信号が出力ポート１１４に提供される。

【００４８】前方励起ユニット１０２において、励起用
光源８４は、モニタ用受光素子８６からの信号をライン
１０８ａ介して受ける制御部１１０によりライン１０８
ｂを介して制御される。励起用光源８４からの励起光
は、平面光回路１０６に提供され、入力ポートから光ア
イソレータ９０を介して提供された入力光信号と合波さ
れた後に、励起用光ファイバ８０に与えられる。

【００４９】後方励起ユニット１１２において、励起用
光源１１２は、モニタ用受光素子１１４からの信号をラ
イン１１６ａ介して受ける制御部１１８によりライン１
１６ｂを介して制御される。モニタ用受光素子１１４
は、増幅された光信号を監視している。励起用光源１１
２からの励起光は、平面光回路１２０に提供された後に
励起用光ファイバ８０に与えられる。増幅用光ファイバ
８０において励起された光信号は、光平面回路１２０お
よび光アイソレータ１２２を介して出力ポート１１４に
提供される。

【００５０】この光ファイバ増幅器では、光の合波／分
波に関する光損失が低減されているので、増幅特性が改
善される。図１４においては、光ファイバ増幅器は、前
方励起ユニット１０２および後方励起ユニット１１２を
共に備えている。しかしながら、光ファイバ増幅器は、
前方励起ユニット１０２および後方励起ユニット１１２
のいずれか一方を有する場合でも、本実施の形態と同様
の作用および効果を得られる。

【００５１】好適な実施の形態において本発明の原理を
図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から
逸脱することなく配置および詳細において変更できるこ
とは、当業者によって認識される。例えば、光導波路の
各々は、基板内に設けられているけれども、基板上に設
けられているようにしてもよい。したがって、特許請求
の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および
変更に権利を請求する。

【００５２】

【発明の効果】本発明の光回路によれば、光導波路およ
び光学フィルタが光学的に結合する部分の近傍において
ＭＦＤが拡大されている。したがって、分岐および分波
の際に生じる、透過光および反射光の損失を低減できる
光回路、光ファイバ増幅器およびＡＤＭ装置が提供され
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本実施の形態に係わる光平面回路を示
す斜視図である。

