JP3291915B2 - 光フィルタ及び発振波長安定化光源 - Google Patents
光フィルタ及び発振波長安定化光源Info
- Publication number
- JP3291915B2 JP3291915B2 JP14365594A JP14365594A JP3291915B2 JP 3291915 B2 JP3291915 B2 JP 3291915B2 JP 14365594 A JP14365594 A JP 14365594A JP 14365594 A JP14365594 A JP 14365594A JP 3291915 B2 JP3291915 B2 JP 3291915B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- optical waveguide
- refractive index
- path length
- effective refractive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光周波数或いは光波長
を弁別する光フィルタと、この光フィルタを用いた発振
波長安定化光源に関するものであり、光通信、光情報処
理の分野に利用される。
を弁別する光フィルタと、この光フィルタを用いた発振
波長安定化光源に関するものであり、光通信、光情報処
理の分野に利用される。
【０００２】
【従来の技術】光周波数或いは光波長を弁別する光フィ
ルタには、グレーティングフィルタ、多重干渉を原理と
して用いたファブリペロ干渉計、リング干渉計の他、光
の光路長差による干渉を原理として用いたマッハツェン
ダ干渉計、アレー導波路格子等がある。
ルタには、グレーティングフィルタ、多重干渉を原理と
して用いたファブリペロ干渉計、リング干渉計の他、光
の光路長差による干渉を原理として用いたマッハツェン
ダ干渉計、アレー導波路格子等がある。
【０００３】一方、半導体レーザを用いた発振波長安定
化光源には、波長の基準として温度変動の少ないガス、
例えばアセチレンガス等の吸収線が用いられている。
化光源には、波長の基準として温度変動の少ないガス、
例えばアセチレンガス等の吸収線が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の光
フィルタでは、光導波路を形成する材料の屈折率の温度
依存性のために透過波長（透過光周波数）が環境温度の
変化に伴って変動してしまう欠点がある。具体的には、
光導波路を形成する材料が半導体の場合、１℃の環境温
度変化で透過波長が約１オングストローム程度の値で変
動する。この透過波長変動をなくすためには、ペルチェ
素子及びその駆動電気回路により光フィルタの温度を一
定に保つことが必要となり、系が大きくなると共に価格
も高くなる問題点があった。
フィルタでは、光導波路を形成する材料の屈折率の温度
依存性のために透過波長（透過光周波数）が環境温度の
変化に伴って変動してしまう欠点がある。具体的には、
光導波路を形成する材料が半導体の場合、１℃の環境温
度変化で透過波長が約１オングストローム程度の値で変
動する。この透過波長変動をなくすためには、ペルチェ
素子及びその駆動電気回路により光フィルタの温度を一
定に保つことが必要となり、系が大きくなると共に価格
も高くなる問題点があった。
【０００５】一方、上記従来の発振波長安定化光源で
は、吸収線の鋭さ、強度を増すためにガスをガラス管に
封入すると共に、ガスの気圧を低くし、ガラス管の長さ
を長くする必要があり、このため、系が大きなものとな
り、またガスを封入したガラス管の信頼性により安定化
光源の寿命が決定される問題点があった。
は、吸収線の鋭さ、強度を増すためにガスをガラス管に
封入すると共に、ガスの気圧を低くし、ガラス管の長さ
を長くする必要があり、このため、系が大きなものとな
り、またガスを封入したガラス管の信頼性により安定化
光源の寿命が決定される問題点があった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、環境温度の変化に対して透過波長
（透過光周波数）が変動しない光フィルタを提供するこ
とにあり、また、第２の目的は、この光フィルタを用い
て光源を構成することにより環境温度の変化に対して発
振波長が変動しないコンパクトな発振波長安定化光源を
提供することにある。
で、第１の目的は、環境温度の変化に対して透過波長
（透過光周波数）が変動しない光フィルタを提供するこ
とにあり、また、第２の目的は、この光フィルタを用い
て光源を構成することにより環境温度の変化に対して発
振波長が変動しないコンパクトな発振波長安定化光源を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】上記目的を達成するため、請求
項１の発明は、有効屈折率ｎ 1 、有効屈折率の温度係数
∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌの光導波路１と、有効屈折率
ｎ 2 、有効屈折率の温度係数∂ｎ 2 ／∂Ｔ、該光導波路１
との光路長差がｄＬで光路長Ｌ＋ｄＬの光導波路２を有
し、光導波路間の光路長差による干渉効果を利用したマ
ッハツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、有効屈折率
の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔに対して、光路長
差ｄＬが、 （∂ｎ 2 ／∂Ｔ）／（∂ｎ 1 ／∂Ｔ）＝Ｌ／Ｌ＋ｄＬ を満たす値に設定された ことを特徴としている。
項１の発明は、有効屈折率ｎ 1 、有効屈折率の温度係数
∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌの光導波路１と、有効屈折率
ｎ 2 、有効屈折率の温度係数∂ｎ 2 ／∂Ｔ、該光導波路１
との光路長差がｄＬで光路長Ｌ＋ｄＬの光導波路２を有
し、光導波路間の光路長差による干渉効果を利用したマ
ッハツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、有効屈折率
の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔに対して、光路長
差ｄＬが、 （∂ｎ 2 ／∂Ｔ）／（∂ｎ 1 ／∂Ｔ）＝Ｌ／Ｌ＋ｄＬ を満たす値に設定された ことを特徴としている。
【０００８】請求項２の発明は、有効屈折率ｎ１、有効
屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ 1 の光導波路１
を備えるとともに、該光導波路１から遠ざかる方へ一定
の光路長差（ｉ／Ｎ）×ｄＬ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ず
つ長くなるようにアレー状に配置されたＮ本の光導波路
ｉ＋１を備え、全Ｎ＋１本の光導波路間の光路長差によ
る干渉効果を利用したアレー導波路格子型光フィルタに
おいて、Ｎ本の光導波路ｉ＋１が、有効屈折率ｎ 1 、有
効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ’ i+1 の光導
波路領域ａと、有効屈折率ｎ 2 、有効屈折率の温度係数
∂ｎ 2 ／∂Ｔ、光路長Ｌ” i+1 の光導波路領域ｂから構成
され、有効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔ
に対して、該光路長Ｌ’ i+1 、該光路長Ｌ” i+1 及びＬ 1
とＬ N+1 の光路長差ｄＬが、 （∂ｎ 1 ／∂Ｔ）（Ｌ’ i+1 −Ｌ 1 ）＋（∂ｎ 2 ／∂Ｔ）Ｌ” i+1 ＝０ （ｉ／Ｎ）ｄＬ＋Ｌ 1 ＝Ｌ’ i+1 ＋Ｌ” i+1 （ｉ＝１，２，…，Ｎ） を同時に満足する値に設定された ことを特徴としてい
る。
屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ 1 の光導波路１
を備えるとともに、該光導波路１から遠ざかる方へ一定
の光路長差（ｉ／Ｎ）×ｄＬ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ず
つ長くなるようにアレー状に配置されたＮ本の光導波路
ｉ＋１を備え、全Ｎ＋１本の光導波路間の光路長差によ
