JP2003131178A - 平面導波路型光回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信号光波長帯域内にある多波長信号光に対す
る信号光パワーの傾斜の補償に適用でき、かつ、多波長
信号光をラマン増幅するための励起光を良好に保持する
ことが可能な平面導波路型光回路を提供する。 【解決手段】 信号光波長帯域内にある多波長信号光に
対して、波長に対する損失傾斜が可変の損失傾斜調整器
１０を設け、信号光入力端１１１から入力された多波長
信号光が、損失傾斜調整器１０で所定の損失傾斜によっ
て損失が与えられて、信号光出力端１１２から出力され
る平面導波路型光回路１の構成とする。さらに、多波長
信号光をラマン増幅可能な励起光を入力する励起光入力
端１２１を設け、励起光入力端１２１に入力された励起
光が、損失傾斜調整器１０を通過して、多波長信号光に
合波される構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多波長信号光が伝
送される波長多重伝送システムなどに対して好適に適用
することが可能な平面導波路型光回路に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ増幅器は、光伝送システムに
おいて光ファイバ伝送路を伝送される信号光に対して、
光伝送路での伝送損失を補償すべく信号光を光増幅する
ものである。光伝送路上に設置される光ファイバ増幅器
は、光伝送路としても機能する増幅用光ファイバと、増
幅用光ファイバへと励起光を供給する励起光供給手段と
を備えて構成される。そして、励起光が供給されている
増幅用光ファイバに信号光が入力されると、その信号光
は、増幅用光ファイバにおいて光増幅されて出力され
る。このような光ファイバ増幅器としては、Ｅｒ（エル
ビウム）などの希土類元素を添加する希土類元素添加フ
ァイバ増幅器と、誘導ラマン散乱によるラマン増幅現象
を利用するラマン増幅器とが用いられている。

【０００３】上述した光増幅器のうち、ラマン増幅器
は、励起光の波長を適当に選択することによって、任意
の波長帯域を増幅波長帯域とすることが可能であるとい
う利点を有している。また、ラマン増幅用光ファイバに
対して、互いに異なる波長を有する励起光をそれぞれ供
給する複数の励起光源を設ければ、複数の励起光それぞ
れの波長によって決まる波長帯域を増幅波長帯域とし
て、信号光の光増幅を行うことができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、光伝送路に互い
に異なる波長を有する複数の信号光からなる多波長信号
光を伝送させる波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Divisio
n Multiplexing）伝送システムの開発と利用が進められ
ている。このようなＷＤＭ伝送システムに光増幅器を適
用する場合、多波長信号光のそれぞれを互いに等しい利
得で一括して光増幅するとともに、多波長信号光のそれ
ぞれのパワーを一定範囲のパワー値として出力すること
が重要となる。これに対して、光増幅器において信号光
の光増幅利得を平坦化するため、増幅用の光導波路にお
ける利得スペクトルと同様の損失の波長依存性（損失傾
斜）を有する光フィルタが利得等化器として用いられ
る。

【０００５】例えば、文献１「K. Inoue, et al., "Tun
able Gain Equalization Using a Mach-Zehnder Optica
l Filter in Multistage Fiber Amplifiers", IEEE Pho
tonics Technology Letters, Vol.3, No.8, pp.718-720
(1991)」や、文献２「G. H.B. Thompson, et al., "Pl
anar Waveguide Filters for Dynamic Equalizationof
EDFA Spectra", ECOC'99 (1999)」には、マッハツェン
ダ干渉計を用いた光フィルタにより光増幅器の利得平坦
化を図る技術が記載されている。これらの文献に記載さ
れた技術は、マッハツェンダ干渉計における各光カプラ
及び分岐光路それぞれの温度を入力信号光パワーに応じ
て調整することにより、光フィルタでの波長に対する損
失傾斜を調整して、信号光パワーの変動に伴う利得傾斜
の変動を補償しようとするものである。このような利得
平坦化は、ＷＤＭ伝送システムの大容量化を進める上で
も重要である。

【０００６】一方、ＷＤＭ伝送システムでは、所定の信
号光波長帯域内にある多波長信号光が伝送される光伝送
路に対して、多波長信号光をラマン増幅することが可能
な励起光が光合波器によって合波されて光伝送路上を伝
搬される場合がある。このようなＷＤＭ伝送システムに
対して上記の光フィルタをそのまま適用すると、多波長
信号光の信号光パワーの傾斜が補償される一方で、信号
光波長帯域外にあるラマン増幅用の励起光が好適な状態
に保持されなくなるという問題を生じる。

