JP2008268898A - Plc type variable dispersion compensator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平面光波回路上の多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計を用いたPLC型可変分散補償器に関する。 The present invention relates to a PLC type variable dispersion compensator using a plurality of Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages on a planar lightwave circuit.
従来、平面光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)上の多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計回路(MZI)を用い、ダブルパス化したPLC型可変分散補償器(PLC型TDC)において、偏波依存性を解消する方法として、例えば、次の2つの技術がある。 Conventionally, polarization dependence in a PLC-type variable dispersion compensator (PLC-type TDC) that has been made a double pass using multiple Mach-Zehnder interferometer circuits (MZI) connected in multiple stages on a planar lightwave circuit (PLC) For example, there are the following two techniques for solving the problem.
(1)特許文献1には、縦続接続した3つのマッハツェンダー干渉計(MZI)のうち、中央のMZIの2つのアームの中点を横切って1/2波長板を配置することで、偏波依存性を解消する技術が開示されている。
(1) In
(2)非特許文献1には、4つのMZIが形成されたPLCチップの一端面に反射ミラーを配し、その一端面と反射ミラーの間に1/4波長板を挿入することで、偏波依存性を解消する技術が開示されている。
しかしながら、上記(1)の従来技術では、分散量増大のためにPLCチップの端面に配したミラーで反射させてダブルパス化すると、ミラーの反射面での損失が大きくなると共に、高いミラーの貼付け精度が必要になり、コストが増大するという問題があった。 However, in the prior art (1) above, if the mirror is disposed on the end face of the PLC chip to increase the amount of dispersion, and the double pass is made, the loss on the reflecting surface of the mirror is increased and the mirror is attached with high accuracy. Is required, which increases the cost.
一方、上記(2)の従来技術では、反射ミラーによる反射と同時に1/4波長板による偏波回転を行うことが出来るが、反射ミラーの反射面での損失が大きく、PLCチップの端面角度のわずかなズレによってその反射面での損失が増大する、といった問題があった。 On the other hand, in the prior art (2), the polarization rotation by the quarter wave plate can be performed simultaneously with the reflection by the reflection mirror, but the loss at the reflection surface of the reflection mirror is large, and the angle of the end face of the PLC chip is reduced. There was a problem that the loss on the reflecting surface increased due to slight deviation.
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、可変分散量の増大を、低損失でかつ低コストで実現可能にしたPLC型可変分散補償器を提供することにある。 The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a PLC type variable dispersion compensator capable of increasing the amount of variable dispersion with low loss and low cost. There is to do.
上記課題を解決するために、本発明の第1の態様に係るPLC型可変分散補償器は、平面光波回路上の多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計と各マッハツェンダー干渉計間に接続された可変カプラとを備え、前記可変カプラの結合率を変化させて分散可変特性を得るPLC型可変分散補償器において、前記複数のマッハツェンダー干渉計のうち、入射光が最後に伝搬する最終段のマッハツェンダー干渉計に接続された導波路型ループミラーを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, a PLC type tunable dispersion compensator according to the first aspect of the present invention is connected between a plurality of Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages on a planar lightwave circuit and each Mach-Zehnder interferometer. In a PLC type variable dispersion compensator that has a variable coupler and obtains a dispersion variable characteristic by changing a coupling rate of the variable coupler, among the plurality of Mach-Zehnder interferometers, a final stage Mach in which incident light propagates A waveguide type loop mirror connected to a Zender interferometer is provided.
この態様によれば、多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計のうち最終段のマッハツェンダー干渉計に導波路型ループミラーが接続されているので、多段接続したマッハツェンダー干渉計および各マッハツェンダー干渉計間に接続された可変カプラを伝搬した光は、導波路型ループミラーのループ導波路を伝搬して最終段のマッハツェンダー干渉計に戻り、多段接続したマッハツェンダー干渉計および各可変カプラをもう一度伝搬して出力される。つまり、入射光は多段接続したマッハツェンダー干渉計を2回通過して出力される。このように、導波路型ループミラーを使って同一の回路を2回通過させる(ダブルパス化する)ことで、可変分散量を増大(倍増)させることができる。
また、導波路型ループミラーは、多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計と同じ平面光波回路上に形成できるので、低コストで作製でき、かつ導波路型ループミラーによる損失も小さい。従って、可変分散量の増大を、低損失でかつ低コストで実現することができる。
According to this aspect, since the waveguide loop mirror is connected to the final stage Mach-Zehnder interferometer among the plurality of Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages, the multi-stage connected Mach-Zehnder interferometer and each Mach-Zehnder interferometer The light propagated through the variable coupler connected between them propagates through the loop waveguide of the waveguide loop mirror and returns to the final stage Mach-Zehnder interferometer, and again propagates through the multi-stage Mach-Zehnder interferometer and each variable coupler. Is output. In other words, incident light is output twice after passing through a Mach-Zehnder interferometer connected in multiple stages. In this way, the variable dispersion amount can be increased (doubled) by using the waveguide loop mirror to pass through the same circuit twice (double pass).
