JP3206796B2 - 光等化器 - Google Patents
光等化器Info
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- JP3206796B2 JP3206796B2 JP28849495A JP28849495A JP3206796B2 JP 3206796 B2 JP3206796 B2 JP 3206796B2 JP 28849495 A JP28849495 A JP 28849495A JP 28849495 A JP28849495 A JP 28849495A JP 3206796 B2 JP3206796 B2 JP 3206796B2
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- channel waveguide
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- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの分散
によって光信号に生じた歪みを波形整形する光等化器に
関する。
によって光信号に生じた歪みを波形整形する光等化器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】既設の多くの光ファイバは波長 1.3μｍ
で零分散となり、波長1.55μｍで損失が最低になる特性
を有している。この光ファイバに波長1.55μｍの光信号
を入射すると、光ファイバの分散によって光信号周波数
νが高くなるにつれて伝搬遅延時間τが小さくなる（伝
搬速度が速くなる）。したがって、この光ファイバを伝
搬する光信号は、その波長スペクトルの広がりに応じて
波形が歪む。この歪みが大きくなると、光ファイバの伝
送容量あるいは伝送距離が制限されることになる。
で零分散となり、波長1.55μｍで損失が最低になる特性
を有している。この光ファイバに波長1.55μｍの光信号
を入射すると、光ファイバの分散によって光信号周波数
νが高くなるにつれて伝搬遅延時間τが小さくなる（伝
搬速度が速くなる）。したがって、この光ファイバを伝
搬する光信号は、その波長スペクトルの広がりに応じて
波形が歪む。この歪みが大きくなると、光ファイバの伝
送容量あるいは伝送距離が制限されることになる。
【０００３】等化器は、このような光ファイバの分散を
補償して光信号を波形整形するものである。従来の等化
器としては、光信号を電気信号に変換して使用するマイ
クロストリップ線路が知られている。その構造は図４に
示すように、誘電体５１とその両面に接合される金属導
体５２，５３である。伝搬遅延時間τは、図５に示すよ
うに信号周波数νが高くなるにつれて大きくなる（伝搬
速度が遅くなる）。また、マイクロストリップ線路の長
さＬに応じてその割合が大きくなる。このように、伝搬
遅延特性はマイクロストリップ線路と光ファイバとでは
逆になる。したがって、分散を有する光ファイバを伝搬
した光信号は、電気信号に変換した後に、所定の長さＬ
のマイクロストリップ線路を通すことにより、光ファイ
バにおける分散の影響を相殺することができる。
補償して光信号を波形整形するものである。従来の等化
器としては、光信号を電気信号に変換して使用するマイ
クロストリップ線路が知られている。その構造は図４に
示すように、誘電体５１とその両面に接合される金属導
体５２，５３である。伝搬遅延時間τは、図５に示すよ
うに信号周波数νが高くなるにつれて大きくなる（伝搬
速度が遅くなる）。また、マイクロストリップ線路の長
さＬに応じてその割合が大きくなる。このように、伝搬
遅延特性はマイクロストリップ線路と光ファイバとでは
逆になる。したがって、分散を有する光ファイバを伝搬
した光信号は、電気信号に変換した後に、所定の長さＬ
のマイクロストリップ線路を通すことにより、光ファイ
バにおける分散の影響を相殺することができる。
【０００４】次に、波長分波機能を有する従来のアレイ
導波路回折格子について説明する。図６は、従来のアレ
イ導波路回折格子の構成を示す。従来のアレイ導波路回
折格子は、入力用チャネル導波路６１、所定の導波路長
差ΔＬで順次長くなるように構成されたチャネル導波路
アレイ６２、出力用チャネル導波路６３、入力用チャネ
ル導波路６１とチャネル導波路アレイ６２とを接続する
第１の扇形スラブ導波路６４、チャネル導波路アレイ６
２と出力用チャネル導波路６３とを接続する第２の扇形
