JP2013178289A - Acousto-optical filter device - Google Patents
Acousto-optical filter device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013178289A JP2013178289A JP2010152789A JP2010152789A JP2013178289A JP 2013178289 A JP2013178289 A JP 2013178289A JP 2010152789 A JP2010152789 A JP 2010152789A JP 2010152789 A JP2010152789 A JP 2010152789A JP 2013178289 A JP2013178289 A JP 2013178289A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- output port
- acousto
- optical waveguide
- filter device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/116—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves using an optically anisotropic medium, wherein the incident and the diffracted light waves have different polarizations, e.g. acousto-optic tunable filter [AOTF]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
Abstract
Description
本発明は、入射光中の所定の波長の光を選択的に出力する音響光学フィルタ装置に関し、より詳細には、光反射体により光を反射させる、いわゆる折り返し導波路を用いた音響光学フィルタ装置に関する。 The present invention relates to an acousto-optic filter device that selectively outputs light of a predetermined wavelength in incident light, and more specifically, an acousto-optic filter device using a so-called folded waveguide that reflects light by a light reflector. About.
各種光通信デバイスや光スペクトルラムアナライザーにおいて、ある波長の光のみを選択的に透過させる音響光学フィルタ装置が用いられている。この音響光学フィルタ装置として、光導波路に弾性表面波素子部を構成したものが知られている。このような構成の音響光学フィルタでは、弾性表面波により導波路を伝搬する光のモードを変換している。ここで、フィルタの性能として波長選択性を高めるには、このモード変換を起こさせる領域の長さ、すなわち弾性表面波と光導波路を伝搬している光とが相互作用している相互作用領域の長さを長くすればよい。 In various optical communication devices and optical spectrum analyzers, acousto-optic filter devices that selectively transmit only light of a certain wavelength are used. As this acousto-optic filter device, an optical waveguide having a surface acoustic wave element portion is known. In the acousto-optic filter having such a configuration, the mode of light propagating through the waveguide is converted by a surface acoustic wave. Here, in order to improve the wavelength selectivity as the performance of the filter, the length of the region causing the mode conversion, that is, the interaction region where the surface acoustic wave interacts with the light propagating through the optical waveguide. What is necessary is just to lengthen length.
下記の特許文献1には、図12に示す音響光学フィルタ装置が開示されている。音響光学フィルタ装置1001では、基板1002上に、5個の音響光学フィルタ部1003〜1007が構成されている。音響光学フィルタ部1003を例にとると、音響光学フィルタ部1003では、光導波路において、入力側と出力側とに、それぞれ偏波分離部1003a,1003bが設けられている。偏波分離部1003a,1003b間に、IDT1003c及び薄膜1005が形成されている。IDT1003cにより励振された弾性表面波が、光導波路を伝搬する光と相互作用し、導波されている光のモードが変換される。薄膜1003dは、このモード変換を促進するために設けられている。
In the following
音響光学フィルタ装置1001では、基板1002の端面1002a,1002bに、反射膜1008〜1010が設けられている。それによって、3個の音響光学フィルタ素子1003〜1005及び3個の音響光学フィルタ素子1005〜1007がそれぞれ直列に接続されている。従って、光路長が長くされており、それによって、サイドローブ比を高め、波長選択性を高めることができるとされている。
In the acousto-
しかしながら、音響光学フィルタ装置1001では、反射膜1008〜1010において、光信号が反射された後、反射される前の光信号が通過している音響光学フィルタ部とは異なる音響光学フィルタ部を光信号が通過する。従って、音響光学フィルタ部1003〜1005間及び音響光学フィルタ部1005〜1007間のばらつきにより、結果的にフィルタ特性がばらつくという問題があった。
However, in the acousto-
加えて、複数の音響光学フィルタ部1003〜1007を基板1002上に構成しているため、音響光学フィルタ装置1001が大型になるという問題がある。
In addition, since the plurality of
加えて、光導波路の折り返し部分の加工精度が高いことが要求されるので、基板1002に構成する光導波路の設計や製造が困難であるという問題もあった。
In addition, since the processing accuracy of the folded portion of the optical waveguide is required, there is a problem that it is difficult to design and manufacture the optical waveguide configured on the
本発明の目的は、波長選択性を効果的に高めることができ、フィルタ装置の特性のばらつきを低減でき、さらに小型化を図ることが可能である、音響光学フィルタ装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an acousto-optic filter device that can effectively enhance wavelength selectivity, reduce variations in characteristics of the filter device, and can be further miniaturized.
本発明に係る音響光学フィルタ装置は、対向し合う第1,第2の端面を有し、かつ第1の端面に形成された入出力ポートと、第2の端面に形成されたThr光出力ポート及びDrop光出力ポートとを有し、表面に光導波路が形成されている基板と、前記基板上に形成されており、前記光導波路を伝搬する光のモードを変換させるために設けられたインターデジタルトランスデューサと、前記入出力ポートと前記インターデジタルトランスデューサとの間の光導波路に設けられた第1の偏波分離部と、前記インターデジタルトランスデューサと前記Thr光出力ポート及びDrop光出力ポートとの間において前記光導波路に設けられている第2の偏波分離部とを備える。 The acousto-optic filter device according to the present invention has first and second end faces facing each other, an input / output port formed on the first end face, and a Thr light output port formed on the second end face. And a drop light output port, a substrate having an optical waveguide formed on the surface thereof, and an interdigital formed on the substrate for converting a mode of light propagating through the optical waveguide Between the transducer, the first polarization separation unit provided in the optical waveguide between the input / output port and the interdigital transducer, and between the interdigital transducer and the Thr light output port and Drop light output port A second polarization separation unit provided in the optical waveguide.