る干渉効果を利用したアレー導波路格子型光フィルタに
おいて、Ｎ本の光導波路ｉ＋１が、有効屈折率ｎ 1 、有
効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ’ i+1 の光導
波路領域ａと、有効屈折率ｎ 2 、有効屈折率の温度係数
∂ｎ 2 ／∂Ｔ、光路長Ｌ” i+1 の光導波路領域ｂから構成
され、有効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔ
に対して、該光路長Ｌ’ i+1 、該光路長Ｌ” i+1 及びＬ 1
とＬ N+1 の光路長差ｄＬが、 （∂ｎ 1 ／∂Ｔ）（Ｌ’ i+1 −Ｌ 1 ）＋（∂ｎ 2 ／∂Ｔ）Ｌ” i+1 ＝０ （ｉ／Ｎ）ｄＬ＋Ｌ 1 ＝Ｌ’ i+1 ＋Ｌ” i+1 （ｉ＝１，２，…，Ｎ） を同時に満足する値に設定された ことを特徴としてい
る。
【０００９】請求項３の発明は、請求項２記載の光フィ
ルタにおいて、光導波路領域ａと光導波路領域ｂとを周
期性をもって配したことを特徴としている。
ルタにおいて、光導波路領域ａと光導波路領域ｂとを周
期性をもって配したことを特徴としている。
【００１０】請求項４の発明は、請求項１乃至３何れか
１項記載の光フィルタにおいて、光導波路が半導体基板
上に形成されたことを特徴としている。
１項記載の光フィルタにおいて、光導波路が半導体基板
上に形成されたことを特徴としている。
【００１１】請求項５の発明は、請求項４記載の光フィ
ルタにおいて、半導体基板がＩｎＰからなり、光導波路
の光導波層がＩｎ x Ｇａ 1-x Ａｓ y Ｐ 1-y （０≦ｘ≦１，０
≦ｙ≦１）からなることを特徴としている。
ルタにおいて、半導体基板がＩｎＰからなり、光導波路
の光導波層がＩｎ x Ｇａ 1-x Ａｓ y Ｐ 1-y （０≦ｘ≦１，０
≦ｙ≦１）からなることを特徴としている。
【００１２】請求項６の発明は、請求項４記載の光フィ
ルタにおいて、半導体基板がＳｉからなり、光導波路の
光導波層がＳｉＯ 2 またはＡｌ 2 Ｏ 3 からなることを特徴
としている。
ルタにおいて、半導体基板がＳｉからなり、光導波路の
光導波層がＳｉＯ 2 またはＡｌ 2 Ｏ 3 からなることを特徴
としている。
【００１３】請求項７の発明は、光源からの出力光が入
射される波長基準と、この波長基準を透過した光を受光
する受光器と、この受光器の出力に基づいて上記光源の
発振波長を制御する制御手段とを備えた発振波長安定化
光源において、請求項１乃至６何れか１項記載の光フィ
ルタを波長基準として用いたことを特徴としている。
射される波長基準と、この波長基準を透過した光を受光
する受光器と、この受光器の出力に基づいて上記光源の
発振波長を制御する制御手段とを備えた発振波長安定化
光源において、請求項１乃至６何れか１項記載の光フィ
ルタを波長基準として用いたことを特徴としている。
【００１４】
【００１５】
【００１６】請求項１乃至６の発明では、光フィルタを
構成する光導波路の有効屈折率の温度係数を異ならせる
ことにより、環境温度の変化により光導波路の屈折率が
変動した場合における透過波長の変動を防止できる。
構成する光導波路の有効屈折率の温度係数を異ならせる
ことにより、環境温度の変化により光導波路の屈折率が
変動した場合における透過波長の変動を防止できる。
【００１７】請求項７の発明では、透過波長の安定した
請求項１乃至６の光フィルタを波長基準として用い、光
源への注入電流を制御する帰還系を構成することによ
り、環境温度変化による発振波長の変動を防止できる。
請求項１乃至６の光フィルタを波長基準として用い、光
源への注入電流を制御する帰還系を構成することによ
り、環境温度変化による発振波長の変動を防止できる。
【００１８】
［第１実施例］図１は本発明の第１実施例に係るもの
で、ここではマッハツェンダ干渉計型の光フィルタを示
してある。
で、ここではマッハツェンダ干渉計型の光フィルタを示
してある。
【００１９】同図において、１，２は格子整合したイン
ジュウム・ガリューム・砒素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）
の４元混晶を光導波層とする光導波路、３は両光導波路
１，２が形成された化合物半導体インジュウム・リン
（ＩｎＰ）基板、４，５は３ｄＢカプラーである。
ジュウム・ガリューム・砒素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）
の４元混晶を光導波層とする光導波路、３は両光導波路
１，２が形成された化合物半導体インジュウム・リン
（ＩｎＰ）基板、４，５は３ｄＢカプラーである。
【００２０】図の左から光導波路１の左端面に入射した
光は左側の３ｄＢカプラー４で２分され、一方は光導波
路１を伝搬し、他方は光導波路２を伝搬する。各光導波
路１，２を伝搬した光は右側の３ｄＢカプラー５で合波
され、干渉が生じる。
光は左側の３ｄＢカプラー４で２分され、一方は光導波
路１を伝搬し、他方は光導波路２を伝搬する。各光導波
路１，２を伝搬した光は右側の３ｄＢカプラー５で合波
され、干渉が生じる。
【００２１】各光導波路１，２の光路長を２つのカプラ
ー４，５の中心間距離で表すと、光導波路１はＬで、光
導波路２はＬ＋ｄＬである。依って、光導波路２を伝搬
した光は、光導波路１を伝搬した光に対し、距離ｄＬ分
の伝搬に要する位相の遅れを生じる。この位相の遅れが
波長の奇数倍に相当するとき光導波路１の右端面から出
射する光の強度は最小となり、偶数倍のとき最大とな
る。また、光導波路２の右端面から出射する光の強度は
光導波路１の場合と相補的になり、位相の遅れが波長の
奇数倍に相当するとき最大となり、偶数倍のとき最小と
なる。
ー４，５の中心間距離で表すと、光導波路１はＬで、光
導波路２はＬ＋ｄＬである。依って、光導波路２を伝搬
した光は、光導波路１を伝搬した光に対し、距離ｄＬ分
の伝搬に要する位相の遅れを生じる。この位相の遅れが
波長の奇数倍に相当するとき光導波路１の右端面から出
射する光の強度は最小となり、偶数倍のとき最大とな
る。また、光導波路２の右端面から出射する光の強度は
光導波路１の場合と相補的になり、位相の遅れが波長の
奇数倍に相当するとき最大となり、偶数倍のとき最小と
なる。
【００２２】光導波路１の光導波層１ａはバンド端波長
が１．３ミクロン組成の４元混晶からなり、図２に示す
ように、幅２ミクロンのリッジ３ａを備えたインジュウ
ム・リンよりなるクラッド層３ｂにより屈折率閉じ込め
型光導波路構造となっている。この光導波路１の有効屈
折率ｎ1 を測定したところ、３．８２３２の値を得た。
が１．３ミクロン組成の４元混晶からなり、図２に示す
ように、幅２ミクロンのリッジ３ａを備えたインジュウ
ム・リンよりなるクラッド層３ｂにより屈折率閉じ込め
型光導波路構造となっている。この光導波路１の有効屈
折率ｎ1 を測定したところ、３．８２３２の値を得た。
【００２３】ちなみに、波長λにおける有効屈折率ｎ
eff は次の式で定義される。
eff は次の式で定義される。
【００２４】 ｎeff ＝ｎeq（１−（λ／ｎeq）・（∂ｎeq／∂λ）） 式中のｎeqは光導波路の等価屈折率であり、半導体の場
合は半導体の屈折率の波長依存性が負の傾きを持つため
有効屈折率は等価屈折率よりも大きくなる。
合は半導体の屈折率の波長依存性が負の傾きを持つため
有効屈折率は等価屈折率よりも大きくなる。
【００２５】また、光導波路１の長さを２ｍｍとし、へ
き開により両端面を形成したファブリペロ・エタロンの
共振ピーク波長の温度依存性を測定したところ、図３に
示すように、共振ピーク波長の温度係数として１．１４
オングストローム／℃の値を得た。これより、光導波路
１の有効屈折率ｎ1 の温度係数（ｄｎ1 ／ｄＴ）は、
２．８×１０-4／℃であることがわかった。
き開により両端面を形成したファブリペロ・エタロンの
共振ピーク波長の温度依存性を測定したところ、図３に
示すように、共振ピーク波長の温度係数として１．１４
オングストローム／℃の値を得た。これより、光導波路
１の有効屈折率ｎ1 の温度係数（ｄｎ1 ／ｄＴ）は、
２．８×１０-4／℃であることがわかった。
【００２６】一方、光導波路２の光導波層２ａはバンド
端波長が１．１５ミクロン組成の４元混晶からなり、光
導波路１と同様に、幅２ミクロンのリッジ３ａを備えた
インジュウム・リンよりなるクラッド層３ｂにより屈折
