JP2004279791A - 2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器と波長モニタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1と第2の2次元フォトニック結晶を含む波長分合波器であって、第1の2次元フォトニック結晶は第1の導波路と第1の共振器とを含み、第1の共振器は第1の導波路から特定波長の光を取り込んで第1のフォトニック結晶外へ放射するように作用し、第2の2次元フォトニック結晶は第1の導波路と実質的に同一特性の第2の導波路および第1の共振器と実質的に同一特性の第2の共振器を含み、第1の2次元フォトニック結晶の主面と第1の導波路中の光の電界ベクトルとが任意の角度αをなす場合に、第2の2次元フォトニック結晶の主面と第2の導波路中の光の電界ベクトルとがα+(π/2)の角度をなすように第1と第2の導波路が光学的に接続されている。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器および波長モニタに関し、特に偏光に対するそれらの波長分合波器および波長モニタの適応性の改善に関するものである。なお、本願明細書における「光」の用語の意味は、可視光に比べて波長の長いまたは短い電磁波をも含むものとする。
【0002】
【従来の技術】
近年の波長分割多重通信システムの進展に伴い、分合波器、波長フィルタ、波長モニタなどの光学デバイスの重要性が高まっている。また、これらの光学デバイスの小型化が望まれている。例えば、光アンプ中継器ごとに波長モニタを設ける場合、光中継器のプラットフォーム上にそのモニタを載置する必要がある。しかし、現在使用されている波長モニタは大きいので、そのプラットフォーム上に載置することが物理的に不可能である。このような光学デバイスの小型化の要望から、フォトニック結晶を利用して非常に小型の光学デバイスを開発することが試みられている。すなわち、フォトニック結晶においては、母材中で結晶格子のように周期的で微細な屈折率分布が人工的に設けられ、その人工的周期構造を利用して極めて小型の光学デバイスを実現することが可能である。
【0003】
フォトニック結晶が有する重要な特性として、フォトニックバンドギャップの存在がある。3次元的屈折率周期を有するフォトニック結晶(3次元フォトニック結晶)では、全ての方向に対して光の伝播が禁じられる完全バンドギャップを形成することができる。これにより、局所的な光の閉じ込め、自然放出光の制御、線状欠陥の導入による導波路の形成などが可能となり、微小光回路の実現が期待されている。
【0004】
他方、2次元的屈折率周期構造を有するフォトニック結晶(2次元フォトニック結晶)は比較的容易に作製され得ることから、その利用が盛んに検討されている。2次元フォトニック結晶の屈折率周期構造は、例えば高屈折率の板材(通常「スラブ」と称される)を貫通する円柱孔を正方格子状または六方格子状に配列することによって形成され得る。または、低屈折率板材中に高屈折率材料の円柱を2次元格子状に配列することによっても形成され得る。このような屈折率周期構造からフォトニックバンドギャップが生じ、板材中の面内方向(板材の両主面に平行な方向)において光の伝播が制御され得る。例えば、屈折率周期構造中に線状の欠陥を導入することによって、導波路を形成することができる(例えば、非特許文献1のPhysical Review B, Vol.62, 2000, pp.4488−4492参照)。
【0005】
図5は、特許文献1の特開2001−272555号公報に開示された波長分合波器を模式的な斜視図で示している。なお、本願の図面において、同一の参照符号は同一または相当部分を示している。図5の波長分合波器は、板材1内に設定された2次元六方格子点に形成された同一径の円筒状貫通穴2(通常、穴内は空気)を有する2次元フォトニック結晶を利用している。このような2次元フォトニック結晶において、光は板材1の面内方向においてはバンドギャップにより伝播が禁じられ、面直方向(板材の両主面に直交する方向)には低屈折率材料(例えば空気)との界面による全反射により閉じこめられる。
【0006】
図5におけるフォトニック結晶は、直線状の欠陥からなる導波路3を含んでいる。この直線状欠陥3は互いに隣接して直線状に配列された複数の格子点を含み、それらの格子点には貫通穴2が形成されていない。光は2次元フォトニック結晶の欠陥内を伝播することができ、直線状欠陥3は直線状導波路として作用し得る。直線状導波路においては、光を低損失で伝播させ得る波長域が比較的広く、したがって複数チャンネルの信号を含む複数波長帯域の光を伝播させることができる。
【0007】
図5におけるフォトニック結晶は、点状欠陥からなる共振器4をも含んでいる。この点欠陥4は一つの格子点を含み、その格子点には他の格子点に比べて大きな径の貫通穴が形成されている。このように相対的に大きな径の貫通穴を含む欠陥は、一般にアクセプタ型の点状欠陥と称されている。他方、格子点に貫通穴が形成されていない欠陥は、一般にドナー型の点状欠陥と称されている。共振器4は、導波路3に対して電磁気的に相互作用を及ぼし合い得る範囲内に近接して配置される。
