JP2833255B2 - 光ディマルチプレクサ - Google Patents
光ディマルチプレクサInfo
- Publication number
- JP2833255B2 JP2833255B2 JP3082127A JP8212791A JP2833255B2 JP 2833255 B2 JP2833255 B2 JP 2833255B2 JP 3082127 A JP3082127 A JP 3082127A JP 8212791 A JP8212791 A JP 8212791A JP 2833255 B2 JP2833255 B2 JP 2833255B2
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- optical waveguide
- type optical
- polarized light
- wavelength
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信に用いる光ディマ
ルチプレクサに関し、特に波長多重された信号を空間分
割する光ディマルチプレクサに関するものである。
ルチプレクサに関し、特に波長多重された信号を空間分
割する光ディマルチプレクサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速度情報伝送を可能とする波長多重伝
送方式においては、光合分波器が不可欠な光デバイスで
ある。光を波長によって空間的に分離する従来の技術と
しては、以下に挙げる例がある。
送方式においては、光合分波器が不可欠な光デバイスで
ある。光を波長によって空間的に分離する従来の技術と
しては、以下に挙げる例がある。
【０００３】図５はオー・プラス・イー１１７号８７〜
８９頁（Ｏ．ｐｌｕｓ．Ｅ Ｎｏ．１１７，ｐｐ８７−
８９，１９８９）より引用したディマルチプレクサであ
る。入力用光ファイバ３５から石英系スラブ形光導波路
１５に励起された光波は広がりながら導波し、光導波路
終端の円筒面に形成した回折格子２５によって反射され
る。その際、回折格子２５による反射の反射角の波長依
存性と円筒面の曲率によって、反射した光波は波長に応
じて異なる出力用光ファイバ４５の端に結像するように
導波し、空間的な波長分離がなされる。
８９頁（Ｏ．ｐｌｕｓ．Ｅ Ｎｏ．１１７，ｐｐ８７−
８９，１９８９）より引用したディマルチプレクサであ
る。入力用光ファイバ３５から石英系スラブ形光導波路
１５に励起された光波は広がりながら導波し、光導波路
終端の円筒面に形成した回折格子２５によって反射され
る。その際、回折格子２５による反射の反射角の波長依
存性と円筒面の曲率によって、反射した光波は波長に応
じて異なる出力用光ファイバ４５の端に結像するように
導波し、空間的な波長分離がなされる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の光ディマルプレ
クサには以下の問題点が見られる。 （１）可変な波長選択ができない。 （２）任意の出力ポートに任意の波長を分離することが
できない。 （３）クロストークが大きい。 （４）透過波長幅が大きい。 （５）チャネル数が少ない。
クサには以下の問題点が見られる。 （１）可変な波長選択ができない。 （２）任意の出力ポートに任意の波長を分離することが
できない。 （３）クロストークが大きい。 （４）透過波長幅が大きい。 （５）チャネル数が少ない。
【０００５】本発明の目的は、上記問題点を解決し、任
意の波長を任意の出力ポートに出力することができる光
ディマルチプレクサを提供することにある。
意の波長を任意の出力ポートに出力することができる光
ディマルチプレクサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光ディマルチプ
レクサは、基板上に作製された該基板端面に入力端子及
び出力端子を有する複数のチャネル型光導波路と、前記
チャネル型光導波路の少なくとも一つの入力端及び出力
端の近傍に設けた反射型の偏光分離素子と、前記チャネ
ル型光導波路に励起された単一直線偏光を、各光導波路
近傍に装荷した電極によって励起された弾性表面波によ
る音響光学効果によって、特定の波長成分のみを上記偏
光と直交する直線偏光に変換する音響光学偏光変換素子
を設け、チャネル型光導波路の端部に形成された反射型
の偏光分離素子で反射された波長多重光を、別のチャネ
ル型光導波路へ導き、該別のチャネル型光導波路に設け
られた偏光変換素子で特定の波長のみ偏光変換し、該別
のチャネル型光導波路の端部に形成された反射型偏光分
離素子で特定波長のみ分離し、分離されない残りの波長
多重光をさらに別のチャネル型光導波路へ導くようにし
たことを特徴とする。
レクサは、基板上に作製された該基板端面に入力端子及
び出力端子を有する複数のチャネル型光導波路と、前記
チャネル型光導波路の少なくとも一つの入力端及び出力
端の近傍に設けた反射型の偏光分離素子と、前記チャネ
ル型光導波路に励起された単一直線偏光を、各光導波路
近傍に装荷した電極によって励起された弾性表面波によ
る音響光学効果によって、特定の波長成分のみを上記偏
光と直交する直線偏光に変換する音響光学偏光変換素子
を設け、チャネル型光導波路の端部に形成された反射型
の偏光分離素子で反射された波長多重光を、別のチャネ
ル型光導波路へ導き、該別のチャネル型光導波路に設け
られた偏光変換素子で特定の波長のみ偏光変換し、該別
のチャネル型光導波路の端部に形成された反射型偏光分
離素子で特定波長のみ分離し、分離されない残りの波長
多重光をさらに別のチャネル型光導波路へ導くようにし
たことを特徴とする。
【０００７】
【０００８】
【作用】本発明によれば、各光導波路に励起された単一
直線偏光を各光導波路上に装荷した電極によって励起さ
れた表面弾性波による音響光学効果を用いた変更変換素
子によって、特定の波長成分のみが上記偏光と直交する
直線偏光に各々変換され、その後段に設けた各偏光分離
素子によって各々空間的に分岐される。音響光学効果を
用いた偏光変換素子により可変な波長選択が可能とな
り、且つ広帯域で動作するので多くのチャネル数を得る
ことができ、またクロストークの低減もはかれる。さら
に各偏光変換素子の選択波長を任意に設定できるので、
波長によって任意の出力ポートに分岐することが可能と
なる。
直線偏光を各光導波路上に装荷した電極によって励起さ
れた表面弾性波による音響光学効果を用いた変更変換素
子によって、特定の波長成分のみが上記偏光と直交する
直線偏光に各々変換され、その後段に設けた各偏光分離
素子によって各々空間的に分岐される。音響光学効果を
用いた偏光変換素子により可変な波長選択が可能とな
り、且つ広帯域で動作するので多くのチャネル数を得る
ことができ、またクロストークの低減もはかれる。さら
に各偏光変換素子の選択波長を任意に設定できるので、
波長によって任意の出力ポートに分岐することが可能と
なる。
【０００９】
【００１０】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１１】図１は本発明の実施例を説明するための平
面図である。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１
１の上に導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００
Ａのチタン薄膜パターンを形成する。パターンには折返
し構造を有する複数の直線パターンが含まれる。上記基
板１１を９５０〜１１００℃で熱拡散を行うことで単一
モードチタン拡散光導波路２１が作成される。さらに各
々の光導波路の各直線部分に音響光学効果を用いた偏光
変換素子が設置される。偏光変換素子の実施例は後記す
る。光導波路の出力端及び入力端における各折返し部分
に、互いに直交する直線偏光を一方は透過、他方は反射
する機能を有する反射形偏光分離素子を作製する。偏光
分離素子の実施例は後記する。
面図である。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１
１の上に導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００
Ａのチタン薄膜パターンを形成する。パターンには折返
し構造を有する複数の直線パターンが含まれる。上記基
板１１を９５０〜１１００℃で熱拡散を行うことで単一
モードチタン拡散光導波路２１が作成される。さらに各
々の光導波路の各直線部分に音響光学効果を用いた偏光
変換素子が設置される。偏光変換素子の実施例は後記す
る。光導波路の出力端及び入力端における各折返し部分
に、互いに直交する直線偏光を一方は透過、他方は反射
する機能を有する反射形偏光分離素子を作製する。偏光
分離素子の実施例は後記する。
【００１２】折り返し構造を有するｎ本の直線光導波路
から構成される本光デイマルチプレクサに励起された波
長λ１〜λｎを含む単一直線偏光（ＴＥ偏光を例に取
る）は、直線光導波路２１上に作製された偏光変換素子
４１によって、λ１の光波のみが直交する直線偏光であ
るＴＭ偏光に変換される。出力端に設けた反射形偏光分
離素子はＴＭ偏光を透過、ＴＥ偏光を反射させる機能を
有しており、上記素子によってλ１の光波は透過し出力
され、λ２〜λｎの光波は反射される。反射したＴＥ偏
光は直線光導波路２を導波し、偏光変換素子２によって
波長λ２の光波のみがＴＭ偏光に変換される。入力端に
設けた前記反射形偏光分離素子によってＴＭ偏光のλ２
は透過し出力され、λ３〜λｎの波長は反射されて直線
光導波路３を導波する。このように、ｎ個の偏光変換素
子を装荷したｎ本の光導波路を順次導波していくことで
波長λ１〜λｎの光波を空間的に分離することができ
る。なお、本発明に用いる基板はニオブ酸リチウムに限
らず他の電気光学効果を有する基板で可能である。
から構成される本光デイマルチプレクサに励起された波
長λ１〜λｎを含む単一直線偏光（ＴＥ偏光を例に取
る）は、直線光導波路２１上に作製された偏光変換素子
４１によって、λ１の光波のみが直交する直線偏光であ
るＴＭ偏光に変換される。出力端に設けた反射形偏光分
離素子はＴＭ偏光を透過、ＴＥ偏光を反射させる機能を
有しており、上記素子によってλ１の光波は透過し出力
され、λ２〜λｎの光波は反射される。反射したＴＥ偏
光は直線光導波路２を導波し、偏光変換素子２によって
波長λ２の光波のみがＴＭ偏光に変換される。入力端に
設けた前記反射形偏光分離素子によってＴＭ偏光のλ２
は透過し出力され、λ３〜λｎの波長は反射されて直線
光導波路３を導波する。このように、ｎ個の偏光変換素
子を装荷したｎ本の光導波路を順次導波していくことで
波長λ１〜λｎの光波を空間的に分離することができ
る。なお、本発明に用いる基板はニオブ酸リチウムに限
らず他の電気光学効果を有する基板で可能である。
【００１３】図２は偏光変換素子に用いる電気光学偏光
変換素子の参考例を説明するための斜視図である。Ｘカ
ットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１２の上に導波路幅
６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００Ａのチタンストラ
イプを形成し、９５０〜１１００℃で熱拡散を行い単一
モードチタン拡散光導波路２２を作製する。フォトリソ
グラフィ法を用いて電極指周期１０〜５０μｍの簾上の
電極３２ｂと光導波路２２を挟む位置に設けた長さ１０
０〜３００μｍの電極３２ａをバッファ層４２上に作製
する。周期的な電極指を持つ電極３２ｂによって光導波
路２２に周期的屈折率変化が生じ、入力した特定波長の
ＴＥ偏光はＴＭ偏光に変換される。偏光変換の波長依存
性は大きく、半値全幅１０Ａ以下の鋭い透過波長が得ら
れる。さらに、電極３２ａにＤＣ電圧を印加することで
光導波路２２内のＴＥ偏光とＴＭ偏光の屈折率が変化
し、それによって偏光変換される波長を数１００Ａの範
囲にわたって変化されることができる。
変換素子の参考例を説明するための斜視図である。Ｘカ
ットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１２の上に導波路幅
６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００Ａのチタンストラ
イプを形成し、９５０〜１１００℃で熱拡散を行い単一
モードチタン拡散光導波路２２を作製する。フォトリソ
グラフィ法を用いて電極指周期１０〜５０μｍの簾上の
電極３２ｂと光導波路２２を挟む位置に設けた長さ１０
０〜３００μｍの電極３２ａをバッファ層４２上に作製
する。周期的な電極指を持つ電極３２ｂによって光導波
路２２に周期的屈折率変化が生じ、入力した特定波長の
ＴＥ偏光はＴＭ偏光に変換される。偏光変換の波長依存
性は大きく、半値全幅１０Ａ以下の鋭い透過波長が得ら
れる。さらに、電極３２ａにＤＣ電圧を印加することで
光導波路２２内のＴＥ偏光とＴＭ偏光の屈折率が変化
し、それによって偏光変換される波長を数１００Ａの範
囲にわたって変化されることができる。
【００１４】図３は反射形偏光分離素子の実施例を説明
するための斜視図である。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リ
チウム基板１３の上に導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４０
０〜１０００Ａのチタン薄膜パターンを形成する。パタ
ーンには１０〜２０μｍの間隔をおいて２本の直線パタ
ーンが５〜２０ｍｍの長さにわたって隣接する方向性結
合器のパターンが素子中央と素子終端の２箇所に含まれ
る。９５０〜１１００℃で熱拡散を行い単一モードチタ
ン拡散光導波路２３が形成される。フォトリソグラフィ
法を用いて光導波路を挟む位置に設けた長さ３〜２０ｍ
ｍの電極３３をバッファ層４３上に作製する。素子終端
部に形成した方向性結合器の光導波路断面に厚さ１００
０〜３０００Ａの金薄膜による反射ミラー６３を薄膜プ
ロセスにより作製する。
するための斜視図である。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リ
チウム基板１３の上に導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４０
０〜１０００Ａのチタン薄膜パターンを形成する。パタ
ーンには１０〜２０μｍの間隔をおいて２本の直線パタ
ーンが５〜２０ｍｍの長さにわたって隣接する方向性結
合器のパターンが素子中央と素子終端の２箇所に含まれ
る。９５０〜１１００℃で熱拡散を行い単一モードチタ
ン拡散光導波路２３が形成される。フォトリソグラフィ
法を用いて光導波路を挟む位置に設けた長さ３〜２０ｍ
ｍの電極３３をバッファ層４３上に作製する。素子終端
部に形成した方向性結合器の光導波路断面に厚さ１００
０〜３０００Ａの金薄膜による反射ミラー６３を薄膜プ
ロセスにより作製する。
【００１５】電極３３に印加した５０〜８０Ｖの電圧に
よる屈折率変化によって方向性結合器５３ａを形成する
２本の光導波路は伝搬定数変化をもつようになる。入射
した二つの直交する直線偏光であるＴＥ偏光とＴＭ偏光
はそれぞれ異なった伝搬定数をもつので上記方向性結合
器５３ａにおいて適切な伝搬定数を与えることで両偏光
をそれぞれ別の光導波路に進ませることができる。隣接
する光導波路に移行した偏光は、終端に反射ミラーがあ
る完全結合長の半分の長さからなる方向性結合器５３ｂ
によって、隣接する光導波路に移行し逆方向に導波する
ようになる。電極電圧を調製することで、広い波長範囲
での動作が可能となる。
よる屈折率変化によって方向性結合器５３ａを形成する
２本の光導波路は伝搬定数変化をもつようになる。入射
した二つの直交する直線偏光であるＴＥ偏光とＴＭ偏光
はそれぞれ異なった伝搬定数をもつので上記方向性結合
器５３ａにおいて適切な伝搬定数を与えることで両偏光
をそれぞれ別の光導波路に進ませることができる。隣接
する光導波路に移行した偏光は、終端に反射ミラーがあ
る完全結合長の半分の長さからなる方向性結合器５３ｂ
によって、隣接する光導波路に移行し逆方向に導波する
ようになる。電極電圧を調製することで、広い波長範囲
での動作が可能となる。
【００１６】図４は本発明の偏光変換素子に用いる音響
光学偏光変換素子の実施例を説明するための平面図であ
る。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１４の上に
導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００Ａのチタ
ンストライプを形成し、９５０〜１１００℃で熱拡散を
行い単一モードチタン拡散光導波路２４を作製するフォ
トリソグラフィ法を用いて電極指周期１０〜５０μｍの
簾状の電極３４を作製する。電極３４によって励起され
た表面弾性波によって光導波路２４に周期的屈折率変化
が生じ、入力した特定波長のＴＥ偏光はＴＭ偏光に変換
される。半値全幅は１０Ａである。印加するＲＦ信号の
周波数を変化することで偏光変換させる光波長を２５０
０Ａの広範囲にわたって変化させることができ、百近い
チャネル数を得ることができる。
光学偏光変換素子の実施例を説明するための平面図であ
る。ＸカットＹ軸伝搬ニオブ酸リチウム基板１４の上に
導波路幅６〜１０μｍ、膜厚４００〜１０００Ａのチタ
ンストライプを形成し、９５０〜１１００℃で熱拡散を
行い単一モードチタン拡散光導波路２４を作製するフォ
トリソグラフィ法を用いて電極指周期１０〜５０μｍの
簾状の電極３４を作製する。電極３４によって励起され
た表面弾性波によって光導波路２４に周期的屈折率変化
が生じ、入力した特定波長のＴＥ偏光はＴＭ偏光に変換
される。半値全幅は１０Ａである。印加するＲＦ信号の
周波数を変化することで偏光変換させる光波長を２５０
０Ａの広範囲にわたって変化させることができ、百近い
チャネル数を得ることができる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ディマ
ルチプレクサは、偏光分離を用いたパワー分岐のため、
低損失で空間分割できる。音響光学効果を用いた偏光変
換素子により可変な波長選択が可能となり、且つ２００
０〜３０００Ａの広帯域で動作するので百近いチャネル
数を得ることができ、またクロストークも２０ｄＢ以上
得ることができる。さらに各偏光変換素子の選択波長を
任意に設定できるので、波長によって任意の出力ポート
に分岐することが可能となる。
ルチプレクサは、偏光分離を用いたパワー分岐のため、
低損失で空間分割できる。音響光学効果を用いた偏光変
換素子により可変な波長選択が可能となり、且つ２００
０〜３０００Ａの広帯域で動作するので百近いチャネル
数を得ることができ、またクロストークも２０ｄＢ以上
得ることができる。さらに各偏光変換素子の選択波長を
任意に設定できるので、波長によって任意の出力ポート
に分岐することが可能となる。
【００１８】
【００１９】このような光ディマルチプレクサを高密度
情報伝送を可能とする波長多重伝送方式に供給できる効
果は大きなものであるといえる。
情報伝送を可能とする波長多重伝送方式に供給できる効
果は大きなものであるといえる。
【図１】 本発明の光ディマルチプレクサの実施例を説
明するための平面図である。
明するための平面図である。
【図２】 偏光変換素子に用いる電気光学偏光変換素子
の参考例を説明するための斜視図である。
の参考例を説明するための斜視図である。
【図３】偏光分離素子の実施例を説明するための斜視図
である。
である。
【図４】 本発明の偏光変換素子に用いる音響光学偏光
変換素子の実施例を説明するための平面図である。
変換素子の実施例を説明するための平面図である。
【図５】従来の技術を説明するための図である。
１１，１２，１３，１４ ニオブ酸リチウム ２１，２２，２３，２４ 光導波路 ３１ 反射形偏光分離素子 ４１ 偏光変換素子 ３２ａ 選択波長調整の電極 ３２ｂ，３４ 偏光変換素子の電極 ３３ 偏光分離素子の電極 ４２，４３ ＳｉＯ2 バッファ ５３ａ 方向性結合器 ５３ｂ ３ｄＢ方向性結合器 ６３ 薄膜ミラー １５ スラブ光導波路 ２５ 回折格子 ３５ 入力用光ファイバ ４５ 出力用光ファイバ
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/125 G02F 1/035 G02F 1/313 G02B 6/126 H04J 14/02
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に作製された該基板端面に入力端
子及び出力端子を有する複数のチャネル型光導波路と、
前記チャネル型光導波路の少なくとも一つの入力端及び
出力端の近傍に設けた反射型の偏光分離素子と、前記チ
ャネル型光導波路に励起された単一直線偏光を、各光導
波路近傍に装荷した電極によって励起された弾性表面波
による音響光学効果によって、特定の波長成分のみを上
記偏光と直交する直線偏光に変換する音響光学偏光変換
素子を設け、チャネル型光導波路の端部に形成された反
射型の偏光分離素子で反射された波長多重光を、別のチ
ャネル型光導波路へ導き、該別のチャネル型光導波路に
設けられた偏光変換素子で特定の波長のみ偏光変換し、
該別のチャネル型光導波路の端部に形成された反射型偏
光分離素子で特定波長のみ分離し、分離されない残りの
波長多重光をさらに別のチャネル型光導波路へ導くよう
にしたことを特徴とする光ディマルチプレクサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082127A JP2833255B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光ディマルチプレクサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082127A JP2833255B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光ディマルチプレクサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04315124A JPH04315124A (ja) | 1992-11-06 |
| JP2833255B2 true JP2833255B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=13765749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3082127A Expired - Lifetime JP2833255B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 光ディマルチプレクサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833255B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115327701B (zh) * | 2022-07-27 | 2023-12-08 | 浙江大学 | 一种基于x切薄膜铌酸锂平台的偏振不敏感光学滤波器 |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3082127A patent/JP2833255B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，第２５巻，第２３号，１５８３−１５８４頁 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04315124A (ja) | 1992-11-06 |
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