JP3552527B2

JP3552527B2 - 光フィルタ

Info

Publication number: JP3552527B2
Application number: JP07046498A
Authority: JP
Inventors: 雅彦小林
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2018-03-19
Also published as: JPH11271817A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重された信号光の中から所望の波長の信号光を選択する光フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重を利用したシステムにおいては、多重化された信号光の中から所望の波長の信号光を選択する光フィルタが必要である。また分配選択型の波長多重ネットワークにおいては、受信チャネルを切り替える必要があるので、光フィルタには選択波長の切り替え動作が要求される。さらに、光伝送に限らず、波長多重技術を利用した信号処理、例えば光ＡＴＭ（非同期転送モード）交換機等においても高速に選択波長を切り替えることのできる光フィルタが要求される。
【０００３】
このような要求に応える光フィルタとしては例えばファブリペロー共振器の共振器長を圧電素子等により変化させて選択波長を切り替えるチューナブルなファブリペローフィルタ等が実用化されているが、切り替え速度が遅いので用途によっては適用できないことがある。
【０００４】
そこで、高速に切り替え可能で選択波長帯域が広い光フィルタとして図４に示すような光フィルタが提案されている。
【０００５】
図４は光フィルタの従来例を示すブロック図である。
【０００６】
波長多重され矢印１方向に進む入力信号光は、分波用の光合分波器２により各波長（λ_１〜λ_Ｎ）ごとに分波され、分波された各信号光は各光ゲート３−１〜３−Ｎを経て合波用の光合分波器４により合波されて矢印５方向に出力される。光ゲート３−１〜３−Ｎにより所望の波長の信号光のみを通過させることにより信号光の波長の選択や切り替えが可能になる。光ゲート３−１〜３−Ｎとして、化合物半導体を材料とする電界吸収型変調器或いはレーザ増幅型変調器等を用いれば、高速のオンオフが可能なので高速の波長切り替えを実現できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図４に示した従来の光フィルタは、高速に切り替え可能でしかも選択波長帯域の広い光フィルタを実現できるが、分波用の光合分波器と合波用の光合分波器との合分波特性が揃っていないと、各波長チャネルの通過波長帯域が狭かったり、過剰損失やクロストークを生じたりするおそれがある。
【０００８】
また、光合分波器や光ゲートの偏波依存損失の影響により、出力レベルが変動するというという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は上記課題を解決し、高速切り替えが可能で、選択波長帯域が広く、しかも出力レベルが安定した光フィルタを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、端子Ａから端子Ｂ、端子Ｂから端子Ｃへの順方向特性を有する光サーキュレータの端子Ｂに光合分波器の共通入出力端子を接続し、光合分波器の各個別入出力端子に光ゲートを介して、４５度回転のファラデー素子を内蔵するファラデーローテーターミラーをそれぞれ接続することにより、多重化された信号光を端子Ａに入力すると所望の波長の信号光を端子Ｃに出力するものである。
【００１２】
上記構成に加え本発明の光フィルタの光合分波器の各個別入出力端子とファラデーローテーターミラーとの間に光減衰器を設けてもよい。
【００１３】
上記構成に加え本発明の光フィルタの光合分波器の各個別入出力端子とファラデーローテーターミラーとの間に光遅延微調器を設けてもよい。
【００１４】
上記構成に加え本発明の光フィルタの光サーキュレータの端子Ｂと光合分波器の共通入出力端子との間に、希土類添加光ファイバと、励起光及び信号光の合波用の光合波器とを挿入し、光合波器に励起光源を接続してもよい。
【００１５】
上記構成に加え本発明の光合分波器は基板上に形成された導波路アレイ格子を用いた集積化光合分波器であってもよい。
【００１６】
本発明によれば、光フィルタを光サーキュレータと、光合分波器と、反射器とを用いた反射型構成にすることにより、光合分波器が１台ですむ。このため複数の光合波器を用いることによる特性の偏差がなくなり、出力レベルが安定なフィルタ特性を有することができ、偏波依存性が小さくなる。しかも波長切り替え速度が低下したり波長選択帯域が狭くなることがない。また、反射器にファラデーローテーターミラーを用いることにより、使用素子の偏波依存性の影響を相殺することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は本発明の光フィルタの一実施の形態を示すブロック図である。
【００１９】
この光フィルタは、端子Ａから端子Ｂ、端子Ｂから端子Ｃへの順方向特性を有するサーキュレータ１０の端子Ｂに光合分波器１１の共通入出力端子が接続され、光合分波器１１の各個別入出力端子に光ゲート１２（１２−１〜１２−Ｎ）を介してファラデーローテーターミラーを用いた光反射器１３（１３−１〜１３−Ｎ）がそれぞれ接続されたものである。
【００２０】
このような構成において、光サーキュレータ１０の端子Ａに矢印１４方向に進む信号光が入力されると、信号光は端子Ａから端子Ｂに至り、光合分波器１１により分波された後にいずれかの光ゲート１２を通過し、ファラデーローテーターミラーを用いた光反射器１３により反射され再び同じ光路をたどって光サーキュレータ１０の端子Ｂから端子Ｃに出力され矢印１５方向に進む。
【００２１】
すなわち、この光フィルタは、光合分波器１１における所望の波長の個別入出力端子側の光ゲート１２をオン状態にすることにより、該当する波長の信号のみが光サーキュレータ１０の端子Ｃから出力されるのである。
【００２２】
このような構成により、信号光の分波と、光ゲート１２による選択後の合波とが１台の光合分波器１１により行われるので、従来構成のように２台の光合分波器の偏差を考慮する必要がない。
【００２３】