Further, since the waveguide loop mirror can be formed on the same planar lightwave circuit as a plurality of Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages, the waveguide loop mirror can be manufactured at low cost and the loss due to the waveguide loop mirror is small. Therefore, an increase in the amount of variable dispersion can be realized with low loss and low cost.
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記導波路型ループミラーは、2入力×2出力型3dBカプラと、前記3dBカプラの2つの出力端をループ状に接続したループ導波路とを有し、前記3dBカプラの2つの入力端のうち、ループ導波路を一方向に伝搬する光に対してクロス経路となる一方の入力端が前記最終段のマッハツェンダー干渉計に接続されていることを特徴とする。 In a PLC type tunable dispersion compensator according to another aspect of the present invention, the waveguide type loop mirror includes a loop input in which a 2 input × 2 output type 3 dB coupler and two output ends of the 3 dB coupler are connected in a loop shape. Of the two input ends of the 3 dB coupler, one input end that serves as a cross path for light propagating in one direction through the loop waveguide is connected to the final stage Mach-Zehnder interferometer. It is characterized by.
この態様によれば、導波路型ループミラーにおいて、一方の入力端から入力された光は、3dBカプラによって等分され、3dBカプラのスルー経路を経た光はループ導波路を一方向に(例えば、右回りに)、3dBカプラ42のクロス経路を経た光は他方向に(例えば、左回りに)それぞれ伝搬する。ここで、右回り及び左回りの経路を伝搬する光は同一のループ導波路を伝搬するため、両方向の伝搬光間の位相差はゼロとなる。従って、3dBカプラにおいては、ループ導波路を一方向に伝搬する光に対してクロス経路となる一方の入力端に全ての光(右回り光及び左回り光)が出力されるため、導波路型ループミラーがミラーとして機能し、低損失で可変分散量の増大を図ることができる。
According to this aspect, in the waveguide loop mirror, the light input from one input end is equally divided by the 3 dB coupler, and the light passing through the through path of the 3 dB coupler passes through the loop waveguide in one direction (for example, (Clockwise) the light that has passed through the cross path of the 3
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記最終段のマッハツェンダー干渉計はY分岐導波路で第1の入出力光導波路の一端と接続され、該第1の入出力光導波路の他端に、前記3dBカプラの前記一方の入力端が接続されていることを特徴とする。 In a PLC type tunable dispersion compensator according to another aspect of the present invention, the final stage Mach-Zehnder interferometer is connected to one end of a first input / output optical waveguide by a Y-branch waveguide. The other input end of the 3 dB coupler is connected to the other end of the waveguide.
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記複数のマッハツェンダー干渉計のうち、入射光が最初に伝搬する第1段のマッハツェンダー干渉計とY分岐導波路で接続された第2の入出力光導波路を備え、前記第2の入出力光導波路端には、単一モードファイバを介してサーキュレータが接続されていることを特徴とする。 A PLC-type variable dispersion compensator according to another aspect of the present invention is connected to a first-stage Mach-Zehnder interferometer in which incident light first propagates among the plurality of Mach-Zehnder interferometers by a Y-branch waveguide. A second input / output optical waveguide is provided, and a circulator is connected to the end of the second input / output optical waveguide via a single mode fiber.
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記複数のマッハツェンダー干渉計の各マッハツェンダー干渉計各々の間に接続された前記可変カプラは、位相差πまたは0のマッハツェンダー干渉計の遅延線上に形成された薄膜ヒータをそれぞれ有することを特徴とする。 In a PLC type variable dispersion compensator according to another aspect of the present invention, the variable coupler connected between each of the Mach-Zehnder interferometers of the plurality of Mach-Zehnder interferometers includes Mach-Zehnder interference having a phase difference of π or 0. It has a thin film heater formed on the delay line of the total.
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記複数のマッハツェンダー干渉計は、所定の光路長差を有する2つの遅延線をそれぞれ有し、前記複数のマッハツェンダー干渉計の少なくとも一つの前記遅延線の中央部に、1/2波長板が挿入されていることを特徴とする。 In the PLC type tunable dispersion compensator according to another aspect of the present invention, the plurality of Mach-Zehnder interferometers each include two delay lines having a predetermined optical path length difference, and at least one of the plurality of Mach-Zehnder interferometers. A half-wave plate is inserted in the center of one delay line.
