JP2902082B2 - 光波長フィルタ及びその駆動方法 - Google Patents

光波長フィルタ及びその駆動方法

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JP2902082B2 JP2228858A JP22885890A JP2902082B2 JP 2902082 B2 JP2902082 B2 JP 2902082B2 JP 2228858 A JP2228858 A JP 2228858A JP 22885890 A JP22885890 A JP 22885890A JP 2902082 B2 JP2902082 B2 JP 2902082B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は光波長フィルタ及びその駆動方法に関す
る。
（従来の技術） 従来より、光の透過波長を可変調整できる光波長フィ
ルタが提案されている。この種のフィルタは、例えば文
献I:Guided−Wave Optoelectronics（ガイディッド−ウ
ェーブ オプトエレクトロニクス）p193〜197 Springe
r−Verlag社1988年に開示されている。文献Ｉに開示の
光波長フィルタは１個のモード変換器から成り、光波長
フィルタの透過波長を所定の設計基準波長λ０から可変
量ΔλＴだけ離れた波長まで変化させることができる。
このフィルタにおいて、ΔλＴはΔλＴ＝Λ・Δneと表
せる。但し、Λは光波長フィルタのくし歯電極の周期及
びΔneは光波長フィルタの導波路の屈折率を電気的に変
化させた場合の導波路の屈折率変化量を表す。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら文献Ｉに開示の光波長フィルタは可変量
ΔλＴの最大値（ΔλＴ（max））が小さく従って光波
長フィルタの透過波長の可変範囲が狭いという問題点が
あった。このフィルタにおいて例えばフィルタの透過波
長の設計基準波長λ０を1.3μｍとし及びLiNbO3基板にT
i拡散導波路を形成する場合、ΛはΛ18μｍ及びΔne
は通常10-3のオーダーの値となるので、この場合にはΔ
λＴ（max）20nm程度が限界となる。ΔλＴ（max）
20nm程度では、実用上充分な透過波長の可変範囲は得ら
れない、そこで透過波長の可変範囲を広げるため、第12
図に示すような構造のものを考えることができる。
第12図は上述した従来フィルタを多段接続して構成し
た光波長フィルタの例を示す斜視図である。同図に示す
光波長フィルタは、基板10に導波路12を設け、導波路12
の入力ポート12a及び出力ポート12bの側にそれぞれ偏光
子14及び16を設け、さらにこれら偏光子の間に例えば３
個の従来フィルタ（以下、モード変換器と称する）18を
設けた構成を有する。このフィルタでは、導波型偏光子
14により例えばTE光を及び導波型偏光子16により例えば
TM光を透過し、かつモード変換器18により所望の透過波
長のTE光をTM光に変換する。この結果、複数の異なる波
長の光のなかから所望の透過波長の光を分離することが
できる。
そしてこの光波長フィルタでは、各モード変換器18の
透過波長の設計基準波長λ０を、ほぼΔλＴ（max）間
隔で離間させて設定する。モード変換器18は互いに指合
する一対のくし状電極から成り、このくし状電極の指状
電極18aを導波路12に沿って離間配置している。くし状
電極の電極18aの配置位置の周期を各モード変換器18毎
に異なる周期とすることによって、透過波長の設計基準
波長λ０を各モード変換器18毎に異なるものとしてい
る。所望の透過波長に対応するモード変換器18のくし状
電極に従来と同様にして例えば電圧V1を印加すれば、所
望の透過波長の光のモード変換が行なえる。
ここで、光波長フィルタが透過する光の波長λである
ときの透過波長帯域幅ΔλＷは、（ΔλW/λ）＝（Λ/
L）と表せる。但し、Ｌはモード変換器18の最初の指状
電極18aから最後の指状電極18aまでの長さ（モード変換
器の長さ）を表す。
従ってフィルタ特性を向上するためΔλＷを狭くする
には、Ｌを大きくする必要があるが、ΔλＴ（max）間
隔で離間したｎ個の異なる波長の光のなかから所望の波
長の光を分離することを考えた場合、モード変換器18を
ｎ個接続する必要があり、この結果、光波長フィルタの
全長は少なくともnLとなり長くなるという問題点があっ
た。
この発明の目的は、上述した問題点を解決し、光波長
フィルタの透過波長の可変範囲を従来よりも広くできる
光波長フィルタ及びその駆動方法を提供することにあ
り、より好ましくはこれに加えてフィルタ全長が長くな
るのを抑えつつ透過波長の可変範囲を広くできる光波長
フィルタ及びその駆動方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、第一発明の光波長フィル
タは、 TM光及びTE光の一方の光を光波長フィルタの入力光と
して透過する前段の偏光子と、この前段の偏光子からの
一方の光のうち、光波長フィルタの出力光に対応する変
換波長を有する一方の光をTM光及びTE光の他方の光にモ
ード変換するための複数のモード変換素子と、このモー
ド変換素子からの他方の光を光波長フィルタの出力光と
して透過する後段の偏光子とを導波路に設け、 モード変換素子を、導波路に沿って交互に配置された
制御用指状電極及びアース用指状電極から構成して成
り、 前段及び後段の偏光子の間に配置される制御用及びア
ース用指状電極のすべてを、等間隔で配置することを特
徴とする。
そして第二発明の光波長フィルタの駆動方法は第一発
明の光波長フィルタを駆動するに当り、 制御用及びアース用指状電極を介し形成された導波路
に沿う方向の電界分布がビートをもった正弦波的な分布
となるように、各制御用指状電極の電圧値を制御し、か
つ、 この電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変換
を行なっている間は当該変換波長に対応する、固定した
分布に保持することを特徴とする。
また第三発明の光波長フィルタは、 TM光及びTE光の一方の光を光波長フィルタの入力光と
して透過する前段の偏光子と、この前段の偏光子からの
一方の光のうち、光波長フィルタの出力光に対応する変
換波長を有する一方の光をTM光及びTE光の他方の光にモ
ード変換するための複数の第一モード変換素子と、この
第一モード変換素子からの他方の光を透過する中段の偏
光子と、この中段の偏光子からの他方の光のうち、変換
波長を有する他方の光を一方の光にモード変換するため
の複数の第二モード変換素子と、この第二モード変換素
子からの一方の光を出力光として透過する後段の偏光子
とを導波路に設け、 第一及び第二モード変換素子をそれぞれ、導波路に沿
って交互に配置した制御用指状電極及びアース用指状電
極から構成して成り、 前段及び中段の偏光子の間に配置される制御用及びア
ース用指状電極のすべてを第一の等間隔で配置し、 中段及び後段の偏光子の間に配置される制御用及びア
