JP2003149472A - 光波長合分波器 - Google Patents
光波長合分波器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低損失と広帯域化を同時に実現でき、小型で
波長安定性が良好な安価の光波長合分波器を提供する。 【解決手段】 第１の光路１と第２の光路２を並設し、
第１の光路１と第２の光路２を近接させた（Ｎ＋１）個
（Ｎは１以上の整数）の光結合部３を光路長手方向に互
いに間隔を介して形成した光合分波回路７をＭ個（Ｍは
２以上の整数であり、ここでは３個）設け、各光合分波
回路７内の隣り合う光結合部に挟まれた第１の光路１と
第２の光路２の長さを互いに異なる長さに形成する。光
入出力の一方１１側に２個の光合分波回路７を設け、他
方１２側には１つの光合分波回路７を設けてツリー状に
多段接続し、光出力側９の光合分波回路７は光フーリエ
フィルタ回路６とし、残りはマッハツェンダ光干渉計回
路５とする。
波長安定性が良好な安価の光波長合分波器を提供する。 【解決手段】 第１の光路１と第２の光路２を並設し、
第１の光路１と第２の光路２を近接させた（Ｎ＋１）個
（Ｎは１以上の整数）の光結合部３を光路長手方向に互
いに間隔を介して形成した光合分波回路７をＭ個（Ｍは
２以上の整数であり、ここでは３個）設け、各光合分波
回路７内の隣り合う光結合部に挟まれた第１の光路１と
第２の光路２の長さを互いに異なる長さに形成する。光
入出力の一方１１側に２個の光合分波回路７を設け、他
方１２側には１つの光合分波回路７を設けてツリー状に
多段接続し、光出力側９の光合分波回路７は光フーリエ
フィルタ回路６とし、残りはマッハツェンダ光干渉計回
路５とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム等
に用いられる光波長合分波器に関するものである。
に用いられる光波長合分波器に関するものである。
【０００２】
【背景技術】近年のインターネットトラヒックの急増を
背景に、通信ネットワーク容量の拡大が急務となってお
り、それに伴い、波長分割多重（Wavelength Division
Multiplexing (WDM)）伝送技術の検討が盛んに行なわ
れている。波長分割多重伝送技術は、１本の光ファイバ
に異なる波長の光信号を複数多重して伝送するため、伝
送容量を波長多重分だけ拡大できる。
背景に、通信ネットワーク容量の拡大が急務となってお
り、それに伴い、波長分割多重（Wavelength Division
Multiplexing (WDM)）伝送技術の検討が盛んに行なわ
れている。波長分割多重伝送技術は、１本の光ファイバ
に異なる波長の光信号を複数多重して伝送するため、伝
送容量を波長多重分だけ拡大できる。
【０００３】柔軟性および運用性の高い波長多重システ
ムを実現するためには、様々な光デバイスが必要とされ
ており、中でも、光波長合分波器は波長多重システムの
構築に必須となる光デバイスの１つである。光波長合分
波器は、例えば互いに異なる複数の波長の光を合波する
光合波機能や、互いに異なる複数の波長を持った光から
それぞれの波長の光を分波する光分波機能を有してい
る。
ムを実現するためには、様々な光デバイスが必要とされ
ており、中でも、光波長合分波器は波長多重システムの
構築に必須となる光デバイスの１つである。光波長合分
波器は、例えば互いに異なる複数の波長の光を合波する
光合波機能や、互いに異なる複数の波長を持った光から
それぞれの波長の光を分波する光分波機能を有してい
る。
【０００４】ところで、最近では、波長多重システムの
実用化検討が、基幹系などの長距離伝送から都市間や都
市内等のメトロ用中長距離伝送にシフトしてきたため、
伝送容量だけでなく、システム自体の構築コストおよび
伝送コストも重要課題になってきた。したがって、低損
失で、かつ、透過帯域が広い光波長合分波器が熱望され
るようになった。
実用化検討が、基幹系などの長距離伝送から都市間や都
市内等のメトロ用中長距離伝送にシフトしてきたため、
伝送容量だけでなく、システム自体の構築コストおよび
伝送コストも重要課題になってきた。したがって、低損
失で、かつ、透過帯域が広い光波長合分波器が熱望され
るようになった。
【０００５】波長多重伝送に適用される光波長合分波器
が低損失であれば、伝送距離が拡大できるため、伝送品
質を劣化させることなく中継器（光増幅器）の数やグレ
ード（増幅率）を下げることができるので、大きなコス
ト効果が期待できる。また、波長多重伝送に適用される
光波長合分波器の透過帯域が広ければ、信号光源の発信
波長を制御しているコントローラが不要になる可能性も
あり、同様にコスト効果が期待できる。
が低損失であれば、伝送距離が拡大できるため、伝送品
質を劣化させることなく中継器（光増幅器）の数やグレ
ード（増幅率）を下げることができるので、大きなコス
ト効果が期待できる。また、波長多重伝送に適用される
光波長合分波器の透過帯域が広ければ、信号光源の発信
波長を制御しているコントローラが不要になる可能性も
あり、同様にコスト効果が期待できる。
【０００６】光波長合分波器の形態は様々に検討されて
おり、代表的なものとしてアレイ導波路回折格子、マッ
ハツェンダ光干渉計回路が知られている。アレイ導波路
回折格子は、効率良く多波長化できる大きなメリットが
ある反面、原理的に損失が大きく、また、透過帯域を平
坦化するには数ｄＢ程度の損失をさらに犠牲にしなけれ
ばならない。
おり、代表的なものとしてアレイ導波路回折格子、マッ
ハツェンダ光干渉計回路が知られている。アレイ導波路
回折格子は、効率良く多波長化できる大きなメリットが
ある反面、原理的に損失が大きく、また、透過帯域を平
坦化するには数ｄＢ程度の損失をさらに犠牲にしなけれ
ばならない。
【０００７】一方、例えば図１２に示すようなマッハツ
ェンダ光干渉計回路５は低損失が期待できる回路であ
り、図１３に示すように、マッハツェンダ光干渉計回路
５を複数接続して光波長合分波器を構成することが提案
された。
ェンダ光干渉計回路５は低損失が期待できる回路であ
り、図１３に示すように、マッハツェンダ光干渉計回路
５を複数接続して光波長合分波器を構成することが提案
された。
【０００８】なお、本明細書において、マッハツェンダ
光干渉計回路５は、図１２に示したように、第１の光路
１と、該第１の光路１と並設された第２の光路２とを有
し、これら第１の光路１と第２の光路２を近接させた
（Ｎ＋１）個（Ｎ＝１）の光結合部３（つまり２個の光
結合部３）を光路長手方向に互いに間隔を介して形成し
た光合分波回路７のことである。光結合部３の結合率
は、例えばηにより表される。
光干渉計回路５は、図１２に示したように、第１の光路
１と、該第１の光路１と並設された第２の光路２とを有
し、これら第１の光路１と第２の光路２を近接させた
（Ｎ＋１）個（Ｎ＝１）の光結合部３（つまり２個の光
結合部３）を光路長手方向に互いに間隔を介して形成し
た光合分波回路７のことである。光結合部３の結合率
は、例えばηにより表される。
【０００９】マッハツェンダ光干渉計回路５の光結合部
３に挟まれた第１の光路と第２の光路の長さは互いに異
なる長さと成し、位相部としての遅延回路４を形成して
いる。マッハツェンダ光干渉計回路５を形成する第１と
第２の光路１，２は、光導波路により形成してもよい
し、光ファイバにより形成してもよい。
３に挟まれた第１の光路と第２の光路の長さは互いに異
なる長さと成し、位相部としての遅延回路４を形成して
いる。マッハツェンダ光干渉計回路５を形成する第１と
第２の光路１，２は、光導波路により形成してもよい
し、光ファイバにより形成してもよい。
【００１０】図１３に示す光波長合分波器は、光入出力
の一方１１側（光入力部８側）に１つのマッハツェンダ
光干渉計回路５を設け、このマッハツェンダ光干渉計回
路５の出力側に、２つのマッハツェンダ光干渉計回路５
を並設し、これら並設マッハツェンダ光干渉計回路５と
光入力部８側に設けたマッハツェンダ光干渉計回路５を
ツリー状に多段（ここでは２段）に接続して形成されて
いる。
の一方１１側（光入力部８側）に１つのマッハツェンダ
光干渉計回路５を設け、このマッハツェンダ光干渉計回
路５の出力側に、２つのマッハツェンダ光干渉計回路５
を並設し、これら並設マッハツェンダ光干渉計回路５と
光入力部８側に設けたマッハツェンダ光干渉計回路５を
ツリー状に多段（ここでは２段）に接続して形成されて
いる。
【００１１】図１３には、この光波長合分波器の光分波
機能が示されており、光波長合分波器の入力部８から波
長λ１、λ２、λ３、λ４の波長多重光を導入し、各光
出力部９からそれぞれの波長の光を出力している。
機能が示されており、光波長合分波器の入力部８から波
長λ１、λ２、λ３、λ４の波長多重光を導入し、各光
出力部９からそれぞれの波長の光を出力している。
【００１２】しかしながら、同図に示すような光波長合
分波器は、低損失を実現できる反面、その透過帯域が十
分に確保できないといった問題が生じていた。
分波器は、低損失を実現できる反面、その透過帯域が十
分に確保できないといった問題が生じていた。
【００１３】そこで、マッハツェンダ光干渉計回路５の
特徴である低損失を維持したまま、透過帯域を拡大する
手法として、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイ
エティ大会C-3-14には光フーリエフィルタ回路６をツリ
ー状に接続した構成の光波長合分波器が提案された。
特徴である低損失を維持したまま、透過帯域を拡大する
手法として、電子情報通信学会エレクトロニクスソサイ
エティ大会C-3-14には光フーリエフィルタ回路６をツリ
ー状に接続した構成の光波長合分波器が提案された。
【００１４】図１４には、光フーリエフィルタ６をツリ
ー状に接続した光波長合分波器の構成例が示されてお
り、同図に示す構成は、図１３に示した光波長合分波器
におけるマッハツェンダ光干渉計回路５を全て光フーリ
エフィルタ回路６とした光波長合分波器である。
ー状に接続した光波長合分波器の構成例が示されてお
り、同図に示す構成は、図１３に示した光波長合分波器
におけるマッハツェンダ光干渉計回路５を全て光フーリ
エフィルタ回路６とした光波長合分波器である。
【００１５】なお、本明細書において、光フーリエフィ
ルタ回路６は、図１５に示すように、第１の光路１と、
該第１の光路１と並設された第２の光路２とを有し、こ
れら第１の光路１と第２の光路２を近接させた（Ｎ＋
１）個（Ｎは２以上の整数）の光結合部３を光路長手方
向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路７であ
る。図１４に示す光波長合分波器に適用されている光フ
ーリエフィルタ回路６はＮ＝２とした回路である。
ルタ回路６は、図１５に示すように、第１の光路１と、
該第１の光路１と並設された第２の光路２とを有し、こ
れら第１の光路１と第２の光路２を近接させた（Ｎ＋
１）個（Ｎは２以上の整数）の光結合部３を光路長手方
向に互いに間隔を介して形成した光合分波回路７であ
る。図１４に示す光波長合分波器に適用されている光フ
ーリエフィルタ回路６はＮ＝２とした回路である。
【００１６】光フーリエフィルタ回路６は、光結合部３
に挟まれたＮ個の位相部としての遅延回路４を有し、こ
の遅延回路４は第１の光路１と第２の光路２の長さを互
いに異なる長さとしている。光フーリエフィルタ回路６
を形成する第１と第２の光路１，２は、光導波路により
形成してもよいし、光ファイバにより形成してもよい。
に挟まれたＮ個の位相部としての遅延回路４を有し、こ
の遅延回路４は第１の光路１と第２の光路２の長さを互
いに異なる長さとしている。光フーリエフィルタ回路６
を形成する第１と第２の光路１，２は、光導波路により
形成してもよいし、光ファイバにより形成してもよい。
【００１７】光フーリエフィルタ回路６は、透過特性と
遮断特性の両方を広帯域化した方形波スペクトルを比較
的容易に実現できる手法として非常に注目されており、
例えば特開平８―２３４０５０号公報、C.Huang at e
l., NFOEC'99,Proc., pp.311-316(1999)や、H.Arai at
el., NFOEC'99,Proc., pp.444-451(1999)等に光フーリ
エフィルタ回路６について検討した結果が述べられてい
る。
遮断特性の両方を広帯域化した方形波スペクトルを比較
的容易に実現できる手法として非常に注目されており、
例えば特開平８―２３４０５０号公報、C.Huang at e
l., NFOEC'99,Proc., pp.311-316(1999)や、H.Arai at
el., NFOEC'99,Proc., pp.444-451(1999)等に光フーリ
エフィルタ回路６について検討した結果が述べられてい
る。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１４
に示したような、光フーリエフィルタ回路６のみを多段
に接続した光波長合分波器は、低損失と広帯域化を同時
に実現できて光学特性の面では魅力的であるが、この光
波長合分波器は、図１３に示したような、マッハツェン
ダ光干渉計回路５を多段に接続した光波長合分波器に比
べて回路サイズが大幅に大きくなってしまうといった問
題があった。
に示したような、光フーリエフィルタ回路６のみを多段
に接続した光波長合分波器は、低損失と広帯域化を同時
に実現できて光学特性の面では魅力的であるが、この光
波長合分波器は、図１３に示したような、マッハツェン
ダ光干渉計回路５を多段に接続した光波長合分波器に比
べて回路サイズが大幅に大きくなってしまうといった問
題があった。
【００１９】特に、光導波路型の回路を形成する場合、
光波長合分波器のサイズは１ウェハあたりの光波長合分
波器チップの個数を決定する重要な要件であり、チップ
の価格に反映されるので、低コストを実現するために
は、できるだけチップサイズを小さくすることが好まし
い。
光波長合分波器のサイズは１ウェハあたりの光波長合分
波器チップの個数を決定する重要な要件であり、チップ
の価格に反映されるので、低コストを実現するために
は、できるだけチップサイズを小さくすることが好まし
い。
【００２０】また、光フーリエフィルタ回路６の遅延回
路４の遅延量（第１の光路１の長さ−第２の光路２の長
さ）には規則性があり、一般に、最小遅延量の絶対値を
ΔＬとしたとき、その他の遅延量の絶対値はΔＬ・２ｍ
（ｍは整数）程度とされる。
路４の遅延量（第１の光路１の長さ−第２の光路２の長
さ）には規則性があり、一般に、最小遅延量の絶対値を
ΔＬとしたとき、その他の遅延量の絶対値はΔＬ・２ｍ
（ｍは整数）程度とされる。
【００２１】例えば光フーリエフィルタ回路６における
遅延回路４の個数Ｎを２個とした場合、遅延回路４（４
ａ）の遅延量の絶対値がΔＬ、遅延回路４（４ｂ）の遅
延量の絶対値がΔＬ・２１＝２・ΔＬとなり、合計３・
ΔＬとなる。つまり、この光フーリエフィルタ回路６の
長さは、１個の遅延回路４を有するマッハツェンダ光干
渉計回路５の遅延量の絶対値であるΔＬに比べて非常に
長くなる。
遅延回路４の個数Ｎを２個とした場合、遅延回路４（４
ａ）の遅延量の絶対値がΔＬ、遅延回路４（４ｂ）の遅
延量の絶対値がΔＬ・２１＝２・ΔＬとなり、合計３・
ΔＬとなる。つまり、この光フーリエフィルタ回路６の
長さは、１個の遅延回路４を有するマッハツェンダ光干
渉計回路５の遅延量の絶対値であるΔＬに比べて非常に
長くなる。
【００２２】また、このように遅延量の絶対値が大きい
と、実現できるスペクトルの周波数間隔（波長間隔）が
小さくなり、製造ばらつきに起因する波長変動が回路の
通過スペクトルに与える影響が大きくなる。そのため、
光フーリエフィルタ回路６のみを多段に接続した光波長
合分波器は、製造トレランスが低くなってしまい、波長
安定性を良好にすることが難しいといった問題もあっ
た。
と、実現できるスペクトルの周波数間隔（波長間隔）が
小さくなり、製造ばらつきに起因する波長変動が回路の
通過スペクトルに与える影響が大きくなる。そのため、
光フーリエフィルタ回路６のみを多段に接続した光波長
合分波器は、製造トレランスが低くなってしまい、波長
安定性を良好にすることが難しいといった問題もあっ
た。
【００２３】本発明は上記従来の課題を解決するために
成されたものであり、その目的は、低損失、広帯域化お
よび、良好な波長安定性を実現でき、かつ、小型で安価
の光波長合分波器を提供することにある。
成されたものであり、その目的は、低損失、広帯域化お