率閉じ込め型光導波路構造となっている（図２参照）。
この光導波路２の有効屈折率ｎ2 を測定したところ、
３．６３３５の値を得た。
端波長が１．１５ミクロン組成の４元混晶からなり、光
導波路１と同様に、幅２ミクロンのリッジ３ａを備えた
インジュウム・リンよりなるクラッド層３ｂにより屈折
率閉じ込め型光導波路構造となっている（図２参照）。
この光導波路２の有効屈折率ｎ2 を測定したところ、
３．６３３５の値を得た。
【００２７】また、光導波路２の長さを２ｍｍとし、へ
き開により両端面を形成したファブリペロ・エタロンの
共振ピーク波長の温度依存性を測定したところ、図３に
示すように、共振ピーク波長の温度係数として１．００
オングストローム／℃の値を得た。これより、光導波路
２の有効屈折率ｎ2 の温度係数（ｄｎ2 ／ｄＴ）は、
２．３×１０-4／℃であることがわかった。
き開により両端面を形成したファブリペロ・エタロンの
共振ピーク波長の温度依存性を測定したところ、図３に
示すように、共振ピーク波長の温度係数として１．００
オングストローム／℃の値を得た。これより、光導波路
２の有効屈折率ｎ2 の温度係数（ｄｎ2 ／ｄＴ）は、
２．３×１０-4／℃であることがわかった。
【００２８】上記の測定結果より、有効屈折率の温度係
数は光導波層を形成する材料のバンド端波長に大きく依
存するが、他の光導波路の構造パラメータにほとんど影
響されないことが判明した。
数は光導波層を形成する材料のバンド端波長に大きく依
存するが、他の光導波路の構造パラメータにほとんど影
響されないことが判明した。
【００２９】つまり、有効屈折率ｎ1 の光導波路１と有
効屈折率ｎ2 の光導波路２によりマッハツェンダ干渉計
を構成した場合には、干渉系の長さ及び有効屈折率の温
度係数に以下の関係、 （∂ｎ2 ／∂Ｔ）／（∂ｎ1 ／∂Ｔ）＝Ｌ／（Ｌ＋ｄ
Ｌ） を持たせることにより透過波長の温度依存性をなくすこ
とができる。両光導波路１，２の環境温度の変化による
有効屈折率ｎ1 ，ｎ2 の温度係数の比が、上記の測定結
果から１：１．２２であることが判明しているので、ｄ
Ｌを０．２２Ｌとすることにより温度依存性のない光フ
ィルタが得られることがわかる。また、光導波路１の光
路長Ｌを１ｃｍとすることにより、透過する波長の波長
間隔を示すフリースペクトルレンジが１００ＧＨｚのマ
ッハツェンダ干渉計を構成することができ、環境温度が
１０〜８０℃の範囲で透過波長変動のない光フィルタを
得ることができた。
効屈折率ｎ2 の光導波路２によりマッハツェンダ干渉計
を構成した場合には、干渉系の長さ及び有効屈折率の温
度係数に以下の関係、 （∂ｎ2 ／∂Ｔ）／（∂ｎ1 ／∂Ｔ）＝Ｌ／（Ｌ＋ｄ
Ｌ） を持たせることにより透過波長の温度依存性をなくすこ
とができる。両光導波路１，２の環境温度の変化による
有効屈折率ｎ1 ，ｎ2 の温度係数の比が、上記の測定結
果から１：１．２２であることが判明しているので、ｄ
Ｌを０．２２Ｌとすることにより温度依存性のない光フ
ィルタが得られることがわかる。また、光導波路１の光
路長Ｌを１ｃｍとすることにより、透過する波長の波長
間隔を示すフリースペクトルレンジが１００ＧＨｚのマ
ッハツェンダ干渉計を構成することができ、環境温度が
１０〜８０℃の範囲で透過波長変動のない光フィルタを
得ることができた。
【００３０】尚、光導波路の光導波層は、ＩｎxＧａ1-x
ＡｓyＰ1-y（0≦x≦1，0≦y≦1）を満足するものであれ
ば種々採用できる。
ＡｓyＰ1-y（0≦x≦1，0≦y≦1）を満足するものであれ
ば種々採用できる。
【００３１】［第２実施例］図４は本発明の第２実施例
に係るもので、ここではアレー導波路格子型の光フィル
タを示してある。
に係るもので、ここではアレー導波路格子型の光フィル
タを示してある。
【００３２】同図において、１１は基準の光路長Ｌを持
つ光導波路、１２はこれに対し一定の光路長だけ順次長
くなるＮ本（図中は６本）の光導波路、１３は光導波路
１１，１２が形成された化合物半導体インジュウム・リ
ン（ＩｎＰ）基板、１４は分波部、１５は合波部であ
り、光導波路１１とＮ本の光導波路１２によりＮ＋１本
のアレー状光導波路が構成されている。また、アレー状
光導波路の各光導波層には、第１実施例と同様のインジ
ュウム・ガリューム・砒素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）の
４元混晶が用いられている。
つ光導波路、１２はこれに対し一定の光路長だけ順次長
くなるＮ本（図中は６本）の光導波路、１３は光導波路
１１，１２が形成された化合物半導体インジュウム・リ
ン（ＩｎＰ）基板、１４は分波部、１５は合波部であ
り、光導波路１１とＮ本の光導波路１２によりＮ＋１本
のアレー状光導波路が構成されている。また、アレー状
光導波路の各光導波層には、第１実施例と同様のインジ
ュウム・ガリューム・砒素・リン（ＩｎＧａＡｓＰ）の
４元混晶が用いられている。
【００３３】図の左から入射した光は分波部１４で（Ｎ
＋１）波に分波され、Ｎ＋１本のアレー状光導波路夫々
に入射する。アレー状光導波路を伝搬した光は合波部１
５で合波され、干渉が生じ、特定の波長のみ右側に出射
される。このアレー導波路格子型の光フィルタでは、位
相の異なる（Ｎ＋１）波の光が干渉を起こすため、２波
の干渉を利用するマッハツェンダ干渉計型の光フィルタ
に比べ波長分解能がよい。
＋１）波に分波され、Ｎ＋１本のアレー状光導波路夫々
に入射する。アレー状光導波路を伝搬した光は合波部１
５で合波され、干渉が生じ、特定の波長のみ右側に出射
される。このアレー導波路格子型の光フィルタでは、位
相の異なる（Ｎ＋１）波の光が干渉を起こすため、２波
の干渉を利用するマッハツェンダ干渉計型の光フィルタ
に比べ波長分解能がよい。
【００３４】Ｎ＋１本のアレー状光導波路のうち、最も
光路長の短い光導波路（長さＬ 1 ）１１は、第１実施例
と同じ有効屈折率ｎ1 の光導波路のみにより形成されて
いる。また、Ｎ本の光導波路１２は、第１実施例と同じ
有効屈折率ｎ1 の光導波路領域１２ａ（図中のＶ状破線
外側部分）と、第１実施例と同じ有効屈折率ｎ2 の光導
波路領域１２ｂ（図中のＶ状破線内側部分）により形成
されている。ちなみに、Ｎ本の光導波路１２のうち最も
光路長の長い光導波路（長さＬ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”）は、分
波部１４及び合波部１５に近い長さＬ N+1 ’／２の部分
が有効屈折率ｎ1の光導波路領域１２ａで、中央の長さ
Ｌ N+1 ”の部分が有効屈折率ｎ2 の光導波路領域１２ｂ
となっている。
光路長の短い光導波路（長さＬ 1 ）１１は、第１実施例
と同じ有効屈折率ｎ1 の光導波路のみにより形成されて
いる。また、Ｎ本の光導波路１２は、第１実施例と同じ
有効屈折率ｎ1 の光導波路領域１２ａ（図中のＶ状破線
外側部分）と、第１実施例と同じ有効屈折率ｎ2 の光導
波路領域１２ｂ（図中のＶ状破線内側部分）により形成
されている。ちなみに、Ｎ本の光導波路１２のうち最も
光路長の長い光導波路（長さＬ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”）は、分
波部１４及び合波部１５に近い長さＬ N+1 ’／２の部分
が有効屈折率ｎ1の光導波路領域１２ａで、中央の長さ
Ｌ N+1 ”の部分が有効屈折率ｎ2 の光導波路領域１２ｂ
となっている。
【００３５】アレー状光導波路のうち光路長が最も長い
光導波路と最も短い光導波路との長さの差ｄＬはｄＬ＝
Ｌ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”−Ｌ 1 で表され、アレー状光導波路の
本数をＮ＋１とすると、Ｎ本の各光導波路１２は最も短
い光導波路１１との光路長差がｉ／Ｎ×ｄＬとなるよう
に構成されている。ちなみに、ｉは最も長さの短い光導
波路１１に近い方の光導波路から順に１，２……Ｎとつ
けた番号である。
光導波路と最も短い光導波路との長さの差ｄＬはｄＬ＝
Ｌ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”−Ｌ 1 で表され、アレー状光導波路の
本数をＮ＋１とすると、Ｎ本の各光導波路１２は最も短
い光導波路１１との光路長差がｉ／Ｎ×ｄＬとなるよう
に構成されている。ちなみに、ｉは最も長さの短い光導
波路１１に近い方の光導波路から順に１，２……Ｎとつ
