JP2003090918A - 長周期格子を使用する光学帯域通過フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光信号のインライン帯域通過フィルタリング
を提供するために、新しい構成で長周期格子（ＬＰＧ）
を使用する光学フィルタを提供すること。 【解決手段】 基本的な実施形態では、２つの非類似の
ＬＰＧを光ファイバ送信線に取り付ける。第１ＬＰＧ
は、広い波長範囲にわたって、光ファイバ送信線の基本
モードまたはＬＰ_０１のモードで送信されている光を、
光ファイバのより高次のモード（ＨＯＭ）の光に変換す
る。モードを変換した信号は、モードＬＰ_{ｍ ，ｎ}を有
し、次いで、第１のものとは異なる送信特性を有する第
２導波路に結合される。第２導波路は、ＬＰ_ｍ，ｎモー
ドでの光の伝搬を支持する。次いで、モードを変換した
光は、第２ＬＰＧを通して送信される。ここで、第２Ｌ
ＰＧによって受容される波長の選択された狭帯域上の信
号は、再びＬＰ_０１モードに変換される。ＬＰ_０１モー
ドの選択された狭帯域は、光ファイバ送信経路の残りの
上を効率的に伝搬する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学フィルタに関
し、より詳細には、低損失の光学帯域通過フィルタに関
する。

【０００２】

【従来の技術】光学帯域通過フィルタは、吸収、放射ま
たは散乱によって、他の波長をすべて除去しながら、波
長の所定の帯域上で光を送信する。そのようなフィルタ
は、レーザ空洞または光通信システムにおいて有用であ
る。例えば、レーザ空洞の内部または外部に配置された
とき、レーザの動作の波長を制約するために使用するこ
とが可能である。光通信システムでは、信号の波長帯域
外の自然放出雑音など、望ましくない光を分離するため
に、光受信器の入力において使用することができる。
Ｄ．Ｍ．Ｓｈａｍｏｏｎ、Ｊ．Ｍ．Ｈ．Ｅｌｍｉｒｇｈ
ａｎｉ、Ｒ．Ａ．Ｃｒｙａｎの「Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉ
ｓａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌｌｙｐｒｅａｍｐ
ｌｉｆｉｅｄ ｒｅｃｅｉｖｅｒｓ ｗｉｔｈ ｆｉｂ
ｒｅ Ｂｒａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｏｐｔｉｃａｌ
ｆｉｂｅｒｓ」、ＩＥＥＥ Ｃｏｌｌｏｑｕｉｕｍ ｏ
ｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｇｒａｔｉｎｇｓ、
Ｍａｒｃｈ １９９６を参照されたい。自己位相変調に
基づく光再生成装置は、光の広いスペクトルから、所定
の波長を抽出することを必要とする。

【０００３】帯域通過フィルタリングの機能を提供する
ために、いくつかの装置が提案され、実証されてきた。
ファイバ・ブラッグ格子は、狭い波長帯域を選択するた
めに、サーキュレータを有する反射モード、または送信
モードで使用することが可能である。Ｘｕ，Ｍ．Ｇ．；
Ａｌａｖｉｅ，Ａ．Ｔ．；Ｍａａｓｋａｎｔ，Ｒ．；Ｏ
ｈｎ，Ｍ．Ｍ．の「Ｔｕｎａｂｌｅ ｆｉｂｅｒ ｂａ
ｎｄｐａｓｓ ｆｉｌｔｅｒ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ
ｌｉｎｅａｒｌｙ ｃｈｉｒｐｅｄ ｆｉｂｅｒ Ｂｒ
ａｇｇ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｗａｖｅｌｅｎｇｔ
ｈ ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ」、Ｅｌｅｃｔｒｏ
ｎ Ｌｅｔｔ．、３２、ｐｐ．１９１８−１９１９（１
９９６）を参照されたい。反射モードでの動作は、送信
線にサーキュレータを追加することが必要である。これ
により、装置のコスト、損失、および複雑さが増大す
る。ブラッグ格子の他の欠点は、送信または反射に使用
される際、そのようなフィルタは、高度に分散的なこと
があり、これにより、パルスの形状にゆがみが生じるこ
とである。Ｌｅｎｚ，Ｇ．；Ｅｇｇｌｅｔｏｎ，Ｂ．
Ｊ．；Ｇｉｌｅｓ，Ｃ．Ｒ．；Ｍａｄｓｅｎ，Ｃ．
Ｋ．；Ｓｌｕｓｈｅｒ，Ｒ．Ｅ．の「Ｄｉｓｐｅｒｓｉ
ｖｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌｆ
ｉｌｔｅｒｓ ｆｏｒ ＷＤＭ ｓｙｓｔｅｍｓ」、Ｉ
ＥＥＥ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎｉｃｓ、３４、ｐｐ．１３９０−１４０２
（１９９８）を参照されたい。代替として、薄膜誘電フ
ィルタも帯域通過フィルタとして使用することが可能で
あるが（米国特許第５，６１５，２８９号参照）、分散
的な性質の他に（ブラッグ格子と同様）、自由空間の装
置であるという追加の欠点の影響を受ける。したがっ
て、そのような光ファイバ・システムで使用するために
は、光は、ファイバのピグテール内に結合する必要があ
る。これにより、損失、コスト、および複雑さが増大す
る。

