JP2003057457A - 光フィルタ - Google Patents

光フィルタ

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JP2003057457A
JP2003057457A JP2001241367A JP2001241367A JP2003057457A JP 2003057457 A JP2003057457 A JP 2003057457A JP 2001241367 A JP2001241367 A JP 2001241367A JP 2001241367 A JP2001241367 A JP 2001241367A JP 2003057457 A JP2003057457 A JP 2003057457A
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waveguide
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optical coupler
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Takashi Saida
隆志 才田
Akira Himeno
明 姫野
Katsunari Okamoto
勝就 岡本
Koichi Takiguchi
浩一 瀧口
Takayuki Mizuno
隆之 水野
Manabu Oguma
学 小熊
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パラメータの調整が容易で、かつ複屈折およ
び温度依存性の補償が簡易で、分散が本質的にない光フ
ィルタを提供すること。 【解決手段】 入力用光導波路１１ａ，１１ｂと、ここ
からの光を二分する光カプラ１２と、光カプラ１２の一
方の出力に接続された光カプラ１３ａと、光カプラ１２
の他方の出力に接続された光カプラ１３ｂと、光カプラ
１３ａの出力に接続された２本の第一群の光遅延導波路
１４ａ，１４ｂと、光カプラ１３ｂの出力に接続された
２本の第二群の光遅延導波路１５ａ，１５ｂと、第一群
の光遅延導波路１４ａ，１４ｂからの光を結合させる光
カプラ１６ａと、第二群の光遅延導波路１５ａ，１５ｂ
からの光を結合させる光カプラ１６ｂと、光カプラ１６
ａからの光と、光カプラ１６ｂからの光を結合させる多
モード干渉光カプラ１７と、この出力を導く出力用光導
波路１８ａ，１８ｂを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光フィルタに関
し、より詳細には、波長多重された光信号の分波や合波
を行う光フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号を波長に応じて分波あるいは合波
する光フィルタは、波長多重光通信システムのキーとな
る光部品である。特に、光周波数間隔Δｆで並んだ複数
の光信号を一つおきに抜き出すあるいは差し込むことの
できる所謂インターリーバは、アレイ導波路格子や誘電
体多層膜光フィルタなどと組み合わせて波長間隔の狭い
高密度波長多重光通信システムを容易でかつ経済的に実
現できることから、今日特に注目を集めている。
【０００３】従来のインターリーバは、マッハツェンダ
干渉計が多段に接続された構成（ラティス型構成）で実
現されていた。このインターリーバについては、例え
ば、小熊学、神宮寺要、姫野明、「２段縦列ＭＺＩ構成
による光合分波器の透過帯域平坦化」、Ｃ−３−９６、
１９９９年電子情報通信学会エレクトロニクスソサエテ
ィ大会、に記載されている。
【０００４】図１３は、従来のインターリーバの構成図
で、このインターリーバでは、基板上１００に入力光導
波路１０１ａ，１０１ｂ、第一の光カプラ１０２、光路
長差２Δτの光遅延導波路対１０３ａ，１０３ｂ、マッ
ハツェンダ干渉計と、第二の光カプラ１０４、光路長差
Δτの光遅延導波路対１０５ａ，１０５ｂ、第三の光カ
プラ１０６、出力光導波路１０７ａ，１０７ｂがこの順
に接続された構成になっている。
【０００５】ここで、インターリーバを構成する３つの
光カプラの分岐比は、第一の光カプラが１０％、第二の
光カプラが７０％、第三の光カプラが５０％となるよう
に設定されている。また、ここでは透過特性の自由スペ
クトルレンジ（光周波数軸での周期）が１００ＧＨｚと
なるように、Δτを１０ｐｓｅｃと設定されている。
【０００６】図１４は、図１３に示したインターリーバ
の透過特性を示す図で、第１の入力導波路に光信号を入
力したときの、第１の出力導波路および第２の出力導波
路における透過特性である。第１の出力導波路および第
