JP2608444B2 - 波長分光フィルタ - Google Patents
波長分光フィルタInfo
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- JP2608444B2 JP2608444B2 JP63030035A JP3003588A JP2608444B2 JP 2608444 B2 JP2608444 B2 JP 2608444B2 JP 63030035 A JP63030035 A JP 63030035A JP 3003588 A JP3003588 A JP 3003588A JP 2608444 B2 JP2608444 B2 JP 2608444B2
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- optical waveguide
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- optical signal
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光導波路に挿入して多重化光信号の分光を行う波長分
光フィルタの改良に関し、 光半導体装置中に形成されるような光導波路に組み入
れることが容易で、且つ、波長分光特性が良好であり、
また、波長チューニングが可能で、且つ、その可変範囲
が広い波長分光フィルタを提供することを目的とし、 波長多重化された光信号が入力されて伝播する光導波
路と、該光導波路から分岐され且つ一方は電界を印加し
得る量子井戸光導波路が介挿され他方は元の光信号に対
してπの位相差を与える一対の光導波路と、該一対の光
導波路からの光信号を合波して所望の光信号のみを取り
出す為に該一対の光導波路に連なる光導波路とを備える
よう構成する。
光フィルタの改良に関し、 光半導体装置中に形成されるような光導波路に組み入
れることが容易で、且つ、波長分光特性が良好であり、
また、波長チューニングが可能で、且つ、その可変範囲
が広い波長分光フィルタを提供することを目的とし、 波長多重化された光信号が入力されて伝播する光導波
路と、該光導波路から分岐され且つ一方は電界を印加し
得る量子井戸光導波路が介挿され他方は元の光信号に対
してπの位相差を与える一対の光導波路と、該一対の光
導波路からの光信号を合波して所望の光信号のみを取り
出す為に該一対の光導波路に連なる光導波路とを備える
よう構成する。
本発明は、光導波路に挿入して多重化光信号の分光を
行う波長分光フィルタの改良に関する。
行う波長分光フィルタの改良に関する。
光多重通信或いは光情報処理に於いて、光の波長多重
を行うことは、単位時間内の通信量や情報処理量の増加
に直接結び付くので、極めて好ましいことである。
を行うことは、単位時間内の通信量や情報処理量の増加
に直接結び付くので、極めて好ましいことである。
さて、光の波長多重を行って、前記のような効果を得
る為には、多重化された光信号から、目的とする光信号
のみを分離して取り出さなければならず、その為には波
長分光フィルタが必要とされる。
る為には、多重化された光信号から、目的とする光信号
のみを分離して取り出さなければならず、その為には波
長分光フィルタが必要とされる。
この場合に必要とされる波長分光フィルタは、波長選
択性が良好であるのは当然のこととして、選択できる波
長が可変であること、光導波路との整合性が良好である
こと、小型であることなどが要求される。
択性が良好であるのは当然のこととして、選択できる波
長が可変であること、光導波路との整合性が良好である
こと、小型であることなどが要求される。
従来、斯かる波長分光フィルタとしては、DBR（distr
ibuted Bragg reflector）導波路を使用することが考
えられている（要すれば、「寺門 他、昭和60年度電子
通信学会半導体・材料部門全国大会、326、DFB−LDを用
いた波長フィルタ」、「曲 他、1986年（昭和61年）秋
季、第47回応用物理学会学術講演会、講演予稿集、28p
−Ｘ−３、DFB型LD光増幅器を用いた光周波数多重分波
器」、「曲 他、電子情報通信学会創立70周年記念総合
全国大会（昭和62年）、856、DFB型増幅を用いた光分波
器」、「曲 他、電子通信学会技術研究報告、OQE86−1
32、DFB型半導体レーザ増幅器の光増幅特性および光分
波器への応用」、等を参照）。
ibuted Bragg reflector）導波路を使用することが考
えられている（要すれば、「寺門 他、昭和60年度電子
通信学会半導体・材料部門全国大会、326、DFB−LDを用
いた波長フィルタ」、「曲 他、1986年（昭和61年）秋
季、第47回応用物理学会学術講演会、講演予稿集、28p
−Ｘ−３、DFB型LD光増幅器を用いた光周波数多重分波
器」、「曲 他、電子情報通信学会創立70周年記念総合
全国大会（昭和62年）、856、DFB型増幅を用いた光分波
器」、「曲 他、電子通信学会技術研究報告、OQE86−1
32、DFB型半導体レーザ増幅器の光増幅特性および光分
波器への応用」、等を参照）。
これ等は、いずれも、DBR導波路をキャビティと見た
場合に波長選択特性を有していることを利用したもので
ある。
場合に波長選択特性を有していることを利用したもので
ある。
一般に、この種の波長分光フィルタの特性としては、 （１） 小型であって、且つ、分光特性が良好であるこ
と （２） 光導波路との整合性が良好であること （３） 多重化されている光信号にチューニングするこ
とが可能であり、且つ、その可変範囲が広いこと 等が要求されているが、前記した従来の波長分光フィル
タは、何れの点に於いても失格である。
と （２） 光導波路との整合性が良好であること （３） 多重化されている光信号にチューニングするこ
とが可能であり、且つ、その可変範囲が広いこと 等が要求されているが、前記した従来の波長分光フィル
タは、何れの点に於いても失格である。
本発明は、光半導体装置中に形成されるような光導波
路に組み入れることが容易で、且つ、波長分光特性が良
好であり、また、波長チューニングが可能で、且つ、そ
の可変範囲が広い波長分光フィルタを提供しようとす
る。
路に組み入れることが容易で、且つ、波長分光特性が良
好であり、また、波長チューニングが可能で、且つ、そ
の可変範囲が広い波長分光フィルタを提供しようとす
る。
本発明では、量子井戸に於ける細いエキシトン吸収ピ
ークの利用、及び、光の論理演算を行うことで目的を達
成している。
ークの利用、及び、光の論理演算を行うことで目的を達
成している。
第５図は量子井戸に於けるエキシトン吸収ピークを説
明する為の線図であり、横軸にスペクトルを、縦軸に吸
収率をそれぞれ採ってある。
明する為の線図であり、横軸にスペクトルを、縦軸に吸
収率をそれぞれ採ってある。
さて、量子井戸に特定の電圧を印加した状態で光を通
過させた場合、第５図に見られるように、特定のスペク
トルがシャープに吸収される現象が知られ、これをエキ
シトン吸収ピークと呼んでいる。従って、多重化された
光信号が前記のような状態に在る量子井戸を通過した場
合、特定波長の光信号が欠落した多重化光信号が出力さ
れる。また、そのエキシトン吸収ピークは、量子井戸に
印加する電界に依って移動するので、吸収される光の波
長を選択することが可能であって、所謂、チューニング
を行うことができ、しかも、その範囲は実用上から見て
充分に広く、例えば、GaAa/AlAs系の場合に於いては895
〔nm〕〜905〔nm〕とすることができる。
過させた場合、第５図に見られるように、特定のスペク
トルがシャープに吸収される現象が知られ、これをエキ
シトン吸収ピークと呼んでいる。従って、多重化された
光信号が前記のような状態に在る量子井戸を通過した場
合、特定波長の光信号が欠落した多重化光信号が出力さ
れる。また、そのエキシトン吸収ピークは、量子井戸に
印加する電界に依って移動するので、吸収される光の波
長を選択することが可能であって、所謂、チューニング
を行うことができ、しかも、その範囲は実用上から見て
充分に広く、例えば、GaAa/AlAs系の場合に於いては895
〔nm〕〜905〔nm〕とすることができる。
ところで、前記量子井戸のエキシトン吸収ピークを利
用して波長分光を行った場合、必要とする波長の光信号
が吸収されてしまうことになるが、これは、所謂、Ｙ字
合波と呼ばれる排他的論理和（exclusive or:XOR）の
演算を行うことで解決される。
用して波長分光を行った場合、必要とする波長の光信号
が吸収されてしまうことになるが、これは、所謂、Ｙ字
合波と呼ばれる排他的論理和（exclusive or:XOR）の
演算を行うことで解決される。
第６図（Ａ）及び（Ｂ）はＹ字合波で排他的論理和を
採る場合の説明図を表している。
採る場合の説明図を表している。
図に於いて、WG1,WG2,WG3は光導波路を示している。
図（Ａ）に見られるように、今、光導波路WG1に於け
る光信号（光パルス）が“0"であって量子井戸のエキシ
トン吸収ピークに依る光信号の吸収があったものとし、
また、光導波路WG2に於けるそれは“1"であって量子井
戸は介在せず且つ元の光信号に対して＋πだけ位相差を
持たせたものであるとし、それら光信号のＹ字合波を行
うと、光導波路WG3には量子井戸で吸収されたものに相
当する“1"なる光信号が現れる。
る光信号（光パルス）が“0"であって量子井戸のエキシ
トン吸収ピークに依る光信号の吸収があったものとし、
また、光導波路WG2に於けるそれは“1"であって量子井
戸は介在せず且つ元の光信号に対して＋πだけ位相差を
持たせたものであるとし、それら光信号のＹ字合波を行
うと、光導波路WG3には量子井戸で吸収されたものに相
当する“1"なる光信号が現れる。
また、図（Ｂ）に見られるように、光導波路WG1に於
ける光信号が“1"、光導波路WG2に於けるそれが“1"で
あるとすると、光導波路WG3には“0"なる光信号が現れ
る。
ける光信号が“1"、光導波路WG2に於けるそれが“1"で
あるとすると、光導波路WG3には“0"なる光信号が現れ
る。
尚、光信号にπの位相差をもたせるには、光導波路WG
2の長さを光導波路WG1に対して調整したり、光導波路WG
2に電界を加えることで実現することができる。
2の長さを光導波路WG1に対して調整したり、光導波路WG
2に電界を加えることで実現することができる。
このようなことから、本発明に依る波長分光フィルタ
に於いては、波長多重化された光信号が入力されて伝播
する光導波路（例えば光導波路WG0）と、該光導波路か
ら分岐され且つ一方は電界を印加し得る量子井戸光導波
路（例えば多重量子井戸光導波層８）が介挿され他方は
元の光信号に対してπの位相差を与える一対の光導波路
（例えば光導波路WG1及びWG2）と、該一対の光導波路か
らの光信号を合波して所望の光信号のみを取り出す為に
該一対の光導波路に連なる光導波路（例えば光導波路WG
3）とを備えている。
に於いては、波長多重化された光信号が入力されて伝播
する光導波路（例えば光導波路WG0）と、該光導波路か
ら分岐され且つ一方は電界を印加し得る量子井戸光導波
路（例えば多重量子井戸光導波層８）が介挿され他方は
元の光信号に対してπの位相差を与える一対の光導波路
（例えば光導波路WG1及びWG2）と、該一対の光導波路か
らの光信号を合波して所望の光信号のみを取り出す為に
該一対の光導波路に連なる光導波路（例えば光導波路WG
3）とを備えている。
前記手段を採ることに依り、光半導体装置中に光導波
路の一部として整合性が良く組み入れられる程に小型で
ありながら波長分光特性が良好であり、また、波長多重
化されている光信号のそれぞれにチューニングすること
が可能で、且つ、その可変範囲が広い波長分光フィルタ
が得られる。
路の一部として整合性が良く組み入れられる程に小型で
ありながら波長分光特性が良好であり、また、波長多重
化されている光信号のそれぞれにチューニングすること
が可能で、且つ、その可変範囲が広い波長分光フィルタ
が得られる。
第１図は本発明一実施例の要部平面説明図を表し、第
６図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或い
は同じ意味を持つものとする。
６図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか或い
は同じ意味を持つものとする。
図に於いて、WG0は入力側の光導波路、ED1は量子井戸
に電界を加えてエキシトン吸収ピークを移動する制御を
行う為の電極、ED2は光導波路WG2に電界を印加し導波中
の光について位相差がπになるよう制御する為の電極を
それぞれ示している。尚、光導波路WG2を導波される光
信号を元のそれに比較して位相差を付すには、光導波路
WG2自体の長さを選択することで達成できるが、そのよ
うな手段のみに依存するよりも、前記したように電界を
印加する方が制御は容易であり、また、光導波路WG2の
長さを選択した場合にも電界を印加できるようにして調
整できるようにした方が良い。
に電界を加えてエキシトン吸収ピークを移動する制御を
行う為の電極、ED2は光導波路WG2に電界を印加し導波中
の光について位相差がπになるよう制御する為の電極を
それぞれ示している。尚、光導波路WG2を導波される光
信号を元のそれに比較して位相差を付すには、光導波路
WG2自体の長さを選択することで達成できるが、そのよ
うな手段のみに依存するよりも、前記したように電界を
印加する方が制御は容易であり、また、光導波路WG2の
長さを選択した場合にも電界を印加できるようにして調
整できるようにした方が良い。
第２図は第１図に見られる線Ａ−Ａ或いはＣ−Ｃに沿
う要部切断正面図を表している。
う要部切断正面図を表している。
図に於いて、１はｎ型Inpクラッド兼基板、２はInGaA
sP光導波層、３はｐ型InPクラッド層、４はｐ型InP埋め
込み層、５はｎ型InP埋め込み層、6p型InP層、７は二酸
化シリコン膜、９は共通電極をそれぞれ示している。
sP光導波層、３はｐ型InPクラッド層、４はｐ型InP埋め
込み層、５はｎ型InP埋め込み層、6p型InP層、７は二酸
化シリコン膜、９は共通電極をそれぞれ示している。
第３図は第１図に見られる線Ｂ−Ｂに沿う要部切断正
面図を表し、第１図及び第２図に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
面図を表し、第１図及び第２図に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
図に於いて、８は多重量子井戸光導波層、11はｐ型In
GaAsPコンタクト層をそれぞれ示している。
GaAsPコンタクト層をそれぞれ示している。
第１図乃至第３図について説明した波長分光フィルタ
を用いて波長分光を行う場合について第４図を参照しつ
つ説明する。
を用いて波長分光を行う場合について第４図を参照しつ
つ説明する。
第４図（Ａ）乃至（Ｃ）は波長分光フィルタの動作を
説明する為の光信号を表す線図である。
説明する為の光信号を表す線図である。
図に於いて、λ1,λ2,λ3,λ4,λ5,λ６は光信号の波
長を示している。
長を示している。
今、光導波路WG0に第４図（Ａ）に見られるような波
長λ１乃至λ６の光信号が入力されたとする。
長λ１乃至λ６の光信号が入力されたとする。
その光信号は光導波路WG1とWG2に分岐されて進行す
る。
る。
光導波路WG1を進行する光信号は多重量子井戸光導波
層８を通過する。多重量子井戸光導波層８には電極EDI
を介して電圧が印加され、波長λ２の光信号を吸収する
ようにエキシトン吸収ピークが調定されている。そこ
で、第４図（Ａ）に見られる光信号が多重量子井戸光導
波層８を通過すると第４図（Ｂ）に見られるように波長
λ２の光信号がカットされたものとなる。
層８を通過する。多重量子井戸光導波層８には電極EDI
を介して電圧が印加され、波長λ２の光信号を吸収する
ようにエキシトン吸収ピークが調定されている。そこ
で、第４図（Ａ）に見られる光信号が多重量子井戸光導
波層８を通過すると第４図（Ｂ）に見られるように波長
λ２の光信号がカットされたものとなる。
光導波路WG2を進行する光信号は、その光導波路WG2の
長さが適宜に選定され且つ電極ED2を介して電圧が印加
されていることから、位相がπだけ進むことになる。
尚、位相はπだけ遅らせても同効である。
長さが適宜に選定され且つ電極ED2を介して電圧が印加
されていることから、位相がπだけ進むことになる。
尚、位相はπだけ遅らせても同効である。
光導波路WG1及びWG2を進行した光信号は光導波路WG3
で合波され、ここで排他的論理和の演算を行った状態と
なり、第４図（Ｃ）に見られるように、波長λ２の光信
号、即ち、所望の光信号のみが出力として取り出され
る。
で合波され、ここで排他的論理和の演算を行った状態と
なり、第４図（Ｃ）に見られるように、波長λ２の光信
号、即ち、所望の光信号のみが出力として取り出され
る。
前記実施例に於いて、多重量子井戸光導波層８に印加
する電圧、従って、電極ED1に印加する電圧の如何に依
り、λ１乃至λ６の光信号の何れをも任意に波長分光で
きることは云うまでもない。
する電圧、従って、電極ED1に印加する電圧の如何に依
り、λ１乃至λ６の光信号の何れをも任意に波長分光で
きることは云うまでもない。
本発明に依る波長分光フィルタに於いては、光信号が
入力されて伝播する光導波路と、該光導波路から分岐さ
れ且つ一方は電界を印加し得る量子井戸光導波路が介挿
され他方は元の光信号に対してπの位相差を与える一対
の光導波路と、該一対の光導波路からの光信号を合波し
て所望の光信号のみを取り出す為に該一対の光導波路に
連なる光導波路とを備えている。
入力されて伝播する光導波路と、該光導波路から分岐さ
れ且つ一方は電界を印加し得る量子井戸光導波路が介挿
され他方は元の光信号に対してπの位相差を与える一対
の光導波路と、該一対の光導波路からの光信号を合波し
て所望の光信号のみを取り出す為に該一対の光導波路に
連なる光導波路とを備えている。
前記構成を採ることに依り、光半導体装置中に光導波
路の一部として整合性良く組み入れられる程に小型であ
りながら波長分光特性が良好であり、また、波長多重化
されている光信号のそれぞれにチューニングすることが
可能で、且つ、その可変範囲が広い波長分光フィルタが
得られる。
路の一部として整合性良く組み入れられる程に小型であ
りながら波長分光特性が良好であり、また、波長多重化
されている光信号のそれぞれにチューニングすることが
可能で、且つ、その可変範囲が広い波長分光フィルタが
得られる。
第１図は本発明一実施例の要部平面説明図、第２図は第
１図に見られる線Ａ−Ａ或いはＣ−Ｃに沿う要部切断正
面図、第３図は第１図に見られる線Ｂ−Ｂに沿う要部切
断正面図、第４図（Ａ）乃至（Ｃ）は波長分光フィルタ
の動作を説明するための光信号の線図、第５図は量子井
戸に於けるエキシトン吸収ピークを説明する為の線図、
第６図（Ａ）及び（Ｂ）はＹ字合波で排他的論理和を採
る場合の説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、WG0は入力側の光導波路、WG1,WG2,WG3は光
導波路、ED1は量子井戸に電界を加えてエキシトン吸収
ピークを移動する制御を行う為の電極、ED2は光導波路W
G2に電極を印加し導波中の光について位相差がπになる
よう制御する為の電極をそれぞれ示している。
１図に見られる線Ａ−Ａ或いはＣ−Ｃに沿う要部切断正
面図、第３図は第１図に見られる線Ｂ−Ｂに沿う要部切
断正面図、第４図（Ａ）乃至（Ｃ）は波長分光フィルタ
の動作を説明するための光信号の線図、第５図は量子井
戸に於けるエキシトン吸収ピークを説明する為の線図、
第６図（Ａ）及び（Ｂ）はＹ字合波で排他的論理和を採
る場合の説明図をそれぞれ表している。 図に於いて、WG0は入力側の光導波路、WG1,WG2,WG3は光
導波路、ED1は量子井戸に電界を加えてエキシトン吸収
ピークを移動する制御を行う為の電極、ED2は光導波路W
G2に電極を印加し導波中の光について位相差がπになる
よう制御する為の電極をそれぞれ示している。
Claims (1)
- 【請求項１】波長多重化された光信号が入力されて伝播
する光導波路と、 該光導波路から分岐され且つ一方は電界を印加し得る量
子井戸光導波路が介挿され他方は元の光信号に対してπ
の位相差を与える一対の光導波路と、 該一対の光導波路からの光信号を合波して所望の光信号
のみを取り出す為に一対の光導波路に連なる光導波路と を備えてなることを特徴とする波長分光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030035A JP2608444B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 波長分光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63030035A JP2608444B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 波長分光フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206313A JPH01206313A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2608444B2 true JP2608444B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12292566
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63030035A Expired - Lifetime JP2608444B2 (ja) | 1988-02-13 | 1988-02-13 | 波長分光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2608444B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4130047A1 (de) * | 1991-09-10 | 1993-03-18 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Verfahren zum betreiben eines halbleiterbauelements als optisches filter und halbleiterbauelement zur durchfuehrung des verfahrens |
-
1988
- 1988-02-13 JP JP63030035A patent/JP2608444B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206313A (ja) | 1989-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |