JP2003172913A - Variable gain equalizing filter - Google Patents

Variable gain equalizing filter

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JP2003172913A
JP2003172913A JP2001373021A JP2001373021A JP2003172913A JP 2003172913 A JP2003172913 A JP 2003172913A JP 2001373021 A JP2001373021 A JP 2001373021A JP 2001373021 A JP2001373021 A JP 2001373021A JP 2003172913 A JP2003172913 A JP 2003172913A
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waveguide
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channel waveguide
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貴史 千葉
Koichi Maru
浩一 丸
Naoto Uetsuka
尚登 上塚
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a variable gain equalizing filter having high spectrum resolution and low power consumption. <P>SOLUTION: Since a phase controlling means 22 utilizes a phase change due to an electrooptical effect of a liquid crystal 29 in the variable gain equalizing filter, conventional heaters 14 and 14ab are not needed and thermal influence of a channel waveguide 13 being an controlling object on a channel waveguide 13 adjacent thereto is eliminated. As a result, isolation between channels can be enhanced and not only the spectrum resolution can be enhanced, but also power consumption can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信における波
長多重通信用フィルタに関し、特に可変利得等化フィル
タに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength multiplexing communication filter in optical communication, and more particularly to a variable gain equalization filter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の可変利得等化フィルタ(DGE
F)には、サーキュレータ、チャネル導波路、スラブ導
波路、アレイ導波路、全反射ミラー及び位相制御部導波
路で構成されるものがある。この位相制御部にはヒータ
による熱光学効果が用いられている。
2. Description of the Related Art A conventional variable gain equalization filter (DGE)
Some of F) include a circulator, a channel waveguide, a slab waveguide, an arrayed waveguide, a total reflection mirror, and a phase controller waveguide. A thermo-optical effect by a heater is used for this phase control unit.

【0003】図5(a)は従来の可変利得等化フィルタ
の平面図であり、図5(b)は図5(a)の領域5bの
拡大図である。
FIG. 5 (a) is a plan view of a conventional variable gain equalizing filter, and FIG. 5 (b) is an enlarged view of a region 5b in FIG. 5 (a).

【0004】波長多重された信号光L1がサーキュレー
タ1の第1のポートP1に入射すると、第2のポートP
2から出射する。第2のポートP2から出射した信号光
は光ファイバ2を介して基板3に形成されたチャネル導
波路4を伝播し、Y分岐導波路5で分岐される。分岐さ
れた信号光はチャネル導波路6、7を伝播する。チャネ
ル導波路6を伝播した信号光は、基板3に設けられた全
反射ミラー8により反射され、チャネル導波路6を戻る
方向に伝播する。
When the wavelength-multiplexed signal light L1 is incident on the first port P1 of the circulator 1, the second port P1
Emit from 2. The signal light emitted from the second port P2 propagates through the optical fiber 2 through the channel waveguide 4 formed on the substrate 3 and is branched by the Y branch waveguide 5. The branched signal light propagates through the channel waveguides 6 and 7. The signal light propagating through the channel waveguide 6 is reflected by the total reflection mirror 8 provided on the substrate 3 and propagates in the returning direction through the channel waveguide 6.

【0005】一方、チャネル導波路7に分岐した信号光
は、チャネル導波路7に接続された分波器としてのアレ
イ導波路回折格子9のスラブ導波路10に入射する。ス
ラブ導波路10に入射した信号光は、それぞれ長さの異
なるチャネル導波路(導波路アレイ)11を伝播し、ス
ラブ導波路12に入射する。スラブ導波路12に入射し
た信号光は、スラブ導波路12を伝播し、その波長に応
じた位置に集光する。集光位置には複数のチャネル導波
路13の一端がそれぞれ接続されている。各チャネル導
波路13に入射した信号光は各チャネル導波路13の他
端に接続された全反射ミラー8により反射され、光路を
逆に戻りチャネル導波路13及びアレイ導波路回折格子
9を伝播する。
On the other hand, the signal light branched to the channel waveguide 7 enters the slab waveguide 10 of the arrayed waveguide diffraction grating 9 as a demultiplexer connected to the channel waveguide 7. The signal light incident on the slab waveguide 10 propagates through channel waveguides (waveguide array) 11 having different lengths, and enters the slab waveguide 12. The signal light incident on the slab waveguide 12 propagates through the slab waveguide 12 and is condensed at a position corresponding to the wavelength. One end of each of the plurality of channel waveguides 13 is connected to the focusing position. The signal light incident on each channel waveguide 13 is reflected by the total reflection mirror 8 connected to the other end of each channel waveguide 13, and the optical path is reversed and propagates through the channel waveguide 13 and the arrayed waveguide diffraction grating 9. .

【0006】チャネル導波路6、7にそれぞれ戻ってき
た信号光は、Y分岐導波路5に入射して干渉する。この
際、各波長ごとに注目すると、チャネル導波路6のパス
とチャネル導波路7以降のパスとの間で各波長ごとにマ
イケルソン干渉計を構成していることが分かる。
The signal lights returning to the channel waveguides 6 and 7 respectively enter the Y branch waveguide 5 and interfere with each other. At this time, paying attention to each wavelength, it can be seen that a Michelson interferometer is configured for each wavelength between the path of the channel waveguide 6 and the paths after the channel waveguide 7.

【0007】従って、各波長ごとに位相差を制御すれ
ば、各波長でチャネル導波路4に入射する信号光のパワ
ーの制御が可能となる。各チャネル導波路13上にそれ
ぞれ設けられた複数のヒータ14により、各波長ごとに
信号光の位相を制御することが可能となる。その結果、
Y分岐導波路5からチャネル導波路4に入射する信号光
のスペクトル応答を任意に制御できる。チャネル導波路
4から出射した信号光は導波路に接続された3端子サー
キュレータ1の第2ポートP2に入射し、3端子サーキ
ュレータ1の第3ポートP3から出射する(L2)。
Therefore, if the phase difference is controlled for each wavelength, the power of the signal light incident on the channel waveguide 4 at each wavelength can be controlled. It is possible to control the phase of the signal light for each wavelength by the plurality of heaters 14 provided on each channel waveguide 13. as a result,
The spectral response of the signal light that enters the channel waveguide 4 from the Y-branch waveguide 5 can be arbitrarily controlled. The signal light emitted from the channel waveguide 4 enters the second port P2 of the three-terminal circulator 1 connected to the waveguide and is emitted from the third port P3 of the three-terminal circulator 1 (L2).

【0008】図6(a)は透過型の可変利得等化フィル
タの従来例を示す平面図であり、図6(b)は図6
(a)の領域6abの拡大図である。
FIG. 6A is a plan view showing a conventional example of a transmission type variable gain equalizing filter, and FIG. 6B is a plan view.
It is an enlarged view of the area | region 6ab of (a).

【0009】この透過型の可変利得等化フィルタは、図
5(a)、(b)に示した可変利得等化フィルタの干渉
計部がマイケルソン干渉計からマッハ・ツェンダ干渉計
に置き換わったものと等価である。
In this transmission type variable gain equalization filter, the interferometer section of the variable gain equalization filter shown in FIGS. 5A and 5B is replaced with a Mach-Zehnder interferometer from a Michelson interferometer. Is equivalent to

【0010】この可変利得等化フィルタは、1枚の基板
15上に図5(a)に示した第1チャネル導波路4、Y
分岐導波路5、第2チャネル導波路6、第3チャネル導
波路7、アレイ導波路回折格子9及び第4チャネル導波
路13を、第2チャネル導波路6及び第4チャネル導波
路13と直交する線に対して線対称になるように、チャ
ネル導波路4a、4b、6a、6b、13a、13b、
Y分岐導波路5a、5b及びアレイ導波路回折格子9
a、9bを形成すると共に、各第4チャネル導波路13
a、13b上にヒータ14abをそれぞれ形成したもの
である。なお、16、17は光ファイバである。
This variable gain equalization filter has a structure in which the first channel waveguide 4, Y shown in FIG.
The branch waveguide 5, the second channel waveguide 6, the third channel waveguide 7, the array waveguide diffraction grating 9, and the fourth channel waveguide 13 are orthogonal to the second channel waveguide 6 and the fourth channel waveguide 13. The channel waveguides 4a, 4b, 6a, 6b, 13a, 13b, so as to be axisymmetric with respect to the line,
Y branch waveguides 5a, 5b and arrayed waveguide diffraction grating 9
a and 9b are formed, and each fourth channel waveguide 13 is formed.
A heater 14ab is formed on each of a and 13b. Incidentally, 16 and 17 are optical fibers.

【0011】この可変利得型等化フィルタは、図5
(a)、(b)に示した可変利得等化フィルタの干渉計
部がマッハ・ツェンダ干渉計に置き換わったものであ
り、図5(a)、(b)に示した可変利得等化フィルタ
と同様の動作をする。
This variable gain type equalizing filter is shown in FIG.
The interferometer section of the variable gain equalization filter shown in (a) and (b) is replaced with a Mach-Zehnder interferometer, and the variable gain equalization filter shown in FIGS. Do the same.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図5
(a)、(b)及び図6(a)、(b)に示した従来例
はいずれも信号光の位相制御にヒータ14、14abを
用いているため、目的とする位相制御部導波路に隣接す
る位相制御部導波路に対して熱の影響を与え位相を変化
させてしまう。つまり、ある波長域の損失を制御したい
場合でも、その波長域に隣接する波長域の損失まで変化
してしまう。そのため、隣接導波路に加わる熱の影響ま
で考慮した制御を行うシステムを構築する必要がある。
[Problems to be Solved by the Invention]
In the conventional examples shown in (a), (b) and FIGS. 6 (a), (b), since the heaters 14 and 14ab are used for the phase control of the signal light, the target phase control section waveguide is used. The adjacent phase control section waveguide is affected by heat and changes the phase. That is, even when it is desired to control the loss in a certain wavelength range, the loss in the wavelength range adjacent to the wavelength range also changes. Therefore, it is necessary to construct a system that performs control considering the influence of heat applied to the adjacent waveguide.

【0013】また、スペクトル分解能を向上させようと
した場合、位相制御部の導波路の本数を増加させる必要
があり、限られたスペースにその導波路を配置するため
に導波路間隔が狭くなる。その結果、隣接導波路のヒー
タによる影響がさらに強くなり、目的とする波長域だけ
の制御が全くできなくなってしまう。
Further, in order to improve the spectral resolution, it is necessary to increase the number of waveguides of the phase control section, and the waveguide spacing becomes narrow because the waveguides are arranged in a limited space. As a result, the influence of the heater of the adjacent waveguide becomes stronger, and it becomes impossible to control only the target wavelength range.

【0014】さらに、位相制御部のチャネル数増加によ
る消費電力の増加は避けられない。
Furthermore, an increase in power consumption due to an increase in the number of channels in the phase control unit cannot be avoided.

【0015】すなわち、従来の可変利得等化フィルタに
は、 (1)位相制御部のチャネル間アイソレーションが悪い
ため、制御システムをシンプルにすることが容易ではな
い。 (2)スペクトル分解能を大きくできない。 (3)消費電力の低減が容易ではない。 という問題があった。
That is, in the conventional variable gain equalization filter, (1) it is not easy to simplify the control system because the inter-channel isolation of the phase controller is poor. (2) Spectral resolution cannot be increased. (3) It is not easy to reduce power consumption. There was a problem.

【0016】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、スペクトル分解能が高く、消費電力が少ない可変利
得等化フィルタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to solve the above problems and provide a variable gain equalization filter having high spectral resolution and low power consumption.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載の発明は、基板上に形成され入力され
た波長多重信号光を波長ごとに分波する分波器と、その
分波器によって分波された各信号光の位相をそれぞれ制
御する位相制御手段とを有する可変利得等化フィルタに
おいて、位相制御手段は、各信号光が入力される液晶を
含みこの液晶の屈折率を選択的に変化させて各信号光の
位相を制御するものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a demultiplexer for demultiplexing wavelength-multiplexed signal light input on a substrate for each wavelength, and In a variable gain equalizing filter having phase control means for controlling the phase of each signal light demultiplexed by the demultiplexer, the phase control means includes a liquid crystal to which each signal light is input, and a refractive index of the liquid crystal. Is selectively changed to control the phase of each signal light.

【0018】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の構成に加え、第1ポートに波長多重信号光が入射さ
れ、第3ポートから位相制御された波長多重信号光を出
力するための3端子サーキュレータと、基板に形成さ
れ、一端が基板の一方の端面を介して上記3端子サーキ
ュレータの第2ポートに接続された第1チャネル導波路
と、合波側導波路が第1チャネル導波路の他端に接続さ
れたY分岐導波路と、一端がY分岐導波路の一方の分岐
側導波路に接続され他端が基板の他方の端面に露出する
ように形成された第2チャネル導波路と、第2チャネル
導波路の他端に接続された全反射ミラーと、一端がY分
岐導波路の他方の分岐側導波路に接続された第3チャネ
ル導波路と、第3チャネル導波路の他端に接続され、第
3チャネル導波路からの波長多重信号光を波長ごとに分
波する分波器と、一端が分波器に接続され他端が基板の
他方の端面に露出するように形成された複数の第4チャ
ネル導波路と、全第4チャネル導波路の他端側に設けら
れ分波された信号光の位相を制御する位相制御手段とを
有する可変利得等化フィルタにおいて、位相制御手段
は、各第4チャネル導波路の他端からの各光信号の位相
を液晶の屈折率を選択的に変化させることにより制御す
る液晶位相シフターセルと、液晶位相シフターセルを透
過した光信号の偏波状態を変えた後、各光信号を各第4
チャネル導波路にそれぞれ反射するファラデーミラーと
を備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the wavelength-multiplexed signal light is input to the first port and the phase-controlled wavelength-multiplexed signal light is output from the third port. Of the three-terminal circulator, the first channel waveguide formed on the substrate, and one end of which is connected to the second port of the three-terminal circulator through one end face of the substrate, and the multiplexing-side waveguide is the first channel waveguide. A Y-branch waveguide connected to the other end of the waveguide, and a second channel conductor formed so that one end is connected to one branch-side waveguide of the Y-branch waveguide and the other end is exposed at the other end face of the substrate. A waveguide, a total reflection mirror connected to the other end of the second channel waveguide, a third channel waveguide whose one end is connected to the other branch side waveguide of the Y branch waveguide, and a third channel waveguide Connected to the other end, from the third channel waveguide A demultiplexer for demultiplexing the wavelength-multiplexed signal light for each wavelength; a plurality of fourth channel waveguides formed so that one end is connected to the demultiplexer and the other end is exposed at the other end face of the substrate; In the variable gain equalization filter having the phase control means for controlling the phase of the demultiplexed signal light provided on the other end side of the fourth channel waveguide, the phase control means is the other end of each fourth channel waveguide. The liquid crystal phase shifter cell that controls the phase of each optical signal from the liquid crystal by selectively changing the refractive index of the liquid crystal, and after changing the polarization state of the optical signal that has passed through the liquid crystal phase shifter cell, Each 4th
And a Faraday mirror that reflects on each of the channel waveguides.

【0019】請求項1または2に記載の構成に加え本発
明の可変利得等化フィルタの液晶位相シフターセルは、
基板の他方の端面に設けられた透明基板と、透明基板の
第4チャネル導波路の端面の位置にそれぞれ設けられた
透明電極片と、透明電極片を覆う配向膜と、透明基板と
平行に配置された他の透明基板と、他の透明基板の内側
に設けられた透明電極板と、透明電極板を覆う他の配向
膜と、両透明基板間に充填された液晶とを有してもよ
い。
In addition to the structure described in claim 1 or 2, the liquid crystal phase shifter cell of the variable gain equalizing filter of the present invention comprises:
A transparent substrate provided on the other end face of the substrate, a transparent electrode piece provided on the end face of the fourth channel waveguide of the transparent substrate, an alignment film covering the transparent electrode piece, and arranged in parallel with the transparent substrate. Other transparent substrate, a transparent electrode plate provided inside the other transparent substrate, another alignment film covering the transparent electrode plate, and a liquid crystal filled between the both transparent substrates. .

【0020】請求項1または2に記載の構成に加え本発
明の可変利得等化フィルタの液晶位相シフターセルは、
基板の他方の端面に設けられた透明基板と、透明基板の
第4チャネル導波路の端面の位置にそれぞれ設けられた
透明電極片と、透明電極片を覆う配向膜と、透明基板と
平行に配置されたファラデーミラーの内側に直接形成さ
れた透明電極板と、透明電極板を覆う他の配向膜と、両
透明基板間に充填された液晶とを有してもよい。
The liquid crystal phase shifter cell of the variable gain equalizing filter according to the present invention, in addition to the constitution described in claim 1 or 2,
A transparent substrate provided on the other end face of the substrate, a transparent electrode piece provided on the end face of the fourth channel waveguide of the transparent substrate, an alignment film covering the transparent electrode piece, and arranged in parallel with the transparent substrate. It may have a transparent electrode plate formed directly inside the formed Faraday mirror, another alignment film covering the transparent electrode plate, and liquid crystal filled between both transparent substrates.

