JP4691608B2 - 光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法及び製造方法 - Google Patents
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Description
本願は、2007年12月21日に、日本国に出願された特願2007−331006号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、波長1.3μm付近で零分散を有する標準シングルモードファイバ(S−SMF:Standard Single-Mode Fiber)は、エルビウム添加光ファイバ増幅器が実用化されたことにより、波長1.53〜1.63μm帯で使われている。また、零分散を波長1.55μm付近にシフトさせた分散シフトファイバ(DSF:Dispersion Shifted Fiber)は、Cバンドだけでなく、SバンドやLバンドで使われることがある。その他、波長1.55μmでゼロ分散にならない各種ノンゼロ分散シフトファイバ(NZ−DSF:Non-Zero Dispersion Shifted Fiber)がある。これらの光ファイバをDWDMで使用する場合、広い波長範囲にわたる残留分散の補償技術が重要である。
また、FBGを重ね合わせるために要求される屈折率の変化は、UV照射で得られないため、実現できない構造も生じる。
1:DCFを用いる分散補償は、長尺ファイバの使用で必要スペースが大きく、小型化が困難である。また実現できる分散補償特性に限界がある。
2:FBGを用いる分散補償は、実現できる分散補償特性に限界がある。
3:FBGの重ね合わせを用いる分散補償は、実現できる分散補償特性に限界がある。
4:ラティス型PLCを用いる分散補償は、実現可能な分散補償量が小さい。
5:AWGを用いたPLCは、構造が複雑であり、製造が難しく、コストが高くなってしまう。また、要求スペースが大きく、デバイスの小型化が困難である。
6:VIPA型分散補償器は、構造が複雑であり、製造が難しく、コストが高くなってしまう。
(1)本発明の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法は、クラッドに埋め込まれたコアの物理的寸法を変えることにより、このコアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化した光導波路を、反射型の波長分散補償手段として有する光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法であって、前記コアは、(a)最初に前記光導波路の伝送損失を無視して、所望の第1の反射スペクトルを設定して、被補償光ファイバの波長分散を補償し得る光導波路を設計し、(b)次に、前記(a)で設計された前記光導波路の実効的長さから、この光導波路の伝送損失量の波長依存特性を導出して、(c)次に、前記波長依存特性の逆依存特性を前記第1の反射スペクトルに加えて第2の反射スペクトルに補正し、この第2の前記反射スペクトルを用いて、前記(a)で設計された光導波路の等価屈折率分布を再設計する、ことによって設計する。
分散補償する帯域の中心波長のスケールではほぼ周期構造であり;中心波長より大きいスケールでは、前記逆散乱問題で決まる非周期構造の二階層構造を有する;のが好ましい。
また、上記(1)に記載の光導波路型波長分散補償デバイスは、従来のFBGを用いた分散補償に比べ、実現できる分散補償特性が広くなるなど、優れた分散補償特性を得られる。
また、上記(1)に記載の光導波路型波長分散補償デバイスは、PLCやVIPA等の従来の分散補償デバイスに比べ、構造が簡単で低コストで製造できる。
また、上記(1)に記載の光導波路型波長分散補償デバイスは、(a)最初に前記光導波路の伝送損失を無視して、所望の反射スペクトルを設定して、被補償光ファイバの波長分散を補償し得る光導波路を設計し、(b)次に、前記(a)で設計された前記光導波路の実効的長さから、この光導波路の伝送損失量の波長依存特性を導出して、(c)次に、前記波長依存特性の逆依存特性を前記反射スペクトルに加えて、補正した反射スペクトルを規定して、前記(a)で設計された光導波路の等価屈折率分布を再設計する、ことによって設計されたコアを有する。そのため、この光導波路型波長分散補償デバイスが実現できる群遅延特性は、デバイスの伝送損失を考慮しない場合に比べて、所望の特性からの変動が少なくなる。その結果、光ファイバを含めた伝送システムの伝送特性を改善できる。
11 コア
12 クラッド
13 反射端
14 透過端
15 サーキュレータ
16 無反射終端
20 分散補償デバイス
この光導波路のコアは、(a)最初に光導波路の伝送損失を無視して、所望の第1の反射スペクトルを設定して、被補償光ファイバの波長分散を補償し得る光導波路を設計し、(b)次に、この(a)で設計された光導波路の実効的長さから、この光導波路の伝送損失量の波長依存特性を導出して、(c)次に、(b)で導出した波長依存特性の逆依存特性を、第1の反射スペクトルに加えて第2の反射スペクトルに補正し、この第2の前記反射スペクトルを用いて、(a)で設計された光導波路の等価屈折率分布を再設計する、ことによって設計されている。
本発明の分散補償デバイスは、例えば図28に示すように、光導波路10と、その反射端13側に接続されたサーキュレータ15とから概略構成されている。光導波路10の透過端14は、無反射終端16になっている。サーキュレータ15には、その入力側(input)に図示していない被補償光ファイバが接続されている。サーキュレータ15の出力側(output)には、下流側の光ファイバが接続されている。この下流側の光ファイバは、光伝送路内で使用される。
本発明の分散補償デバイス20は反射型デバイスであり、被補償光ファイバからサーキュレータ15の入力側に入力された光信号は、光導波路10に入って反射され、その反射波がサーキュレータ15を介して出力される。
NPWG10では、コア11の幅を長手方向に沿って変化させることで得られる等価屈折率の変動率が、FBGの場合に比べて大きい上、細かく正確な制御が容易である。
NPWG10の構造は、平面的となっているため、周知の製造プロセスで大量に製造でき、低コスト化が図れる。
図22は、分散補償デバイスの伝送損失が無い(0dB)場合、長さ100kmのS−SMFの10チャンネルを分散補償する分散補償デバイスを通過した後の40Gb/sパルスのアイパターンを示している。図23は、その分散補償デバイスの伝送損失が2dBとした場合のアイパターンを示している。図24は、その分散補償デバイスの伝送損失が5dBとした場合のアイパターンを示している。図25は、その分散補償デバイスの伝送損失が10dBとした場合のアイパターンを示している。これらの図21〜図25に示す通り、分散補償デバイスの伝送損失が大きくなるに従い、伝送特性が悪化している。