前記光導波路が、前記入出力ポートと、前記第1の偏波分離部とを結ぶ入出力光導波路部と、前記第1の偏波分離部と、前記第2の偏波分離部とを結んでおり、シングルモードの光が伝送される第1,第2の光導波路部と、前記第2の偏波分離部と、前記Drop光出力ポートとを結ぶDrop光導波路部と、前記第2の偏波分離部と前記Thr光出力ポートとを結ぶThr光導波路部とを有する。前記第1,第2の光導波路部が、前記インターデジタルトランスデューサにより励振される弾性表面波と第1,第2の光導波路部を伝搬する光とが相互作用する相互作用領域を有する。また、前記Drop光導波路部または前記Thr光導波路部に導かれた光を反射するように、光反射体が設けられている。 The optical waveguide connects the input / output optical waveguide section connecting the input / output port and the first polarization separation section, the first polarization separation section, and the second polarization separation section. And a drop optical waveguide section connecting the first and second optical waveguide sections through which single mode light is transmitted, the second polarization separation section, and the drop light output port, and the second optical waveguide section. A Thr optical waveguide section connecting the polarization separation section and the Thr optical output port; The first and second optical waveguide portions have interaction regions where surface acoustic waves excited by the interdigital transducer interact with light propagating through the first and second optical waveguide portions. In addition, a light reflector is provided so as to reflect the light guided to the Drop optical waveguide portion or the Thr optical waveguide portion.
本発明に係る音響光学フィルタ装置は、さらに、入力光が入力される第1のポートと、入力光を出力し、かつ出力光が与えられる第2のポートと、前記第2のポートから入力された出力光を出力する第3のポートとを有し、前記第2のポートが、前記音響光学フィルタ素子の前記入出力ポートに接続されている光路制御素子と、前記光路制御素子の第2のポートと前記音響光学フィルタ素子の入出力ポートとを接続している導波路部材とを備えている。 The acousto-optic filter device according to the present invention is further input from the first port to which input light is input, the second port that outputs input light and is given output light, and the second port. A third port for outputting the output light, wherein the second port is connected to the input / output port of the acoustooptic filter element, and a second port of the optical path control element A waveguide member connecting the port and the input / output port of the acousto-optic filter element.
本発明に係る音響光学フィルタ装置のある特定の局面では、前記基板の前記第2の端面において前記Drop光出力ポートまたはThr光出力ポートが形成されている端面部分に前記光反射体が形成されている。この場合には、音響光学フィルタ装置の小型化を図ることができる。 In a specific aspect of the acousto-optic filter device according to the present invention, the light reflector is formed on an end surface portion where the Drop light output port or the Thr light output port is formed on the second end surface of the substrate. Yes. In this case, the acousto-optic filter device can be downsized.
本発明に係る音響光学フィルタ装置の他の特定の局面では、前記基板の前記Drop光出力ポートまたはThr光出力ポートが形成されている前記基板の端面部分が、該Drop光出力ポートに導波されてくる光の進行方向に対して直交している。この場合には、光反射体による光の反射効率を高めることができ、音響光学フィルタ装置のフィルタ特性をより一層高めることができる。 In another specific aspect of the acousto-optic filter device according to the present invention, an end surface portion of the substrate on which the Drop light output port or Thr light output port of the substrate is formed is guided to the Drop light output port. It is orthogonal to the traveling direction of the incoming light. In this case, the light reflection efficiency by the light reflector can be increased, and the filter characteristics of the acousto-optic filter device can be further enhanced.
本発明においては、上記光反射体は、適宜の光反射性材料により形成することができる。好ましくは、金属からなる反射膜が用いられる。その場合には、音響光学フィルタ装置の基板の端面に金属膜を形成するだけで、容易にかつ高精度に反射膜を形成することができる。上記光反射体は、複数の膜を積層してなる積層膜からなるものであってもよい。積層膜の場合、構成膜を適宜選択することにより、音響光学フィルタ装置の帯域特性に応じて、好適な光反射体を容易に形成することができる。 In the present invention, the light reflector can be formed of an appropriate light reflective material. Preferably, a reflective film made of metal is used. In that case, the reflective film can be formed easily and with high accuracy simply by forming a metal film on the end face of the substrate of the acousto-optic filter device. The light reflector may be a laminated film formed by laminating a plurality of films. In the case of the laminated film, a suitable light reflector can be easily formed according to the band characteristics of the acoustooptic filter device by appropriately selecting the constituent films.
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記光反射体が、前記Drop光導波路部またはThr光導波路部に形成されている。この場合には、光反射体が基板内に構成されるので、音響光学フィルタ装置のさらなる小型化を図ることができる。 In still another specific aspect of the acoustooptic filter device according to the present invention, the light reflector is formed in the Drop optical waveguide portion or the Thr optical waveguide portion. In this case, since the light reflector is formed in the substrate, the acousto-optic filter device can be further reduced in size.
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記光反射体が、前記基板外に設けられた光反射体であり、該光反射体と前記基板の前記Drop光出力ポートまたはThr光出力ポートを接続する光ファイバーがさらに備えられている。このように、光反射体は、基板外に設けられていてもよい。 In still another specific aspect of the acousto-optic filter device according to the present invention, the light reflector is a light reflector provided outside the substrate, and the Drop light output port of the light reflector and the substrate or An optical fiber connecting the Thr light output port is further provided. Thus, the light reflector may be provided outside the substrate.