【０００４】帯域通過フィルタを作成する代替技術は、
光ファイバ送信線において直列にスプライスされ、その
間にコア・ブロックを有する、２つの同一の長周期ファ
イバ格子（ＬＰＧ）を使用する（米国特許第６，１５
１，４２７号参照）。第１長周期格子は、コアモードの
光の狭い波長帯域をクラッディング・モードに変換し、
第２の同一の格子は、クラッディングモードの光を、再
びコア・モードに結合する。２つのＬＰＧの間のコア・
ブロックは、クラッディング・モードに変換されなかっ
たあらゆる光を減衰させるか、または散乱する。この装
置には、関連する欠点が存在する−（１）コア・ブロッ
クは、すべてのモードの光を同時に減衰させ、したがっ
て、装置は、本質的に損失が多い。そのため、より低次
のクラッディング・モードは、さらにより大きな損失を
提示するので、より高次のクラッディング・モードのみ
が使用可能である；（２）コア・ブロックは、ファイバ
に離散した不連続性を形成し、これにより、望ましくな
いモード結合および複合一慣輸送干渉がもたらされる；
（３）フィルタは、両方のＬＰＧが同一のスペクトルを
有するときのみ、適切に動作するので、そのようなフィ
ルタの同調は、両方のＬＰＧを同じ量だけ同時に同調す
る必要がある。音響光学的に生成された、またはマイク
ロベンド誘導ＬＰＧを使用する帯域通過フィルタには、
装置が本質的に偏光に感受性があるという、追加の欠点
が存在する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】したがって、インライ
ン・ファイバ装置であり、低損失を有し、偏光に対して
感受性がなく、同調可能であり、実施が容易である、帯
域通過フィルタが必要である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＬＰＧ
は、光学システムにおいて、光信号のインライン帯域通
過フィルタリングを提供するために、新しい構成で使用
される。好ましい場合では、光学システムは、光ファイ
バ・システムである。本発明の基本的なフィルタの実施
形態では、２つの類似していないＬＰＧを、送信線の直
列にカスケードされている光導波路に取り付ける。フィ
ルタの第１導波管では、信号光は、まず、基本モード、
またはＬＰ_０１モードで送信される。第１ＬＰＧは、広
い波長の範囲にわたって、信号光を、第１光導波路のよ
り高次のモード（ＨＯＭ）に変換する。この変換は、広
いスペクトル上で強いモード変換を提供する広帯域ＬＰ
Ｇを使用して達成される。Ｓ．Ｒａｍａｃｈａｎｄｒａ
ｎ、Ｍ．Ｆ．Ｙａｎ、Ｌ．Ｃ．Ｃｏｗｓａｒ、Ａ．Ｃ．
Ｃａｒｒａ、Ｐ．Ｗｉｓｋ、Ｒ．Ｇ．Ｈｕｆｆ、および
Ｄ．Ｐｅｃｋｈａｍの「Ｌａｒｇｅ ｂａｎｄｗｉｄｔ
ｈ，ｈｉｇｈｌｙｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｍｏｄｅ ｃｏ
ｕｐｌｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｌｏｎｇ−ｐｅｒｉｏｄ
ｇｒａｔｉｎｇｓ ｉｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｔａ
ｉｌｏｒｅｄ ｆｉｂｒｅｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔ
ｔｅｒｓ、ｖｏｌ．２７、ｐｐ．６９８−７００（２０
０２）と、米国特許第６，０８４，９９６号とを参照さ
れたい。両方とも、参照によって本明細書に組み込まれ
ている。以下の記述では、広帯域ＬＰＧは、ＢＢ−ＬＰ
Ｇと呼ばれる。ＢＢ−ＬＰＧは、第１光導波路のコア誘
導ＨＯＭまたはクラッディング誘導ＨＯＭを励起するこ
とによって、動作する。次いで、モードＬＰ_ｍ，ｎを有
するモード変換信号は、第１光導波路の送信特性とは異
なる送信特性を有する第２光導波路に結合される。第２
導波路は、ＬＰ _ｍ，ｎモードに強く結合されるが、その
理由は、従来のＬＰＧとすることが可能である第２ＬＰ
Ｇは、第２光導波路のＬＰ_ｍ，ｎモードとＬＰ_０１モー
ドとの間に、強い狭帯域を提供するからである。第２Ｌ
ＰＧは、本明細書では、狭帯域ＬＰＧ（ＮＢ−ＬＰＧ）
と呼ばれる。