２の出力導波路ともに光信号を通さない遮断域と光信号
を通す通過域が交互に並んだ特性が得られている。また
第１の出力導波路が透過域であるときには、第２の出力
導波路は遮断域となっており、逆に第１の出力導波路が
遮断域であるときには、第２の出力導波路は通過域とな
っている。
【０００７】したがって、例えば、これを図１５に示し
たようにチャネル間隔１００Ｇの光合分波器１１１，１
１２を２つと組み合わせることで、チャネル間隔５０Ｇ
Ｈｚの光合分波器を実現できる。一般にチャネル間隔が
狭くなるほど合分波器の作製は困難になるが、インター
リーバ１１０を用いれば作製の容易な比較的チャネル間
隔の大きな光合分波器を用いて、実質チャネル間隔の狭
い合分波器を提供できる。ここで、実現される狭チャネ
ル間隔の光合分波器の透過特性を劣化させないために、
インターリーバの透過特性は、透過域では比較的広い光
周波数範囲で透過率が１に近く、遮断域では比較的広い
光周波数範囲で透過率が０に近いことが要求される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のインターリーバでは以下のような問題がある。
つまり、第１に、従来のインターリーバでは２つの出力
しかないにも関わらず設定すべきパラメータが２以上あ
るために、パラメータの調整が非常に煩雑である問題が
ある。図１３に示した例では、カプラ分岐比３箇所およ
び位相２箇所で計５パラメータを設定する必要がある。
【０００９】第２に、従来のインターリーバでは遅延線
が多段に並んだ構成を取っているために、半波長板を用
いて光導波路の複屈折を補償するためには、各段に半波
長板を挿入せねばならず、結果として過剰損失が増大す
るという問題がある。また同じ理由で、光導波路の実効
屈折率の温度依存性と逆の符号を有する材料（以下、温
度補償材料という）を用いて光導波路の温度依存性を補
償するためには、各段に温度補償材料を挿入する必要が
あり、結果として過剰損失が増大するという問題があ
る。
【００１０】第３に、従来のインターリーバでは少ない
段数でフラットな透過域の特性を実現するかわりに、線
形でない位相特性を有しており、結果として透過域で波
長分散を有するという問題がある。このような波長分散
があると、長距離、高速の伝送システムにインターリー
バを導入したときに信号品質が劣化するという問題があ
る。
【００１１】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、パラメータの調整
が容易で、かつ複屈折および温度依存性の補償が簡易
で、分散が本質的にない光フィル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、このような目
的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上
に、入力用光導波路と、該入力用光導波路に導かれた光
信号を２分岐する第一の光カプラと、該第一の光カプラ
の出力に接続された少なくとも１つの光分岐手段と、該
光分岐手段の出力、または前記光カプラの出力と前記光
分岐手段の出力に接続された２群の光遅延導波路と（群
の最小構成単位は１）、該２群の光遅延導波路を夫々合
波するための少なくとも１つの光合波手段と、該光合波
手段の出力、または前記光合波手段の出力および前記光
導波路に接続された等分岐比の第二の光カプラと、該第
二の光カプラの出力に接続された出力用光導波路を備
え、τ０およびΔτをそれぞれ正の実数とするとき、前
記２群の光遅延導波路のうち、一方の群の光遅延導波路
が与える遅延時間が、τ０＋２ｎΔτ（ｎは光遅延導波
路毎に異なる整数）となるように設定されており、他方
の群の光遅延導波路が与える遅延時間が、τ０＋（２ｍ
＋１）Δτ（ｍは光遅延導波路毎に異なる整数）となる
ように設定されていることを特徴とする。このような構
成を採ることにより、パラメータの調整が容易なインタ
ーリーバを提供することができる。
【００１３】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記光分岐手段の分岐比と前記
光合波手段の合波比が、略等しく設定されていることを
特徴とする。
【００１４】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
又は２に記載の発明において、前記第一の光カプラが分
岐比可変の光カプラであることを特徴とする。
【００１５】また、請求項４に記載の発明は、請求項
１，２又は３に記載の発明において、前記第一の光カプ
ラが等分岐比であり、前記第一の光カプラと前記第二の
光カプラの間に、少なくとも１つの光振幅調整手段を備
えていることを特徴とする。