また光反射器１３を、内部に４５度回転のファラデー素子を内蔵するファラデーローテーターミラーとすることにより、光合分波器１１及び光ゲート１２を通過する信号光の偏波状態が、往路と復路とで互いに直交状態となるので、各素子１０〜１３に偏波依存性損失があったとしても、各素子１０〜１３に信号光を往復通過させることにより偏波依存性の損失が相殺される。
【００２４】
図２は本発明の光フィルタの他の実施の形態を示すブロック図である。
【００２５】
図１に示した光フィルタとの相違点は、光合分波器１１の各個別入出力端子と光ゲート１２−１〜１２−Ｎとの間に、光減衰器１６（１６−１〜１６−Ｎ）及び遅延微調器１７（１７−１〜１７−Ｎ）を設けた点である。
【００２６】
各分波パスに挿入された光減衰器１６は、光合分波器１１及び光ゲート１２の挿入損失の波長依存性を補償する。遅延微調器１７は各パスの遅延時間偏差を補償する。このような構成においても図１に示した光ファイバと同様に、光合分波器１１における所望の波長の個別入出力端子側の光ゲート１２をオン状態にすることにより、該当する波長の信号のみが光サーキュレータ１０の端子Ｃから出力される。また、損失の波長依存性や遅延時間の波長依存性を十分低減することができ、光ＡＴＭ交換機のような精密な信号光処理を行う用途にも十分適用可能になる。
【００２７】
さらにこの光フィルタにおける波長依存性損失の補償機能や波長依存性遅延の補償機能は、光フィルタ内部の特性の補償だけでなく、光フィルタの前後に接続される機器や装置の特性を補償する用途に用いることができる。例えば、前後に接続される光ファイバ増幅器の増幅利得の波長依存性や、前後に接続される各種素子や光ファイバの波長分散特性による波長間の遅延偏差を補償することができる。
【００２８】
図３は本発明の光フィルタの他の実施の形態を示すブロック図である。
【００２９】
図１に示した光フィルタとの相違点は、光サーキュレータ１０の端子Ｂと、光合分波器１１の共通端子との間に、希土類添加光ファイバ１８と、励起光及び信号光の合波用の光合波器１９とを挿入し、光合波器１９に励起光源２０を接続した点である。すなわち、この光フィルタは、光ファイバ増幅器を内蔵させて内部の損失補償を図ったものである。基本構成は図１に示した光フィルタと同様なので重複する説明は省略する。
【００３０】
このような構成においても、信号光が、励起された希土類添加光ファイバを通過することにより増幅されるので、光合分波器や光ゲートの挿入損失を補償することができる。また、信号光は増幅媒体を往復通過するので、増幅効率が高いという利点がある。さらに、通常の光ファイバ増幅器では入出力側に光アイソレータを設けて発振等の不安定動作を回避する必要があるが、本構成では光サーキュレータが増幅器の入出力のアイソレータの役割も果たすので、構成部品が少なくてすむという利点もある。
【００３１】
またさらに図２に示した光フィルタと図３に示した光フィルタとを組み合わせて光増幅器と光減衰器と遅延微調器と有する光フィルタを構成してもよい。また図１〜図３に示した光フィルタの光合分波器を、基板上に形成された導波路アレイ格子を用いた集積化光合分波器としてもよい。
【００３２】
以上において本発明によれば、
（１）光フィルタを反射型構成とすることにより、信号光の分波と合波とが同一の光合分波器により行われるので、従来のように分波用の光合分波器の特性と合波用の光合分波器の特性とのずれによるフィルタ特性の劣化がない。
【００３３】
（２）光合分波器が１台ですむので、光フィルタの小形化、低コスト化が可能である。
【００３４】
（３）光フィルタの光反射器にファラデーローテーターミラーを用いることにより、光合分波器や光ゲートを通過する信号光の偏波状態が往路と復路とで直交状態となるので、各素子の偏波依存性損失が相殺される。
【００３５】
（４）光フィルタの各分波パスに光減衰器を挿入することにより、波長依存性損失を補償することができ、遅延微調器を挿入することにより、波長依存性遅延（波長分散）を補償することもできる。
【００３６】
（５）光フィルタには高効率の反射型光増幅器を内蔵することができる。その際、光アイソレータは不要であるので、少ない構成部品で実現することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、次のような優れた効果を発揮する。
【００３８】
光サーキュレータと、光合分波器と、反射器とを用いた反射型構成とすることにより、高速切り替えが可能で、選択波長帯域が広く、しかも出力レベルが安定した光フィルタの提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光フィルタの一実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の光フィルタの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の光フィルタの他の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】光フィルタの従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０光サーキュレータ
１１光合分波器
１２光ゲート
１３光反射器（ファラデーローテーターミラー）

Claims

端子Ａから端子Ｂ、端子Ｂから端子Ｃへの順方向特性を有する光サーキュレータの端子Ｂに光合分波器の共通入出力端子を接続し、該光合分波器の各個別入出力端子に光ゲートを介して、４５度回転のファラデー素子を内蔵するファラデーローテーターミラーをそれぞれ接続することにより、多重化された信号光を端子Ａに入力すると所望の波長の信号光を端子Ｃに出力することを特徴とする光フィルタ。
上記光合分波器の各個別入出力端子とファラデーローテーターミラーとの間に光減衰器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。
上記光合分波器の各個別入出力端子とファラデーローテーターミラーとの間に光遅延微調器を設けたことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。
上記光サーキュレータの端子Ｂと上記光合分波器の共通入出力端子との間に、希土類添加光ファイバと、励起光及び信号光の合波用の光合波器とを挿入し、光合波器に励起光源を接続したことを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。
上記光合分波器は基板上に形成された導波路アレイ格子を用いた集積化光合分波器であることを特徴とする請求項１に記載の光フィルタ。