JP2015203721A - 光波長分波器 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照して、この発明の光波長分波器の基本構成について説明する。光波長分波器は、波長分波素子10と、第1波長フィルタ12と、第2波長フィルタ14及び16を備えている。そして、これらのそれぞれは、光の干渉現象を利用した干渉器型素子である。干渉器型素子とは、詳細は後述するが、方向性結合器を備えたMZI、あるいはMMIである。
図2を参照して、方向性結合器を備えたMZI型光波長分波器について説明する。このMZI型光波長分波器は、波長分波素子10としてMZI型波長分波素子110、第1波長フィルタ12としてMZI型波長フィルタ112、第2波長フィルタ(第1)としてMZI型波長フィルタ114、第2波長フィルタ(第2)としてMZI型波長フィルタ116、を備えて構成されている。
図3を参照して、MMI型光波長分波器について説明する。このMMI型光波長分波器は、波長分波素子10としてMMI型波長分波素子210、第1波長フィルタ12としてMMI型波長フィルタ212、第2波長フィルタ(第1)としてMMI型波長フィルタ214、第2波長フィルタ(第2)としてMMI型波長フィルタ216、を備えて構成されている。
図4を参照して、上述した光波長分波器の動作について、具体的に説明する。図4(A-1)〜(A-3)は、入力光9が、波長分波素子10、第1波長フィルタ12を通過するごとに透過される透過光の波長スペクトルの説明に供する図であり、図4(B-1)〜(B-4)は、波長分波素子10、第2波長フィルタ14及び16を通過するごとに透過される透過光の波長スペクトルの説明に供する図である。
ここで、波長分波素子10、第1波長フィルタ12、第2波長フィルタ(第1)14、第2波長フィルタ(第2)16を備えるこの発明の波長分波器が、上述したような所定の波長分岐、波長選択特性が得られることを、数値シミュレーション及び実験によって確かめたので、以下に説明する。
図2及び図3に示した光波長分波器を構成する、波長分波素子10、第1波長フィルタ12、第2波長フィルタ(第1)14、第2波長フィルタ(第2)16から成る導波路パターン構造体は、例えば、SOI(Silicon on Insulator)基板を入手して、以下の工程によって形成できる。SOI基板は、広く市販品として入手可能であり、シリコン基板に酸化シリコン層、及びこの酸化シリコン層上に導波路の厚みの寸法に等しい厚みのシリコン層が形成されている。
12:第1波長フィルタ
14:第2波長フィルタ(第1)
16:第2波長フィルタ(第2)
31a、31b:方向性結合器
32a、32b、33a、33b:干渉器導波路
41:主MMI導波路
42:導波路幅調整用のテーパ導波路
43:接続用導波路
44a、44b:出力ポートを形成するテーパ導波路
45:入力ポートを形成するテーパ導波路
110:MZI型波長分波素子
112、114、116:MZI型波長フィルタ
210:MMI型波長分波素子
212、214、216:MMI型波長フィルタ
Claims (8)
- 波長分波素子と、第1波長フィルタと、第2波長フィルタを備え、
前記波長分波素子は、入力光を異なる波長帯域である第1波長帯域と第2波長帯域とに分岐して、前記第1波長帯域の波長成分と前記第2波長帯域の波長成分を別々の出力ポートから出力し、
前記波長分波素子の一方の出力ポートには、当該出力ポートから出力される前記第1波長帯域から所定の波長成分を選択し、選択する波長成分以外を除去する第1波長フィルタが接続され、
前記波長分波素子の他方の出力ポートには、当該出力ポートから出力される前記第2波長帯域から所定の波長成分を選択し、選択する波長成分以外を除去する第2波長フィルタが接続されており、
前記第1波長フィルタ及び前記第2波長フィルタは、前記波長分波素子の後段に、前記第1及び第2波長帯域のそれぞれから、選択すべき出力光を十分な波長スペクトル純度で出力させるために必要とされる段数のカスケード接続がなされている
ことを特徴とする光波長分波器。 - 前記第1波長フィルタ及び前記第2波長フィルタのいずれか一方または双方は、複数のサブ波長フィルタを直列に接続して構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の光波長分波器。 - 前記第1波長フィルタは、前記第1波長帯域から選択すべき出力光を十分な波長スペクトル純度で出力させるために必要な段数のサブ波長フィルタをカスケード接続して構成され、
前記第2波長フィルタは、前記第2波長帯域から選択すべき出力光を十分な波長スペクトル純度で出力させるために必要な段数のサブ波長フィルタをカスケード接続して構成される
ことを特徴とする請求項1に記載の光波長分波器。 - 前記第1波長帯域は、1310 nm近傍で1310 nmより短波長側のλ1と長波長側のλ2を含み、前記第2波長帯域は、1490 nmの波長λ3と1550 nmの波長λ4を含み、
前記第1波長フィルタは、前記第1波長帯域の波長成分から前記1550 nmの波長λ4を除去し、波長λ1と波長λ2の中間の波長である1310 nmの波長の光を透過させ、
前記第2波長フィルタは、前記第2波長帯域の波長成分から前記1310 nmより長波長側の波長λ2を除去し前記1490 nmの波長λ3を透過させる、前記サブ波長フィルタである第2波長フィルタ第1と、当該第2波長フィルタ第1の後段に、前記1550 nmの波長λ4を除去し前記1490 nmの波長λ3を透過させる、前記サブ波長フィルタである第2波長フィルタ第2とが、第1第2の順で直列に接続して構成されている
ことを特徴とする請求項3に記載の光波長分波器。 - 前記波長分波素子、並びに第1及び第2波長フィルタは、方向性結合器を備えたマッハ・ツェンダ干渉器であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光波長分波器。
- 前記波長分波素子、並びに第1及び第2波長フィルタは、多モード干渉(MMI: multimodal interface)器であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の光波長分波器。
- 前記マッハ・ツェンダ干渉器を構成する光の干渉の現象を発現させるための2光路を、互いに導波路幅の異なる干渉導波路を含んで構成し、当該干渉導波路のそれぞれの導波路幅と、前記方向性結合器を構成する導波路の導波路幅とが、偏波無依存の導波特性が得られるように設定されていることを特徴とする請求項5に記載の光波長分波器。
- 前記多モード干渉器を、主MMI導波路を中心として、当該主MMI導波路の前段に入力ポートを形成するテーパ導波路を設け、後段に導波路幅調整用のテーパ導波路、接続用導波路及び、出力ポートを形成するテーパ導波路を設けて構成し、前記主MMI導波路の導波路幅が偏波無依存の導波特性が得られるように設定されていることを特徴とする請求項6に記載の光波長分波器。
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