JP3231593B2 - 方向性結合器型ｗｄｍフィルタ - Google Patents
方向性結合器型ｗｄｍフィルタInfo
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- JP3231593B2 JP3231593B2 JP26384695A JP26384695A JP3231593B2 JP 3231593 B2 JP3231593 B2 JP 3231593B2 JP 26384695 A JP26384695 A JP 26384695A JP 26384695 A JP26384695 A JP 26384695A JP 3231593 B2 JP3231593 B2 JP 3231593B2
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- directional coupler
- optical waveguide
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路を用いた方
向性結合器型ＷＤＭ（波長多重）フィルタに関する。近
年、光通信ネットワークにおいて光ファイバ上に異なる
波長の光信号を同時に伝送する波長多重伝送技術が研究
されており、その実現には伝送路である光ファイバに異
なる波長を入出力するＷＤＭフィルタが必須である。特
に近年、加入者網の光化にむけての研究が進むにつれ、
ＷＤＭフィルタの小型、低損失化が望まれており、シリ
コンウェハ等の基板上に形成される光導波路型ＷＤＭフ
ィルタの重要性が増してきている。
向性結合器型ＷＤＭ（波長多重）フィルタに関する。近
年、光通信ネットワークにおいて光ファイバ上に異なる
波長の光信号を同時に伝送する波長多重伝送技術が研究
されており、その実現には伝送路である光ファイバに異
なる波長を入出力するＷＤＭフィルタが必須である。特
に近年、加入者網の光化にむけての研究が進むにつれ、
ＷＤＭフィルタの小型、低損失化が望まれており、シリ
コンウェハ等の基板上に形成される光導波路型ＷＤＭフ
ィルタの重要性が増してきている。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路により構成される方向性
結合器を用いて波長λ１、該波長λ１より長波長のλ２
の光を分波、合波するＷＤＭフィルタを構成するため
に、該波長λ２の光に対して完全結合長の２倍であり、
該波長λ１の光に対して完全結合長となるよう方向性結
合器を製造していた。この方向性結合器は、該波長λ
１、該波長λ２の該方向性結合器内でのパワー移行がそ
れぞれ１回、及び２回となり、２入力１出力型の合波動
作、１入力２出力型の分波動作が生じることを用いて得
られていた。
結合器を用いて波長λ１、該波長λ１より長波長のλ２
の光を分波、合波するＷＤＭフィルタを構成するため
に、該波長λ２の光に対して完全結合長の２倍であり、
該波長λ１の光に対して完全結合長となるよう方向性結
合器を製造していた。この方向性結合器は、該波長λ
１、該波長λ２の該方向性結合器内でのパワー移行がそ
れぞれ１回、及び２回となり、２入力１出力型の合波動
作、１入力２出力型の分波動作が生じることを用いて得
られていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】該波長λ１の光に対し
て完全結合長であり、該波長λ２の光に対して完全結合
長の２倍となるように方向性結合器を製造する場合、該
方向性結合器型ＷＤＭフィルタが長くなる問題があっ
た。
て完全結合長であり、該波長λ２の光に対して完全結合
長の２倍となるように方向性結合器を製造する場合、該
方向性結合器型ＷＤＭフィルタが長くなる問題があっ
た。
【０００４】本発明の目的は、方向性結合器型ＷＤＭフ
ィルタの長さを従来よりも短くすることにより小型の素
子を提供する。
ィルタの長さを従来よりも短くすることにより小型の素
子を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を実現させるた
めに、該波長λ２の光に対して完全結合長の３倍であ
り、該波長λ１の光に対して完全結合長の２倍となる方
向性結合器を用いてＷＤＭフィルタを構成する。
めに、該波長λ２の光に対して完全結合長の３倍であ
り、該波長λ１の光に対して完全結合長の２倍となる方
向性結合器を用いてＷＤＭフィルタを構成する。
【０００６】本発明の方向性結合器型ＷＤＭフィルタ
は、波長λ１と該波長λ１より長波長のλ２の光が入力
されて伝搬する光導波路と、該波長λ２の光に対して完
全結合長の３倍であり、該波長λ１の光に対して完全結
合長の２倍となる光導波路型方向性結合器と、合分波さ
れた光が出力される光導波路を備え、前記方向性結合器
は、基板上に形成されたリンドープガラスのクラッドに
埋め込まれたゲルマニウムリンドープガラスのコアから
なる２本の埋め込み型光導波路を備えたことを特徴とす
る。また、前記方向性結合器は、基板上に形成されたリ
ンドープガラスのクラッドの上にゲルマニウムリンドー
プガラスのコアを設けた２本のリッジ型石英系光導波路
でもい。
は、波長λ１と該波長λ１より長波長のλ２の光が入力
されて伝搬する光導波路と、該波長λ２の光に対して完
全結合長の３倍であり、該波長λ１の光に対して完全結
合長の２倍となる光導波路型方向性結合器と、合分波さ
れた光が出力される光導波路を備え、前記方向性結合器
は、基板上に形成されたリンドープガラスのクラッドに
埋め込まれたゲルマニウムリンドープガラスのコアから
なる２本の埋め込み型光導波路を備えたことを特徴とす
る。また、前記方向性結合器は、基板上に形成されたリ
ンドープガラスのクラッドの上にゲルマニウムリンドー
プガラスのコアを設けた２本のリッジ型石英系光導波路
でもい。
【０００７】（作用）図３は光導波路のコア幅４と比屈
折率差を固定した時、波長をパラメータとして方向性結
合器部の光導波路のコア間距離５（ｄ）と方向性結合器
の完全結合長６（Ｌ）の関係を示す特性図である。
折率差を固定した時、波長をパラメータとして方向性結
合器部の光導波路のコア間距離５（ｄ）と方向性結合器
の完全結合長６（Ｌ）の関係を示す特性図である。
【０００８】図３を用いて本発明の原理を説明する。
【０００９】光導波路のコアの大きさと比屈折率差を固
定した時波長λ１、λ２における完全結合長をそれぞれ
Ｌ１、Ｌ２とし、Ｌ１がＬ２の１．５倍となるＬ２の長
さの３倍の方が、波長λ１、λ２における完全結合長を
それぞれＬ３、Ｌ４とし、Ｌ３がＬ４の２倍となるＬ３
の長さよりも短いために、Ｌ２の長さの３倍で方向性結
合器を作る方がＷＤＭフィルタの全長が短くなる。
定した時波長λ１、λ２における完全結合長をそれぞれ
Ｌ１、Ｌ２とし、Ｌ１がＬ２の１．５倍となるＬ２の長
さの３倍の方が、波長λ１、λ２における完全結合長を
それぞれＬ３、Ｌ４とし、Ｌ３がＬ４の２倍となるＬ３
の長さよりも短いために、Ｌ２の長さの３倍で方向性結
合器を作る方がＷＤＭフィルタの全長が短くなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
【００１１】図１は第１の実施例による石英系光導波路
により形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向
性結合器部の断面図である。
により形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向
性結合器部の断面図である。
【００１２】図２は方向性結合器の動作を説明する概略
図である。
図である。
【００１３】図１〜２を用いて第１の実施例を説明す
る。シリコン基板１にＰＳＧ（リンドープガラス）より
なるクラッド２により、ＧＰＳＧ（ゲルマニウム、リン
ドープガラス）よりなるコア３を埋め込む事により光導
波路が形成される。一般に屈折率が異なる材料よりな
り、コアがクラッドよりも屈折率が高くなるようにする
ことによって光導波路とすることができる。
る。シリコン基板１にＰＳＧ（リンドープガラス）より
なるクラッド２により、ＧＰＳＧ（ゲルマニウム、リン
ドープガラス）よりなるコア３を埋め込む事により光導
波路が形成される。一般に屈折率が異なる材料よりな
り、コアがクラッドよりも屈折率が高くなるようにする
ことによって光導波路とすることができる。
【００１４】２本の光導波路のコア３をそれぞれ近接さ
せることにより方向性結合器動作が得られる。光導波路
の入力ポート７より入射した光が出力ポート８に完全に
パワー移行するときの方向性結合器の長さ６を完全結合
長とする。
せることにより方向性結合器動作が得られる。光導波路
の入力ポート７より入射した光が出力ポート８に完全に
パワー移行するときの方向性結合器の長さ６を完全結合
長とする。
【００１５】光導波路のコアの幅４と比屈折率差を固定
した時波長λ１、λ２における完全結合長をそれぞれＬ
１、Ｌ２とし、Ｌ１がＬ２の１．５倍となる導波路間距
離ｄ１で、Ｌ２の長さの３倍に方向性結合器を形成する
ことにより本発明によるＷＤＭフィルタが得られる。
した時波長λ１、λ２における完全結合長をそれぞれＬ
１、Ｌ２とし、Ｌ１がＬ２の１．５倍となる導波路間距
離ｄ１で、Ｌ２の長さの３倍に方向性結合器を形成する
ことにより本発明によるＷＤＭフィルタが得られる。
【００１６】このように方向性結合器を製造した場合、
入力ポート７より波長λ１、入力ポート８より波長λ２
の光を光導波路に入射させ、前記波長λ２の光に対して
完全結合長の３倍であり、前記波長λ１の光に対して完
全結合長の２倍となる方向性結合器６に導入させる。こ
のとき、前記波長λ１の光は該方向性結合器の中で２回
パワー移行することになり、出力ポート１０より、また
前記波長λ２の光は該方向性結合器の中で３回パワー移
行することにより同じように出力ポート１０より出力さ
れ、このときＷＤＭの合波動作が得られる。
入力ポート７より波長λ１、入力ポート８より波長λ２
の光を光導波路に入射させ、前記波長λ２の光に対して
完全結合長の３倍であり、前記波長λ１の光に対して完
全結合長の２倍となる方向性結合器６に導入させる。こ
のとき、前記波長λ１の光は該方向性結合器の中で２回
パワー移行することになり、出力ポート１０より、また
前記波長λ２の光は該方向性結合器の中で３回パワー移
行することにより同じように出力ポート１０より出力さ
れ、このときＷＤＭの合波動作が得られる。
【００１７】また、波長λ１、λ２の光を入力ポート７
に入射させて該方向性結合器に導入させたとき、前記波
長λ１の光は該方向性結合器の中で２回パワー移行する
ことになり、出力ポート１０より、また前記波長λ２の
光は該方向性結合器の中で３回パワー移行することによ
り同じように出力ポート９より出力され、このときＷＤ
Ｍの分波動作が得られる。
に入射させて該方向性結合器に導入させたとき、前記波
長λ１の光は該方向性結合器の中で２回パワー移行する
ことになり、出力ポート１０より、また前記波長λ２の
光は該方向性結合器の中で３回パワー移行することによ
り同じように出力ポート９より出力され、このときＷＤ
Ｍの分波動作が得られる。
【００１８】従来のフィルタでは波長λ１、λ２におけ
る完全結合長をそれぞれＬ３、Ｌ４とし、Ｌ３がＬ４の
２倍となる導波路間距離ｄ２で、Ｌ３の長さで方向性結
合器を形成することによりＷＤＭフィルタが得られてい
たが、Ｌ３の長さはＬ２の長さの３倍よりも大きいため
に、本発明のフィルタにより小型のＷＤＭフィルタを得
ることができる。
る完全結合長をそれぞれＬ３、Ｌ４とし、Ｌ３がＬ４の
２倍となる導波路間距離ｄ２で、Ｌ３の長さで方向性結
合器を形成することによりＷＤＭフィルタが得られてい
たが、Ｌ３の長さはＬ２の長さの３倍よりも大きいため
に、本発明のフィルタにより小型のＷＤＭフィルタを得
ることができる。
【００１９】図４は本発明の第２の実施例の石英系光導
波路により形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの
方向性結合器部の断面図である。第１の実施例との違い
はコアがリッジ導波路である点である。このように埋め
込み導波路に限らずリッジ導波路に対しても本発明を適
用できる。
波路により形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの
方向性結合器部の断面図である。第１の実施例との違い
はコアがリッジ導波路である点である。このように埋め
込み導波路に限らずリッジ導波路に対しても本発明を適
用できる。
【００２０】実施例１、２共に導波路を形成する基板に
シリコンを用いているが、シリコン以外のガラス、セラ
ミック、有機材料、半導体、非線形結晶なども用いるこ
とができる。
シリコンを用いているが、シリコン以外のガラス、セラ
ミック、有機材料、半導体、非線形結晶なども用いるこ
とができる。
【００２１】また、光導波路の材料としては石英を用い
ているが、導波路の材料としてはＩＩＩ−Ｖ族材料を用
いた半導体、ニオブ酸リチウム、有機材料など光導波路
を構成できうる材料に対して広く適用できる。
ているが、導波路の材料としてはＩＩＩ−Ｖ族材料を用
いた半導体、ニオブ酸リチウム、有機材料など光導波路
を構成できうる材料に対して広く適用できる。
【００２２】
【発明の効果】本発明を用いることにより従来よりも短
く、小型のＷＤＭフィルタを得ることができる。
く、小型のＷＤＭフィルタを得ることができる。
【図１】本発明の第１の実施例による石英系光導波路に
より形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向性
結合器部の断面図である。
より形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向性
結合器部の断面図である。
【図２】本発明の方向性結合器の動作を説明する概略図
である。
である。
【図３】本発明の原理を説明する図であり、光導波路の
コア幅４と比屈折率差を固定した時、波長をパラメータ
として方向性結合器部の光導波路のコア間距離５（ｄ）
と方向性結合器の完全結合長６（Ｌ）の関係を示す特性
図である。
コア幅４と比屈折率差を固定した時、波長をパラメータ
として方向性結合器部の光導波路のコア間距離５（ｄ）
と方向性結合器の完全結合長６（Ｌ）の関係を示す特性
図である。
【図４】本発明の第２の実施例による石英系光導波路に
より形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向性
結合器部の断面図である。
より形成された方向性結合器型ＷＤＭフィルタの方向性
結合器部の断面図である。
１ 基板 ２ クラッド ３，３′ コア ４，４′ コアの幅 ５，５′ コア間距離 ６ 方向性結合器の長さ ７，８ 入力ポート ９，１０ 出力ポート
Claims (2)
- 【請求項１】 波長λ１と該波長λ１より長波長のλ２
の光が入力されて伝搬する光導波路と、コア幅と比屈折
率とを固定したときの波長λ１の完全結合長をＬ１、波
長λ２の完全結合長をＬ２とするとき、Ｌ１がＬ２の
１．５倍となる光導波路間距離であって、光導波路の長
さＬが波長λ２の光に対して完全結合長の３倍であり、
前記波長λ１の光に対して完全結合長の２倍となる光導
波路型方向性結合器と、合分波された光が出力される光
導波路を備え、前記方向性結合器は、基板上に形成されたリンドープガ
ラスのクラッドに埋め込まれたゲルマニウムリンドープ
ガラスのコアからなる２本の埋め込み型光導波路を備え
た方向性結合器型ＷＤＭフィルタ。 - 【請求項２】 波長λ１と該波長λ１より長波長のλ２
の光が入力されて伝搬する光導波路と、コア幅と比屈折
率とを固定したときの波長λ１の完全結合長をＬ１、波
長λ２の完全結合長をＬ２とするとき、Ｌ１がＬ２の
１．５倍となる光導波路間距離であって、光導波路の長
さＬが波長λ２の光に対して完全結合長の３倍であり、
前記波長λ１の光に対して完全結合長の２倍となる光導
波路型方向性結合器と、合分波された光が出力される光
導波路を備え、前記方向性結合器は、基板上に形成されたリンドープガ
ラスのクラッドの上にゲルマニウムリンドープガラスの
コアを設けた２本のリッジ型石英系光導波路を備えた方
向性結合器型ＷＤＭフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26384695A JP3231593B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 方向性結合器型ｗｄｍフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26384695A JP3231593B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 方向性結合器型ｗｄｍフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09105827A JPH09105827A (ja) | 1997-04-22 |
| JP3231593B2 true JP3231593B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=17395044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26384695A Expired - Fee Related JP3231593B2 (ja) | 1995-10-12 | 1995-10-12 | 方向性結合器型ｗｄｍフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3231593B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108139537A (zh) * | 2015-10-14 | 2018-06-08 | 夏普株式会社 | 光合波器及使用该光合波器的图像投影装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153008A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| JPS63254404A (ja) * | 1987-04-13 | 1988-10-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光合分波器 |
| FR2685786B1 (fr) * | 1991-12-27 | 1994-12-30 | Corning Inc | Coupleur de proximite en optique integree. |
-
1995
- 1995-10-12 JP JP26384695A patent/JP3231593B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 昭和６２年 電子情報通信学 半導体・材料部門全国大会講演論文集 １９８７（２）ｐ．２−１５５ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09105827A (ja) | 1997-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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