【００１６】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
乃至４のいずれかに記載の発明において、前記２群の光
遅延導波路において、遅延時間がτ０±ｋΔτとなる光
導波路に導かれる光強度が略等しくなるように設定され
ていることを特徴とする。このような構成を採ることに
より、分散が本質的にないインターリーバを提供するこ
とができる。
【００１７】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
乃至５のいずれかに記載の発明において、前記光導波路
が位相調整手段を備えていることを特徴とする。
【００１８】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
乃至６のいずれかに記載の発明において、前記光導波路
のほぼ中間点に半波長板が挿入されていることを特徴と
する。このような構成を採ることにより、偏波依存性の
ないインターリーバを提供できる。
【００１９】また、請求項８に記載の発明は、請求項１
乃至７のいずれかに記載の発明において、前記光導波路
に単一または複数の溝が形成されており、該溝に光導波
路の実効屈折率の温度係数と異なる符号の屈折率温度係
数を有する材料が挿入されていることを特徴とする。こ
のような構成を採ることにより、温度依存性のないイン
ターリーバを提供できる。
【００２０】また、請求項９に記載の発明は、請求項１
乃至８のいずれかに記載の発明において、前記等分岐比
の光カプラが多モード干渉光カプラであることを特徴と
する。
【００２１】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１乃至９のいずれかに記載の発明において、前記光導波
路が石英系光導波路であり、前記光振幅調整手段が熱光
学位相シフタを備えたマッハツェンダ型干渉計であり、
前記位相調整手段が熱光学位相シフタであることを特徴
とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施例について説明する。なお、以下の実施例では、光導
波路がシリコン基板上に形成された石英系光導波路であ
るとして説明する。これは、この構成が光ファイバと整
合性が良く、安定で安価な光フィルタを提供できるから
である。しかしながら、本発明はこの例に限定されるも
のではなく、例えば、半導体光導波路やポリマー光導波
路、誘電体光導波路など他の光導波路ももちろん用いる
ことができる。また、以下の説明では簡単のために、同
じ機能を有する光要素回路に対して同じ記号を用いて、
重複する説明を避けることとする。
【００２３】［第１実施形態］図１は、本発明の光フィ
ルタの第１実施形態を説明するための構成図で、基板１
０上には、入力用光導波路１１ａ，１１ｂと、入力用光
導波路からの光を二分する光カプラ１２と、光カプラ１
２の一方の出力に接続された１入力２出力光カプラ１３
ａと、光カプラ１２の他方の出力に接続された１入力２
出力光カプラ１３ｂと、１入力２出力光カプラ１３ａの
出力に接続された２本の第一群の光遅延導波路１４ａ，
１４ｂと、１入力２出力光カプラ１３ｂの出力に接続さ
れた２本の第二群の光遅延導波路１５ａ，１５ｂと、第
一群の光遅延導波路１４ａ，１４ｂからの光を結合させ
る２入力１出力光カプラ１６ａと、第二群の光遅延導波
路１５ａ，１５ｂからの光を結合させる２入力１出力光
カプラ１６ｂと、２入力１出力光カプラ１６ａからの光
と２入力１出力光カプラ１６ｂからの光を結合させる分
岐比０．５の多モード干渉光カプラ１７と、多モード干
渉光カプラ１７の出力を導く出力用光導波路１８ａ，１
８ｂが設けられている。
【００２４】また、光遅延導波路１４ａの与える相対遅
延時間を０Δτ＋０．５λとすると、光遅延導波路１４
ｂの与える遅延時間差は２Δτとなっており、光遅延導
波路１５ａの与える遅延時間はΔτとなっており、光遅
延導波路１５ｂの与える遅延時間は３Δτとなってい
る。ここでλは用いる光の中心波長である。
【００２５】さらに、光カプラ１２の分岐比は０．７と
なっており、光カプラ１３ａおよび光カプラ１６ａの分
岐比は０．７となっており、光カプラ１３ｂおよび光カ
プラ１６ｂの分岐比は０．１６となっている。
【００２６】ここで、第１実施形態の光フィルタでは、
第一群および第二群の光導波路数を２本とした。これ
は、この構成が簡単で効果的なインターリーバを構成で
きるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定
されるものではなく、その他の数の組み合わせでも、も
ちろん構わない。また、第１実施形態の光フィルタで