スラブ導波路６５を基板６０上に形成した構成である。
導波路回折格子について説明する。図６は、従来のアレ
イ導波路回折格子の構成を示す。従来のアレイ導波路回
折格子は、入力用チャネル導波路６１、所定の導波路長
差ΔＬで順次長くなるように構成されたチャネル導波路
アレイ６２、出力用チャネル導波路６３、入力用チャネ
ル導波路６１とチャネル導波路アレイ６２とを接続する
第１の扇形スラブ導波路６４、チャネル導波路アレイ６
２と出力用チャネル導波路６３とを接続する第２の扇形
スラブ導波路６５を基板６０上に形成した構成である。
【０００５】所定の入力用チャネル導波路６１から入射
した光は、第１の扇形スラブ導波路６４で回折により広
がり、その回折面と垂直に配置されたチャネル導波路ア
レイ６２に導かれる。チャネル導波路アレイ６２は、各
導波路が導波路長差ΔＬで順次長くなっているので、各
導波路を伝搬して第２の扇形スラブ導波路６５に到達し
た光には導波路長差ΔＬに対応する位相差が生じてい
る。この位相差は光周波数により異なるので、第２の扇
形スラブ導波路６５のレンズ効果で出力用チャネル導波
路６３の入力端に集光する際に、光周波数ごとに異なる
位置に集光する。
した光は、第１の扇形スラブ導波路６４で回折により広
がり、その回折面と垂直に配置されたチャネル導波路ア
レイ６２に導かれる。チャネル導波路アレイ６２は、各
導波路が導波路長差ΔＬで順次長くなっているので、各
導波路を伝搬して第２の扇形スラブ導波路６５に到達し
た光には導波路長差ΔＬに対応する位相差が生じてい
る。この位相差は光周波数により異なるので、第２の扇
形スラブ導波路６５のレンズ効果で出力用チャネル導波
路６３の入力端に集光する際に、光周波数ごとに異なる
位置に集光する。
【０００６】アレイ導波路回折格子は、このように入力
用チャネル導波路６１から入射された光の周波数に対応
して、出力用チャネル導波路６３の導波路が選択される
光分波器として動作する。従来のアレイ導波路回折格子
では、図７に示すように、出力用チャネル導波路６３の
各導波路対応にその中心周波数（ここでは 200ＧHz（1.
6ｎｍ）間隔）の近傍で放物線状の通過帯域特性とな
る。
用チャネル導波路６１から入射された光の周波数に対応
して、出力用チャネル導波路６３の導波路が選択される
光分波器として動作する。従来のアレイ導波路回折格子
では、図７に示すように、出力用チャネル導波路６３の
各導波路対応にその中心周波数（ここでは 200ＧHz（1.
6ｎｍ）間隔）の近傍で放物線状の通過帯域特性とな
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来のマイクロストリ
ップ線路による等化器では、波形整形するために光信号
を一旦電気信号に変換する必要があり、全光中継システ
ムに用いることができなかった。さらに、信号周波数ν
が高くなるとマイクロストリップ線路の導体損失が増加
するので、光信号の波形整形を行っても光ファイバの伝
送容量と伝送距離を共に高めることは困難であった。
ップ線路による等化器では、波形整形するために光信号
を一旦電気信号に変換する必要があり、全光中継システ
ムに用いることができなかった。さらに、信号周波数ν
が高くなるとマイクロストリップ線路の導体損失が増加
するので、光信号の波形整形を行っても光ファイバの伝
送容量と伝送距離を共に高めることは困難であった。
【０００８】また、従来のアレイ導波路回折格子は、図
７に示すように放物線状の通過帯域特性を有する。した
がって、入力用チャネル導波路６１に入射された光の波
長がその中心波長から変動した場合には、出力用チャネ
ル導波路６３の所定のチャネルへ出射される光の損失が
大幅に増加し、またクロストークを劣化させる問題があ
った。
７に示すように放物線状の通過帯域特性を有する。した
がって、入力用チャネル導波路６１に入射された光の波
長がその中心波長から変動した場合には、出力用チャネ
ル導波路６３の所定のチャネルへ出射される光の損失が
大幅に増加し、またクロストークを劣化させる問題があ
った。
【０００９】本発明は、光ファイバの分散を補償し、大
容量・長距離光通信および波長分割ルーティングに適し
た光等化器を提供することを目的とする。
容量・長距離光通信および波長分割ルーティングに適し
た光等化器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光等化器は、２
つのアレイ導波路回折格子を光の振幅および位相を線対