この態様によれば、複数のマッハツェンダー干渉計の少なくとも一つの遅延線の中央部に挿入した1/2波長板で偏波入れ替え(TE偏波光とTM偏波光の入れ替え)を行っているため,偏波依存性を低減することができる。 According to this aspect, because polarization switching is performed with a half-wave plate inserted in the center of at least one delay line of a plurality of Mach-Zehnder interferometers (switching between TE polarized light and TM polarized light), Polarization dependence can be reduced.
本発明の他の態様に係るPLC型可変分散補償器は、前記複数のマッハツェンダー干渉計は、所定の光路長差を有する2つの遅延線をそれぞれ有し、前記複数のマッハツェンダー干渉計全ての前記遅延線の中央部に、1/2波長板がそれぞれ挿入されていることを特徴とする。 In the PLC type tunable dispersion compensator according to another aspect of the present invention, the plurality of Mach-Zehnder interferometers each have two delay lines having a predetermined optical path length difference, and all of the plurality of Mach-Zehnder interferometers A half-wave plate is inserted in the center of the delay line.
この態様によれば、全てのマッハツェンダー干渉計の遅延線でそれぞれ偏波入れ替えを行っているため,偏波依存性を更に低減することができる。 According to this aspect, since polarization switching is performed on the delay lines of all Mach-Zehnder interferometers, the polarization dependence can be further reduced.
本発明によれば、可変分散量の増大を、低損失でかつ低コストで実現することができる。 According to the present invention, an increase in the amount of variable dispersion can be realized with low loss and low cost.
次に、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各実施形態の説明において、同様の部位には同一の符号を付して重複した説明を省略する。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態に係るPLC型可変分散補償器10を、図1乃至図4、および図6に基づいて説明する。
Next, embodiments embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of each embodiment, the same parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
(First embodiment)
A PLC type
このPLC型可変分散補償器10は、図1に示すように、平面光波回路11上の多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計(PLC型MZI)21〜25と、各マッハツェンダー干渉計間に接続された可変カプラ31〜34とを備え、各可変カプラの結合率を変化させて分散可変特性を得るようになっている。
As shown in FIG. 1, the PLC type
平面光波回路11は、例えば、シリコン基板などのPLC基板12上に、光ファイバ製造技術と半導体微細加工技術を組み合わせて石英ガラス光導波路を形成した石英系平面光波回路である。
The
マッハツェンダー干渉計(MZI)21〜25は、5つのMZIをカスケード接続した5ステージMZIになっている。各MZI21〜25は、所定の光路長差を有する2つの遅延線(導波路)をそれぞれ有している。MZI21の光路長差PS1はΔL、MZI22の光路長差PS2は2ΔL、MZI23の光路長差PS3は2ΔL、MZI24の光路長差PS4は2ΔL、そして、MZI25の光路長差PS5はΔLである。
The Mach-Zehnder interferometers (MZI) 21 to 25 are 5-stage MZIs in which five MZIs are cascade-connected. Each
MZI21,22間、MZI22,23間、MZI23,24間、およびMZI24,25間は、位相差πのマッハツェンダー干渉計(MZI)の遅延線上に薄膜ヒータ(図示省略)を架して構成した可変カプラ31,32,33,34でそれぞれ接続されている。つまり、各可変カプラ31,32,33,34は、位相差πのマッハツェンダー干渉計(MZI)の遅延線上に形成された薄膜ヒータをそれぞれ有している。
Variable between
また、多段接続したマッハツェンダー干渉計(MZI)21〜25の両端のMZI21,25と入出力光導波路13,14間は、Y分岐導波路15,16でそれぞれ接続されている。つまり、多段接続したMZI21〜25のうち、入射光が最初に伝搬する第1段のMZI21はY分岐導波路15で入出力光導波路(第2の入出力光導波路)13に接続され、入射光が最後に伝搬する最終段のMZI25はY分岐導波路16で入出力光導波路(第1の入出力光導波路)14に接続されている。
Further, the
入出力光導波路13の端部には、単一モードファイバ17を介してサーキュレータ18が接続されており、入出力光導波路13の端部から光信号が入出力されるようになっている。
A
このPLC型可変分散補償器10の特徴は、以下の構成にある。
・ダブルパス化して可変分散量を増大させる(倍増させる)ために、多段接続したマッハツェンダー干渉計のうち、入射光が最後に伝搬する最終段のマッハツェンダー干渉計(MZI)25に、導波路型ループミラー40が接続されている。
The characteristic of the PLC type
In order to increase (double) the variable dispersion amount by double-passing, among the Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages, a waveguide type is used as the final-stage Mach-Zehnder interferometer (MZI) 25 in which incident light propagates last. A
また、図1において、符号「19」は補強用ガラス板、「20」はファイバアレイである。 In FIG. 1, reference numeral “19” denotes a reinforcing glass plate, and “20” denotes a fiber array.