ース用指状電極のすべてを第二の等間隔で配置すること
を特徴とする。
そして第四発明の光波長フィルタの駆動方法は第三発
明の光波長フィルタを駆動するに当り、 第一モード変換素子の制御用及びアース用指状電極を
介し形成された導波路に沿う方向の第一の電界分布、及
び、第二モード変換素子の制御用及びアース用指状電極
を介し形成された導波路に沿う方向に第二の電界分布が
それぞれビートをもった正弦波的な分布となるように、
各制御用指状電極の電圧値を制御し、かつ、 これら電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変
換を行なっている間は当該変換波長に対応する、固定し
た分布にそれぞれ保持することを特徴とする。
（作用） 上述した第一発明の光波長フィルタによれば、前段の
偏光子はTM光及びTE光の一方の光を透過するがTM光及び
TE光の他方の光を透過せず、また後段の偏光子は他方の
光を透過するが一方の光を透過しない。一方、モード変
換素子は前段の偏光子からの一方の光のうち、光波長フ
ィルタの出力光に対応する変換波長を有する光を他方の
光にモード変換するので、後段の偏光子からは変換波長
を有する一方の光を光波長フィルタの出力光として出力
させることができる。
モード変換素子は、導波路に沿って交互に配置された
制御用指状電極及びアース用指状電極から成り、これら
指状電極により変換波長の一方の光を他方の光にモード
変換するための電界を形成する。好ましくは、モード変
換素子の制御用及びアース用指状電極の周期を、すべて
のモード変換素子に関し共通の周期とすると共に、前段
及び後段の偏光子の間に配置される制御用及びアース用
指状電極のすべてを、等間隔で配置する。
そして第二発明は第一発明の光波長フィルタを駆動す
るための駆動方法であり、この駆動方法によれば、制御
用及びアース用指状電極を介し形成された導波路に沿う
方向の電界分布がビートをもった正弦波的な分布となる
ように、各制御用指状電極の電圧値を制御し、かつ、こ
の電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変換を行
なっている間は当該モード変換波長に対応する、固定し
た分布に保持する。
ビートをもった正弦波的な電界分布を形成するには、
モード変換のために各制御用指状電極に印加した電圧値
をこれら電極の配置位置に対応付けて見た場合に当該電
圧値の分布が正弦波的な分布となるように、当該電圧値
を制御すればよい。変換波長はλ０±ΔλＴ（λ０＝co
nst.であってΔλＴは可変制御される量である）の２波
長であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変化さ
せるとΔλＴが変化するので変換波長が変化し、従って
電圧値の周期を調整することによって、複数の異なる波
長の光のなかから所望の変換波長を有する光を分離する
ことができる。
ところで、第一発明の光波長フィルタにおいてモード
変換素子の制御用及びアース用指状電極の周期をすべて
のモード変換素子に関し共通の周期とすると共に、前段
及び後段の偏光子の間に配置される制御用及びアース用
指状電極のすべてを等間隔で配置した場合に、すべての
モード変換素子の長さを等しくすると、第一発明の光波
長フィルタを第二発明の駆動方法により駆動した際に、
電圧値の周期がモード変換素子の配置位置の周期に近づ
くに従って、他方の光にモード変換されるノイズ光（変
換波長以外の一方の光）の量が増加し、その結果、変換
波長の光と共に光波長フィルタから出力されるノイズ光
の量が増加する。そこで、このノイズ光の量を減らし或
は無くすため、モード変換素子の長さを当該素子の配列
順に小さく或は大きくしてゆくようにするのが好まし
い。ノイズ光が発生するのは、くし状電極（制御用指状
電極）を等間隔で分割したことによる。こうすると、ビ
ート電圧を階段状に近似したことになる。すなわち、ビ
ート電圧をデジタライズしたことになる。この階段状の
フーリエ成分がノイズ光を発生させる原因となる。これ
は、デジタライズによるノイズとして電子技術の分野に
おいて良く知られている現象である。これに対し、上述
したように、分割の周期を不均一にすることにより、特
定のフーリエ成分が卓越するのを防止できる。このた
め、ノイズ光が低減する。
また第三発明の光波長フィルタによれば、前段の偏光
子は一方の光を透過するが他方の光を透過せず、中段の
偏光子は他方の光を透過するが一方の光を透過せず、さ
らに後段の偏光子は一方の光を透過するが他方の光を透
過しない。
そして第一モード変換素子は前段の偏光子からの一方
の光のうち、変換波長を有する光を他方の光にモード変
換するので、中段の偏光子からは変換波長を有する他方
の光を出力させることができる。さらに第二モード変換
素子は中段の偏光子からの他方の光のうち、変換波長を
有する光を一方の光に変換するので、後段の偏光子から
は変換波長を有する一方の光を光波長フィルタの出力光
として出力させることができる。
第一及び第二モード変換素子はそれぞれ、導波路に沿
って交互に配置した制御用指状電極及びアース用指状電
極から成り、第一モード変換素子の制御用及びアース用
指状電極により変換波長の一方の光を他方の光にモード
変換するための電界を形成し、また第二モード変換素子
の制御用及びアース用指状電極により変換波長の他方の
光を一方の光にモード変換するための電界を形成する。
好ましくは、第一モード変換素子の制御用及びアース
用電極の周期をすべての第一モード変換素子に関し共通
の第一の周期とし、第二モード変換素子の制御用及びア
ース用電極の周期をすべての第二モード変換素子に関し
共通の第二の周期とし、第一及び第二の周期を異なる周
期とすると共に、前段及び中段の偏光子の間に配置され
る制御用及びアース用指状電極のすべてを第一の等間隔
で配置し、中段及び後段の偏光子の間に配置される制御
用及びアース用指状電極のすべてを第二の等間隔で配置
するのがよい。
そして第四発明は第三発明の光波長フィルタを駆動す
るための駆動方法であり、この駆動方法によれば、第一
モード変換素子の制御用及びアース用指状電極を介し形
成された導波路に沿う方向の第一の電界分布、及び、第
二モード変換素子の制御用及びアース用指状電極を介し
形成された導波路に沿う方向の第二の電界分布がそれぞ
れビートをもった正弦波的な分布となるように、各制御
用指状電極の電圧値を制御し、かつ、これら電界分布
を、ひとつの変換波長につきモード変換を行なっている
間は当該変換波長に対応する、固定した分布にそれぞれ
保持する。
ビートをもった正弦波的な第一の電界分布を形成する
ためには、一方の光をモード変換するために各第一モー
ド変換素子の制御用指状電極に印加した第一の電圧値を
これら制御用指状電極の配置位置に対応付けて見た場合
に当該第一の電圧値の分布が正弦波的な分布となるよう
に、当該第一の電圧値を制御すればよい。第一のモード
変換素子における変換波長はλ01±ΔλT1（λ01＝cons