【０００７】本発明は、以上の問題点を解決するために
なされたものであり、信号光波長帯域内にある多波長信
号光に対する信号光パワーの傾斜の補償に適用でき、か
つ、多波長信号光をラマン増幅するための励起光を良好
に保持することが可能な平面導波路型光回路を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明による平面導波路型光回路は、基板
と、基板上に所定の導波路パターンで形成された光導波
路とを有して構成された光回路であって、（１）所定の
信号光波長帯域内で互いに異なる波長を有する複数の信
号光からなる多波長信号光を入力する信号光入力端と、
（２）信号光入力端に入力された多波長信号光を出力す
る信号光出力端と、（３）信号光入力端及び信号光出力
端の間に設けられ、多波長信号光に所定の波長に対する
損失傾斜によって損失を与えるとともに、損失傾斜が可
変に制御可能な損失傾斜調整器と、（４）多波長信号光
をラマン増幅することが可能な励起光波長帯域内の波長
を有する励起光を入力する励起光入力端とを備え、
（５）損失傾斜調整器は、励起光入力端から入力された
励起光が損失傾斜調整器を介して合波され、信号光入力
端または信号光出力端から出力されるように構成されて
いることを特徴とする。

【０００９】上記した平面導波路型光回路においては、
信号光波長帯域内にある波長を有する信号光に対して、
可変の損失傾斜によって損失を与える損失傾斜調整器を
含んで光回路を構成している。そして、信号光入力端及
び出力端とは別に励起光入力端を設けるとともに、励起
光入力端から入力されたラマン増幅用の励起光が、損失
傾斜調整器内の光導波路を通過して合波され、信号光入
力端または出力端から出力される構成としている。

【００１０】このような構成を有する平面導波路型光回
路によれば、信号光パワーの傾斜の補償が必要な信号光
波長帯域の多波長信号光に対して、可変の損失傾斜で損
失を与えることによって、多波長信号光のそれぞれの信
号光パワーを調整することができる。また、補償が不必
要な励起光については、上述のように、損失傾斜調整器
は光合波器として機能する。これにより、励起光に余分
な損失を与えることなく良好な状態に保持しつつ、ラマ
ン増幅の対象となる多波長信号光が伝送されている光伝
送路に対して、ラマン増幅用の励起光を合波することが
できる。

【００１１】また、このような平面導波路型光回路を用
いれば、ラマン増幅用の励起光を合波するために、損失
傾斜調整器を含む光回路とは別に光合波器を設置するこ
とが不要となる。これにより、ＷＤＭ伝送システムでの
光回路の構成、あるいはＷＤＭ伝送システム内に設置さ
れたラマン増幅器での光回路の構成を簡単化することが
可能となる。

【００１２】また、損失傾斜調整器は、信号光入力端か
ら信号光出力端へと多波長信号光を導波する主導波路
と、励起光入力端を一端とする光導波路であり、少なく
とも２つの光カプラを介して主導波路と光結合されて、
主導波路及び光カプラとともにマッハツェンダ干渉計を
構成する副導波路と、主導波路または副導波路の温度を
調整することによって、損失傾斜を可変に制御する温度
調整手段とを有することを特徴とする。

【００１３】このように、マッハツェンダ干渉計を利用
して平面導波路型光回路での損失傾斜調整器を構成する
ことにより、光回路の構成を極力簡単化して、小型の平
面導波路型光回路とすることができる。あるいは、損失
傾斜調整器として、他の構成の光回路を用いても良い。

【００１４】また、損失傾斜調整器のマッハツェンダ干
渉計において、隣接する光カプラ間での主導波路と副導
波路との光路長差が６μｍ以下であることを特徴とす
る。これにより、本光回路において可変の損失傾斜によ
って信号光パワーの傾斜を補償可能な波長帯域を、広帯
域化することが可能となる。