(a)最初に、NPWGの伝送損失を無視して、所望の第1の反射スペクトルを設定し、被補償光ファイバの波長分散を補償し得るNPWGを設計する。(b)次に、上記(a)で設計されたNPWGの実効的長さから、NPWGの伝送損失量の波長依存特性を導出する。(c)次に、NPWGの伝送損失量の波長依存特性の逆依存特性を、前記第1の反射スペクトルに加えて第2の反射スペクトルに補正し、この第2の反射スペクトルを用いて、NPWGの等価屈折率分布を再設計する。
そうすることにより、伝送損失がもたらす群遅延特性の変動を抑えられる。
まず、導波路に伝搬する電磁界を次のように定式化する(参考文献:J. E. Sipe, L. Poladian, and C. Martijn de Sterke, “Propagation through nonuniform grating structures,” J. Opt. Soc. Am. A, vol. 11, no. 4, pp. 1307-1320, 1994)。電磁界の時間変動をexp(−iωt)と仮定すると、Maxwell方程式により、NPWG10に伝搬する電磁界は、次式(1)、(2)で表される。
ただし、上記式(1),(2)で、E,Hはそれぞれ電界と磁界の複素振幅を表し、nは導波路の屈折率を表す。
で定義される、zの前方に伝搬する電力波の振幅A+(z)と、zの後方に伝搬する電力波の振幅A−(z)とを、上記式(1)と式(2)にそれぞれ導入する。ただし、Z0=√μ0/ε0は真空中のインピーダンスを表し、n0は参照屈折率を表す。これらの変数から、次式(5),(6)がそれぞれ導かれる:
ただし、cは真空中の光速を表す。
で定義される反射係数のスペクトルデータから、ポテンシャル関数u(x)を数値的に解くことができる(参考文献:P. V. Frangos and D. L. Jaggard, “A numerical solution to the Zakharov-Shabat inverse scattering problem,” IEEE Trans. Antennas and Propag., vol. 39, no. 1, pp. 74-79, 1991)。
ポテンシャルu(x)が得られれば、局所等価屈折率n(x)は、次式(11)のように求められる。
伝送損失量の波長依存性は、例えば、まず導波路の単位長さ当りの損失量を測定等で特定する。その損失項の情報を式(5)と(6)にある屈折率n(z)に反映し計算し直すと、伝送損失量が導出できる。この場合、異なる波長の光が異なる位置で反射されるため、仮に導波路の単位長さ当りの損失量に波長依存性が小さくても、導波路から反射される光の伝送損失量には大きな波長依存性が生じる。
この方法を用いれば、FBGを重ね合わせる方法(例えば、特許文献4参照)で起きるチャンネル間の干渉が、設計方法に考慮されているために起きなくなる。また、この設計により得られるNPWG10は、特許文献4に開示されたものと異なる構造になる。
まず、NPWG10の下クラッド層を設ける。次いで、前記下クラッド層上に、この下クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を設ける。次いで、前記コア層に、コアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された(上記(a)〜(c)で設計された)所定のコア形状を残す一方、それ以外の部分を除去する加工を施して前記コア11を形成する。次いで、前記コア11を覆う上クラッド層を設け、NPWG10を製造する。
例えば、コア11の幅分布は、図26Aに示すように、コア11中心から幅方向両側が対称となるように光伝搬方向にわたって不均一に分布している構造でもよい。また、図26Bに示すように、コア11中心から幅方向両側が非対称となるように、光伝搬方向にわたって不均一に分布している構造であってもよい。
また、コア11は、図1に示すように、NPWG10の長手方向(z)に沿って直線状に設ける構造の他、図27に示すように、蛇行状にコア11を設ける構造としてもよい。
このように蛇行状にコア11を設けた構造とすることで、NPWG10をより小型化可能となる。
波長領域[1546.12nm〜1554.13nm]において、分散量D=−1700ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.0034nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、193.4+0.1nTHz≦f≦193.5+0.1nTHzを満たす10チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−5≦n≦4を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図29に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が20dBとなるように設計した。これらの各チャンネルは、ITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例1と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
波長領域[1546.12nm〜1554.13nm]において、分散量D=−1700ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.0034nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、193.4+0.1nTHz≦f≦193.5+0.1nTHzを満たす10チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−5≦n≦4を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図35に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が25dBとなるように設計した。これらの各チャンネルはITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例2と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
波長領域[1546.12nm〜1554.13nm]において、分散量D=−1700ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.0034nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、193.4+0.1nTHz≦f≦193.5+0.1nTHzを満たす10チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−5≦n≦4を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図41に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が30dBとなるように設計した。これらの各チャンネルはITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例3と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
伝送損失を補正していない比較例3(図46)に比べて、伝送損失を補正した実施例3(図45)では、伝送特性が大幅に改善した。
波長領域[1570.01nm〜1612.22nm]において、分散量D=−950ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.003nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、188.45+0.1nTHz≦f≦188.55+0.1nTHzを満たす50チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−25≦n≦24を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図47,48に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が5dBとなるように設計した。これらの各チャンネルはITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例4と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
図47は、比較例4の伝送損失を無視して設計した分散補償デバイスに関し、実際には分散補償デバイスの伝送損失が10dBあるとした場合の反射率特性を示す。また図48は図47の一部拡大図である。図47,48に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて損失が増えるような波長依存性が生じている。
波長領域[1570.01nm〜1612.22nm]において、分散量D=−950ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.003nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、188.45+0.1nTHz≦f≦188.55+0.1nTHzを満たす50チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−25≦n≦24を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図54,55に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が12dBとなるように設計した。これらの各チャンネルはITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例5と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
波長領域[1570.01nm〜1612.22nm]において、分散量D=−950ps/nm、分散に対する分散スロープの比RDS=0.003nm−1となる波長分散の補償を実現する分散補償デバイスを設計した。この際、分散補償する波長領域は、周波数fが、188.45+0.1nTHz≦f≦188.55+0.1nTHzを満たす50チャンネルに分かれるよう、NPWGを設計した。ここで、nは−25≦n≦24を満たす整数を表す。この分散補償デバイスでは、それぞれのチャンネル内で分散補償を行っている。この際、後述する図61,62に示すように、各チャンネル内で波長が短くなるにつれて、損失が増えるような波長依存性が生じる。そのため、本実施例では、この波長依存性が軽減できるように、各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加した。この際、最大損失差が25dBとなるように設計した。これらの各チャンネルはITUグリッド間隔を満たす。本実施例の分散補償デバイスは、長さ100kmのS−SMFの残留分散を補償できる。
伝送損失を無視して設計した(各チャンネル内で波長が長くなるにつれて損失が増えるような波長依存性を、NPWGの設計スペクトルに付加しなかった)こと以外は、実施例6と同様にして、分散補償デバイスを作製した。
Claims (18)
- クラッドに埋め込まれたコアの物理的寸法を変えることにより、このコアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化した光導波路を、反射型の波長分散補償手段として有する光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法であって、
前記コアは、(a)最初に前記光導波路の伝送損失を無視して、所望の第1の反射スペクトルを設定して、被補償光ファイバの波長分散を補償し得る光導波路を設計し、
(b)次に、前記(a)で設計された前記光導波路の実効的長さから、この光導波路の伝送損失量の波長依存特性を導出して、
(c)次に、前記波長依存特性の逆依存特性を前記第1の反射スペクトルに加えて第2の反射スペクトルに補正し、この第2の前記反射スペクトルを用いて、前記(a)で設計された光導波路の等価屈折率分布を再設計する、