導波路型ループミラー40は、図2に示すような2入力×2出力型3dBカプラ(50%方向性結合器)42の2つの出力端をループ状に接続した構成を有する。つまり、導波路型ループミラー40は、2つの入力端1,2を有する3dBカプラ42と、この3dBカプラの2つの出力端をループ状に接続したループ導波路41とを有している。
The waveguide
多段接続したPLC型MZIによるPLC型可変分散補償器10の基本構成は、上記非特許文献2のFig.3の例と同様であるが、本実施形態では、ステージ数を5、両端のMZI21,25のFSRを100GHz、中段3つのMZI22〜24のFSRを50GHzとした。
The basic configuration of the PLC-type
このような導波路型ループミラー40の機能は、図3に示す通常の2×2MZI60を用いて説明できる。一般に、図3に示すようなMZI60において、2つのカプラ(3dBカプラ)61、62の結合率が50%で、カプラ間の2本のアーム導波路63.64間の位相差がΔφの時,入力端1から出力端4へ出力される光の結合率ηは、
η=cos2×Δφ/2
と表される。
The function of such a
η = cos 2 × Δφ / 2
It is expressed.
従って、位相差Δφがゼロの時、η=1(100%結合)となり、入力端1から入力された光は全て出力端4に出力される。
Therefore, when the phase difference Δφ is zero, η = 1 (100% coupling), and all the light input from the
一方、図2の導波路型ループミラー40において、入力端1から入力された光は、3dBカプラ42によって等分され、3dBカプラ42のスルー経路を経た光はループ導波路41を右回りに、3dBカプラ42のクロス経路を経た光は左回りにそれぞれ伝搬する。ここで、右回り及び左回りの経路を伝搬する光は同一のループ導波路41を伝搬するため、両方向の伝搬光間の位相差はゼロとなる。従って、ループ導波路41を伝搬後に再び3dBカプラ42に入射する右回り光及び左回り光は、それぞれ図3において上側のアーム導波路63及び下側のアーム導波路64を伝搬し、第2のカプラ(3dBカプラ)62にそれぞれ入射する光と同様同じ位相状態である。従って、図3の第2のカプラ62において、アーム1を伝搬した光に対してクロス経路となる出力端4に全ての光が出力されるのと同様に、図2の3dBカプラ42においては、右回り光に対してクロス経路となる入力端1に全ての光(右回り光及び左回り光)が出力されるため、導波路型ループミラー40がミラーとして機能する。
On the other hand, in the
そのため、本実施形態では、導波路型ループミラー40の3dBカプラ42の2つの入力端1,2のうち、ループ導波路41を伝搬する右回り光に対してクロス経路となる入力端(一方の入力端)1が入出力光導波路14の端部に接続されている。
Therefore, in the present embodiment, of the two input ends 1 and 2 of the 3
このような構成を有するPLC型可変分散補償器10では、入出力光導波路13の端部から入力された光信号は、MZI21〜25および可変カプラ31〜34を伝搬して、3dBカプラ42の入力端1から3dBカプラ42に入力され、3dBカプラ42を介してループ導波路41を右回り及び左回りに伝搬した後、3dBカプラ42を介してその入力端1に出力される。さらに、入力端1に出力された光信号は、MZI21〜25および可変カプラ31〜34をもう一度伝搬して入出力光導波路13の端部から出力されるようになっている。つまり、入力された光信号は多段接続したMZI21〜25および可変カプラ31〜34を2回通過して出力される。このように、PLC型可変分散補償器10は、導波路型ループミラー40を用いて同一の回路を2回通過させる(ダブルパス化する)ことで、可変分散量を増大(倍増)させるようになっている。
In the PLC type
次に、上記構成のPLC型可変分散補償器10の作製工程を、図4に基づいて説明する。
図4(A)乃至(C)はPLC型可変分散補償器の作製手順を示す工程図である。
Next, a manufacturing process of the PLC type
4A to 4C are process diagrams showing a procedure for manufacturing a PLC type tunable dispersion compensator.
まず、導波路型ループミラー40付きの多段MZI21〜25および可変カプラ31〜34を有するPLCチップ11Aを作製する(図4(A)参照)。
First, the
次に、PLC基板12のファイバ接続用端面側表面に補強用ガラス板19を接着固定した上で、この補強用ガラス板19のファイバ接続用端面を反射戻り光防止のために斜め8°に研磨する(図4(B)参照)。
Next, after the reinforcing
次に、サーキュレータ18を介してファイバアレイ20とPLCチップ11A間で調芯し、ファイバアレイ20を補強用ガラス板19のファイバ接続用端面に接着固定する(図4(C)参照)。
Next, alignment is performed between the
次に、図5を用いて従来構成のPLC型可変分散補償器(比較例)の作製工程を説明する。なお、ここで説明するPLC型可変分散補償器は、本実施形態と同様に5つのMZIをカスケード接続した5ステージMZIを用いたもので、かつ上記従来技術のような端面貼り付け型のミラーに1/4波長板を挿入する構成のものである。 Next, a manufacturing process of a conventional PLC type variable dispersion compensator (comparative example) will be described with reference to FIG. Note that the PLC type tunable dispersion compensator described here uses a 5-stage MZI in which five MZIs are cascade-connected in the same manner as in this embodiment, and is used as an end-face-attached type mirror as in the prior art. In this configuration, a quarter-wave plate is inserted.