【０００７】二重ＬＰＧフィルタに入射する光は、ま
ず、ＢＢ−ＬＰＧに遭遇し、ここで、信号の９９％を超
える部分が、広い波長範囲にわたって、ＬＰ_ｍ，ｎモー
ドに変換される。変換された信号が、ＮＢ−ＬＰＧに遭
遇するとき、ＮＢ−ＬＰＧによって受容された波長の選
択された狭帯域上の信号は、第２導波路のＬＰ_０１モー
ドに再び変換される。ＬＰ_０１モードの選択された狭帯
域は、光導波路の送信経路の残り、すなわち第２導波路
の残りの上で、効率的に伝搬する。

【０００８】ＢＢ−ＬＰＧにおいて励起されたＬＰ
_ｍ，ｎモードと、ＮＢ−ＬＰＧにおいて返還されたＬＰ
_ｍ，ｎとのモード分布プロファイルは、モードのオーダ
（ｍとｎ）が同じである限り、整合する必要はない。Ｂ
Ｂ−ＬＰＧとＮＢ−ＬＰＧは、別々の導波路セクション
を備えることが可能であるか、または、同じ長さの導波
路に形成することが可能である。導波路は、光ファイバ
であることが好ましい。ＬＰＧが、共にスプライスされ
た別々の光ファイバを備える場合、モードの形状が同じ
なので、信号は、スプライスのところで断熱的に結合す
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、示した構成
は、本発明の帯域通過フィルタの全般的な形態を示す。
フィルタは、ＢＢ−ＬＰＧ１２を有する第１ファイバ・
セクション１１、ＮＢ−ＬＰＧ１４を有する第２ファイ
バ・セクション１３、および、２つのファイバ・セクシ
ョンを接続するスプライス１５を備える。スプライス１
５は、ファイバ１１のＨＯＭを、ファイバ１３のＨＯＭ
に断熱的に変換する。ＢＢ−ＬＰＧ１２は、広帯域モー
ド変換のために選択された格子周期を有し、ＮＢ−ＬＰ
Ｇ１４は、狭帯域、すなわち帯域通過モード変換のため
に選択された異なる格子周期を有する。格子周期の選択
を図２に示す。