称軸方向の位置ｘに応じてを変化させる空間フィルタを
介して線対称に配置し、所定の伝搬遅延特性を実現す
る。
つのアレイ導波路回折格子を光の振幅および位相を線対
称軸方向の位置ｘに応じてを変化させる空間フィルタを
介して線対称に配置し、所定の伝搬遅延特性を実現す
る。
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光等化器の実施
形態を示す。本発明の光等化器は、入力用チャネル導波
路１、所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成
されたチャネル導波路アレイ２、入力用チャネル導波路
１とチャネル導波路アレイ２とを接続する第１の扇形ス
ラブ導波路３、チャネル導波路アレイ２の他端に接続さ
れた第２の扇形スラブ導波路４から構成されるアレイ導
波路回折格子を一対備え、各々の第２の扇形スラブ導波
路４のチャネル導波路アレイが接続されていない端部中
点（以下「線対称中心５」という）を通る線対称軸８に
対して２つのアレイ導波路回折格子が基板６上に線対称
に配置される。
形態を示す。本発明の光等化器は、入力用チャネル導波
路１、所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成
されたチャネル導波路アレイ２、入力用チャネル導波路
１とチャネル導波路アレイ２とを接続する第１の扇形ス
ラブ導波路３、チャネル導波路アレイ２の他端に接続さ
れた第２の扇形スラブ導波路４から構成されるアレイ導
波路回折格子を一対備え、各々の第２の扇形スラブ導波
路４のチャネル導波路アレイが接続されていない端部中
点（以下「線対称中心５」という）を通る線対称軸８に
対して２つのアレイ導波路回折格子が基板６上に線対称
に配置される。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の光信号処理回路
の実施形態を示す。本発明の光信号処理回路は、入力用
チャネル導波路１、所定の導波路長差ΔＬで順次長くな
るように構成されたチャネル導波路アレイ２、入力用チ
ャネル導波路１とチャネル導波路アレイ２とを接続する
第１の扇形スラブ導波路３、チャネル導波路アレイ２の
他端に接続された第２の扇形スラブ導波路４から構成さ
れるアレイ導波路回折格子を一対備え、各々の第２の扇
形スラブ導波路４のチャネル導波路アレイが接続されて
いない端部中点（以下「線対称中心５」という）を通る
線対称軸８に対して２つのアレイ導波路回折格子が基板
６上に線対称に配置される。
の実施形態を示す。本発明の光信号処理回路は、入力用
チャネル導波路１、所定の導波路長差ΔＬで順次長くな
るように構成されたチャネル導波路アレイ２、入力用チ
ャネル導波路１とチャネル導波路アレイ２とを接続する
第１の扇形スラブ導波路３、チャネル導波路アレイ２の
他端に接続された第２の扇形スラブ導波路４から構成さ
れるアレイ導波路回折格子を一対備え、各々の第２の扇
形スラブ導波路４のチャネル導波路アレイが接続されて
いない端部中点（以下「線対称中心５」という）を通る
線対称軸８に対して２つのアレイ導波路回折格子が基板
６上に線対称に配置される。
【００１２】すなわち、１１は入力用チャネル導波路１
に対応する出力用チャネル導波路であり、２２はチャネ
ル導波路アレイ２に対応して所定の導波路長差ΔＬで順
次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイであ
り、３３は扇形スラブ導波路３に対応して出力用チャネ
ル導波路１１とチャネル導波路アレイ２２を接続する扇
形スラブ導波路であり、４４は扇形スラブ導波路４に対
応してチャネル導波路アレイ２２の他端に接続された扇
形スラブ導波路である。この扇形スラブ導波路４と扇形
スラブ導波路４４が線対称中心５を介して対向する。
に対応する出力用チャネル導波路であり、２２はチャネ
ル導波路アレイ２に対応して所定の導波路長差ΔＬで順
次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイであ
り、３３は扇形スラブ導波路３に対応して出力用チャネ
ル導波路１１とチャネル導波路アレイ２２を接続する扇
形スラブ導波路であり、４４は扇形スラブ導波路４に対
応してチャネル導波路アレイ２２の他端に接続された扇
形スラブ導波路である。この扇形スラブ導波路４と扇形
スラブ導波路４４が線対称中心５を介して対向する。
【００１３】さらに、線対称中心５を通り扇形スラブ導
