JP4198499B2

JP4198499B2 - Acousto-optic tunable filter

Info

Publication number: JP4198499B2
Application number: JP2003082796A
Authority: JP
Inventors: 崇白石; 忠雄中澤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2008-12-17
Anticipated expiration: 2023-03-25
Also published as: JP2004294472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光導波路を伝播する光と弾性表面波(ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave)との相互作用を利用した音響光学チューナブルフィルタ(AOTF)に関する。
【０００２】
【従来の技術】
音響光学チューナブルフィルタは、交叉指状電極即ち、インターディジタルトランスデューサ（ＩＤＴ）により弾性表面波を発生し、この弾性表面波を光導波路に関連して伝播することで、光導波路の複屈折と弾性表面波の周波数により決まる特定波長の光に対して選択性を与える。
【０００３】
したがって、音響光学チューナブルフィルタに入力される波長分割多重された複数のチャネルの光信号は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）等により分離され、弾性表面波と作用することでＴＥモードからＴＭモードへのモード変換或いはこの逆のモード変換を行う。
【０００４】
さらに、このモード変換された光を同様に偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）等により取り出すことで、波長分割多重された複数のチャネルの光信号を選択光と非選択光に分離することができる。
【０００５】
そして、選択光の波長は弾性表面波の周波数により決まるので、選択光の波長が同調可能（チューナブル）になる。かかる音響光学チューナブルフィルタの特性の改善に関し、種々の技術が提案されている。
【０００６】
その一つとして、誘電体基板上に光導波路を形成し、この光導波路により伝播される光のモードを変換する弾性表面波を発生させる交叉指状電極を有する構成において、弾性表面波を伝達する弾性表面波導波路の幅を前記交叉指状電極の最大交叉幅より大とすることによりフィルタ特性を改善する技術が知られている（特許文献１参照）。
【０００７】
また、光導波路に沿って、結合係数を徐々に変化するようにしてフィルタ特性におけるサイドロープを抑制する技術が知られている（特許文献２参照）。
【０００８】
さらに、音響光学チューナブルフィルタの特性の改善は、弾性表面波の強度分布に重み付けをすることにより可能である。重み付けの方法の一例として、上記の特許文献１，２のいずれにも記載のない弾性表面波（ＳＡＷ）方向性結合器を用いる方法があり、この方法によるサイドローブの低減など音響光学チューナブルフィルタの特性を改善する技術が知られている(非特許文献１)。
【０００９】
【特許文献１】
特開平５−１５０２０４号公報
【００１０】
【特許文献２】
特開平８−１１４７７６号公報
【００１１】
【非特許文献１】
D. A. Smith and J. J. Johonson,
"Sidelobe supression in an acousto-optic filter with a raised-co sine interaction strength" Appl. Phys. Lett. 61, pp1025-1027
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上記の非特許文献１に記載される弾性表面波方向性結合器では、結合長に波長依存性が存在する。その理由は以下のとおりである。
【００１３】
一般に音響光学チューナブルフィルタの選択波長λは、の式で表される。ここでΔnは光導波路の複屈折であり、Vは弾性表面波（ＳＡＷ）の音速、fは弾性表面波の周波数である。
【００１４】
ここで、選択波長λを変化させるためには、弾性表面波の周波数fを変える必要がある。弾性表面波の周波数fにより弾性表面波伝播路(ガイド)での弾性表面波の閉じ込めの強さが変わるため、結合長が変化する。そのため、音響光学チューナブルフィルタの選択波長によって弾性表面波の結合長が変化する。
【００１５】
一方、音響光学チューナブルフィルタは、近年における通信波長帯の拡大とともに同調範囲の広いものが求められており、広範囲の波長に渡って好ましい特性を実現するためには、結合長の波長依存性が問題となってくる。
【００１６】
したがって、本発明の目的は、結合長の波長依存性を改善した音響光学チューナブルフィルタを提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の本発明の課題を達成する音響光学チューナブルフィルタの第１の態様は、基板と、前記基板上に並列に形成された第１及び第２の弾性表面波のガイドと、前記第１の弾性表面波のガイドの一端側に形成され、弾性表面波を生成する第１のＩＤＴと、前記第２の弾性表面波のガイド上に形成された光導波路と、前記光導波路の入力側と出力側のそれぞれあるいは片方に、光波長多重信号のＴＭモードとＴＥモードを分離又は、合成する偏光ビームスプリッタもしくは偏光子を有し、前記に第１及び第２の弾性表面波のガイドの伝播特性が互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
【００１８】
上記の本発明の課題を達成する音響光学チューナブルフィルタの第２の態様は、第１の態様において、更に、前記第２の弾性表面波のガイドを中心にして前記第１の弾性表面波のガイドと反対側に形成される第３の弾性表面波のガイドと、前記第３の弾性表面波のガイドの一端側に形成され、弾性表面波を生成する第２のＩＤＴを有し、前記第１及び第２のＩＤＴに同相の駆動信号を付与するように構成され、更に前記第３の弾性表面波のガイドの伝播特性が少なくとも前記第２の弾性表面波のガイドの伝播特性と異なるように構成されたことを特徴とする。
【００１９】
上記の本発明の課題を達成する音響光学チューナブルフィルタの第３の態様は、第１または第２の態様において、前記第１乃至第３の弾性表面波のガイドは、前記弾性表面波のガイドとなる領域の両側の前記基板上にＴｉを拡散することにより形成されることを特徴とする。
【００２０】
上記の本発明の課題を達成する音響光学チューナブルフィルタの第４の態様は、第１または第２の態様において、前記第１又は、第３の弾性表面波のガイドの幅を、前記第２の弾性表面波のガイドの幅と異ならすことにより、前記弾性表面波のガイドの伝播特性が互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
【００２１】
更に、上記の本発明の課題を達成する音響光学チューナブルフィルタの第５の態様は、第１または第２の態様において、前記第１乃至第３の弾性表面波のガイドを前記基板上に形成した薄膜により構成し、且つ前記第１又は、第３の弾性表面波のガイドに対する薄膜の厚さを前記第２の弾性表面波のガイドに対する薄膜の厚さと異ならすことにより、前記弾性表面波のガイドの伝播特性が互いに異なるように構成されていることを特徴とする。
【００２２】
本発明の特徴は、以下に図面に従い説明される発明の実施の形態例から更に明らかになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面に従い本発明の実施の形態例を説明するが、発明の正しい理解のために、上記に説明した結合長の波長依存性を示す音響光学チューナブルフィルタ特性と弾性表面波結合長の関係を説明しておく。
【００２４】
図１は、本発明の対象とする音響光学チューナブルフィルタの構成及び結合長の波長依存性を説明する図である。
【００２５】
図１Ａにおいて、図示しない基板上に第１，第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２が形成される。第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の一端には、弾性表面波を生成するための櫛形電極によるＩＤＴ( Inter Digital Transducer)１３が形成され、他端には、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２の一端とともに、弾性表面波吸収体１４が形成されている。