よび、良好な波長安定性を実現でき、かつ、小型で安価
の光波長合分波器を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、第１の
光路と、該第１の光路と並設された第２の光路とを有し
て、これら第１の光路と第２の光路を近接させた（Ｎ＋
１）個（Ｎは１以上の整数）の光結合部を光路長手方向
に互いに間隔を介して形成した光合分波回路をＭ個（Ｍ
は２以上の整数）有し、前記各光合分波回路内の隣り合
う光結合部に挟まれた第１の光路と第２の光路の長さを
互いに異なる長さに形成し、光入力側に１つ以上の前記
光合分波回路を設けて第１段の光合分波回路とし、該第
１段の光合分波回路の光出力側に１つ以上の光合分波回
路を設けて第２段の光合分波回路を形成するといった如
く、１つの段の光合分波回路を１つ以上の光合分波回路
により形成して光入力側から光出力側にかけて複数段の
光合分波回路を設けて接続し、前記Ｍ個の光合分波回路
のうち１個以上Ｍ個未満の光合分波回路はＮ≧２とした
光フーリエフィルタ回路とし、残りの光合分波回路はＮ
＝１としたマッハツェンダ光干渉計回路とした構成をも
って課題を解決する手段としている。
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、第１の
光路と、該第１の光路と並設された第２の光路とを有し
て、これら第１の光路と第２の光路を近接させた（Ｎ＋
１）個（Ｎは１以上の整数）の光結合部を光路長手方向
に互いに間隔を介して形成した光合分波回路をＭ個（Ｍ
は２以上の整数）有し、前記各光合分波回路内の隣り合
う光結合部に挟まれた第１の光路と第２の光路の長さを
互いに異なる長さに形成し、光入力側に１つ以上の前記
光合分波回路を設けて第１段の光合分波回路とし、該第
１段の光合分波回路の光出力側に１つ以上の光合分波回
路を設けて第２段の光合分波回路を形成するといった如
く、１つの段の光合分波回路を１つ以上の光合分波回路
により形成して光入力側から光出力側にかけて複数段の
光合分波回路を設けて接続し、前記Ｍ個の光合分波回路
のうち１個以上Ｍ個未満の光合分波回路はＮ≧２とした
光フーリエフィルタ回路とし、残りの光合分波回路はＮ
＝１としたマッハツェンダ光干渉計回路とした構成をも
って課題を解決する手段としている。
【００２５】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記光合分波回路を３個以上有し、光入出力
の少なくとも一方側の段には複数の光合分波回路を並設
し、光入出力の他方側に向かうにつれて各段の光合分波
回路の並設数を順次減少していき、光入出力の他方側に
は１つ以上の光合分波回路を設けて各段の光合分波回路
をツリー状に多段接続した構成をもって課題を解決する
手段としている。
成に加え、前記光合分波回路を３個以上有し、光入出力
の少なくとも一方側の段には複数の光合分波回路を並設
し、光入出力の他方側に向かうにつれて各段の光合分波
回路の並設数を順次減少していき、光入出力の他方側に
は１つ以上の光合分波回路を設けて各段の光合分波回路
をツリー状に多段接続した構成をもって課題を解決する
手段としている。
【００２６】さらに、第３の発明は、上記第１または第
２の発明の構成に加え、前記第１段の複数の光合分波回
路が合波した光を第２段の光合分波回路でさらに合波す
るといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の
光合分波回路でさらに合波する機能を有し、少なくとも
最終段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした
構成をもって課題を解決する手段としている。
２の発明の構成に加え、前記第１段の複数の光合分波回
路が合波した光を第２段の光合分波回路でさらに合波す
るといった如く、前段の光合分波回路の光出力を後段の
光合分波回路でさらに合波する機能を有し、少なくとも
最終段の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした
構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２７】さらに、第４の発明は、上記第１または第
２の発明の構成に加え、前記第１段の光合分波器が分波
した光を第２段の対の光合分波器でさらに分波するとい
った如く、前段の光合分波器の光出力を後段の光合分波
器でさらに分波する機能を有し、少なくとも前記第１段
の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした構成を
もって課題を解決する手段としている。
２の発明の構成に加え、前記第１段の光合分波器が分波
した光を第２段の対の光合分波器でさらに分波するとい
った如く、前段の光合分波器の光出力を後段の光合分波
器でさらに分波する機能を有し、少なくとも前記第１段
の光合分波回路は光フーリエフィルタ回路とした構成を
もって課題を解決する手段としている。
【００２８】さらに、第５の発明は、上記第１乃至第４
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光フーリエフ
ィルタ回路はＮ＝２またはＮ＝３とした構成をもって課
題を解決する手段としている。
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記光フーリエフ
ィルタ回路はＮ＝２またはＮ＝３とした構成をもって課
題を解決する手段としている。
【００２９】さらに、第６の発明は、上記第１乃至第５
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光路と
第２の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を
満たす光導波路とした構成をもって課題を解決する手段
としている。
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光路と
第２の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を
満たす光導波路とした構成をもって課題を解決する手段
としている。
【００３０】さらに、第７の発明は、上記第１乃至第５
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光路と
第２の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を
満たす光ファイバとした構成をもって課題を解決する手
段としている。
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光路と
第２の光路は、使用波長帯域内でシングルモード条件を
満たす光ファイバとした構成をもって課題を解決する手
段としている。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略または簡略化する。図１には、本発明に係
る光波長合分波器の第１実施形態例の要部構成図が平面
図により示されている。
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略または簡略化する。図１には、本発明に係
る光波長合分波器の第１実施形態例の要部構成図が平面
図により示されている。
【００３２】同図に示すように、本実施形態例の光波長
合分波器は、Ｍ個（Ｍは２以上の整数であり、ここでは
３個）の光合分波回路７をツリー状に多段（ここでは２
段）接続して形成されている。それぞれの光合分波回路
７は、第１の光路１と、該第１の光路と並設された第２
の光路２とを有して、これら第１の光路１と第２の光路
２を近接させた（Ｎ＋１）個（Ｎは１以上の整数）の光
結合部３を光路長手方向に互いに間隔を介して形成され
ている。
合分波器は、Ｍ個（Ｍは２以上の整数であり、ここでは
３個）の光合分波回路７をツリー状に多段（ここでは２
段）接続して形成されている。それぞれの光合分波回路
７は、第１の光路１と、該第１の光路と並設された第２
の光路２とを有して、これら第１の光路１と第２の光路