t.であってΔλT1は可変制御される量である）の２波長
であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変化させ
るとΔλT1が変化するので変換波長を変化させることが
できる。
同様にビートをもった正弦波的な第二の電界分布を形
成するためには、他方の光をモード変換するために各第
二モード変換素子の制御用指状電極に印加した第二の電
圧値をこれら制御用指状電極の配置位置に対応付けて見
た場合に当該第二の電圧値の分布が正弦波的な分布とな
るように、当該第二の電圧値を制御すればよい。第二の
モード変換素子における変換波長はλ02±ΔλT2（λ02
＝const.であってΔλT2は可変制御される量である）の
２波長であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変
化させるとΔλT2が変化するので変換波長を変化させる
ことができる。
しかも第一及び第二の周期が異なる周期なのでλ01≠
λ02であり、従ってΔλT1及びΔλT2を任意好適に可変
制御することによって、光波長フィルタにより分離され
る光の波長はλ01＋ΔλT1（＝λ02＋ΔλT2）の１波長
のみ、或はλ01−ΔλT1（λ02−ΔλT2）の１波長のみ
とすることができる。
（実施例） 以下、図面を参照し、第一及び第二発明の実施例につ
き説明する。尚、図面はこれら発明が理解できる程度に
概略的に示してあるにすぎない。
第１図は第一発明の第一実施例の説明に供する図であ
って、第１図（Ａ）は第一発明の第一実施例の全体構成
を概略的に示す斜視図、また第１図（Ｂ）図は主として
制御用及びアース用指状電極の配置状態を拡大して示す
平面図である。この例では、一方の光を例えばTM光及び
他方の光を例えばTE光として説明する。
この実施例の光波長フィルタは、第１図（Ａ）にも示
すように、TM光を光波長フィルタの入力光として透過す
る前段の偏光子20と、前段の偏光子20からのTM光のう
ち、光波長フィルタの出力光に対応する変換波長を有す
るTM光をTE光にモード変換するための複数のモード変換
素子22と、モード変換素子22からのTE光を光波長フィル
タの出力光として透過する後段の偏光子24とを導波路26
に設け、モード変換素子22を、導波路26に沿って交互に
配置された制御用指状電極28及びアース用指状電極30か
ら構成して成る。
この実施例につきより詳細に説明すれば、基板32とし
てＸカットLiNbO3基板を用意し、この基板32にTi拡散に
より直線状の導波路26を形成する。導波路26の入力ポー
ト26aの側に前段の偏光子20を及び出力ポート26bの側に
後段の偏光子24を設ける。これら偏光子20、24は導波型
偏光子である。
そして一単位のモード変換素子22を複数個の制御用指
状電極28及び複数個のアース用指状電極30から構成し、
複数単位のモード変換素子22を前段の偏光子20及び後段
の偏光子24の間に設ける。
一単位のモード変換素子22が備える複数個の制御用指
状電極28をそれぞれ導波路26と交差する方向に延在させ
て導波路26上に設けこれら電極28を導波路26の外側の部
分で共通電極34を介して共通接続し、これら共通接続し
た制御用指状電極28から成る一方のくし状電極を構成す
る。同様に一単位のモード変換素子22が備える複数個の
アース用指状電極30をそれぞれ導波路26と交差する方向
に延在させて導波路26上に設けこれら電極30を導波路26
の外側の部分で共通電極36を介し共通接続し、これら共
通接続したアース用指状電極30から成る他方のくし状電
極を構成する。これら一方及び他方のくし状電極を、そ
れぞれの指状電極28及び30を指合させるようにして配置
する。
さらにこの実施例では、第１図（Ａ）、（Ｂ）にも示
すように、モード変換素子22が備える制御用指状電極28
の周期Ｔとモード変換素子22が備えるアース用指状電極
30の周期ｔとを、すべてのモード変換素子22に関し共通
の周期Λ０とする（Ｔ＝ｔ＝Λ０）と共に、前段及び後
段の偏光子20及び24の間に配置される制御用及びアース
用指状電極28及び30のすべてを等間隔で配置する。この
配置間隔（以下、電極ギャップとも称す）を、図中、符
号Ｇを付して示した。
そしてすべての一単位のモード変換素子22の長さｌを
等しくする。長さｌは、一単位のモード変換素子22の、
始端電極から前段の偏光子20の側へG/2だけ離れた位置
及び終端電極から後段の偏光子24の側へG/2だけ離れた
位置の間の距離である。
また第１図（Ａ）、（Ｂ）中の符号Ｌは光波長フィル
タのモード変換部の全長を表し、前段及び後段の偏光子
20及び24の間に配置したモード変換素子22の総個数をｒ
個とすれば、全長ＬはＬ＝ｒ・ｌである。全長Ｌは第12
図に示す光波長フィルタが具える１個のモード変換器18
の長さＬに相当する。
また第１図（Ｂ）中の符号Λ１はモード変換素子22の
配置位置の周期を表しΛ１＝2lであって、符号Ｗは電極
幅を表しこの実施例では制御用及びアース用指状電極28
及び30の電極幅を共通の電極幅Ｗとする。好ましくは、
電極ギャップＧと電極幅Ｗとを等しくする（Ｗ＝Ｇとす
る）。
尚、上述した各パラメータＴ、ｔ、Ｇ、ｌ、Ｌ、Λ１
及びＷは導波路に沿う方向の距離である。
次に第二発明の駆動方法を上述した第一発明の実施例
に適用した例につき説明する。
この第二発明の実施例では制御用及びアース用指状電
極28及び30を介し形成された導波路26に沿う方向の電界
分布がビートをもった正弦波的な分布となるように、各
制御用指状電極28の電圧値を制御し、かつ、この電界分
布を、ひとつの変換波長につきモード変換を行なってい
る間は当該変換波長に対応する、固定した分布に保持す
る。
そしてモード変換のために各制御用指状電極28に印加
した電圧値をこれら電極28の配置位置に対応付けて見た
場合に当該電圧値の分布が正弦波的な分布となるよう
に、当該電圧を制御する。
第２図は第二発明の実施例の説明に供する図である。
第２図を参照より詳細にこの実施例につき説明する。
上述した第一発明の実施例では複数の制御用指状電極
28を具えるモード変換素子22を多数配置している。そこ
でこれら制御用指状電極28の電圧制御を簡単化するた
め、同一の一単位のモード変換素子22に属する制御用指
状電極28に対しては同じ大きさの電圧Vmを印加する。こ
こで導波路26に沿って順次に数えて第ｍ番目のモード変
換素子22に属する制御用指状電極22に対し印加される電
圧値を符号Vmで表す（ｍ＝１、２、…）。
第２図（Ａ）に電圧値Vmの分布状態を示す。第２図に
おいて、縦軸に電圧値Ｖを及び横軸に導波路26に沿う方
向の位置ｚを取って示した。また第２図中の符号Cmは第
ｍ番目のモード変換素子22の導波路26に沿う方向におけ
る位置を表し、位置Cmを例えばモード変換素子22の始端
位置、或は終端位置、或は中心位置で表す。そしてｚ軸
上の任意好適な位置をC1とし、このC1から順次にｌ間隔
で位置C2、C3、…を設定し、位置Cmのモード変換素子22