は、光カプラ１２の分岐比は０．７となっており、光カ
プラ１３ａおよび光カプラ１６ａの分岐比は０．７とな
っており、光カプラ１３ｂおよび光カプラ１６ｂの分岐
比は０．１６となっているとしたが、これはインターリ
ーバを実現するための係数の一例であり、もちろん他の
分岐比の組み合わせであっても構わない。
【００２７】さらに、第１実施形態の光フィルタでは、
光カプラ１７として多モード干渉光カプラを用いてい
る。これはこの構成が再現性に優れた光カプラを提供で
きるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定
されるものではなく、方向性結合器など他のカプラを用
いても勿論構わない。
【００２８】さらに、第１実施形態の光フィルタでは、
光カプラ１３ａと光カプラ１６ａの分岐比が等しく、光
カプラ１３ｂと光カプラ１６ｂの分岐比が等しいとし
た。これは、このような構成にすれば、光フィルタの損
失が最も小さくなるからである。しかしながら、本発明
はこの例に限定されるものではなく、光カプラ１３ａお
よび光カプラ１６ａの分岐比が異なっていても良く、光
カプラ１３ｂおよび光カプラ１６ｂの分岐比が異なって
いても、もちろん構わない。
【００２９】また、第１実施形態の光フィルタでは、そ
れぞれの光遅延導波路の遅延量が異なるために、例え
ば、フーリエ変換分光法などの方法によって容易に回路
パラメータの推定ができるために、パラメータ抽出・設
定が容易である特徴を有している。
【００３０】図２は、図１に示した第１実施形態に係る
光フィルタの透過特性を示す図で、、入力用光導波路１
１ａから出力導波路１８ａおよび１８ｂに至る光周波数
透過特性を示している。出力導波路１８ａに出力する光
および出力導波路１８ｂに出力する光はともに、光信号
が通過する透過域と光信号が通過しない遮断域を交互に
有している。また出力導波路１８ａに出力する光と出力
導波路１８ｂに出力する光の光周波数透過特性は、一方
が透過域のとき他方が遮断域というように互い違いにな
っている。
【００３１】［第１実施形態の変形例］図３は、図１に
示した第１実施形態の変形例を示す構成図で、第１実施
形態に係る光フィルタの構成に加えて、光カプラ１２と
して分岐比可変の光カプラが用いられており、また光遅
延導波路１４ａ、１４ｂの上には、薄膜ヒータ１９ａ，
１９ｂが位相調整用に設けられており、光導波路１５
ａ，１５ｂの上には、薄膜ヒータ２０ａ，２０ｂが位相
調整用に設けられている。
【００３２】光カプラ１２および光カプラ１７として可
変分岐比の光カプラを用いることで、光カプラ１２の分
岐比が作製誤差などで設定値からずれて光フィルタ特
性、特に遮断域での消光比が劣化する影響を補償するこ
とができる。
【００３３】なお、可変分岐比の光カプラとしては、図
１２に示すマッハツェンダ型干渉計の構成を用いること
ができる。図１２に示すマッハツェンダ型干渉計は、光
カプラ２９と位相調整器としてヒータを備えた光導波路
３０ａ，３０ｂと光カプラ３１から構成されている。
【００３４】ここで、図１２に示した位相調整器として
ヒータを用いて熱光学効果により調整を行うとしたが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えば電気光
学効果など、他の手法により位相調整器を実現しても、
勿論構わない。
【００３５】さらに、図１２に示したマッハツェンダ型
干渉計は可変分岐比の光カプラの一実現例であり、光照
射や熱印加など他の手法により可変分岐比の光カプラを
実現しても、勿論構わない。
【００３６】また、光遅延導波路１４ａ，１４ｂの上に
位相調整用の薄膜ヒータ１９ａ，１９ｂを備え、光遅延
導波路１５ａ，１５ｂの上に位相調整用の薄膜ヒータ２
０ａ，２０ｂを備えることで、光遅延導波路１４ａ，１
４ｂおよび光遅延導波路１５ａ，１５ｂの長さが作製誤
差などにより、設定値からずれて光フィルタ特性が劣化
する影響を補償することができる。
【００３７】なお、図３に示した第１実施形態の変形例
では、位相調整手段として薄膜ヒータを用いたが、これ
はこの構成が安定で信頼性に優れた位相調整手段を提供
できるからである。しかしながら、本発明はこの例に限
定されるものではなく、熱処理・光照射により位相調整
を行ってももちろん構わない。
【００３８】［第２実施形態］図４は、本発明の光フィ
ルタの第２実施形態を説明するための構成図で、基板１
０上には、入力用光導波路１１ａ，１１ｂと、入力用光
導波路１１ａ，１１ｂからの光を二分する光カプラ１２
と、光カプラ１２の一方の出力に接続された１入力２出
力光カプラ１３と、光カプラ１２の他方の出力に接続さ
れた第一群の光遅延導波路１４と、１入力Ｍ出力光カプ
ラ１３の出力に接続された２本の第二群の光遅延導波路