波路４，４４中の光の伝搬方向に垂直な向きに、光の振
幅および位相を変化させる空間フィルタ７が配置され
る。いま、入力用チャネル導波路１および出力用チャネ
ル導波路１１の導波路本数を各々８本とする。また、入
力用チャネル導波路１の入力ポート番号を図１の上から
順に♯１〜♯８とし、出力用チャネル導波路１１の出力
ポート番号を図１の上から順に♯１〜♯８とする。この
とき、各入力ポートから入射された光の中で、線対称中
心５を通る光の波長は各々表１のようになる。
波路４，４４中の光の伝搬方向に垂直な向きに、光の振
幅および位相を変化させる空間フィルタ７が配置され
る。いま、入力用チャネル導波路１および出力用チャネ
ル導波路１１の導波路本数を各々８本とする。また、入
力用チャネル導波路１の入力ポート番号を図１の上から
順に♯１〜♯８とし、出力用チャネル導波路１１の出力
ポート番号を図１の上から順に♯１〜♯８とする。この
とき、各入力ポートから入射された光の中で、線対称中
心５を通る光の波長は各々表１のようになる。
【００１４】
【表１】
【００１５】ここで、λ0 は光の中心波長、Δλはチャ
ネル波長間隔であり、ｃを光速としてチャネル周波数間
隔はΔν＝ｃΔλ／λ0 2で与えられる。また、線対称中
心５を通る表１に記した各波長の光は、表２に示す番号
の出力ポートに出射される。
ネル波長間隔であり、ｃを光速としてチャネル周波数間
隔はΔν＝ｃΔλ／λ0 2で与えられる。また、線対称中
心５を通る表１に記した各波長の光は、表２に示す番号
の出力ポートに出射される。
【００１６】
【表２】
【００１７】したがって、線対称中心５の近傍に光の振
幅および位相を変化させる空間フィルタ７を配置するこ
とにより、各入力ポートから入射された光に対して各波
長ごとに所定の透過特性を与えることができる。線対称
中心５を通り扇形スラブ導波路４，４４中の光の伝搬方
向に垂直な向きに対する光ビームスポットの移動量δｘ
と、光の周波数変化量δν（波長変化量δλ）との関係
は、 δｘ／δν＝ ｆ・δＬ／（ｄ・ν0 ） …(1-1) δｘ／δλ＝−ｆ・δＬ／（ｄ・λ0 ） …(1-2) で与えられる。ここで、ｄ（＝25μｍ）はチャネル導波
路アレイ２と扇形スラブ導波路４、および扇形スラブ導
波路４４とチャネル導波路アレイ２２との境界における
チャネル導波路アレイ２，２２の導波路間隔である。ま
た、ν0 （＝ｃ／λ0 ）は光の中心周波数である。
幅および位相を変化させる空間フィルタ７を配置するこ
とにより、各入力ポートから入射された光に対して各波
長ごとに所定の透過特性を与えることができる。線対称
中心５を通り扇形スラブ導波路４，４４中の光の伝搬方
向に垂直な向きに対する光ビームスポットの移動量δｘ
と、光の周波数変化量δν（波長変化量δλ）との関係
は、 δｘ／δν＝ ｆ・δＬ／（ｄ・ν0 ） …(1-1) δｘ／δλ＝−ｆ・δＬ／（ｄ・λ0 ） …(1-2) で与えられる。ここで、ｄ（＝25μｍ）はチャネル導波
路アレイ２と扇形スラブ導波路４、および扇形スラブ導
波路４４とチャネル導波路アレイ２２との境界における
チャネル導波路アレイ２，２２の導波路間隔である。ま
た、ν0 （＝ｃ／λ0 ）は光の中心周波数である。
【００１８】いま、入力用チャネル導波路１、チャネル
導波路アレイ２，２２、出力用チャネル導波路１１のコ
ア幅を２ａ＝７μｍ、コア厚を２ｔ＝７μｍ、比屈折率
差をΔ＝0.75％とし、扇形スラブ導波路３，４，３３，
４４の曲率半径をｆ＝11.52ｎｍとし、チャネル導波路
アレイ２，２２の導波路長差をΔＬ＝63μｍとする。こ
のパラメータの場合には、 δｘ／δν＝ 0.15 〔μｍ／ＧＨz 〕 …(2-1) δｘ／δλ＝20／３〔ＧＨz ／μｍ〕 …(2-2) となる。表１，２に示すように、線対称中心５を通る各
光の中心波長（周波数）間隔はΔλ（Δν）であるの
で、空間フィルタ７の光通過帯域波長（周波数）幅は、
他チャネルへのクロストークを避けるために±Δλ／２
（±Δν／２）でなければならない。このためには、式
(1) より空間フィルタ７の光通過スリット幅が線対称中
心５を中心として
導波路アレイ２，２２、出力用チャネル導波路１１のコ
ア幅を２ａ＝７μｍ、コア厚を２ｔ＝７μｍ、比屈折率
差をΔ＝0.75％とし、扇形スラブ導波路３，４，３３，
４４の曲率半径をｆ＝11.52ｎｍとし、チャネル導波路
アレイ２，２２の導波路長差をΔＬ＝63μｍとする。こ
のパラメータの場合には、 δｘ／δν＝ 0.15 〔μｍ／ＧＨz 〕 …(2-1) δｘ／δλ＝20／３〔ＧＨz ／μｍ〕 …(2-2) となる。表１，２に示すように、線対称中心５を通る各