【００２６】
ＩＤＴ１３で生成された弾性表面波は、第１の弾性表面波ガイド１１から第２の弾性表面波ガイド１２に結合し、それぞれ弾性表面波ガイド１１及び第２の弾性表面波ガイド１２に沿って進行し、弾性表面波吸収体１４で終端される。
【００２７】
図１Ａの構成例では、かかる第１の弾性表面波ガイド１１と第２の弾性表面波ガイド１２により弾性表面波方向性結合器を形成している。さらに、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２上には、２本の光導波路１５が形成され、入力側INPUTと、出力側OUTPUTにそれぞれ偏光ビームスプリッタＰＢＳ(Polarization Beam Splitter) １、ＰＢＳ２が備えられる。
【００２８】
図１Ａに示す構成において、入力側INPUTより入力される波長多重された光信号は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１によりＴＥモードとＴＭモードに分けられ、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２上のそれぞれ対応する光導波路を伝播する。
【００２９】
光導波路を伝播する過程で、光信号は、それぞれ弾性表面波と相互作用し、特定波長の光のみがモード変換される。モード変換後の光は第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で合波されるため、ＴＥモード、ＴＭモードに関わらず選択光（モード変換された光）と、非選択光が分離されて出射される。
【００３０】
以降は、図１Ａのように、２本の光導波路と、２つの偏光ビームスプリッタ(ＰＢＳ)が形成されている構成で実施例を説明するが、本発明の適用可能性は、光導波路の本数や偏光ビームスプリッタの個数はこの限りではない。例えば、図１Ｂは本発明の対象とする音響光学チューナブルフィルタの別の構成例である。図１Ｂにおいて、図１Ａと同様に第１、第２の弾性表面波(ＳＡＷ)ガイド１１，１２が形成される。
【００３１】
図１Ａと異なる点は、第二の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２上に１本の光導波路１５が形成され、出力側ＯＵＴに偏光子１６または偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が備えられる。この構成では、例えばＴＥモードの光信号が入力された場合には、ＴＭモードへモード変換された選択光のみが偏光子１６で取り出される。
【００３２】
さらに、図１Ｃにおいて、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１、１２の弾性表面波ガイド長と弾性表面波（ＳＡＷ）結合長の関係を示している。縦軸に、弾性表面波（ＳＡＷ）の強度分布が示され、横軸に弾性表面波（ＳＡＷ）結合長が与えられる。
【００３３】
弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド長の範囲内で、弾性表面波（ＳＡＷ）結合長における強度分布を積分した大きさの弾性表面波エネルギーが、光導波路１５を伝播する光信号との相互作用において与えられる。したがって、この弾性表面波（ＳＡＷ）結合長は、光波長によって変化しないことが望ましい。
【００３４】
図２は、音響光学チューナブルフィルタにおける弾性表面波結合長をシミュレーション結果により示す図である。
【００３５】
図２において、横軸は結合長であり、縦軸がクロストーク（隣接チャネルの消光比）である。Ｃバンド左端(1.53μm)、Ｃバンド右端(1.56μm)、Lバンド右端(1.62μm)についてのシミュレーション結果が記されている。図２の例では、結合長を５０mm程度とすれば、C〜Ｌバンドのチューニングレンジにおいて何れも、隣接クロストークが−３０ｄB以下と小さい特性の音響光学チューナブルフィルタが得られることが判る。
【００３６】
しかし、先に非特許文献1に関して説明したように、弾性表面波の周波数fにより弾性表面波ガイドでの弾性表面波の閉じ込めの強さが変わるため、結合長が変化し、音響光学チューナブルフィルタの選択波長によって弾性表面波の結合長が変化する。
【００３７】
したがって、結合長が図２の破線領域内の範囲で波長とともに変化するため音響光学チューナブルフィルタの特性が劣化してしまうことが理解できる。本発明は、かかる不都合を解決するものである。
【００３８】
図３は弾性表面波方向性結合器を用いた本発明の対象とする音響光学チューナブルフィルタの実施例の平面図である。
【００３９】
図３において、基板１０は、例としてLiNbO3の圧電物質を用いる。この基板１０上にSiO2やLiTaO3の薄膜を形成して、弾性表面波（ＳＡＷ）を閉じ込める第１，第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２が形成される。
【００４０】
第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の一端には、弾性表面波を生成するためのＩＤＴ１３が形成され、他端には、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２の一端とともに、弾性表面波吸収体１４が形成されている。
【００４１】
ＩＤＴ１３で生成された弾性表面波は、第１の弾性表面波ガイド１１から第２の弾性表面波ガイド１２に結合し、それぞれ弾性表面波ガイド１１及び第２の弾性表面波ガイド１２に沿って進行し、弾性表面波吸収体１４で終端される。図2の構成例では、かかる第１の弾性表面波ガイド１１と第２の弾性表面波ガイド１２により弾性表面波方向性結合器を形成している。
【００４２】
さらに、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２上には、２本の光導波路が形成され、入力側INPUTと、出力側OUTPUT１，２にそれぞれ偏光ビームスプリッタＰＢＳ(Polarization Beam Splitter) １、ＰＢＳ２が備えられる。偏光ビームスプリッタＰＢＳ1、ＰＢＳ２は、例えば、ウォラストンプリズムのような複屈折性の結晶によって、光線束を２つに分離するものが適用できる。
【００４３】
図３に示す構成において、入力側INPUTより入力される多波長多重された光信号は、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１によりＴＥモードとＴＭモードに分けられ、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２上のそれぞれ対応する光導波路を伝播する。
【００４４】
光導波路を伝播する過程で、光信号は、それぞれ弾性表面波と相互作用し、特定波長の光のみがモード変換される。モード変換後の光は第２の偏光ビームスプリッタＰＢＳ２で合波されるため、ＴＥモード、ＴＭモードに関わらず非選択光は第１の出力OUTPUT１に、選択光（モード変換された光）は第２の出力OUTPUT２に出射される。
【００４５】
なお、図３において、W1、W2は、それぞれ第１、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１、１２のガイド幅である。
【００４６】
ここで、弾性表面波(ＳＡＷ)の強度分布は、２つの弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２より成る弾性表面波(ＳＡＷ)方向性結合器により重み付けされており、図４、図５に示す如き強度分布である。
【００４７】
即ち、図４は従来型のＳＡＷ方向性結合器における結合長の様子を示す図であり、図４ＡのCバンドから図４ＢのＬバンドに変わると結合長が変化してしまう(Ｃバンドに対し、それより波長の長いＬバンドでは、結合長が短くなる。)。これは、先に図２において、説明したように、図２の破線領域内の範囲で結合長が波長とともに変化することに対応する。
【００４８】
このように、結合長が変化する場合、音響光学チューナブルフィルタの重み付けが変化し、特性が変わってしまう。
【００４９】
かかる点から本発明者は、種々の実験測定により、ＳＡＷ方向性結合器を構成する２つの弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２における弾性表面波の伝播定数を異ならしめることにより結合長が変化されないことを見出した。
【００５０】
図５は、図４に対応して示される図であって、本発明の効果を説明する図である。図５ＡのCバンドから図５ＢのＬバンドに変わる場合であっても、結合長が変化せず最適な重み付けを保つことが出来る。