（第ｍ番目のモード変換素子22）に属する制御用指状電
極28に印加する電圧値Vmを黒丸でプロットして示した。
光波長フィルタの駆動時には、第２図（Ａ）において
例えば曲線Ａ或はＢ上の黒丸で表されるように、電圧値
Vmの分布が正弦波的な分布となるように電圧値Vmを設定
する。
この設定に当っては、第２図（Ａ）にも示すようにＶ
−ｚ平面上に正弦波的な曲線例えば曲線Ａ或はＢを想定
する。この正弦波的な曲線の波形は理想的には厳密な意
味での正弦波例えば曲線Ａ或はＢとするのがよいがこれ
に限定されるものではなく正弦波に近似した波形として
もよい。曲線Ａ或はＢは例えばＶ＝Sinzと表せ、曲線Ａ
或はＢの周期は後述する周期Λ２（第２図（Ｂ）参照）
と等しくなる。
例えば曲線Ａ上の位置Cmにおける電圧値（＝SinCm）
が電圧値Vmである。曲線Ａ或はＢの波形は正弦波的な形
状を有するので、電圧値Vmの分布は、電圧値Vmを制御用
指状電極28の配置位置に対応付けてみた場合に階段状に
変化する正弦波的な分布となる。
尚、この実施例において、第２図（Ａ）中に直線Ｃで
示すように、V1＝V2＝…＝const.として全てのモード変
換素子22の制御用指状電極28に対して等しい電圧を印加
するようにしてもよい。直線Ｃは周期が無限大となる正
弦波と考えることもできる。また曲線Ａ、ＢはΛ１＜Λ
２＜∞となる場合の電圧値Vmの分布状態を表す。
第ｍ番目のモード変換素子22に属する制御用指状電極
28に対し電圧値Vmを印加すると共に、すべてのモード変
換素子22のアース用指状電極30を接地し同一電位とする
ことによって、ビートをもった正弦波的な電界分布ｅ
（ｚ）を導波路26に沿って形成することができる。
この場合に形成される電界分布ｅ（ｚ）を第２図
（Ｂ）に示す。第２図（Ｂ）において縦軸に導波路26に
形成される電界の基板厚み方向の電界強度を及び横軸に
導波路26に沿う方向の距離ｚを取って示した。第２図
（Ｂ）にも示すように、第二発明の実施例で形成される
電界分布ｅ（ｚ）は、ビートをもった正弦波的な分布で
あり、階段状に変化する。
次に結合方程式を用いてこの実施例につき解析する。
上述したように電界分布ｅ（ｚ）は階段状に変化する
が、モード変換素子22の長さｌが微小である場合、電界
分布ｅ（ｚ）を近似的にはスムースに変化する電界分布
Ｅ（ｚ）と考えることができる。従って以下の解析で
は、スムースに変化する電界分布Ｅ（ｚ）を用いて近似
的に解析を行なう。
第３図にスムースに変化する電界分布Ｅ（ｚ）及びそ
の包絡線Ｉ、IIを示す。第３図において縦軸に導波路26
に形成される電界の基板厚み方向における強度を及び横
軸に導波路26に沿う方向の距離ｚを取って示した。
スムースに変化する電界分布Ｅ（ｚ）は一般に次式イ
のように表せる。
Ｅ（ｚ）＝（ｅｉ・φ・ｚ±ｅ−ｉ・φ・ｚ）・（ｅ
ｉ・Δφ・ｚ ＋ｅ−ｉ・Δφ・ｚ） ……イ 但し Φ＝２・π／Λ０ ΔΦ＝２・π／Λ２ Λ2:包絡線の周期（第２図（Ａ）参照） イ式の第二項（ｅｉ・Δφ・ｚ＋ｅ−ｉ・Δφ・ｚ）
が、電界分布Ｅ（ｚ）の包絡線を表し、包絡線の波形は
正弦波的になる。
この場合の光波長フィルタでの結合方程式は次の式ロ
及びハのように表せる。
但し、 a:TMモードの振幅 b:TEモードの振幅 Ｋ（ｚ）:TMモード及びTEモード間の結合係数 Ｋ＊（ｚ）:K（ｚ）の複素共役 λ：光の波長 Δn:TMモード及びTEモード間の屈折率差 ここでＫ（ｚ）は次式ニのように表せる。
Ｋ（ｚ）＝K0・Ｅ（ｚ） ＝K0・（ｅｉ・（φ＋Δφ）・ｚ±ｅ
−ｉ・（φ＋Δφ）・ｚ＋ｅｉ・（φ−Δφ）・ｚ±ｅ
−ｉ・（φ−Δφ）・ｚ） ……ニ 但し、 Γ：有効係数 n0:常光の屈折率 γ51:基板の電気光学係数 V:制御用指状電極に印加される電圧 G:電極ギャップ 周知のように、ロ式においてＫ（ｚ）・ｅ
ｉ・Δβ・ｚの項の指数項（位相項）をｚの値に関わら
ず零とする波長λで、TM及びTEモード間の結合が有効と
なり従ってモード間結合が起こる。
Δβ＞０のとき、位相項がｚの値に関わらず零となる
条件はΔβ＝Φ＋ΔΦ又はΔβ＝Φ−ΔΦである。Δβ
＝Φ±ΔΦを満足する光の波長λは次式ホで表せる。
式ホを満足する波長λの光が、モード変換されて光波
長フィルタを透過する。Δｎ、Λ０は設計によって予め
定められた構造上のパラメータであり、電圧値の周期Λ
２を変化させることによって光波長フィルタを透過する
光の波長λを変化させることができる。式ホからも理解
できるように光波長フィルタを透過する光の波長λは２
つある。
ここでλ＝λ０＋ΔλＴとおく（但しλ０は設計基準
波長及びΔλＴは設計基準波長の可変量を表し、λ０＝
Δｎ・Λ０である）。光波長フィルタを透過する光の波
長λの可変範囲を、計算を簡単化するためΔλＴ＜＜λ
０（Λ０＜＜Λ２）とすれば、ホ式より次式ヘが得られ
る。
式ヘを変形して次式トが得られる。
式トから明らかなように、光波長フィルタは、λ０か
ら±ΔλＴだけ離れた２つの波長λ０＋ΔλＴ及びλ０
−ΔλＴの光を透過する。
上述した結合方程式による解析からも理解できるよう
に、スムースに変化する電界分布Ｅ（ｚ）を形成すれば
２つの波長λ０＋ΔλＴ及びλ０−ΔλＴの光を透過す
る光波長フィルタが得られる。
一方、階段状に変化する電界分布ｅ（ｚ）を形成した
場合の結合係数Ｋ（ｚ）は次式チのように表せる。
Ｋ（ｚ）＝K0・（ｅｉ・φ・ｚ・ｅ−ｉ・φ・ｚ）・∫（ｋ）・ｅ
ｉ・ｋ・ｚdk ……チ 但し、 ここでＮ＝L/lである。
式チの（ｋ）は のいずれか一方が零となるｋの値すなわち でピークを持ち（但しｊ＝０、１、２、３…）、その他
では（ｋ）０である。ｊ＝０のとき後述する第７図
の帯域Ｍに対応する変換波長の光の主ピークが生じ、ｊ
≠０のとき第７図雨の帯域Ｎに対応するノイズ光のピー
クが生じる。ピークの周辺で考えれば であり従ってdk→ｄδと積分の変数を換えられる。する
と、fj（ｚ）を各ピーク位置でのｄδでの積分とすれ
ば、Ｋ（ｚ）を近似的に次頁の式リのように表すことが
でる。
式リにおいてf0（ｚ）の項は変換波長の光の主ピーク
に対応する項であり式ニと全く同一である。またｊ≠０
のfj（ｚ）の項はノイズ光のピークに対応する項であ
る。
階段状に変化する電界分布ｅ（ｚ）に関して、式チの
Ｋ（ｚ）を用いた結合方程式から、上式ホ、ヘ及びトの
関係を得ることができると共にこの第二発明の実施例に
ついて次の〜の解析結果が得られる。
：周期Λ２の繰返し数が最大となるΛ２＝Λ１のと
き、可変量ΔλＴの最大ΔλＴ（max）が得られる。こ
の最大の可変量ΔλＴ（max）は、 と表せる。
：位相項＝０となる場合は、Λ２＝∞（一様なモード
変換、ΔλＴ＝０）と何ら相違しないので、光波長フィ
ルタが２つの波長λ０±ΔλＴの光を透過する場合の、
この実施例における透過波長帯域幅ΔλＷは と表せ、半値幅ΔλＷは、素子長Ｌを同一として比較し
た場合、第12図に示した例とこの実施例とで等しくな
る。またこの実施例の場合の光波長フィルタの動作電圧
は第12図に示した例の光波長フィルタの動作電圧のほぼ