まず、導波路型ループミラー40の無い、多段MZI21〜25および可変カプラ31〜34を有するPLCチップ70を作製する(図5(A)参照)。
First, the
次に、ガラス製等のブロック71の端面に反射ミラー72を作製する(図5(B)参照)。
Next, the
次に、PLCチップ70のファイバ接続用端面側表面及びミラー貼り付け用端面側表面に補強用ガラス板73、74を接着固定した上で、補強用ガラス板73のファイバ接続用端面を斜め8°に、補強用ガラス板74のミラー貼り付け用端面を垂直にそれぞれ研磨する(図5(C)参照)。
Next, after reinforcing
次に、ファイバ接続用端面に斜め端面を有するファイバアレイ75を、ミラー貼り付け用端面に垂直端面を有するファイバアレイ76をそれぞれ配して調芯し、斜め端面を有するファイバアレイ75のみを接着固定して、垂直端面を有するファイバアレイ76は取り除く(図5(D)参照)。
Next, a
次に、斜め端面を有するファイバアレイ75にサーキュレータ77を接続する(図5(E)参照)。
Next, a
次に、PLCチップ70のミラー貼り付け用端面に1/4波長板78を介して反射ミラー72を接着する(図5(F)参照)。
Next, the
図4,図5を比較すると、本実施形態に係るPLC型可変分散補償器10では、反射ミラーが不要であるため、端面研磨が片面で良く、従来構成では必要なミラー貼り付け用端面における垂直端面ファイバアレイの仮接続が不要になる、といった工程簡略化のメリットを有することがわかる。
4 and 5, the PLC type
次に、実際に作製した本実施形態に係るPLC型可変分散補償器10のスペクトルを図6(A)乃至(C)に示す。また、図7(A)乃至(C)に、比較として端面に1/4波長板及び反射ミラーを接着する構成を適用して作製したPLC型可変分散補償器(比較例)のスペクトルを示す。
Next, the spectrum of the PLC type
図6(A)は、+300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線100で、群遅延スペクトル(GD)を曲線101でそれぞれ示す。図6(B)は、ゼロ分散(0ps/nm)の分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線102で、群遅延スペクトル(GD)を曲線103でそれぞれ示す。図6(C)は、−300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線104で、群遅延スペクトル(GD)を曲線105でそれぞれ示す。
FIG. 6A shows the polarization average transmission loss as a
また、図7(A)は、+300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線200で、群遅延スペクトル(GD)を曲線201、偏波依存損失(PDL)を曲線202でそれぞれ示す。図7(B)は、ゼロ分散(0ps/nm)の分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線203で、群遅延スペクトル(GD)を曲線204で、偏波依存損失(PDL)を曲線205でそれぞれ示す。そして、図7(C)は、−300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線206で、群遅延スペクトル(GD)を曲線207で、偏波依存損失(PDL)を曲線208でそれぞれ示す。
FIG. 7A shows the polarization average transmission loss with the
まず、図6(A)乃至(C)でそれぞれ示す群遅延スペクトルより、通過帯域(約1545.35nm〜1545.55nm)内において群遅延の傾きが可変にできていることが確認でき、可変分散補償器として機能していることがわかる。更に、図6,図7の損失スペクトル(偏波平均透過損失のスペクトル)を比較すると、通過帯域において図6で示す本実施形態のPLC型可変分散補償器の方が図7で示す比較例よりも、損失(偏波平均透過損失)が0.55dB程度損失が低く、本実施形態のPLC型可変分散補償器の方が低損失に作製出来ていることがわかる。
つまり、比較例での反射部損失は約0.8dBである。これに対して,本実施形態の損失は、
(導波路型ループミラー40の伝搬損失=約0.1dB) + (3dBカプラ損失=約0.15dB)=計約0.25dBの損失で済む。
First, from the group delay spectra shown in FIGS. 6A to 6C, it can be confirmed that the slope of the group delay is variable in the passband (about 1545.35 nm to 1545.55 nm), and variable dispersion It can be seen that it functions as a compensator. Further, when comparing the loss spectrum (polarization average transmission loss spectrum) of FIG. 6 and FIG. 7, the PLC type tunable dispersion compensator of the present embodiment shown in FIG. 6 in the pass band is more than the comparative example shown in FIG. However, the loss (polarization average transmission loss) is as low as about 0.55 dB, and it can be seen that the PLC type tunable dispersion compensator of this embodiment can be fabricated with lower loss.