ことによって設計することを特徴とする光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。 - 前記(a)〜(c)を複数回繰り返して、前記コアの前記等価屈折率分布を設計することを特徴とする請求項1に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記光導波路は、分散補償する波長領域が複数のチャンネルに区切られ、前記各チャンネルの前記波長領域内で、前記被補償光ファイバの波長分散が補償される分散補償特性を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布していることを特徴とする請求項4に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側が非対称となるように、前記光伝搬方向にわたって不均一に分布していることを特徴とする請求項4に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記コアの中心から前記コアの幅方向の両側のうち、一方の側のみが前記光伝搬方向にわたって不均一に分布していることを特徴とする請求項4に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアが、前記光導波路内に直線状に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアが、前記光導波路内に蛇行状に設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記光導波路の前記光伝搬方向の一端側から他端側に向けて、幅変動が漸次大きくなり、前記他端側の近傍に、変動極大部を持つ分布形状を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記コアの幅が、前記光導波路の前記光伝搬方向の一端側から他端側に向けて、幅変動の小さい中央部と、この中央部より幅変動が大きい前記一端側の第1変動部と、この第1変動部より幅変動が大きい前記他端側の変動極大部と、を持つ分布形状を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記光導波路の一端が透過端であり、前記光導波路の他端が反射端であり、前記透過端が無反射終端で終端され、前記反射端でサーキュレータ又は方向性結合器を介して光出力が取り出されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記光導波路は、所定の波長帯域にて、所定の長さの被補償光ファイバの波長分散を打ち消す分散補償特性を有することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 前記光導波路は、中心波長λcが1490nm≦λc≦1613nmの範囲、動作帯域ΔBWが0.1nm≦ΔBW≦60nmの範囲にて、
分散Dが−3000ps/nm≦D≦3000ps/nmの範囲、分散に対する分散スロープの比RDSが−0.1nm−1≦RDS≦0.1nm−1の範囲の特性を有する
ことを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。 - 前記光導波路の光伝搬方向にわたるコアの等価屈折率分布の設計は、
Zakharov−Shabat方程式を用いて、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き、
この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測する設計法で設計することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。 - 前記光導波路の前記光伝搬方向にわたる前記コアの等価屈折率分布の設計は、
前記光導波路の前方及び後方に伝搬する電力波の振幅なる変数を導入した波動方程式を用いて、前記光導波路の等価屈折率の対数の微分から導かれるポテンシャルを有するZakharov−Shabat方程式に帰着させ、反射係数のスペクトルデータからポテンシャル関数を数値的に導く逆散乱問題として解き、
この逆散乱問題で得られた値から、所望の反射スペクトルを実現するためのポテンシャルを推測し、
このポテンシャルに基づいて等価屈折率を求め、
予め求められた、所定の前記コアの厚さと、前記等価屈折率と、前記コアの寸法との関係から、前記光導波路の前記光伝搬方向にわたる前記コアの寸法を算出して設計することを特徴とする請求項15に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。 - 前記光導波路の前記光伝搬方向にわたる前記コアの等価屈折率分布は、分散補償する帯域の中心波長のスケールではほぼ周期構造であり、中心波長より大きいスケールでは、前記逆散乱問題で決まる非周期構造の二階層構造を有することを特徴とする請求項15又は16に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法。
- 光導波路の下クラッド層を設け、次いで、前記下クラッド層上に、この下クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を設け、次いで、前記コア層に、コアの等価屈折率が光伝搬方向にわたって不均一に変化するように設計された所定のコア形状を残す一方、それ以外の部分を除去する加工を施して前記コアを形成し、次いで、前記コアを覆う上クラッド層を設けることによって光導波路を製造する光導波路型波長分散補償デバイスの製造方法であって、
前記光導波路は、請求項1〜17のいずれか一項に記載の光導波路型波長分散補償デバイスの設計方法によってコアを設計して製造することを特徴とする光導波路型波長分散補償デバイスの製造方法。
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CN102419460B (zh) * | 2011-09-16 | 2014-09-03 | 清华大学 | 耦合波导、其制作方法及应用其的半导体光电子器件 |
WO2023048652A2 (en) * | 2021-09-27 | 2023-03-30 | Singapore University Of Technology And Design | Optical device and method for forming the same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11308170A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長分散補償器および光伝送システム |