光の中心波長（周波数）間隔はΔλ（Δν）であるの
で、空間フィルタ７の光通過帯域波長（周波数）幅は、
他チャネルへのクロストークを避けるために±Δλ／２
（±Δν／２）でなければならない。このためには、式
(1) より空間フィルタ７の光通過スリット幅が線対称中
心５を中心として
【００１９】
【数１】
【００２０】の範囲でなければならないことがわかる。
上記のパラメータの場合には、式(2),(3) より空間フィ
ルタ７の光通過スリット幅は線対称中心５を中心として −15〔μｍ〕≦ ｘ ≦ 15 〔μｍ〕 …(4) の範囲となる。以上は、本発明の光等化器としての一般
的な説明である。
上記のパラメータの場合には、式(2),(3) より空間フィ
ルタ７の光通過スリット幅は線対称中心５を中心として −15〔μｍ〕≦ ｘ ≦ 15 〔μｍ〕 …(4) の範囲となる。以上は、本発明の光等化器としての一般
的な説明である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の光等化器の実施例構成につい
て説明する。既設の多くの光ファイバの周波数応答Ｈ
(ω)は、 Ｈ(ω)＝Ｈ0 exp｛-j(β″Ｌ／２)(ω−ω0)2 ｝ …(5) で与えられる。ただし、βは光ファイバ中の光の伝搬定
数、β″＝ｄ2β／ｄω2、ω0 （＝２πν0 ）は光の中
心角周波数、ω（＝２πν）は角周波数、Ｌはファイバ
長、Ｈ0 は定数である。光ファイバの分散σとβ″との
間には、 β″＝（λ0 2／２πｃ）σ …(6) の関係が成り立つ。
て説明する。既設の多くの光ファイバの周波数応答Ｈ
(ω)は、 Ｈ(ω)＝Ｈ0 exp｛-j(β″Ｌ／２)(ω−ω0)2 ｝ …(5) で与えられる。ただし、βは光ファイバ中の光の伝搬定
数、β″＝ｄ2β／ｄω2、ω0 （＝２πν0 ）は光の中
心角周波数、ω（＝２πν）は角周波数、Ｌはファイバ
長、Ｈ0 は定数である。光ファイバの分散σとβ″との
間には、 β″＝（λ0 2／２πｃ）σ …(6) の関係が成り立つ。
【００２２】いま、波長λ0 の単位をμｍ、光ファイバ
の分散σの単位をｐｓ／ｋｍ・ｎｍ、ファイバ長Ｌの単
位をｋｍとしたとき、 ｐ＝π・10-5・λ0 2σＬ／３ …(7) とおくと、光ファイバの周波数応答Ｈ(ν)は、 Ｈ(ν)＝Ｈ0 exp｛-jｐ(ν−ν0)2 ｝ …(8) と表される。ただし、光周波数νおよびν0 の単位はＧ
Hzである。これより、光ファイバの信号遅延時間ｔ
f は、
の分散σの単位をｐｓ／ｋｍ・ｎｍ、ファイバ長Ｌの単
位をｋｍとしたとき、 ｐ＝π・10-5・λ0 2σＬ／３ …(7) とおくと、光ファイバの周波数応答Ｈ(ν)は、 Ｈ(ν)＝Ｈ0 exp｛-jｐ(ν−ν0)2 ｝ …(8) と表される。ただし、光周波数νおよびν0 の単位はＧ
Hzである。これより、光ファイバの信号遅延時間ｔ
f は、
【００２３】
【数２】
【００２４】で与えられる。ここで、線対称中心５を中
心として−15μｍから＋15μｍの範囲に配置された空間
フィルタ７の複素（振幅・位相）透過率ｓ(x) がｓ0 ，
ｑを定数として ｓ(x) ＝ｓ0 exp(＋ｊｑｘ2） …(10) で与えられる場合には、例えば入力ポート♯４から出力
ポート♯５への光に対しては、式(1) および表１，２に
より ｘ＝（ｆ・ΔＬ／(ｄ・ν0))(ν−ν0) …(11) である。したがって、この空間フィルタ７を通過した光
の位相特性Ｇ(ν)はＧ0を定数として、 Ｇ(ν)＝Ｇ0 exp｛＋ｊＰ(ν−ν0)2 ｝ …(12) Ｐ＝ｑ（ｆ・ΔＬ／(ｄ・ν0))2 …(13) となる。式(10),(13) において、 ｑ＝ｐ（ｄ・ν0／(ｆ・ΔＬ))2 …(14) の場合にはＰ＝ｐとなり、空間フィルタ７を通過した光
の位相特性Ｇ(ν)は、 Ｇ(ν)＝Ｇ0 exp｛＋ｊｐ(ν−ν0)2 ｝ …(15) となる。これより、本実施例の光等化器の信号遅延時間
ｔeqは、
心として−15μｍから＋15μｍの範囲に配置された空間
フィルタ７の複素（振幅・位相）透過率ｓ(x) がｓ0 ，
ｑを定数として ｓ(x) ＝ｓ0 exp(＋ｊｑｘ2） …(10) で与えられる場合には、例えば入力ポート♯４から出力
ポート♯５への光に対しては、式(1) および表１，２に
より ｘ＝（ｆ・ΔＬ／(ｄ・ν0))(ν−ν0) …(11) である。したがって、この空間フィルタ７を通過した光