1.5倍程度である。またこの実施例の場合のチャネル数C
HはCH＝ΔλＴ（max）／ΔλＷ＝L/Λ１＝周期数Ｎとな
る。ここで、偏光子20及び24の間に配置したモード変換
素子22の総個数をmmaxと表せば、Ｎ＝mmax/2である。ま
たこの実施例及び第12図に示した例において、ΔλＷ及
びチャネル数CHを同一として比較すると、第12図に示し
た例の光波長フィルタの全長は、この実施例の場合より
もｎ倍長くする必要がある。
：設計基準波長λ０をλ０＝1.3μｍとし及びLiNbO3
基板にTi拡散導波路を形成した場合、Λ０18μｍなの
で透過波長帯域幅ΔλＷ1.3nmとなり、従ってチャネ
ル数CH＝100とするにはΛ１180μｍとすればよい。こ
のとき最大の可変量ΔλＴ（max）＝130nmとなる。
第４図及び第５図は、コンピュータを用いないで電圧
値Vmの制御を行なう場合の、電圧制御装置の構成例を示
す図である。
上述した電圧値Vmの制御は、電圧源より供給される電
圧をコンピュータを用いて制御することによっても行な
えるが、第４図或は第５図に示す電圧制御装置を用いて
も行なえる。
第４図に示す電圧制御装置38は、高周波電源40の一方
の端子を抵抗42及び44を介しマイクロ波共振器46の左端
及び右端とそれぞれ接続し、高周波電源40の他方の端子
をマイクロ波共振器46の中点と接続して成る。モード変
換素子22の制御用指状電極28は共通電極34を介しマイク
ロ波共振器46の出力部46aと接続される。この装置38に
よれば、制御用指状電極28を出力部46aと接続すること
によって、正弦波的な分布の電圧値を制御用指状電極28
に印加することができる。高周波電源40の周波数を変化
させるとマイクロ波共振器46の共振波形が変化し、この
変化に応じて、出力部46aから制御用指状電極28に供給
される電圧の値が変化する。
マイクロ波共振器46には図示例のほか従来周知の任意
好適な構成のものを用いることができる。
第５図に示す電圧制御装置48は、高周波電源40の一方
の端子をアースと接続し、高周波電源40の他方の端子を
直列に接続された複数のインダクタンス50を介しアース
と接続し、各インダクタンス40を容量（コンデンサ）を
介しアースと接続して成る。
この装置38によれば、制御用指状電極28を隣接するイ
ンダクタンス50の間に接続することによって、正弦波的
な分布の電圧値を制御用指状電極28に印加することがで
きる。高周波電源40の周波数を変化させると、インダク
タンス50及び容量52から成る共振回路の共振波形が変化
し、この変化に応じて、制御用指状電極28に供給される
電圧の値が変化する。
第６図は第一発明の第二実施例の構成を概略的に示す
斜視図である。尚、第一発明の第一実施例の構成成分に
対応する構成成分については同一の符号を付して示す。
以下、第一発明の第一実施例と相違する点につき説明
し、第一発明の第一実施例と同様の点についてはその詳
細な説明を省略する。
第一発明の第二実施例では、モード変換素子22の長さ
ｌを当該素子22の配列順に短く（又は長く）する。
長さＬの増減に応じて一単位のモード変換素子22が備
える制御用指状電極28の総個数及びアース用指状電極30
の総個数を増減させる。一単位のモード変換素子22が備
える指状電極28、30の総個数は複数個でも１個でもよ
い。総個数１個の制御用指状電極28及びアース用指状電
極30から成る一単位のモード変換素子22を、図中、一点
鎖線で囲み符号ｓを付して示した。
第７図はノイズ光の説明に供する図であり、同図にお
いて縦軸にTM/TEモード変換の変換効率ｎを及び横軸に
光の波長λを取って示した。
第７図は、上述した第一発明の第一実施例の光波長フ
ィルタを第二発明の実施例により駆動した場合におい
て、電圧値の周期Λ２を周期Λ１の値に近づけた場合
の、TM及びTEモード間の変換効率ｎを光の波長λに対応
付けて示したものである。
同図にも示すように、光波長フィルタを駆動すると変
換波長（或は変換波長を中心とする帯域幅ΔλＷの透過
波長帯域Ｍ）の光のモード変換が行なわれるが、これに
加え周期Λ２が周期Λ１の値に近づくに従いノイズ光
（イメージ波長帯域Ｎの光）のモード変換の変換効率ｎ
がそのピーク値で−10dB以上まで高まる。しかしながら
第一発明の第二実施例では、モード変換素子22の長さｌ
を配列順に短く又は長くするのでノイズ光の変換効率を
低減することができ、その結果周期Λ２を周期Λ１に近
づけた場合でもノイズ光の変換効率ｎのピーク値を−10
dB以下に低減することができる。
第８図（Ａ）〜（Ｃ）は第三発明の実施例の説明に供
する図であって、第８図（Ａ）は第三発明の実施例の全
体構成を概略的に示す斜視図、第８図（Ｂ）は主として
第一モード変換素子の配置状態を拡大して示す平面図及
び第８図（Ｃ）は主として第二モード変換素子の配置状
態を拡大して示す平面図である。尚、上述した実施例の
構成成分に対応する構成成分については同一の符号を付
して示し、その詳細な説明を省略する。
この実施例の光波長フィルタは、第８図（Ａ）にも示
すように、TM光を光波長フィルタの入力光として透過す
る前段の偏光子54と、前段の偏光子54からのTM光のう
ち、光波長フィルタの出力光に対応する変換波長を有す
るTM光をTE光にモード変換するための複数の第一モード
変換素子56と、第一モード変換素子56からのTE光を透過
する中段の偏光子58と、中段の偏光子58からのTE光のう
ち、変換波長を有するTE光をTM光にモード変換するため
の複数の第二モード変換素子60と、第二モード変換素子
60からのTM光を出力光として透過する後段の偏光子62と
を導波路26に設け、第一及び第二モード変換素子56及び
60をそれぞれ、導波路26に沿って交互に配置した制御用
指状電極28及びアース用指状電極30から構成して成る。
この実施例につきより詳細に説明すれば、導波路26の
入力ポート26aの側に前段の偏光子54を及び出力ポート2
6bの側に後段の偏光子62を設け、これら偏光子54及び62
の間に中段の偏光子58を設ける。偏光子54、58、62は導
波型偏光子である。
そして複数の第一モード変換素子56を前段の偏光子54
及び中段の偏光子58の間に設けて第一素子群Ｉを形成
し、同様に複数の第二モード変換素子60を中段の偏光子
58及び後段の偏光子62の間に設けて第二素子群IIを形成
する。
前段の偏光子54及び中段の偏光子58とこれら偏光子の
間の複数の第一モード変換素子56とから、第一発明の第
一実施例と同様の構成を有するフィルタ部Ｉが形成さ
れ、これと共に中段の偏光子58及び後段の偏光子62とこ
れら偏光子の間の複数の第二モード変換素子60とから、
第一発明の第一実施例と同様の構成を有するフィルタ部
IIが構成される。
フィルタ部Ｉは入力ポート26aからTM光を入力し変換
波長を有するTM光をTE光に変換し出力する。フィルタ部
IIはフィルタ部Ｉから入力したTE光のうち変換波長を有
するTE光をTM光に変換し出力ポート26bから出力する。
そしてこの実施例では、第８図（Ｂ）〜（Ｃ）にも示