２を近接させた（Ｎ＋１）個（Ｎは１以上の整数）の光
結合部３を光路長手方向に互いに間隔を介して形成され
ている。
【００３３】第１の光路１と第２の光路２は、使用波長
帯域内である波長１．５５μｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）でシ
ングルモード条件を満たす光導波路であり、上記導波路
構成は、シリコン基板２０上に形成されている。
帯域内である波長１．５５μｍ帯（Ｃ−ｂａｎｄ）でシ
ングルモード条件を満たす光導波路であり、上記導波路
構成は、シリコン基板２０上に形成されている。
【００３４】本実施形態例の光波長合分波器は、光入力
側（光入力部８側）に１つ以上の光合分波回路７を設け
て第１段の光合分波回路７とし、該第１段の光合分波回
路７の光出力側に１つ以上の光合分波回路７を設けて第
２段の光合分波回路７を形成するといった如く、１つの
段の光合分波回路７を１つ以上の光合分波回路７により
形成して光入力側から光出力側（光出力部９側）にかけ
て複数段の光合分波回路７を設けて接続して形成されて
いる。
側（光入力部８側）に１つ以上の光合分波回路７を設け
て第１段の光合分波回路７とし、該第１段の光合分波回
路７の光出力側に１つ以上の光合分波回路７を設けて第
２段の光合分波回路７を形成するといった如く、１つの
段の光合分波回路７を１つ以上の光合分波回路７により
形成して光入力側から光出力側（光出力部９側）にかけ
て複数段の光合分波回路７を設けて接続して形成されて
いる。
【００３５】また、この光波長合分波器は、光入出力の
少なくとも一方１１側（ここでは光入力部８側）には複
数の光合分波回路７を並設して１つの段の光合分波回路
７を形成し、光入出力の他方１２側（ここでは光出力部
９側）に向かうにつれて各段の光合分波回路７の並設数
を順次減少していき、光入出力の他方１２側には１つ以
上（ここでは１つ）の光合分波回路７を設けて各段の光
合分波回路７をツリー状に多段接続して形成されてい
る。
少なくとも一方１１側（ここでは光入力部８側）には複
数の光合分波回路７を並設して１つの段の光合分波回路
７を形成し、光入出力の他方１２側（ここでは光出力部
９側）に向かうにつれて各段の光合分波回路７の並設数
を順次減少していき、光入出力の他方１２側には１つ以
上（ここでは１つ）の光合分波回路７を設けて各段の光
合分波回路７をツリー状に多段接続して形成されてい
る。
【００３６】本実施形態例は、前記Ｍ個の光合分波回路
７のうち１個以上Ｍ個未満（ここでは１個）の光合分波
回路７をＮ≧２とした光フーリエフィルタ回路６とし、
残りの光合分波回路はＮ＝１としたマッハツェンダ光干
渉計回路５としたことを特徴としている。
７のうち１個以上Ｍ個未満（ここでは１個）の光合分波
回路７をＮ≧２とした光フーリエフィルタ回路６とし、
残りの光合分波回路はＮ＝１としたマッハツェンダ光干
渉計回路５としたことを特徴としている。
【００３７】また、本実施形態例は、２つ以上（ここで
は２つ）の光合分波回路７を並設して第１段の光合分波
回路７を形成し、該第１段の対の光合分波回路７が合波
した光を第２段の光合分波回路７でさらに合波するとい
った如く、前段の対の光合分波回路７の光出力を後段の
光合分波回路７でさらに合波する機能を有している。そ
して、最終段の光合分波回路７を光フーリエフィルタ回
路６としている。この光フーリエフィルタ回路６はＮ＝
２の回路である。
は２つ）の光合分波回路７を並設して第１段の光合分波
回路７を形成し、該第１段の対の光合分波回路７が合波
した光を第２段の光合分波回路７でさらに合波するとい
った如く、前段の対の光合分波回路７の光出力を後段の
光合分波回路７でさらに合波する機能を有している。そ
して、最終段の光合分波回路７を光フーリエフィルタ回
路６としている。この光フーリエフィルタ回路６はＮ＝
２の回路である。
【００３８】光フーリエフィルタ回路６およびマッハツ
ェンダ光干渉計回路５に設けられている光結合部３は、
第１の光路１を形成する光導波路と第２の光路２を形成
する光導波路を近接させて成る方向性結合部である。
ェンダ光干渉計回路５に設けられている光結合部３は、
第１の光路１を形成する光導波路と第２の光路２を形成
する光導波路を近接させて成る方向性結合部である。
【００３９】本実施形態例は、基板上に火炎加水分解堆
積法を用いて石英系ガラス膜を形成して成り、その光導
波路構成は、フォトリソグラフィ工程を用いて作製され
ている。光導波路の断面は８．０μｍ×８．０μｍの正
方形状を有しており、光導波路（コア）部分の屈折率
は、この光導波路部分にドープするＴｉＯ２のドープ量
を調整することにより、周りの石英系ガラス（クラッ
ド）と比較して０．４％高く形成されている。
積法を用いて石英系ガラス膜を形成して成り、その光導
波路構成は、フォトリソグラフィ工程を用いて作製され
ている。光導波路の断面は８．０μｍ×８．０μｍの正
方形状を有しており、光導波路（コア）部分の屈折率
は、この光導波路部分にドープするＴｉＯ２のドープ量
を調整することにより、周りの石英系ガラス（クラッ
ド）と比較して０．４％高く形成されている。
【００４０】この光波長合分波器の回路は、周波数間隔
４００ＧＨｚの４波（λ１＝１．５４８５１μｍ、λ４
＝１．５５１７２μｍ、λ２＝１．５５４９４μｍ、λ
３＝１．５５８１７μｍ）を合波する４００ＧＨｚ−４
ｃｈの実現を目的にした回路である。本実施形態例の光
波長合分波器は、各光入力部８から入力された波長λ
１、λ２、λ３、λ４の光を合波して、合波光を光出力
部９から出力する。
４００ＧＨｚの４波（λ１＝１．５４８５１μｍ、λ４
＝１．５５１７２μｍ、λ２＝１．５５４９４μｍ、λ
３＝１．５５８１７μｍ）を合波する４００ＧＨｚ−４
ｃｈの実現を目的にした回路である。本実施形態例の光
波長合分波器は、各光入力部８から入力された波長λ
１、λ２、λ３、λ４の光を合波して、合波光を光出力
部９から出力する。
【００４１】第１段の光合分波回路７はマッハツェンダ
光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）であり、これらのマッハ
ツェンダ光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）は、いずれも、
各光結合部の結合率ηが、使用波長帯である１．５５μ
ｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対し、それぞ
れ、５０％になるように、図２に示す、光導波路間のギ
ャップＧと結合部長を調整して形成されている。
光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）であり、これらのマッハ
ツェンダ光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）は、いずれも、
各光結合部の結合率ηが、使用波長帯である１．５５μ
ｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対し、それぞ
れ、５０％になるように、図２に示す、光導波路間のギ
ャップＧと結合部長を調整して形成されている。
【００４２】また、マッハツェンダ光干渉計回路５（５
ａ）の遅延回路４の遅延量の絶対値ΔＬは１２９．３μ
ｍ、マッハツェンダ光干渉計回路５（５ｂ）の遅延回路
４の遅延量の絶対値ΔＬは１２９．６μｍであり、マッ
ハツェンダ光干渉計回路（５ａ，５ｂ）はそれぞれ、８
００ＧＨｚ間隔の２波長を合波する機能を有している。
ａ）の遅延回路４の遅延量の絶対値ΔＬは１２９．３μ
ｍ、マッハツェンダ光干渉計回路５（５ｂ）の遅延回路
４の遅延量の絶対値ΔＬは１２９．６μｍであり、マッ
ハツェンダ光干渉計回路（５ａ，５ｂ）はそれぞれ、８
００ＧＨｚ間隔の２波長を合波する機能を有している。
【００４３】前記光フーリエフィルタ回路６の光結合部
（３ａ，３ｂ，３ｃ）の結合率は、使用波長帯である
１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対
し、以下に示す値である。すなわち、図３に示す光結合
部３ａの結合率η１＝５０％、光結合部３ｂの結合率η
２＝７１％、光結合部３ｃの結合率η３＝９％である。
