JP2004078002A - 光学部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品を提供する。
【解決手段】光学部品１０は、（１）第１光導波路１４と、（２）第１光カプラ２８及び第２光カプラ３０それぞれを介して第１光導波路１４と光結合され、第１光導波路１４と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路１６と、（３）第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第１光導波路１４及び第２光導波路１６の少なくとも一方に設けられた第１ヒータ１８と、（４）第１光導波路１４の入力端２２と光学的に結合された半導体レーザ２０と、を備え、第１〜第２光導波路１４，１６、第１ヒータ１８、及び半導体レーザ２０は同一の基板１２上に集積されている。
【選択図】 図１
【解決手段】光学部品１０は、（１）第１光導波路１４と、（２）第１光カプラ２８及び第２光カプラ３０それぞれを介して第１光導波路１４と光結合され、第１光導波路１４と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路１６と、（３）第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第１光導波路１４及び第２光導波路１６の少なくとも一方に設けられた第１ヒータ１８と、（４）第１光導波路１４の入力端２２と光学的に結合された半導体レーザ２０と、を備え、第１〜第２光導波路１４，１６、第１ヒータ１８、及び半導体レーザ２０は同一の基板１２上に集積されている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光学部品に関し、より詳細には光増幅器の励起用光源として好適な光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長多重伝送（ＷＤＭ）システムは長距離系の大容量伝送だけでなく、メトロアクセス系での実用化も進んでいる。このとき、図５に示すように、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システム１００内に光増幅器１０２を並列に配置し、各チャンネルを増幅し、かつパワーを均一化することが考えられる。
【０００３】
このようなシステム１００において、従来では１つの光増幅器１０２に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザ（ＬＤ）を使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、１つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用すると、システム的に非常に高価なものとなる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学部品は、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなる複数の出力ポートを備える光学部品であって、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することを特徴とする。
【０００７】
この光学部品では、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積して構成されているため、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【０００８】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、一のマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、二つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、三つのマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、四つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明に係る光学部品は、一対の入力端と一の出力端とを有する一組の非対称マッハツェンダ干渉計を備え、一組の非対称マッハツェンダ干渉計それぞれの一対の入力端の一方は、マッハツェンダ干渉計の一対の出力端のそれぞれと接続されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、半導体レーザからの光（励起光）と他の光（信号光）との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【００１１】
本発明に係る光学部品は、光増幅器の励起用光源として用いられることを特徴としてもよい。このように、この光学部品は、光増幅器の励起用光源として好適に用いることができる。特に、波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、１つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られ、コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、を備え、第１〜第２光導波路、第１ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積されていることを特徴とする。
【００１３】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１ヒータの温度とを調整することで、第１及び第２光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと前記第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、（５）第３光導波路と、（６）第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して第３光導波路と光結合され、第３光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、（７）第３光カプラと第４光カプラとの間における第３光導波路及び第４光導波路の少なくとも一方に設けられた第２ヒータと、（８）第５光導波路と、（９）第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して第５光導波路と光結合され、第５光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、（１０）第５光カプラと第６光カプラとの間における第５光導波路及び第６光導波路の少なくとも一方に設けられた第３ヒータと、を備え、第１〜第６光導波路、第１〜第３ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第１光導波路の出力端と第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、第２光導波路の出力端と第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【００１５】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１〜第３ヒータの温度とを調整することで、第３〜第６光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。