また、本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記Thr光出力ポートにまたはDrop光出力ポートおける反射戻り光を抑制するための反射戻り光抑制手段がさらに備えられている。この場合には、反射戻り光を十分に抑制することができるので、音響光学フィルタ装置のフィルタ特性をより一層高めることができる。 In still another specific aspect of the acousto-optic filter device according to the present invention, a reflected return light suppressing means for suppressing reflected return light at the Thr light output port or at the Drop light output port is further provided. . In this case, since the reflected return light can be sufficiently suppressed, the filter characteristics of the acousto-optic filter device can be further enhanced.
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記インターデジタルトランスデューサ、前記第1及び第2の偏波分離部並びに前記光導波路を有する構成を音響光学フィルタ素子部としたときに、前記基板の第1の端面に形成されている入出力ポートと、該音響光学フィルタ素子部との間に、少なくとも1つの第2の音響光学フィルタ素子部が、前段の音響光学フィルタ素子部のDrop光出力ポートまたはThr光出力ポートと、次段の入出力ポートとを接続するようにして直列に接続されている。 In still another specific aspect of the acoustooptic filter device according to the present invention, when the configuration having the interdigital transducer, the first and second polarization separation units, and the optical waveguide is an acoustooptic filter element unit. The at least one second acoustooptic filter element unit is provided between the input / output port formed on the first end surface of the substrate and the acoustooptic filter element unit, and the acoustooptic filter element unit of the previous stage. The Drop light output port or Thr light output port and the input / output port of the next stage are connected in series.
本発明に係る音響光学フィルタ装置では、入出力ポートから導波された光が、第1,第2の光導波路部の相互作用領域においてモード変換されるが、光反射体により反射された後の光もまた、上記相互作用領域においてモード変換される。従って、基板を大型化することなく、フィルタ特性を改善することができ、すなわち音響光学フィルタ装置の波長選択性を効果的に高めることができる。 In the acousto-optic filter device according to the present invention, the light guided from the input / output port is mode-converted in the interaction region of the first and second optical waveguide portions, but after being reflected by the light reflector. Light is also mode converted in the interaction region. Therefore, the filter characteristics can be improved without increasing the size of the substrate, that is, the wavelength selectivity of the acousto-optic filter device can be effectively increased.
しかも、上記のように、Drop光またはThr光を光反射体により反射させ、反射されてきた光を、再度第1,第2の光導波路部の相互作用領域においてモード変換し、入出力ポートから光路制御素子に導き出力する。よって、光反射体に至る前及び光反射体で反射された後に、同じ相互作用領域を通過することとなる。従って、フィルタ特性のばらつきも生じ難い。 In addition, as described above, the Drop light or Thr light is reflected by the light reflector, and the reflected light is mode-converted again in the interaction region of the first and second optical waveguide portions, and is output from the input / output port. Guide to the optical path control element and output. Therefore, the light passes through the same interaction region before reaching the light reflector and after being reflected by the light reflector. Accordingly, variations in filter characteristics hardly occur.
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。 Hereinafter, the present invention will be clarified by describing specific embodiments of the present invention with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。 FIG. 1 is a schematic plan view of an acousto-optic filter device according to a first embodiment of the present invention.
音響光学フィルタ装置1は、音響光学フィルタ素子2を有する。音響光学フィルタ素子2に、光導波部材としての光ファイバー3を介して、光路制御素子として、サーキュレータ4が接続されている。サーキュレータ4は、第1〜第3のポートA〜Cを有する。第1のポートAから入力された光が、第2のポートBから出力され、第2のポートBから入力された光は、第3のポートCから出力される。このようなサーキュレータ4としては、公知のサーキュレータを適宜用いることができる。光路制御素子としては、光カプラを用いてもよい。
The
音響光学フィルタ素子2は、基板2Aを有する。基板2Aは、圧電基板からなり、本実施形態では、X伝搬YカットのLiNbO3からなる。もっとも、基板2Aは、他の圧電体により形成されてもよい。
The acousto-
基板2A上には、Tiを熱拡散させることにより、光導波路6が形成されている。
An
基板2Aの第1の端面2aに、入出力ポート7が設けられている。また、第1の端面2aには、入出力ポート7と離れた位置に、ポート8が設けられている。また、第1の端面2aとは反対側の第2の端面2bに、Thr光出力ポート9及びDrop光出力ポート10が設けられている。光導波路6は、これらのポートを接続するように設けられている。
An input /
基板2A上には、弾性表面波を励振させるためのIDT電極11が設けられている。IDT電極11は、Alなどの適宜の金属もしくは合金からなる。IDT電極11に、弾性表面波を励振させるための高周波電圧印加装置12が接続される。
An