【００１５】具体的な波長帯域としては、例えば、信号
光波長帯域は、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの波長
帯域を含み、かつ、励起光波長帯域は、波長１．４μｍ
〜１．４２μｍの波長帯域を含むことが好ましい。これ
により、波長１．５５μｍ帯での多波長信号光の信号光
パワーが調整されるとともに、多波長信号光を好適にラ
マン増幅する励起光を合波することが可能な光回路が実
現される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面とともに本発明による
平面導波路型光回路の好適な実施形態について詳細に説
明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸
法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【００１７】まず、本発明による平面導波路型光回路の
基本構成について説明する。図１は、平面導波路型光回
路の第１実施形態を模式的に示す構成図である。本実施
形態の平面導波路型光回路１は、基板と、基板上に所定
の導波路パターンで形成された光導波路とを有して構成
された光回路（光部品）である。特に、本平面導波路型
光回路は、多波長信号光が伝送される波長多重（ＷＤ
Ｍ）伝送システムに対して好適に適用することが可能に
構成されている。

【００１８】図１に示す平面導波路型光回路１は、損失
傾斜調整器１０を含んで構成された光回路であり、所定
の信号光波長帯域内で互いに異なる波長を有する複数の
信号光からなる多波長信号光（図１中、波長λｓ及び実
線矢印で表す）に対して、所定の損失傾斜（損失の波長
依存性）によって損失を与える光フィルタとして機能す
る。同時に、本光回路１は、信号光波長帯域の多波長信
号光をラマン増幅することが可能な励起光波長帯域内の
波長を有する励起光（図１中、波長λｐ及び点線矢印で
表す）について、多波長信号光が伝送される光伝送路へ
と励起光を合波する光合波器として機能する。

【００１９】光回路１の信号光伝送方向に対して入力側
には、信号光入力端１１１が設けられている。この信号
光入力端１１１は、信号光入力用の光伝送路１１に接続
されており、光伝送路１１からの多波長信号光を光回路
１へと入力する。また、信号光伝送方向に対して出力側
には、信号光出力端１１２が設けられている。この信号
光出力端１１２は、信号光出力用の光伝送路１２に接続
されており、信号光入力端１１１に入力された多波長信
号光を光伝送路１２へと出力する。

【００２０】本実施形態の光回路１においては、これら
の信号光入力端１１１及び信号光出力端１１２に加え
て、信号光伝送方向に対して出力側に、励起光入力端１
２１が設けられている。この励起光入力端１２１は、励
起光入力用の光伝送路２１に接続されており、多波長信
号光をラマン増幅することが可能な光伝送路２１からの
励起光を光回路１へと入力する。

【００２１】信号光入力端１１１と、信号光出力端１１
２との間の光導波路上には、上述した損失傾斜調整器１
０が設置されている。この損失傾斜調整器１０は、信号
光入力端１１１側の光導波路から入力された多波長信号
光に所定の損失傾斜によって損失を与えて、信号光出力
端１１２側の光導波路へと出力する。

【００２２】本光回路１においては、この多波長信号光
に対して損失を与えるための損失傾斜調整器１０が、信
号光波長帯域の光に与える損失について、波長に対する
損失傾斜が可変に制御可能なように構成されている。損
失傾斜調整器１０での損失傾斜は電気的に調整すること
が可能であり、例えば、図１に示すように、損失傾斜制
御部１５からの制御信号等によって制御される。

【００２３】また、この損失傾斜調整器１０は、励起光
入力端１２１から入力されたラマン増幅用の励起光に対
して、光合波器として機能するように構成されている。
すなわち、励起光入力端１２１側の光導波路から損失傾
斜調整器１０へと入力された励起光は、多波長信号光に
対する損失傾斜の変化にかかわらず、損失傾斜調整器１
０内の光導波路を通過して合波され、信号光入力端１１
１側の光導波路へと出力される。

【００２４】そして、損失傾斜調整器１０を通過した励
起光は、励起光出力端となる信号光入力端１１１を介し
て光伝送路１１へと、信号光伝送方向に対して逆方向に
出力される。これにより、本実施形態における損失傾斜
調整器１０を含む光回路１は、多波長信号光が伝送され
ている光伝送路１１に対して、多波長信号光をラマン増
幅可能な励起光を逆方向に合波する光合波器となってい
る。