【００１６】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと前記第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、（５）第３光導波路と、（６）第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して第３光導波路と光結合され、第３光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、（７）第５光導波路と、（８）第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して第５光導波路と光結合され、第５光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、を備え、第１〜第６光導波路、第１ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第１光導波路の出力端と第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、第２光導波路の出力端と第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【００１７】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１ヒータの温度とを調整することで、第１〜第２光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。また、第１〜第２光導波路の出力端それぞれから出力された光と、第３及び第６光導波路の入力端それぞれから入力された光との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光学部品を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る光学部品１０は、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている。
【００２０】
第１光導波路１４は、光入力端２２と基板１２の一端面に設けられた光出力端２４とを有している。第２光導波路１６は、基板１２の一端面に設けられた光出力端２６を有している。第２光導波路１６は、基板１２上において第１光導波路１４に沿うように設けられている。これら第１及び第２光導波路１４，１６は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第１光カプラ２８及び第２光カプラ３０が構成されている。そして、これら第１及び第２光導波路１４，１６と第１及び第２光カプラ２８，３０とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００２１】
これら第１及び第２光導波路１４，１６は、積層型の平面導波路であり、基板１２上に設けられたコア領域として設けられている。そして、このコア領域は、コア領域よりも屈折率の低いクラッド領域により覆われている。コア領域は、例えば、石英（ＳｉＯ２）中にゲルマニウム（Ｇｅ）を添加して形成されており、石英（ＳｉＯ２）のみからなるクラッド領域に対し高屈折率とされている。
【００２２】
ヒータ１８は、第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第１光導波路１４上（第１光導波路１４のアーム部上）と、第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第２光導波路１６上（第２光導波路１６のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ１８は第１及び第２光導波路１４，１６上のいずれかにのみ設けてもよい。このヒータ１８は、例えば、第１及び第２光導波路１４，１６上にタンタルシリサイド（ＴａＳｉ２）等の金属を蒸着してなる、いわゆる薄膜ヒータと呼ばれるものである。このヒータ１８は、光導波路の温度を調整して屈折率を調整することにより、光導波路を伝搬する光の位相を調整する。
【００２３】
半導体レーザ２０は、第１光導波路１４の光入力端２２が設けられている側に配置されており、光入力端２２と光学的な結合が図られている。
【００２４】
この光学部品１０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、出力ポートとしての第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれから、所定のパワーで出力される。このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８の温度とを制御することにより、光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーを任意に制御することができる。
【００２５】
ここで、第１及び第２光カプラ２８，３０の結合率をＣとしたとき、光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーＰ１，Ｐ２は、次の（１）式及び（２）式により表される。
Ｐ１／Ｐ０＝４・Ｃ・（１−Ｃ）・ｃｏｓ２（Δφ／２） ・・・ （１）
Ｐ２＝Ｐ０−Ｐ１ ・・・ （２）
【００２６】
ここで、Ｐ０は半導体レーザ２０から出力され第１光導波路１４の光入力端２２に入力される光のパワーを示し、Δφは第２光カプラ３０に到達した第１及び第２光導波路１４，１６を伝搬してきた光の位相差（位相シフト量）を示す。
【００２７】
図２は、上記した（１）式及び（２）式に基づいて、第１及び第２光カプラ２８，３０の結合率Ｃを０．５として、光パワーＰ０と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーＰ１，Ｐ２を計算した結果を示すグラフである。図２において、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ光パワーＰ０が５００ｍＷのときの結果を示し、Ｌ３及びＬ４はそれぞれ光パワーＰ０が３５０ｍＷのときの結果を示し、Ｌ５及びＬ６はそれぞれ光パワーＰ０が２００ｍＷのときの結果を示している。
【００２８】
図２に示すように、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を２００ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを９０度とすればよい。また、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ２５０ｍＷ，１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を３５０ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを６４．６度とすればよい。さらに、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ４００ｍＷ，１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を５００ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを５３．１度とすればよい。
【００２９】
このように、本実施形態に係る光学部品１０によれば、ヒータ１８の電力供給により調整可能なΔφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品１０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、８チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は８個から４個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光学部品の第２実施形態について説明する。なお、上記した第１実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００３１】
上記した第１実施形態では二出力の光学部品１０について説明したが、本実施形態では四出力の光学部品４０について説明する。
【００３２】
本実施形態に係る光学部品４０は、図３に示すように、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている他に、更に、第３〜第６光導波路４２〜４８、ヒータ（第２ヒータ）５０、及びヒータ（第３ヒータ）５２を備えている。
【００３３】
第４光導波路４４は、光入力端５４と基板１２の一端面に設けられた光出力端５６とを有している。そして、第１光導波路１４の光出力端２４と第４光導波路４４の光入力端５４とは光学的に結合されている。第３光導波路４２は、基板１２の一端面に設けられた光出力端５８を有している。第３光導波路４２は、基板１２上において第４光導波路４４に沿うように設けられている。これら第３及び第４光導波路４２，４４は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第３光カプラ６０及び第４光カプラ６２が構成されている。そして、これら第３及び第４光導波路４２，４４と第３及び第４光カプラ６０，６２とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００３４】
ヒータ５０は、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間における第３光導波路４２上（第３光導波路４２のアーム部上）と、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間における第４光導波路４４上（第４光導波路４４のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ５０は第３及び第４光導波路４２，４４上のいずれかにのみ設けてもよい。
【００３５】
第５光導波路４６は、光入力端６４と基板１２の一端面に設けられた光出力端６６とを有している。そして、第２光導波路１６の光出力端２６と第５光導波路４６の光入力端６４とは光学的に結合されている。第６光導波路４８は、基板１２の一端面に設けられた光出力端６８を有している。第６光導波路４８は、基板１２上において第５光導波路４６に沿うように設けられている。これら第５及び第６光導波路４６，４８は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第５光カプラ７０及び第６光カプラ７２が構成されている。そして、これら第５及び第６光導波路４６，４８と第５及び第６光カプラ７０，７２とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００３６】
ヒータ５２は、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間における第５光導波路４６上（第５光導波路４６のアーム部上）と、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間における第６光導波路４８上（第６光導波路４８のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ５２は第５及び第６光導波路４６，４８上のいずれかにのみ設けてもよい。
【００３７】
この光学部品４０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれに至る。そして、第４光導波路４４の光入力端５４に入力された光は、第３光カプラ６０において分岐されて第３及び第４光導波路４２，４４内をそれぞれ伝搬し、第４光カプラ６２で干渉された後、出力ポートとしての第３及び第４光導波路４２，４４の光出力端５８，５６から、所定のパワーで出力される。また、第５光導波路４６の光入力端６４に入力された光は、第５光カプラ７０において分岐されて第５及び第６光導波路４６，４８内をそれぞれ伝搬し、第６光カプラ７２で干渉された後、出力ポートとしての第５及び第６光導波路４６，４８の光出力端６６，６８から、所定のパワーで出力される。
【００３８】
このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８，５０，５２の温度とを制御することにより、光出力端６８，６６，５６，５８それぞれから出力される光のパワーＰ１〜Ｐ４を任意に制御することができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る光学部品４０においても、ヒータ１８，５０，５２の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第３〜第６光導波路４２〜４８の光出力端５８，５６，６６，６８それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品４０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで四つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、８チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品４０を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は８個から２個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る光学部品の第３実施形態について説明する。なお、上記した第１実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００４１】
上記した第１及び第２実施形態では任意のパワーの光を出力可能な複数の出力ポートを有する光学部品１０，４０について説明したが、本実施形態では更に外部からの入力光の合波機能を有する二入力二出力の光学部品８０について説明する。
【００４２】
本実施形態に係る光学部品８０は、図４に示すように、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている他に、更に、第３〜第６光導波路４２〜４８を備えている。
【００４３】
第４光導波路４４は、光入力端５４を有している。そして、第１光導波路１４の光出力端２４と第４光導波路４４の光入力端５４とは光学的に結合されている。第３光導波路４２は、基板１２の一端面に設けられた光入力端８２と、他端面に設けられた光出力端５８を有している。第３光導波路４２は、基板１２上において第１及び第４光導波路１４，４４に沿うように設けられている。これら第３及び第４光導波路４２，４４は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第３光カプラ６０及び第４光カプラ６２が構成されている。そして、これら第３及び第４光導波路４２，４４と第３及び第４光カプラ６０，６２とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間の第３及び第４光導波路４２，４４の長さが異なるものを指す。
【００４４】
第５光導波路４６は、光入力端６４を有している。そして、第２光導波路１６の光出力端２６と第５光導波路４６の光入力端６４とは光学的に結合されている。第６光導波路４８は、基板１２の一端面に設けられた光入力端８４と、他端面に設けられた光出力端６８を有している。第６光導波路４８は、基板１２上において第２及び第５光導波路１６，４６に沿うように設けられている。これら第５及び第６光導波路４６，４８は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第５光カプラ７０及び第６光カプラ７２が構成されている。そして、これら第５及び第６光導波路４６，４８と第５及び第６光カプラ７０，７２とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間の第５及び第６光導波路４６，４８の長さが異なるものを指す。
【００４５】
この光学部品８０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれに至る。そして、第４光導波路４４の光入力端５４に入力された光は、第３光カプラ６０及び第４カプラ６２を介して光入力端８２から入力され第３光導波路４２を伝搬してきた波長λ２の光と合波され、出力ポートとしての第３光導波路４２の光出力端５８から出力される。また、第５光導波路４６の光入力端６４に入力された光は、第５光カプラ７０及び第６カプラ７２を介して光入力端８４から入力され第６光導波路４８を伝搬してきた波長λ１の光と合波され、出力ポートとしての第６光導波路４８の光出力端６８から出力される。
【００４６】
このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８の温度とを制御することにより、光出力端５８，６８それぞれから出力される半導体レーザ２０からの光のパワーＰ１，Ｐ２を任意に制御することができる。
【００４７】
このように、本実施形態に係る光学部品８０においても、ヒータ１８の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第３及び第６光導波路４２，４８の光出力端５８，６８それぞれから出力される光のパワーＰ２，Ｐ１任意に調整することができる。従って、この光学部品８０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。
【００４８】
特に、この光学部品８０では、光入力端８２，８４から入力された光を合波する合波機能を有するため、二入力二出力の光回路を小型に形成することが可能となる。
【００４９】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば、上記した第１及び第２実施形態では、マッハツェンダ干渉計を一段で構成した二出力の光学部品１０、及びマッハツェンダ干渉計を二段縦列で構成した四出力の光学部品４０について説明したが、マッハツェンダ干渉計を更に多段化して出力ポートを増やすことが可能である。
【００５１】
また、上記した第３実施形態に係る光学部品８０では、第３及び第６光導波路４２，４８の光出力端５８，６８から光を取り出すように構成したが、第４及び第５光導波路４４，４６から光を取り出すように構成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図２】光パワーＰ０と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーＰ１，Ｐ２を計算した結果を示すグラフである（第１及び第２光カプラの結合率Ｃを０．５とした）。
【図３】第２実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図４】第３実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図５】波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器が配置されたＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システムを示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，８０…光学部品、１２…基板、１４…第１光導波路、１６…第２光導波路、１８…第１ヒータ、２０…半導体レーザ、２８…第１光カプラ、３０…第２光カプラ、４２…第３光導波路、４４…第４光導波路、４６…第５光導波路、４８…第６光導波路、５０…第２ヒータ、５２…第３ヒータ、６０…第３光カプラ、６２…第４光カプラ、７０…第５光カプラ、７２…第６光カプラ。
【発明の属する技術分野】
本発明は光学部品に関し、より詳細には光増幅器の励起用光源として好適な光学部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、波長多重伝送（ＷＤＭ）システムは長距離系の大容量伝送だけでなく、メトロアクセス系での実用化も進んでいる。このとき、図５に示すように、ＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システム１００内に光増幅器１０２を並列に配置し、各チャンネルを増幅し、かつパワーを均一化することが考えられる。
【０００３】
このようなシステム１００において、従来では１つの光増幅器１０２に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザ（ＬＤ）を使用していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、１つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用すると、システム的に非常に高価なものとなる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る光学部品は、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなる複数の出力ポートを備える光学部品であって、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することを特徴とする。
【０００７】
この光学部品では、半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積して構成されているため、半導体レーザへの注入電流とマッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【０００８】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、一のマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、二つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることが可能となる。
【０００９】
本発明に係る光学部品は、一の半導体レーザと、三つのマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、四つの出力ポートを備えることを特徴としてもよい。このようにすれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることが可能となる。
【００１０】
本発明に係る光学部品は、一対の入力端と一の出力端とを有する一組の非対称マッハツェンダ干渉計を備え、一組の非対称マッハツェンダ干渉計それぞれの一対の入力端の一方は、マッハツェンダ干渉計の一対の出力端のそれぞれと接続されていることを特徴としてもよい。このようにすれば、半導体レーザからの光（励起光）と他の光（信号光）との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【００１１】
本発明に係る光学部品は、光増幅器の励起用光源として用いられることを特徴としてもよい。このように、この光学部品は、光増幅器の励起用光源として好適に用いることができる。特に、波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器を配置するシステムにおいて、１つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られ、コストの低減を図ることが可能となる。
【００１２】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、を備え、第１〜第２光導波路、第１ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積されていることを特徴とする。
【００１３】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１ヒータの温度とを調整することで、第１及び第２光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることが可能となる。
【００１４】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと前記第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、（５）第３光導波路と、（６）第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して第３光導波路と光結合され、第３光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、（７）第３光カプラと第４光カプラとの間における第３光導波路及び第４光導波路の少なくとも一方に設けられた第２ヒータと、（８）第５光導波路と、（９）第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して第５光導波路と光結合され、第５光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、（１０）第５光カプラと第６光カプラとの間における第５光導波路及び第６光導波路の少なくとも一方に設けられた第３ヒータと、を備え、第１〜第６光導波路、第１〜第３ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第１光導波路の出力端と第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、第２光導波路の出力端と第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【００１５】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１〜第３ヒータの温度とを調整することで、第３〜第６光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる四つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。
【００１６】
本発明に係る光学部品は、（１）第１光導波路と、（２）第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して第１光導波路と光結合され、第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、（３）第１光カプラと前記第２光カプラとの間における第１光導波路及び第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、（４）第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、（５）第３光導波路と、（６）第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して第３光導波路と光結合され、第３光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、（７）第５光導波路と、（８）第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して第５光導波路と光結合され、第５光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、を備え、第１〜第６光導波路、第１ヒータ、及び半導体レーザは同一の基板上に集積され、第１光導波路の出力端と第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、第２光導波路の出力端と第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする。
【００１７】
この光学部品では、半導体レーザへの注入電流と第１ヒータの温度とを調整することで、第１〜第２光導波路の出力端それぞれから出力される光の強度を調整することができる。このように、この光学部品によれば、一つの半導体レーザに対し、パワーを任意に制御することができる二つの光出力を得ることができ、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能となる。また、第１〜第２光導波路の出力端それぞれから出力された光と、第３及び第６光導波路の入力端それぞれから入力された光との合波機能を有する二入力二出力の回路を、一つの基板上に小型に形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る光学部品を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る光学部品１０は、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている。
【００２０】
第１光導波路１４は、光入力端２２と基板１２の一端面に設けられた光出力端２４とを有している。第２光導波路１６は、基板１２の一端面に設けられた光出力端２６を有している。第２光導波路１６は、基板１２上において第１光導波路１４に沿うように設けられている。これら第１及び第２光導波路１４，１６は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第１光カプラ２８及び第２光カプラ３０が構成されている。そして、これら第１及び第２光導波路１４，１６と第１及び第２光カプラ２８，３０とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００２１】
これら第１及び第２光導波路１４，１６は、積層型の平面導波路であり、基板１２上に設けられたコア領域として設けられている。そして、このコア領域は、コア領域よりも屈折率の低いクラッド領域により覆われている。コア領域は、例えば、石英（ＳｉＯ２）中にゲルマニウム（Ｇｅ）を添加して形成されており、石英（ＳｉＯ２）のみからなるクラッド領域に対し高屈折率とされている。
【００２２】
ヒータ１８は、第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第１光導波路１４上（第１光導波路１４のアーム部上）と、第１光カプラ２８と第２光カプラ３０との間における第２光導波路１６上（第２光導波路１６のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ１８は第１及び第２光導波路１４，１６上のいずれかにのみ設けてもよい。このヒータ１８は、例えば、第１及び第２光導波路１４，１６上にタンタルシリサイド（ＴａＳｉ２）等の金属を蒸着してなる、いわゆる薄膜ヒータと呼ばれるものである。このヒータ１８は、光導波路の温度を調整して屈折率を調整することにより、光導波路を伝搬する光の位相を調整する。
【００２３】
半導体レーザ２０は、第１光導波路１４の光入力端２２が設けられている側に配置されており、光入力端２２と光学的な結合が図られている。
【００２４】
この光学部品１０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、出力ポートとしての第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれから、所定のパワーで出力される。このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８の温度とを制御することにより、光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーを任意に制御することができる。
【００２５】
ここで、第１及び第２光カプラ２８，３０の結合率をＣとしたとき、光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーＰ１，Ｐ２は、次の（１）式及び（２）式により表される。
Ｐ１／Ｐ０＝４・Ｃ・（１−Ｃ）・ｃｏｓ２（Δφ／２） ・・・ （１）
Ｐ２＝Ｐ０−Ｐ１ ・・・ （２）
【００２６】
ここで、Ｐ０は半導体レーザ２０から出力され第１光導波路１４の光入力端２２に入力される光のパワーを示し、Δφは第２光カプラ３０に到達した第１及び第２光導波路１４，１６を伝搬してきた光の位相差（位相シフト量）を示す。
【００２７】
図２は、上記した（１）式及び（２）式に基づいて、第１及び第２光カプラ２８，３０の結合率Ｃを０．５として、光パワーＰ０と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーＰ１，Ｐ２を計算した結果を示すグラフである。図２において、Ｌ１及びＬ２はそれぞれ光パワーＰ０が５００ｍＷのときの結果を示し、Ｌ３及びＬ４はそれぞれ光パワーＰ０が３５０ｍＷのときの結果を示し、Ｌ５及びＬ６はそれぞれ光パワーＰ０が２００ｍＷのときの結果を示している。
【００２８】
図２に示すように、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を２００ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを９０度とすればよい。また、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ２５０ｍＷ，１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を３５０ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを６４．６度とすればよい。さらに、光パワーＰ１，Ｐ２をそれぞれ４００ｍＷ，１００ｍＷとしたいときには、半導体レーザ２０への注入電流を調整して光パワーＰ０を５００ｍＷとし、ヒータ１８の温度を調整して位相シフト量Δφを５３．１度とすればよい。
【００２９】
このように、本実施形態に係る光学部品１０によれば、ヒータ１８の電力供給により調整可能なΔφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品１０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、８チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は８個から４個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００３０】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る光学部品の第２実施形態について説明する。なお、上記した第１実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００３１】
上記した第１実施形態では二出力の光学部品１０について説明したが、本実施形態では四出力の光学部品４０について説明する。
【００３２】
本実施形態に係る光学部品４０は、図３に示すように、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている他に、更に、第３〜第６光導波路４２〜４８、ヒータ（第２ヒータ）５０、及びヒータ（第３ヒータ）５２を備えている。
【００３３】
第４光導波路４４は、光入力端５４と基板１２の一端面に設けられた光出力端５６とを有している。そして、第１光導波路１４の光出力端２４と第４光導波路４４の光入力端５４とは光学的に結合されている。第３光導波路４２は、基板１２の一端面に設けられた光出力端５８を有している。第３光導波路４２は、基板１２上において第４光導波路４４に沿うように設けられている。これら第３及び第４光導波路４２，４４は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第３光カプラ６０及び第４光カプラ６２が構成されている。そして、これら第３及び第４光導波路４２，４４と第３及び第４光カプラ６０，６２とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００３４】
ヒータ５０は、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間における第３光導波路４２上（第３光導波路４２のアーム部上）と、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間における第４光導波路４４上（第４光導波路４４のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ５０は第３及び第４光導波路４２，４４上のいずれかにのみ設けてもよい。
【００３５】
第５光導波路４６は、光入力端６４と基板１２の一端面に設けられた光出力端６６とを有している。そして、第２光導波路１６の光出力端２６と第５光導波路４６の光入力端６４とは光学的に結合されている。第６光導波路４８は、基板１２の一端面に設けられた光出力端６８を有している。第６光導波路４８は、基板１２上において第５光導波路４６に沿うように設けられている。これら第５及び第６光導波路４６，４８は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第５光カプラ７０及び第６光カプラ７２が構成されている。そして、これら第５及び第６光導波路４６，４８と第５及び第６光カプラ７０，７２とで、マッハツェンダ干渉計が構成されている。
【００３６】
ヒータ５２は、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間における第５光導波路４６上（第５光導波路４６のアーム部上）と、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間における第６光導波路４８上（第６光導波路４８のアーム部上）とに設けられている。ただし、ヒータ５２は第５及び第６光導波路４６，４８上のいずれかにのみ設けてもよい。
【００３７】
この光学部品４０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれに至る。そして、第４光導波路４４の光入力端５４に入力された光は、第３光カプラ６０において分岐されて第３及び第４光導波路４２，４４内をそれぞれ伝搬し、第４光カプラ６２で干渉された後、出力ポートとしての第３及び第４光導波路４２，４４の光出力端５８，５６から、所定のパワーで出力される。また、第５光導波路４６の光入力端６４に入力された光は、第５光カプラ７０において分岐されて第５及び第６光導波路４６，４８内をそれぞれ伝搬し、第６光カプラ７２で干渉された後、出力ポートとしての第５及び第６光導波路４６，４８の光出力端６６，６８から、所定のパワーで出力される。
【００３８】
このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８，５０，５２の温度とを制御することにより、光出力端６８，６６，５６，５８それぞれから出力される光のパワーＰ１〜Ｐ４を任意に制御することができる。
【００３９】
このように、本実施形態に係る光学部品４０においても、ヒータ１８，５０，５２の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第３〜第６光導波路４２〜４８の光出力端５８，５６，６６，６８それぞれから出力される光のパワーを任意に調整することができる。従って、この光学部品４０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで四つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。例えば、８チャンネルのシステムに適用するとき、本実施形態に係る光学部品４０を使用すれば、必要な半導体レーザの個数は８個から２個へと低減され、コストの低減を図ることが可能となる。
【００４０】
（第３実施形態）
次に、本発明に係る光学部品の第３実施形態について説明する。なお、上記した第１実施形態において説明した要素と同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。
【００４１】
上記した第１及び第２実施形態では任意のパワーの光を出力可能な複数の出力ポートを有する光学部品１０，４０について説明したが、本実施形態では更に外部からの入力光の合波機能を有する二入力二出力の光学部品８０について説明する。
【００４２】
本実施形態に係る光学部品８０は、図４に示すように、シリコン等からなる基板１２上に集積された、第１光導波路１４、第２光導波路１６、ヒータ（第１ヒータ）１８、及び半導体レーザ２０を備えている他に、更に、第３〜第６光導波路４２〜４８を備えている。
【００４３】
第４光導波路４４は、光入力端５４を有している。そして、第１光導波路１４の光出力端２４と第４光導波路４４の光入力端５４とは光学的に結合されている。第３光導波路４２は、基板１２の一端面に設けられた光入力端８２と、他端面に設けられた光出力端５８を有している。第３光導波路４２は、基板１２上において第１及び第４光導波路１４，４４に沿うように設けられている。これら第３及び第４光導波路４２，４４は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第３光カプラ６０及び第４光カプラ６２が構成されている。そして、これら第３及び第４光導波路４２，４４と第３及び第４光カプラ６０，６２とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第３光カプラ６０と第４光カプラ６２との間の第３及び第４光導波路４２，４４の長さが異なるものを指す。
【００４４】
第５光導波路４６は、光入力端６４を有している。そして、第２光導波路１６の光出力端２６と第５光導波路４６の光入力端６４とは光学的に結合されている。第６光導波路４８は、基板１２の一端面に設けられた光入力端８４と、他端面に設けられた光出力端６８を有している。第６光導波路４８は、基板１２上において第２及び第５光導波路１６，４６に沿うように設けられている。これら第５及び第６光導波路４６，４８は、２箇所で近接するように設けられて光学的な結合が図られており、これら近接部分により第５光カプラ７０及び第６光カプラ７２が構成されている。そして、これら第５及び第６光導波路４６，４８と第５及び第６光カプラ７０，７２とで、非対称マッハツェンダ干渉計が構成されている。ここで非対称マッハツェンダ干渉計とは、第５光カプラ７０と第６光カプラ７２との間の第５及び第６光導波路４６，４８の長さが異なるものを指す。
【００４５】
この光学部品８０では、半導体レーザ２０から出射され光入力端２２から第１光導波路１４に入力された光は、第１光カプラ２８において分岐されて第１及び第２光導波路１４，１６内をそれぞれ伝搬し、第２光カプラ３０で干渉された後、第１及び第２光導波路１４，１６の光出力端２４，２６それぞれに至る。そして、第４光導波路４４の光入力端５４に入力された光は、第３光カプラ６０及び第４カプラ６２を介して光入力端８２から入力され第３光導波路４２を伝搬してきた波長λ２の光と合波され、出力ポートとしての第３光導波路４２の光出力端５８から出力される。また、第５光導波路４６の光入力端６４に入力された光は、第５光カプラ７０及び第６カプラ７２を介して光入力端８４から入力され第６光導波路４８を伝搬してきた波長λ１の光と合波され、出力ポートとしての第６光導波路４８の光出力端６８から出力される。
【００４６】
このとき、外部に設けられた制御部３２により、半導体レーザ２０の注入電流とヒータ１８の温度とを制御することにより、光出力端５８，６８それぞれから出力される半導体レーザ２０からの光のパワーＰ１，Ｐ２を任意に制御することができる。
【００４７】
このように、本実施形態に係る光学部品８０においても、ヒータ１８の電力供給により調整可能な位相シフト量Δφと、半導体レーザ２０の注入電流により調整可能な光パワーＰ０とを制御することにより、出力ポートとしての第３及び第６光導波路４２，４８の光出力端５８，６８それぞれから出力される光のパワーＰ２，Ｐ１任意に調整することができる。従って、この光学部品８０を図示しない光増幅器の励起用光源として利用したとき、一つの半導体レーザだけで二つの光増幅器へ入力する励起光のパワーを調整することができる。その結果、従来のように一つの光増幅器に対して１つかもしくはそれ以上の励起用の半導体レーザを使用する必要がなく、半導体レーザの使用個数の低減が図られる。
【００４８】
特に、この光学部品８０では、光入力端８２，８４から入力された光を合波する合波機能を有するため、二入力二出力の光回路を小型に形成することが可能となる。
【００４９】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【００５０】
例えば、上記した第１及び第２実施形態では、マッハツェンダ干渉計を一段で構成した二出力の光学部品１０、及びマッハツェンダ干渉計を二段縦列で構成した四出力の光学部品４０について説明したが、マッハツェンダ干渉計を更に多段化して出力ポートを増やすことが可能である。
【００５１】
また、上記した第３実施形態に係る光学部品８０では、第３及び第６光導波路４２，４８の光出力端５８，６８から光を取り出すように構成したが、第４及び第５光導波路４４，４６から光を取り出すように構成してもよい。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、少ない半導体レーザの使用個数で、パワー制御自在なより多くの光出力を得ることを可能とする光学部品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図２】光パワーＰ０と位相シフト量Δφとを種々に変えたときの出力光の光パワーＰ１，Ｐ２を計算した結果を示すグラフである（第１及び第２光カプラの結合率Ｃを０．５とした）。
【図３】第２実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図４】第３実施形態に係る光学部品の構成を示す平面図である。
【図５】波長分波後にそれぞれのチャンネルに光増幅器が配置されたＯＡＤＭ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）システムを示す図である。
【符号の説明】
１０，４０，８０…光学部品、１２…基板、１４…第１光導波路、１６…第２光導波路、１８…第１ヒータ、２０…半導体レーザ、２８…第１光カプラ、３０…第２光カプラ、４２…第３光導波路、４４…第４光導波路、４６…第５光導波路、４８…第６光導波路、５０…第２ヒータ、５２…第３ヒータ、６０…第３光カプラ、６２…第４光カプラ、７０…第５光カプラ、７２…第６光カプラ。
Claims (8)
- 半導体レーザとマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなる複数の出力ポートを備える光学部品であって、
前記半導体レーザへの注入電流と前記マッハツェンダ干渉計のアーム部の温度とを調整することで、前記複数の出力ポートそれぞれから出力される光の強度を調整することを特徴とする光学部品。 - 一の半導体レーザと、一のマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、二つの出力ポートを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
- 一の半導体レーザと、三つのマッハツェンダ干渉計とを基板上に集積してなり、四つの出力ポートを備えることを特徴とする請求項１に記載の光学部品。
- 一対の入力端と一の出力端とを有する一組の非対称マッハツェンダ干渉計を備え、
前記一組の非対称マッハツェンダ干渉計それぞれの前記一対の入力端の一方は、前記マッハツェンダ干渉計の一対の出力端のそれぞれと接続されていることを特徴とする請求項２に記載の光学部品。 - 光増幅器の励起用光源として用いられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学部品。
- 第１光導波路と、
第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して前記第１光導波路と光結合され、該第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、
前記第１光カプラと前記第２光カプラとの間における前記第１光導波路及び前記第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、
前記第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、を備え、
前記第１〜第２光導波路、前記第１ヒータ、及び前記半導体レーザは同一の基板上に集積されていることを特徴とする光学部品。 - 第１光導波路と、
第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して前記第１光導波路と光結合され、該第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、
前記第１光カプラと前記第２光カプラとの間における前記第１光導波路及び前記第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、
前記第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、
第３光導波路と、
第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して前記第３光導波路と光結合され、該第３光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、
前記第３光カプラと前記第４光カプラとの間における前記第３光導波路及び前記第４光導波路の少なくとも一方に設けられた第２ヒータと、
第５光導波路と、
第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して前記第５光導波路と光結合され、該第５光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、
前記第５光カプラと前記第６光カプラとの間における前記第５光導波路及び前記第６光導波路の少なくとも一方に設けられた第３ヒータと、を備え、
前記第１〜第６光導波路、前記第１〜第３ヒータ、及び前記半導体レーザは同一の基板上に集積され、前記第１光導波路の出力端と前記第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、前記第２光導波路の出力端と前記第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする光学部品。 - 第１光導波路と、
第１光カプラ及び第２光カプラそれぞれを介して前記第１光導波路と光結合され、該第１光導波路と共にマッハツェンダ干渉計を構成する第２光導波路と、
前記第１光カプラと前記第２光カプラとの間における前記第１光導波路及び前記第２光導波路の少なくとも一方に設けられた第１ヒータと、
前記第１光導波路の入力端と光学的に結合された半導体レーザと、
第３光導波路と、
第３光カプラ及び第４光カプラそれぞれを介して前記第３光導波路と光結合され、該第３光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第４光導波路と、
第５光導波路と、
第５光カプラ及び第６光カプラそれぞれを介して前記第５光導波路と光結合され、該第５光導波路と共に非対称マッハツェンダ干渉計を構成する第６光導波路と、を備え、
前記第１〜第６光導波路、前記第１ヒータ、及び前記半導体レーザは同一の基板上に集積され、前記第１光導波路の出力端と前記第４光導波路の入力端とは光学的に結合され、前記第２光導波路の出力端と前記第５光導波路の入力端とは光学的に結合されていることを特徴とする光学部品。
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