【0008】
図5に示されているような2次元フォトニック結晶において、複数の波長帯域(λ1 ,λ2 ,‥λi ,‥)を含む光5を導波路3内に導入すれば、共振器4の共振周波数に対応する特定波長λiを有する光がその共振器に捕獲され、点状欠陥内部で共振している間に、板材1の有限厚さに起因するQ値の小さな面直方向へ波長λiの光6が放射される。すなわち、図5のフォトニック結晶は波長分波器として作用し得る。逆に、板材1の面直方向に光を点状欠陥4内へ入射することによって、その共振器4内で共振する波長λiの光を導波路3内に導入することができる。すなわち、図5のフォトニック結晶は波長合波器としても作用し得る。なお、導波路3または共振器4と外部との間の光の授受は、その導波路の端面近傍または共振器近傍に光ファイバまたは光電変換素子を近接配置することによって行い得る。もちろん、その場合に、導波路端面または共振器と光ファイバ端面または光電変換素子との間に集光レンズ(コリメータ)が挿入されてもよい。
【0009】
図5に示されているような波長分合波器において、線状欠陥からなる導波路3と点状欠陥からなる共振器4との間隔を適宜に設定することにより、それらの導波路と共振器との間で授受する特定波長の光強度の割合を制御することも可能である。また、図5において点状欠陥4に関して板材1の面直方向に非対称性が導入されていないので、光はその点状欠陥4の上下方向に出力されるが、点状欠陥4において面直方向に非対称性を導入することによって、上下のいずれかのみに光を出力させることも可能である。そのような非対称性の導入方法としては、例えば円形断面の点状欠陥4の径を板材の厚さ方向に連続的または不連続的に変化させる方法を用いることができる。さらに、図5の波長分合波器は単一の共振器のみを含んでいるが、互いに共振波長の異なる複数の共振器を導波路に沿って配置することによって、複数チャネルの光信号を分合波し得ることが容易に理解されよう。なお、共振器4の共振波長は、例えば点状欠陥の寸法形状を変えることによって変えることができる。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−272555号公報
【0011】
【非特許文献1】
Physical Review B, Vol.62, 2000, pp.4488−4492
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
図5に示されているような波長分合波器は、上述のように光信号5に含まれる特定波長λiの光のみを共振器4を介して光ビーム6として抽出することができるので、波長モニタに利用することができる。
【0013】
図6は、そのような2次元フォトニック結晶を利用した波長モニタの一例を模式的な斜視図で示している。この波長モニタにおいては、互いに共振波長の異なる3つの共振器4a、4b、4cが設けられており、それらの共振器から放射される特定波長の光を受け入れるように、それらの共振器に近接して光ファイバ10a、10b、10cの端面が配置されている。そして、それらの光ファイバは光電素子(図示せず)に接続され、それらの光電素子によって特定波長の光が検知される。
【0014】
しかし、図5に示されているような2次元フォトニック結晶1を利用した波長分合波器において、共振器4から放出光6として抽出し得るのは特定波長λiの光のうちでその電界ベクトルが2次元フォトニック結晶1の主面に平行な成分を有する部分だけである。他方、例えば光ファイバによって導波路3内に入射される光5は、その光ファイバやそれ以前の環境の影響によって、特定方向に偏光している場合がある。例えば、入射光5に含まれる波長λiの光の電界ベクトルが2次元フォトニック結晶1の主面に対して垂直に偏光している場合、図1の波長分合波器を利用して波長λiの光をモニタできないことになる。また、波長λiの光の電界ベクトルが2次元フォトニック結晶1の主面に対して傾斜するように偏光している場合においても、図1の波長分合波器を利用して波長λiの光をモニタできるのはその光のうちで2次元フォトニック結晶1の主面に平行な電界ベクトル成分を有する部分だけであるので、入射光5に含まれる波長λiの光の強度割合を正しくモニタすることができない。
【0015】