That is, the reflection part loss in the comparative example is about 0.8 dB. On the other hand, the loss of this embodiment is
(Propagation loss of
以上のように構成された第1実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○多段接続したMZI21〜25のうち、入射光が最後に伝搬する最終段のMZI25に、導波路型ループミラー40が接続されているので、入出力光導波路13の端部から入力された光信号は、多段接続したMZI21〜25を2回通過して出力される。このように、入力された光信号は、導波路型ループミラー40により同一の回路を2回通過するので、可変分散量を増大(倍増)させることができる。
According to 1st Embodiment comprised as mentioned above, there exist the following effects.
○ Of the
○上記技術のような端面貼り付け型ミラーによる反射では、ミラーによる散乱損失や貼り付け部分における放射損失により、反射部分において約0.8dBの損失が生じる。これに対して、導波路型ループミラー40を用いた本実施形態の構成では、3dBカプラ42による約0.15dBの損失、ループ導波路41部分における伝搬損失約0.1dBの計約0.25dBに抑えられるので、低損失化も実現可能である。
In the reflection by the end face-attached mirror as in the above technique, a loss of about 0.8 dB occurs in the reflection portion due to scattering loss by the mirror and radiation loss in the attachment portion. In contrast, in the configuration of the present embodiment using the waveguide
○可変分散量の増大を、低損失でかつ低コストで実現することができる。
(第2実施形態)
本発明の第2実施形態に係るPLC型可変分散補償器10を、図8に基づいて説明する。
このPLC型可変分散補償器10は、図8に示すように、全てのMZI21〜25の遅延線の中央部に、1/2波長板81〜85がそれぞれ挿入されている。各MZI21〜25の遅延線の中央部には、波長板挿入用のスリット91〜95がダイシングによって形成されている。1/2波長板81〜85は、スリット91〜95にそれぞれ挿入され、接着固定されている。
○ Increase in variable dispersion can be realized with low loss and low cost.
(Second Embodiment)
A PLC type
As shown in FIG. 8, the PLC type
次に、図8に示す第2実施形態に係るPLC型可変分散補償器10の作製工程を、図9に基づいて説明する。
図9(A)乃至(E)はPLC型可変分散補償器の作製手順を示す工程図である。
まず、導波路型ループミラー40付きの多段MZI21〜25および可変カプラ31〜34を有するPLCチップ11Aを作製する(図9(A)参照)。
次に、全てのMZI21〜25の遅延線の中央部に、波長板挿入用のスリット91〜95をダイシングによって形成する(図9(B)参照)。
次に、スリット91〜95に1/2波長板81〜85を挿入し、接着固定する(図9(C)参照)。
Next, a manufacturing process of the PLC type
9A to 9E are process diagrams showing a procedure for manufacturing a PLC type tunable dispersion compensator.
First, the
Next, slits 91 to 95 for inserting wave plates are formed by dicing at the center of the delay lines of all
Next, the half-
次に、PLC基板12のファイバ接続用端面側表面に補強用ガラス板19を接着固定した上で、この補強用ガラス板19のファイバ接続用端面を反射戻り光防止のために斜め8°に研磨する(図9(D)参照)。
次に、サーキュレータ18を介してファイバアレイ20とPLCチップ11A間で調芯し、ファイバアレイ20を補強用ガラス板19のファイバ接続用端面に接着固定する(図9(E)参照)。
Next, after the reinforcing
Next, alignment is performed between the
次に、実際に作製した第2実施形態に係るPLC型可変分散補償器10のスペクトルを図10(A)乃至(C)に示す。また、図7(A)乃至(C)に、比較として端面に1/4波長板及び反射ミラーを接着する構成を適用して作製したPLC型可変分散補償器(比較例)のスペクトルを示す。
Next, the spectrum of the PLC type
図10(A)は、+300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線300で、群遅延スペクトル(GD)を曲線301で、偏波依存損失(PDL)を曲線302でそれぞれ示す。図10(B)は、ゼロ分散(0ps/nm)の分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線303で、群遅延スペクトル(GD)を曲線304で、偏波依存損失(PDL)を曲線305でそれぞれ示す。そして、図10(C)は、−300ps/nmの分散量に設定時における、偏波平均透過損失を曲線306で、群遅延スペクトル(GD)を曲線307で、偏波依存損失(PDL)を曲線308でそれぞれ示す。
FIG. 10A shows a polarization average transmission loss with a
まず、図10(A)乃至(C)でそれぞれ示す群遅延スペクトルより、通過帯域(約1545.35nm〜1545.55nm)内において群遅延の傾きが可変にできていることが確認でき、可変分散補償器として機能していることがわかる。また、図10(A)乃至(C)でそれぞれ示すPDLスペクトルより、通過帯域において約0.5dB以下というほぼ偏波無依存な特性が得られていることがわかる。
図10(A)乃至(C)で示す本実施形態と図7(A)乃至(C)で示す比較例とを比較すると、次のことがわかる。
First, from the group delay spectra shown in FIGS. 10A to 10C, it can be confirmed that the slope of the group delay can be made variable in the pass band (about 1545.35 nm to 1545.55 nm). It can be seen that it functions as a compensator. In addition, it can be seen from the PDL spectra shown in FIGS. 10A to 10C that a substantially polarization-independent characteristic of about 0.5 dB or less is obtained in the passband.
When the present embodiment shown in FIGS. 10A to 10C is compared with the comparative example shown in FIGS. 7A to 7C, the following can be understood.
本実施形態では、比較例よりも損失は約0.95dB増大するが,帯域内の最大PDLは、比較例の約0.75dBから、約0.3dBへと約0.35dB改善している。
損失については,比較例での反射部損失は約0.8dBである。
これに対して、本実施形態では、(ループミラー部の伝搬損失=約0.1dB) + (3dBカプラ損失=約0.15dB) + (波長板スリット損失=約0.15dB×5段×2(往復)=1.5dB)
=計約1.75dB
の損失が発生する。
In this embodiment, the loss increases by about 0.95 dB compared to the comparative example, but the maximum PDL in the band is improved by about 0.35 dB from about 0.75 dB of the comparative example to about 0.3 dB.
Regarding the loss, the reflection part loss in the comparative example is about 0.8 dB.
On the other hand, in this embodiment, (the propagation loss of the loop mirror portion = about 0.1 dB) + (3 dB coupler loss = about 0.15 dB) + (wavelength plate slit loss = about 0.15 dB × 5 stages × 2 (round trip) = 1.5dB)
= Total approx. 1.75dB
Loss.
PDLについては,従来は端面のみで偏波入れ替えを行っている。これに対し,本実施形態に係るPLC型可変分散補償器10では、全てのMZI21〜25の遅延線部に挿入した1/2波長板81〜85でそれぞれ偏波入れ替えを行っているため,より確実に偏波補償が出来ている。
このような構成を有する第2実施形態によれば、上記第1実施形態の奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
For PDL, polarization switching is conventionally performed only at the end face. On the other hand, in the PLC type
According to 2nd Embodiment which has such a structure, in addition to the effect which the said 1st Embodiment show | plays, there exist the following effects.
○全てのMZI21〜25の遅延線の中央部に挿入した1/2波長板81〜85で偏波入れ替え(TE偏波光とTM偏波光の入れ替え)を行っているため,偏波依存性を低減することができ、確実な偏波補償が可能になる。
(第3実施形態)
本発明の第3実施形態に係るPLC型可変分散補償器10を、図11に基づいて説明する。
○ Because polarization switching is performed with the half-wave plates 81-85 inserted in the center of the delay lines of all MZIs 21-25 (switching between TE polarized light and TM polarized light), polarization dependency is reduced. Thus, reliable polarization compensation is possible.
(Third embodiment)
A PLC type
このPLC型可変分散補償器10は、図11に示すように、平面光波回路11上の多段接続した複数のマッハツェンダー干渉計(PLC型MZI)21〜25と、各マッハツェンダー干渉計間に接続された可変カプラ31〜34とを備え、各可変カプラの結合率を変化させて分散可変特性を得るようになっている。第2実施形態に係るPLC型可変分散補償器10は、上記第1実施形態に係るPLC型可変分散補償器10とほぼ同一の構成であるが、可変カプラ31,32,33,34を構成するMZIの位相差を0としている。また、上記第1実施形態の可変カプラ31,32,33,34を構成する各MZIは位相差がπであるため、所期状態におけるカプラ結合率は0%となる。これに対し、第3実施形態の可変カプラ31,32,33,34を構成する各MZIは位相差が0であるため、所期状態におけるカプラ結合率は100%となる。そのため、第3実施形態に係るPLC型可変分散補償器10では、所期状態における光の伝搬状態を上記第1実施形態と同一にするために、MZI21,MZI22,MZI23, MZI24,およびMZI25のそれぞれ長い方の遅延線が伝搬方向に対して同一方向(図11の上方)に配置している。
As shown in FIG. 11, the PLC type
第3実施形態によれば、上記第1実施形態と同様の上記作用効果を奏する。
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
According to 3rd Embodiment, there exists the said effect similar to the said 1st Embodiment.