【００２５】本実施形態の平面導波路型光回路の効果に
ついて説明する。図１に示した平面導波路型光回路１に
おいては、信号光波長帯域内にある波長λｓを有する信
号光に対して、可変の損失傾斜によって損失を与える損
失傾斜調整器１０を含んで光回路１を構成している。そ
して、信号光入力端１１１及び信号光出力端１１２とは
別に励起光入力端１２１を設けるとともに、励起光入力
端１２１から入力された多波長信号光をラマン増幅可能
な励起光が、損失傾斜調整器１０内の光導波路を通過し
て合波され、信号光入力端１１１から出力される構成と
している。

【００２６】このような構成を有する平面導波路型光回
路１によれば、信号光パワーの傾斜の補償が必要な信号
光波長帯域の多波長信号光に対して、可変の損失傾斜で
損失を与えることによって、多波長信号光のそれぞれの
信号光パワーを調整することができる。

【００２７】また、補償が不必要なラマン増幅用の励起
光については、上述のように、損失傾斜調整器１０を光
合波器として機能させている。これにより、励起光に対
して余分な損失を与えずに良好な状態に保持しつつ、ラ
マン増幅の対象となる多波長信号光が伝送されている光
伝送路に合波させることができる。以上より、信号光波
長帯域内にある多波長信号光に対する信号光パワーの傾
斜の補償に適用でき、かつ、多波長信号光をラマン増幅
するための励起光を良好に保持することが可能な平面導
波路型光回路１が実現される。

【００２８】また、図１に示した構成の平面導波路型光
回路１を用いれば、ラマン増幅用の励起光を合波する光
合波器として、損失傾斜調整器を含む光フィルタ回路と
は別に、光合波用の光回路を設置することが不要とな
る。これにより、多波長信号光が伝送されるＷＤＭ伝送
システムでの光回路の構成、あるいはＷＤＭ伝送システ
ム内に設置された集中定数型または分布定数型のラマン
増幅器での光回路の構成を簡単化することが可能とな
る。

【００２９】なお、損失傾斜調整器１０における励起光
の合波については、励起光入力端１２１から入力された
励起光が、所定の損失値以下の損失で損失傾斜調整器１
０内の光導波路を通過して合波されるように光回路を構
成することが好ましい。この場合、損失傾斜調整器１０
での励起光への損失の上限となる損失値については、多
波長信号光及び励起光に対する光回路１の光学特性や、
必要な励起光の強度等を考慮して、好適な値に設定する
ことが好ましい。

【００３０】ここで、ＷＤＭ伝送システムに適用される
ラマン増幅器における多波長信号光のラマン増幅、及び
ラマン増幅に用いられる励起光の励起光波長帯域等につ
いて説明する。

【００３１】誘導ラマン散乱によるラマン増幅現象を利
用するラマン増幅器では、ＥＤＦＡなどの希土類元素添
加ファイバ増幅器とは異なり、通常の光ファイバ伝送路
を構成している石英系の光ファイバなどをラマン増幅用
光ファイバとして利用することが可能である。このた
め、ラマン増幅器が設置されたＷＤＭ伝送システムにお
いては、多波長信号光と、多波長信号光をラマン増幅す
るための励起光とが、ともに通常の光ファイバ伝送路上
などを伝搬される場合がある。このような励起光は、励
起光源から光合波器を介して、多波長信号光が伝送され
ている光伝送路へと合波される。

【００３２】このようなＷＤＭ伝送システムに対して、
光増幅器での光増幅利得を平坦化するために信号光に損
失を与える光フィルタを適用すると、利得平坦化の必要
がない励起光に対しても光フィルタにおいて余分な損失
が与えられることとなる。特に、このような光フィルタ
は、通常、利得平坦化の対象となっている多波長信号光
に対する信号光波長帯域での光学特性のみを考慮して設
計される。このため、励起光波長帯域の光に対する損失
が大きく、また、その光学特性が不安定であるなどの理
由により、信号光波長帯域外にある励起光を好適な状態
に保持することができない。

【００３３】これに対して、利得平坦化のための光フィ
ルタとして適用可能な上記した実施形態の平面導波路型
光回路１では、多波長信号光の信号光パワーを調整する
光フィルタとして用いられる損失傾斜調整器１０を、励
起光を合波する光合波器としての機能を有するように構
成している。これにより、光パワーの調整が不必要な励
起光に対して光フィルタで余分な損失が与えられること
が防止されるので、ラマン増幅用の励起光を光伝送路上
で好適な状態に保持することができる。

【００３４】なお、波長１．５５μｍ帯など、ＷＤＭ伝
送システムで用いられる信号光波長帯域内にある多波長
信号光に対して、多波長信号光をラマン増幅可能な励起
光波長帯域は、一般に信号光波長帯域よりも短波長側の
波長帯域となる。

【００３５】すなわち、励起光の波長をλｐとすると、
波長λｐからその励起光での波長のラマンシフト量Δλ
だけ長波長側にシフトした波長λｐ＋Δλが、ラマン増
幅による増幅利得のピーク波長となる。そして、この利
得ピーク波長λｐ＋Δλを中心とする一定の波長範囲
が、ラマン増幅による増幅波長帯域となる。このラマン
シフト量Δλは、波長１．５５μｍ帯ではほぼ１００ｎ
ｍ程度である。

【００３６】多波長信号光に対するラマン増幅用の励起
光の励起光波長帯域は、励起光による増幅波長帯域が信
号光波長帯域を充分に含むように、信号光波長帯域の信
号光波長λｓ、及び励起光波長λｐからのラマンシフト
量Δλ〜１００ｎｍなどに基づいて、信号光波長帯域か
らみて短波長側の所定の波長帯域に設定される。したが
って、光回路１においては、このような信号光波長帯域
と励起光波長帯域との相関関係を考慮して、信号光入力
端１１１から信号光出力端１１２への光の透過特性と、
励起光入力端１２１から信号光入力端１１１への光の透
過特性とをそれぞれ設定する必要がある。

【００３７】具体的には、波長１．５５μｍ帯を多波長
信号光の信号光波長帯域として利用したＷＤＭ伝送シス
テムでは、信号光波長帯域は、波長１．５２μｍ〜１．
６２μｍの波長帯域を含むことが好ましい。また、この
ような信号光波長帯域に対して、励起光波長帯域は、波
長１．４μｍ〜１．４２μｍの波長帯域を含むことが好
ましい。光回路１において損失が与えられる信号光波長
帯域と、合波される励起光波長帯域とを上記した波長帯
域をそれぞれ含むように設定することにより、多波長信
号光の信号光パワーが調整されるとともに、多波長信号
光を好適にラマン増幅する励起光を合波することが可能
な光回路が実現される。

【００３８】図２は、平面導波路型光回路の第２実施形
態を示す構成図である。本実施形態は、図１に示した第
１実施形態の平面導波路型光回路について、より具体的
な構成例を示すものとなっている。

【００３９】本実施形態の光回路１は、基板１００上に
所定の導波路パターンで形成された光導波路からなる平
面導波路型光回路である。基板１００上には、光回路を
構成する光導波路として、信号光伝送方向に対して入力
側の端面１０１（図中の左側の端面）と、端面１０１と
は反対側で出力側の端面１０２（図中の右側の端面）と
の間に、２本の光導波路１１０、１２０が設けられてい
る。

【００４０】光導波路１１０は、端面１０１側に設けら
れた信号光入力端１１１と、端面１０２側に設けられた
信号光出力端１１２との間に形成された主導波路であ
る。この主導波路１１０に対して、信号光入力端１１１
から信号光出力端１１２へと順に、第１光カプラ２０
１、第２光カプラ２０２、及び第３光カプラ２０３の３
つの光カプラが設けられている。

【００４１】一方、光導波路１２０は、端面１０２側に
設けられた励起光入力端１２１を一方の導波路端とする
副導波路である。この副導波路１２０は、主導波路１１
０に対して、上記した光カプラ２０１、２０２、及び２
０３のそれぞれを介して光結合されている。これによ
り、主導波路１１０、副導波路１２０、第１光カプラ２
０１、第２光カプラ２０２、及び第３光カプラ２０３
は、マッハツェンダ干渉計を構成している。

【００４２】このマッハツェンダ干渉計は、図１に示し
た光回路１での損失傾斜調整器１０に相当する光回路部
分である。損失傾斜調整器１０として機能する本マッハ
ツェンダ干渉計により、信号光入力端１１１に入力され
た信号光波長帯域内にある波長λｓを有する信号光は、
主導波路１１０を通過するとともに所定の損失傾斜によ
って損失が与えられて、信号光出力端１１２から出力さ
れる。また、励起光入力端１２１に入力された励起光波
長帯域内にある波長λｐを有する励起光は、所定の損失
値以下の損失で副導波路１２０から主導波路１１０へと
合波されて、信号光入力端１１１から信号光伝送方向に
対して逆方向に出力される。

【００４３】ここで、本実施形態の平面導波路型光回路
１においては、上記したマッハツェンダ干渉計を構成し
ている主導波路１１０、副導波路１２０に対し、本損失
傾斜調整器１０において信号光波長帯域の光に与えられ
る損失の損失傾斜を可変に制御するための温度調整手段
として、ヒータ３０１、３０２が設けられている。

【００４４】すなわち、第１光カプラ２０１及び第２光
カプラ２０２の間の主導波路１１０に対し、主導波路１
１０の温度を調整する温度調整手段として、ヒータ３０
１が設置されている。また、第２光カプラ２０２及び第
３光カプラ２０３の間の副導波路１２０に対し、副導波
路１２０の温度を調整する温度調整手段として、ヒータ
３０２が設置されている。

【００４５】これらのヒータ３０１、３０２は、主導波
路１１０及び副導波路１２０の温度を調整することによ
って、主導波路１１０と副導波路１２０とのそれぞれを
導波される光に対する位相変化量を調整するものであ
る。また、これらのヒータ３０１、３０２での温度は、
それぞれのヒータへの供給電力Ｐ１、Ｐ２を変化させる
ことによって調整することができる。これにより、信号
光入力端１１１からマッハツェンダ干渉計を介して信号
光出力端１１２へと到達する光導波路において、信号光
波長帯域の光に与えられる損失についての損失傾斜が、
ヒータ３０１、３０２への供給電力を利用して電気的に
調整が可能となっている。

【００４６】図２に示した平面導波路型光回路１におい
ては、光回路１における損失傾斜調整器１０の光回路部
分を、マッハツェンダ干渉計を利用して構成している。
このようにマッハツェンダ干渉計を用いた光回路の構成
とすることにより、光回路の構成を極力簡単化して、小
型の平面導波路型光回路１とすることができる。ただ
し、この損失傾斜調整器１０としては、他の構成の光回
路を用いても良い。

【００４７】また、損失傾斜調整器１０を構成している
マッハツェンダ干渉計においては、主導波路１１０及び
副導波路１２０の温度を、供給電力Ｐ１、Ｐ２を介して
電気的に制御可能なヒータ３０１、３０２を用いて調整
し、これによって、マッハツェンダ干渉計において信号
光波長帯域の光に与えられる損失について、波長に対す
る損失傾斜を可変に制御している。このように、温度調
整手段として電気的に制御可能なヒータを用いる構成に
よれば、光増幅器での利得傾斜などが変動した場合で
も、信号光パワーを好適に調整することができる。

【００４８】なお、このようにマッハツェンダ干渉計を
用いた損失傾斜調整器１０では、隣接する光カプラ間で
の主導波路と副導波路との光路長差を６．０μｍ以下と
することが好ましい。これにより、可変の損失傾斜によ
って信号光パワーの傾斜を補償可能な波長帯域を広帯域
（例えば１００ｎｍ以上の帯域幅を有する波長帯域）と
することが可能となる。このような信号光パワーの傾斜
を補償可能な波長帯域の広帯域化は、ＷＤＭ伝送システ
ムの大容量化を進める上で有効である。

【００４９】図２に示した構成の光回路１では、具体的
には、第１光カプラ２０１及び第２光カプラ２０２の間
での主導波路１１０と副導波路１２０との光路長差を
６．０μｍ以下とすることが好ましい。また、第２光カ
プラ２０２及び第３光カプラ２０３の間での主導波路１
１０と副導波路１２０との光路長差についても、同様に
６．０μｍ以下とすることが好ましい。

【００５０】図２に示した構成を用いた平面導波路型光
回路の具体的な実施例について説明する。以下において
は、信号光波長帯域として、上述した１．５２μｍ〜
１．６２μｍの波長帯域を想定している。また、励起光
波長帯域としては、１．４μｍ〜１．４２μｍの波長帯
域を想定している。

【００５１】本実施例においては、主導波路１１０及び
副導波路１２０を光結合させる第１光カプラ２０１、第
２光カプラ２０２、及び第３光カプラ２０３での光結合
率を０．５、０．５、及び０．０５にそれぞれ設定し
た。また、第１光カプラ２０１及び第２光カプラ２０２
の間での主導波路１１０と副導波路１２０との光路長差
を、４．８４μｍに設定した。また、第２光カプラ２０
２及び第３光カプラ２０３の間での主導波路１１０と副
導波路１２０との光路長差を、５．９２μｍに設定し
た。これらの光路長差は、いずれも光路長差を６．０μ
ｍ以下とする好適条件を満たしている。

【００５２】図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、図２
に示した構成を有する上記した実施例での平面導波路型
光回路の光学特性を示すグラフである。これらのグラフ
において、横軸は光の波長λ（μｍ）を、また、縦軸は
光回路において光に与えられる損失（ｄＢ）をそれぞれ
示している。

【００５３】ここで、図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）
にそれぞれ示されているグラフについては、実線で示す
グラフは、信号光入力端１１１から信号光出力端１１２
へのThroughの光導波路での光の透過特性を示してい
る。これは、信号光波長帯域の多波長信号光に対する光
回路１での損失特性に対応している。また、破線で示す
グラフは、励起光入力端１２１から信号光入力端１１１
へのCrossの光導波路での光の透過特性を示している。
これは、励起光波長帯域の励起光に対する光回路１での
合波特性に対応している。

【００５４】また、図３（ａ）に示すグラフは、損失傾
斜調整器１０を構成しているマッハツェンダ干渉計での
ヒータ３０１、３０２に対する供給電力Ｐ１、Ｐ２をＰ
１＝Ｐ２＝２２ｍＷとしたときの光の透過特性を示して
いる。また、図３（ｂ）に示すグラフは、供給電力をＰ
１＝Ｐ２＝７６ｍＷとしたときの光の透過特性を示して
いる。また、図３（ｃ）に示すグラフは、供給電力をＰ
１＝Ｐ２＝１００ｍＷとしたときの光の透過特性を示し
ている。

【００５５】図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）での実線
のグラフに示すように、信号光入力端１１１から信号光
出力端１１２へのThrough（順方向）の光の透過特性で
は、マッハツェンダ干渉計のヒータ３０１、３０２に対
する供給電力Ｐ１、Ｐ２を変えることにより、波長１．
５２μｍ〜１．６２μｍの信号光波長帯域の光に対する
透過特性が可変に制御されていることがわかる。これ
は、損失傾斜調整器１０での信号光に対する損失傾斜
が、ヒータへの供給電力Ｐ１、Ｐ２を介して可変に調整
されているためである。

【００５６】一方、図３（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）で
の破線のグラフに示すように、励起光入力端１２１から
信号光入力端１１１へのCross（逆方向）の光の透過特
性では、マッハツェンダ干渉計のヒータ３０１、３０２
に対する供給電力Ｐ１、Ｐ２の変化にかかわらず、損失
値０．８ｄＢ以下の充分に低い損失で、波長１．４μｍ
〜１．４２μｍの励起光波長帯域の光を合波可能となっ
ていることがわかる。

【００５７】このように、上記構成を有する光フィルタ
をＷＤＭ伝送システムに適用することにより、ラマン増
幅用の励起光を好適に合波及び保持しつつ、かつ、多波
長信号光に対する光増幅利得が平坦化されるように各信
号光の信号光パワーを調整することが可能となる。

【００５８】本発明による平面導波路型光回路は、上述
した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々
な変形が可能である。例えば、平面導波路型光回路１の
具体的な構成については、図２に示した構成例以外に
も、様々な構成の光回路を用いて良い。

【００５９】また、光回路１の損失傾斜調整器１０にお
ける励起光の合波については、図１に示した光回路１で
は、励起光入力端１２１から入力されたラマン増幅用の
励起光を逆方向に合波して、信号光入力端１１１から出
力する構成となっている。これに対して、励起光入力端
から入力された励起光を順方向に合波して、信号光出力
端から出力する構成とすることも可能である。

【００６０】

【発明の効果】本発明による平面導波路型光回路は、以
上詳細に説明したように、次のような効果を得る。すな
わち、多波長信号光に対して可変の損失傾斜によって損
失を与える損失傾斜調整器を含むとともに、励起光入力
端から入力されたラマン増幅用の励起光が損失傾斜調整
器内の光導波路を通過して、多波長信号光が伝送される
光伝送路に励起光が合波されるように構成された平面導
波路型光回路によれば、信号光パワーの傾斜の補償が必
要な信号光波長帯域の多波長信号光に対して、可変の損
失傾斜で損失を与えることによって、多波長信号光のそ
れぞれの信号光パワーを調整することができる。

【００６１】また、補償が不必要な励起光については、
損失傾斜調整器は光合波器として機能する。これによ
り、励起光に余分な損失を与えることなく良好な状態に
保持しつつ、ラマン増幅の対象となる多波長信号光が伝
送されている光伝送路に対して、ラマン増幅用の励起光
を合波することができる。

【００６２】また、このような平面導波路型光回路を用
いれば、ラマン増幅用の励起光を合波するために、損失
傾斜調整器を含む光回路とは別に光合波器を設置するこ
とが不要となる。これにより、ＷＤＭ伝送システムでの
光回路の構成、あるいはＷＤＭ伝送システム内に設置さ
れたラマン増幅器での光回路の構成を簡単化することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】平面導波路型光回路の第１実施形態を模式的に
示す構成図である。

【図２】平面導波路型光回路の第２実施形態を示す構成
図である。

【図３】図２に示した平面導波路型光回路の光学特性の
一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１…平面導波路型光回路、１０…損失傾斜調整器、１１
…信号光入力用光伝送路、１２…信号光出力用光伝送
路、２１…励起光入力用光伝送路、１５…損失傾斜制御
部、１００…基板、１１０…主導波路、１１１…信号光
入力端、１１２…信号光出力端、１２０…副導波路、１
２１…励起光入力端、２０１…第１光カプラ、２０２…
第２光カプラ、２０３…第３光カプラ、３０１、３０２
…ヒータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H047 KA03 KA12 KB04 LA15 NA01 TA31 2H079 AA06 BA01 BA03 CA07 CA24 EA04 EB27 GA01 KA11 2K002 AA02 AB30 BA01 CA15 DA10 HA23 5F072 AB07 AK06 QQ07 RR01 YY17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板と、前記基板上に所定の導波路パタ
   ーンで形成された光導波路とを有して構成された光回路
   であって、 所定の信号光波長帯域内で互いに異なる波長を有する複
   数の信号光からなる多波長信号光を入力する信号光入力
   端と、 前記信号光入力端に入力された前記多波長信号光を出力
   する信号光出力端と、 前記信号光入力端及び前記信号光出力端の間に設けら
   れ、前記多波長信号光に所定の波長に対する損失傾斜に
   よって損失を与えるとともに、前記損失傾斜が可変に制
   御可能な損失傾斜調整器と、 前記多波長信号光をラマン増幅することが可能な励起光
   波長帯域内の波長を有する励起光を入力する励起光入力
   端とを備え、 前記損失傾斜調整器は、前記励起光入力端から入力され
   た前記励起光が前記損失傾斜調整器を介して合波され、
   前記信号光入力端または前記信号光出力端から出力され
   るように構成されていることを特徴とする平面導波路型
   光回路。
2. 【請求項２】 前記損失傾斜調整器は、 前記信号光入力端から前記信号光出力端へと前記多波長
   信号光を導波する主導波路と、 前記励起光入力端を一端とする光導波路であり、少なく
   とも２つの光カプラを介して前記主導波路と光結合され
   て、前記主導波路及び前記光カプラとともにマッハツェ
   ンダ干渉計を構成する副導波路と、 前記主導波路または前記副導波路の温度を調整すること
   によって、前記損失傾斜を可変に制御する温度調整手段
   とを有することを特徴とする請求項１記載の平面導波路
   型光回路。
3. 【請求項３】 前記損失傾斜調整器の前記マッハツェン
   ダ干渉計において、隣接する光カプラ間での前記主導波
   路と前記副導波路との光路長差が６μｍ以下であること
   を特徴とする請求項２記載の平面導波路型光回路。
4. 【請求項４】 前記信号光波長帯域は、波長１．５２μ
   ｍ〜１．６２μｍの波長帯域を含み、かつ、前記励起光
   波長帯域は、波長１．４μｍ〜１．４２μｍの波長帯域
   を含むことを特徴とする請求項１記載の平面導波路型光
   回路。