の位相特性Ｇ(ν)はＧ0を定数として、 Ｇ(ν)＝Ｇ0 exp｛＋ｊＰ(ν−ν0)2 ｝ …(12) Ｐ＝ｑ（ｆ・ΔＬ／(ｄ・ν0))2 …(13) となる。式(10),(13) において、 ｑ＝ｐ（ｄ・ν0／(ｆ・ΔＬ))2 …(14) の場合にはＰ＝ｐとなり、空間フィルタ７を通過した光
の位相特性Ｇ(ν)は、 Ｇ(ν)＝Ｇ0 exp｛＋ｊｐ(ν−ν0)2 ｝ …(15) となる。これより、本実施例の光等化器の信号遅延時間
ｔeqは、
【００２５】
【数３】
【００２６】となる。式(9) の光ファイバの信号遅延時
間ｔf と比較すると、式(16)の光等化器の信号遅延時間
ｔeqは逆特性になっており、これから本実施例の光等化
器によって光ファイバの分散を補償（等化）できること
がわかる。本実施例の光等化器は、石英系光導波路を用
いて作製することができる。以下その作製手順を示す。
間ｔf と比較すると、式(16)の光等化器の信号遅延時間
ｔeqは逆特性になっており、これから本実施例の光等化
器によって光ファイバの分散を補償（等化）できること
がわかる。本実施例の光等化器は、石英系光導波路を用
いて作製することができる。以下その作製手順を示す。
【００２７】まず、シリコン基板上に火炎堆積法によっ
てＳiＯ2下部クラッド層を堆積し、次にＧeＯ2をドーパ
ントとして添加したＳiＯ2ガラスのコア層を堆積した後
に、電気炉で透明ガラス化する。次に、前記設計に基づ
く図１に示すパターンを用いてコア層をエッチングして
光導波路部分を作製する。最後に、再びＳiＯ2上部クラ
ッド層を堆積する。次に、空間フィルタ７を挿入するた
めの間隙をエッチングによって作製し、式(10),(14) で
与えられる複素透過率を有する空間フィルタ７をその間
隙部に挿入する。
てＳiＯ2下部クラッド層を堆積し、次にＧeＯ2をドーパ
ントとして添加したＳiＯ2ガラスのコア層を堆積した後
に、電気炉で透明ガラス化する。次に、前記設計に基づ
く図１に示すパターンを用いてコア層をエッチングして
光導波路部分を作製する。最後に、再びＳiＯ2上部クラ
ッド層を堆積する。次に、空間フィルタ７を挿入するた
めの間隙をエッチングによって作製し、式(10),(14) で
与えられる複素透過率を有する空間フィルタ７をその間
隙部に挿入する。
【００２８】このようにして作製した光等化器の位相特
性の測定結果を図２に示す。実線は作製した光等化器の
位相特性を示す。破線は、分散σ＝−10〔ps/km・nm〕で
長さＬ＝10〔km〕の光ファイバの位相特性（式(8) にお
いてｐ＝−0.0252 (GHz)-2）の逆符号の特性を示す。す
なわち、等化器に要求される理想的な位相特性である。
本測定結果は、ν＝ν0−60〜ν0＋60〔ＧHz〕の 120
〔ＧHz〕の範囲で光ファイバの分散を精度よく等化でき
ることがわかる。
性の測定結果を図２に示す。実線は作製した光等化器の
位相特性を示す。破線は、分散σ＝−10〔ps/km・nm〕で
長さＬ＝10〔km〕の光ファイバの位相特性（式(8) にお
いてｐ＝−0.0252 (GHz)-2）の逆符号の特性を示す。す
なわち、等化器に要求される理想的な位相特性である。
本測定結果は、ν＝ν0−60〜ν0＋60〔ＧHz〕の 120
〔ＧHz〕の範囲で光ファイバの分散を精度よく等化でき
ることがわかる。
【００２９】（参考例：通過帯域特性がフラットなアレ
イ導波路回折格子） 次に、通過帯域特性がフラットなアレイ導波路回折格子
として用いる場合の参考例について説明する。基本的な
構成は、光等化器として用いる場合と同様である。ここ
では、空間フィルタ７の複素透過率ｓ(x) は
イ導波路回折格子） 次に、通過帯域特性がフラットなアレイ導波路回折格子
として用いる場合の参考例について説明する。基本的な
構成は、光等化器として用いる場合と同様である。ここ
では、空間フィルタ７の複素透過率ｓ(x) は
【００３０】
【数４】
【００３１】とする。このとき、式(2),(17)および表
１，２より、入力ポート♯ｉ（ｉ＝１〜８）に入射さ
れ、線対称中心５を通って出力ポート♯（９−ｉ）に出
射される光の透過率は、各チャネルの中心波長λ0＋(ｉ
−４)｜Δλ｜ を中心として Δν＝±(20／３)×12＝±80 〔ＧＨz 〕 …(18) の範囲でほぼフラットな通過帯域特性を有するアレイ導
波路回折格子型合分波器が得られる。
１，２より、入力ポート♯ｉ（ｉ＝１〜８）に入射さ
れ、線対称中心５を通って出力ポート♯（９−ｉ）に出
射される光の透過率は、各チャネルの中心波長λ0＋(ｉ
−４)｜Δλ｜ を中心として Δν＝±(20／３)×12＝±80 〔ＧＨz 〕 …(18) の範囲でほぼフラットな通過帯域特性を有するアレイ導
波路回折格子型合分波器が得られる。
【００３２】本実施例のアレイ導波路回折格子は、第１
実施例の光等化器の場合と同様にして作製することがで
きる。ただし、式(17)で与えられる複素透過率を有する
空間フィルタ７を挿入する。このようにして作製したア
レイ導波路回折格子の通過帯域特性の測定結果を図３に
示す。図に示すように、通過帯域特性がフラット化され
ており、従来のアレイ導波路回折格子では 113ＧHz（図
７）であった３dB帯域幅が、隣接するチャネルへのクロ
ストークを劣化させることなく約 200ＧHzにまで拡大さ
れる。
実施例の光等化器の場合と同様にして作製することがで
きる。ただし、式(17)で与えられる複素透過率を有する
空間フィルタ７を挿入する。このようにして作製したア
レイ導波路回折格子の通過帯域特性の測定結果を図３に
示す。図に示すように、通過帯域特性がフラット化され
ており、従来のアレイ導波路回折格子では 113ＧHz（図
７）であった３dB帯域幅が、隣接するチャネルへのクロ
ストークを劣化させることなく約 200ＧHzにまで拡大さ
れる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光等化器
は、アレイ導波路回折格子の導波路パラメータおよび空
間フィルタの光通過スリット幅を適当に選ぶことによ
り、任意の伝搬遅延特性を実現することができる。これ
により、光信号を電気信号に変換することなく、光ファ
イバの分散を補償する波形整形が可能となり、大容量・
長距離光通信を容易に実現することができる。
は、アレイ導波路回折格子の導波路パラメータおよび空
間フィルタの光通過スリット幅を適当に選ぶことによ
り、任意の伝搬遅延特性を実現することができる。これ
により、光信号を電気信号に変換することなく、光ファ
イバの分散を補償する波形整形が可能となり、大容量・
長距離光通信を容易に実現することができる。
【００３４】また、アレイ導波路回折格子の導波路パラ
メータおよび空間フィルタの光通過スリット幅を適当に
選ぶことにより、隣接する信号チャネルへのクロストー
クを劣化させることなく、３dB帯域幅を大幅に増大させ
ることができる。したがって、例えばレーザ光源の波長
が温度変化によって各信号チャネルの中心波長から変動
した場合でも、通過損失を増加させることなく所定の分
波特性を維持することができる。これにより、波長分割
ルーティングシステム等の設計の許容度を増すことがで
きる。
メータおよび空間フィルタの光通過スリット幅を適当に
選ぶことにより、隣接する信号チャネルへのクロストー
クを劣化させることなく、３dB帯域幅を大幅に増大させ
ることができる。したがって、例えばレーザ光源の波長
が温度変化によって各信号チャネルの中心波長から変動
した場合でも、通過損失を増加させることなく所定の分
波特性を維持することができる。これにより、波長分割
ルーティングシステム等の設計の許容度を増すことがで
きる。
【図１】本発明の光等化器の実施形態を示す図。
【図２】光等化器の位相特性の測定結果を示す図。
【図３】アレイ導波路回折格子の通過帯域特性の測定結
果を示す図。
果を示す図。
【図４】従来の等化器（マイクロストリップ線路）の構
成を示す図。
成を示す図。
【図５】従来の等化器の伝達遅延特性を示す図。
【図６】従来のアレイ導波路回折格子の構成を示す図。
【図７】従来のアレイ導波路回折格子の通過帯域特性の
測定結果を示す図。
測定結果を示す図。
１ 入力用チャネル導波路 ２，２２ チャネル導波路アレイ ３，４，３３，４４ 扇形スラブ導波路 ５ 線対称中心 ６ 基板 ７ 空間フィルタ ８ 線対称軸 ５１ 誘電体 ５２，５３ 金属導体 ６０ 基板 ６１ 入力用チャネル導波路 ６２ チャネル導波路アレイ ６３ 出力用チャネル導波路 ６４，６５ 扇形スラブ導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバを介して伝送された光信号を
入力し、前記光ファイバの分散によって生じた光信号の
歪みを整形する光等化器において、 前記光ファイバに接続される 入力用チャネル導波路と、
導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるように
構成されたチャネル導波路アレイと、入力用チャネル導
波路とチャネル導波路アレイとを接続する第１の扇形ス
ラブ導波路と、チャネル導波路アレイの他端に接続され
た第２の扇形スラブ導波路とを有するアレイ導波路回折
格子を一対備え、各々の第２の扇形スラブ導波路のチャ
ネル導波路アレイが接続されていない端部中点を通る線
対称軸に対して２つのアレイ導波路回折格子を基板上に
線対称に配置し、 さらに、前記端部中点を通り前記第２の扇形スラブ導波
路中の光の伝搬方向に垂直な向きにフィルタを配置し、 前記フィルタは、前記線対称軸と平行にｘ軸を設定した
ときに、前記光ファイバの分散によって生じた光信号の
歪みを整形するように、前記フィルタに入射した 光の振
幅および位相を位置ｘに応じて変化させる空間フィルタ
であることを特徴とする光等化器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光等化器において、 前記空間フィルタの光通過スリット幅が、線対称中心
（ｘ＝０）を中心として 【数５】 （ただし、ｆは扇形スラブ導波路の曲率半径、ΔＬは導
波路アレイの導波路長差、Δνはチャネル周波数間隔、
ｄはチャネル導波路アレイと扇形スラブ導波路と の境界
におけるチャネル導波路アレイの導波路間隔、ν 0 （ｃ
／ν 0 ）はアレイ導波路回折格子の中心周波数（中心波
長（単位はμｍ））、ｓ 0 は定数、ｊは虚数単位、σは
光ファイバの分散（単位はｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）、Ｌは光
ファイバの長さ（単位はｋｍ）） で与えられることを特
徴とする光等化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28849495A JP3206796B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光等化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28849495A JP3206796B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光等化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09133826A JPH09133826A (ja) | 1997-05-20 |
| JP3206796B2 true JP3206796B2 (ja) | 2001-09-10 |
Family
ID=17730948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28849495A Expired - Fee Related JP3206796B2 (ja) | 1995-11-07 | 1995-11-07 | 光等化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3206796B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9369701B2 (en) | 2001-03-20 | 2016-06-14 | Thomson Licensing | Method and system for remote diagnostics |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AUPP208398A0 (en) | 1998-03-02 | 1998-03-26 | University Of Melbourne, The | An optical device for dispersion compensation |
-
1995
- 1995-11-07 JP JP28849495A patent/JP3206796B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9369701B2 (en) | 2001-03-20 | 2016-06-14 | Thomson Licensing | Method and system for remote diagnostics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09133826A (ja) | 1997-05-20 |
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