けた番号である。
【００３６】環境温度が変化した際に各光導波路間の光
路長差の関係が同じになるためには光導波路の長さ
Ｌ 1 ，Ｌ i+1 ’及びＬ i+1 ”と、有効屈折率ｎ1 ，ｎ2 の
温度係数ｄｎ1 ／ｄＴ及びｄｎ2 ／ｄＴが以下の式、 （∂ｎ1 ／∂Ｔ）・（Ｌ i+1 ’−Ｌ 1 ）＋（∂ｎ2 ／∂Ｔ）・Ｌ i+1 ”＝０ を満たせばよい。
路長差の関係が同じになるためには光導波路の長さ
Ｌ 1 ，Ｌ i+1 ’及びＬ i+1 ”と、有効屈折率ｎ1 ，ｎ2 の
温度係数ｄｎ1 ／ｄＴ及びｄｎ2 ／ｄＴが以下の式、 （∂ｎ1 ／∂Ｔ）・（Ｌ i+1 ’−Ｌ 1 ）＋（∂ｎ2 ／∂Ｔ）・Ｌ i+1 ”＝０ を満たせばよい。
【００３７】これより、各光導波路と最も短い光導波路
との差ｄＬ／Ｎが以下の二式、 （∂ｎ1 ／∂Ｔ）／（∂ｎ2 ／∂Ｔ） ＝１＋（（ｉ／Ｎ）×ｄＬ／（Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’）） Ｌ i+1 ”＋Ｌ i+1 ’＝Ｌ 1 ＋（ｉ／Ｎ）×ｄＬ を満たすように各光導波路の光路長を決定する。
との差ｄＬ／Ｎが以下の二式、 （∂ｎ1 ／∂Ｔ）／（∂ｎ2 ／∂Ｔ） ＝１＋（（ｉ／Ｎ）×ｄＬ／（Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’）） Ｌ i+1 ”＋Ｌ i+1 ’＝Ｌ 1 ＋（ｉ／Ｎ）×ｄＬ を満たすように各光導波路の光路長を決定する。
【００３８】また、最大光導波路長差ｄＬは光フィルタ
のフリースペクトルレンジをｆFSRを決定し、以下の
式、 ｆFSR ＝Ｃ／（（ｎ1 −ｎ2 ）・（Ｌ N+1 ’−Ｌ 1 ）＋ｎ2 ｄＬ） で示される。式中のＣは光速である。
のフリースペクトルレンジをｆFSRを決定し、以下の
式、 ｆFSR ＝Ｃ／（（ｎ1 −ｎ2 ）・（Ｌ N+1 ’−Ｌ 1 ）＋ｎ2 ｄＬ） で示される。式中のＣは光速である。
【００３９】光導波路１１の光路長Ｌを１ｃｍとした場
合に、ｄＬを０．１０８ｃｍ、Ｌ N+1 ’を０．５０８ｃ
ｍ、Ｌ N+1 ”を０．６００ｃｍとすることにより、フリ
ースペクトルレンジ１００ＧＨｚのアレー導波路格子
で、環境温度２０〜８０℃において透過波長変動のない
光フィルタを得ることができた。
合に、ｄＬを０．１０８ｃｍ、Ｌ N+1 ’を０．５０８ｃ
ｍ、Ｌ N+1 ”を０．６００ｃｍとすることにより、フリ
ースペクトルレンジ１００ＧＨｚのアレー導波路格子
で、環境温度２０〜８０℃において透過波長変動のない
光フィルタを得ることができた。
【００４０】［第３実施例］図５は本発明の第３実施例
に係るもので、ここではマッハツェンダ干渉計型の光フ
ィルタを示してある。
に係るもので、ここではマッハツェンダ干渉計型の光フ
ィルタを示してある。
【００４１】同図において、２１は石英（ＳｉＯ2 ）を
光導波層とする光導波路、２２はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
を光導波層とする光導波路、２３は両光導波路２１，２
２が形成された半導体シリコン基板、２４，２５は３ｄ
Ｂカプラーである。
光導波層とする光導波路、２２はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）
を光導波層とする光導波路、２３は両光導波路２１，２
２が形成された半導体シリコン基板、２４，２５は３ｄ
Ｂカプラーである。
【００４２】図の左から光導波路２１の左端面に入射し
た光は左側の３ｄＢカプラー２４で２分され、一方は光
導波路２１を伝搬し、他方は光導波路２２を伝搬する。
各光導波路２１，２２を伝搬した光は右側の３ｄＢカプ
ラー２５で合波され、干渉が生じる。
た光は左側の３ｄＢカプラー２４で２分され、一方は光
導波路２１を伝搬し、他方は光導波路２２を伝搬する。
各光導波路２１，２２を伝搬した光は右側の３ｄＢカプ
ラー２５で合波され、干渉が生じる。
【００４３】各光導波路２１，２２の光路長を２つのカ
プラー２４，２５の中心間距離で表すと、光導波路２１
はＬで、光導波路２２はＬ＋ｄＬとなる。依って、光導
波路２２を伝搬した光は、光導波路２１を伝搬した光に
対し、距離ｄＬ分の伝搬に要する位相の遅れを生じる。
この位相の遅れが波長の奇数倍に相当するとき光導波路
２１の右端面から出射する光の強度は最小となり、偶数
倍のとき最大となる。また、光導波路２２の右端面から
出射する光の強度は光導波路２１の場合と相補的にな
り、位相の遅れが波長の奇数倍に相当するとき最大とな
り、偶数倍のとき最小となる。
プラー２４，２５の中心間距離で表すと、光導波路２１
はＬで、光導波路２２はＬ＋ｄＬとなる。依って、光導
波路２２を伝搬した光は、光導波路２１を伝搬した光に
対し、距離ｄＬ分の伝搬に要する位相の遅れを生じる。
この位相の遅れが波長の奇数倍に相当するとき光導波路
２１の右端面から出射する光の強度は最小となり、偶数
倍のとき最大となる。また、光導波路２２の右端面から
出射する光の強度は光導波路２１の場合と相補的にな
り、位相の遅れが波長の奇数倍に相当するとき最大とな
り、偶数倍のとき最小となる。
【００４４】光導波路２１の光導波層２１ａは屈折率
１．５の石英（ＳｉＯ2 ）からなり、図６に示すよう
に、屈折率１．４５の石英材料よりなるクラッド層２１
ｂにより屈折率閉じ込め型光導波路構造となっている。
この光導波路２１の有効屈折率ｎ21を測定したところ、
１．４７の値を得た。また、光導波路２１の有効屈折率
ｎ21の温度係数（ｄｎ21／ｄＴ）を測定したところ、
１．００×１０-5／℃の値を得た。
１．５の石英（ＳｉＯ2 ）からなり、図６に示すよう
に、屈折率１．４５の石英材料よりなるクラッド層２１
ｂにより屈折率閉じ込め型光導波路構造となっている。
この光導波路２１の有効屈折率ｎ21を測定したところ、
１．４７の値を得た。また、光導波路２１の有効屈折率
ｎ21の温度係数（ｄｎ21／ｄＴ）を測定したところ、
１．００×１０-5／℃の値を得た。
【００４５】一方、光導波路２２の光導波層２２ａは屈
折率１．８０のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなり、図６に
示すように、屈折率１．７０のプラスチックからなるク
ラッド層２２ｂにより屈折率閉じ込め型光導波路構造と
なっている。この光導波路２２の有効屈折率ｎ22を測定
したところ、１．７８の値を得た。また、光導波路２２
の有効屈折率ｎ22の温度係数（ｄｎ22／ｄＴ）を測定し
たところ、１．４０×１０-5／℃の値を得た。
折率１．８０のアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）からなり、図６に
示すように、屈折率１．７０のプラスチックからなるク
ラッド層２２ｂにより屈折率閉じ込め型光導波路構造と
なっている。この光導波路２２の有効屈折率ｎ22を測定
したところ、１．７８の値を得た。また、光導波路２２
の有効屈折率ｎ22の温度係数（ｄｎ22／ｄＴ）を測定し
たところ、１．４０×１０-5／℃の値を得た。
【００４６】つまり、有効屈折率ｎ21の光導波路２１と
有効屈折率ｎ22の光導波路２２によりマッハツェンダ干
渉計を構成した場合には、干渉系の長さ及び屈折率の温
度係数に第１実施例と同じく以下の関係、 （∂ｎ22 ／∂Ｔ）／（∂ｎ21 ／∂Ｔ）＝Ｌ／（Ｌ＋ｄ
Ｌ） を持たせることにより透過波長の温度依存性をなくすこ
とができる。
有効屈折率ｎ22の光導波路２２によりマッハツェンダ干
渉計を構成した場合には、干渉系の長さ及び屈折率の温
度係数に第１実施例と同じく以下の関係、 （∂ｎ22 ／∂Ｔ）／（∂ｎ21 ／∂Ｔ）＝Ｌ／（Ｌ＋ｄ
Ｌ） を持たせることにより透過波長の温度依存性をなくすこ
とができる。
【００４７】両光導波路２１，２２の環境温度の変化に
よる屈折率変動率の比が、上記の測定結果から１：１．
４であることが判明しているので、ｄＬを０．４Ｌとす
ることにより温度依存性のない光フィルタが得られるこ
とがわかる。また、光導波路２１の光路長Ｌを２ｃｍと
することにより、フリースペクトルレンジ５４ＧＨｚの
マッハツェンダ干渉計を構成することができ、環境温度
が１０〜８０℃の範囲で透過波長変動のない光フィルタ
を得ることができた。
よる屈折率変動率の比が、上記の測定結果から１：１．
４であることが判明しているので、ｄＬを０．４Ｌとす