１５ａ，１５ｂと、第二群の光遅延導波路１５ａ，１５
ｂからの光を結合させる２入力１出力光カプラ１６と、
２入力１出力光カプラ１６からの光と光遅延線１４から
の光を結合させる分岐比０．５の光カプラ１７と、光カ
プラ１７の出力を導く出力用光導波路１８ａ，１８ｂが
設けられている。
【００３９】また、光遅延導波路１４の与える相対遅延
時間を０Δτ＋０．５λとすると、光遅延導波路１５ａ
の与える遅延時間差はΔτとなっており、光遅延導波路
１５ｂの与える遅延時間は３Δτとなっている。ここで
λは用いる光の中心波長である。さらに、光カプラ１２
の分岐比は０．５８となっており、光カプラ１３および
光カプラ１６の分岐比は０．１１となっている。
【００４０】ここで、第２実施形態の光フィルタでは、
第一群の光導波路数を１、第二群の光導波路数を２とし
た。このように、光導波路群に帰属する光導波路数は１
でも良い。しかしながら、本発明はこの例に限定される
ものではなく、その他の数の組み合わせでも、もちろん
構わない。
【００４１】また、第２実施形態の光フィルタでは、光
カプラ１２の分岐比が０．５８となっており、光カプラ
１３および光カプラ１６の分岐比は０．１１となってい
るとしたが、これはインターリーバを実現するための係
数の一例であり、もちろん他の分岐比の組み合わせであ
っても構わない。
【００４２】さらに、第２実施形態の光フィルタでは、
光カプラ１７としてモード干渉光カプラを用いている。
これはこの構成が再現性に優れた光カプラを提供できる
からである。しかしながら、本発明はこの例に限定され
るものではなく、方向性結合器など他のカプラを用いて
も勿論構わない。
【００４３】さらに、第２実施形態の光フィルタでは、
光カプラ１３と光カプラ１６の分岐比が等しいとした。
これは、このような構成にすれば光フィルタの損失が最
も小さくなるからである。しかしながら、本発明はこの
例に限定されるものではなく、光カプラ１３および光カ
プラ１６の分岐比が異なっていても、もちろん構わな
い。
【００４４】また、第２実施形態の光フィルタでは、そ
れぞれの光遅延導波路の遅延量が異なるために、例えば
フーリエ変換分光法などの手段によって容易に回路パラ
メータの推定ができるために、パラメータ抽出・設定が
容易である特徴を持つ。
【００４５】図５は、図４に示した第２実施形態に係る
光フィルタの透過特性を示す図で、入力用光導波路１１
ａから出力導波路１８ａおよび１８ｂに至る光周波数透
過特性を示している。出力導波路１８ａに出力する光お
よび出力導波路１８ｂに出力する光はともに、光信号が
通過する透過域と光信号が通過しない遮断域を交互に有
している。また出力導波路１８ａに出力する光と出力導
波路１８ｂに出力する光の光周波数透過特性は、一方が
透過域のとき他方が遮断域というように互い違いになっ
ている。
【００４６】なお、第２実施形態の光フィルタにおい
て、図３と同じように光カプラ１２として可変分岐比の
光カプラを用いることで、作製誤差などによる光カプラ
の分岐比のずれを補償することが出来る。
【００４７】さらに、第２実施形態の光フィルタにおい
て、図３と同じように、光遅延導波路１４および光遅延
導波路１５ａ，１５ｂに位相調整手段を備えることによ
って、作製誤差などによる光遅延導波路１４および光遅
延導波路１５ａ，１５ｂの長さのずれを補償することが
出来る。
【００４８】［第２実施形態の変形例］図６は、第２実
施形態の変形例に係る光フィルタの構成図で、この光フ
ィルタでは、第２実施形態に係る光フィルタの構成に加
えて、光カプラ１２の分岐比０．５としており、光遅延
導波路１４に光振幅調整器２１が備えられている。この
ようにすることで、光遅延導波路１５に導かれる光量を
調整して、再現性良く所望の光フィルタ特性を得ること
ができる。
【００４９】なお、光振幅調整器２１としては、図１２
に示すようなマッハツェンダ型干渉計の構成を用いるこ
とができる。図１２に示したマッハツェンダ型干渉計
は、光カプラ２９と位相調整器としてヒータを備えた光
導波路３０ａ，３０ｂと光カプラ３１から構成されてい
る。
【００５０】ここで、図１２では位相調整器としてヒー
タを用いて熱光学効果により調整を行うとしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば電気光学効
果など、他の手法により位相調整器を実現しても、勿論
構わない。
【００５１】さらに、図１２に示したマッハツェンダ型
干渉計は光振幅調整器の一例であり、他の手法により光
振幅調整器を実現しても、勿論構わない。
【００５２】［第３実施形態］図７は、本発明の光フィ
ルタの第３実施形態を説明するための構成図で、基板１