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
・上記第各実施形態では、平面光波回路11上の多段接続したマッハツェンダー干渉計として、5つのPLC型MZI21〜25をカスケード接続した5ステージMZIを用いたPLC型可変分散補償器10について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、3つのPLC型MZIをカスケード接続した3ステージMZIを用いたPLC型可変分散補償器にも、本発明は適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the PLC-type
・本発明は、平面光波回路上の多段接続したマッハツェンダー干渉計と、各マッハツェンダー干渉計間に接続された可変カプラとを備え、可変カプラの結合率を変化させて分散可変特性を得るPLC型可変分散補償器(PLC型TDC)に広く適用可能である。 The present invention includes a multistage-connected Mach-Zehnder interferometer on a planar lightwave circuit, and a variable coupler connected between the Mach-Zehnder interferometers, and a PLC that obtains dispersion variable characteristics by changing the coupling ratio of the variable coupler This is widely applicable to a type variable dispersion compensator (PLC type TDC).
・上記第2実施形態では、図8に示すように、全てのMZI21〜25の遅延線の中央部に、1/2波長板81〜85がそれぞれ挿入されているが、本発明はこれに限定されない。複数のMZIの少なくとも一つの遅延線の中央部に1/2波長板が挿入されている構成のPLC型可変分散補償器にも本発明は適用可能である。例えば、上記第2実施形態において、MZI21〜25の中央にあるMZI23の遅延線の中央部にのみ、1/2波長板を挿入したPLC型可変分散補償器にも本発明は適用可能である。
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the half-
・上記第2実施形態において、全てのMZI21〜25の遅延線の中央部に、1/2波長板81〜85をそれぞれ挿入せずに、導波路型ループミラー40のループ導波路41の中央部に1/2波長板を挿入して偏波依存性を低減するという構成も考えられる。
In the second embodiment, the central portion of the
10:PLC型可変分散補償器
11:平面光波回路(PLC)
11A:PLCチップ
12:PLC基板
13,14:入出力光導波路
15,16:Y分岐導波路
17:単一モードファイバ
18:サーキュレータ
21〜25:マッハツェンダー干渉計(PLC型MZI )
31〜34:可変カプラ
40:導波路型ループミラー
41:ループ導波路
42:3dBカプラ
1:3dBカプラの入力端
81〜85:1/2波長板
91〜95:スリット
10: PLC type variable dispersion compensator 11: Planar lightwave circuit (PLC)
11A: PLC chip 12:
31-34: Variable coupler 40: Waveguide type loop mirror 41: Loop waveguide 42: 3dB coupler 1: Input terminal of 3dB coupler 81-85: 1/2 wavelength plate 91-95: Slit
Claims (7)
前記複数のマッハツェンダー干渉計のうち、入射光が最後に伝搬する最終段のマッハツェンダー干渉計に接続された導波路型ループミラーを備えることを特徴とするPLC型可変分散補償器。 PLC-type variable dispersion that has a plurality of Mach-Zehnder interferometers connected in multiple stages on a planar lightwave circuit and a variable coupler connected between each Mach-Zehnder interferometer, and obtains variable dispersion characteristics by changing the coupling ratio of the variable couplers In the compensator,
A PLC type variable dispersion compensator comprising a waveguide loop mirror connected to a final stage Mach-Zehnder interferometer in which incident light propagates last among the plurality of Mach-Zehnder interferometers.
前記3dBカプラの2つの入力端のうち、ループ導波路を一方向に伝搬する光に対してクロス経路となる一方の入力端が前記最終段のマッハツェンダー干渉計に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のPLC型可変分散補償器。 The waveguide loop mirror has a 2-input × 2-output 3 dB coupler and a loop waveguide in which two output ends of the 3 dB coupler are connected in a loop shape,
One of the two input ends of the 3 dB coupler is connected to the Mach-Zehnder interferometer at the final stage, and one input end serving as a cross path for light propagating in one direction through the loop waveguide is connected. The PLC type variable dispersion compensator according to claim 1.
前記複数のマッハツェンダー干渉計の少なくとも一つの前記遅延線の中央部に、1/2波長板が挿入されていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一つに記載のPLC型可変分散補償器。 The plurality of Mach-Zehnder interferometers each have two delay lines having a predetermined optical path length difference,
The PLC type variable according to any one of claims 1 to 5, wherein a half-wave plate is inserted in a central portion of at least one of the delay lines of the plurality of Mach-Zehnder interferometers. Dispersion compensator.
前記複数のマッハツェンダー干渉計全ての前記遅延線の中央部に、1/2波長板がそれぞれ挿入されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一つに記載のPLC型可変分散補償器。 The plurality of Mach-Zehnder interferometers each have two delay lines having a predetermined optical path length difference,
The PLC type variable dispersion according to any one of claims 1 to 6, wherein a half-wave plate is inserted in a central portion of the delay line of all of the plurality of Mach-Zehnder interferometers. Compensator.
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