ることにより温度依存性のない光フィルタが得られるこ
とがわかる。また、光導波路２１の光路長Ｌを２ｃｍと
することにより、フリースペクトルレンジ５４ＧＨｚの
マッハツェンダ干渉計を構成することができ、環境温度
が１０〜８０℃の範囲で透過波長変動のない光フィルタ
を得ることができた。
【００４８】図７は本発明の第４実施例に係るもので、
ここではアレー導波路格子型の光フィルタを示してあ
る。
ここではアレー導波路格子型の光フィルタを示してあ
る。
【００４９】同図において、３１は基準の光路長Ｌを持
つ光導波路、３２はこれに対し一定の光路長だけ順次長
くなるＮ本（図中は６本）の光導波路、３３は光導波路
３１，３２が形成された半導体シリコン基板、３４は分
波部、３５は合波部であり、光導波路３１とＮ本の光導
波路３２によりＮ＋１本のアレー状光導波路が構成され
ている。また、アレー状光導波路の各光導波層には、第
３実施例と同様の石英（ＳｉＯ2 ）またはアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）が用いられている。
つ光導波路、３２はこれに対し一定の光路長だけ順次長
くなるＮ本（図中は６本）の光導波路、３３は光導波路
３１，３２が形成された半導体シリコン基板、３４は分
波部、３５は合波部であり、光導波路３１とＮ本の光導
波路３２によりＮ＋１本のアレー状光導波路が構成され
ている。また、アレー状光導波路の各光導波層には、第
３実施例と同様の石英（ＳｉＯ2 ）またはアルミナ（Ａ
ｌ2Ｏ3）が用いられている。
【００５０】図の左から入射した光は分波部３４で（Ｎ
＋１）波に分波され、Ｎ＋１本のアレー状光導波路夫々
に入射する。アレー状光導波路を伝搬した光は合波部３
５で合波され、干渉が生じ、特定の波長のみ右側に出射
される。
＋１）波に分波され、Ｎ＋１本のアレー状光導波路夫々
に入射する。アレー状光導波路を伝搬した光は合波部３
５で合波され、干渉が生じ、特定の波長のみ右側に出射
される。
【００５１】Ｎ＋１本のアレー状光導波路のうち、最も
光路長の短い光導波路（長さＬ1）３１は、第３実施例
と同じ有効屈折率ｎ22の光導波路のみにより形成されて
いる。また、Ｎ本の光導波路３２は、第３実施例と同じ
有効屈折率ｎ22の光導波路領域３２ａ（図中のＶ状破線
外側部分）と、第３実施例と同じ有効屈折率ｎ21の光導
波路領域３２ｂ（図中のＶ状破線内側部分）により形成
されている。ちなみに、Ｎ本の光導波路３２のうち最も
光路長の長い光導波路（長さＬ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”）は、分
波部３４及び合波部３５に近い長さＬ N+1 ’／２の部分
が有効屈折率ｎ22の光導波路領域３２ａで、中央の長さ
Ｌ N+1 ”の部分が有効屈折率ｎ21の光導波路領域３２ｂ
となっている。
光路長の短い光導波路（長さＬ1）３１は、第３実施例
と同じ有効屈折率ｎ22の光導波路のみにより形成されて
いる。また、Ｎ本の光導波路３２は、第３実施例と同じ
有効屈折率ｎ22の光導波路領域３２ａ（図中のＶ状破線
外側部分）と、第３実施例と同じ有効屈折率ｎ21の光導
波路領域３２ｂ（図中のＶ状破線内側部分）により形成
されている。ちなみに、Ｎ本の光導波路３２のうち最も
光路長の長い光導波路（長さＬ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”）は、分
波部３４及び合波部３５に近い長さＬ N+1 ’／２の部分
が有効屈折率ｎ22の光導波路領域３２ａで、中央の長さ
Ｌ N+1 ”の部分が有効屈折率ｎ21の光導波路領域３２ｂ
となっている。
【００５２】アレー状光導波路のうち光路長が最も長い
光導波路と最も短い光導波路との長さの差ｄＬはｄＬ＝
Ｌ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”−Ｌ 1 で表され、アレー状光導波路の
本数をＮ＋１とすると、Ｎ本の各光導波路３２は最も短
い光導波路１１との長さの差がｉ／Ｎ×ｄＬとなるよう
に構成されている。ちなみに、ｉは最も長さの短い光導
波路１１に近い方の光導波路から順に１，２……Ｎとつ
けた番号である。
光導波路と最も短い光導波路との長さの差ｄＬはｄＬ＝
Ｌ N+1 ’＋Ｌ N+1 ”−Ｌ 1 で表され、アレー状光導波路の
本数をＮ＋１とすると、Ｎ本の各光導波路３２は最も短
い光導波路１１との長さの差がｉ／Ｎ×ｄＬとなるよう
に構成されている。ちなみに、ｉは最も長さの短い光導
波路１１に近い方の光導波路から順に１，２……Ｎとつ
けた番号である。
【００５３】環境温度が変化した際に各光導波路間の光
路長差の関係が同じになるためには光導波路の長さ
Ｌ 1 ，Ｌ i+1 ’及びＬ i+1 ”と、有効屈折率ｎ21，ｎ22の
温度係数ｄｎ21／ｄＴ及びｄｎ22／ｄＴが以下の式、 （∂ｎ22／∂Ｔ）・（Ｌ i+1 ’−Ｌ 1 ）＋（∂ｎ21／∂Ｔ）・Ｌ i+1 ”＝０ を満たせばよい。
路長差の関係が同じになるためには光導波路の長さ
Ｌ 1 ，Ｌ i+1 ’及びＬ i+1 ”と、有効屈折率ｎ21，ｎ22の
温度係数ｄｎ21／ｄＴ及びｄｎ22／ｄＴが以下の式、 （∂ｎ22／∂Ｔ）・（Ｌ i+1 ’−Ｌ 1 ）＋（∂ｎ21／∂Ｔ）・Ｌ i+1 ”＝０ を満たせばよい。
【００５４】これより、各光導波路と最も短い光導波路
との差ｄＬ／Ｎが以下の二式、 （∂ｎ22／∂Ｔ）／（∂ｎ21／∂Ｔ） ＝１＋（（ｉ／Ｎ）×ｄＬ／（Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’）） Ｌ i+1 ”＝Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’＋（ｉ／Ｎ）×ｄＬ を満たすように各光導波路の長さを決定する。
との差ｄＬ／Ｎが以下の二式、 （∂ｎ22／∂Ｔ）／（∂ｎ21／∂Ｔ） ＝１＋（（ｉ／Ｎ）×ｄＬ／（Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’）） Ｌ i+1 ”＝Ｌ 1 −Ｌ i+1 ’＋（ｉ／Ｎ）×ｄＬ を満たすように各光導波路の長さを決定する。
【００５５】また、最大光導波路長差ｄＬは光フィルタ
のフリースペクトルレンジをｆFSRを決定し、以下の
式、 ｆFSR ＝Ｃ／（（ｎ22−ｎ21）・（Ｌ N+1 ’−Ｌ 1 ）＋ｎ21ｄＬ） で示される。式中のＣは光速である。
のフリースペクトルレンジをｆFSRを決定し、以下の
式、 ｆFSR ＝Ｃ／（（ｎ22−ｎ21）・（Ｌ N+1 ’−Ｌ 1 ）＋ｎ21ｄＬ） で示される。式中のＣは光速である。
【００５６】光導波路３１の光路長Ｌを２ｃｍとした場
合に、ｄＬを０．２６４ｃｍ、Ｌ N+1 ’を１．３４ｃ
ｍ、Ｌ N+1 ”を０．９２４ｃｍとすることにより、フリ
ースペクトルレンジ１６０ＧＨｚのアレー導波路格子
で、環境温度２０〜８０℃において透過波長変動のない
光フィルタを実現できた。
合に、ｄＬを０．２６４ｃｍ、Ｌ N+1 ’を１．３４ｃ
ｍ、Ｌ N+1 ”を０．９２４ｃｍとすることにより、フリ
ースペクトルレンジ１６０ＧＨｚのアレー導波路格子
で、環境温度２０〜８０℃において透過波長変動のない
光フィルタを実現できた。
【００５７】［第５実施例］図８は本発明の第５実施例
に係るもので、ここでは第１実施例の光フィルタを光周
波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示して
ある。
に係るもので、ここでは第１実施例の光フィルタを光周
波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示して
ある。
【００５８】同図において、４１は第１実施例の光フィ
ルタ、４２は単一モード発振の半導体レーザ、４３は受
光器、４４は電気増幅器、４５は電流源である。
ルタ、４２は単一モード発振の半導体レーザ、４３は受
光器、４４は電気増幅器、４５は電流源である。
【００５９】単一モードで発振している半導体レーザ４
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ４
１へ入力される。光フィルタ４１からの出力は受光器４
３により受光され電気信号に変換されて電気増幅器４４
へ入力され、電流源４５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ４１の透過波長へと安定化する。