０上には、入力用光導波路１１ａ，１１ｂと、入力用光
導波路１１ａ，１１ｂからの光を二分する光カプラ１２
と、光カプラ１２の一方の出力に接続された１入力２出
力光カプラ２２と、光カプラ１２の他方の出力に接続さ
れた第一群の光遅延線１４と、１入力２出力光カプラ２
２の出力に接続された２個の分岐比０．５の多モード干
渉光カプラ２３ａ，２３ｂと、多モード干渉光カプラ２
３ａ，２３ｂの出力に接続された第二群の４本の光遅延
導波路１５ａ，１５ｄと、光遅延導波路１５ａ，１５ｄ
からの光を結合させる分岐比０．５の２個の多モード干
渉光カプラ２４ａ，２４ｂと、多モード干渉光カプラ２
４ａ，２４ｂの出力を結合させる２入力１出力光カプラ
２５と、２入力１出力光カプラ２５からの光と光遅延線
１４からの光を結合させる分岐比０．５の多モード干渉
光カプラ１７と、光カプラ１７の出力を導く出力用光導
波路１８ａ，１８ｂが設けられている。
【００５３】ここで、光遅延導波路１４の与える相対遅
延時間を０Δτとすると、光遅延導波路１５ａの与える
遅延時間差はΔτ＋０．５λとなっており、光遅延導波
路１５ｂの与える遅延時間は−Δτとなっており、光遅
延導波路１５ｃの与える遅延時間は−３Δτとなってお
り、光遅延導波路１５ｄの与える遅延時間は３Δτ＋
０．５λとなっている。ここでλは用いる光の中心波長
である。
【００５４】さらに、光カプラ１２の分岐比は０．３９
となっており、光カプラ２２および光カプラ２５の分岐
比は０．１となっている。
【００５５】ここで、第３実施形態の光フィルタでは、
第一群の光導波路に帰属する光導波路数を１本、第二群
の光導波路に帰属する光導波路数を４本とした。これ
は、この構成が簡単で効果的なインターリーバを構成で
きるからである。しかしながら、本発明はこの例に限定
されるものではなく、その他の数でも、もちろん構わな
い。
【００５６】また、第３実施形態の光フィルタでは、光
カプラ２２光カプラ２５の分岐比が等しいとした。これ
は、このような構成にすれば、光フィルタの低損失化が
図れるからである。しかしながら、本発明はこの例に限
定されるものではなく、光カプラ２２および光カプラ２
５の分岐比が異なっていても、もちろん構わない。
【００５７】さらに、第３実施形態の光フィルタでは、
光カプラ２３ａ，２３ｂ、光カプラ２４ａ，２４ｂ、お
よび光カプラ１７として多モード干渉光カプラを用いる
とした。これはこの構成が再現性に優れた光カプラを提
供できるからである。しかしながら、本発明はこの例に
限定されるものではなく、方向性結合器など他のカプラ
を用いても勿論構わない。
【００５８】また、第３実施形態の光フィルタでは、光
カプラ１２および光カプラ１７の分岐比は０．３９とな
っており、光カプラ２２および光カプラ２５の分岐比は
０．１０となっているとしたが、これはインターリーバ
を実現するための係数の一例であり、もちろん他の分岐
比の組み合わせであっても構わない。
【００５９】また、第３実施形態の光フィルタでは、相
対遅延時間が概±Δτである光導波路１５ａと１５ｂ、
および相対遅延時間が概±３Δτである光導波路１５ｃ
と１５ｄに概等しい光強度が導かれるように構成されて
いる。このようにしてお互いの位相関係を調整すれば、
この光フィルタの分散は原理的に０にできる特徴を有す
る。
【００６０】図８は、図７に示した第３実施形態に係る
光フィルタの透過特性を示す図で、入力用光導波路１１
ａから出力導波路１８ａおよび１８ｂに至る光周波数透
過特性を示している。出力導波路１８ａに出力する光お
よび出力導波路１８ｂに出力する光はともに、光信号が
通過する透過域と光信号が通過しない遮断域を交互に有
している。また出力導波路１８ａに出力する光と出力導
波路１８ｂに出力する光の光周波数透過特性は、一方が
透過域のとき他方が遮断域というふうに互い違いになっ
ている。
【００６１】［第３実施形態の変形例］図９は、第３実
施形態の変形例に係る光フィルタの構成図で、この光フ
ィルタでは、第３実施形態に係る光フィルタの構成に加
えて、光カプラ１２として可変分岐比の光カプラを用い
ている。このようにすることで、作製誤差などがあって
も光カプラ１２を調整して所望の光フィルタ特性を得る
ことができる。
【００６２】加えて、第３実施形態の変形例に係る光フ
ィルタでは、光遅延導波路１４および光遅延導波路１５
ａ，１５ｄにそれぞれ位相調整用のヒータが設けられて
いる。このようにすることで、光遅延導波路１４および
光遅延導波路１５ａ，１５ｂの長さが作製誤差などによ
り設定値からずれて光フィルタ特性が劣化する影響を補
償することができる。
【００６３】なお、光振幅調整器２１としては、図１２
に示すようなマッハツェンダ型干渉計の構成を用いるこ
とができる。図１２に示すマッハツェンダ型干渉計は、