すように、第一モード変換素子56が備える制御用指状電
極28の周期T1及びアース用指状電極30の周期t1を、すべ
ての第一モード変換素子56に関し共通の第一の周期Λ01
とし（Ｔ＝t1＝Λ01）、第二モード変換素子60が備える
制御用指状電極28の周期T2及びアース用指状電極30の周
期t2を、すべての第二モード変換素子60に関し共通の第
二の周期Λ02とし（Ｔ＝t2＝Λ02）、これら周期Λ01及
びΛ02を異なる周期とする（Λ01≠Λ02）。
またすべての第一モード変換素子56の長さl1を等しく
すると共に、すべての第二モード変換素子60の長さl2を
等しくする。尚、l1＝l2及びl1≠l2のいずれでもよい。
さらに前段及び中段の偏光子54及び58の間に配置され
る指状電極28、30の全てを第一の等間隔で配置し（この
配置間隔（電極ギャップ）を第８図（Ｂ）中に符号G1を
付して示した）、これと共に中段及び後段の偏光子58及
び62の間に配置される指状電極28、30の全てを第二の等
間隔で配置する（この配置間隔（電極ギャップ）を第８
図（Ｃ）中に符号G2を付して示した）。
尚、第８図（Ｂ）及び（Ｃ）中の符号L1及びL2はフィ
ルタ部Ｉ及びIIの全長を表し、Λ11及びΛ12は第一モー
ド変換素子56及び第二モード変換素子60の配置位置の周
期を表しΛ11＝２・l1及びΛ12＝２・l2であって、W1及
びW2は電極幅を表す。この実施例ではすべての第一モー
ド変換素子56の指状電極28、30の電極幅を共通の電極幅
W1とし、同様にすべての第二モード変換素子60の指状電
極28、30の電極幅を共通の電極幅W2とする。好ましくは
電極ギャップG1と電極幅W1とを等しくすると共に電極ギ
ャップG2と電極幅W2とを等しくするのがよい。
次に第四発明の駆動方法を上述した第三発明の実施例
に適用した例につき説明する。
この第四発明の実施例は第三発明の実施例を駆動する
ための方法であり、この第四発明の実施例では、第一モ
ード変換素子56の制御用及びアース用指状電極28及び30
を介し形成された、導波路36に沿う方向の第一の電界分
布e1（ｚ）、及び、第二モード変換素子60の制御用及び
アース用指状電極28及び30を介し形成された、導波路26
に沿う方向の第二の電界分布e2（ｚ）がそれぞれビート
をもった正弦波的な分布となるように、各制御用指状電
極28の電圧値を制御する。そしてこれと共に、これら電
界分布e1（ｚ）及びe2（ｚ）を、ひとつの変換波長につ
きモード変換を行なっている間は当該変換波長に対応す
る、固定した分布にそれぞれ保持する。電界分布e1
（ｚ）はフィルタ部ＩにおいてTM光をTE光に変換するた
めのもの、及びe2（ｚ）はフィルタ部IIにおいてTE光を
TM光に変換するためのものである。
さらに、この実施例では、TM光をモード変換するため
に各第一モード変換素子56の制御用指状電極28に印加し
た第一の電圧値Vnをこれら制御用指状電極28の配置位置
に対応付けて見た場合に当該第一の電圧値Vnの分布が正
弦波的な分布となるように、当該第一の電圧値Vnを制御
する。そしてこれと共にTE光をモード変換するために各
第二モード変換素子60の制御用指状電極28に印加した第
二の電圧値Wnをこれら制御用指状電極28の配置位置に対
応付けて見た場合に当該第二の電圧値Wnの分布が正弦波
的な分布となるように、当該第二の電圧値Wnを制御す
る。
フィルタ部Ｉにおける電界分布e1（ｚ）及び第一の電
圧値Vnの制御を第二発明の実施例と同様に行ない、また
フィルタ部IIにおける電界分布e2（ｚ）及び第二の電圧
値Wnの制御を第二の発明の実施例と同様に行なう。
フィルタ部Ｉの第一モード変換素子56における変換波
長はλ01±ΔλT1（λ01＝const.であってΔλT1は可変
制御される量である）の２波長となり、第一の電圧値Vn
の周期Λ21を変化させるとΔλT1が変化する。またフィ
ルタ部IIの第二モード変換素子60における変換波長はλ
02±ΔλT2（λ02＝const.であってΔλT2は可変制御さ
れる量である）の２波長となり、第二の電圧値Wnの周期
Λ22を変化させるとΔλT2が変化する。
第９図は第四発明の実施例の説明に供する図であり、
第９図（Ａ）の横軸及び横軸にフィルタ部Ｉにおいてモ
ード変換された光の波長λ及び変換効率ｎを、また第９
図（Ｂ）にフィルタ部IIにおいてモード変換された光の
波長λ及び変換効率ｎを取って示した。
ここで第一の周期Λ01及び第二の周期Λ02が等い周期
であればλ01＝λ02であり、従ってΔλT1及びΔλT2を
どのように可変制御しても、光波長フィルタにより分離
される光の波長はλ０±ΔλT1（＝λ０±ΔλT2）の２
波長である。しかしながら第一の周期Λ01及び第二の周
期02が異なる周期であればλ01≠λ02であり、従って第
９図からも理解できるように、ΔλT1及びΔλT2を任意
好適に可変制御することによって、例えばλ01＋ΔλT1
＝λ02＋ΔλT2とすればλ01−ΔλT1≠λ02−ΔλT2と
なり、或はλ01−ΔλT1＝λ02−ΔλT2とすればλ01＋
ΔλT1≠λ０＋ΔλT2としたりすることができる。
λ01＋ΔλT1＝λ02＋ΔλT2とすればλ01−ΔλT1≠
λ02−ΔλT2であるので、光波長フィルタにより分離さ
れる光の波長はλ01＋ΔλT1（＝λ02＋ΔλT2）の１波
長のみとなるし、またλ01−ΔλT1＝λ02−ΔλT2とな
るようにすればλ01＋ΔλT1≠λ０＋ΔλT2であるの
で、光波長フィルタにより分離される光の波長はλ01−
ΔλT1（＝λ02−ΔλT2）の１波長のみとなる。従って
この実施例によれば第三発明の光波長フィルタのチャネ
ル数は、上述した実施例の第一発明の光波長フィルタの
場合の２倍のチャネル数となる。
この実施例によれば第一の電界分布e1（ｚ）及び第二
の電界分布e2（ｚ）を同時に形成しながら、フィルタ部
Ｉの第一モード変換素子56における２つの変換波長のい
ずれか一方とフィルタ部IIの第二モード変換素子60にお
ける２つの変換波長のいずれか一方とを一致させるよう
に第一の電圧値Vnの周期及び第二電圧値Wnの周期を調整
することによって、複数の異なる波長の光のなかから所
望のひとつの変換波長を光を分離することができる。
尚、上述した第一〜第四発明の実施例においてフィル
タ端部のモード変換素子でのモード変換効率をフィルタ
中央部のモード変換素子でのモード変換効率よりも小さ
くするように、制御用指状電極に印加する電圧値を制御
すれば透明波長帯域Ｍの形状を改善することができる。
この点につき第10図及び第11図を参照し説明する。
第10図（Ａ）は第一発明の実施例において電圧値Vmの
分布が位置Cmに関して正弦波的な分布となるようにした
状態を示す図であって、図の縦軸は電圧値Vmを及び横軸
は距離ｚを表す。また第10図（Ｂ）は第10図（Ａ）に示
すような正弦波の分布状態の電圧値Vmを印加して光波長
フィルタを駆動した場合の透過波長帯域Ｍを示す図であ
って、図の横軸は光波長フィルタによりモード変換され