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ４
１へ入力される。光フィルタ４１からの出力は受光器４
３により受光され電気信号に変換されて電気増幅器４４
へ入力され、電流源４５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ４１の透過波長へと安定化する。
【００６０】このとき、光フィルタ４１の透過波長は環
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
温度で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の
光を出力することができた。
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
温度で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の
光を出力することができた。
【００６１】本実施例では、光導波路１の透過光強度と
光導波路２の透過光強度を別々の受光器４３で検出し、
それを差動増幅し、半導体レーザ４２の周波数安定化を
行なっている。半導体レーザ４２の発振波長が光フィル
タ４１の透過波長からずれると光導波路１の透過光強度
が減少し、光導波路２の透過光強度は増加する。このよ
うに、波長のずれに対して逆の特性を示す帰還信号が得
られるため、光導波路１の透過光強度のみから帰還をか
けるよりも安定性が良く波長安定化が達成される。
光導波路２の透過光強度を別々の受光器４３で検出し、
それを差動増幅し、半導体レーザ４２の周波数安定化を
行なっている。半導体レーザ４２の発振波長が光フィル
タ４１の透過波長からずれると光導波路１の透過光強度
が減少し、光導波路２の透過光強度は増加する。このよ
うに、波長のずれに対して逆の特性を示す帰還信号が得
られるため、光導波路１の透過光強度のみから帰還をか
けるよりも安定性が良く波長安定化が達成される。
【００６２】尚、半導体レーザ及び受光器は、インジュ
ウム・リン基板上にモノリシック集積したものでも良い
し、ハイブリッド集積したものでも良い。
ウム・リン基板上にモノリシック集積したものでも良い
し、ハイブリッド集積したものでも良い。
【００６３】［第６実施例］図９は本発明の第６実施例
に係るもので、ここでは第２実施例の光フィルタを光周
波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示して
ある。
に係るもので、ここでは第２実施例の光フィルタを光周
波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示して
ある。
【００６４】同図において、５１は第２実施例の光フィ
ルタ、５２は単一モード発振の半導体レーザ、５３は受
光器、５４は電気増幅器、５５は電流源である。
ルタ、５２は単一モード発振の半導体レーザ、５３は受
光器、５４は電気増幅器、５５は電流源である。
【００６５】単一モードで発振している半導体レーザ５
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ５
１へ入力される。光フィルタ５１からの出力は受光器５
２により受光され電気信号に変換されて電気増幅器５４
へ入力され、電流源５５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ５１の透過波長へと安定化する。
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ５
１へ入力される。光フィルタ５１からの出力は受光器５
２により受光され電気信号に変換されて電気増幅器５４
へ入力され、電流源５５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ５１の透過波長へと安定化する。
【００６６】このとき、光フィルタ５１の透過波長は環
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
℃で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の光
を出力することができた。
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
℃で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の光
を出力することができた。
【００６７】本実施例では、波長分解能の良い光フィル
タ５１を波長弁別器として用いているため、第５実施例
の光源のように差動増幅を用いなくても十分な波長安定
化が達成される。それは、透過光スペクトルが急峻なた
め、十分な負帰還をかけることができるからである。ま
た、同様の理由から，従来の波長安定化で行なわれてき
た発振波長の周波数変調は必要なく、これにより装置を
コンパクトにできる利点がある。
タ５１を波長弁別器として用いているため、第５実施例
の光源のように差動増幅を用いなくても十分な波長安定
化が達成される。それは、透過光スペクトルが急峻なた
め、十分な負帰還をかけることができるからである。ま
た、同様の理由から，従来の波長安定化で行なわれてき
た発振波長の周波数変調は必要なく、これにより装置を
コンパクトにできる利点がある。
【００６８】［第７実施例］図１０は本発明の第７実施
例に係るもので、ここでは第３実施例の光フィルタを光
周波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示し
てある。
例に係るもので、ここでは第３実施例の光フィルタを光
周波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示し
てある。
【００６９】同図において、６１は第３実施例の光フィ
ルタ、６２は単一モード発振の半導体レーザ、６３は受
光器、６４は電気増幅器、６５は電流源である。
ルタ、６２は単一モード発振の半導体レーザ、６３は受
光器、６４は電気増幅器、６５は電流源である。
【００７０】単一モードで発振している半導体レーザ６
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ６
１へ入力される。光フィルタ６１からの出力は受光器６
３により受光され電気信号に変換されて電気増幅器６４
へ入力され、電流源６５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ６１の透過波長へと安定化する。
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ６
１へ入力される。光フィルタ６１からの出力は受光器６
３により受光され電気信号に変換されて電気増幅器６４
へ入力され、電流源６５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ６１の透過波長へと安定化する。
【００７１】このとき、光フィルタ６１の透過波長は環
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
温度で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の
光を出力することができた。本実施例で得られる作用，
効果は第５実施例と同様である。
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
温度で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の
光を出力することができた。本実施例で得られる作用，
効果は第５実施例と同様である。
【００７２】［第８実施例］図１１は本発明の第８実施
例に係るもので、ここでは第４実施例の光フィルタを光
周波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示し
てある。
例に係るもので、ここでは第４実施例の光フィルタを光
周波数弁別器として利用した発振波長安定化光源を示し
てある。
【００７３】同図において、７１は第４実施例の光フィ
ルタ、７２は単一モード発振の半導体レーザ、７３は受