JP2001053680A (ja) * | 1999-08-16 | 2001-02-23 | Fujikura Ltd | 分散補償器 |
JP2001281474A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 分散補償器及びそれを用いた分散補償モジュール |
JP2004029439A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Fujikura Ltd | 減衰ファイバおよびこれを備えた分散補償ファイバモジュール |
JP2004077665A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Fujikura Ltd | 平面光導波路 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5982963A (en) * | 1997-12-15 | 1999-11-09 | University Of Southern California | Tunable nonlinearly chirped grating |
JP3819264B2 (ja) | 2000-11-27 | 2006-09-06 | 株式会社フジクラ | 分散補償光ファイバ、分散補償光ファイバモジュールおよび複合伝送路 |
US6901188B2 (en) * | 2001-03-15 | 2005-05-31 | 3M Innovative Properties Company | Dispersion compensation modules with fiber Bragg gratings |
US6912330B2 (en) * | 2001-05-17 | 2005-06-28 | Sioptical Inc. | Integrated optical/electronic circuits and associated methods of simultaneous generation thereof |
WO2003010586A2 (en) | 2001-07-25 | 2003-02-06 | Teraxion Inc. | Optical structure for the compensation of chromatic dispersion |
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AU2002342458A1 (en) * | 2001-11-15 | 2003-05-26 | Universite Laval | Array grating filters as segmented waveguide |
US6751381B1 (en) * | 2002-05-24 | 2004-06-15 | Teraxion Inc. | Embodying amplitude information into phase masks |
JP3852409B2 (ja) | 2003-02-04 | 2006-11-29 | 富士通株式会社 | 光機能デバイス |
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US20040240790A1 (en) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Anand Gopinath | Optical coupler |
US7162120B2 (en) * | 2003-07-18 | 2007-01-09 | Nec Corporation | Tunable dispersion compensator and method for tunable dispersion compensation |
WO2005031398A2 (en) * | 2003-09-24 | 2005-04-07 | Digital Light Circuits, Inc. | Programmable optical grating device and method |
US7260290B1 (en) * | 2003-12-24 | 2007-08-21 | Lightsmyth Technologies Inc | Distributed optical structures exhibiting reduced optical loss |
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FR2868632B1 (fr) * | 2004-04-06 | 2006-07-21 | Alcatel Sa | Module optique de compensation de dispersion chromatique |
US8121449B2 (en) * | 2004-08-25 | 2012-02-21 | Redfern Integrated Optics, Inc. | Planar Bragg grating with modified reflectance spectrum |
JP2008217954A (ja) * | 2007-03-08 | 2008-09-18 | Epson Toyocom Corp | 回折格子およびそれを用いた光学ヘッド装置 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11308170A (ja) * | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長分散補償器および光伝送システム |
JP2001053680A (ja) * | 1999-08-16 | 2001-02-23 | Fujikura Ltd | 分散補償器 |
JP2001281474A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 分散補償器及びそれを用いた分散補償モジュール |
JP2004029439A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Fujikura Ltd | 減衰ファイバおよびこれを備えた分散補償ファイバモジュール |
JP2004077665A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Fujikura Ltd | 平面光導波路 |
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