このような従来技術における状況に鑑み、本発明は、2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器において入射光の偏光状態にかかわらず正しい強度比で特定波長の光を抽出することを可能にし、さらに、そのように改善された波長分合波器と光検知機とを組合せて波長モニタを提供することを主要な目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの態様による波長分合波器は第1と第2の2次元フォトニック結晶を含み、第1の2次元フォトニック結晶は線状欠陥からなる第1の導波路と点状欠陥からなる第1の共振器とを含み、第1の共振器は第1の導波路から特定波長の光を取り込んで第1のフォトニック結晶外へ放射しまたは逆に第1のフォトニック結晶外から特定波長の光を第1の導波路内ヘ導入するように作用し、第2の2次元フォトニック結晶は第1の導波路と実質的に同一特性の第2の導波路および第1の共振器と実質的に同一特性の第2の共振器とを含み、第1の2次元フォトニック結晶の主面と第1の導波路中の光の電界ベクトルとが任意の角度αをなす場合に、第2の2次元フォトニック結晶の主面と前記第2の導波路中の光の電界ベクトルとがα+(π/2)の角度をなすように前記第1と前記第2の導波路が互いに光を授受するように光学的に直列接続されていることを特徴としている。
【0017】
なお、第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに直交するように配置され、第1と第2の導波路が偏波保存ファイバを介してまたは直接に互いに直列接続され得る。また、第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、第1と第2の導波路は偏波保存ファイバを介して互いに直列接続され、その偏波保存ファイバが第1の導波路側から第2導波路側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていてもよい。さらに、ファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られた偏波保存ファイバの代わりに、光の電界ベクトルをπ/2だけ回転させるファラデー回転子または1/2波長板が用いられてもよい。
【0018】
本発明の他の態様による波長分合波器は第1と第2の2次元フォトニック結晶を含み、第1の2次元フォトニック結晶は線状欠陥からなる第1の導波路と点状欠陥からなる第1の共振器とを含み、第1の共振器は第1の導波路から特定波長の光を取り込んで第1のフォトニック結晶外へ放射しまたは逆に第1のフォトニック結晶外から特定波長の光を第1の導波路内ヘ導入するように作用し、第2の2次元フォトニック結晶は第1の導波路と実質的に同一特性の第2の導波路および第1の共振器と実質的に同一特性の第2の共振器とを含み、第1と第2の導波路は等分波光カプラを介して1つの光ファイバに並列接続されており、第1の2次元フォトニック結晶の主面と第1の導波路中の光の電界ベクトルとが任意の角度αをなす場合に、第2の2次元フォトニック結晶の主面と第2の導波路中の光の電界ベクトルとがα+(π/2)の角度をなすように第1と第2の導波路が等分波光カプラと光学的に接続されていることを特徴としている。
【0019】
なお、第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに直交するように配置され、第1と第2の導波路はそれぞれに対応する第1と第2の偏波保存ファイバを介してまたは直接に等分波光カプラに並列接続され得る。また、第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、第1の導波路は第1の偏波保存ファイバを介してまたは直接に等分波カプラに接続され、第2の導波路は第2の偏波保存ファイバを介して等分波光カプラに接続され、そして第2の偏波保存ファイバが光カプラ側から第2導波路側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていてもよい。さらに、ファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られた第2の偏波保存ファイバの代わりに、光の電界ベクトルをπ/2だけ回転させるファラデー回転子または1/2波長板が用いられてもよい。
【0020】
さらに、上述の波長分合波器において、第1の2次元フォトニック結晶は互いに共振周波数の異なる複数の共振器を含むことができ、第2の2次元フォトニック結晶も第1の2次元フォトニック結晶中の共振器と実質的の同一特性の複数の共振器を含み得る。
【0021】
さらにまた、上述のような波長分合波器における共振器から放射される光を直接または光ファイバを介して検知する光検知器を備えることによって、波長モニタを得ることができる。
【0022】
【発明の実施の形態】
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を模式的な斜視図で示している。この波長分合波器は、第1の2次元フォトニック結晶1aと第2の2次元フォトニック結晶1bとを含んでいる。これらの2次元フォトニック結晶は、図5の場合と同様に、貫通穴2、導波路3、および共振器4を含んでいる。そして、これら2つの2次元フォトニック結晶1a、1bに含まれる導波路3および共振器4は、互いに同一の導波特性および共振特性を有している。
【0023】