光カプラ２９と位相調整器としてヒータを備えた光導波
路３０ａ，３０ｂと光カプラ３１から構成されている。
【００６４】ここで、図１２では位相調整器としてヒー
タを用いて熱光学効果により調整を行うとしたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば電気光学効
果など、他の手法により位相調整器を実現しても、勿論
構わない。
【００６５】さらに、図１２に示したマッハツェンダ型
干渉計は光振幅調整器の一例であり、他の手法により光
振幅調整器を実現しても、勿論構わない。
【００６６】［第３実施形態の第２変形例］図１０は、
第３実施形態の第２変形例に係る光フィルタの構成図
で、この光フィルタでは、図９に示した第３実施形態の
変形例に係る光フィルタの構成に加えて、光フィルタが
概ね左右対象となっており、対象軸の位置に導波路を横
断する溝２６が設けられており、その溝に半波長板２７
が、複屈折軸が光導波路の複屈折軸と４５度の傾きをな
すように挿入されている。
【００６７】このようにすることで、光導波路の複屈折
の影響が相殺されて、偏波に依存して透過率が変わるな
ど、光フィルタ特性の偏波依存性を取り除くことが出来
る。
【００６８】なお、半波長板としてはポリイミド半波長
板、石英半波長板を用いることができ、勿論その他の半
波長板を用いることができる。
【００６９】［第３実施形態の第３変形例］図１１は、
第３実施形態の第３変形例に係る光フィルタの構成図
で、この光フィルタでは、図１０に示した第３実施形態
の第２変形例に係る光フィルタの構成に加えて、光遅延
導波路１４および光遅延導波路１５ａ，１５ｂ，１５ｄ
に導波路を横断する溝が設けられており、その溝に光導
波路とは屈折率温度依存性の符号が異なる材料２８ａか
ら２８ｄが充填されている。
【００７０】このようにすることで、光導波路の屈折率
が温度によって変化しても、この影響が相殺されて、全
体として温度依存性のない光フィルタを得ることができ
る。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上に、入力用光導波路と、入力用光導波路に導かれた
光信号を２分岐する第一の光カプラと、第一の光カプラ
の出力に接続された少なくとも１つの光分岐手段と、光
分岐手段の出力、または光カプラの出力と光分岐手段の
出力に接続された２群の光遅延導波路と（群の最小構成
単位は１）、２群の光遅延導波路を夫々合波するための
少なくとも１つの光合波手段と、光合波手段の出力、ま
たは光合波手段の出力および光導波路に接続された等分
岐比の第二の光カプラと、第二の光カプラの出力に接続
された出力用光導波路を備え、τ０およびΔτをそれぞ
れ正の実数とするとき、２群の光遅延導波路のうち、一
方の群の光遅延導波路が与える遅延時間が、τ０＋２ｎ
Δτ（ｎは光遅延導波路毎に異なる整数）となるように
設定されており、他方の群の光遅延導波路が与える遅延
時間が、τ０＋（２ｍ＋１）Δτ（ｍは光遅延導波路毎
に異なる整数）となるように設定されているので、本発
明の光フィルタの構造を用いれば、パラメータの設定が
容易で、かつ偏波無依存化・温度無依存化などが可能な
インターリーバを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光フィルタの第１実施形態を説明する
ための構成図である。
【図２】第１実施形態の光フィルタの透過特性を示す図
である。
【図３】第１実施形態の変形例を示す構成図である。
【図４】本発明の光フィルタの第２実施形態を説明する
ための構成図である。
【図５】第２実施形態の光フィルタの透過特性を示す図
である。
【図６】第２実施形態の変形例を示す構成図である。
【図７】本発明の光フィルタの第３実施形態を説明する
ための構成図である。
【図８】第３実施形態の光フィルタの透過特性を示す図
である。
【図９】第３実施形態の変形例を示す構成図である。
【図１０】第３実施形態の第２変形例を示す構成図であ
る。
【図１１】第３実施形態の第３変形例を示す構成図であ
る。
【図１２】光振幅調整器の構成図である。
【図１３】従来のインターリーバの構成図である。
【図１４】従来のインターリーバの透過特性を示す図で
ある。
【図１５】インターリーバの使用例を示す図である。
【符号の説明】
１０ 基板 １１ 入力用光導波路 １２ 光カプラ １３ 光カプラ １４ 第一群の光遅延導波路 １５ 第二群の光遅延導波路 １６，１７ 光カプラ １８ 出力用光導波路 １９，２０ 位相調整器 ２１ 振幅調整器 ２２ 光カプラ ２３，２４ 多モード干渉光カプラ ２５ 光カプラ ２６ 溝 ２７ 半波長板 ２８ａ〜２８ｄ 温度補償材料 １００ 基板 １０１ 入力用光導波路 １０２，１０４，１０６ 光カプラ １０３，１０５ 光遅延導波路 １０７ 出力用光導波路 １１０ インターリーバ １１１，１１２ 光フィルタ