【００１０】図２を参照すると、位相整合関係が、（例
えば）ＬＰモード_０１モードをＬＰ _０２モードに結合す
るＬＰＧに対して示されている。曲線２１は、約１４７
０ｎｍにおいてＢＢ−ＬＰＧをもたらすファイバの位相
整合関係を表す。曲線２１の固有の特徴は、位相整合関
係の折返し点（ＴＡＰ）である。ＴＡＰにおいて、垂直
線２２は、位相整合曲線２１の接線である。格子周期
が、接線２２に対応する値を有する場合、波長の広い範
囲は、ほぼ、位相整合関係を満足する。この範囲の波長
では、ＢＢ−ＬＰＧとなるが、その理由は、波長が、Ｔ
ＡＰの近傍で、共振しているか、または共振に近いから
である。この例では、１１５ミクロン（線２２）の周期
を有するＢＢ−ＬＰＧは、約１４７０ｎｍにおいてＢＢ
−ＬＰＧをもたらす。

【００１１】曲線２３は、第２ファイバにおけるＬＰＧ
の位相整合関係に対応する。曲線２３から、ＬＰＧが、
約１３００ｎｍより長いあらゆる波長に対して、ＮＢ−
ＬＰＧをもたらすことがわかる。すなわち、１３００ｎ
ｍより長い波長に対して、選択された格子周期に対応す
る垂直線は、決して、位相整合曲線２３に接しない。し
たがって、位相整合関係をほぼ満足する波長の広い範囲
は存在しない。例えば、線２４は、１つの波長において
のみ、位相整合関係と交差する。

【００１２】この例では、曲線２３は、曲線２１によっ
て表されたものと同じ指数プロファイルを有するファイ
バを表すが、曲線２３に関連付けられるファイバは、曲
線２１に関連付けられるファイバの当初の直径の８０％
である直径にドローされる。このように、ファイバの寸
法を縮尺することによって、ファイバのＴＡＰはシフト
される。したがって、一直径にドローされるときにＢＢ
−ＬＰＧをもたらすファイバは、異なる直径にドローさ
れるとき、ＮＢ−ＬＰＧをもたらす。寸法を縮尺するこ
とは、ファイバのＴＡＰをシフトまたは調節するいくつ
かの方式の１つである。ファイバに一定の指数変化を誘
導することによって、またはクラッディングの外径をエ
ッチングすることによって、同じ目的を実現することが
可能である。前者の技術は、クラッディング・モード
と、ならびにコア誘導モードの両方のＴＡＰのシフトを
もたらすが、後者は、帯域通過フィルタに使用したＨＯ
Ｍがクラッディング・モードであるとき、有用である。

【００１３】図１のフィルタにおけるファイバ・セクシ
ョン１１と１３の特性を示すために、実験的に獲得され
たスペクトルを図３に示す。ファイバ１１（外径ＯＤ＝
１２１μｍ）に対する図２の位相整合曲線２１は、１５
４０ｎｍにＴＡＰを有する。対応する格子周期（１１
２．５μｍ）において書かれたＬＰＧは、Ｃバンド全体
にわたって、入射ＬＰ_０１モードをＬＰ_０２モードに変
換する。この格子の長さは１ｃｍであり、指数摂動は、
５×１０^−３である。これは、光の９９％（＞２０ｄ
Ｂ）を超える部分が、１５２７ｎｍと１５７１ｎｍの間
のスペクトル範囲にわたって変換されることを示す。

【００１４】より一般的には、ＢＢ−ＬＰＧの波長の範
囲は、基本モードとＨＯＭに対して、異なる分散特性を
有するファイバを適切に設計することによって、制御す
ることが可能である。

【００１５】ＢＢ−ＬＰＧの帯域幅Δλは、次式によっ
て与えられる。

【数１】 上式で、ΔＤは、ＢＢ−ＬＰＧによって結合されている
２つのモード間の分散の相違であり、Ｌは格子の長さ、
λ_ｒｅｓは（最大結合が生じる）共振波長、ｃは真空に
おける光速、Ａは格子の最大結合強度によって決定され
る一定値である。したがって、この概念を使用して、様
々な広帯域スペクトルを獲得することが可能である。通
常のＢＢ−ＬＰＧの波長の範囲は、４０から１００ｎｍ
の範囲とすることが可能である。