第1の2次元フォトニック結晶1aの導波路3内には、好ましくはスポットサイズ変換器12と細線導波路13を介して、光ファイバ11から信号光が入射される。第1の2次元フォトニック結晶1aの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第1の2次元フォトニック結晶1aの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0024】
第1の2次元フォトニック結晶1aの共振器4で捕獲されなかった残りの光は、直接または偏波保存ファイバ14aを利用して第2の2次元フォトニック結晶1bの導波路3内に導入される。すなわち、第1と第2の2次元フォトニック結晶1a、1bは、互いに直列接続されている。この場合にも、偏波保存ファイバ14aと2次元フォトニック結晶1a、1bとの間に、スポットサイズ変換器12と細線導波路13を介することが好ましい。ここで重要なことは、第1と第2の2次元フォトニック結晶1a、1bの主面が互いに直交関係になるように配置されていることである。
【0025】
第2の2次元フォトニック結晶1bの導波路3内に導入された光の中には、第1の2次元フォトニック結晶1aの主面に直交する電界ベクトル成分を有する特定波長λiの光部分が残っている。ここで、第1と第2の2次元フォトニック結晶1a、1bの主面は互いに直交関係にあるので、第1の2次元フォトニック結晶1aの主面に直交する電界ベクトル成分は、第2の2次元フォトニック結晶1bの主面に平行である。そして、第2の2次元フォトニック結晶1bの主面に平行な電界ベクトル成分を有する特定波長λiの光部分は、その第2の2次元フォトニック結晶1bの共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0026】
すなわち、第1の2次元フォトニック結晶1aの共振器4から放射される特定波長λiの第1の光部分と第2の2次元フォトニック結晶1bの共振器4から放射される特定波長λiの第2の光部分とは、互いに直交する電界ベクトルを有している。そして、これら第1と第2の光部分の強度を光検知器で検知して合成することによって、特定波長λiの光が偏光しているか否かにかかわらず、入射信号光中のその特定波長λiの光の強度割合を正確にモニタすることができる。
【0027】
(実施形態2)
図2は、本発明の実施形態2による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を模式的な斜視図で示している。この実施形態2の波長分合波器においても、実施形態1に類似して、第1の2次元フォトニック結晶1cと第2の2次元フォトニック結晶1dとが偏波保存ファイバ14bを介して互いに直列接続されている。そして、これら2つの2次元フォトニック結晶に含まれる導波路および共振器は、互いに同一の導波特性および共振特性を有している。
【0028】
しかし、図2の実施形態2においては、第1と第2の2次元フォトニック結晶1c、1dの主面が互いに平行関係になるように配置され、偏波保存ファイバ14bが第1の2次元フォトニック結晶1c側から第2の2次元フォトニック結晶1d側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていることにおいて、図1の実施形態1と異なっている。
【0029】
このような実施形態2において、第1の2次元フォトニック結晶1cの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第1の2次元フォトニック結晶1cの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0030】
第1の2次元フォトニック結晶1cの共振器4で捕獲されなかった残りの光は、偏波保存ファイバ14b内に導入される。その偏波保存ファイバ14b内に導入される光の中には、第1の2次元フォトニック結晶1cの主面に直交する電界ベクトル成分を有する特定波長λiの光部分が残っている。ここで、偏波保存ファイバ14bは第1の2次元フォトニック結晶1c側から第2の2次元フォトニック結晶1d側までにπ/2だけ捩じられているので、それに伴って、特定波長λiの光部分の電界ベクトルもπ/2だけ回転させられて、第2の2次元フォトニック結晶1dの導波路3内に導入される。
【0031】
すなわち、第1の2次元フォトニック結晶1cの主面に対して直交する電界ベクトル成分を有していた特定波長λiの光部分は、第2の2次元フォトニック結晶1d内ではその主面に平行になっている。そして、第2の2次元フォトニック結晶1dの主面に平行な電界ベクトル成分を有する特定波長λiの光部分は、その第2の2次元フォトニック結晶1dの共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0032】