基板2A上においては、入出力ポート7とIDT電極11との間に、第1のPBS13が設けられている。PBSとは、偏波分離部を意味する。このような偏波分離部は、公知の偏波分離素子の構造に従って構成されている。また、IDT電極11を挟んで、第1のPBSとは反対側に、第2のPBS14が設けられている。IDT電極11と第1のPBS13との間の破線D,Eで囲まれている領域が、後述する相互作用領域Xである。
On the
光導波路の形態を、より具体的に説明する。入出力ポート7と、第1のPBS13とを結ぶように、入出力導波路部15が設けられている。また、ポート8と、第1のPBS13とを結ぶように、導波路部16が設けられている。第1のPBS13と、第2のPBS14とを結ぶように、第1,第2の光導波路部17,18が設けられている。第1,第2の光導波路部17,18は、シングルモードの光を伝搬する導波路である。また、相互作用領域Xは、第1,第2の光導波路部17,18が設けられている部分の一部に設けられている。ここでは、図1の破線DとEとの間の領域が相互作用領域Xである。相互作用領域Xでは、IDT電極11で励振された弾性表面波と、第1,第2の光導波路部17,18を伝搬する光とが相互作用し、伝搬する光のモードが変換される。
The form of the optical waveguide will be described more specifically. An input /
第2のPBS14と、Thr光出力ポート9とを接続するように、Thr光出力導波路19が設けられている。第2のPBS14と、Drop光出力ポート10とを結ぶように、Drop光導波路20が接続されている。上記Drop光出力ポート10が設けられている端面部分において、第2の端面2bに光反射体21が設けられている。Drop光導波路20からDrop光出力ポート10に導かれてきた光が、光反射体21で反射され、再度、Drop光導波路20を伝搬し、第2のPBS14に至る。従って、Drop光出力ポート10は、必ずしも光を外部に出力する部分ではないが、便宜上、Drop光出力ポートとする。
A Thr
上記PBS13,14は、膜厚90nmのTi膜を形成した後、1040℃の温度で8時間程度加熱し、Tiを拡散することにより形成することができる。
The
上記光反射体21は、本実施形態では、A1からなる金属膜により形成されている。もっとも、光反射体21を構成する金属膜は、特に限定されず、Al、Ag、Au、Mo、Cr、Ti、Ta、CuもしくはNiまたはこれらの合金を適宜用いることができる。また、光反射体21は、積層膜により形成されてもよい。光反射体21による光の反射率は、波長依存性を有する。従って、光反射体21を金属膜や積層膜により形成する場合、反射すべき光の波長に合せ適宜の材料を選択すればよい。それによって、損失を低減することができる。
In the present embodiment, the
好ましくは、第2の端面2bにおいて、光反射体21を構成している金属膜が形成されている端面部分は、Drop光導波路20を伝搬する光の方向に対して垂直な方向であることが望ましい。それによって、反射効率を高め、損失を低減することができる。
Preferably, on the second end surface 2b, the end surface portion on which the metal film constituting the
なお、入出力ポート7に光ファイバー3を接続している部分においては、光ファイバー保持部材22が設けられている。光ファイバー保持部材22は、例えば、合成樹脂またはガラスなどからなり、光ファイバー3の入出力ポート7への結合を確実とするために設けられている。光ファイバー保持部材22は、必ずしも設けられずともよい。
An optical
次に、音響光学フィルタ装置1の動作を説明する。先ず、矢印Gで示すように入力光をサーキュレータ4のポートAに与えると、サーキュレータ4のポートから入力光が光ファイバー3に導かれる。光ファイバー3を介して、上記入力光が、音響光学フィルタ素子2の入出力ポート7に与えられる。
Next, the operation of the acousto-
入出力ポート7から、入出力導波路部15に、TEモード及びTMモードを有する入力光が導かれる。TEモードの光は、第1のPBS13を直進するため、第2の光導波路部18に導かれる。他方、TMモードは、第1のPBS13から第1の光導波路部17に至る。
Input light having a TE mode and a TM mode is guided from the input /
第1の光導波路部17では、TMモードの光が、図示の矢印方向に沿って伝搬するが、相互作用領域Xにおいて、弾性表面波と相互作用し、TEモードに変換される。
In the first
同様に、第2の光導波路部18においては、伝搬しているTEモードが弾性表面波と相互作用領域Xで相互作用し、TMモードに変換される。従って、第1の光導波路部17から、第2のPBS14に、TEモードの光が与えられ、TEモードの光は直進するため、Drop光導波路20に導かれる。第2の光導波路部18を伝搬してきたTMモードの光は、第2のPBS14から、Drop光導波路20に導かれる。従って、Drop光導波路20において、TEモード+TMモードの光がDrop光出力ポート10に向かって進行する。そして、TEモード+TMモードの光が、光反射体21で反射され、再度Drop光導波路20を入出力ポート7側に向かって伝搬する。
Similarly, in the second
反射されたTEモード+TMモードの光が、第2のPBS14に至ると、TEモードは直進するため、TEモードの光は、第1の光導波路部17に導かれる。第1の光導波路部17では、反射してきたTEモードの光が、相互作用領域Xで再度モード変換され、TMモードとなる。この再度変換されてTMモードとなった光は、第1のPBS13を介して、入出力導波路部15に導かれる。
When the reflected TE mode + TM mode light reaches the
他方、反射してきたTEモード+TMモードの光の内、TMモードは、第2のPBS14を介して、第2の光導波路部18に導かれる。従って、反射してきたTMモードが、相互作用領域Xで再度モード変換され、TEモードとなる。このTEモードの光が、第1のPBS13に与えられるが、該TEモードの光は直進するため、入出力導波路部15に導かれる。このようにして、2回のモード変換を経て、変調されたTEモード+TMモードの光が、入出力ポート7を介して、光ファイバー3に与えられる。この光は、光ファイバー3を介してサーキュレータ4のポートBに与えられると、サーキュレータ4のポートCから出力されることとなる。
On the other hand, of the reflected TE mode + TM mode light, the TM mode is guided to the second
上記のように、本実施形態の音響光学フィルタ装置1によれば、入出力ポート7から導かれた光が、相互作用領域Xにおいて、2度変調されることになる。言い換えれば、音響光学フィルタ装置1では、相互作用領域Xを有する1段の音響光学フィルタを2段直列接続した構造に相当する。従って、音響光学フィルタ装置1のフィルタ特性におけるサイドローブ比及び消光比を高めることができる。また、1つの相互作用領域Xを2度利用するため、相互作用長が2倍となっている。従って、通過帯域を狭くすることができ、波長選択性を効果的に高めることができる。
As described above, according to the acousto-
加えて、特許文献1に記載の音響光学フィルタ装置1001では、反射前の音響光学フィルタ部と、反射後の光が通過する音響光学フィルタ部が異なっていた。そのため、音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性が問題となっていた。
In addition, in the
これに対して、本実施形態の音響光学フィルタ装置1では、光反射体21により反射される前の光導波路を、反射後の光も通過するため、このような音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性も生じない。
On the other hand, in the acousto-
さらに、基板2A上に、1つの相互作用領域Xを有する音響光学フィルタ部分を設けるだけでよいため、コストを低減することができ、さらに小型化を図ることができる。 Furthermore, since it is only necessary to provide an acousto-optic filter portion having one interaction region X on the substrate 2A, the cost can be reduced and further miniaturization can be achieved.
図2は、本発明の第2の実施形態に係る音響光学フィルタ装置31を示す模式的平面図である。第2の実施形態の音響光学フィルタ装置31は、第1の実施形態の音響光学フィルタ装置1の光反射体21に代えて、グレーティング反射器32を基板2A内に設けたことを除いては、第1の実施形態と同様とされている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、第1の実施形態の説明を援用することとする。
FIG. 2 is a schematic plan view showing an acousto-
第2の実施形態の音響光学フィルタ装置31では、基板2Aにおいて、第2のPBS14と、Drop光出力ポート10とを結んでいるDrop光導波路20において、屈折率が光路長に沿って変化するグレーティング反射器32が設けられている。従って、第1の実施形態と同様に、Drop光導波路20を伝搬してきたTEモード+TMモードの光が、グレーティング反射器32で反射され、再度第2のPBS14側に至ることとなる。
In the acousto-
従って、第2の実施形態においても、第1の実施形態同様に、反射前の光と反射後の光がともに、相互作用領域Xを通過し変調されることとなる。よって、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、グレーティング反射器32を基板2A内に設ければよいため、音響光学フィルタ素子2の小型化を図ることができる。
Therefore, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, both the light before reflection and the light after reflection pass through the interaction region X and are modulated. Therefore, the same effect as the first embodiment can be obtained. Further, since the
図3は、本発明の第3の実施形態に係る音響光学フィルタ装置41を示す模式的平面図である。 FIG. 3 is a schematic plan view showing an acousto-optic filter device 41 according to the third embodiment of the present invention.
第3の実施形態の音響光学フィルタ装置41では、第1の実施形態における光反射体21が、基板2Aの外部に設けられている。そして、Drop光出力ポート10と、光反射体21とが、導波部材としての光ファイバー42により接続されている。このように、光反射体21は、基板2Aの外部に設けられていてもよい。その場合においても、第1の実施形態と同様に、伝搬してきたTEモード+TMモードの光を、光反射体21で反射させ、再度Drop光導波路20に導くことができる。従って、第3の実施形態の音響光学フィルタ装置41においても、第1の実施形態の音響光学フィルタ装置1と同様の効果を得ることができる。
In the acousto-optic filter device 41 of the third embodiment, the
加えて、本実施形態では、光ファイバー42を用い、光反射体21を接続するものであるため、光反射体21を基板2Aに対して任意の位置に容易に設けることができる。
In addition, in this embodiment, since the
図4は、本発明の第4の実施形態に係る音響光学フィルタ装置43の模式的平面図である。本実施形態では、基板2Aの第2の端面2bが、傾斜面部2cと、垂直方向端面部2dとを有する。傾斜面部2cは、Thr光出力導波路19が延びる方向と、直交する方向に対して傾けられている。すなわち、傾斜面部2cは平面部であるが、その法線と、傾斜面部2cに至っているThr光出力導波路19とのなす角度αが、0より大きい値とされている。このαは、好ましくは、Thr光出力導波路19から傾斜面部2cに至った光が反射された場合の反射光が、再度Thr光出力導波路19に戻らないような角度とされる。従って、αは、8度程度以上であることが望ましい。
FIG. 4 is a schematic plan view of an acousto-
なお、垂直方向端面部2dは、Drop光導波路20が第2の端面2bに至っている部分の延びる方向と垂直な方向とされている。従って、本実施形態においても、第1の実施形態の音響光学フィルタ装置1と同様の効果を得ることができる。しかも、Thr光については、傾斜面部2cで反射されたとしても、再度Thr光出力導波路19に進入しないため、Thr光によるノイズを低減することができる。
The vertical end surface portion 2d is set to a direction perpendicular to the extending direction of the portion where the Drop
なお、本実施形態では、上記傾斜面部2cを設けて、Thr光によるノイズを低減していたが、他の構造を用いてもよい。すなわち、反射戻り光を抑制するための反射戻り光抑制手段としては、例えば、Thr光出力導波路19において、光が回折、散乱または吸収するような構造を設けてもよい。また、Thr光出力ポート9に、あるいはThr光出力導波路19に、光減衰器を設けてもよい。
In the present embodiment, the inclined surface portion 2c is provided to reduce the noise due to the Thr light. However, other structures may be used. That is, as the reflected return light suppressing means for suppressing the reflected return light, for example, a structure in which light is diffracted, scattered or absorbed in the Thr
さらに、Thr光出力ポート9に、光ファイバーを介して、光減衰器を接続してもよい。この場合には、基板2Aと光ファイバーとの境界における反射光の戻りが生じないように、傾斜面部2cを設けることが望ましい。
Further, an optical attenuator may be connected to the Thr
図5は、本発明の第5の実施形態に係る音響光学フィルタ装置を示す模式的平面図である。 FIG. 5 is a schematic plan view showing an acousto-optic filter device according to a fifth embodiment of the present invention.
上記第1〜第4の実施形態では、Drop光を用いた音響光学フィルタ装置につき説明したが、本発明の音響光学フィルタ装置では、Thr光を用いてもよい。図5〜図8は、Thr光を用いた第5〜第8の実施形態に係る各音響光学フィルタ装置の模式的平面図である。 In the first to fourth embodiments, the acousto-optic filter device using Drop light has been described. However, in the acousto-optic filter device of the present invention, Thr light may be used. 5 to 8 are schematic plan views of the acousto-optic filter devices according to the fifth to eighth embodiments using Thr light.
図5に示すように、第5の音響光学フィルタ装置51は、光反射体21を、Thr光出力ポート9が露出している部分において、第2の端面2bに設けられている。他方、Drop光導波路20が第2の端面2bに至っている部分には、光反射体21は設けられていない。その他の構成は第5の実施形態は、第1の実施形態と同様である。
As shown in FIG. 5, in the fifth acoustooptic filter device 51, the
従って、第5の実施形態では、入出力ポート7から入力された光が、第1の実施形態と同様に、第2のPBS14まで至る。第2のPBS14から、Thr光がThr光出力導波路19に至り、光反射体21で反射され、再度第2のPBS14に至る。他方、第2のPBS14からDrop光導波路に至ったTEモード+TMモードの光は、Drop光出力ポート10からそのまま出力され、第2の端面2bにおいてほとんど反射されない。従って、反射後の光、すなわちThr光が、第2のPBS14から、再度第1,第2の光導波路部17,18に与えられ、相互作用領域Xを通過し変調を受けた後、第1のPBS13に至る。
Accordingly, in the fifth embodiment, the light input from the input /
そして、このThr光は、入出力導波路部15を経て、光ファイバー3に与えられ、サーキュレータ4のポートBに与えられる。従って、2度変調された上記光が、サーキュレータ4の出力ポートCから出力される。このように、本発明においては、Thr光を光反射体21で反射させ、サーキュレータ4から出力するように、音響光学フィルタを構成してもよい。
Then, this Thr light is given to the
本実施形態においても、使用する光が異なるだけで、第1の実施形態と同様に、2段接続フィルタ構成であるため、サイドローブ比及び消光比を高めることができる。また、相互作用長を2倍とすることができるので、帯域幅を狭くすることができる。さらに、音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性も生じ難い。また、基板の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。 Also in the present embodiment, the side lobe ratio and the extinction ratio can be increased because the two-stage connection filter configuration is used as in the first embodiment, except that the light used is different. Further, since the interaction length can be doubled, the bandwidth can be reduced. Further, instability of characteristics due to variations between the acousto-optic filter portions is unlikely to occur. In addition, the substrate can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced.
図6〜図8に示す第6〜第8の実施形態は、Thr光を用いたことを除いては、第2〜第4の実施形態と同様である。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を適宜援用することとする。 The sixth to eighth embodiments shown in FIGS. 6 to 8 are the same as the second to fourth embodiments except that Thr light is used. Therefore, about the same part, the description will be used suitably by attaching | subjecting the same reference number.
図6に示す第6の実施形態の音響光学フィルタ装置61では、第2の実施形態で用いたグレーティング反射器32が、Thr光出力導波路19に設けられている。また、図7に示す第7の実施形態の音響光学フィルタ装置71では、光ファイバー42及び光反射体21が、Thr光出力導波路19に接続されている。
In the
図8に示す第8の実施形態の音響光学フィルタ装置81では、光反射体21が、傾斜面部2cが、Drop光出力ポート10が開口している端面部分に設けられている。垂直方向端面部2dは、Drop光出力ポート10が開口している端面部分に設けられている。
In the
従って、図6〜図8に示す第6〜第8の実施形態の音響光学フィルタ装置では、図5に示した第5の音響光学フィルタ装置と同様に、Thr光を利用して、第5の実施形態の音響光学フィルタ装置と同様の効果を得ることができ、かつ第2〜第4の実施形態を同様の効果をそれぞれ得ることができる。 Therefore, in the acoustooptic filter device of the sixth to eighth embodiments shown in FIGS. 6 to 8, the fifth acoustooptic filter device shown in FIG. The same effects as those of the acousto-optic filter device of the embodiment can be obtained, and the same effects as those of the second to fourth embodiments can be obtained.
図9は、本発明の第9の実施形態に係る音響光学フィルタ装置の模式的平面図である。第9の実施形態の音響光学フィルタ装置91では、第4の実施形態の音響光学フィルタ装置41と同様に、第2の端面2bが構成されている。
FIG. 9 is a schematic plan view of an acousto-optic filter device according to the ninth embodiment of the present invention. In the
他方、第1の端面2aは、入出力光導波路の入出力ポート7に向かって延びる方向に対して傾斜されている傾斜平面とされている。傾斜平面の法線が入出力導波路部15の入出力ポート7に向かって延びる方向に対してなす角度をα1とする。また、光ファイバー保持部材22により、光ファイバー3の基板2A側端部に向かって延びている部分3aの延びる方向が、入出力導波路部15の入出力ポート7に向かって延びる方向に対して、α2の角度をなすように、光ファイバー3が保持されている。この角度α1及びα2は、スネルの法則を満足する角度の組み合わせである。基板2AがLiNbO3であり、光ファイバー3がガラスからなる場合、α2=8°とした場合、α1は約5.4°となる。
On the other hand, the
上記のように、角度α1及びα2がスネルの法則を満足するように、端面2aの傾斜角度α1及び光ファイバー3の先端3aよりの上記光入射方向の傾斜角度α2を選択すれば、入出力ポート7における反射戻り光をほとんどなくすことができる。従って、ノイズを小さくすることができ、消光比を高めることができる。
As described above, if the inclination angle α1 of the
図10の実線は、図9に示した第9の実施形態の音響光学フィルタ装置のフィルタ特性を示す。破線は、比較例として用意した光反射体21を設けなかったことを除いては、第1の実施形態と同様にし、Drop光出力ポート10から取り出されたフィルタ波形を示す。図10から明らかなように、上記比較例に比べ、第9の実施形態の音響光学フィルタ装置によれば、2段接続構造のフィルタであるため、サイドローブ比を効果的に高めることができ、かつノイズのレベルを抑圧することができ、さらに通過帯域の狭帯域化を図り得ることがわかる。
The solid line in FIG. 10 shows the filter characteristics of the acousto-optic filter device of the ninth embodiment shown in FIG. The broken line indicates the filter waveform extracted from the drop
図11は、本発明の第10の実施形態に係る音響光学フィルタ装置を示す模式的平面図である。本実施形態の音響光学フィルタ装置101では、基板2A内に、複数の音響光学フィルタ素子部102,103が直列接続されるように設けられていることを除いては、第9の実施形態の音響光学フィルタ装置91と同様とされている。すなわち、基板2A内において、1段目の音響光学フィルタ素子部102のDrop光出力ポート10aに対し、2段目の音響光学フィルタ素子部103の入出力ポート9aが接続されている。各音響光学フィルタ部は、第9の実施形態の音響光学フィルタ部と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
FIG. 11 is a schematic plan view showing an acousto-optic filter device according to the tenth embodiment of the present invention. In the
音響光学フィルタ装置101では、音響光学フィルタ素子部102,103が直列に接続されており、さらに光反射体21により光が変換されるため、4段の音響光学フィルタ部を接続した構造を有することとなる。従って、サイドローブ比及び消光比をより一層高めることができる。
In the
なお、図11では、基板2A内において2つの音響光学フィルタ部を直列接続したが、3以上の音響光学フィルタ部を直列接続してもよい。また、Drop光を出力する形態につき説明したが、第5〜第8の実施形態のように、Thr光を出力する構成にも適用することができる。 In FIG. 11, two acoustooptic filter sections are connected in series in the substrate 2A, but three or more acoustooptic filter sections may be connected in series. Moreover, although the form which outputs Drop light was demonstrated, it is applicable also to the structure which outputs Thr light like 5th-8th embodiment.
また、本発明においては、上記相互作用領域Xを覆うように、相互作用を促進させるための薄膜や、位相を整合させるための薄膜リッジを設けてもよい。 In the present invention, a thin film for promoting the interaction and a thin film ridge for matching the phase may be provided so as to cover the interaction region X.
1…音響光学フィルタ装置
2…音響光学フィルタ素子
2A…基板
2a…第1の端面
2b…第2の端面
2c…傾斜面部
2d…垂直方向端面部
3…光ファイバー
4…サーキュレータ
6…光導波路
7…入出力ポート
8…ポート
9…Thr光出力ポート
9a…入出力ポート
10,10a…Drop光出力ポート
11…IDT電極
12…高周波電圧印加装置
13…第1のPBS
14…第2のPBS
15…入出力導波路部
16…導波路部
17…第1の光導波路部
18…第2の光導波路部
19…Thr光出力導波路
20…Drop光導波路
21…光反射体
22,22A…光ファイバー保持部材
31…音響光学フィルタ装置
32…グレーティング反射器
41…音響光学フィルタ装置
42…光ファイバー
43…音響光学フィルタ装置
51,61,71,81,91,101…音響光学フィルタ装置
102…音響光学フィルタ素子部
103…音響光学フィルタ素子部
DESCRIPTION OF
14 ... Second PBS
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記基板上に形成されており、前記光導波路を伝搬する光のモードを変換させるために設けられたインターデジタルトランスデューサと、
前記入出力ポートと前記インターデジタルトランスデューサとの間の光導波路に設けられた第1の偏波分離部と、
前記インターデジタルトランスデューサと前記Thr光出力ポート及びDrop光出力ポートとの間において前記光導波路に設けられている第2の偏波分離部とを備え、
前記光導波路が、前記入出力ポートと、前記第1の偏波分離部とを結ぶ入出力光導波路部と、
前記第1の偏波分離部と、前記第2の偏波分離部とを結んでおり、シングルモードの光が伝送される第1,第2の光導波路部と、
前記第2の偏波分離部と、前記Drop光出力ポートとを結ぶDrop光導波路部と、前記第2の偏波分離部と前記Thr光出力ポートとを結ぶThr光導波路部とを有し、
前記第1,第2の光導波路部が、前記インターデジタルトランスデューサにより励振される弾性表面波と第1,第2の光導波路部を伝搬する光とが相互作用する相互作用領域を有し、
前記Drop光導波路部または前記Thr光導波路部に導かれた光を反射するように設けられた光反射体をさらに有する音響光学フィルタ素子と、
入力光が入力される第1のポートと、入力光を出力し、かつ出力光が与えられる第2のポートと、前記第2のポートから入力された出力光を出力する第3のポートとを有し、前記第2のポートが、前記音響光学フィルタ素子の前記入出力ポートに接続されている光路制御素子と、
前記光路制御素子の前記第2のポートと前記音響光学フィルタ素子の入出力ポートとを接続している導波路部材とを備える、音響光学フィルタ装置。 An input / output port formed on the first end surface, and a Thr light output port and a Drop light output port formed on the second end surface; A substrate having an optical waveguide formed on the surface;
An interdigital transducer formed on the substrate and provided to convert a mode of light propagating through the optical waveguide;
A first polarization separation unit provided in an optical waveguide between the input / output port and the interdigital transducer;
A second polarization separation unit provided in the optical waveguide between the interdigital transducer and the Thr light output port and Drop light output port;
An input / output optical waveguide portion connecting the input / output port and the first polarization separation portion;
The first and second optical waveguide sections that connect the first polarization separation section and the second polarization separation section and transmit single mode light;
A Drop optical waveguide portion connecting the second polarization separation portion and the Drop light output port; and a Thr optical waveguide portion connecting the second polarization separation portion and the Thr light output port;
The first and second optical waveguide portions have an interaction region where surface acoustic waves excited by the interdigital transducer interact with light propagating through the first and second optical waveguide portions,
An acoustooptic filter element further comprising a light reflector provided to reflect the light guided to the Drop optical waveguide portion or the Thr optical waveguide portion;
A first port for receiving input light; a second port for outputting input light and receiving output light; and a third port for outputting output light input from the second port. An optical path control element connected to the input / output port of the acousto-optic filter element;
An acoustooptic filter device comprising: a waveguide member that connects the second port of the optical path control element and an input / output port of the acoustooptic filter element.
An input / output port formed on the first end surface of the substrate when the structure having the interdigital transducer, the first and second polarization separation units, and the optical waveguide is an acousto-optic filter element unit; Between the acousto-optic filter element unit, at least one second acousto-optic filter element unit includes a Drop light output port or a Thr light output port of the preceding acousto-optic filter element unit and an input / output port of the next stage The acousto-optic filter device is connected in series so as to be connected to each other.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010152789A JP2013178289A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Acousto-optical filter device |
PCT/JP2011/064637 WO2012005130A1 (en) | 2010-07-05 | 2011-06-27 | Acoustooptic filter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010152789A JP2013178289A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Acousto-optical filter device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013178289A true JP2013178289A (en) | 2013-09-09 |
Family
ID=45441114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010152789A Withdrawn JP2013178289A (en) | 2010-07-05 | 2010-07-05 | Acousto-optical filter device |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013178289A (en) |
WO (1) | WO2012005130A1 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2661200A (en) * | 1998-12-24 | 2000-07-31 | Optical Technologies Italia S.P.A. | Acousto-optical device |
-
2010
- 2010-07-05 JP JP2010152789A patent/JP2013178289A/en not_active Withdrawn
-
2011
- 2011-06-27 WO PCT/JP2011/064637 patent/WO2012005130A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012005130A1 (en) | 2012-01-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6243516B1 (en) | Merging optical waveguides having branch angle within a specific range | |
JP6379245B1 (en) | Optical waveguide device and receiving circuit | |
JP4160069B2 (en) | OPTICAL COMMUNICATION DEVICE WITH REFLECTOR AND METHOD FOR FORMING REFLECTOR ON OPTICAL COMMUNICATION DEVICE | |
KR101913933B1 (en) | Acoustic wave device | |
CN112630892A (en) | Four-channel coarse wavelength division multiplexer based on non-equal-arm wide Mach-Zehnder interferometer | |
JP4437380B2 (en) | Waveguide type optical filter | |
WO2012005130A1 (en) | Acoustooptic filter device | |
TWI238269B (en) | Fabry-Perot optical filter device | |
CN116256848A (en) | Two-channel grating auxiliary reverse coupler type dispersion compensator | |
US4268808A (en) | Acoustic wave device | |
US7340115B2 (en) | Optical wavelength tunable filter | |
WO2013129968A2 (en) | Optical filter | |
JP4111221B2 (en) | Acousto-optic filter | |
Wang et al. | Tunable Optical Delay Line Based on SOI Contradirectional Couplers with Sidewall-Rnodulated Bragg Gratings | |
WO2023017709A1 (en) | Ring resonator | |
US4342970A (en) | Acoustic wave device | |
CN110637245A (en) | Optical add drop multiplexer | |
CN2632691Y (en) | Wavelength selector based on array waveguide interferometer and Bragg reflective filter | |
JP3013464B2 (en) | Surface acoustic wave device | |
JP2000066045A (en) | Y-branching optical waveguide, refelection-type wavelength demultiplexer, wavelength demultiplexer, and optical star coupler | |
JP4519436B2 (en) | Reflective light modulator | |
CN1276280C (en) | Wavelength selector based on array wave guide interference device and Bragg reflection filter | |
EP2071389A1 (en) | Acoustooptical filter | |
JPS58129425A (en) | Ultrasonic light switch | |
JPH11261366A (en) | Surface acoustic wave filter and unidirectional converter used therefor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131001 |