これらの値が得られるように、それぞれの光結合部３
ａ，３ｂ，３ｃにおいて、図２に示す光導波路間のギャ
ップＧおよび結合部長が調整されている。
（３ａ，３ｂ，３ｃ）の結合率は、使用波長帯である
１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対
し、以下に示す値である。すなわち、図３に示す光結合
部３ａの結合率η１＝５０％、光結合部３ｂの結合率η
２＝７１％、光結合部３ｃの結合率η３＝９％である。
これらの値が得られるように、それぞれの光結合部３
ａ，３ｂ，３ｃにおいて、図２に示す光導波路間のギャ
ップＧおよび結合部長が調整されている。
【００４４】さらに、光フーリエフィルタ回路６の遅延
回路４（４ａ，４ｂ）の遅延量の絶対値ΔＬ１、ΔＬ２
は、それぞれ、２５８．６μｍ、５１５．６μｍであ
り、ΔＬ２をΔＬ１の約２倍とすることで、光フーリエ
フィルタ回路６の特徴である透過帯域の広帯域化を達成
できるようにした。
回路４（４ａ，４ｂ）の遅延量の絶対値ΔＬ１、ΔＬ２
は、それぞれ、２５８．６μｍ、５１５．６μｍであ
り、ΔＬ２をΔＬ１の約２倍とすることで、光フーリエ
フィルタ回路６の特徴である透過帯域の広帯域化を達成
できるようにした。
【００４５】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、その通過スペクトルは図４に示すようになった。同
図に示すように、本実施形態例の光波長合分波器は、４
００ＧＨｚ間隔のグリッド波長に対して十分な広帯域化
が実現でき、０．５ｄＢ帯域幅は表１に示すように１．
９ｎｍだった。また、この光波長合分波器の回路サイズ
（光路長手方向の長さ）は、７５ｍｍであった。
り、その通過スペクトルは図４に示すようになった。同
図に示すように、本実施形態例の光波長合分波器は、４
００ＧＨｚ間隔のグリッド波長に対して十分な広帯域化
が実現でき、０．５ｄＢ帯域幅は表１に示すように１．
９ｎｍだった。また、この光波長合分波器の回路サイズ
（光路長手方向の長さ）は、７５ｍｍであった。
【００４６】
【表１】
【００４７】なお、本実施形態例の有効性を明確にする
ために、図５に示すように、比較例１として、３個のマ
ッハツェンダ光干渉計回路５を２段に接続して成る４０
０ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器を形成し、この光波
長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、図６に
示すようになった。
ために、図５に示すように、比較例１として、３個のマ
ッハツェンダ光干渉計回路５を２段に接続して成る４０
０ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器を形成し、この光波
長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、図６に
示すようになった。
【００４８】また、比較例２として、図７に示すよう
に、Ｎ＝２の光フーリエフィルタ回路６を３個設けて、
これらの光フーリエフィルタ回路６を２段に接続して成
る４００ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器を形成し、こ
の光波長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、
図８に示すようになった。
に、Ｎ＝２の光フーリエフィルタ回路６を３個設けて、
これらの光フーリエフィルタ回路６を２段に接続して成
る４００ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器を形成し、こ
の光波長合分波器の通過スペクトルを測定したところ、
図８に示すようになった。
【００４９】また、比較例１、２の光波長合分波器の回
路サイズ、０．５ｄＢ帯域幅は、それぞれ、表１に示す
ような値となった。なお、第１実施形態例および比較例
１、２の回路において、曲線部は、曲線部での放射損失
が発生しないように、曲率半径１８ｍｍの円弧で形成し
た。
路サイズ、０．５ｄＢ帯域幅は、それぞれ、表１に示す
ような値となった。なお、第１実施形態例および比較例
１、２の回路において、曲線部は、曲線部での放射損失
が発生しないように、曲率半径１８ｍｍの円弧で形成し
た。
【００５０】表１および図４、図６、図８から明らかな
ように、比較例１は、回路サイズが第１実施形態例より
も２５ｍｍほど小さいものの、比較例１は、スペクトル
から導き出される透過帯域が狭く、０．５ｄＢ帯域幅が
１．２ｎｍで広帯域化の要求を満足できない。
ように、比較例１は、回路サイズが第１実施形態例より
も２５ｍｍほど小さいものの、比較例１は、スペクトル
から導き出される透過帯域が狭く、０．５ｄＢ帯域幅が
１．２ｎｍで広帯域化の要求を満足できない。
【００５１】また、比較例２は、第１実施形態例とほぼ
同様に透過帯域が広く、０．５ｄＢ帯域幅が２．０ｎｍ
と広帯域の要求を満足するものの、比較例２は、回路サ
イズが第１実施形態例よりも２１ｍｍほど大きくなる。
同様に透過帯域が広く、０．５ｄＢ帯域幅が２．０ｎｍ
と広帯域の要求を満足するものの、比較例２は、回路サ
イズが第１実施形態例よりも２１ｍｍほど大きくなる。
【００５２】それに対し、第１実施形態例は、透過帯域
が広く、０．５ｄＢ帯域幅が１．９ｎｍで比較例１の
１．６倍もあり、比較例２の０．５ｄＢ帯域幅の値２．
０ｎｍと遜色なく、かつ、比較例２に比べて回路サイズ
が約２１ｍｍも小さくなっている。
が広く、０．５ｄＢ帯域幅が１．９ｎｍで比較例１の
１．６倍もあり、比較例２の０．５ｄＢ帯域幅の値２．
０ｎｍと遜色なく、かつ、比較例２に比べて回路サイズ
が約２１ｍｍも小さくなっている。
【００５３】このように、本第１実施形態例は、光波長
合分波器に求められている低損失と広帯域化を同時に実
現でき、かつ、小型で安価な光波長合分波器とすること
ができた。
合分波器に求められている低損失と広帯域化を同時に実
現でき、かつ、小型で安価な光波長合分波器とすること
ができた。
【００５４】図９には、本発明に係る光波長合分波器の
第２実施形態例が示されている。なお、本第２実施形態
例の説明において、第１実施形態例と同一名称部分には
同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化す
る。
第２実施形態例が示されている。なお、本第２実施形態
例の説明において、第１実施形態例と同一名称部分には
同一符号を付し、その重複説明は省略または簡略化す
る。
【００５５】本第２実施形態例は上記第１実施形態例と
ほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第
１実施形態例と異なる特徴的なことは、最終段に設けた
光フーリエフィルタ回路６を、Ｎ＝３の回路としたこと
である。つまり、第２実施形態例では、光フーリエフィ
ルタ回路６は４個の光結合部３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ）を有し、３個の遅延回路４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を
有している。
ほぼ同様に構成されており、本第２実施形態例が上記第
１実施形態例と異なる特徴的なことは、最終段に設けた
光フーリエフィルタ回路６を、Ｎ＝３の回路としたこと
である。つまり、第２実施形態例では、光フーリエフィ
ルタ回路６は４個の光結合部３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３
ｄ）を有し、３個の遅延回路４（４ａ，４ｂ，４ｃ）を
有している。
【００５６】第２実施形態例の光波長合分波器の回路
は、周波数間隔８００ＧＨｚの４波（λ１＝１．５３９
７７μｍ、λ４＝１．５４６１２μｍ、λ２＝１．５５
２５２μｍ、λ３＝１．５５８９８μｍ）を合波する８
００ＧＨｚ−４ｃｈの実現を目的にした回路である。第
２実施形態例の光波長合分波器は、各光入力部８から入
力された波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を合波して、