【0021】請求項5に記載の発明は、第1基板と、一
端が第1基板の一方の端面に露出するように第1基板に
形成され波長多重信号光が入射される第1チャネル導波
路と、合波側導波路が第1チャネル導波路の他端に接続
された第1Y分岐導波路と、一端が第1Y分岐導波路の
一方の分岐側導波路に接続され他端が第1基板の他方の
端面に露出するように第1基板に形成された第2チャネ
ル導波路と、一端が第1Y分岐導波路の他方の分岐導波
路に接続された第3チャネル導波路と、第3チャネル導
波路の他端に接続され、第3チャネル導波路からの波長
多重信号光を波長ごとに分波する分波器と、一端が該分
波器に接続され、他端が第1基板の他方の端面に露出す
るように第1基板に形成された複数の第4チャネル導波
路と、第2基板と、一端が第2基板の一方の端面に露出
すると共に第2チャネル導波路の他端と対向するように
第2基板に形成された第5チャネル導波路と、一方の分
岐導波路が第5チャネル導波路の他端に接続された第2
Y分岐導波路と、一端が第2Y分岐導波路の合波側に接
続され、他端が第2基板の他方の端面に露出するように
第2基板に形成された第6チャネル導波路と、一端が第
2基板の一方の端面に露出すると共に第4チャネル導波
路と対向するように第2基板に形成された複数の第7チ
ャネル導波路と、第7チャネル導波路の他端に接続され
異なる波長の信号光を合波する合波器と、一端が合波器
に接続され他端が第2Y分岐導波路の他方の分岐導波路
に接続された第8チャネル導波路と、第1基板の他方の
端面と第2基板の一方の端面との間に設けられ第2チャ
ネル導波路と第5チャネル導波路との間、第4チャネル
導波路と第7チャネル導波路との間の分波された信号光
の位相を制御する位相制御手段を設けたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a first substrate and a first channel waveguide formed on the first substrate such that one end of the first substrate is exposed to one end face of the first substrate and on which wavelength-multiplexed signal light is incident. And a first Y-branch waveguide in which the combining-side waveguide is connected to the other end of the first channel waveguide, and one end is connected to one branch-side waveguide in the first Y-branch waveguide and the other end is the first substrate. A second channel waveguide formed on the first substrate so as to be exposed at the other end surface of the first channel, a third channel waveguide having one end connected to the other branch waveguide of the first Y branch waveguide, and a third channel A demultiplexer connected to the other end of the waveguide for demultiplexing the wavelength-multiplexed signal light from the third channel waveguide for each wavelength, and one end connected to the demultiplexer and the other end of the first substrate A plurality of fourth channel waveguides formed on the first substrate so as to be exposed at the end face of the second substrate; A fifth channel waveguide formed on the second substrate such that one end is exposed on one end surface of the second substrate and faces the other end of the second channel waveguide, and one branch waveguide is formed on the fifth channel waveguide. Second connected to the other end of the waveguide
A Y-branch waveguide, and a sixth channel waveguide formed on the second substrate so that one end is connected to the combining side of the second Y-branch waveguide and the other end is exposed at the other end face of the second substrate, A plurality of seventh channel waveguides formed on the second substrate such that one end is exposed on one end surface of the second substrate and faces the fourth channel waveguide, and is connected to the other end of the seventh channel waveguide. A multiplexer for multiplexing signal lights of different wavelengths, an eighth channel waveguide having one end connected to the multiplexer and the other end connected to the other branch waveguide of the second Y branch waveguide, and a first substrate Between the second channel waveguide and the fifth channel waveguide and between the fourth channel waveguide and the seventh channel waveguide that are provided between the other end surface of the second substrate and the one end surface of the second substrate. Phase control means for controlling the phase of the generated signal light is provided.

【0022】請求項5に記載の構成に加え本発明の可変
利得等化フィルタは、第1チャネル導波路の一端と第6
チャネル導波路の他端とをこれらチャネル導波路に入射
される光の偏波の向きが同じになるように偏波保存光フ
ァイバを用いて偏光ビームスプリッタの2つの端子に接
続し、該偏光ビームスプリッタの残りの端子に、波長多
重信号光が入射される3端子サーキュレータを接続して
もよい。
In addition to the structure described in claim 5, the variable gain equalizing filter of the present invention has one end of the first channel waveguide and the sixth channel waveguide.
The other end of the channel waveguide is connected to the two terminals of the polarization beam splitter using a polarization maintaining optical fiber so that the polarization directions of light incident on these channel waveguides are the same. A three-terminal circulator into which wavelength-multiplexed signal light is incident may be connected to the remaining terminals of the splitter.

【0023】請求項5または6に記載の構成に加え本発
明の可変利得等化フィルタは、位相制御手段は、第2基
板の一方の端面を覆う透明電極板と、第1基板の他方の
端面に露出した第2チャネル導波路及び各第4チャネル
導波路の端面を覆う複数の透明電極片と、第1基板の他
方の端面及び第2基板の一方の端面をそれぞれ覆う配向
膜と、第1基板及び第2基板の間に密閉空間が形成され
るように第1基板の他方の端面側と第2基板の一方の端
面側を覆う密閉部材と、密閉空間内に充填された液晶と
を有してもよい。
According to the variable gain equalization filter of the present invention, in addition to the structure described in claim 5 or 6, the phase control means includes a transparent electrode plate covering one end face of the second substrate and the other end face of the first substrate. A plurality of transparent electrode pieces that cover the end faces of the second channel waveguide and the fourth channel waveguides exposed to each other, an alignment film that covers the other end face of the first substrate and one end face of the second substrate, respectively. A sealing member that covers the other end face side of the first substrate and one end face side of the second substrate so that a sealed space is formed between the substrate and the second substrate, and a liquid crystal filled in the sealed space are provided. You may.

【0024】本発明によれば、位相制御手段が液晶の電
気光学効果による位相変化を利用するので、ヒータが不
要となり、制御対象とするチャネル導波路の隣接するチ
ャネル導波路への熱的影響がなくなる。この結果、チャ
ンネル間アイソレーションを向上させることができ、ス
ペクトル分解能が向上するだけでなく、消費電力を低減
させることができる。
According to the present invention, since the phase control means utilizes the phase change due to the electro-optical effect of the liquid crystal, a heater is not required, and the thermal influence of the channel waveguide to be controlled on the adjacent channel waveguide is eliminated. Disappear. As a result, it is possible to improve the inter-channel isolation, improve not only the spectral resolution, but also the power consumption.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。なお、図5(a)、(b)、
図6(a)、(b)に示した従来例と同様の部材には共
通の符号を用いた。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 5 (a), (b),
The same reference numerals are used for the same members as in the conventional example shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).

【0026】図1(a)は本発明の可変利得等化フィル
タの平面図であり、図1(b)は図1(a)に示した可
変利得等化フィルタの位相制御手段22の拡大模式図で
ある。
FIG. 1A is a plan view of the variable gain equalizing filter of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged schematic view of the phase control means 22 of the variable gain equalizing filter shown in FIG. 1A. It is a figure.

【0027】同図(a)に示す可変利得等化フィルタの
図5(a)、(b)に示した従来例との相違点は、可変
利得等化フィルタの位相制御手段を構成するヒータ14
が無い点、複数のチャネル導波路13の端面を直接覆う
全反射ミラー8が無い点、チャネル導波路13の導波路
端に液晶位相シフターセル(ここでは液晶セルの配向及
び動作モードは水平電界制御複屈折型「ECBセル」で
ある。)20及びファラデーミラー21からなる位相制
御手段22を設けた点である。
The difference between the variable gain equalization filter shown in FIG. 5A and the conventional example shown in FIGS. 5A and 5B is that the heater 14 constituting the phase control means of the variable gain equalization filter is different.
, There is no total reflection mirror 8 that directly covers the end faces of the plurality of channel waveguides 13, and a liquid crystal phase shifter cell (here, the orientation and operation mode of the liquid crystal cells are horizontal electric field control A birefringent type "ECB cell") 20 and a phase control means 22 including a Faraday mirror 21 are provided.

【0028】図1(a)に示すように基板3の一方(図
では左側)の端面に一方の端面が露出するように基板に
第1チャネル導波路4が形成されている。第1チャネル
導波路4の他端にはY分岐導波路5の合波側導波路が接
続されている。Y分岐導波路5の一方(図では上方)の
分岐側導波路には、基板3の他方(図では右側)の端面
に一方の端面が露出するように形成された第2チャネル
導波路6の他端が接続されている。基板3の他方(図で
は右側)の端面には第2チャネル導波路6の他方の端面
を覆うように全反射ミラー8aが設けられている。
As shown in FIG. 1A, the first channel waveguide 4 is formed on the substrate 3 so that one end surface (the left side in the drawing) of the substrate 3 is exposed. The other side of the first channel waveguide 4 is connected to the wave-combining side waveguide of the Y-branch waveguide 5. One side (upper side in the drawing) of the Y-branching waveguide 5 has a second channel waveguide 6 formed so that one end surface is exposed at the other end side (right side in the drawing) of the substrate 3. The other end is connected. A total reflection mirror 8a is provided on the other end surface (right side in the figure) of the substrate 3 so as to cover the other end surface of the second channel waveguide 6.

【0029】Y分岐導波路5の他方(図では下方)の分
岐側導波路には一端が分波器としてのアレイ導波路回折
格子9の第1スラブ導波路10に接続された第3チャネ
ル導波路7の他端が接続されている。アレイ導波路回折
格子9の第2スラブ導波路12には一端が基板3の他方
の端面に露出するように形成された複数の第4チャネル
導波路13の他端が接続されている。
The other branch side waveguide (lower side in the figure) of the Y branch waveguide 5 has a third channel conductor whose one end is connected to the first slab waveguide 10 of the arrayed waveguide diffraction grating 9 as a demultiplexer. The other end of the waveguide 7 is connected. The second slab waveguide 12 of the arrayed waveguide diffraction grating 9 is connected to the other ends of a plurality of fourth channel waveguides 13 formed so that one end is exposed at the other end face of the substrate 3.

【0030】ここで、アレイ導波路回折格子9は、第1
スラブ導波路10と、第2スラブ導波路12と、第1ス
ラブ導波路10及び第2スラブ導波路12の間に接続さ
れ、所定の長さずつ長さが異なる複数のアレイ導波路1
1とで構成されたものである。
Here, the arrayed-waveguide diffraction grating 9 includes the first
A plurality of arrayed waveguides 1 that are connected between the slab waveguide 10, the second slab waveguide 12, and the first slab waveguide 10 and the second slab waveguide 12 and that differ in length by a predetermined length.
It is composed of 1 and 1.

【0031】基板3の他方の端面には全第4チャネル導
波路13の他端を覆うように位相制御手段22が設けら
れている。
Phase control means 22 is provided on the other end face of the substrate 3 so as to cover the other ends of all the fourth channel waveguides 13.

【0032】第1ポートP1に波長多重信号光L1が入
射される3端子サーキュレータ1の第2ポートP2と基
板3の一方の端面に露出した第1チャネル導波路4の端
面との間が光ファイバ2で接続されている。
An optical fiber is provided between the second port P2 of the three-terminal circulator 1 on which the wavelength-multiplexed signal light L1 is incident on the first port P1 and the end face of the first channel waveguide 4 exposed on one end face of the substrate 3. Connected with 2.

【0033】図1(b)に示す位相制御手段は、第4チ
ャネル導波路13の他端からの各光信号の位相を液晶2
9の屈折率を選択的に変化させることにより制御する液
晶位相シフターセル20と、液晶位相シフターセル20
を透過した光信号の偏波状態を変えて各第4チャネル導
波路13に反射するファラデーミラー21とで構成され
たものである。
The phase control means shown in FIG. 1B controls the phase of each optical signal from the other end of the fourth channel waveguide 13 by the liquid crystal 2.
9. A liquid crystal phase shifter cell 20 for controlling by selectively changing the refractive index of the liquid crystal phase shifter cell 20, and a liquid crystal phase shifter cell 20.
And a Faraday mirror 21 that changes the polarization state of the optical signal that has passed through and is reflected by each of the fourth channel waveguides 13.

【0034】液晶位相シフターセル20は、一方(図で
は左側)の面が基板3の他方の端面に接合される透明基
板23と、透明基板23の他方(図では右側)の面に各
第4チャネル導波路13の端面に対向するように配置さ
れた複数の透明電極片24と、透明基板23の他方の面
を覆う配向膜25と、透明基板23と平行に配置された
他の透明基板26と、透明基板26の一方(図では左
側)の面に配置された透明電極板27と、透明電極板2
7を覆う配向膜28と、両透明基板23、26を保持す
ると共に密閉空間を形成する密閉部材(図示せず。)
と、密閉空間内に充填された液晶29とで構成されたも
のである。
The liquid crystal phase shifter cell 20 has a transparent substrate 23 whose one surface (left side in the drawing) is joined to the other end surface of the substrate 3 and a fourth transparent substrate 23 on the other surface (right side in the drawing). A plurality of transparent electrode pieces 24 arranged to face the end faces of the channel waveguides 13, an alignment film 25 covering the other surface of the transparent substrate 23, and another transparent substrate 26 arranged in parallel with the transparent substrate 23. A transparent electrode plate 27 disposed on one surface (left side in the figure) of the transparent substrate 26;
A sealing member (not shown) that holds the alignment film 28 that covers 7 and both transparent substrates 23 and 26 and forms a sealed space.
And a liquid crystal 29 filled in the closed space.

【0035】液晶の動作モードは、電界制御複屈折効果
(ECBモード)を使用する。各透明電極片24、透明
電極板27間に印加する電圧をそれぞれ独立に制御する
ことで、第4チャネル導波路13を伝播する信号光の位
相をそれぞれ独立に制御することができる。また、EC
Bモードには偏波依存性が存在するので、ファラデーミ
ラーで偏波状態を90°変えて偏波依存性を解消する。
The operation mode of the liquid crystal uses the electric field control birefringence effect (ECB mode). By independently controlling the voltage applied between each transparent electrode piece 24 and the transparent electrode plate 27, the phase of the signal light propagating through the fourth channel waveguide 13 can be independently controlled. Also, EC
Since the B mode has polarization dependence, the Faraday mirror changes the polarization state by 90 ° to eliminate the polarization dependence.

【0036】ファラデーミラー21は、透明基板26の
他方の面に設けられたファラデー素子(例えば45°回
転ファラデー素子)30と、ファラデー素子30の外側
に設けられた全反射ミラー31と、透明基板26の外側
に設けられ第4チャネル導波路13の光軸と平行な方向
の磁場を形成する磁石32とで構成されたものである。
The Faraday mirror 21 includes a Faraday element (for example, a 45 ° rotating Faraday element) 30 provided on the other surface of the transparent substrate 26, a total reflection mirror 31 provided outside the Faraday element 30, and a transparent substrate 26. And a magnet 32 which is provided on the outer side of the magnetic field and forms a magnetic field in a direction parallel to the optical axis of the fourth channel waveguide 13.

【0037】次に図1(a)に示した可変利得等化フィ
ルタの動作を、図1(b)を参照しながら説明する。
Next, the operation of the variable gain equalizing filter shown in FIG. 1A will be described with reference to FIG.

【0038】波長多重信号光L1が3端子サーキュレー
タ1の第1ポートP1に入射すると、第2のポートP2
から出射し、光ファイバ2を介して第1チャネル導波路
4に入射し、Y分岐導波路5に入射する。Y分岐導波路
5に入射した波長多重信号光は2方向に分岐され、第2
チャネル導波路6に進んだ波長多重信号光は全反射ミラ
ー8aで反射され、第1チャネル導波路4に戻る。
When the WDM signal light L1 enters the first port P1 of the three-terminal circulator 1, the second port P2
From the optical fiber 2, enters the first channel waveguide 4 through the optical fiber 2, and enters the Y-branch waveguide 5. The wavelength-division-multiplexed signal light incident on the Y-branch waveguide 5 is branched into two directions,
The WDM signal light that has proceeded to the channel waveguide 6 is reflected by the total reflection mirror 8 a and returns to the first channel waveguide 4.

【0039】一方、第3チャネル導波路7に進んだ波長
多重信号光は、アレイ導波路回折格子9の第1スラブ導
波路10に入射する。第1スラブ導波路10に入射した
波長多重信号光は、第1スラブ導波路10を伝播し、ア
レイ導波路11に入射する。アレイ導波路に入射した波
長多重信号光は、それぞれ長さの異なるアレイ導波路1
1を伝播し、第2スラブ導波路12に入射する。第2ス
ラブ導波路12に入射した波長多重信号光は、第2スラ
ブ導波路12を伝播し、その波長に応じた位置に集光す
る。このようにして分波された波長の異なる信号光は、
信号光の集光位置に配置された各第4チャネル導波路1
3をそれぞれ伝播する。
On the other hand, the wavelength-multiplexed signal light that has proceeded to the third channel waveguide 7 enters the first slab waveguide 10 of the arrayed waveguide diffraction grating 9. The wavelength-multiplexed signal light that has entered the first slab waveguide 10 propagates through the first slab waveguide 10 and enters the arrayed waveguide 11. The wavelength-multiplexed signal lights incident on the arrayed waveguides are arrayed waveguides 1 having different lengths.
1 and is incident on the second slab waveguide 12. The wavelength-multiplexed signal light incident on the second slab waveguide 12 propagates through the second slab waveguide 12 and is condensed at a position corresponding to the wavelength. The signal lights with different wavelengths demultiplexed in this way are
Each of the fourth channel waveguides 1 arranged at the condensing position of the signal light
Propagate 3 respectively.

【0040】各第4チャネル導波路13を伝播した信号
光は、基板3の他方の端面から出射し、液晶位相シフタ
ーセル20に入射する。液晶位相シフターセル20を透
過した信号光はファラデーミラー21で反射されると同
時に偏波状態が90°回転する。信号光は、元の光路を
逆に戻り、第3チャネル導波路7を伝播する。
The signal light propagating through each of the fourth channel waveguides 13 is emitted from the other end face of the substrate 3 and is incident on the liquid crystal phase shifter cell 20. The signal light transmitted through the liquid crystal phase shifter cell 20 is reflected by the Faraday mirror 21, and at the same time, the polarization state is rotated by 90 °. The signal light returns to the original optical path, and propagates through the third channel waveguide 7.

【0041】第2チャネル導波路6及び第3チャネル導
波路7へ戻ってきた信号光は、Y分岐導波路5に入射し
て干渉しあう。このとき、信号光を各波長ごとに注目す
ると、(第2チャネル導波路6のパス)と(第3チャネ
ル導波路7以降のパス)との間で各波長ごとにマイケル
ソン干渉計が構成されていることが分かる。従って、各
波長ごとに信号光の位相差を制御することにより、各波
長で第1チャネル導波路4に入射する信号光のパワーの
制御が可能となる。
The signal lights returning to the second channel waveguide 6 and the third channel waveguide 7 enter the Y branch waveguide 5 and interfere with each other. At this time, when the signal light is focused on each wavelength, a Michelson interferometer is configured for each wavelength between (the path of the second channel waveguide 6) and (the path of the third channel waveguide 7 and thereafter). I understand that. Therefore, by controlling the phase difference of the signal light for each wavelength, it becomes possible to control the power of the signal light incident on the first channel waveguide 4 at each wavelength.

【0042】液晶位相シフターセル20により、信号光
を各波長毎に位相制御することが可能となり、その結
果、Y分岐導波路5から第1チャネル導波路4に入射す
る信号光のスペクトル応答を任意に制御できる。第1チ
ャネル導波路4から出射した信号光は光ファイバ2を伝
播して3端子サーキュレータ1の第2ポートP2に入射
し、第3ポートP3から出射する(矢印L2)。
The liquid crystal phase shifter cell 20 makes it possible to control the phase of the signal light for each wavelength, and as a result, the spectral response of the signal light incident on the first channel waveguide 4 from the Y branch waveguide 5 can be arbitrarily set. Can be controlled. The signal light emitted from the first channel waveguide 4 propagates through the optical fiber 2, enters the second port P2 of the three-terminal circulator 1, and is emitted from the third port P3 (arrow L2).

【0043】以上においてスペクトル分解能が高く、消
費電力が少ない可変利得等化フィルタが得られる。
As described above, a variable gain equalizing filter having high spectral resolution and low power consumption can be obtained.

【0044】次に最適条件について述べる。Next, optimum conditions will be described.

【0045】液晶位相シフターセル20の位相制御幅
は、使用波長範囲で少なくとも2π必要である。使用す
る液晶29の複屈折率差Δnを0.11とし、ECBモ
ードで動作する場合、液晶29の厚さは少なくとも2.
6μm必要である。また、液晶位相シフターセル20に
求められる動作は、電気光学効果による屈折率変化であ
るので、液晶29の動作モードとしてツイストネマチッ
ク(TN)配向を用いたものでも同様の効果が得られ
る。
The phase control width of the liquid crystal phase shifter cell 20 must be at least 2π in the used wavelength range. When the birefringence difference Δn of the liquid crystal 29 used is 0.11, and the liquid crystal 29 operates in the ECB mode, the thickness of the liquid crystal 29 is at least 2.
6 μm is required. Further, since the operation required for the liquid crystal phase shifter cell 20 is a change in the refractive index due to the electro-optical effect, the same effect can be obtained even if the operation mode of the liquid crystal 29 uses twisted nematic (TN) orientation.

【0046】ここで、図1(a)に示した可変利得等化
フィルタの液晶位相シフタとファラデーミラーを一体化
することにより、作製が容易となり、全光路長を短縮す
ることができ、回折損失を減少させることができる。
Here, by integrating the liquid crystal phase shifter and the Faraday mirror of the variable gain equalizing filter shown in FIG. 1A, the fabrication becomes easy, the total optical path length can be shortened, and the diffraction loss can be reduced. Can be reduced.

【0047】図4は図1(b)に示した液晶位相シフタ
とファラデーミラーとを一体化した位相制御手段であ
る。
FIG. 4 shows a phase control means in which the liquid crystal phase shifter shown in FIG. 1B and the Faraday mirror are integrated.

【0048】この位相制御手段は、図1(b)に示した
可変利得等化フィルタに用いられる透明基板26を用い
ずに、透明電極板27を直接ファラデー素子30aに設
けたものである。
This phase control means is one in which the transparent electrode plate 27 is directly provided on the Faraday element 30a without using the transparent substrate 26 used in the variable gain equalization filter shown in FIG. 1 (b).

【0049】すなわち、液晶位相シフターセル20aの
各第4チャネル導波路13の端面を覆う透明電極片24
に対向する透明電極板27aを、ファラデー素子30a
に直接設けることにより、液晶位相シフターセル20a
とファラデーミラー21aとが一体化されているのであ
る。透明基板(図1(b)参照)26を用いる必要がな
いので、その分だけ工数が減少する。
That is, the transparent electrode piece 24 covering the end face of each fourth channel waveguide 13 of the liquid crystal phase shifter cell 20a.
The transparent electrode plate 27a facing the Faraday element 30a.
By directly providing the liquid crystal phase shifter cell 20a.
And the Faraday mirror 21a are integrated. Since it is not necessary to use the transparent substrate (see FIG. 1B) 26, the number of steps is reduced accordingly.

【0050】このような位相制御手段を用いても位相制
御機能や偏波依存性補償機能に代わりはない。
Even if such a phase control means is used, there is no substitute for the phase control function and the polarization dependence compensation function.

【0051】本発明は上記実施の形態に限定されず、図
6に示した透過型素子に適用してもよい。但し、偏波依
存性補償機構に多少変更が生じる。ここでは偏光ビーム
スプリッタ(PBS)及び偏波保持ファイバを用いた偏
波ダイバーシティを用いて偏波依存性を解消する例を示
す。
The present invention is not limited to the above embodiment, but may be applied to the transmissive element shown in FIG. However, some changes will be made to the polarization dependence compensation mechanism. Here, an example is shown in which the polarization dependence is eliminated by using polarization diversity using a polarization beam splitter (PBS) and a polarization maintaining fiber.

【0052】図2(a)は本発明の可変利得等化フィル
タの他の実施の形態を示す平面図であり、図2(b)は
図2(a)に示した可変利得等化フィルタの制御手段の
部分拡大模式図である。
FIG. 2 (a) is a plan view showing another embodiment of the variable gain equalization filter of the present invention, and FIG. 2 (b) shows the variable gain equalization filter shown in FIG. 2 (a). It is a partially expanded schematic diagram of a control means.

【0053】同図(a)に示す第1基板15aには、一
端が第1基板(図では左側の基板)15aの一方(図で
は左側)の端面に露出するように第1チャネル導波路4
aが形成されている。第1チャネル導波路4aの他端に
合波側導波路が接続された第1Y分岐導波路5aが第1
基板15aに形成されている。
In the first substrate 15a shown in FIG. 9A, the first channel waveguide 4 is formed so that one end is exposed at one end surface (left side in the figure) of the first substrate (left side in the figure) 15a.
a is formed. The first Y-branch waveguide 5a in which the multiplexing side waveguide is connected to the other end of the first channel waveguide 4a is the first
It is formed on the substrate 15a.