【図２】図２は、本実施の形態に係わる光平面回路のた
めの基板を示す平面図である。

【図３】図３は、本実施の形態に係わる光平面回路を示
す斜視図である。

【図４】図４は、光平面回路の機能を説明する模式図で
ある。

【図５】図５は、本実施の形態に係わる光平面回路を示
す斜視図である。

【図６】図６は、本実施の形態に係わる光平面回路のた
めの基板を示す平面図である。

【図７】図７は、本実施の形態に係わる光平面回路を示
す斜視図である。

【図８】図８は、光平面回路の機能を説明する模式図で
ある。

【図９】図９は、光導波路幅とモードフィールド径との
関係を示す図面である。

【図１０】図１０は、第１の実施形態に示された光平面
回路１における光導波路の交差部の拡大図を示す。

【図１１】図１１(ａ)および図１１(ｂ)は、交差部近傍
におけるモードフィールド径が１０μｍである場合の合
波／分波損失および反射損失を示す図面である。

【図１２】図１２(ａ)および図１２(ｂ)は、交差部近傍
におけるモードフィールド径が２２μｍである場合の合
波／分波損失および反射損失を示す図面である。

【図１３】図１３は、集積型励起ユニットを示す図面で
ある。

【図１４】図１４は、光ファイバ増幅器の構成を示す図
面である。

【符号の説明】

１…光平面回路、２…基板、４…光学フィルタ、６…収
容部、８、１０、１２，１４…光導波路、２０、２２、
２４、２６…外部光導波路、２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、
２８ｄ…ポート、３０…光平面回路、３２…基板、３
４、３６…光導波路、３８…光学フィルタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に設けられた複数の光導波路を有す
   る光回路であって、 第１の軸上に設けられ第１および第２の端部を有する第
   １の光導波路と、 前記基板上の所定の点において前記第１の軸と交差する
   第２の軸上に設けられ第１および第２の端部を有する第
   ２の光導波路と、 前記第１の軸上に設けられ第１および第２の端部を有す
   る第３の光導波路と、 前記第１、第２および第３の光導波路の第１の端部に光
   学的に結合されるように前記基板に配置された光学フィ
   ルタと、を備え、 前記第１〜３の光導波路の少なくともいずれかは、前記
   第2の端部から第1の端部に向かってモードフィールド径
   が増加している部分を有する、光回路。
2. 【請求項２】 前記第２の軸上に設けられ第１および第
   ２の端部を有する第４の光導波路を更に備え、 前記第４の光導波路の第１の端部は、前記光学フィルタ
   と光学的に結合されるように配置されており、 前記第４の光導波路は、前記第１の端部から前記第２の
   端部に向かってモードフィールド径が減少している部分
   を有する、請求項１に記載の光回路。
3. 【請求項３】 基板に設けられた複数の光導波路を有す
   る光回路であって、 第１の軸上に設けられ第１および第２の端部を有する第
   １の光導波路と、 前記基板上の所定の点において前記第１の軸と交差する
   第２の軸上に設けられ第１および第２の端部を有する第
   ２の光導波路と、 前記第１の軸上に設けられ第１および第２の端部を有す
   る第３の光導波路と、 前記第１、第２および第３の光導波路の第１の端部に光
   学的に結合されるように前記基板に配置された光学フィ
   ルタと、を備え、 前記第１〜３の光導波路の少なくともいずれかは、前記
   第２の端部から前記第１の端部に向かって光導波路幅が
   減少している部分を有する、光回路。
4. 【請求項４】 前記第２の軸上に設けられ第１および第
   ２の端部を有する第４の光導波路を更に備え、 前記第４の光導波路の第１の端部は、前記光学フィルタ
   と光学的に結合されるように配置されており、 前記第４の光導波路は、前記第１の端部から前記第２の
   端部に向かって光導波路幅が増加している部分を有す
   る、請求項３に記載の光回路。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の軸の各々と前記光
   学フィルタとが成す角度を規定するように設けられ前記
   光学フィルタを配置するための収容部を更に備える、請
   求項１から４のいずれかに記載の光回路。
6. 【請求項６】 基板に設けられた複数の光導波路を有す
   る光回路であって、 第３の端部および第４の端部を有し第３の軸上に設けら
   れた第５の光導波路と、 第３の端部および第４の端部を有し第４の軸上に設けら
   れた第６の光導波路と、 前記第５および第６の光導波路の第３の端部に光学的に
   結合されるように前記基板に配置された光学フィルタ
   と、を備え、 前記第５の光導波路の第３の端部は、前記第６の光導波
   路の第３の端部と光学的に結合されており、 前記第５および６の光導波路は、前記第４の端部から前
   記第３の端部に向かってモードフィールド径が増加して
   いる部分を有する、光回路。
7. 【請求項７】 基板に設けられた複数の光導波路を有す
   る光回路であって、 第３の端部および第４の端部を有し第３の軸上に設けら
   れた第５の光導波路と、 第３の端部および第４の端部を有し第４の軸上に設けら
   れた第６の光導波路と、 前記第５および第６の光導波路の第３の端部に光学的に
   結合されるように前記基板に配置された光学フィルタ
   と、を備え、前記第５の光導波路の第３の端部は、前記
   第６の光導波路の第３の端部と光学的に結合されてお
   り、 前記第５および６の光導波路は、前記第４の端部から前
   記第３の端部に向かって光導波路幅が減少している部分
   を有する、光回路。
8. 【請求項８】 前記光学フィルタは、前記第５の光導波
   路の第３の端部および前記第６の光導波路の第３の端部
   に光学的に結合されるように、前記基板の端面に配置さ
   れている、請求項６または請求項７に記載の光回路。
9. 【請求項９】 入力ポートと、 増幅された光信号を出力するための出力ポートと、 増幅用光ファイバと、 請求項１〜８のいずれかに記載の光回路とを備え、 前記光回路は、光信号を受けるように前記入力ポートに
   光学的に結合されており、 前記光回路は、励起光を受けるように励起光源に光学的
   に結合されており、 前記光回路は、前記光信号および前記励起光を提供可能
   なように前記増幅用光ファイバに光学的に結合されてい
   る、光ファイバ増幅器。
10. 【請求項１０】 光信号を受けるための入力ポートと、 出力ポートと、 増幅用光ファイバと、 請求項１〜８のいずれかに記載の光回路とを備え、 前記光回路は、励起光を受けるように励起光源に光学的
    に結合されており、前記光回路は、前記励起光を提供可
    能なように前記増幅用光ファイバに光学的に結合されて
    おり、 前記光回路は、前記入力ポートからの前記光信号を前記
    増幅用光ファイバにおいて増幅して生成された光信号を
    提供可能なように前記出力ポートに光学的に結合されて
    いる、光ファイバ増幅器。
11. 【請求項１１】 入力ポートと、 出力ポートと、 アドポートと、 ドロップポートと、 請求項１〜８のいずれかに記載の光回路とを備え、 前記光回路は、光信号を受けるように前記入力ポートに
    光学的に結合されており、 前記光回路は、ドロップ光を取り出すことが可能なよう
    に前記ドロップポートに光学的に結合されており、 前記光回路は、アド光を導入することが可能なように前
    記アドポートに光学的に結合されており、 前記光回路は、アド・ドロップされた光信号を提供可能
    なように前記出力ポートに光学的に結合されている、ア
    ド・ドロップモジュール装置。