た光の波長λを及び縦軸はモード変換された波長λの光
の変換効率を表す。
第11図（Ａ）及び（Ｂ）は第一発明の実施例において
フィルタ端部のモード変換素子でのモード変換効率をフ
ィルタ中央部のモード変換素子でのモード変換効率より
も小さくするように電圧値Vmの分布を制御した場合の電
圧値Vmの分布及び透過波長帯域Ｍを示す、第10図（Ａ）
及び（Ｂ）と同様の図である。
第11図（Ａ）に示すように、第一発明の第一実施例の
光波長フィルタの端部C1、C2、C6及びC7のモード変換素
子におけるTM→TEモード変換の効率が、この光波長フィ
ルタの中央部C3、C4及びC5のTM→TEモード変換の効率よ
りも小さくなるように電圧値Vmを印加すると、第10図
（Ｂ）及び第11図（Ｂ）からも理解できるように透過帯
域Ｍの形状を実用上望まれる矩形状に近づけることがで
きる。
上述した第一発明及び第三発明の実施例によれば、透
過波長帯域幅ΔλW1μｍ程度及び可変波長範囲100nm以
上のフィルタ特性を達成することができる。
この発明は上述した実施例にのみ限定されるものでは
なく、各構成成分の形状、配設位置、位置関係、配設個
数、形成材料、形成方法及びそのほかの条件を任意好適
に変更することができる。
例えば、光波長フィルタを駆動する際には、周期の異
なる２つ以上の正弦波電圧（電圧値が正弦波的に分布す
る電圧）を同時刻に重ね合わせて各制御用指状電極に印
加することにより、２つ以上の異なる波長の光を同時に
分離するようにしてもよい。
また上述の実施例では、隣接するモード変換素子22の
うち前段側の素子の終端電極及び後段側の素子の始端電
極の離間距離Ｒ（第１図（Ｂ）参照）をＲ＝Ｇとした
が、このほか例えばＲをＧの整数倍とすることも可能で
ある。
（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、第一発明の光波
長フィルタによれば、前段の偏光子はTM光及びTE光の一
方の光を透過するがTM光及びTE光の他方の光を透過せ
ず、また後段の偏光子は他方の光を透過するが一方の光
を透過しない。一方、モード変換素子は前段の偏光子か
らの一方の光のうち、光波長フィルタの出力光に対応す
る変換波長を有する光を他方の光にモード変換するの
で、後段の偏光子からは変換波長を有する一方の光を光
波長フィルタの出力光として出力させることができる。
モード変換素子は、導波路に沿って交互に配置された
制御用指状電極及びアース用指状電極から成り、これら
指状電極により変換波長の一方の光を他方の光にモード
変換するための電界を形成する。
この第一発明の光波長フィルタを第二発明の駆動方法
により駆動することによって、光波長フィルタの全長が
長くなるのを抑えつつチャネル数を増加させることがで
きる。
そして第二発明は第一発明の光波長フィルタを駆動す
るための方法であって、この駆動方法によれば、制御用
及びアース用指状電極を介し形成された導波路に沿う方
向の電界分布がビートをもった正弦波的な分布となるよ
うに、各制御用指状電極の電圧値を制御し、かつ、この
電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変換を行な
っている間は当該モード変換波長に対応する、固定した
分布に保持する。
ビートをもった正弦波的な電界分布を形成するには、
モード変換のために各制御用指状電極に印加した電圧値
をこれら電極の配置位置に対応付けて見た場合に当該電
圧値の分布が正弦波的な分布となるように、当該電圧値
を制御すればよい。変換波長はλ０±ΔλＴ（λ０＝co
nst.であってΔλＴは可変制御される量である）の２波
長であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変化さ
せるとΔλＴが変化するので変換波長が変化し、従って
電圧値の周期を調整することによって、複数の異なる波
長の光のなかから所望の変換波長を有する光を分離する
ことができる。
この第二発明の駆動方法を第一発明の光波長フィルタ
に適用することによって、光波長フィルタの全長が長く
なるのを抑えつつチャネル数を増加させることができ
る。
また第三発明の光波長フィルタによれば、前段の偏光
子は一方の光を透過するが他方の光を透過せず、中段の
偏光子は他方の光を透過するが一方の光を透過せず、さ
らに後段の偏光子は一方の光を透過するが他方の光を透
過しない。
第一モード変換素子は前段の偏光子からの一方の光の
うち、変換波長を有する光を他方の光にモード変換する
ので、中段の偏光子からは変換波長を有する他方の光を
出力させることができる。さらに第二モード変換素子は
中段の偏光子からの他方の光のうち、変換波長を有する
光を一方の光に変換するので、後段の偏光子からは変換
波長を有する一方の光を光波長フィルタの出力光として
出力させることができる。
第一及び第二モード変換素子はそれぞれ、導波路に沿
って交互に配置した制御用指状電極及びアース用指状電
極から成り、第一モード変換素子の制御用及びアース用
指状電極により変換波長の一方の光を他方の光にモード
変換するための電界を形成し、また第二モード変換素子
の制御用及びアース用指状電極により変換波長の他方の
光を一方の光にモード変換するための電界を形成する。
この第一発明の光波長フィルタを第二発明の駆動方法
により駆動することによって、光波長フィルタの全長が
長くなるのを抑えつつチャネル数を増加させることがで
きる。
そして第四発明は第三発明の光波長フィルタを駆動す
るための方法であって、この駆動方法によれば、第一モ
ード変換素子の制御用及びアース用指状電極を介し形成
された導波路に沿う方向の第一の電界分布、及び、第二
モード変換素子の制御用及びアース用指状電極を介し形
成された導波路に沿う方向の第二の電界分布がそれぞれ
ビートをもった正弦波的な分布となるように、各制御用
指状電極の電圧値を制御し、かつ、これら電界分布を、
ひとつの変換波長につきモード変換を行なっている間は
当該変換波長につき対応する、固定した分布にそれぞれ
保持する。
ビートをもった正弦波的な第一の電界分布を形成する
ためには、一方の光をモード変換するために各第一モー
ド変換素子の制御用指状電極に印加した第一の電圧値を
これら制御用指状電極の配置位置に対応付けて見た場合
に当該第一の電圧値の分布が正弦波的な分布となるよう
に、当該第一の電圧値を制御すればよい。第一のモード
変換素子における変換波長はλ01±ΔλT1（λ01＝cons
t.であってΔλT1は可変制御される量である）の２波長
であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変化させ
るとΔλT1が変化するので変換波長を変化させることが
できる。
同様にビートをもった正弦波的な第二の電界分布を形
成するためには、他方の光をモード変換するために各第
二モード変換素子の制御用指状電極に印加した第二の電
圧値をこれら制御用指状電極の配置位置に対応付けて見
た場合に当該第二の電圧値の分布が正弦波的な分布とな
