JP4385168B2 - 回折格子及び分散補償回路 - Google Patents
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Description
(1) 遅延回路部分を途中で分断して別のブロックとして作成し、遅延導波路部分の相対位相を位相測定用光回路と接続して測定する方法を利用する。
(2) 通常の導波路では、比屈折率差を大きくすると損失が増大したり、均一性が悪くなったりするので、低損失で小さい曲げ半径で曲げることが可能なホーリーファイバ(特許文献1、2参照)を基板上の溝に埋め込むことによって、低損失、長尺の遅延線アレイを実現した。また、積層した遅延導波路又はボビンに巻いたホーリーファイバも利用する。
(3) 各遅延導波路の途中に導波路を遮ぎる微細な溝を設け、屈折率調整した有機材料(具体的には樹脂)を充填して光路長誤差(位相誤差)を補償する。
(4) 焦点距離を制御するレンズと焦点距離を制御しないレンズとを組み合わせて可変分散補償範囲を拡大する。
(i) 遅延線アレイ部分を別に作製することによって、光路長誤差を正確にかつ容易に測定し高分解能かつ低クロストーク特性を有するアレイ導波路回折格子を実現できる。
(ii) 遅延線アレイ部分をホーリーファイバによって構成することによって、導波路では実現できない長尺の遅延線アレイを実現できる。このため、回折格子の分解能を飛躍的に高めることが可能である。
(iii) 積層した遅延導波路を利用することによって長尺の遅延導波路アレイを実現し、高分解能回折格子を実現できる。
(iv) ボビンに巻いたホーリーファイバを遅延線アレイに適用して小型かつ長尺の遅延線アレイを実現し、小型な高分解能回折格子を実現できる。
(v) (i)〜(iv)の高分解能回折格子のスペクトル面近傍に、焦点距離可変のレンズと焦点距離固定のレンズを配置して、可変分散補償範囲の広い分散補償回路を実現することが可能である。
±2π×(nδW+δnW)/λo (1)
と近似される。中心波長(λo)を1.55μmと仮定すると、溝幅誤差の影響が主になり、±0.6 radの精度での絶対位相制御、±0.3 radの精度での相対位相制御が可能になる。アレイ導波路回折格子の場合は、相対位相の誤差が問題になるが、この方法を用いて位相調整が可能である。しかしながら、位相調整を行うためには、導波路間の相対的な位相(光路長)の測定が必須である。本発明では、アレイ導波路の途中で回路を切断しているため、相対位相の測定が容易にできる。
φ=a(ω−ωo)2 (2)
素子は、aに比例する二次分散値を持つ。また、aはスペクトル分光面である反射ミラー近傍に配置されたレンズ群の焦点距離に比例する。さらに、この焦点距離は、レンズを構成する樹脂の屈折率によって変化するので、ヒータ132によって、局所的にレンズ温度を制御し、ひいては、二次分散値を制御することが可能になる。また、aの設定可能な範囲は回折格子部の周波数分解能に比例する。何故ならば、図中のδωを周波数分解能とするとき、この範囲での位相変化δφが十分に小さい(π/16)必要があるからである。本発明では、高分解能回折格子が実現されるので、必然的に分散補償可能量も増大する。
実施例2、4、7、8において、図2、図4に図示する第1〜第4ブロックはこの順に接続されていても良いし、第2ブロックと第3ブロックの順序を逆にして、第1、第3、第2、第4ブロックの順に接続されていても良い。すわなち、第1ブロック及び第4ブロックを両端にして、第1〜第4ブロックが接続されていれば良い。
104:スラブ導波路、105:遅延導波路アレイ、106:樹脂充填された細溝、
107:複数の入力導波路、108:スラブ導波路、109:複数の出力導波路、
110:共通の保持基板、111:溝、112:樹脂、113:上部クラッド層、
114:コア層、115:下部クラッド層、116:干渉用導波路、
117:出力ポート、118:出力ポート、119:第1ブロック、
120:第2ブロック、121:第3ブロック、122:第4ブロック、
123:ホーリーファイバ、124:固定用樹脂、
125、126:ホーリーファイバ保持用溝、127:可変分散補償ブロック、
128:入出力導波路、129:スラブ導波路、130:温度制御しない導波路レンズ、
131:温度制御する導波路レンズ、132:ヒータ、133:ミラー、
134:ミラー保持基板、135、136:樹脂、
137:透過型構成の可変分散補償ブロック、138:遅延導波路を有する基板、
139、140:ボビン、142:入力導波路、143:出力導波路
Claims (7)
- (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されている複数の第1出力導波路と
を有する第1ブロックと、
(b)
基板上に設けられている複数の溝構造に、遅延線を構成し互いに光路長の異なるホーリーファイバを埋め込んで構成されている第2ブロックと、
(c)
複数の遅延導波路と、
該複数の遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の溝と
を有する第3ブロックと、
(d)
複数の第2入力導波路と、
該第2入力導波路に接続されている第2スターカプラと、
該第2スターカプラに接続されている複数の第2出力導波路と
を有する第4ブロックと
を備え、第1ブロック及び第4ブロックを両端にして、第1〜第4ブロックが接続されていることを特徴とする回折格子。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されているスターカプラと、
該スターカプラに接続されていて互いに光路長の異なる複数の遅延導波路と、
該複数の遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の第1溝と
を有する第1ブロックと、
(b)
複数の第2入力導波路と、
該第2入力導波路に接続されているスラブ導波路と、
該スラブ導波路の光路上に設けられ、有機材料が充填されて導波路レンズを構成する複数の第2溝と、
該複数の第2溝の内の一部の第2溝の周囲に設けられ、該複数の第2溝の内の一部の第2溝のみの温度を制御するヒータと、
前記スラブ導波路端であり基板の端面に設けられているミラーと
を有し、前記第1ブロックに接続されている第2ブロックと
を備えることを特徴とする分散補償回路。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されている複数の出力導波路と
を有する第1ブロックと、
(b)
基板上に設けられている複数の溝構造に、遅延線を構成し互いに光路長の異なるホーリーファイバを埋め込んで構成されている第2ブロックと、
(c)
複数の遅延導波路と、
該複数の遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の溝と
を有する第3ブロックと、
(d)
複数の第2入力導波路と、
該第2入力導波路に接続されているスラブ導波路と、
該スラブ導波路の光路上に設けられ、有機材料が充填されて導波路レンズを構成する溝と、
該溝周囲に設けられているヒータと、
前記スラブ導波路端であり基板の端面に設けられているミラーと
を有する第4ブロックと
を備え、第1ブロック及び第4ブロックを両端にして、第1〜第4ブロックが接続されていることを特徴とする分散補償回路。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されていて互いに光路長の異なる複数の第1遅延導波路と、
該複数の第1遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の第1遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の第1溝と
を有する第1ブロックと、
(b)
複数の第2入力導波路と、
該第2入力導波路に接続されているスラブ導波路と、
該スラブ導波路の光路上に設けられ、有機材料が充填されて導波路レンズを構成する複数の第2溝と、
該複数の第2溝の内の一部の第2溝の周囲に設けられ、該複数の第2溝の内の一部の第2溝のみの温度を制御するヒータと、
前記スラブ導波路に接続されている複数の第2出力導波路と
を有する第2ブロックと、
(c)
複数の第2遅延導波路と、
互いに光路長の異なる該複数の第2遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の第2遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の第3溝と、
前記第2遅延導波路に接続されている第2スターカプラと、
該第2スターカプラに接続されている複数の第3出力導波路と
を有する第3ブロックと
を備え、第1〜第3ブロックがこの順に接続されていることを特徴とする分散補償回路。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されている複数の第1出力導波路と
を有する第1ブロックと、
(b)
基板上に設けられている複数の第1溝構造に、遅延線を構成し互いに光路長の異なる第1ホーリーファイバを埋め込んで構成されている第2ブロックと、
(c)
複数の第1遅延導波路と、
該複数の第1遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の第1遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の第1溝と
を有する第3ブロックと、
(d)
複数の第2入力導波路と、
該第2入力導波路に接続されているスラブ導波路と、
該スラブ導波路の光路上に設けられ、有機材料が充填されて導波路レンズを構成する第2溝と、
該第2溝周囲に設けられているヒータと、
前記スラブ導波路に接続されている複数の第2出力導波路と
を有する第4ブロックと、
(e)
複数の第2遅延導波路と、
該複数の第2遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の第2遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の第3溝と
を有する第5ブロックと、
(f)
基板上に設けられている複数の第2溝構造に、遅延線を構成し互いに光路長の異なる第2ホーリーファイバを埋め込んで構成されている第6ブロックと、
(g)
複数の第3入力導波路と、
該第3入力導波路に接続されている第2スターカプラと、
該第2スターカプラに接続されている複数の第3出力導波路と
を有する第7ブロックと
を備え、第1〜第7ブロックがこの順に接続されていることを特徴とする分散補償回路。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されている複数の第1出力導波路と
を有する第1ブロックと、
(b)
複数の第2入力導波路を有する入力導波路基板と、
該入力導波路基板の複数の各第2入力導波路に接続されていて互いに光路長の異なる遅延導波路又は互いに光路長の異なるホーリーファイバ埋め込みの遅延線を有する複数積層された基板と、
該基板の遅延導波路又は遅延線に接続されている複数の第2出力導波路を有する出力導波路基板と
を有する第2ブロックと、
(c)
複数の遅延導波路と、
該複数の遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の溝と
を有する第3ブロックと、
(d)
複数の第3入力導波路と、
該第3入力導波路に接続されている第2スターカプラと、
該第2スターカプラに接続されている複数の第3出力導波路と
を有する第4ブロックと
を備え、第1ブロック及び第4ブロックを両端にして、第1〜第4ブロックが接続されていることを特徴とする回折格子。 - (a)
複数の第1入力導波路と、
該第1入力導波路に接続されている第1スターカプラと、
該第1スターカプラに接続されている複数の第1出力導波路と
を有する第1ブロックと、
(b)
複数の第2入力導波路を有する入力導波路基板と、
該入力導波路基板の複数の各第2入力導波路に接続されている遅延線を構成し互いに光路長の異なるホーリーファイバを巻き付けた円柱状ボビンと、
該ホーリーファイバに接続されている複数の第2出力導波路を有する出力導波路基板と
を有する第2ブロックと、
(c)
複数の遅延導波路と、
該複数の遅延導波路の各々の一部に代えて設けられ、位相測定用光回路と接続されて該複数の遅延導波路間の相対位相が測定され、該相対位相の位相誤差を補償する屈折率調整した有機材料が充填されている複数の溝と
を有する第3ブロックと、
(d)
複数の第3入力導波路と、
該第3入力導波路に接続されている第2スターカプラと、
該第2スターカプラに接続されている複数の第3出力導波路と
を有する第4ブロックと
を備え、第1ブロック及び第4ブロックを両端にして、第1〜第4ブロックが接続されていることを特徴とする回折格子。
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