【００５１】
以下に、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の伝播定数を非対称となるように異ならしめる具体的実施例を説明する。
【００５２】
ここで、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１に対して第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅を大きくし、または小さくすることで結合長の波長依存性を小さくできる。
【００５３】
図６に一例として、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド1１に対して第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅を大きくした場合のシミュレージョン結果を示す。
【００５４】
図６において、縦軸に結合長、横軸に波長を表し、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１のガイド幅Ｗ１(図３参照)を７０μｍとするとき、特性Iでは、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅Ｗ２を同じく７０μｍとし、特性II、IIIは、それぞれ第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅Ｗ２を７４μｍ、７６μｍに変化した場合である。
【００５５】
第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１のガイド幅Ｗ１に対し、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅Ｗ２との差を大きくすることにより、光信号の選択波長に対する結合長の変化が少なくなることが理解できる。
【００５６】
図７は、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の伝播定数を非対称となるように異ならしめる例として、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドの膜厚を変化する例である。即ち、ガイド膜厚を変えることで弾性表面波（ＳＡＷ）の音速を変化させることができる。
【００５７】
図３において、基板１０上にSiO2やLiTaO3の薄膜を生成して弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２を形成する。図６と同様に図７において、縦軸に結合長、横軸に波長を表している。第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の膜厚を３２０nmとするとき、特性Iでは、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２の膜厚を同じく３２０nmとし、特性II、IIIは、それぞれ第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２の膜厚を３２７nm、３２９nmに変化した場合である。このように、ガイドの膜厚を非対称にすることで、この場合も結合長の波長依存性をなくすことが可能であることが解る。
【００５８】
また、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の伝播定数を非対称となるように異ならしめる他の方法として弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２を構成する材質を変えることで音速を変えることができる。例えば、基板１０としてLiNbO3を用いた場合には、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２を構成するする材質として基板１０よりも音速の遅いSiO2や、LiTaO3などが考えられる。弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２に対して相互に異なる材質を用いて形成するように、即ち非対称に用いることにより音速を非対称にすることができる。
【００５９】
また、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２に不純物をドープすることで弾性表面波（ＳＡＷ）の音速を変えることができる。例えば、SiO2薄膜による弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１又は１２にInSnをドープした場合、音速を小さくすることができる。この場合、ドープ量を非対称にすることで、音速を非対称にすることができる。
【００６０】
さらに、本発明に従い上記したように、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２のガイド幅や弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の音速を組み合わせて、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２を非対称にすることで結合長の波長依存性を少なくすることができる。
【００６１】
ここで、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドによる弾性表面波（ＳＡＷ）方向性結合器は図３に示した２本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２で構成されるもののみでなく、３本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドで構成することも可能である。
【００６２】
図８に３本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２，１６で構成されたＳＡＷ方向性結合器の一例を示す。
【００６３】
図８において、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１と１６の一端で、それぞれＩＤＴ１３，１７により弾性表面波（ＳＡＷ）を生成する。この時、ＩＤＴ１３，１７には、同相の駆動信号が与えられる。
【００６４】
更に、図８の実施の形態におけるＳＡＷ方向性結合器においても、図３に示した２本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２を用いるＳＡＷ方向性結合器と同様に、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドのガイド幅や弾性表面波（ＳＡＷ）の音速を非対称にすることで結合長の波長依存性をなくすことができる。
【００６５】
図９に図８の実施例において、ガイド膜厚を非対称にした場合のシミュレーション結果を示す。図９において、特性Iでは、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の膜厚を３２０nｍを基準として、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２及びの第３の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１６の膜厚を同様に３２０nｍとしている。これに対し、特性IIでは、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の膜厚３２０nｍに対し、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２及びの第３の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１６の膜厚をそれぞれ３２７，３２０nｍとしている。
【００６６】
さらに、特性IIIでは、第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１の膜厚３２０nｍに対し、第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２及びの第３の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１６の膜厚をそれぞれ３３１，３２０nｍとしている。
【００６７】