フロントページの続き (72)発明者 岡本 勝就 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 瀧口 浩一 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 水野 隆之 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 小熊 学 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 KB04 LA12 LA18 NA01 NA02 2H079 AA06 AA12 BA01 CA04 EA05 EB27 GA03 KA17 KA20 2K002 AA02 AB04 BA13 DA08 EA30 HA11

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板上に、入力用光導波路と、該入力用
    光導波路に導かれた光信号を２分岐する第一の光カプラ
    と、該第一の光カプラの出力に接続された少なくとも１
    つの光分岐手段と、該光分岐手段の出力、または前記光
    カプラの出力と前記光分岐手段の出力に接続された２群
    の光遅延導波路と（群の最小構成単位は１）、該２群の
    光遅延導波路を夫々合波するための少なくとも１つの光
    合波手段と、該光合波手段の出力、または前記光合波手
    段の出力および前記光導波路に接続された等分岐比の第
    二の光カプラと、該第二の光カプラの出力に接続された
    出力用光導波路を備え、τ０およびΔτをそれぞれ正の
    実数とするとき、前記２群の光遅延導波路のうち、一方
    の群の光遅延導波路が与える遅延時間が、τ０＋２ｎΔ
    τ（ｎは光遅延導波路毎に異なる整数）となるように設
    定されており、他方の群の光遅延導波路が与える遅延時
    間が、τ０＋（２ｍ＋１）Δτ（ｍは光遅延導波路毎に
    異なる整数）となるように設定されていることを特徴と
    する光フィルタ。
  2. 【請求項２】 前記光分岐手段の分岐比と前記光合波手
    段の合波比が、略等しく設定されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の光フィルタ。
  3. 【請求項３】 前記第一の光カプラが分岐比可変の光カ
    プラであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光
    フィルタ。
  4. 【請求項４】 前記第一の光カプラが等分岐比であり、
    前記第一の光カプラと前記第二の光カプラの間に、少な
    くとも１つの光振幅調整手段を備えていることを特徴と
    する請求項１，２又は３に記載の光フィルタ。
  5. 【請求項５】 前記２群の光遅延導波路において、遅延
    時間がτ０±ｋΔτとなる光導波路に導かれる光強度が
    略等しくなるように設定されていることを特徴とする請
    求項１乃至４のいずれかに記載の光フィルタ。
  6. 【請求項６】 前記光導波路が位相調整手段を備えてい
    ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
    光フィルタ。
  7. 【請求項７】 前記光導波路のほぼ中間点に半波長板が
    挿入されていることを特徴とする請求項１乃至６のいず
    れかに記載の光フィルタ。
  8. 【請求項８】 前記光導波路に単一または複数の溝が形
    成されており、該溝に光導波路の実効屈折率の温度係数
    と異なる符号の屈折率温度係数を有する材料が挿入され
    ていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記
    載の光フィルタ。
  9. 【請求項９】 前記等分岐比の光カプラが多モード干渉
    光カプラであることを特徴とする請求項１乃至８のいず
    れかに記載の光フィルタ。
  10. 【請求項１０】 前記光導波路が石英系光導波路であ
    り、前記光振幅調整手段が熱光学位相シフタを備えたマ
    ッハツェンダ型干渉計であり、前記位相調整手段が熱光
    学位相シフタであることを特徴とする請求項１乃至９の
    いずれかに記載の光フィルタ。
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