光器、７４は電気増幅器、７５は電流源である。
ルタ、７２は単一モード発振の半導体レーザ、７３は受
光器、７４は電気増幅器、７５は電流源である。
【００７４】単一モードで発振している半導体レーザ７
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ７
１へ入力される。光フィルタ７１からの出力は受光器７
２により受光され電気信号に変換されて電気増幅器７４
へ入力され、電流源７５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ７１の透過波長へと安定化する。
２の出力は、環境温度変化に対して安定な光フィルタ７
１へ入力される。光フィルタ７１からの出力は受光器７
２により受光され電気信号に変換されて電気増幅器７４
へ入力され、電流源７５へと入力され、レーザの発振波
長を光フィルタ７１の透過波長へと安定化する。
【００７５】このとき、光フィルタ７１の透過波長は環
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
℃で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の光
を出力することができた。本実施例で得られる作用，効
果は第６実施例と同様である。
境温度変化に対して変動しないので、本実施例の発振波
長安定化光源の波長は環境温度変化に対しても±１×１
０-7ミクロンの精度で安定であり、２０〜５０℃の環境
℃で一定の波長（１．５５±１×１０-7ミクロン）の光
を出力することができた。本実施例で得られる作用，効
果は第６実施例と同様である。
【００７６】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項１乃至６の
発明によれば、環境温度変化に対して透過波長が変動し
ない光フィルタを得ることができる。また、請求項７の
発明によれば、環境温度変化に対して発振波長が変動し
ないコンパクトな発振波長安定化光源を得ることができ
る。
発明によれば、環境温度変化に対して透過波長が変動し
ない光フィルタを得ることができる。また、請求項７の
発明によれば、環境温度変化に対して発振波長が変動し
ないコンパクトな発振波長安定化光源を得ることができ
る。
【図１】本発明の第１実施例を示す構成図
【図２】第１実施例に示した光導波路の断面図
【図３】第１実施例に示した光導波路における共振ピー
ク波長の温度係数と温度との関係を示す図
ク波長の温度係数と温度との関係を示す図
【図４】本発明の第２実施例を示す構成図
【図５】本発明の第３実施例を示す構成図
【図６】第３実施例に示した光導波路の断面図
【図７】本発明の第４実施例を示す構成図
【図８】本発明の第５の実施例を示す構成図
【図９】本発明の第６実施例を示す構成図
【図１０】本発明の第７実施例を示す構成図
【図１１】本発明の第８実施例を示す構成図
１，２…光導波路、１ａ，２ａ…光導波層、３…基板、
１１，１２…光導波路、１３…基板、２１，２２…光導
波路、２１ａ，２２ａ…光導波層、２３…基板、３１，
３２…光導波路、３３…基板、４１，５１，６１，７１
…光フィルタ、４２，５２，６２，７２…半導体レー
ザ、４３，５３，６３，７３…受光器、４４，５４，６
４，７４…電気増幅器、４５，５５，６５，７５…電流
源。
１１，１２…光導波路、１３…基板、２１，２２…光導
波路、２１ａ，２２ａ…光導波層、２３…基板、３１，
３２…光導波路、３３…基板、４１，５１，６１，７１
…光フィルタ、４２，５２，６２，７２…半導体レー
ザ、４３，５３，６３，７３…受光器、４４，５４，６
４，７４…電気増幅器、４５，５５，６５，７５…電流
源。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−74909（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157920（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−137344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−77002（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−317717（ＪＰ，Ａ) Ｙ．Ｋｏｋｕｂｕｎ ｅｔ．ａｌ，Ｉ ＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈ ｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏ ｌ．５ Ｎｏ．11（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ 1993），ｐｐ．1297−1300 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 G02F 1/00 - 1/035 G02B 5/28 H01S 5/022 - 5/026 H01S 5/06 - 5/0687
Claims (7)
- 【請求項１】有効屈折率ｎ 1 、有効屈折率の温度係数∂
ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌの光導波路１と、有効屈折率ｎ 2 、
有効屈折率の温度係数∂ｎ 2 ／∂Ｔ、該光導波路１との
光路長差がｄＬで光路長Ｌ＋ｄＬの光導波路２を有し、
光導波路間の光路長差による干渉効果を利用したマッハ
ツェンダ干渉計型光フィルタにおいて、有効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔに対し
て、光路長差ｄＬが、 （∂ｎ 2 ／∂Ｔ）／（∂ｎ 1 ／∂Ｔ）＝Ｌ／Ｌ＋ｄＬ を満たす値に設定された ことを特徴とする光フィルタ。 - 【請求項２】有効屈折率ｎ 1 、有効屈折率の温度係数∂
ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ 1 の光導波路１を備えるとともに、
該光導波路１から遠ざかる方へ光路長差（ｉ／Ｎ）×ｄ
Ｌ（ｉ＝１，２，…，Ｎ）ずつ長くなるようにアレー状
に配置されたＮ本の光導波路ｉ＋１を備え、全Ｎ＋１本
の光導波路間の光路長差による干渉効果を利用したアレ
ー導波路格子型光フィルタにおいて、前記Ｎ本の光導波路ｉ＋１が、有効屈折率ｎ１、有効屈
折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、光路長Ｌ’ i+1 の光導波路
領域ａと、有効屈折率ｎ 2 、有効屈折率の温度係数∂ｎ 2
／∂Ｔ、光路長Ｌ” i+1 の光導波路領域ｂから構成さ
れ、 有効屈折率の温度係数∂ｎ 1 ／∂Ｔ、∂ｎ 2 ／∂Ｔに対し
て、該光路長Ｌ’ i+1 、該光路長Ｌ” i+1 及びＬ 1 とＬ N+1
の光路長差ｄＬが、 （∂ｎ 1 ／∂Ｔ）（Ｌ’ i+1 −Ｌ 1 ）＋（∂ｎ 2 ／∂Ｔ）Ｌ” i+1 ＝０ （ｉ／Ｎ）×ｄＬ＋Ｌ 1 ＝Ｌ’ i+1 ＋Ｌ” i+1 （ｉ＝１，２，…，Ｎ） を同時に満足する値に設定された ことを特徴とする光フ
ィルタ。 - 【請求項３】前記光導波路領域ａと光導波路領域ｂとを
周期性をもって配したことを特徴とする請求項２記載の
光フィルタ。 - 【請求項４】前記光導波路が半導体基板上に形成された
ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の光フ
ィルタ。 - 【請求項５】前記半導体基板がＩｎＰからなり、光導波
路の光導波層がＩｎ x Ｇａ 1-x Ａｓ y Ｐ 1-y （０≦ｘ≦１，
０≦ｙ≦１）からなることを特徴とする請求項４記載の
光フィルタ。 - 【請求項６】前記半導体基板がＳｉからなり、光導波路
の光導波層がＳｉＯ 2 またはＡｌ 2 Ｏ 3 からなることを特
徴とする請求項４記載の光フィルタ。 - 【請求項７】光源からの出力光が入射される波長基準
と、この波長基準を透過した光を受光する受光器と、こ
の受光器の出力に基づいて上記光源の発振波長を制御す
る制御手段とを備えた発振波長安定化光源において、 請求項１乃至６何れか１項記載の光フィルタを波長基準