合波光を光出力部９から出力する。
は、周波数間隔８００ＧＨｚの４波（λ１＝１．５３９
７７μｍ、λ４＝１．５４６１２μｍ、λ２＝１．５５
２５２μｍ、λ３＝１．５５８９８μｍ）を合波する８
００ＧＨｚ−４ｃｈの実現を目的にした回路である。第
２実施形態例の光波長合分波器は、各光入力部８から入
力された波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を合波して、
合波光を光出力部９から出力する。
【００５７】第１段の光合分波回路７はマッハツェンダ
光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）であり、これらのマッハ
ツェンダ光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）は、いずれも、
各光結合部３ａ，３ｂの結合率が、使用波長帯である
１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対
し、それぞれ、５０％になるように、図２に示した、光
導波路間のギャップＧと結合部長を調整して形成されて
いる。
光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）であり、これらのマッハ
ツェンダ光干渉計回路５（５ａ，５ｂ）は、いずれも、
各光結合部３ａ，３ｂの結合率が、使用波長帯である
１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５５μｍに対
し、それぞれ、５０％になるように、図２に示した、光
導波路間のギャップＧと結合部長を調整して形成されて
いる。
【００５８】マッハツェンダ光干渉計回路５（５ａ）の
遅延回路４の遅延量の絶対値ΔＬは６４．３μｍ、マッ
ハツェンダ光干渉計回路５（５ｂ）の遅延回路４の遅延
量の絶対値ΔＬは６４．６μｍであり、マッハツェンダ
光干渉計回路（５ａ，５ｂ）はそれぞれ、１６００ＧＨ
ｚ間隔の２波長を合波する機能を有している。
遅延回路４の遅延量の絶対値ΔＬは６４．３μｍ、マッ
ハツェンダ光干渉計回路５（５ｂ）の遅延回路４の遅延
量の絶対値ΔＬは６４．６μｍであり、マッハツェンダ
光干渉計回路（５ａ，５ｂ）はそれぞれ、１６００ＧＨ
ｚ間隔の２波長を合波する機能を有している。
【００５９】また、前記光フーリエフィルタ回路６の光
結合部（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）の結合率は、使用波
長帯である１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５
５μｍに対し、以下に示す値である。すなわち、光結合
部３ａの結合率η１＝５０％、光結合部３ｂの結合率η
２＝５０％、光結合部３ｃの結合率η３＝２％、光結合
部３ｄの結合率η４＝２％である。これらの値が得られ
るように、それぞれの光結合部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
において、図２に示す光導波路間のギャップＧおよび結
合部長が調整されている。
結合部（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）の結合率は、使用波
長帯である１．５５μｍ帯の中心波長である波長１．５
５μｍに対し、以下に示す値である。すなわち、光結合
部３ａの結合率η１＝５０％、光結合部３ｂの結合率η
２＝５０％、光結合部３ｃの結合率η３＝２％、光結合
部３ｄの結合率η４＝２％である。これらの値が得られ
るように、それぞれの光結合部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ
において、図２に示す光導波路間のギャップＧおよび結
合部長が調整されている。
【００６０】光フーリエフィルタ回路６の遅延回路４
（４ａ，４ｂ）の遅延量の絶対値ΔＬ １、ΔＬ２、ΔＬ
３は、それぞれ、１２９．１μｍ、２５８．２μｍ、５
１４．８μｍであり、ΔＬ２をΔＬ１の約２倍、ΔＬ２
をΔＬ３の約４倍とすることで、光フーリエフィルタ回
路６の特徴である透過帯域の広帯域化を達成できるよう
にした。
（４ａ，４ｂ）の遅延量の絶対値ΔＬ １、ΔＬ２、ΔＬ
３は、それぞれ、１２９．１μｍ、２５８．２μｍ、５
１４．８μｍであり、ΔＬ２をΔＬ１の約２倍、ΔＬ２
をΔＬ３の約４倍とすることで、光フーリエフィルタ回
路６の特徴である透過帯域の広帯域化を達成できるよう
にした。
【００６１】本第２実施形態例は以上のように構成され
ており、その通過スペクトルが図１０の○に示すように
なり、８００ＧＨｚ間隔のグリッド波長に対して十分な
広帯域化が実現できている。
ており、その通過スペクトルが図１０の○に示すように
なり、８００ＧＨｚ間隔のグリッド波長に対して十分な
広帯域化が実現できている。
【００６２】また、比較例として、全ての光合分波回路
７をマッハツェンダ光干渉計回路５により形成した回路
の特性が同図の特性線ａに示されており、第２実施形態
例の特性をこの比較例の特性と比べると、第２実施形態
例は、比較例と最小損失が殆ど一致しているにもかかわ
らず、０．５ｄＢ通過帯域を比較例の１．５倍程度に拡
大できている。
７をマッハツェンダ光干渉計回路５により形成した回路
の特性が同図の特性線ａに示されており、第２実施形態
例の特性をこの比較例の特性と比べると、第２実施形態
例は、比較例と最小損失が殆ど一致しているにもかかわ
らず、０．５ｄＢ通過帯域を比較例の１．５倍程度に拡
大できている。
【００６３】このように、第２実施形態例も、上記第１
実施形態例と同様に、近年の光波長合分波器に求められ
ている低損失と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型
で安価な光波長合分波器とすることができた。
実施形態例と同様に、近年の光波長合分波器に求められ
ている低損失と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型
で安価な光波長合分波器とすることができた。
【００６４】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記各実施形態例では、Ｍ（Ｍ＝３）個の光合分波回路７
を有する光波長合分波器のうち、最終段の光合分波回路
７のみを光フーリエフィルタ回路６としたが、光フーリ
エフィルタ回路６は１個以上Ｍ個未満とすればよく、例
えば、Ｍ＝３の場合は、２個の光合分波回路７を光フー
リエフィルタ回路６としてもよい。
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記各実施形態例では、Ｍ（Ｍ＝３）個の光合分波回路７
を有する光波長合分波器のうち、最終段の光合分波回路
７のみを光フーリエフィルタ回路６としたが、光フーリ
エフィルタ回路６は１個以上Ｍ個未満とすればよく、例
えば、Ｍ＝３の場合は、２個の光合分波回路７を光フー
リエフィルタ回路６としてもよい。
【００６５】ただし、上記各実施形態例から明らかなよ
うに、光合波器として機能する光波長合分波器の最終段
に設ける１つの光合分波回路７のみを光フーリエフィル
タ回路６とすることにより、全ての光合分波回路７をマ
ッハツェンダ光干渉計回路５で形成した光波長合分波器
に比べ、低損失、広帯域化の特性を十分発揮できる。ま
た、光フーリエフィルタ回路６の個数が少ない方が回路
サイズを小型化でき、波長安定性も良好にできるので、
光合波器として機能する光波長合分波器の最終段に光フ
ーリエフィルタ回路を設けることが好ましい。
うに、光合波器として機能する光波長合分波器の最終段
に設ける１つの光合分波回路７のみを光フーリエフィル
タ回路６とすることにより、全ての光合分波回路７をマ
ッハツェンダ光干渉計回路５で形成した光波長合分波器
に比べ、低損失、広帯域化の特性を十分発揮できる。ま
た、光フーリエフィルタ回路６の個数が少ない方が回路
サイズを小型化でき、波長安定性も良好にできるので、
光合波器として機能する光波長合分波器の最終段に光フ
ーリエフィルタ回路を設けることが好ましい。
【００６６】また、上記第１実施形態例は、光フーリエ
フィルタ回路６における遅延回路４の数（Ｎ）を２個と
