JP3023942B2 - 波長チュウニング型小型分光器 - Google Patents
波長チュウニング型小型分光器Info
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Description
において、多重化された光信号を分光する分光器に関す
るものである。
形成された部品として1.48〜1.56μmの光を分
光するものがあった(Appl.Phys.Lett.
58(1991)pp1949〜)。図4は、従来の小
型分光器を表す平面図であって、1はスラブ導波路部、
2はリッジ導波路部、3は垂直回折格子、4は入力光
(λ1 ,λ2 ……λn )、5は出力光である。周波数多
重化された入力光4は、リッジ導波路2に入り、垂直回
折格子3で分光され、それぞれ異なったリッジ導波路2
に集光する。垂直回折格子3はローランド円上にあり、
リッジ導波路部2とスラブ導波路部1の接合部は1/2
ローランド円上にあるから、それぞれの波長の光は、焦
点ずれなしに異なったリッジ導波路2に集光する。
は、スラブ導波路部1の屈折率が固定であるため、分波
角度の微調機能がないという欠点、すなわち波長調節の
機能がないという欠点、また波長差により分波角度差が
比較的小さいため、スラブ導波路部を長くする必要があ
り、素子が長大になるという欠点があった。
器の波長調節がないという欠点、及び素子の大きさが長
大になるという欠点を解消して、スラブ導波路部を少な
くとも一つの全反射鏡によって折り返すことにより、実
質上の光路長は充分確保しながら、素子の形状を著しく
小さくすることができる波長チュウニング型小型分光器
を提供することにある。
に、本発明による波長チュウニング型小型分光器は、基
板の表面上にスラブ導波路が形成されるとともに、該基
板の裏面と前記スラブ導波路の上面とに対をなす電極が
設けられ、該スラブ導波路の一端面には垂直回折格子が
ローランド円の円弧状をなしかつ該垂直回折格子の溝の
方向が前記基板の表面に垂直であるように設けられ、該
スラブ導波路の少なくとも一つの他端面にはスラブ導波
路分の光路を折り返すように少なくとも一つの全反射鏡
が設けられ、かつ該スラブ導波路のもう一つの端面には
一つの入力導波路と複数個の出力導波路がその入射部が
1/2ーロランド円の円弧状をなすように設けられ、前
記一つの入力導波路に入力された波長の異なる複数の入
力光が前記対をなす電極間に印加された逆バイアス電圧
の値により、前記複数個の出力導波路に波長に従い選択
的に分配されて出力光として取り出されるように形成さ
れている。前記垂直回折格子の形状を鋸状にして、入射
光と回折光とが、回折格子の溝の面に対して略正反射の
関係になるように形成し、また、絶縁膜と金属膜からな
る高反射膜を付加して、回折効率を上げることができ
る。
て、10は基板、11はスラブ導波路部、12は垂直回
折格子、13は入力導波路、14は出力導波路、15は
全反射鏡、16はリード線、17はn側電極、18はp
側電極である。スラブ導波路部11の層構造及び高反射
膜は、図面の簡単化のため省略してある。また、前記反
射鏡15は結晶のへき開面を使用してもよい。
れたλ1 ,λ2 ,……λn の光はスラブ導波路部11で
拡がり、全反射鏡15で折り返され、さらに拡がり、垂
直回折格子12で分波され、再び全反射鏡15で折り返
され、各々の波長の光λ1 ,λ2 ,……λn は、それぞ
れ対応する出力導波路14に入射し、出力端面から出力
光として出射する。垂直回折格子12がローランド円上
にあり、スラブ導波路部11と出力導波路14の接合部
が1/2ローランド円上にあるから、各々の波長の光は
焦点ずれなしに分岐集光する。
圧をかけることにより、光の分波角度すなわち波長調節
が可能なメカニズムについて述べる。電気光学効果によ
る屈折率変化は次式で与えられる。 Δn=(1/2)n3 r41E …… ここで、Δnは屈折率変化、nは屈折率、Eは印加され
る電界、r41は電気光学係数でほぼ1.6×10-12 m
/V程度である。アンドープの全体の厚さを0.5μm
=5×10-7mとすると、50V印加した時、E=10
8 V/mとなる。n≒3.3とすると、Δn≒2.9×
10-3となり、1.55μm帯では、波長シフトはΔλ
≒14Å程度となる。
の本数、nは屈折率、λは波長である。スラブ導波路部
11での光路を折り返して光路を充分長くとると、回折
格子の本数Nは大きくなり、Δkは小さくなり、充分周
波数多重伝送方式に使用することができる。また、回折
格子の形状を鋸状にして入射光と回折光とを回折格子の
溝の面に対して略正反射の関係にするとともに高反射膜
を付加することにより、回折効率を85〜95%程度に
することができる。
1はスラブ導波路部、22は垂直回折格子、23は入力
導波路、24は出力導波路、25は全反射鏡、26はリ
ード線である。電極は図示を省略している。全反射鏡2
5によって、スラブ導波路部21の光路を2回折り返す
ことにより、充分光路を長く維持したまま、素子の大き
さを2×2mm2 と小さくすることができる。また、全反
射鏡25は、結晶のへき開面を使用してもよい。
1はスラブ導波路部、32は垂直回折格子、33は入力
導波路、34は出力導波路、35は全反射鏡、36はリ
ード線、37は全反射鏡である。電極は図示を省略して
いる。入力導波路33が全反射鏡37によって2回路折
り返されることにより、入力導波路33の入力端と出力
導波路34の出力端が対向していて、実装上便利になっ
ている。
晶の場合には、InGaAsP/InAlAsあるいは
InGaAsP/InPの多重量子井戸層にし、GaA
s系結晶の場合には、コア層をAlGaAs/GaAs
の多重量子井戸層にすれば、電気光学係数を大きくで
き、波長調節範囲を大きくすることができる。
反射鏡は、実施例ではドライエッチング等のエッチミラ
ー使用例をあげたが、結晶のへき開面を使用しても良い
ことはいうまでもない。なお、複数の出力導波路に受光
器を設けることもできる。
n型InP基板,n型InPクラッド層,アンドープの
InGaAsPコア層,アンドープのInP層,p型I
nPクラッド層,p型InGaAsPコンタクト層から
形成することができる。
n型InP基板,n型InPクラッド層,アンドープの
InGaAs/InAlAsのあるいはInGaAs/
InPの多重量子井戸コア層,アンドープのInP層,
p型InPクラッド層,p型InGaAsPコンタクト
層から形成することができる。
n型GaAs基板、n型AlGaAsクラッド層,アン
ドープのGaAsコア層,p型AlGaAsクラッド
層,p型GaAsコンタクト層から形成することができ
る。
型GaAs基板、n型AlGaAsクラッド層,アンド
ープのGaAs/AlGaAs多重量子井戸層,p型A
lGaAsクラッド層,p型GaAsコンタクト層から
形成することができる。
スラブ導波路部の光路が折り返されていて、実装上の光
路の長さは充分確保しながら、素子の大きさは、例えば
2×2mm2 程度に小型化可能であるという利点、入力フ
ァイバと出力ファイバが対向していて、実装上便利であ
るという利点、さらに波長調節ができる小型分光器であ
るという利点がある。
型分光器の斜視図である。
型分光器の平面図である。
型分光器の平面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 基板の表面上にスラブ導波路が形成され
るとともに、該基板の裏面と前記スラブ導波路の上面と
に対をなす電極が設けられ、該スラブ導波路の一端面に
は垂直回折格子がローランド円の円弧状をなしかつ該垂
直回折格子の溝の方向が前記基板の表面に垂直であるよ
うに設けられ、該スラブ導波路の少なくとも一つの他端
面には該スラブ導波路の光路を折り返すように少なくと
も一つの全反射鏡が設けられ、かつ該スラブ導波路のも
う一つの端面には一つの入力導波路と複数個の出力導波
路がその入射部が1/2ーロランド円の円弧状をなすよ
うに設けられ、前記一つの入力導波路に入力された波長
の異なる複数の入力光が前記対をなす電極間に印加され
た逆バイアス電圧の値により前記複数個の出力導波路に
波長に従い選択的に分配されて出力光として取り出され
るように形成された波長チュウニング型小型分光器。 - 【請求項2】 前記入力導波路が2個の全反射鏡によっ
て折り返され、前記出力光の出射部と前記入力光の入射
部が対向するように形成されたことを特徴とする請求項
1に記載の波長チュウニング型小型分光器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18287692A JP3023942B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 波長チュウニング型小型分光器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18287692A JP3023942B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 波長チュウニング型小型分光器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH063709A JPH063709A (ja) | 1994-01-14 |
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Family
ID=16125971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18287692A Expired - Fee Related JP3023942B2 (ja) | 1992-06-18 | 1992-06-18 | 波長チュウニング型小型分光器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3023942B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
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WO2004049027A1 (ja) | 2002-11-26 | 2004-06-10 | Fujitsu Limited | 光合分波器 |
KR100744548B1 (ko) * | 2005-07-02 | 2007-08-01 | 한국전자통신연구원 | 광증폭기, 빔 조종기 및 오목 회절 격자가 집적된 파장가변 광원 소자 |
US20070133649A1 (en) * | 2005-12-09 | 2007-06-14 | Kwon Oh K | Wavelength tunable light source |
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US11561346B2 (en) * | 2020-09-24 | 2023-01-24 | Apple Inc. | Tunable echelle grating |
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-
1992
- 1992-06-18 JP JP18287692A patent/JP3023942B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Appl.Phys.Lett.,Vol.58 No.18 pp.1949−1951(6 May 1991) |
Electronics Letters,Vol.27 No.2 pp.132−134(17th January 1991) |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH063709A (ja) | 1994-01-14 |
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