このように、３本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２、１６を用いる場合であっても、相互の弾性表面波（ＳＡＷ）の音速を異ならす伝播特性を得るように膜厚を異ならすことにより、波長による結合長の変化を小さくすることが出来ることが理解できる。
【００６８】
ここで、上記した実施の形態例における説明では、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２、更に図８の実施の形態例では弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１６は、弾性表面波（ＳＡＷ）が伝搬するコア部分が薄膜で構成されている構成を前提に説明した。
【００６９】
これに対し、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドには、ガイドとなる両側にＴｉを深く拡散することによって、ガイドの周辺部の音速を速くしてクラッドとして機能させることで弾性表面波（ＳＡＷ）を閉じ込める方法がある（Ｔｉ拡散ガイド）。
【００７０】
図１０にＴｉを拡散した弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドの一例を示す。構成は、図３に対応し、基板１０上の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２となる周辺部にＴｉを拡散することにより、図３の構成における薄膜による方向性結合器が形成される。かかる構成の方向性結合器を用いる場合であっても、本発明に従い、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の伝播特性を非対称とすることにより結合長の波長依存性をなくすことができる。
【００７１】
【発明の効果】
図２により説明した様に、従来型方向性結合器を用いた場合には、弾性表面波（ＳＡＷ）結合長が波長依存性を持つ場合には、音響光学チューナブルフィルタの特性が悪化することは既に述べた。
【００７２】
図１１、図１２に音響光学チューナブルフィルタのフィルタ特性を従来型方向性結合器と非対称方向性結合器を用いた場合についてシミュレーションした結果を示す。
【００７３】
図１１AではCバンドにおいて特性が良くなるように、従来型方向性結合器を設定している。この場合は図１１Ｂに示すように、Ｌバンドにおいて特性が悪化しているのが判る。
【００７４】
一方、図１２Bでは、Ｌバンドで良好な特性になるよう設定しているが、この場合は図１２Aに示すようにCバンドにおいて特性が悪化してしまうのが判る。
【００７５】
それに対して、非対称方向性結合器を用いるとCバンドとLバンドの両方の領域に渡って、良い特性が得られている。
【００７６】
以上のように、本発明によると、音響光学チューナブルフィルタを構成する弾性表面波（ＳＡＷ）方向性結合器の波長依存性をなくすことができ、広いチューニング範囲にわたって良好な特性を示す音響光学チューナブルフィルタが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の対象とする音響光学チューナブルフィルタの構成及び結合長の波長依存性を説明する図である。
【図２】音響光学チューナブルフィルタにおける弾性表面波結合長をシミュレーション結果により示す図である。
【図３】弾性表面波方向性結合器を用いた本発明の対象とする音響光学チューナブルフィルタの実施例の平面図である。
【図４】従来型のＳＡＷ方向性結合器における結合長の様子を示す図である。
【図５】図４に対応して示される図であって、本発明の効果を説明する図である。
【図６】第１の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド1１に対して第２の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１２のガイド幅を大きくした場合のシミュレージョン結果を示す図である。
【図７】弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２の伝播定数を非対称となるように異ならしめる例として、弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドの膜厚を変化する例を示す図である。
【図８】３本の弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド１１，１２，１６で構成されたＳＡＷ方向性結合器の一例を示す図である。
【図９】ガイド膜厚を非対称にした場合のシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】 Tiを拡散して形成される弾性表面波（ＳＡＷ）ガイドの一例を示す図である。
【図１１】音響光学チューナブルフィルタのフィルタ特性を従来型方向性結合器を用いた場合についてシミュレーションした結果を示す図である。
【図１２】音響光学チューナブルフィルタのフィルタ特性を非対称方向性結合器を用いた場合についてシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
１０基板
１１、１２弾性表面波（ＳＡＷ）ガイド
１３ＩＤＴ
１４ＳＡＷ吸収体
１５光導波路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an acousto-optic tunable filter (AOTF) using an interaction between light propagating through an optical waveguide and a surface acoustic wave (SAW).
[0002]
[Prior art]
The acousto-optic tunable filter generates surface acoustic waves by means of interdigitated electrodes, that is, interdigital transducers (IDTs), and propagates the surface acoustic waves in relation to the optical waveguide, thereby allowing birefringence and elasticity of the optical waveguide. Selectivity is given to light of a specific wavelength determined by the surface wave frequency.
[0003]
Therefore, the wavelength division multiplexed optical signals input to the acousto-optic tunable filter are separated by a polarization beam splitter (PBS) or the like, and interact with the surface acoustic wave to change from the TE mode to the TM mode. Mode conversion or reverse mode conversion is performed.
[0004]
Further, the mode-converted light is similarly extracted by a polarization beam splitter (PBS) or the like, so that the optical signals of a plurality of wavelength-division multiplexed channels can be separated into selected light and non-selected light.
[0005]
Since the wavelength of the selected light is determined by the frequency of the surface acoustic wave, the wavelength of the selected light can be tuned (tunable). Various techniques have been proposed for improving the characteristics of such acousto-optic tunable filters.
[0006]
As one example, an optical waveguide is formed on a dielectric substrate, and a surface acoustic wave is transmitted in a configuration having a cross finger electrode that generates a surface acoustic wave that converts a mode of light propagated by the optical waveguide. A technique for improving the filter characteristics by making the width of the surface acoustic wave waveguide larger than the maximum cross width of the cross finger electrode is known (see Patent Document 1).
[0007]
In addition, a technique is known that suppresses side ropes in filter characteristics by gradually changing the coupling coefficient along the optical waveguide (see Patent Document 2).
[0008]
Further, the characteristics of the acousto-optic tunable filter can be improved by weighting the intensity distribution of the surface acoustic wave. As an example of the weighting method, there is a method using a surface acoustic wave (SAW) directional coupler which is not described in any of Patent Documents 1 and 2, and an acousto-optic tunable filter such as side lobe reduction by this method. A technique for improving the characteristics is known (Non-Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 5-150204
[Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 8-114776
[Non-Patent Document 1]
DA Smith and JJ Johonson,
"Sidelobe supression in an acousto-optic filter with a raised-co sine interaction strength" Appl. Phys. Lett. 61, pp1025-1027
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In the surface acoustic wave directional coupler described in Non-Patent Document 1, the coupling length has wavelength dependency. The reason is as follows.
[0013]
In general, the selection wavelength λ of the acousto-optic tunable filter is expressed by the following equation. Here, Δn is the birefringence of the optical waveguide, V is the speed of sound of the surface acoustic wave (SAW), and f is the frequency of the surface acoustic wave.
[0014]
Here, in order to change the selection wavelength λ, it is necessary to change the frequency f of the surface acoustic wave. Since the strength of surface acoustic wave confinement in the surface acoustic wave propagation path (guide) varies depending on the frequency f of the surface acoustic wave, the coupling length varies. Therefore, the coupling length of the surface acoustic wave varies depending on the selected wavelength of the acousto-optic tunable filter.
[0015]
On the other hand, acousto-optic tunable filters are required to have a wide tuning range with the expansion of the communication wavelength band in recent years, and in order to realize favorable characteristics over a wide range of wavelengths, the wavelength dependence of the coupling length is required. It becomes a problem.
[0016]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an acousto-optic tunable filter in which the wavelength dependency of the coupling length is improved.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of an acousto-optic tunable filter that achieves the above-described object of the present invention includes a substrate, guides for first and second surface acoustic waves formed in parallel on the substrate, and the first A first IDT formed on one end of a surface acoustic wave guide and generating a surface acoustic wave, an optical waveguide formed on the second surface acoustic wave guide, an input side and an output of the optical waveguide A polarization beam splitter or a polarizer for separating or synthesizing the TM mode and the TE mode of the optical wavelength multiplexed signal on each or one side, and the propagation characteristics of the first and second surface acoustic wave guides are It is characterized by being different from each other.
[0018]
The second aspect of the acousto-optic tunable filter that achieves the above-described object of the present invention is the first aspect, wherein the second surface acoustic wave guide is further centered around the guide of the second surface acoustic wave. A third surface acoustic wave guide formed on the opposite side of the guide, and a second IDT formed on one end side of the third surface acoustic wave guide for generating the surface acoustic wave, The first and second IDTs are configured to give in-phase drive signals, and the propagation characteristics of the third surface acoustic wave guide are different from at least the propagation characteristics of the second surface acoustic wave guide. It is structured.
[0019]
According to a third aspect of the acousto-optic tunable filter that achieves the above-mentioned object of the present invention, in the first or second aspect, the first to third surface acoustic wave guides are the surface acoustic wave guides. It is formed by diffusing Ti on the substrate on both sides of the region to be.
[0020]
According to a fourth aspect of the acousto-optic tunable filter that achieves the above-described object of the present invention, in the first or second aspect, the width of the guide of the first or third surface acoustic wave is set to the second value. The surface acoustic wave guide is different in width from each other so that the propagation characteristics of the surface acoustic wave guides are different from each other.
[0021]
Furthermore, a fifth aspect of the acousto-optic tunable filter that achieves the above-mentioned object of the present invention is the first or second aspect, wherein the first to third surface acoustic wave guides are formed on the substrate. And by making the thickness of the thin film with respect to the first or third surface acoustic wave guide different from the thickness of the thin film with respect to the second surface acoustic wave guide, The propagation characteristics of the guides are different from each other.
[0022]
The features of the present invention will become more apparent from the embodiments of the invention described below with reference to the drawings.
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For the correct understanding of the invention, the relationship between the acousto-optic tunable filter characteristics and the surface acoustic wave coupling length, which show the wavelength dependence of the coupling length described above, is described. I will explain.
[0024]
FIG. 1 is a diagram for explaining the wavelength dependence of the configuration and coupling length of an acousto-optic tunable filter that is the subject of the present invention.
[0025]
In FIG. 1A, first and second surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are formed on a substrate (not shown). An IDT (Inter Digital Transducer) 13 is formed at one end of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11 by a comb-shaped electrode for generating a surface acoustic wave, and a second surface acoustic wave ( A SAW absorber 14 is formed together with one end of the SAW guide 12.
[0026]
The surface acoustic wave generated by the IDT 13 is coupled from the first surface acoustic wave guide 11 to the second surface acoustic wave guide 12, and travels along the surface acoustic wave guide 11 and the second surface acoustic wave guide 12, respectively. And terminated with a surface acoustic wave absorber 14.
[0027]
In the configuration example of FIG. 1A, the first surface acoustic wave guide 11 and the second surface acoustic wave guide 12 form a surface acoustic wave directional coupler. Further, two optical waveguides 15 are formed on the second surface acoustic wave (SAW) guide 12, and polarization beam splitters PBS (Polarization Beam Splitter) 1 and PBS2 are provided on the input side INPUT and the output side OUTPUT, respectively. Provided.
[0028]
In the configuration shown in FIG. 1A, the wavelength-multiplexed optical signal input from the input side INPUT is divided into a TE mode and a TM mode by the polarization beam splitter PBS1, and each of them on the second surface acoustic wave (SAW) guide 12. Propagates through the corresponding optical waveguide.
[0029]
In the process of propagating through the optical waveguide, each optical signal interacts with a surface acoustic wave, and only light of a specific wavelength is mode-converted. Since the light after mode conversion is multiplexed by the second polarization beam splitter PBS2, the selection light (mode-converted light) and the non-selection light are separated and emitted regardless of the TE mode and the TM mode.
[0030]
Hereinafter, as shown in FIG. 1A, the embodiment will be described with a configuration in which two optical waveguides and two polarization beam splitters (PBS) are formed. However, the applicability of the present invention is the number of optical waveguides. The number of polarizing beam splitters is not limited to this. For example, FIG. 1B shows another configuration example of an acousto-optic tunable filter that is a subject of the present invention. 1B, first and second surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are formed as in FIG. 1A.
[0031]
The difference from FIG. 1A is that a single optical waveguide 15 is formed on a second surface acoustic wave (SAW) guide 12, and a polarizer 16 or a polarizing beam splitter (PBS) is provided on the output side OUT. In this configuration, for example, when an optical signal in the TE mode is input, only the selection light that has been mode-converted to the TM mode is extracted by the polarizer 16.
[0032]
Further, FIG. 1C shows the relationship between the surface acoustic wave guide lengths of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 and the surface acoustic wave (SAW) coupling length. The vertical axis represents the surface acoustic wave (SAW) intensity distribution, and the horizontal axis represents the surface acoustic wave (SAW) coupling length.
[0033]
Within the range of the surface acoustic wave (SAW) guide length, the surface acoustic wave energy having a magnitude obtained by integrating the intensity distribution in the surface acoustic wave (SAW) coupling length is given in the interaction with the optical signal propagating through the optical waveguide 15. It is done. Therefore, it is desirable that the surface acoustic wave (SAW) coupling length does not change with the light wavelength.
[0034]
FIG. 2 is a diagram showing a surface acoustic wave coupling length in an acousto-optic tunable filter by a simulation result.
[0035]
In FIG. 2, the horizontal axis represents the coupling length, and the vertical axis represents crosstalk (extinction ratio of adjacent channels). Simulation results for the C band left end (1.53 μm), the C band right end (1.56 μm), and the L band right end (1.62 μm) are shown. In the example of FIG. 2, it can be seen that if the coupling length is about 50 mm, an acousto-optic tunable filter having a small characteristic of adjacent crosstalk of −30 dB or less can be obtained in any of the C to L band tuning ranges.
[0036]
However, as described above with respect to Non-Patent Document 1, since the strength of the surface acoustic wave confinement in the surface acoustic wave guide changes depending on the frequency f of the surface acoustic wave, the coupling length changes, and the acousto-optic tunable filter The coupling length of the surface acoustic wave changes depending on the selected wavelength.
[0037]
Therefore, it can be understood that the characteristics of the acousto-optic tunable filter deteriorate because the coupling length changes with the wavelength in the range within the broken line region of FIG. The present invention solves this inconvenience.
[0038]
FIG. 3 is a plan view of an embodiment of an acousto-optic tunable filter using a surface acoustic wave directional coupler as an object of the present invention.
[0039]
In FIG. 3, the substrate 10 uses, for example, a LiNbO 3 piezoelectric material. A thin film of SiO2 or LiTaO3 is formed on the substrate 10 to form first and second surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 that confine the surface acoustic wave (SAW).
[0040]
An IDT 13 for generating a surface acoustic wave is formed at one end of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11, and is elastic together with one end of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 at the other end. A surface wave absorber 14 is formed.
[0041]
The surface acoustic wave generated by the IDT 13 is coupled from the first surface acoustic wave guide 11 to the second surface acoustic wave guide 12, and travels along the surface acoustic wave guide 11 and the second surface acoustic wave guide 12, respectively. And terminated with a surface acoustic wave absorber 14. In the configuration example of FIG. 2, the first surface acoustic wave guide 11 and the second surface acoustic wave guide 12 form a surface acoustic wave directional coupler.
[0042]
Furthermore, two optical waveguides are formed on the second surface acoustic wave (SAW) guide 12, and polarization beam splitters PBS (Polarization Beam Splitter) 1 and PBS2 are provided on the input side INPUT and output side OUTPUT1 and 2, respectively. Is provided. As the polarization beam splitters PBS1 and PBS2, for example, a beam splitting light beam into two by a birefringent crystal such as a Wollaston prism can be applied.
[0043]
In the configuration shown in FIG. 3, the multi-wavelength multiplexed optical signal input from the input side INPUT is divided into a TE mode and a TM mode by the polarization beam splitter PBS1, and is on the second surface acoustic wave (SAW) guide 12. Each propagates through the corresponding optical waveguide.
[0044]
In the process of propagating through the optical waveguide, each optical signal interacts with a surface acoustic wave, and only light of a specific wavelength is mode-converted. Since the light after the mode conversion is multiplexed by the second polarization beam splitter PBS2, the non-selected light is output to the first output OUTPUT1 regardless of the TE mode and the TM mode, and the selected light (mode-converted light) is the first. 2 is output to output OUTPUT2.
[0045]
In FIG. 3, W1 and W2 are guide widths of the first and second surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12, respectively.
[0046]
Here, the intensity distribution of the surface acoustic wave (SAW) is weighted by a surface acoustic wave (SAW) directional coupler including two surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12, and is shown in FIGS. It is an intensity distribution as shown.
[0047]
That is, FIG. 4 is a diagram showing the coupling length in the conventional SAW directional coupler, and the coupling length changes when the C band in FIG. 4A is changed to the L band in FIG. 4B (with respect to the C band). In the L band having a longer wavelength, the coupling length becomes shorter.) This corresponds to the fact that the coupling length varies with the wavelength in the range within the broken line region of FIG. 2, as described above with reference to FIG.
[0048]
Thus, when the coupling length changes, the weighting of the acousto-optic tunable filter changes and the characteristics change.
[0049]
From this point, the inventor has changed the coupling length by differentiating the propagation constants of the surface acoustic waves in the two surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 constituting the SAW directional coupler by various experimental measurements. Found that not.
[0050]
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 and illustrating the effect of the present invention. Even in the case of changing from the C band in FIG. 5A to the L band in FIG. 5B, the coupling length does not change and the optimum weighting can be maintained.
[0051]
Hereinafter, a specific example in which the propagation constants of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are made to be asymmetric will be described.
[0052]
Here, the wavelength dependence of the coupling length can be reduced by increasing or decreasing the guide width of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 with respect to the first surface acoustic wave (SAW) guide 11.
[0053]
As an example, FIG. 6 shows a simulation result when the guide width of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 is increased with respect to the first surface acoustic wave (SAW) guide 11.
[0054]
In FIG. 6, the vertical axis represents the coupling length, the horizontal axis represents the wavelength, and the guide width W1 (see FIG. 3) of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11 is 70 μm. Similarly, the guide width W2 of the surface acoustic wave (SAW) guide 12 is set to 70 μm, and the characteristics II and III are obtained when the guide width W2 of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 is changed to 74 μm and 76 μm, respectively.
[0055]
By increasing the difference between the guide width W 1 of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11 and the guide width W 2 of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12, the coupling length of the optical signal with respect to the selected wavelength is increased. It can be understood that there is less change.
[0056]
FIG. 7 shows an example in which the film thickness of the surface acoustic wave (SAW) guide is changed as an example in which the propagation constants of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are made to be asymmetric. That is, the speed of sound of the surface acoustic wave (SAW) can be changed by changing the guide film thickness.
[0057]
In FIG. 3, surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are formed by forming a thin film of SiO 2 or LiTaO 3 on a substrate 10. As in FIG. 6, in FIG. 7, the vertical axis represents the coupling length and the horizontal axis represents the wavelength. When the film thickness of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11 is set to 320 nm, in the characteristic I, the film thickness of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 is also set to 320 nm, and the characteristics II and III are respectively This is a case where the film thickness of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 is changed to 327 nm and 329 nm. Thus, it can be understood that the wavelength dependence of the coupling length can be eliminated also by making the thickness of the guide asymmetric.
[0058]
Further, as another method for making the propagation constants of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 different from each other so as to be asymmetric, the sound velocity can be changed by changing the material constituting the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12. it can. For example, when LiNbO 3 is used as the substrate 10, the material constituting the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 may be SiO 2, LiTaO 3, or the like, which has a lower sound speed than the substrate 10. The surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 can be made asymmetric by using different materials, that is, by using them asymmetrically.
[0059]
Further, the speed of sound of the surface acoustic wave (SAW) can be changed by doping the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 with impurities. For example, when the surface acoustic wave (SAW) guide 11 or 12 made of SiO2 thin film is doped with InSn, the speed of sound can be reduced. In this case, the speed of sound can be made asymmetric by making the dope amount asymmetric.
[0060]
Further, as described above according to the present invention, the surface widths of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 and the sound speeds of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are combined to generate the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12. By making asymmetric, the wavelength dependence of the coupling length can be reduced.
[0061]
Here, the surface acoustic wave (SAW) directional coupler by the surface acoustic wave (SAW) guide is not limited to the one constituted by the two surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 shown in FIG. A surface acoustic wave (SAW) guide of a book can be used.
[0062]
FIG. 8 shows an example of a SAW directional coupler composed of three surface acoustic wave (SAW) guides 11, 12, and 16.
[0063]
In FIG. 8, surface acoustic waves (SAW) are generated by IDTs 13 and 17 at one ends of surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 16, respectively. At this time, in-phase drive signals are given to the IDTs 13 and 17.
[0064]
Further, in the SAW directional coupler in the embodiment of FIG. 8, the surface acoustic wave (like the SAW directional coupler using the two surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 shown in FIG. The wavelength dependence of the coupling length can be eliminated by making the guide width of the (SAW) guide and the acoustic velocity of the surface acoustic wave (SAW) asymmetric.
[0065]
FIG. 9 shows a simulation result when the guide film thickness is asymmetric in the embodiment of FIG. In FIG. 9, in characteristic I, the thickness of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11 is set to 320 nm as a reference, and the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 and the third surface acoustic wave (SAW). Similarly, the film thickness of the guide 16 is set to 320 nm. On the other hand, in the characteristic II, the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 and the third surface acoustic wave (SAW) guide 16 with respect to the film thickness 320 nm of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11. The film thicknesses are 327 and 320 nm, respectively.
[0066]
Further, in the characteristic III, the film of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 and the third surface acoustic wave (SAW) guide 16 with respect to the film thickness 320 nm of the first surface acoustic wave (SAW) guide 11. The thicknesses are 331 and 320 nm, respectively.
[0067]
As described above, even when three surface acoustic wave (SAW) guides 11, 12, and 16 are used, the film thicknesses are different so as to obtain propagation characteristics that make the sound speeds of the surface acoustic waves (SAW) different from each other. Thus, it can be understood that the change in the coupling length due to the wavelength can be reduced.
[0068]
Here, in the above description of the embodiment, the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12, and in the embodiment of FIG. 8, the surface acoustic wave (SAW) guide 16 has a surface acoustic wave (SAW). The description has been made on the assumption that the propagating core portion is composed of a thin film.
[0069]
On the other hand, surface acoustic wave (SAW) guides generate surface acoustic waves (SAW) by deeply diffusing Ti on both sides of the guide to increase the speed of sound around the guide and function as a cladding. There is a method of confinement (Ti diffusion guide).
[0070]
FIG. 10 shows an example of a surface acoustic wave (SAW) guide in which Ti is diffused. The configuration corresponds to FIG. 3, and Ti is diffused in the peripheral portions to be the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 on the substrate 10, thereby forming the directional coupler by the thin film in the configuration of FIG. 3. . Even when the directional coupler having such a configuration is used, the wavelength dependence of the coupling length can be eliminated by making the propagation characteristics of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 asymmetric according to the present invention.
[0071]
【The invention's effect】
As described with reference to FIG. 2, when a conventional directional coupler is used, the characteristics of the acousto-optic tunable filter deteriorate if the surface acoustic wave (SAW) coupling length has wavelength dependency. Already mentioned.
[0072]
FIG. 11 and FIG. 12 show the results of simulating the filter characteristics of an acousto-optic tunable filter when a conventional directional coupler and an asymmetric directional coupler are used.
[0073]
In FIG. 11A, a conventional directional coupler is set so as to improve the characteristics in the C band. In this case, as shown in FIG. 11B, it can be seen that the characteristics are deteriorated in the L band.
[0074]
On the other hand, in FIG. 12B, the characteristic is set so as to be good in the L band, but in this case, the characteristic is deteriorated in the C band as shown in FIG. 12A.
[0075]
On the other hand, when an asymmetric directional coupler is used, good characteristics are obtained in both the C-band and L-band regions.
[0076]
As described above, according to the present invention, the wavelength dependency of the surface acoustic wave (SAW) directional coupler constituting the acousto-optic tunable filter can be eliminated, and the acousto-optic tuner exhibiting good characteristics over a wide tuning range. A bull filter is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating the wavelength dependence of the configuration and coupling length of an acousto-optic tunable filter that is the subject of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a surface acoustic wave coupling length in an acousto-optic tunable filter by a simulation result.
FIG. 3 is a plan view of an acousto-optic tunable filter according to an embodiment of the present invention using a surface acoustic wave directional coupler.
FIG. 4 is a diagram showing a state of coupling length in a conventional SAW directional coupler.
FIG. 5 is a view corresponding to FIG. 4 and illustrating the effect of the present invention.
6 is a diagram showing a simulation result when the guide width of the second surface acoustic wave (SAW) guide 12 is increased with respect to the first surface acoustic wave (SAW) guide 11. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an example of changing the film thickness of a surface acoustic wave (SAW) guide as an example in which the propagation constants of the surface acoustic wave (SAW) guides 11 and 12 are made asymmetric.
8 is a view showing an example of a SAW directional coupler composed of three surface acoustic wave (SAW) guides 11, 12, and 16. FIG.
FIG. 9 is a diagram showing simulation results when the guide film thickness is asymmetric.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a surface acoustic wave (SAW) guide formed by diffusing Ti.
FIG. 11 is a diagram showing a result of simulating the filter characteristics of an acousto-optic tunable filter when a conventional directional coupler is used.
FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation result of the case where an asymmetric directional coupler is used for the filter characteristics of an acousto-optic tunable filter.
[Explanation of symbols]
10 Substrate 11, 12 Surface acoustic wave (SAW) guide 13 IDT
14 SAW absorber 15 Optical waveguide

Claims

A substrate,
The substrate, a first guide surface acoustic wave directional coupler and a second guide for guiding a surface acoustic wave,
A first transducer disposed at one end of the first guide and generating a surface acoustic wave;
An optical waveguide formed in the region of the second guide;
Each or one of the input and output sides of the optical waveguide, a polarization beam splitter or a polarizer for separating or synthesizing the TM and TE modes of the wave length multiplexed optical signal,
Equipped with a,
The first guide is formed at a position separated from the second guide and parallel to the longitudinal direction of the second guide,
Further, since the first guide and the second guide have different propagation characteristics, the guide lengths of the first guide and the second guide are longer than the coupling length in the surface acoustic wave directional coupler. Shorter,
An acousto-optic tunable filter characterized by that.

In claim 1,
The surface acoustic wave directional coupler is formed on the opposite side of the first guide with the second guide as a center, spaced apart from the second guide, and at least different in propagation characteristics from the second guide. A third guide for guiding the surface acoustic wave,
The acousto-optic tunable filter further includes a second transducer that is disposed on one end side of the third guide and generates a surface acoustic wave by applying a drive signal in phase with the first transducer. Acousto-optic tunable filter.

In claim 2 ,
The acousto-optic tunable filter, wherein the first to third guides are formed by diffusing Ti in the substrate on both sides of a region serving as a guide for the surface acoustic wave.

In claim 2 ,
The acoustic wave characterized in that the propagation characteristics of the surface acoustic wave guides are different from each other by making the width of the first guide or the third guide different from the width of the second guide. Optical tunable filter.

In claim 2 ,
The first to third guides are constituted by thin films formed on the substrate, and the thickness of the thin film with respect to the first guide or the third guide is different from the thickness of the thin film with respect to the second guide, An acousto-optic tunable filter characterized in that the propagation characteristics of surface acoustic wave guides are different from each other.

A substrate,
The substrate, a first guide surface acoustic wave directional coupler and a second guide for guiding a surface acoustic wave,
A transducer disposed at one end of the first guide and generating a surface acoustic wave;
An optical waveguide formed in the region of the second guide;
A polarization beam splitter or a polarizer for separating or synthesizing the TM mode and the TE mode of the wavelength-multiplexed optical signal on each or either one of the input side and the output side of the optical waveguide;
With
The first guide is located away from the second guide across the absorber that absorbs the surface acoustic wave from the input portion of the surface acoustic wave generated by the transducer , and the second guide Formed parallel to the longitudinal direction,
Further, since the first guide and the second guide have different propagation characteristics, the guide lengths of the first guide and the second guide are longer than the coupling length in the surface acoustic wave directional coupler. Shorter,
An acousto-optic tunable filter characterized by that .