るように、当該第二の電圧値を制御すればよい。第二の
モード変換素子における変換波長はλ02±ΔλT2（λ02
＝const.であってΔλT2は可変制御される量である）の
２波長であり、この正弦波的な分布の電圧値の周期を変
化させるとΔλT2が変化するので変換波長を変化させる
ことができる。
しかも第一及び第二の周期が異なる周期なのでλ01≠
λ02であり、従ってΔλT1及びΔλT2を任意好適に可変
制御することによって、光波長フィルタにより分離され
る光の波長はλ01＋ΔλT1（＝λ02＋ΔλT2）の１波長
のみ、或はλ01−ΔλT1（＝λ02−ΔλT2）の１波長の
みとすることができる。
この第四発明の駆動方法を第三発明の光波長フィルタ
に適用することによって、光波長フィルタの全長が長く
なるのを抑えつつチャネル数を増加させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）〜（Ｂ）は第一発明の第一実施例の説明に
供する図、 第２図（Ａ）〜（Ｂ）は第二発明の実施例の説明に供す
る図、 第３図はスムースに変化する電界分布の例を示す図、 第４図は電圧制御装置の構成例を示す図、 第５図は電圧制御装置の他の構成例を示す図、 第６図は第一発明の第二実施例の構成を概略的に示す斜
視図、 第７図はノイズ光の説明に供する図、 第８図（Ａ）〜（Ｃ）は第三発明の実施例の説明に供す
る図、 第９図（Ａ）〜（Ｂ）は第四発明の実施例の説明に供す
る図、 第10図（Ａ）〜（Ｂ）は電圧値Vmの分布状態及びその分
布状態に対応する透過波長帯域Ｍの様子を示す図、 第11図（Ａ）〜（Ｂ）は電圧値Vmの分布状態及びその分
布状態に対応する透過波長帯域Ｍの様子を示す図、 第12図は従来の光波長フィルタを多段接続して構成した
光波長フィルタの構成を概略的に示す斜視図である。 20、54……前段の偏光子 22……モード変換素子 24……後段の偏光子、26……導波路 28……制御用指状電極 30……アース用指状電極 56……第一モード変換素子 58……中段の偏光子、60……第二モード変換素子 62……後段の偏光子。

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】TM光及びTE光の一方の光を光波長フィルタ
    の入力光として透過する前段の偏光子と、該前段の偏光
    子からの一方の光のうち、光波長フィルタの出力光に対
    応する変換波長を有する一方の光をTM光及びTE光の他方
    の光にモード変換するための複数のモード変換素子と、
    該モード変換素子からの他方の光を光波長フィルタの出
    力光として透過する後段の偏光子とを導波路に設け、 前記モード変換素子を、導波路に沿って交互に配置され
    た制御用指状電極及びアース用指状電極から構成して成
    り、 前記前段及び後段の偏光子の間に配置される制御用及び
    アース用指状電極のすべてを、等間隔で配置することを
    特徴とする光波長フィルタ。
  2. 【請求項２】すべてのモード変換素子の長さを等しくし
    たことを特徴とする請求項１に記載の光波長フィルタ。
  3. 【請求項３】前記モード変換素子の長さを当該素子の配
    列順に短く又は長くすることを特徴とする請求項１に記
    載の光波長フィルタ。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の光波長フィルタを駆動す
    るに当り、 前記制御用及びアース用指状電極を介し形成された導波
    路に沿う方向の電界分布がビートをもった正弦波的な分
    布となるように、各制御用指状電極の電圧値を制御し、
    かつ、 該電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変換を行
    っている間は当該変換波長に対応する、固定した分布に
    保持することを特徴とする光波長フィルタの駆動方法。
  5. 【請求項５】前記モード変換のために各制御用指状電極
    に印加した電圧値をこれら電極の配置位置に対応付けて
    見た場合に当該電圧値の分布が正弦波的な分布となるよ
    うに、当該電圧値を制御することを特徴とする請求項４
    に記載の光波長フィルタの駆動方法。
  6. 【請求項６】TM光及びTE光の一方の光を光波長フィルタ
    の入力光として透過する前段の偏光子と、該前段の偏光
    子からの一方の光のうち、光波長フィルタの出力光に対
    応する変換波長を有する一方の光をTM光及びTE光の他方
    の光にモード変換するための複数の第一モード変換素子
    と、該第一モード変換素子からの他方の光を透過する中
    段の偏光子と、該中段の偏光子からの他方の光のうち、
    前記変換波長を有する他方の光を一方の光にモード変換
    するための複数の第二モード変換素子と、該第二モード
    変換素子からの一方の光を前記出力光として透過する後
    段の偏光子とを導波路に設け、 前記第一及び第二モード変換素子をそれぞれ、導波路に
    沿って交互に配置した制御用指状電極及びアース用指状
    電極から構成して成り、 前記前段及び中段の偏光子の間に配置される制御用及び
    アース用指状電極のすべてを第一の等間隔で配置し、 前記中段及び後段の偏光子の間に配置される制御用及び
    アース用指状電極のすべてを第二の等間隔で配置するこ
    とを特徴とする光波長フィルタ。
  7. 【請求項７】請求項６に記載の光波長フィルタを駆動す
    るに当り、 前記第一モード変換素子の制御用及びアース用指状電極
    を介し形成された導波路に沿う方向の第一の電界分布、
    及び、前記第二モード変換素子の制御用及びアース用指
    状電極を介し形成された導波路に沿う方向の第二の電界
    分布がそれぞれビートをもった正弦波的な分布となるよ
    うに、各制御用指状電極の電圧値を制御し、かつ、 これら電界分布を、ひとつの変換波長につきモード変換
    を行っている間は当該変換波長に対応する、固定した分
    布にそれぞれ保持することを特徴とする光波長フィルタ
    の駆動方法。
  8. 【請求項８】前記一方の光をモード変換するために各第
    一モード変換素子の制御用指状電極に印加した第一の電
    圧値をこれら制御用指状電極の配置位置に対応付けて見
    た場合に当該第一の電圧値の分布が正弦波的な分布とな
    るように、当該第一の電圧値を制御し、かつ、 前記他方の光をモード変換するために各第二モード変換
    素子の制御用指状電極に印加した第二の電圧値をこれら
    制御用指状電極の配置位置に対応付けて見た場合に当該
    第二の電圧値の分布が正弦波的な分布となるように、当
    該第二の電圧値を制御することを特徴とする請求項７に
    記載の光波長フィルタの駆動方法。
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