したがって、第1の2次元フォトニック結晶1cの共振器4から放射される特定波長λiの第1の光部分と第2の2次元フォトニック結晶1dの共振器4から放射される特定波長λiの第2の光部分とは、元来は互いに直交する電界ベクトルを有していた光部分である。したがって、これら第1と第2の光部分の強度を光検知器で検知して合成することによって、特定波長λiの光が偏光しているか否かにかかわらず、入射信号光中のその特定波長λiの光の強度割合を正確にモニタすることができる。
【0033】
(実施形態3)
図3は、本発明の実施形態3による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を模式的な斜視図で示している。この波長分合波器は、1本の光ファイバ11に対して等分波光カプラ15と第1および第2の偏波保存ファイバ14c、14dとを介して並列に接続された第1および第2の2次元フォトニック結晶1e、1fを含んでいる。これらの2次元フォトニック結晶は、図5の場合と同様に、貫通穴2、導波路3、および共振器4を含んでいる。そして、これら2つの2次元フォトニック結晶に含まれる導波路および共振器は、互いに同一の導波特性および共振特性を有している。
【0034】
第1の2次元フォトニック結晶1eの導波路3内には、光カプラ15によって等分されて第1の偏波保存ファイバ14c内に導入された光信号が、好ましくはスポットサイズ変換器12と細線導波路13を介して入射される。第1の2次元フォトニック結晶1eの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第1の2次元フォトニック結晶1eの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0035】
同様に、第2の2次元フォトニック結晶1fの導波路3内には、光カプラ15によって等分されて第2の偏波保存ファイバ14d内に導入された光信号が、好ましくはスポットサイズ変換器12と細線導波路13を介して入射される。第2の2次元フォトニック結晶1fの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第2の2次元フォトニック結晶1fの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0036】
ここで重要なことは、第1と第2の2次元フォトニック結晶1e、1fの主面が互いに直交関係になるように配置されていることである。すなわち、第1の2次元フォトニック結晶1eの共振器4から放射される特定波長λiの第1の光部分と第2の2次元フォトニック結晶1fの共振器4から放射される特定波長λiの第2の光部分とは、互いに直交する電界ベクトルを有している。したがって、これら第1と第2の光部分の強度を光検知器で検知して合成することによって、特定波長λiの光が偏光しているか否かにかかわらず、入射信号光中のその特定波長λiの光の強度割合を正確にモニタすることができる。なお、第1と第2の2次元フォトニック結晶1e、1fは、偏波保存ファイバ14c、14dを介することなく等分波カプラ15に直接接続されてもよい。
【0037】
(実施形態4)
図4は、本発明の実施形態4による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を模式的な斜視図で示している。この実施形態4の波長分合波器においても、第3の実施形態に類似して、1本の光ファイバ11に対して等分波光カプラ15と第1および第2の偏波保存ファイバ14e、14fとを介して並列に接続された第1および第2の2次元フォトニック結晶1g、1hを含んでいる。そして、これら2つの2次元フォトニック結晶に含まれる導波路3および共振器4は、互いに同一の導波特性および共振特性を有している。
【0038】
しかし、図4の実施形態4においては、第1と第2の2次元フォトニック結晶1g、1hの主面が互いに平行関係になるように配置され、第2の偏波保存ファイバ14fが光カプラ15側から第2の2次元フォトニック結晶1h側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていることにおいて、図3の実施形態3と異なっている。
【0039】
第1の2次元フォトニック結晶1gの導波路3内には、光カプラ15によって等分されて第1の偏波保存ファイバ14e内に導入された光信号が入射される。第1の2次元フォトニック結晶1gの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第1の2次元フォトニック結晶1gの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。同様に、第2の2次元フォトニック結晶1hの導波路3内には、光カプラ15によって等分されて第2の偏波保存ファイバ14f内に導入された光信号が入射される。第2の2次元フォトニック結晶1hの導波路3内に入射された光に含まれる特定波長λiの光のうちで、その第2の2次元フォトニック結晶1hの主面に平行な電界ベクトル成分を有する光部分が共振器4に捕獲されてそこから放射される。
【0040】
ここで重要なことは、第1と第2の2次元フォトニック結晶1g、1hの主面は互いに平行関係になるように配置されているが、光カプラ15側から第2の2次元フォトニック結晶1h側までに第2の偏波保存ファイバ14fがそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていることである。
【0041】
すなわち、第1の2次元フォトニック結晶1gの共振器4から放射される特定波長λiの第1の光部分と第2の2次元フォトニック結晶1hの共振器4から放射される特定波長λiの第2の光部分とは、元来は互いに直交する電界ベクトルを有していた光部分である。したがって、これら第1と第2の光部分の強度を光検知器で検知して合成することによって、特定波長λiの光が偏光しているか否かにかかわらず、入射信号光中のその特定波長λiの光の強度割合を正確にモニタすることができる。なお、第1の2次元フォトニック結晶1gは、第1の偏波保存ファイバ14eを介することなく等分波カプラ15に直接接続されてもよい。
【0042】
ところで、上述の実施形態においてファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られた偏波保存ファイバの代わりに、光の電界ベクトルをπ/2だけ回転させるファラデー回転子または1/2波長板が等価的に用いられ得ることは言うまでもない。その場合、上述の第1と第2の2次元フォトニック結晶がファラデー回転子または1/2波長板を挟んで1チップの光学部品として形成することも可能である。
【0043】
また、以上の実施形態における一つの2次元フォトニック結晶では一つの導波路の近傍に一つの共振器のみが配置されているが、図6に例示されているように、一つの2次元フォトニック結晶中で互いに共振周波数の異なる複数の共振器を一つの導波路に沿って近接配置することによって、互いに波長の異なる複数チャネルの光信号を処理し得るマルチチャネル波長分合波器を形成し得ることも言うまでもない。
【0044】
さらに、共振器4に近接対面させて光ファイバの端面を配置することによって、共振器4から板材1の面直方向に放射される光をその光ファイバ内に導入することができるし、逆に光ファイバから共振器4内へ光を注入することもできる。さらに、共振器4に近接対面して光電変換素子を配置することによって、共振器からの光の波長をモニタしまたは強度変調を受信することができる。もちろん、共振器4と光ファイバ端面または光電変換素子との間に集光レンズ(コリメータ)が挿入されてもよい。
【0045】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器において入射光の偏光状態にかかわらず正しい強度比で特定波長の光を抽出することができ、さらに、そのように改善された波長分合波器と光検知機とを組合せて波長モニタを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の一例における2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を示す模式的な斜視図である。
【図2】本発明の実施形態の他の例における2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を示す模式的な斜視図である。
【図3】本発明の実施形態のさらに他の例における2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を示す模式的な斜視図である。
【図4】本発明の実施形態のさらに他の例における2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器を示す模式的な斜視図である。
【図5】先行技術による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器の一例を示す模式的な斜視図である。
【図6】先行技術による2次元フォトニック結晶を利用した波長分合波器の他の例を示す模式的な斜視図である。
【符号の説明】
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h 板材または2次元フォトニック結晶、2 貫通穴、3 線状欠陥からなる導波路、4、4a、4b、4c 点状欠陥からなる共振器、5 導波路ヘ導入される光信号、6 共振器から放射される光、10a、10b、10c、11 光ファイバ、12 スポットサイズ変換器、13 細線導波路、14a、14b、14c、14d、14e、14f 偏波保存ファイバ、15 等分波光カプラ。
Claims (10)
- 第1と第2の2次元フォトニック結晶を含む波長分合波器であって、