【００１６】ファイバ・セクション１３は、ファイバ１
１に類似の数モードのファイバであるが、１１２μｍの
ＯＤにドローされている。このファイバのＮＢ−ＬＰＧ
のスペクトルを、図３の曲線３２によって示す。このス
ペクトルは、１２０μｍの格子周期と１×１０^−４の指
数摂動を有する、５．７ｃｍの長さの均一のＬＰＧに対
するものである。３ｄＢの帯域幅は、７ｎｍであり、１
５５５ｎｍの共振波長において、９９．６％（２４ｄ
Ｂ）のモード変換を提供する。ＬＰＧスペクトルは、フ
ァイバの分散特性、または、格子の物理パラメータを修
正することによって、帯域幅についてテイラーすること
が可能である。ＮＢ−ＬＰＧの帯域幅Δλは、次式によ
って与えられる。

【数２】 上式で、Δｎ_ｇは、ＮＢ−ＬＰＧによって結合されてい
る２つのモード間のグループ指数における相違であり、
残りの項は、以前に確定されているものである。帯域幅
上での制御の他に、格子の周期をチャープすること、ま
たは、格子の指数摂動をアポダイズすることにより、複
数のスペクトルの形状（矩形、ガウス型など）をもたら
すことができる。

【００１７】図１の要素を参照すると、装置の機能は以
下の通りである。本質的に、ＢＢ−ＬＰＧ１２を通過す
る通信帯域全体のすべての光は、ＬＰ_{０ ２}モードに変換
される。ＬＰ_０２モードの光が、ファイバ・セクション
１１をファイバ・セクション１３にスプライスするスプ
ライス１５を横切る際、ファイバ１１のＬＰ_０２モード
の光は、ファイバ１３のＬＰ_０２モードに断熱的に変換
される。次いで、ＮＢ−ＬＰＧ１４は、スペクトルの望
ましい狭い部分を選択し、それを再びＬＰ_０１モードに
変換する。これにより、図４の曲線３５によって示した
特性を有する、帯域通過フィルタが得られる。

【００１８】図１に示した装置は、ＬＰＧを有する帯域
消去フィルタとは対照的に、帯域選択を構築するための
一般的なプラットフォームを提供する。第１モード・コ
ンバータＢＢ−ＬＰＧ１２は、ＮＢ−ＬＰＧ１４に対す
る空間的に修正された入力を提供する装置としてのみ役
立ち、帯域通過フィルタのスペクトル特性を確定しな
い。フィルタのスペクトルは、ＮＢ−ＬＰＧ１４の反転
スペクトルによって確定される。さらに、唯一のＮＢ−
ＬＰＧ１４の代わりに、いくつかのＮＢ−ＬＰＧを直列
に追加することが可能である。代替として、ＮＢ−ＬＰ
Ｇは、複数の狭帯域共振を有するように設計することが
可能である。これにより、１つまたは複数のＮＢ−ＬＰ
Ｇ１４のスペクトル特性を変化させることによって、帯
域通過構成におけるスペクトルの形状の予想が可能にな
る。

【００１９】直前に記述した装置は、コアブロッキング
要素を使用しないという点で、ＬＰＧを使用する従来の
フィルタに対して、利点を有する。これにより、その構
成を有する装置に固有の損失が回避される。この区別を
確定するために、ＢＢ−ＬＰＧとＮＢ−ＬＰＧの間の送
信経路は、断熱的に機能する。さらに、ＬＰＧを結合す
る送信経路は、アクティブな減衰要素、すなわち、減衰
光の意図した計画的な機能を有する要素を含まない。最
小限の光の減衰に対して設計されている従来のスプライ
スは、この文脈では、アクティブな減衰要素ではないこ
とを意図していない。

【００２０】図１のスプライス要素１５は、ファイバ１
１のＨＯＭを（ＮＢ−ＬＰＧを横切った後）ファイバ１
３のＨＯＭに断熱的に変形する。これは、２つのＨＯＭ
が効率的に結合することを保証するために、スプライス
に沿って熱プロファイルを誘導することによって、およ
び／または、一方のファイバを他方に対して先細にする
ことによって、達成することが可能である。図１に示し
た実施形態では、２つのファイバ１１と１３は、それら
を接合する物理スプライスを有するように示されてい
る。すなわち、ファイバ１１と１３は別々のファイバで
ある。物理スプライス１５と、そのスプライスにおける
付随する損失は、２つの異なる送信特性を有する単一の
ファイバを作成することによって、回避することが可能
である。例えば、ファイバの直径は、ファイバの全長に
沿って、長手方向に変化するように作成することが可能
である。すなわち、第１の直径を有する第１セクション
と、第２の直径を有する第２セクションである。代替と
して、クラッディングは、単一ファイバの１つの部分か
ら他の部分へ、選択的に変更することが可能である。し
たがって、スプライス１５の機能的な動作は、重要な態
様であり、一特性を有するＨＯＴから、異なる特性を有
する対応するＨＯＭへの変更を実施するための手段とし
て確定することが可能である。

【００２１】均一なＬＰＧは、分散型フィルタではない
ので、ここで説明した帯域通過フィルタは、分散型では
ない。

【００２２】また、本発明のフィルタは、ＮＢ−ＬＰＧ
の位相整合曲線（図２の曲線２３）にシフトを誘導する
ことによって、同調することが可能である。代替とし
て、ファイバのクラッディングをドープすること、また
は、電気光学材料または非線形光学材料でファイバの外
部クラッディングをコーティングすることにより、帯域
通過フィルタの共振波長の電気的または光学的制御が可
能になる。

【００２３】本発明の帯域通過フィルタは、様々なシス
テムにおいて使用することが可能である。例えば、様々
なレーザ装置は、空洞内要素として、本発明の帯域通過
フィルタを使用して、同調することができる。１つの高
反射器と１つの弱反射器（出力鏡）の２つの狭帯域反射
器によって画定される従来のレーザ空洞では、２つの狭
帯域反射器は、空洞に本発明の帯域通過フィルタを有す
る２つの広帯域反射器（１つが高で１つが弱）によって
置換される。レージング波長は、フィルタを同調するこ
とによって、調節することが可能である。複数のレージ
ング波長は、複数の共振を有する帯域通過フィルタにお
ける１つまたは複数のＮＢ−ＬＰＧを有することによっ
て、生成することができる。

【００２４】レーザのこの一般化した形態の例を図５に
示す。この図では、利得ファイバを３８、高反射器を３
９、弱反射器を４１、入射信号を４３、レーザ・ポンプ
を４４、信号とポンプを組み合わせるためのＷＤＭを４
５に示す。全体を４６で示し、ＢＢ−ＬＰＧ４７、ＮＢ
−ＬＰＧ４８、およびスプライス４９を備える本発明の
帯域通過フィルタは、図示したように、レーザ空洞の内
部に配置される。

【００２５】レーザの特有の形態、カスケード・ラマン
・ファイバ・レーザは、本発明のフィルタと共に使用す
るために、特に適合される。これらの装置は、狭帯域の
高反射器と出力カプラ／弱反射器を備えるブラッグ格子
の複数のセットを使用することによって、複数の波長に
おいて動作するように作成することができる。ブラッグ
格子のこれらの対は、レーザ空洞を画定し、狭帯域格子
の共振波長は、レーザ波長を確定する。

【００２６】この装置の実施形態を図６に示す。ラマン
共振器５１は、ファイバ５２と格子５３、５４を備え
る。従来の装置では、共振器は、狭帯域格子によって、
両側面上で境界を接している。この実施形態では、共振
器は、広帯域高反射器４８と弱反射器４９の格子によっ
て、境界が定められる。この場合、共振波長は、本発明
の帯域通過フィルタ５６によって制御される。帯域通過
フィルタ５６は、以前に記述したように、ＢＢ−ＬＰＧ
５７、ＮＢ−ＬＰＧ５８、およびスプライス５９を備え
る。同調は、帯域通過フィルタのＮＢ−ＬＰＧを同調す
ることによって達成される。ＬＰＧ（および、したがっ
て、ＬＰＧの帯域通過フィルタ）は、以前に記述した方
法によって、広範に同調可能なので、ラマン増幅光通信
システムにおいて有用である掃引波長源は、容易に実現
可能である。これらのシステムに関するより詳細と、こ
れらのシステムにおける掃引波長の実装については、参
照によって、本明細書に組み込まれている、２００２年
３月１５日に出願された、「Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｒａｍ
ａｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ」という名称の、同時係属中
の出願第１０／０９８，２００号を参照されたい。より
一般的には、いくつかのレージング波長にわたって、装
置の同時同調可能動作を提供するために、複数のＮＢ−
ＬＰＧ５８を直列に追加することが可能である。

【００２７】また、本発明の帯域通過フィルタは、自己
位相変調（ＳＰＭ）に基づく光再生成装置との使用に、
よく適合されている。これらの装置は、比較的簡単であ
り、通常、帯域通過フィルタに関連付けられた非線形フ
ァイバを備える（米国特許第６，１４１，１２９号参
照）。信号は、非線形ファイバ・セクション内に入射さ
れ、それにより、信号にＳＰＭを誘導する。その効果
は、選択した強度値を超える信号の部分のスペクトルを
広げることである。次いで、帯域通過フィルタは、広く
なったスペクトルの所定の部分を選択する。理想的に
は、この応用のための帯域通過フィルタは、スペクトル
の時間的な変化を説明するように、同調可能であるべき
である。また、フィルタは、分散のないことが望まし
い。これらの是非望ましいものは、本発明の帯域通過フ
ィルタによって満足される。

【００２８】本発明の帯域通過フィルタを使用する光再
生成装置の概略図を図７に示す。非線形ファイバ・セク
ションを６２、ＢＢ−ＬＰＧ６７、ＮＢ−ＬＰＧ６８、
およびスプライス６９を備える帯域通過フィルタの全体
を６６に示す。

【００２９】光受信器のための前置増幅器は、受信した
信号から自然発生雑音を除去するための雑音フィルタを
使用する。この雑音は、送信経路に沿って、増幅器から
発信される。雑音は、通常、信号の波長と、信号の実質
的な側波帯とを含むスペクトル範囲全体にわたる。この
背景雑音は、受信器への信号の信号対雑音比の質を下げ
る。帯域通過フィルタは、信号の波長外の雑音を選択的
に減衰させ、したがって、光の信号対雑音比を向上させ
ることができるが、帯域通過フィルタに分散がないと
き、特に効果的である。この特性は、本発明の帯域通過
フィルタによって提供される。

【００３０】直前に記述した光前置増幅器システムを図
８に示す。この図では、光増幅器７２には、ＢＢ−ＬＰ
Ｇ７７、ＮＢ−ＬＰＧ７８、およびスプライス７９を備
える、全体を７６で示した帯域通過フィルタが続く。次
いで、フィルタリングした信号は、感光ダイオード８１
によって図に表した受信器に導入される。

【００３１】本発明について、本発明の帯域通過フィル
タを実装するために光ファイバを使用して、上記で説明
した。光集積回路（ＯＩＣ）装置の平面導波路など、導
波路の他の形態を使用して、同様の装置を構築すること
が可能である。

【００３２】本明細書に記述した長周期の格子は、様々
な技術によって形成することが可能である。一般的な手
法は、ＵＶ光を使用して、Ｇｅをドープしたファイバに
格子を書き込むものである。しかし、他の方法を使用す
ることも可能である。例えば、マイクロベンド誘導ＬＰ
Ｇが適切である。これらは、音響光学格子、アークスプ
ライサ誘導周期マイクロベンドで、または、必要な格子
の周期性を有する波形ブロック間においてファイバをプ
レスすることによって、実現することができる。

【００３３】当業者なら、本発明の様々な追加の修正を
思いつくであろう。当技術分野が進展してきた原理とそ
の等化物に基本的に依存する本明細書の特有の技術から
の逸脱は、すべて、記述および主張されている本発明の
範囲内において、適切に考慮されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の帯域通過フィルタの概略図である。

【図２】異なる光ファイバにおける２つのＬＰＧの関係
を示す格子周期対波長のプロットである。

【図３】ＢＢ−ＬＰＧとＮＢ−ＬＰＧの効果的なモード
変換特性を示す、強度対波長のプロットである。

【図４】図１のフィルタに対する、すなわち組み合わさ
れたＬＰＧを有する、図３のプロットと類似のプロット
である。

【図５】レーザにおいて、本発明の光学フィルタの使用
を示す概略図である。

【図６】ラマン・レーザにおいて、本発明の光学フィル
タの使用を示す概略図である。

【図７】光信号再生成装置において、本発明の光学フィ
ルタの使用を示す概略図である。

【図８】光受信器のための光前置増幅器において、本発
明の光学フィルタを使用するシステムの概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シッドハース ラマチャンドラン アメリカ合衆国 07030 ニュージャーシ ィ，ホボークン，アパートメント １アー ル，マディソン ストリート 310 Ｆターム(参考） 2H038 BA25 BA26 2H049 AA01 AA34 AA59 AA62 2H050 AC81 AC82 AC84 AD00 2K002 AB30 BA01 DA10 EA07 EA30 HA24 5F072 AB07 AK06 JJ05 KK07 KK30 QQ07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ．第１の部分と第２の部分を有する光
   導波路と、 ｂ．光導波路の第１の部分のＢＢ−ＬＰＧと、 ｃ．光導波路の第２の部分のＮＢ−ＬＰＧと、 ｄ．第１の部分と第２の部分を直列に結合するためのカ
   プラとを備える光学フィルタ。
2. 【請求項２】 光導波路の第１の部分と光ファイバの第
   ２の部分が、各々、光ファイバを備える、請求項１に記
   載の光学フィルタ。
3. 【請求項３】 カプラが、ファイバ・スプライスを備え
   る、請求項２に記載の光学フィルタ。
4. 【請求項４】 光ファイバの第１の部分が、光ファイバ
   の第２の部分の直径とは異なる直径を有する、請求項２
   に記載の光学フィルタ。
5. 【請求項５】 ａ．直列に接続されている第１の部分と
   第２の部分を有する光導波路と、 ｂ．モードＬＰ_０１で伝搬する信号光を、モードＬＰ
   _ｍ，ｎで伝搬する信号に変換するための第１ＬＰＧと、 ｃ．第１の部分においてモードＬＰ_ｍ，ｎで伝搬する信
   号光を、ｍ＝ｎおよびｎ＝ｓの場合、第２の部分におい
   てＬＰ_ｒ，ｓモードの光に送信するように構成された光
   カプラと、 ｄ．第２の部分においてモードＬＰ_ｒ，ｓで伝搬する信
   号光の選択された帯域Δλ_２を、モードＬＰ_０１で伝搬
   する光に変換する第２ＬＰＧとを備える光学フィルタ。
6. 【請求項６】 光波信号を第１の部分内に導入するため
   の光波シグナリング手段であって、導入された光波信号
   が帯域幅Δλ_１を有し、モードＬＰ_０１として伝搬す
   る、光波シグナリング手段をさらに備える、請求項５に
   記載の光学フィルタ。
7. 【請求項７】 光導波路の第１の部分と光導波路の第２
   の部分が、各々、光ファイバを備える、請求項５に記載
   の光学フィルタ。
8. 【請求項８】 光導波路の第１の部分と光導波路の第２
   の部分が、各々、光ファイバを備える、請求項７に記載
   の光学フィルタ。
9. 【請求項９】 光学カプラが、ファイバ・スプライスを
   備える、請求項６に記載の光学フィルタ。
10. 【請求項１０】 光学フィルタが、ラマン共振器に直列
    に結合される、ラマン共振器空洞を有するカスケード・
    ラマン共振器を備える光学システムにおいて関連付けら
    れる、請求項２に記載の光学フィルタ。
11. 【請求項１１】 光学フィルタが、光増幅器に直列に結
    合される、光増幅器を備える光学システムにおいて関連
    付けられる、請求項２の光学フィルタ。
12. 【請求項１２】 ａ．共振空洞と、 ｂ．ｉ．直列に接続されている第１の部分と第２の部分
    を有する光導波路と、 ｉｉ．光導波路の第１の部分のＢＢ−ＬＰＧと、 ｉｉｉ．光導波路の第２の部分のＮＢ−ＬＰＧと、 ｉｖ．第１の部分と第２の部分を結合するカプラとを備
    える、共振空洞における同調手段とを備えるレーザ。