【0054】第1Y分岐導波路5aの一方(図では上
側)の分岐側導波路に他端が第1基板15aの他方(図
では中央)の端面に露出するように第2チャネル導波路
6aが第1基板15aに形成されている。
The second channel waveguide 6a is formed on one branch side waveguide (upper side in the figure) of the first Y branching waveguide 5a so that the other end is exposed at the other end face (center in the figure) of the first substrate 15a. It is formed on the first substrate 15a.

【0055】第1Y分岐導波路5aの他方(図では下
側)の分岐導波路に一端が接続された第3チャネル導波
路7aが第1基板15aに形成され、第3チャネル導波
路7aの他端に第1スラブ導波路10aが接続された分
波器としての第1アレイ導波路回折格子9aが第1基板
15a上に形成されている。
A third channel waveguide 7a whose one end is connected to the other (lower side in the figure) of the first Y-branch waveguide 5a is formed on the first substrate 15a, and the other third channel waveguide 7a is formed. A first arrayed waveguide diffraction grating 9a as a demultiplexer having the end connected to the first slab waveguide 10a is formed on the first substrate 15a.

【0056】第1アレイ導波路回折格子9aの第2スラ
ブ導波路12aに一端が接続され、第1基板15aの他
方の端面に他端が露出するように複数の第4チャネル導
波路13aが第1基板15aに形成されている。
One end is connected to the second slab waveguide 12a of the first arrayed waveguide diffraction grating 9a, and a plurality of fourth channel waveguides 13a are formed so that the other end is exposed at the other end face of the first substrate 15a. It is formed on one substrate 15a.

【0057】一方、第2基板15bには一端が第2基板
15bの一方(図では中央)の端面に露出すると共に第
1基板15aの第2チャネル導波路6aの他端と対向す
るように第5チャネル導波路6bが形成されている。
On the other hand, one end of the second substrate 15b is exposed at one end face (the center in the drawing) of the second substrate 15b, and the other end of the second substrate 15b is opposed to the other end of the second channel waveguide 6a of the first substrate 15a. A 5-channel waveguide 6b is formed.

【0058】第5チャネル導波路6bの他端に一方(図
では上側)の分岐導波路が接続された第2Y分岐導波路
5bが第2基板15bに形成されている。
A second Y-branch waveguide 5b, to which one (upper side in the figure) branch waveguide is connected to the other end of the fifth channel waveguide 6b, is formed on the second substrate 15b.

【0059】一端が第2Y分岐導波路5bの合波側に接
続され、他端が第2基板15bの他方(図では右側)の
端面に露出するように第6チャネル導波路4bが第2基
板15bに形成されている。
The sixth channel waveguide 4b is connected to the multiplexing side of the second Y-branch waveguide 5b, and the sixth channel waveguide 4b is exposed so that the other end is exposed on the other (right side in the figure) end face of the second substrate 15b. It is formed in 15b.

【0060】一端が第2基板15bの一方の端面に露出
すると共に第1基板15aの他方の端面に露出した複数
の第4チャネル導波路13aと対向するように同数の第
7チャネル導波路13bが第2基板15bに形成されて
いる。
The same number of seventh channel waveguides 13b are provided so that one end is exposed at one end surface of the second substrate 15b and faces the plurality of fourth channel waveguides 13a exposed at the other end surface of the first substrate 15a. It is formed on the second substrate 15b.

【0061】第7チャネル導波路13bの他端に第3ス
ラブ導波路12bが接続された合波器としての第2アレ
イ導波路回折格子9bが第2基板15bに形成されてい
る。
A second arrayed waveguide diffraction grating 9b as a multiplexer, in which the third slab waveguide 12b is connected to the other end of the seventh channel waveguide 13b, is formed on the second substrate 15b.

【0062】一端が第2アレイ導波路回折格子9bの第
4スラブ導波路10bに接続され、他端が第2Y分岐導
波路5bの他方の分岐導波路に接続された第8チャネル
導波路7bが第2基板15bに形成されている。
An eighth channel waveguide 7b having one end connected to the fourth slab waveguide 10b of the second arrayed waveguide diffraction grating 9b and the other end connected to the other branch waveguide of the second Y branch waveguide 5b is formed. It is formed on the second substrate 15b.

【0063】第1基板15aの他方の端面と第2基板1
5bの一方の端面との間には、第2チャネル導波路6a
と第5チャネル導波路6bとの間、第4チャネル導波路
13aと第7チャネル導波路13bとの間の液晶29の
屈折率を選択的に変化させることにより、分波されたそ
れぞれの信号光の位相を制御する位相制御手段33が設
けられている。
The other end face of the first substrate 15a and the second substrate 1
The second channel waveguide 6a is provided between the second channel waveguide 6a and one of the end faces of 5b.
And the fifth channel waveguide 6b, and between the fourth channel waveguide 13a and the seventh channel waveguide 13b, the refractive index of the liquid crystal 29 is selectively changed, so that the respective demultiplexed signal lights are generated. Phase control means 33 for controlling the phase of is provided.

【0064】位相制御手段33は、第2基板15bの一
方の端面を覆う透明電極板27と、第1基板15aの他
方の端面に露出した第2チャネル導波路6a及び各第4
チャネル導波路13aの端面を覆う複数の透明電極片2
4と、第1基板15aの他方の端面及び第2基板15b
の一方の端面をそれぞれ覆う配向膜25、28と、第1
基板15a及び第2基板15bの間に密閉空間が形成さ
れるように第1基板15aの他方の端面側と第2基板1
5bの一方の端面側を覆う密閉部材34と、密閉空間内
に充填された液晶29とで構成されたものである。
The phase control means 33 includes a transparent electrode plate 27 that covers one end surface of the second substrate 15b, a second channel waveguide 6a exposed at the other end surface of the first substrate 15a, and each fourth electrode.
A plurality of transparent electrode pieces 2 covering the end face of the channel waveguide 13a
4, the other end surface of the first substrate 15a and the second substrate 15b
Alignment films 25 and 28 respectively covering one end surface of the
The other end face side of the first substrate 15a and the second substrate 1 so that a sealed space is formed between the substrate 15a and the second substrate 15b.
5b, and a liquid crystal 29 filled in the hermetically sealed space.

【0065】図3は図2(a)に示した可変利得等化フ
ィルタの偏波依存性を解消するための構成図である。
FIG. 3 is a block diagram for eliminating the polarization dependence of the variable gain equalization filter shown in FIG.

【0066】本可変利得等化フィルタは、図2(a)に
示した可変利得等化フィルタの第1チャネル導波路4a
の一端と、第6チャネル導波路4bの他端とを偏波保存
光ファイバ35、36を用いて偏光ビームスプリッタ3
7の2つの端子に接続し、偏光ビームスプリッタ37の
残りの端子に、第1ポートP1に波長多重信号光L1が
入射される3端子サーキュレータ1の第2ポートP2を
接続したものである。シングルモード光ファイバ(SM
F)38から3端子サーキュレータ1の第1ポートP1
に入射した波長多重信号光は、SMF39に出射し、偏
光ビームスプリッタ37に入射する。偏光ビームスプリ
ッタ37によりTE偏光、TM偏光に分離された信号光
は、それぞれ偏波保存光ファイバ35、36に入射し、
透過型の可変利得等化フィルタに入射する。信号光が可
変利得等化フィルタに入射する際、一方の偏波保存光フ
ァイバ35を90°ねじって第1チャネル導波路4aに
接続することで、透過型の可変利得等化フィルタにはT
E偏波のみがそれぞれ右方向、左方向から入射すること
になる。両側から入射した信号光は、第1基板15a及
び第2基板15bを通過した後、それぞれ偏波保存光フ
ァイバ35、36に入射する。偏光ビームスプリッタ3
7により、それぞれの信号光はSMF39に合波され、
3端子サーキュレータ1の第3ポートP3からSMF4
0に出射される(矢印L2)。
This variable gain equalizing filter is the first channel waveguide 4a of the variable gain equalizing filter shown in FIG. 2 (a).
And the other end of the sixth channel waveguide 4b using the polarization maintaining optical fibers 35 and 36.
The second port P2 of the 3-terminal circulator 1 into which the wavelength multiplexed signal light L1 is incident on the first port P1 is connected to the remaining terminals of the polarization beam splitter 37. Single mode optical fiber (SM
F) 38 to the first port P1 of the 3-terminal circulator 1
The wavelength-multiplexed signal light incident on is emitted to the SMF 39 and is incident on the polarization beam splitter 37. The signal lights split into TE-polarized light and TM-polarized light by the polarization beam splitter 37 enter polarization-maintaining optical fibers 35 and 36, respectively,
It is incident on a transmission type variable gain equalization filter. When the signal light enters the variable gain equalization filter, one polarization-maintaining optical fiber 35 is twisted by 90 ° and connected to the first channel waveguide 4a.
Only E-polarized light will enter from the right and left directions, respectively. The signal lights that have entered from both sides enter the polarization maintaining optical fibers 35 and 36, respectively, after passing through the first substrate 15a and the second substrate 15b. Polarizing beam splitter 3
By 7, the respective signal lights are multiplexed into the SMF 39,
From the third port P3 of the 3-terminal circulator 1 to the SMF4
The light is emitted to 0 (arrow L2).

【0067】このような動作により、可変利得等化フィ
ルタを透過するのはTE偏波のみとなり、液晶位相シフ
ターを用いることによる偏波依存性が解消でき、この構
成により全体として偏波無依存可変利得等化フィルタと
して動作する。また、図1(a)に示した可変利得等化
フィルタと同様な効果を有する。
With such an operation, only the TE polarized light is transmitted through the variable gain equalization filter, and the polarization dependency due to the use of the liquid crystal phase shifter can be eliminated. With this configuration, the polarization independent variable is obtained as a whole. Operates as a gain equalization filter. Further, it has the same effect as that of the variable gain equalizing filter shown in FIG.

【0068】以上において、位相制御手段で液晶の電気
化学効果による位相変化を利用し、チャネル間アイソレ
ーションを向上させることにより、可変利得等化フィル
タの制御系がシンプルになり、スペクトル分解能の向
上、消費電力の低減が達成できる。
In the above, by utilizing the phase change due to the electrochemical effect of the liquid crystal in the phase control means to improve the inter-channel isolation, the control system of the variable gain equalization filter is simplified and the spectral resolution is improved. A reduction in power consumption can be achieved.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、スペクト
ル分解能が高く、消費電力が少ない可変利得等化フィル
タの提供を実現することができる。
In summary, according to the present invention, it is possible to provide a variable gain equalization filter having high spectral resolution and low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は本発明の可変利得等化フィルタの平面
図であり、(b)は(a)に示した可変利得等化フィル
タの位相制御手段の拡大模式図である。
FIG. 1A is a plan view of a variable gain equalization filter of the present invention, and FIG. 1B is an enlarged schematic view of a phase control unit of the variable gain equalization filter shown in FIG.

【図2】(a)は本発明の可変利得等化フィルタの他の
実施の形態を示す平面図であり、(b)は(a)に示し
た可変利得等化フィルタの制御手段の部分拡大模式図で
ある。
2A is a plan view showing another embodiment of the variable gain equalization filter of the present invention, and FIG. 2B is a partial enlargement of the control means of the variable gain equalization filter shown in FIG. It is a schematic diagram.

【図3】図2(a)に示した可変利得等化フィルタの偏
波依存性を解消するための構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram for eliminating the polarization dependence of the variable gain equalization filter shown in FIG.

【図4】図1(b)に示した液晶位相シフタとファラデ
ーミラーとを一体化した位相制御手段である。
FIG. 4 is a phase control unit in which the liquid crystal phase shifter shown in FIG. 1B and a Faraday mirror are integrated.

【図5】(a)は従来の可変利得等化フィルタの平面図
であり、(b)は(a)の領域5bの拡大図である。
5A is a plan view of a conventional variable gain equalization filter, and FIG. 5B is an enlarged view of a region 5b in FIG. 5A.

【図6】(a)は透過型の可変利得等化フィルタの従来
例を示す平面図であり、(b)は(a)の領域6abの
拡大図である。
6A is a plan view showing a conventional example of a transmission type variable gain equalization filter, and FIG. 6B is an enlarged view of a region 6ab in FIG. 6A.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 3端子サーキュレータ 3 基板 4 第1チャネル導波路 5 Y分岐導波路 6 第2チャネル導波路 7 第3チャネル導波路 8a 全反射ミラー 9 アレイ導波路回折格子(分波器) 10 第1スラブ導波路 11 アレイ導波路 12 第2スラブ導波路 13 第4チャネル導波路 20 液晶位相シフターセル 21 ファラデーミラー 22 位相制御手段 23、26 透明基板 24 透明電極片 25、28 配向膜 29 液晶 30 ファラデー素子 31 全反射ミラー 32 磁石 1 3 terminal circulator 3 substrates 4 First channel waveguide 5 Y-branch waveguide 6 Second channel waveguide 7 Third channel waveguide 8a total reflection mirror 9 Array waveguide diffraction grating (demultiplexer) 10 First slab waveguide 11 Array waveguide 12 Second slab waveguide 13 Fourth Channel Waveguide 20 Liquid crystal phase shifter cell 21 Faraday mirror 22 Phase control means 23, 26 Transparent substrate 24 Transparent electrode piece 25, 28 Alignment film 29 LCD 30 Faraday element 31 total reflection mirror 32 magnets

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上塚 尚登 東京都千代田区大手町一丁目6番1号 日 立電線株式会社内 Fターム(参考) 2H049 AA51 AA59 AA62 AA64 2H079 AA02 AA03 AA12 BA02 BA03 CA24 DA08 EA13 EA28 EB15 EB17 GA03 KA08 2H088 EA46 EA47 HA10 HA20 HA21 HA30 JA05 JA09 MA20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naoto Uezuka             1-6-1, Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo             Standing Wire Co., Ltd. F term (reference) 2H049 AA51 AA59 AA62 AA64                 2H079 AA02 AA03 AA12 BA02 BA03                       CA24 DA08 EA13 EA28 EB15                       EB17 GA03 KA08                 2H088 EA46 EA47 HA10 HA20 HA21                       HA30 JA05 JA09 MA20

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成され入力された波長多重信
号光を波長ごとに分波する分波器と、その分波器によっ
て分波された上記各信号光の位相をそれぞれ制御する位
相制御手段とを有する可変利得等化フィルタにおいて、
上記位相制御手段は、上記各信号光が入力される液晶を
含みこの液晶の屈折率を選択的に変化させて上記各信号
光の位相を制御するものであることを特徴とする可変利
得等化フィルタ。
1. A demultiplexer that demultiplexes wavelength-multiplexed signal light that is formed on a substrate and that is input, and a phase control that controls the phase of each of the signal lights demultiplexed by the demultiplexer. And a variable gain equalization filter having means,
The phase control means includes a liquid crystal to which each of the signal lights is input, and selectively changes the refractive index of the liquid crystal to control the phase of each of the signal lights. filter.
【請求項2】 第1ポートに波長多重信号光が入射さ
れ、第3ポートから位相制御された波長多重信号光を出
力するための3端子サーキュレータと、基板に形成さ
れ、一端が該基板の一方の端面を介して上記3端子サー
キュレータの第2ポートに接続された第1チャネル導波
路と、合波側導波路が第1チャネル導波路の他端に接続
されたY分岐導波路と、一端が該Y分岐導波路の一方の
分岐側導波路に接続され他端が上記基板の他方の端面に
露出するように形成された第2チャネル導波路と、第2
チャネル導波路の他端に接続された全反射ミラーと、一
端が上記Y分岐導波路の他方の分岐側導波路に接続され
た第3チャネル導波路と、第3チャネル導波路の他端に
接続され、第3チャネル導波路からの波長多重信号光を
波長ごとに分波する分波器と、一端が該分波器に接続さ
れ他端が上記基板の他方の端面に露出するように形成さ
れた複数の第4チャネル導波路と、全第4チャネル導波
路の他端側に設けられ分波された信号光の位相を制御す
る位相制御手段とを有する可変利得等化フィルタにおい
て、上記位相制御手段は、各第4チャネル導波路の他端
からの各光信号の位相を液晶の屈折率を選択的に変化さ
せることにより制御する液晶位相シフターセルと、該液
晶位相シフターセルを透過した光信号の偏波状態を変え
た後、各光信号を各第4チャネル導波路にそれぞれ反射
するファラデーミラーとを備えたことを特徴とする可変
利得等化フィルタ。
2. A three-terminal circulator for inputting wavelength-multiplexed signal light to the first port and outputting phase-controlled wavelength-multiplexed signal light from the third port, and one terminal formed on the substrate and having one end. A first channel waveguide connected to the second port of the three-terminal circulator via the end face of the Y-branch waveguide having the coupling side waveguide connected to the other end of the first channel waveguide, and one end A second channel waveguide which is connected to one branch side waveguide of the Y branch waveguide and is formed so that the other end is exposed at the other end face of the substrate;
A total reflection mirror connected to the other end of the channel waveguide, a third channel waveguide whose one end is connected to the other branch side waveguide of the Y branch waveguide, and a other end of the third channel waveguide And a demultiplexer for demultiplexing the wavelength-multiplexed signal light from the third channel waveguide for each wavelength, and one end connected to the demultiplexer and the other end exposed on the other end face of the substrate. In the variable gain equalization filter having a plurality of fourth channel waveguides and phase control means for controlling the phase of the demultiplexed signal light provided on the other end side of all the fourth channel waveguides, the phase control The means controls a phase of each optical signal from the other end of each fourth channel waveguide by selectively changing the refractive index of the liquid crystal, and an optical signal transmitted through the liquid crystal phase shifter cell. After changing the polarization state of each optical signal Variable gain equalizing filter, characterized in that a Faraday mirror for reflecting each of the fourth channel waveguide.
【請求項3】 上記液晶位相シフターセルは、上記基板
の他方の端面に設けられた透明基板と、該透明基板の第
4チャネル導波路の端面の位置にそれぞれ設けられた透
明電極片と、透明電極片を覆う配向膜と、透明基板と平
行に配置された他の透明基板と、他の透明基板の内側に
設けられた透明電極板と、該透明電極板を覆う他の配向
膜と、両透明基板間に充填された液晶とを有する請求項
1または2に記載の可変利得等化フィルタ。
3. The liquid crystal phase shifter cell comprises: a transparent substrate provided on the other end face of the substrate; transparent electrode pieces provided respectively on the end faces of the fourth channel waveguides of the transparent substrate; An alignment film covering the electrode piece, another transparent substrate arranged in parallel with the transparent substrate, a transparent electrode plate provided inside the other transparent substrate, another alignment film covering the transparent electrode plate, and The variable gain equalization filter according to claim 1, further comprising a liquid crystal filled between the transparent substrates.
【請求項4】 上記液晶位相シフターセルは、上記基板
の他方の端面に設けられた透明基板と、該透明基板の第
4チャネル導波路の端面の位置にそれぞれ設けられた透
明電極片と、透明電極片を覆う配向膜と、透明基板と平
行に配置されたファラデーミラーの内側に直接形成され
た透明電極板と、該透明電極板を覆う他の配向膜と、両
透明基板間に充填された液晶とを有する請求項1または
2に記載の可変利得等化フィルタ。
4. The liquid crystal phase shifter cell comprises: a transparent substrate provided on the other end face of the substrate; transparent electrode pieces provided respectively on the end faces of the fourth channel waveguides of the transparent substrate; An alignment film covering the electrode piece, a transparent electrode plate formed directly inside the Faraday mirror arranged in parallel with the transparent substrate, another alignment film covering the transparent electrode plate, and a space between the transparent substrates. The variable gain equalization filter according to claim 1, further comprising a liquid crystal.
【請求項5】 第1基板と、一端が第1基板の一方の端
面に露出するように第1基板に形成され波長多重信号光
が入射される第1チャネル導波路と、合波側導波路が第
1チャネル導波路の他端に接続された第1Y分岐導波路
と、一端が第1Y分岐導波路の一方の分岐側導波路に接
続され他端が第1基板の他方の端面に露出するように第
1基板に形成された第2チャネル導波路と、一端が第1
Y分岐導波路の他方の分岐導波路に接続された第3チャ
ネル導波路と、第3チャネル導波路の他端に接続され、
第3チャネル導波路からの波長多重信号光を波長ごとに
分波する分波器と、一端が該分波器に接続され、他端が
第1基板の他方の端面に露出するように第1基板に形成
された複数の第4チャネル導波路と、第2基板と、一端
が第2基板の一方の端面に露出すると共に第2チャネル
導波路の他端と対向するように第2基板に形成された第
5チャネル導波路と、一方の分岐導波路が第5チャネル
導波路の他端に接続された第2Y分岐導波路と、一端が
第2Y分岐導波路の合波側に接続され、他端が第2基板
の他方の端面に露出するように第2基板に形成された第
6チャネル導波路と、一端が第2基板の一方の端面に露
出すると共に第4チャネル導波路と対向するように第2
基板に形成された複数の第7チャネル導波路と、第7チ
ャネル導波路の他端に接続され異なる波長の信号光を合
波する合波器と、一端が該合波器に接続され他端が第2
Y分岐導波路の他方の分岐導波路に接続された第8チャ
ネル導波路と、第1基板の他方の端面と第2基板の一方
の端面との間に設けられ第2チャネル導波路と第5チャ
ネル導波路との間、第4チャネル導波路と第7チャネル
導波路との間の分波された信号光の位相を制御する位相
制御手段を設けたことを特徴とする可変利得等化フィル
タ。
5. A first substrate, a first channel waveguide formed on the first substrate such that one end is exposed at one end face of the first substrate, and on which wavelength-multiplexed signal light is incident, and a multiplexing side waveguide. Is connected to the other end of the first channel waveguide, and one end is connected to one branch side waveguide of the first Y branch waveguide, and the other end is exposed to the other end face of the first substrate. The second channel waveguide formed on the first substrate, and one end of the first waveguide
A third channel waveguide connected to the other branch waveguide of the Y branch waveguide, and connected to the other end of the third channel waveguide,
A demultiplexer for demultiplexing the wavelength-multiplexed signal light from the third channel waveguide for each wavelength and a first demultiplexer having one end connected to the demultiplexer and the other end exposed at the other end face of the first substrate. A plurality of fourth channel waveguides formed on the substrate, a second substrate, and formed on the second substrate so that one end is exposed at one end face of the second substrate and faces the other end of the second channel waveguide. And a second Y-branch waveguide in which one branch waveguide is connected to the other end of the fifth channel waveguide, one end is connected to the combining side of the second Y-branch waveguide, and the other A sixth channel waveguide formed on the second substrate so that its end is exposed at the other end face of the second substrate, and one end is exposed at one end face of the second substrate and faces the fourth channel waveguide. To the second
A plurality of seventh channel waveguides formed on the substrate, a multiplexer connected to the other end of the seventh channel waveguide to combine signal lights of different wavelengths, and one end connected to the multiplexer and the other end Is the second
An eighth channel waveguide connected to the other branch waveguide of the Y branch waveguide, a second channel waveguide provided between the other end surface of the first substrate and one end surface of the second substrate, and a fifth channel waveguide A variable gain equalizing filter comprising phase control means for controlling the phase of the demultiplexed signal light between the channel waveguide and between the fourth channel waveguide and the seventh channel waveguide.
【請求項6】 第1チャネル導波路の一端と第6チャネ
ル導波路の他端とをこれらチャネル導波路に入射される
光の偏波の向きが同じになるように偏波保存光ファイバ
を用いて偏光ビームスプリッタの2つの端子に接続し、
該偏光ビームスプリッタの残りの端子に、波長多重信号
光が入射される3端子サーキュレータを接続した請求項
5に記載の可変利得等化フィルタ。
6. A polarization-maintaining optical fiber is used so that one end of the first channel waveguide and the other end of the sixth channel waveguide have the same polarization direction of light incident on these channel waveguides. Connect it to the two terminals of the polarizing beam splitter,
The variable gain equalization filter according to claim 5, wherein a three-terminal circulator into which wavelength-multiplexed signal light is incident is connected to the remaining terminals of the polarization beam splitter.
【請求項7】 上記位相制御手段は、第2基板の一方の
端面を覆う透明電極板と、第1基板の他方の端面に露出
した第2チャネル導波路及び各第4チャネル導波路の端
面を覆う複数の透明電極片と、第1基板の他方の端面及
び第2基板の一方の端面をそれぞれ覆う配向膜と、第1
基板及び第2基板の間に密閉空間が形成されるように第
1基板の他方の端面側と第2基板の一方の端面側を覆う
密閉部材と、上記密閉空間内に充填された液晶とを有す
る請求項5または6に記載の可変利得等化フィルタ。
7. The phase control means includes a transparent electrode plate covering one end surface of the second substrate, and a second channel waveguide and an end surface of each fourth channel waveguide exposed on the other end surface of the first substrate. A plurality of transparent electrode pieces for covering, an alignment film for covering the other end surface of the first substrate and one end surface of the second substrate, respectively,
A sealing member that covers the other end face side of the first substrate and one end face side of the second substrate so that a sealed space is formed between the substrate and the second substrate, and a liquid crystal filled in the sealed space. 7. The variable gain equalization filter according to claim 5, which has.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010224346A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Oki Electric Ind Co Ltd Polarization independent type delay interference method and polarization independent type delay interferometer
US9703046B2 (en) * 2015-01-13 2017-07-11 Institut National D'optique Active optical coupling system and photonic integrated circuit

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