前記第1の2次元フォトニック結晶は線状欠陥からなる第1の導波路と点状欠陥からなる第1の共振器とを含み、前記第1の共振器は前記第1の導波路から特定波長の光を取り込んで前記第1のフォトニック結晶外へ放射しまたは逆に前記第1のフォトニック結晶外から前記特定波長の光を前記第1の導波路内ヘ導入するように作用し、
前記第2の2次元フォトニック結晶は前記第1の導波路と実質的に同一特性の第2の導波路および前記第1の共振器と実質的に同一特性の第2の共振器とを含み、
前記第1の2次元フォトニック結晶の主面と前記第1の導波路中の光の電界ベクトルとが任意の角度αをなす場合に、前記第2の2次元フォトニック結晶の主面と前記第2の導波路中の光の電界ベクトルとがα+(π/2)の角度をなすように前記第1と前記第2の導波路が互いに光を授受するように光学的に直列接続されていることを特徴とする波長分合波器。 - 前記第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに直交するように配置され、前記第1と第2の導波路が偏波保存ファイバを介してまたは直接に互いに直列接続されていることを特徴とする請求項1に記載の波長分合波器。
- 前記第1と前記第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、前記第1と前記第2の導波路は偏波保存ファイバを介して互いに直列接続されており、前記偏波保存ファイバは前記第1の導波路側から前記第2導波路側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていることを特徴とする請求項1に記載の波長分合波器。
- 前記第1と前記第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、前記第1と前記第2の導波路は前記光の電界ベクトルをπ/2だけ回転させるファラデー回転子または1/2波長板を介して互いに直列接続されていることを特徴とする請求項1に記載の波長分合波器。
- 第1と第2の2次元フォトニック結晶を含む波長分合波器であって、
前記第1の2次元フォトニック結晶は線状欠陥からなる第1の導波路と点状欠陥からなる第1の共振器とを含み、前記第1の共振器は前記第1の導波路から特定波長の光を取り込んで前記第1のフォトニック結晶外へ放射しまたは逆に前記第1のフォトニック結晶外から前記特定波長の光を前記第1の導波路内ヘ導入するように作用し、
前記第2の2次元フォトニック結晶は前記第1の導波路と実質的に同一特性の第2の導波路および前記第1の共振器と実質的に同一特性の第2の共振器とを含み、
前記第1と前記第2の導波路は等分波光カプラを介して1つの光ファイバに並列接続されており、
前記第1の2次元フォトニック結晶の主面と前記第1の導波路中の光の電界ベクトルとが任意の角度αをなす場合に、前記第2の2次元フォトニック結晶の主面と前記第2の導波路中の光の電界ベクトルとがα+(π/2)の角度をなすように前記第1と前記第2の導波路が前記等分波光カプラと光学的に接続されていることを特徴とする波長分合波器。 - 前記第1と前記第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに直交するように配置され、前記第1と前記第2の導波路はそれぞれに対応する第1と第2の偏波保存ファイバを介してまたは直接に前記等分波光カプラに並列接続されていることを特徴とする請求項5に記載の波長分合波器。
- 前記第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、前記第1の導波路は第1の偏波保存ファイバを介してまたは直接に前記等分波カプラに接続され、前記第2の導波路は第2の偏波保存ファイバを介して前記等分波光カプラに接続されており、前記第2の偏波保存ファイバは前記光カプラ側から前記第2導波路側までにそのファイバ軸の周りにπ/2だけ捩られていることを特徴とする請求項5に記載の波長分合波器。
- 前記第1と第2の2次元フォトニック結晶はそれらの主面が互いに平行になるように配置され、前記第1と前記第2の導波路はそれぞれに対応する第1と第2の偏波保存ファイバを介してまたは直接に前記等分波光カプラに並列接続されており、前記光カプラ側から前記第2導波路側までの間に前記光の電界ベクトルをπ/2だけ回転させるファラデー回転子または1/2波長板が挿入されていることを特徴とする請求項5に記載の波長分合波器。
- 前記第1の2次元フォトニック結晶は互いに共振周波数の異なる複数の前記共振器を含み、前記第2の2次元フォトニック結晶も前記第1の2次元フォトニック結晶中の共振器と実質的の同一特性の複数の共振器を含むことを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の波長分合波器。
- 請求項1から9のいずれかに記載された波長分合波器を含む波長モニタであって、前記共振器から放射される光を直接または光ファイバを介して検知する光検知器を備えたことを特徴とする波長モニタ。
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