し、第２実施形態例は、光フーリエフィルタ回路６にお
ける遅延回路４の数を３個としたが、本発明の光波長合
分波器に設ける光フーリエフィルタ回路６の遅延回路の
個数は、Ｎ≧４としてもよい。
フィルタ回路６における遅延回路４の数（Ｎ）を２個と
し、第２実施形態例は、光フーリエフィルタ回路６にお
ける遅延回路４の数を３個としたが、本発明の光波長合
分波器に設ける光フーリエフィルタ回路６の遅延回路の
個数は、Ｎ≧４としてもよい。
【００６７】ただし、光フーリエフィルタ回路６の遅延
回路４の個数であるＮを４以上とすると、回路長が長く
なり、製造コストに与える影響が無視できなくなってく
るので、Ｎ＝２またはＮ＝３が好ましい。
回路４の個数であるＮを４以上とすると、回路長が長く
なり、製造コストに与える影響が無視できなくなってく
るので、Ｎ＝２またはＮ＝３が好ましい。
【００６８】さらに、上記各実施形態例は、複数波長の
光を合波する例について述べたが、合波器と分波器とは
使用方法の違いだけであり、図１、図９の回路を用い、
各実施形態例で述べた光出力部９から波長多重光を入力
すれば、その波長多重光を分波でき、かつ、上記各実施
形態例と同様の効果を奏することができる。
光を合波する例について述べたが、合波器と分波器とは
使用方法の違いだけであり、図１、図９の回路を用い、
各実施形態例で述べた光出力部９から波長多重光を入力
すれば、その波長多重光を分波でき、かつ、上記各実施
形態例と同様の効果を奏することができる。
【００６９】このように、光波長合分波器を光分波用と
して適用する場合、光入力側を第１段として少なくとも
第２段以降の光合分波回路７は２つ以上の光合分波回路
７を並設して形成し、第１段の光合分波器７が分波した
光を第２段の対の光合分波器７でさらに分波するといっ
た如く、前段の光合分波器７の光出力を後段の対の光合
分波器７でさらに分波する構成とすると４波以上の光を
分波できる。そして、少なくとも前記第１段の光合分波
回路７は光フーリエフィルタ回路６とすると上記各実施
形態例と同様の効果を奏することができる。
して適用する場合、光入力側を第１段として少なくとも
第２段以降の光合分波回路７は２つ以上の光合分波回路
７を並設して形成し、第１段の光合分波器７が分波した
光を第２段の対の光合分波器７でさらに分波するといっ
た如く、前段の光合分波器７の光出力を後段の対の光合
分波器７でさらに分波する構成とすると４波以上の光を
分波できる。そして、少なくとも前記第１段の光合分波
回路７は光フーリエフィルタ回路６とすると上記各実施
形態例と同様の効果を奏することができる。
【００７０】さらに、上記各実施形態例は３個の光合分
波回路７を有する構成としたが、本発明の光波長合分波
器を形成する光合分波回路７の数は特に限定されるもの
ではなく２個以上の適宜の数に設定されるものである。
波回路７を有する構成としたが、本発明の光波長合分波
器を形成する光合分波回路７の数は特に限定されるもの
ではなく２個以上の適宜の数に設定されるものである。
【００７１】なお、図１１には、１個のマッハツェンダ
光干渉計回路５と１個の光フーリエフィルタ回路６を有
し、合計２個の光合分波回路７を設けて形成される光波
長合分波器の例が示されている。このように、２個の光
合分波回路７を有する光波長合分波器は、３波の光合分
波を行なう光波長合分波器として機能する。
光干渉計回路５と１個の光フーリエフィルタ回路６を有
し、合計２個の光合分波回路７を設けて形成される光波
長合分波器の例が示されている。このように、２個の光
合分波回路７を有する光波長合分波器は、３波の光合分
波を行なう光波長合分波器として機能する。
【００７２】さらに、上記第１実施形態例は、４００Ｇ
Ｈｚ−４ｃｈの光波長合分波器とし、上記第２実施形態
例は、８００ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器とした
が、光波長合分波器の周波数間隔やチャンネル数（波長
数）は特に限定されるものではなく、適宜設定されるも
のである。
Ｈｚ−４ｃｈの光波長合分波器とし、上記第２実施形態
例は、８００ＧＨｚ−４ｃｈの光波長合分波器とした
が、光波長合分波器の周波数間隔やチャンネル数（波長
数）は特に限定されるものではなく、適宜設定されるも
のである。
【００７３】さらに、上記各実施形態例は、第１、第２
の光路１，２を光導波路とし、これらの光導波路を、火
炎加水分解堆積法とフォトリソグラフィ工程を用いて形
成される石英系光導波路により形成したが、光導波路の
作製方法や光導波路の種類は特に限定されるものでなく
適宜設定されるものであり、本発明は、従来、または様
々に提案されている作製方法や光導波路種類を適用して
構成することができる。
の光路１，２を光導波路とし、これらの光導波路を、火
炎加水分解堆積法とフォトリソグラフィ工程を用いて形
成される石英系光導波路により形成したが、光導波路の
作製方法や光導波路の種類は特に限定されるものでなく
適宜設定されるものであり、本発明は、従来、または様
々に提案されている作製方法や光導波路種類を適用して
構成することができる。
【００７４】さらに、上記各実施形態例では、光結合部
３は方向性結合部としたが、光結合部をマルチモード光
干渉導波路等により形成してもよい。
３は方向性結合部としたが、光結合部をマルチモード光
干渉導波路等により形成してもよい。
【００７５】さらに、上記各実施形態例は、第１、第２
の光路１，２を光導波路としたが、第１、第２の光路
１，２を使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす
光ファイバとし、光結合部３は光カプラにより形成して
もよい。この場合も、その長さや有効屈折率等は光路を
光導波路により形成した場合と同様のパラメータを適用
することができる。
の光路１，２を光導波路としたが、第１、第２の光路
１，２を使用波長帯域内でシングルモード条件を満たす
光ファイバとし、光結合部３は光カプラにより形成して
もよい。この場合も、その長さや有効屈折率等は光路を
光導波路により形成した場合と同様のパラメータを適用
することができる。
【００７６】さらに、上記各実施形態例では、使用波長
帯域を波長１．５５μｍ帯としたが、使用波長帯域は波
長１．５５μｍ帯に限定されることはなく適宜設定され
るものであり、例えば波長１．６μｍ帯に本発明を適用
することもできる。
帯域を波長１．５５μｍ帯としたが、使用波長帯域は波
長１．５５μｍ帯に限定されることはなく適宜設定され
るものであり、例えば波長１．６μｍ帯に本発明を適用
することもできる。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、小型で作製が容易なマ
ッハツェンダ光干渉計回路と、低損失と広帯域化を同時
に実現できる光フーリエフィルタ回路を組み合わせて多
段構成の光波長合分波器を形成することにより、低損失
と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型で波長安定性
が良好な安価な光波長合分波器を実現できる。
ッハツェンダ光干渉計回路と、低損失と広帯域化を同時
に実現できる光フーリエフィルタ回路を組み合わせて多
段構成の光波長合分波器を形成することにより、低損失
と広帯域化を同時に実現でき、かつ、小型で波長安定性
が良好な安価な光波長合分波器を実現できる。
【００７８】また、本発明において、光合波機能を有す
る光波長合分波器の最終段の光合分波回路を光フーリエ
フィルタ回路としたり、光分波機能を有する光波長合分
波器の第１段の光合分波回路を光フーリエフィルタ回路
とすることにより、低損失と広帯域化を効率的に実現で
き、かつ、小型で波長安定性が良好な光波長合分波器を
容易に実現できる。
る光波長合分波器の最終段の光合分波回路を光フーリエ
フィルタ回路としたり、光分波機能を有する光波長合分
波器の第１段の光合分波回路を光フーリエフィルタ回路
とすることにより、低損失と広帯域化を効率的に実現で
き、かつ、小型で波長安定性が良好な光波長合分波器を
容易に実現できる。
【００７９】さらに、本発明において、光フーリエフィ
ルタ回路はＮ＝２またはＮ＝３とした構成によれば、小
型で波長安定性が良好な光フーリエフィルタ回路を設け
ることにより、小型で波長安定性が良好な光波長合分波
器を容易に実現できる。
ルタ回路はＮ＝２またはＮ＝３とした構成によれば、小
型で波長安定性が良好な光フーリエフィルタ回路を設け
ることにより、小型で波長安定性が良好な光波長合分波
器を容易に実現できる。
【００８０】さらに、本発明において、光路を使用波長
帯域内でシングルモード条件を満たす光導波路やシング
ルモード光ファイバにより形成することにより、容易に
作製でき、的確に機能する光波長合分波器を形成するこ
とができる。
帯域内でシングルモード条件を満たす光導波路やシング
ルモード光ファイバにより形成することにより、容易に
作製でき、的確に機能する光波長合分波器を形成するこ
とができる。
【００８１】特に、本発明において、光路を光導波路と
すると、光波長合分波器をより一層形成しやすい。
すると、光波長合分波器をより一層形成しやすい。
【図１】本発明に係る光波長合分波器の第１実施形態例
を平面図により示す要部構成図である。
を平面図により示す要部構成図である。
【図２】光波長合分波器を構成する光合分波回路におけ
る光結合部の構成を示す平面説明図である。
る光結合部の構成を示す平面説明図である。
【図３】上記第１実施形態例に適用されている光フーリ
エフィルタ回路の構成を示す平面説明図である。
エフィルタ回路の構成を示す平面説明図である。
【図４】上記第１実施形態例の通過スペクトル例を示す
グラフである。
グラフである。
【図５】上記第１実施形態例に対する比較例１の構成を
示す平面説明図である。
示す平面説明図である。
【図６】上記比較例１の通過スペクトル例を示すグラフ
である。
である。
【図７】上記第１実施形態例に対する比較例２の構成を
示す平面説明図である。
示す平面説明図である。
【図８】上記比較例２の通過スペクトル例を示すグラフ
である。
である。
【図９】本発明に係る光波長合分波器の第２実施形態例
を平面図により示す要部構成図である。
を平面図により示す要部構成図である。
【図１０】上記第２実施形態例の通過スペクトルをその
比較例の通過スペクトルと共に示すグラフである。
比較例の通過スペクトルと共に示すグラフである。
【図１１】本発明に係る光波長合分波器の他の実施形態
例を平面図により示す説明図である。
例を平面図により示す説明図である。
【図１２】マッハツェンダ光干渉計回路の平面構成を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１３】マッハツェンダ光干渉計回路をツリー状に複
数接続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明
図である。
数接続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明
図である。
【図１４】光フーリエフィルタ回路をツリー状に複数接
続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明図で
ある。
続して形成した光波長合分波器の例を示す平面説明図で
ある。
【図１５】光フーリエフィルタ回路の構成例を示す平面
説明図である。
説明図である。
１ 第１の光路
２ 第２の光路
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ 光結合部
４，４ａ，４ｂ，４ｃ 遅延回路
５ マッハツェンダ光干渉計回路
６ 光フーリエフィルタ回路
７ 光合分波回路
８ 光入力部
９ 光出力部
１１ 一方
１２ 他方
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 柏原 一久
東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古
河電気工業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H047 KA04 KA12 KB05 LA18 PA22
PA24 QA04 TA02
Claims (7)
- 【請求項１】 第１の光路と、該第１の光路と並設され
た第２の光路とを有して、これら第１の光路と第２の光
路を近接させた（Ｎ＋１）個（Ｎは１以上の整数）の光
結合部を光路長手方向に互いに間隔を介して形成した光
合分波回路をＭ個（Ｍは２以上の整数）有し、前記各光
合分波回路内の隣り合う光結合部に挟まれた第１の光路
と第２の光路の長さを互いに異なる長さに形成し、光入
力側に１つ以上の前記光合分波回路を設けて第１段の光
合分波回路とし、該第１段の光合分波回路の光出力側に
１つ以上の光合分波回路を設けて第２段の光合分波回路
を形成するといった如く、１つの段の光合分波回路を１
つ以上の光合分波回路により形成して光入力側から光出
力側にかけて複数段の光合分波回路を設けて接続し、前
記Ｍ個の光合分波回路のうち１個以上Ｍ個未満の光合分
波回路はＮ≧２とした光フーリエフィルタ回路とし、残
りの光合分波回路はＮ＝１としたマッハツェンダ光干渉
計回路としたことを特徴とする光波長合分波器。 - 【請求項２】 光合分波回路を３個以上有し、光入出力
の少なくとも一方側の段には複数の光合分波回路を並設
し、光入出力の他方側に向かうにつれて各段の光合分波
回路の並設数を順次減少していき、光入出力の他方側に
は１つ以上の光合分波回路を設けて各段の光合分波回路
をツリー状に多段接続したことを特徴とする請求項１記
載の光波長合分波器。 - 【請求項３】 第１段の複数の光合分波回路が合波した
光を第２段の光合分波回路でさらに合波するといった如
く、前段の光合分波回路の光出力を後段の光合分波回路
でさらに合波する機能を有し、少なくとも最終段の光合
分波回路は光フーリエフィルタ回路としたことを特徴と
する請求項１または請求項２記載の光波長合分波器。 - 【請求項４】 第１段の光合分波器が分波した光を第２
段の対の光合分波器でさらに分波するといった如く、前
段の光合分波器の光出力を後段の光合分波器でさらに分
波する機能を有し、少なくとも前記第１段の光合分波回
路は光フーリエフィルタ回路としたことを特徴とする請
求項１または請求項２記載の光波長合分波器。 - 【請求項５】 光フーリエフィルタ回路はＮ＝２または
Ｎ＝３としたことを特徴とする請求項１乃至請求項４の
いずれか一つに記載の光波長合分波器。 - 【請求項６】 第１の光路と第２の光路は、使用波長帯
域内でシングルモード条件を満たす光導波路としたこと
を特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記
載の光波長合分波器。 - 【請求項７】 第１の光路と第２の光路は、使用波長帯
域内でシングルモード条件を満たす光ファイバとしたこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一つに
記載の光波長合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344961A JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344961A JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149472A true JP2003149472A (ja) | 2003-05-21 |
| JP3857906B2 JP3857906B2 (ja) | 2006-12-13 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001344961A Expired - Fee Related JP3857906B2 (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光波長合分波器 |
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- 2001-11-09 JP JP2001344961A patent/JP3857906B2/ja not_active Expired - Fee Related
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