として用いたことを特徴とする発振波長安定化光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14365594A JP3291915B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 光フィルタ及び発振波長安定化光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14365594A JP3291915B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 光フィルタ及び発振波長安定化光源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH085834A JPH085834A (ja) | 1996-01-12 |
| JP3291915B2 true JP3291915B2 (ja) | 2002-06-17 |
Family
ID=15343849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14365594A Expired - Fee Related JP3291915B2 (ja) | 1994-06-24 | 1994-06-24 | 光フィルタ及び発振波長安定化光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3291915B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69839387T2 (de) * | 1997-02-14 | 2009-05-07 | Nippon Telegraph And Telephone Corp. | Optischer wellenleiterschaltkreis und ein diesen enthaltendes optisches wellenleitermodul |
| US7194176B2 (en) | 2002-05-29 | 2007-03-20 | Hoya Corporation | Functional optical devices and methods for producing them |
| JP5625449B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2014-11-19 | 日本電気株式会社 | マッハ・ツェンダ干渉計、アレイ導波路回折格子及びマッハ・ツェンダ干渉計の製造方法 |
| JP2011252996A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波路型光干渉計 |
| KR20130141850A (ko) * | 2012-06-18 | 2013-12-27 | 광주과학기술원 | 광학 소자 |
| JP6342651B2 (ja) * | 2012-12-06 | 2018-06-13 | アイメックＩｍｅｃ | 外部影響に対して低感受性の集積フォトニックデバイスおよび感受性低減方法 |
| WO2015052937A1 (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | 国立大学法人大阪大学 | スペクトル圧縮装置、光アナログ／デジタル変換システム、およびスペクトル圧縮方法 |
| JP6699294B2 (ja) * | 2016-03-30 | 2020-05-27 | 株式会社豊田中央研究所 | 光フィルタ、及び狭線幅波長光源 |
-
1994
- 1994-06-24 JP JP14365594A patent/JP3291915B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｙ．Ｋｏｋｕｂｕｎ ｅｔ．ａｌ，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．５ Ｎｏ．１１（Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １９９３），ｐｐ．１２９７−１３００ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH085834A (ja) | 1996-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1226460B1 (en) | Tunable add-drop and cross-connect devices | |
| JP5206187B2 (ja) | 光半導体装置 | |
| US6928091B1 (en) | Opto-electronic oscillator including a tunable electro-optic filter | |
| US8031012B2 (en) | Optoelectronic oscillator and pulse generator | |
| US7181109B2 (en) | Photonic device and method for making same | |
| EP0763757A2 (en) | Wavelength-selective devices using silicon-on-insulator | |
| US11522341B2 (en) | Tunable laser and laser transmitter | |
| JP2008066318A (ja) | 半導体波長可変レーザ | |
| JPH084186B2 (ja) | 半導体レーザ | |
| US7245792B2 (en) | Silicon-based tunable single passband optical filter | |
| US6486999B1 (en) | Using crystalline materials to control the thermo-optic behavior of an optical path | |
| US4831631A (en) | Laser transmitter comprising a semiconductor laser and an external resonator | |
| JPH112731A (ja) | 光学装置 | |
| US20050135733A1 (en) | Integrated optical loop mirror | |
| JP3291915B2 (ja) | 光フィルタ及び発振波長安定化光源 | |
| US7027476B2 (en) | Tunable semiconductor lasers | |
| JP3112193B2 (ja) | 光リング共振器 | |
| JP2006330104A (ja) | 導波路型フィルタおよびそれを用いた半導体レーザ素子 | |
| JP2564622B2 (ja) | 半導体レーザの発振周波数安定化方法及び装置 | |
| US8379300B2 (en) | Wavelength-variable light source with dual resonator loop circuit | |
| JP2003207665A (ja) | 光導波路 | |
| JPH02114691A (ja) | 半導体レーザーの外部共振器 | |
| JP5880087B2 (ja) | グレーティング素子及び光素子 | |
| JPS63299291A (ja) | 半導体レ−ザ | |
| JP2019091780A (ja) | 半導体光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090329 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100329 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110329 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120329 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130329 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |