JP5218243B2 - Optical module - Google Patents

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本発明は入射光に所望の分散特性を与えるための光分散フィルタを備えた光モジュールに関する。   The present invention relates to an optical module provided with a light dispersion filter for giving desired dispersion characteristics to incident light.

光ファイバを用いて光信号を伝送する光通信システムでは、光信号が光ファイバ内で分散するために信号波形が乱れ、伝送距離が制限されることが知られている。分散は、光ファイバ中における波長毎の屈折率の違いにより信号の到達時間に差が生じる現象である。光信号は、通常、所定のスペクトル幅を有するため、伝送距離が長いと分散により信号波形が時間軸上で広がり、受信側で正しい情報を受け取ることができなくなる。   In an optical communication system that transmits an optical signal using an optical fiber, it is known that the optical signal is dispersed in the optical fiber, thereby disturbing the signal waveform and limiting the transmission distance. Dispersion is a phenomenon in which a difference in signal arrival time occurs due to a difference in refractive index for each wavelength in an optical fiber. Since an optical signal usually has a predetermined spectral width, if the transmission distance is long, the signal waveform spreads on the time axis due to dispersion, and correct information cannot be received on the receiving side.

基幹系ネットワークやアクセス系ネットワーク等においては、一般に光ファイバ内の損失が最小となる1.55μm帯の光源が用いられる。この波長帯の光信号が光ファイバ内で受ける分散値は約17ps/nm/kmである。そこで、1.55μm波長帯の光信号に対して分散値が最小となるように光ファイバの分散特性をシフトさせれば光伝送時における分散の影響を軽減できる。この分散特性を所定の波長帯からシフトさせた光ファイバを分散シフトファイバ(dispersion shift fiber :DSF)と呼ぶ。   In a backbone network, an access network, or the like, a 1.55 μm band light source that generally minimizes loss in an optical fiber is used. The dispersion value received by the optical signal in this wavelength band within the optical fiber is about 17 ps / nm / km. Therefore, if the dispersion characteristic of the optical fiber is shifted so that the dispersion value is minimized with respect to the optical signal in the 1.55 μm wavelength band, the influence of dispersion during optical transmission can be reduced. An optical fiber in which this dispersion characteristic is shifted from a predetermined wavelength band is referred to as a dispersion shift fiber (DSF).

しかしながら、分散シフトファイバは、通常の光ファイバと比較して断面方向の屈折率分布が複雑になるため、光ファイバ設置時の引き回しによるコアの歪みがそのまま分散特性に影響し、長さ方向で分散値が変動する。また、周囲温度の変化による分散値の変動も大きい。そのため、分散シフトファイバを用いた従来の光通信システムでは、伝送路全体において詳細な分散設計が行われ、その設計結果に基づいて製造される分散シフトファイバのコストアップが伝送路の長距離化や大容量化の障害となっていた。   However, the dispersion-shifted fiber has a more complicated refractive index distribution in the cross-sectional direction than a normal optical fiber, so the distortion of the core caused by routing during installation of the optical fiber directly affects the dispersion characteristics and disperses in the length direction. The value fluctuates. In addition, the variation of the dispersion value due to the change of the ambient temperature is large. For this reason, in a conventional optical communication system using a dispersion shifted fiber, detailed dispersion design is performed in the entire transmission line, and the cost increase of the dispersion shifted fiber manufactured based on the design result increases the distance of the transmission line. It was an obstacle to large capacity.

一般に、光ファイバ内においては光信号の伝送速度の二乗と分散値の積とが一定となる。したがって、光信号がスペクトル幅を有していると伝送距離は速度の二乗に反比例して短くなる。   Generally, in an optical fiber, the square of the transmission speed of an optical signal and the product of the dispersion value are constant. Therefore, if the optical signal has a spectral width, the transmission distance becomes shorter in inverse proportion to the square of the speed.

例えば、光源として直接変調型の半導体レーザを用いる場合、光源の波長変動が大きいために分散の影響が大きくなる。一方、光源として外部変調型の半導体レーザを用いる場合は、マッハツェンダー型から成る外部変調器を調整することで波長変動を抑制できるため、10〜40Gb/sの伝送速度を実現できるが、分散の影響を除去できるものではない。   For example, when a direct modulation type semiconductor laser is used as the light source, the influence of dispersion increases because the wavelength variation of the light source is large. On the other hand, when an external modulation type semiconductor laser is used as the light source, wavelength fluctuation can be suppressed by adjusting an external modulator composed of a Mach-Zehnder type, so that a transmission rate of 10 to 40 Gb / s can be realized. The effect cannot be removed.

したがって、従来の光通信システムでは、光源側または受光側に、光ファイバ内で光信号が受ける分散と逆の分散を与える分散補償器を設けることで、分散による影響を低減して伝送距離を拡大する手法が一般的に採用されている。   Therefore, in a conventional optical communication system, a dispersion compensator that provides dispersion opposite to that received by an optical signal in an optical fiber is provided on the light source side or light receiving side, thereby reducing the influence of dispersion and extending the transmission distance. The technique to do is generally adopted.

このような分散補償器を設ける例として、送信部(光源側)に分散補償器を備えた構成が特許文献1に開示されている。また、具体的な分散補償器の構成として、特許文献2及び特許文献3にファイバリング共振器型の分散補償器が記載されている。さらに、特許文献4に記載されたファイバグレーティング共振器型の分散補償器や特許文献5に記載された多重反射遅延板型の分散補償器等も知られている。   As an example of providing such a dispersion compensator, Patent Document 1 discloses a configuration in which a dispersion compensator is provided on a transmission unit (light source side). Further, as a specific configuration of the dispersion compensator, Patent Document 2 and Patent Document 3 describe fiber ring resonator type dispersion compensators. Furthermore, a fiber grating resonator type dispersion compensator described in Patent Document 4, a multiple reflection delay plate type dispersion compensator described in Patent Document 5, and the like are also known.

これらの分散補償器は分散を補償するために大規模な構成を採用しているため、光通信システムのコストが上昇する問題がある。但し、これらの分散補償器は大きな分散量(例えば3000ps/nm)の補償が可能であるため、長距離伝送用の光通信システムに用いて好適である。   Since these dispersion compensators employ a large-scale configuration to compensate for dispersion, there is a problem that the cost of the optical communication system increases. However, since these dispersion compensators can compensate a large amount of dispersion (for example, 3000 ps / nm), they are suitable for use in an optical communication system for long-distance transmission.

一方、分散補償器を小型化する試みとして、例えば特許文献6にエタロン共振器を利用した分散補償器(以下、エタロン型分散補償器と称す)が記載されている。以下、このエタロン型分散補償器について簡単に説明する。   On the other hand, as an attempt to downsize the dispersion compensator, for example, Patent Document 6 describes a dispersion compensator using an etalon resonator (hereinafter referred to as an etalon-type dispersion compensator). Hereinafter, this etalon type dispersion compensator will be briefly described.

エタロン共振器は、反射型共振器を形成するように、2つの部分透過ミラー(部分反射層)を所定の間隔で配置した構成であり、光の透過特性にFSR(フリースペクトラルレンジ)と呼ばれる所定の周波数間隔毎にピークが発生する。FSRは、上記部分透過ミラーの配置間隔で決まる周波数であり、例えばガラスのように屈折率が1.5の光透過層を部分透過ミラーで挟んだ構成では、1ミリメートルの間隔のときに約100GHzとなる。   The etalon resonator has a configuration in which two partial transmission mirrors (partial reflection layers) are arranged at a predetermined interval so as to form a reflection type resonator, and has a predetermined light transmission characteristic called FSR (free spectral range). A peak occurs at every frequency interval. FSR is a frequency determined by the arrangement interval of the partial transmission mirrors. For example, in a configuration in which a light transmission layer having a refractive index of 1.5, such as glass, is sandwiched between partial transmission mirrors, about 100 GHz at an interval of 1 mm. It becomes.

エタロン共振器に入射された光は、部分透過ミラーの両端面で反射を繰り返しながら透過する。このとき、透過成分の多い波長光と少ない波長光が観測されるが、どの波長光に対しても端面で反射する割合が等しいことを考慮すると、透過成分の多い波長光は、より多く往復することで遅れながら透過すると考えられる。したがって、透過特性が波長に依存することは波長によって遅延量に差が生じることを意味する。エタロン共振器は、この遅延量が波長に応じて大きく変化するために大きな分散特性を備えた光分散フィルタとして用いることができる。この分散特性のうち、光ファイバの分散特性と逆の特性部分を利用して光ファイバに入力する光信号あるいは光ファイバから出力された光信号に分散を与えれば、光ファイバから受ける分散の影響を低減できる。   The light incident on the etalon resonator is transmitted while being repeatedly reflected at both end faces of the partial transmission mirror. At this time, wavelength light with a large amount of transmissive component and light with a small wavelength are observed, but considering that the ratio of reflection at the end face is the same for any wavelength light, the wavelength light with a large amount of transmissive component reciprocates more. It is thought that it is transmitted with delay. Therefore, the fact that the transmission characteristics depend on the wavelength means that the delay amount varies depending on the wavelength. The etalon resonator can be used as an optical dispersion filter having a large dispersion characteristic because this delay amount greatly varies depending on the wavelength. If dispersion is given to the optical signal that is input to the optical fiber or the optical signal that is output from the optical fiber by utilizing the reverse of the dispersion characteristic of the optical fiber, the influence of the dispersion received from the optical fiber can be reduced. Can be reduced.

なお、エタロン型分散補償器には、一方の端面で光を全反射する反射型の構成も知られている。一方の端面を全反射にすると、元々その端面を透過すべき光も再度エタロン内を通過して入射側へ戻るため、入射した光が損失なく入射側と同一面から出射される。このとき出射光が受ける分散量は元々反射される光の分散量と元々端面で透過すべき光の分散量の和となる。   In addition, a reflection type configuration that totally reflects light at one end face is also known for the etalon type dispersion compensator. When one end face is totally reflected, the light that should originally pass through the end face again passes through the etalon and returns to the incident side, so that the incident light is emitted from the same plane as the incident side without loss. At this time, the amount of dispersion received by the emitted light is the sum of the amount of light originally reflected and the amount of light originally transmitted through the end face.

エタロン型分散補償器は、所定の周波数間隔(FSR)毎に得られる透過特性がほぼ等しいため、光波長多重(Wavelength Division Multiplexing :WDM)システムのように多チャンネルの光信号を同時に分散補償する分散補償器として用いることができる。   Since the etalon type dispersion compensator has almost the same transmission characteristics obtained at every predetermined frequency interval (FSR), dispersion that simultaneously compensates for multi-channel optical signals as in an optical wavelength division multiplexing (WDM) system. It can be used as a compensator.

しかしながら、従来のエタロン型分散補償器では、分散補償量が20ps/nm程度しか実現できず、光分散フィルタの透過率が100%よりも小さいために光パワーの損失が大きくなる。   However, the conventional etalon type dispersion compensator can only achieve a dispersion compensation amount of about 20 ps / nm. Since the transmittance of the light dispersion filter is smaller than 100%, the optical power loss becomes large.

一方、複数の共振器型フィルタを用いて分散補償量を増大させ、かつ広帯域化させる試みが特許文献7に記載されている。特許文献7には、所定の分散特性を有する誘電体多層膜から成る共振器フィルタを3層に重ねることで分散特性が改善されることが記載されている。   On the other hand, Patent Document 7 describes an attempt to increase the amount of dispersion compensation and increase the bandwidth using a plurality of resonator-type filters. Patent Document 7 describes that dispersion characteristics can be improved by stacking three layers of resonator filters made of a dielectric multilayer film having predetermined dispersion characteristics.

しかしながら、特許文献7に記載された構成では、分散を補償しつつ光パワーを100%取り出すために光の入射面と出射面とが同一である反射型の構成を採用しているため、入射光または出射光の光路を変更するための素子(サーキュレータ)が必要となり、分散補償器を有する光源側あるいは受信側の装置構成が大きくなるため、小型化に向いていない。さらに所定の帯域内における分散だけを補償する構成であるため、特許文献6に記載されたエタロン型分散補償器のように多チャンネル用途に向いていない。   However, the configuration described in Patent Document 7 employs a reflective configuration in which the light incident surface and the light exit surface are the same in order to extract 100% of the optical power while compensating for the dispersion. Alternatively, an element (circulator) for changing the optical path of the emitted light is required, and the device configuration on the light source side or the reception side having the dispersion compensator becomes large, which is not suitable for miniaturization. Further, since the configuration compensates only for dispersion within a predetermined band, it is not suitable for multi-channel use unlike the etalon type dispersion compensator described in Patent Document 6.

そこで、特許文献7に記載された構成を多チャンネル用途にした例が、非特許文献1に記載されている。しかしながら、非特許文献1に記載された構成は、特許文献7と同様に光の入射面と出射面とが同一の反射型であるため、サーキュレータ等が必要となり小型化に向かない。さらに、分散量の可変機構があるために部品点数が多くなり、構成が複雑になってしまう。なお、非特許文献1と同様の構成で、サーキュレータを用いない構成例が特許文献8に記載されているが、非特許文献1と同様の問題を有し、光学系を含めた光通信システムの規模が大きくなる。   Therefore, Non-Patent Document 1 describes an example in which the configuration described in Patent Document 7 is used for multichannel applications. However, since the configuration described in Non-Patent Document 1 is a reflection type in which the light incident surface and the light emission surface are the same as in Patent Document 7, a circulator or the like is required and is not suitable for miniaturization. Furthermore, since there is a mechanism for varying the amount of dispersion, the number of parts increases and the configuration becomes complicated. In addition, although the structural example which does not use a circulator by the structure similar to the nonpatent literature 1 is described in patent document 8, it has the same problem as the nonpatent literature 1, and the optical communication system including an optical system Scale increases.

特開平10−242910号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-242910 特開平5−181028号公報JP-A-5-181028 特開平5−323391号公報JP-A-5-323391 特開2000−252920号公報JP 2000-252920 A 特表2000−511655号公報Special table 2000-511655 gazette 特開平6−160604号公報JP-A-6-160604 特開2000−105313号公報JP 2000-105313 A 米国特許出願公開第20010021053号US Patent Application Publication No. 20010021053

Moss, Optical Fiber Conference, 2002年学会予稿集、TuT2、133頁、図1Moss, Optical Fiber Conference, Proceedings of 2002 Annual Meeting, TuT2, page 133, Fig. 1

第1の問題点は、従来の分散補償器を光源側あるいは受信側に設けた光通信システムではシステム構成が大規模になることである。   The first problem is that the system configuration becomes large in an optical communication system in which a conventional dispersion compensator is provided on the light source side or the reception side.

その理由は、分散補償とは波長成分に対応した遅延回路を作ることであるため、大きな分散補償量を実現するためには光信号を遅延させるための光パスを十分に長くする必要があるからである。   The reason for this is that dispersion compensation is to create a delay circuit corresponding to the wavelength component, and in order to realize a large amount of dispersion compensation, it is necessary to sufficiently lengthen the optical path for delaying the optical signal. It is.

第2の問題点は、従来の分散補償器では光パワーを無駄に損失することである。   The second problem is that the conventional dispersion compensator loses optical power wastefully.

その理由は、光ファイバから光信号を取り出して分散補償を行い、再び光ファイバ内に光信号を戻すため、光結合損が発生するからである。   The reason is that an optical signal is taken out from the optical fiber, dispersion compensation is performed, and the optical signal is returned to the optical fiber again, so that an optical coupling loss occurs.

第3の問題点は、従来のエタロン型の光分散フィルタでは、分散補償量が小さいことである。   A third problem is that the dispersion compensation amount is small in the conventional etalon type light dispersion filter.

その理由は、従来のエタロン型の分散補償器は、光を遅延させるパスが短いために分散補償量を大きくすることができないからである。   This is because the conventional etalon type dispersion compensator cannot increase the dispersion compensation amount because the path for delaying light is short.

第4の問題点は、反射型の分散補償器を備えた光通信システムでは、光学系が複雑になるためシステム規模が大きくなることである。   The fourth problem is that in an optical communication system including a reflection type dispersion compensator, the optical system becomes complicated and the system scale becomes large.

その理由は、反射型の分散補償器は光の入射面と出射面とが同一のため、光の経路を切り替える部品が必要となるからである。   The reason is that since the reflection type dispersion compensator has the same light incident surface and light exit surface, a component for switching the light path is required.

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、小型化、低消費電力化、低コスト化を実現しつつ、伝送路の長距離化を実現する分散補償器となる光分散フィルタを備えた光モジュールを提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional techniques as described above, and realizes a long transmission line while realizing miniaturization, low power consumption, and low cost. An object of the present invention is to provide an optical module including an optical dispersion filter serving as a dispersion compensator.

また、本発明の他の目的は、光通信に限らず、光分散計測器等の関連技術で広範囲に適用できる光分散フィルタを備えた光モジュールを提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an optical module including an optical dispersion filter that can be applied in a wide range by related techniques such as an optical dispersion measuring instrument, not limited to optical communication.

上記目的を達成するため、本願発明の光モジュールは、光信号の伝送媒体である光ファイバと、
前記光ファイバで受ける分散を補償するために光が透過する複数の光透過層と前記光透過層と交互に配置される部分反射層とからなる反射型の光分散フィルタと、
前記光ファイバと前記光分散フィルタとを結ぶ光軸を避けた位置に配置される光能動素子と、
前記光ファイバと前記光分散フィルタとを結ぶ光軸上に位置し、かつ反射光の光軸上に前記光能動素子が位置するように配置されるハーフミラーと、
を有する。
In order to achieve the above object, an optical module of the present invention comprises an optical fiber that is a transmission medium for an optical signal,
A reflection type light dispersion filter comprising a plurality of light transmission layers through which light is transmitted in order to compensate for dispersion received by the optical fiber, and partial reflection layers alternately arranged with the light transmission layers;
An optical active element disposed at a position avoiding an optical axis connecting the optical fiber and the light dispersion filter ;
A half mirror located on the optical axis connecting the optical fiber and the light dispersion filter, and arranged so that the optical active element is located on the optical axis of the reflected light;
Have

本発明によれば、光ファイバで受ける分散を補償するために光が透過する複数の光透過層と光透過層と交互に配置される部分反射層とからなる反射型の光分散フィルタと、光ファイバと光分散フィルタとを結ぶ光軸を避けた位置に配置される光能動素子と、光ファイバと光分散フィルタとを結ぶ光軸上に位置し、かつ反射光の光軸上に光能動素子が位置するように配置されるハーフミラーとを有する構成を採用することで、光信号の送信側、または受信側で光信号に光分散フィルタを用いて所望の分散特性を与えることができるため、光モジュールの外部に大規模な分散補償器を設けることなく、光ファイバを用いた光通信システムの伝送距離が拡大できる。したがって、光通信システムの小規模化、コストダウンが可能である。
According to the present invention, a reflection type light dispersion filter comprising a plurality of light transmission layers through which light is transmitted in order to compensate dispersion received by an optical fiber, and partial reflection layers alternately arranged with the light transmission layers, An optical active element disposed at a position avoiding the optical axis connecting the fiber and the optical dispersion filter, and an optical active element positioned on the optical axis connecting the optical fiber and the optical dispersion filter and on the optical axis of the reflected light By adopting a configuration having a half mirror arranged so that is positioned, it is possible to give a desired dispersion characteristic to the optical signal on the optical signal transmission side or the reception side using an optical dispersion filter. The transmission distance of the optical communication system using the optical fiber can be increased without providing a large-scale dispersion compensator outside the optical module. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the optical communication system.

また、光信号の送信側、または受信側の光モジュールに光分散補償器となる光分散フィルタを内蔵できるため、光結合損が最小限で済み、従来の分散補償器のように光パワーを無駄に損失することがない。   In addition, since an optical dispersion filter that serves as an optical dispersion compensator can be built into the optical module on the optical signal transmission side or reception side, optical coupling loss is minimized, and optical power is wasted like conventional dispersion compensators. No loss.

また、本発明の光分散フィルタでは、光透過層の厚さ(共振器長)によって所定の周波数間隔(FSR)で同様の透過特性が繰り返されるため、FSRを通信チャンネル間隔に等しく設定すれば、WDM通信システムのように通信チャンネル間隔が等しい複数の光信号に対して同時に分散補償を行うことができる。   Further, in the light dispersion filter of the present invention, the same transmission characteristics are repeated at a predetermined frequency interval (FSR) depending on the thickness of the light transmission layer (resonator length). Therefore, if the FSR is set equal to the communication channel interval, Dispersion compensation can be performed simultaneously on a plurality of optical signals having the same communication channel interval as in the WDM communication system.

特に反射型の光分散フィルタを備えた光モジュールは、光能動素子を光ファイバと光分散フィルタとを結ぶ光軸を避けた位置に配置できるため、サーキュレータ等が不要になり、光学系の構成が簡易になることで、光通信システムの規模の拡大が防止される。   In particular, an optical module having a reflection type light dispersion filter can arrange an optical active element at a position avoiding the optical axis connecting the optical fiber and the light dispersion filter, so that a circulator or the like is not required, and the configuration of the optical system is reduced. The simplification prevents an increase in the scale of the optical communication system.

本発明の光分散フィルタの第1実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 1st Example of the light dispersion filter of this invention. 図1に示した多層膜の構成例を示す図であり、同図(a)は単層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(b)は4層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(c)は8層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(d)は12層の薄膜を用いた構成を示す断面図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a configuration example of the multilayer film illustrated in FIG. 1, in which FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a configuration using a single-layer thin film, and FIG. FIG. 4C is a cross-sectional view showing a configuration using an eight-layer thin film, and FIG. 4D is a cross-sectional view showing a configuration using a 12-layer thin film. 図1に示した光分散フィルタのエタロン共振器層数に対する分散量及び動作帯域を示すグラフである。2 is a graph showing a dispersion amount and an operation band with respect to the number of etalon resonator layers of the light dispersion filter shown in FIG. 1. 図1に示した光分散フィルタの群遅延特性を示すグラフである。3 is a graph showing group delay characteristics of the light dispersion filter shown in FIG. 1. 本発明の光分散フィルタの第2実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 2nd Example of the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタの第3実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 3rd Example of the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタの第4実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 4th Example of the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタの第5実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 5th Example of the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタの第6実施例の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of 6th Example of the light dispersion filter of this invention. 本発明の透過型の光分散フィルタを用いた光モジュールの一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the optical module using the transmission type light dispersion filter of this invention. 本発明の反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールの一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of the optical module using the reflection type light dispersion filter of this invention. 本発明の反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールの他の構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other structural example of the optical module using the reflection type light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタを用いた光モジュールの第1変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 1st modification of the optical module using the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタを用いた光モジュールの第2変形例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd modification of the optical module using the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタを用いた光分散測定器の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one structural example of the light dispersion measuring device using the light dispersion filter of this invention. 本発明の光分散フィルタを用いたチャネル抽出方法の効果を示す波形図である。It is a wave form diagram which shows the effect of the channel extraction method using the light dispersion filter of this invention.

次に本発明について図面を用いて説明する。   Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の分散補償器や光モジュール等で用いる光分散フィルタについて説明する。   First, an optical dispersion filter used in the dispersion compensator and the optical module of the present invention will be described.

上述したエタロン共振器はFSR間隔毎に等しい透過特性を有する光分散フィルタとなる。エタロン共振器内では、入射した光が部分反射層間を多数回往復した後に透過するため、小型ながらも実効的な光学パスが長くなり、波長による透過時間差(分散)を大きくすることができる。従来の分散補償器のように一つのエタロン共振器を用いても分散を補償できるが、本発明者の計算によれば、FSR=100GHz内における動作帯域20GHzで、最大でも分散補償量は20ps/nmと非常に小さいものしか得られない。   The etalon resonator described above becomes a light dispersion filter having the same transmission characteristics at every FSR interval. In the etalon resonator, the incident light is transmitted after reciprocating many times between the partially reflecting layers, so that an effective optical path is lengthened although it is small, and the transmission time difference (dispersion) depending on the wavelength can be increased. Dispersion can be compensated by using one etalon resonator as in the conventional dispersion compensator, but according to the calculation of the present inventor, the dispersion compensation amount is 20 ps / max at the maximum in the operating band of 20 GHz within FSR = 100 GHz. Only very small nanometers can be obtained.

本発明では、複数のエタロン共振器を貼り合わせて光分散フィルタを構成することで、入射光の実効的な光学パスをさらに長くする。これにより分散補償値をより増大させることができる。しかしながら、単純にエタロン共振器を貼り合わせただけでは広帯域で一定な分散特性を得ることができない。それは波長に対する分散特性と各エタロン共振器間の反射率との間に密接な関係があるからである。   In the present invention, an effective optical path of incident light is further lengthened by bonding a plurality of etalon resonators to form a light dispersion filter. Thereby, the dispersion compensation value can be further increased. However, a simple dispersion characteristic in a wide band cannot be obtained by simply attaching an etalon resonator. This is because there is a close relationship between the dispersion characteristic with respect to wavelength and the reflectance between each etalon resonator.

本発明においては、複数のエタロン共振器間の各境界面における反射率を変化させ、透過型の光分散フィルタを構成する場合は、厚さ方向における中央近傍の境界面の反射率を最も高く設定し、両端面に向かって各境界面の反射率が漸次低くなるように設定する。また、反射型の光分散フィルタを構成する場合は、入射面の反射率を最も低く設定し、入射面と反対側の最終端面の反射率を100%に設定し、該最終端面に向かって各境界面の反射率が漸次高くなるように設定する。このように各境界面の反射率を設定することで、複数のエタロン共振器全体で所望の分散特性が得られるようにする。   In the present invention, when the reflectance at each interface between a plurality of etalon resonators is changed and a transmission type light dispersion filter is configured, the reflectance at the interface near the center in the thickness direction is set to be the highest. In addition, the reflectance of each boundary surface is set to gradually decrease toward both end surfaces. Further, in the case of configuring a reflection type light dispersion filter, the reflectance of the incident surface is set to the lowest, the reflectance of the final end surface opposite to the incident surface is set to 100%, and each toward the final end surface, It is set so that the reflectivity of the boundary surface gradually increases. By setting the reflectivity of each boundary surface in this way, desired dispersion characteristics can be obtained over the plurality of etalon resonators as a whole.

ところで、光分散フィルタを設計する際には、光分散フィルタの極値を所望の値に設計するのが一般的である。例えば、Lenz, "Dispersive Properties of Optical Filters for WDM Systems", IEEE Journal of Quantum Electronics , 1998, No. 34, vol. 8, pp.1390-1402に記載されているように、一つのエタロン共振器は一つの極を持つため、本発明のように多層化したエタロン共振器では透過特性が各エタロン共振器の極が重なり合った特性になる。   By the way, when designing a light dispersion filter, it is common to design the extreme value of the light dispersion filter to a desired value. For example, as described in Lenz, "Dispersive Properties of Optical Filters for WDM Systems", IEEE Journal of Quantum Electronics, 1998, No. 34, vol. 8, pp. 1390-1402, an etalon resonator is Since it has one pole, the multilayered etalon resonator as in the present invention has a transmission characteristic in which the poles of the etalon resonators overlap each other.

本発明の光分散フィルタにおいては、各エタロン共振器で決定される極の重ね合わせから得られる群遅延時間に対して波長微分した値が分散量となる。また、動作帯域内(通常はFSRの半周期分の帯域内)で一定な分散特性を得るために、FSRの半周期分の帯域内で群遅延特性が線形となるように決定する。そのための一般的な設計方法は、例えば、特開2002−122732号公報の図5に示されている。同公報によれば、極の数が3以上の構成では、FSRの半周期分の帯域内で線形な群遅延特性が得られ、層数を増加させるほど群遅延特性の傾き(すなわち分散値)を大きく設定できる。したがって、本発明の光分散フィルタは3層以上のエタロン共振器を用いて形成するのが好ましい。   In the light dispersion filter of the present invention, the value obtained by wavelength differentiation with respect to the group delay time obtained from the superposition of poles determined by each etalon resonator is the dispersion amount. In addition, in order to obtain a constant dispersion characteristic within the operating band (usually within the band corresponding to the half cycle of the FSR), the group delay characteristic is determined to be linear within the band corresponding to the half period of the FSR. A general design method for this is shown, for example, in FIG. 5 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-122732. According to the publication, when the number of poles is 3 or more, a linear group delay characteristic is obtained within a band corresponding to a half period of the FSR, and the slope of the group delay characteristic (that is, the dispersion value) increases as the number of layers increases. Can be set larger. Therefore, the light dispersion filter of the present invention is preferably formed using an etalon resonator having three or more layers.

上記特開2002−122732号公報ではエタロン共振器を用いた反射型の分散補償器について詳細に説明されている。したがって、エタロン共振器を利用した分散補償器において、その極の値(透過特性がピークとなる周波数)を所望の値に設定することは公知である。しかしながら、本発明の光分散フィルタはその極の値をどのように設定するか上記公報と異なる。   In the above Japanese Patent Laid-Open No. 2002-122732, a reflection type dispersion compensator using an etalon resonator is described in detail. Therefore, in a dispersion compensator using an etalon resonator, it is known to set the pole value (frequency at which the transmission characteristic reaches a peak) to a desired value. However, the light dispersion filter of the present invention differs from the above publication in how to set the pole value.

本発明では、透過型の光分散フィルタを形成する場合、極の値を以下のように設定する。例として、光分散フィルタが3層のエタロン共振器で構成される場合で説明する。   In the present invention, when forming a transmissive light dispersion filter, the pole values are set as follows. As an example, a case where the light dispersion filter is configured by a three-layer etalon resonator will be described.

上述したように、各エタロン共振器の透過特性はそれぞれの極値に依存する。ここで、各極値をp1,p2,p3と定義し、p1,p2,p3をFSRの半周期分の帯域内で一定な分散特性となるよう決定する。   As described above, the transmission characteristics of each etalon resonator depend on the respective extreme values. Here, the extreme values are defined as p1, p2, and p3, and p1, p2, and p3 are determined so as to have a constant dispersion characteristic within a band corresponding to a half cycle of the FSR.

極からは各エタロン共振器の透過特性の分母が決まるため、エタロン共振器内における入射光の1往復の伝搬定数をzとすると、その分母は、
(1−p1/z)・(1−p2/z)・(1−p3/z)…(1)
に比例する。
Since the denominator of the transmission characteristics of each etalon resonator is determined from the pole, if the propagation constant of one round of incident light in the etalon resonator is z, the denominator is
(1-p1 / z) · (1-p2 / z) · (1-p3 / z) (1)
Is proportional to

また、3層のエタロン共振器(第1のエタロン共振器〜第3のエタロン共振器)の各境界面における反射率をr0、r1、r2、r3と定義する。但し、r0は第1のエタロン共振器と空気の境界面、r1は第1のエタロン共振器と第2のエタロン共振器の境界面、r2は第2のエタロン共振器と第3のエタロン共振器の境界面、r3は第3のエタロン共振器と空気の境界面の反射率である。   Further, the reflectance at each boundary surface of the three-layer etalon resonator (first etalon resonator to third etalon resonator) is defined as r0, r1, r2, and r3. However, r0 is the interface between the first etalon resonator and air, r1 is the interface between the first etalon resonator and the second etalon resonator, and r2 is the second etalon resonator and the third etalon resonator. R3 is the reflectance of the interface between the third etalon resonator and the air.

このとき、エタロン共振器の透過特性は、Dowling, "Lightwave Lattice Filters for Optically Multiplexed Communication Systems", IEEE Journal of Quantum Electronics , 1994, No. 12, vol. 3, pp.471-486の式35によると、その分母は、
r0・r3/z3+(r0・r2+r1・r3+r0・r1・r2・r3)/z2+(r0・r1+r1・r2+r2・r3)/z+1…(2)
に比例する。
At this time, the transmission characteristics of the etalon resonator are according to Equation 35 of Dowling, “Lightwave Lattice Filters for Optically Multiplexed Communication Systems”, IEEE Journal of Quantum Electronics, 1994, No. 12, vol. 3, pp.471-486. And its denominator is
r0 · r3 / z 3 + (r0 · r2 + r1 · r3 + r0 · r1 · r2 · r3) / z 2 + (r0 · r1 + r1 · r2 + r2 · r3) / z + 1 (2)
Is proportional to

式(1)は極から求めた透過特性であり、式(2)は各境界面における反射率から求めた透過特性であり、これらの分母の形は一致しなければならない。したがって、式(1)と式(2)の係数zが等しくなるようにr0〜r3を決定すれば本発明で用いる光分散フィルタの構成が決定される。   Equation (1) is the transmission characteristic obtained from the pole, and equation (2) is the transmission characteristic obtained from the reflectance at each boundary surface, and the shapes of these denominators must match. Therefore, if r0 to r3 are determined so that the coefficients z in the expressions (1) and (2) are equal, the configuration of the light dispersion filter used in the present invention is determined.

上記係数比較で得られる条件の数はエタロン共振器の層数と一致するが、反射率はエタロン共振器の面の数、すなわち条件の数よりも1つ多くなる。したがって、r0〜r3は任意の一つの値を決定することで他の値が決定され、例えば、p1=0.1×eiπ/6、p2=0.1×e-iπ/6、p3=0.25の場合、r0=0.1%と決めると、r1=2%、r2=80%、r3=10%となる。ここで、r0を無反射に近い値に設定すると、r1〜r3は光分散フィルタの厚さ方向における中央の境界面の反射率が最も高くなり、両端面に近い境界面ほど反射率が低くなることが分かる。なお、反射率が最も高くなる境界面は、光分散フィルタの中央とは限らず、r0の値によって多少前後する。エタロン共振器の層数が3より多い場合でも、同様に透過特性の分母の係数を比較することで各反射率を求めることができる。 The number of conditions obtained by the above coefficient comparison matches the number of layers of the etalon resonator, but the reflectance is one more than the number of surfaces of the etalon resonator, that is, the number of conditions. Therefore, r0 to r3 are determined by determining one arbitrary value, for example, p1 = 0.1 × e i π / 6 , p2 = 0.1 × e −i π / 6 , In the case of p3 = 0.25, if r0 = 0.1%, r1 = 2%, r2 = 80%, and r3 = 10%. Here, when r0 is set to a value close to non-reflection, r1 to r3 have the highest reflectivity at the central boundary surface in the thickness direction of the light dispersion filter, and the reflectivity becomes lower as the boundary surface is closer to both end surfaces. I understand that. Note that the boundary surface where the reflectivity is highest is not limited to the center of the light dispersion filter, and slightly varies depending on the value of r0. Even when the number of layers of the etalon resonator is more than 3, each reflectance can be obtained by comparing the denominator coefficients of the transmission characteristics.

さらに、反射型の光分散フィルタも、透過型と同様に、極から求めた透過特性と反射率から求めた透過特性の係数比較を行うことで、各境界面における反射率が決定される。反射型の光分散フィルタでは、入射面が最も低い反射率に設定され、入射面と反対側の最終端面の反射率が100%に設定され、入射面から最終端面に向かって各境界面の反射率が漸次高くなる。   Further, in the reflection type light dispersion filter, as in the transmission type, the reflectance at each boundary surface is determined by comparing the coefficient of the transmission characteristic obtained from the pole and the transmission characteristic obtained from the reflectance. In the reflection type light dispersion filter, the incident surface is set to the lowest reflectance, the reflectance of the final end surface opposite to the incident surface is set to 100%, and the reflection of each boundary surface from the incident surface toward the final end surface is performed. The rate gradually increases.

本発明の光分散フィルタでは、各エタロン共振器の部分反射層として公知の誘電体薄膜からなる多層膜を用い、ガラスや半導体等から成る基板(光透過層)を該多層膜で挟んだ構成とする。ここで、光分散フィルタを透過型とする場合は、透過パワーが分散特性と同様に周波数に対して周期的な特性を持つため光信号波形が歪むおそれがある。したがって、多層膜の透過パワー特性はできるだけ周波数に対する依存性(波長依存性)が少ないことが望ましい。上述したように、本発明では複数のエタロン共振器における任意の境界面の反射率を所望の値に設定できるため、光入射面の反射率を高く設定することも可能である。その場合、光分散フィルタの出射面側から戻る光パワーを低減できるため、最終的に光分散フィルタを透過する光の分散特性の周波数依存性を低減できる。ちなみに入射面における光の反射率を50%以上に設定すると、この効果が顕著である。入射面における光の反射率を比較的高く設定した場合、本発明の光分散フィルタの各境界面における反射率は、入射面から出射面に向かって徐々に減少する構成となる。または、入射面から出射面に向かって減少した後、一旦高くなり、その後出射面に向かって再び減少する構成となる。   In the light dispersion filter of the present invention, a multilayer film made of a known dielectric thin film is used as a partial reflection layer of each etalon resonator, and a substrate (light transmission layer) made of glass or semiconductor is sandwiched between the multilayer films. To do. Here, when the light dispersion filter is of a transmission type, the transmission power has a periodic characteristic with respect to the frequency as well as the dispersion characteristic, and thus the optical signal waveform may be distorted. Therefore, it is desirable that the transmission power characteristics of the multilayer film have as little dependence on the frequency (wavelength dependence) as possible. As described above, in the present invention, the reflectance of an arbitrary boundary surface in a plurality of etalon resonators can be set to a desired value, so that the reflectance of the light incident surface can be set high. In that case, since the optical power returning from the exit surface side of the light dispersion filter can be reduced, the frequency dependence of the dispersion characteristic of the light finally transmitted through the light dispersion filter can be reduced. Incidentally, this effect is remarkable when the reflectance of light on the incident surface is set to 50% or more. When the reflectance of light on the incident surface is set to be relatively high, the reflectance at each boundary surface of the light dispersion filter of the present invention gradually decreases from the incident surface toward the exit surface. Alternatively, after decreasing from the incident surface toward the exit surface, the height is once increased and then decreased toward the exit surface again.

本発明の光分散フィルタは、エタロン共振器の層数を増加させると、分散補償値をより増大させることが可能であり、動作帯域を広げることもできる。但し、エタロン共振器の層数を増加させると、反射面の数が増えるために光の透過パワーが減少する。エタロン共振器の層数は最大でも20程度と考えられるが、透過パワーの減衰量や必要な分散特性を考慮して最適な層数を選択すればよい。   In the optical dispersion filter of the present invention, when the number of layers of the etalon resonator is increased, the dispersion compensation value can be further increased, and the operation band can be widened. However, when the number of layers of the etalon resonator is increased, the number of reflecting surfaces is increased, so that the light transmission power is reduced. Although the number of layers of the etalon resonator is considered to be about 20 at the maximum, an optimal number of layers may be selected in consideration of the attenuation of transmitted power and necessary dispersion characteristics.

なお、本発明の光分散フィルタは、上記式(1)、(2)を利用してエタロン共振器の各境界面の反射率をそれぞれ求めているが、各境界面の反射率は求めた値に厳密に一致させる必要はない。算出値に対して±10%程度の誤差は特性上において許容範囲であり、各境界面の反射率の関係が上記条件を満たしているならば透過特性が大きくずれることはない。   In addition, although the light dispersion filter of this invention calculates | requires the reflectance of each interface of an etalon resonator using said Formula (1), (2), respectively, the reflectance of each interface is calculated | required value There is no need to match exactly. An error of about ± 10% with respect to the calculated value is an allowable range in the characteristics, and the transmission characteristics do not greatly deviate if the relationship between the reflectances of the respective boundary surfaces satisfies the above conditions.

また、本発明の光分散フィルタは、上記基板に代わって空気層を用いることも可能である。但し、各エタロン共振器のFSRが等しくなければならないため、各基板の媒質(基板あるいは空気)の屈折率と厚さの積をほぼ等しく設定する。ここで、各媒質の屈折率と厚さとの積は等しいことが望ましいが、厳密に等しくする必要はない。例えば、各基板の厚さを1mmとすると、数〜数十ミクロン程度の誤差は影響が無い。   The light dispersion filter of the present invention can also use an air layer instead of the substrate. However, since the FSR of each etalon resonator must be equal, the product of the refractive index and the thickness of the medium (substrate or air) of each substrate is set to be approximately equal. Here, the product of the refractive index and the thickness of each medium is desirably equal, but it is not necessary to be exactly equal. For example, if the thickness of each substrate is 1 mm, an error of several to several tens of microns has no effect.

また、本発明では各エタロン共振器を接合する方法として接着材(例えば、エポキシ系接着剤)を用いる。この接着材は屈折率が基板の屈折率と同一であることが望ましい。そのような接着材を用いると、接着剤と基板の境界における光の反射が無くなり、接着剤の厚さが各基板毎に数ミクロン程度異なっていても、各基板の厚さ(ミリメートルオーダー)に対応するFSRがほぼ等しくなるため、問題となることはない。   In the present invention, an adhesive (for example, an epoxy adhesive) is used as a method for joining the etalon resonators. The adhesive preferably has the same refractive index as that of the substrate. When such an adhesive is used, there is no reflection of light at the boundary between the adhesive and the substrate, and even if the thickness of the adhesive varies by several microns for each substrate, the thickness of each substrate (in the order of millimeters) Since the corresponding FSRs are almost equal, there is no problem.

また、本発明の光分散フィルタでは、入射面または出射面に備える少なくとも一方の多層膜を省略することも可能である。その場合、入射面または出射面の反射率は基板と空気の屈折率差から2%程度になると考えられる。   Moreover, in the light dispersion filter of the present invention, it is possible to omit at least one multilayer film provided on the incident surface or the emission surface. In that case, it is considered that the reflectance of the entrance surface or the exit surface is about 2% from the difference in refractive index between the substrate and air.

さらに、本発明ではエタロン共振器の共振器長を決定する基板として、ガラスのような誘電体や半導体等の物質を用いるが、増幅回路を備えた半導体基板を形成すれば、透過する光信号を増幅することも可能である。   Furthermore, in the present invention, a material such as a dielectric such as glass or a semiconductor is used as a substrate for determining the resonator length of the etalon resonator. However, if a semiconductor substrate having an amplifier circuit is formed, an optical signal to be transmitted is transmitted. Amplification is also possible.

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
(第1実施例)
図1は本発明の光分散フィルタの第1実施例の構成を示す断面図であり、図2は図1に示した多層膜の構成例を示す図であり、同図(a)は単層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(b)は4層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(c)は8層の薄膜を用いた構成を示す断面図、同図(d)は12層の薄膜を用いた構成を示す断面図である。なお、図1では光分散フィルタが6層のエタロン共振器から構成される例を示しているが、エタロン共振器の数は6層に限るものではなく、所望の分散特性及び透過率に応じて6層より少なくてもよく(但し、3層以上)、多くてもよい。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a first embodiment of the light dispersion filter of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the multilayer film shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view showing a configuration using a four-layer thin film, FIG. 10C is a cross-sectional view showing a configuration using an eight-layer thin film, and FIG. FIG. 4D is a cross-sectional view showing a configuration using 12 layers of thin films. Although FIG. 1 shows an example in which the light dispersion filter is composed of six layers of etalon resonators, the number of etalon resonators is not limited to six layers, and depends on the desired dispersion characteristics and transmittance. There may be fewer than six layers (however, three or more layers), or more.

図1に示すように、第1実施例の光分散フィルタは、第1の基板21〜第6の基板26と、第1の基板21〜第6の基板26を挟んで交互に配置される第1の多層膜27〜第7の多層膜33とを有する構成である。   As shown in FIG. 1, the light dispersion filter of the first embodiment includes first to sixth substrates 26 to 26 and first to sixth substrates 26 that are alternately arranged. The first multilayer film 27 to the seventh multilayer film 33 are included.

第1の基板21〜第6の基板26と第1の多層膜27〜第7の多層膜33とはそれぞれ接着材を用いて接合される。接着材には第1の基板21〜第6の基板26または第1の多層膜27〜第7の多層膜33と屈折率が近い値のものが望ましい。   The first substrate 21 to the sixth substrate 26 and the first multilayer film 27 to the seventh multilayer film 33 are bonded using an adhesive. The adhesive preferably has a refractive index close to that of the first substrate 21 to the sixth substrate 26 or the first multilayer film 27 to the seventh multilayer film 33.

第1の基板21〜第6の基板26は、例えば、屈折率が1.5の一般的なガラスを用いて、FSRが100GHzとなるように1mmの厚さで形成される。   The first substrate 21 to the sixth substrate 26 are formed with a thickness of 1 mm using, for example, general glass having a refractive index of 1.5 so that the FSR is 100 GHz.

また、第1の多層膜27〜第7の多層膜33は、光の反射率がそれぞれ異なる値に設定され、透過型の光分散フィルタを形成する場合、図1に示す光分散フィルタの厚さ方向における中央近傍の境界面に近い多層膜(図1では第4の多層膜30)ほど高い反射率に設定され、両端面に近い多層膜(図1では第1の多層膜27及び第7の多層膜33)ほど低い反射率に設定される。一方、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、入射面の多層膜(図1では第1の多層膜27)が最も反射率が低く、入射面と反対側の最終端面の多層膜(図1では第7の多層膜33)に向かって漸次反射率が高くなるように設定される。   Further, when the first multilayer film 27 to the seventh multilayer film 33 are set to have different light reflectivities and form a transmissive light dispersion filter, the thickness of the light dispersion filter shown in FIG. The multilayer film closer to the boundary surface near the center in the direction (the fourth multilayer film 30 in FIG. 1) is set to a higher reflectance, and the multilayer films closer to both end faces (the first multilayer film 27 and the seventh multilayer film in FIG. 1). The multilayer film 33) is set to a lower reflectance. On the other hand, when a reflection type light dispersion filter is formed, the multilayer film on the incident surface (first multilayer film 27 in FIG. 1) has the lowest reflectivity, and the multilayer film on the final end surface opposite to the incident surface (FIG. 1 is set so that the reflectance gradually increases toward the seventh multilayer film 33).

図2(a)に示すように、透過型の光分散フィルタを形成する場合、第1の多層膜27及び第7の多層膜33は、例えば、屈折率が1.2の低屈折率ガラス薄膜(第1の薄膜40)を用いて、透過光の薄膜内における波長λ(=1.55μm/屈折率1.2)の1/4倍の厚さで形成される。本実施例においては、第1の多層膜27により空気と第1の基板21間の反射率が0%に設定され、第7の多層膜33により空気と第7の基板26間の反射率が0%に設定される。   As shown in FIG. 2A, when forming a transmission type light dispersion filter, the first multilayer film 27 and the seventh multilayer film 33 are, for example, a low refractive index glass thin film having a refractive index of 1.2. Using the (first thin film 40), the thickness of the transmitted light is ¼ times the wavelength λ (= 1.55 μm / refractive index 1.2) in the thin film. In this embodiment, the reflectance between the air and the first substrate 21 is set to 0% by the first multilayer film 27, and the reflectance between the air and the seventh substrate 26 is set by the seventh multilayer film 33. Set to 0%.

本実施例では、第1の多層膜27及び第7の多層膜33が単層の薄膜で形成された例を示すが、2層または3層の薄膜から成る低反射膜を用いることも可能である。その場合、低反射膜が形成できるならば各薄膜層の厚さは透過光の波長λの1/4倍に限ることはない。本実施例の透過型の光分散フィルタでは、中央の境界面に近い多層膜ほど光の反射率が高くなるため、第1の多層膜27及び第7の多層膜33の反射率が第2の多層膜28及び第6の多層膜32の反射率よりも高くならなければ0%に限定する必要はない。例えば、空気と第1の基板21または第6の基板26との界面の反射率は2%となるため、上記反射率の条件を満たすならば第1の多層膜27及び第7の多層膜33は無くてもよい。   In the present embodiment, an example in which the first multilayer film 27 and the seventh multilayer film 33 are formed as a single-layer thin film is shown, but a low-reflection film composed of a two-layer or three-layer thin film can also be used. is there. In that case, the thickness of each thin film layer is not limited to 1/4 of the wavelength λ of transmitted light as long as a low reflection film can be formed. In the transmission type light dispersion filter of this embodiment, the multilayer film closer to the central boundary surface has a higher light reflectance, and thus the first multilayer film 27 and the seventh multilayer film 33 have the second reflectance. If the reflectance is not higher than that of the multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32, it is not necessary to limit to 0%. For example, the reflectance at the interface between air and the first substrate 21 or the sixth substrate 26 is 2%. Therefore, if the above reflectance condition is satisfied, the first multilayer film 27 and the seventh multilayer film 33 are used. Is not necessary.

また、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、第1の多層膜27の反射率のみ、例えば0%に設定される。なお、反射型の場合も、透過型と同様に第1の多層膜27の反射率の値は上記値に限定する必要はなく、多層膜の構成も上記反射率の条件を満たすならば何層であってもよい。   When a reflective light dispersion filter is formed, only the reflectance of the first multilayer film 27 is set to 0%, for example. In the case of the reflective type as well, the reflectance value of the first multilayer film 27 need not be limited to the above value as in the case of the transmissive type. It may be.

図2(b)に示すように、透過型の光分散フィルタを形成する場合、第2の多層膜28及び第6の多層膜32は、例えば、4層の薄膜(第1の薄膜41〜第4の薄膜44)から成る積層膜を用いて形成される。ここで、第1の薄膜41及び第3の薄膜42には屈折率が1.5のSiO2(二酸化シリコン)が用いられ、第2の薄膜43及び第4の薄膜44には屈折率が2.8のTiO(酸化チタン)が用いられる。このような構成により第2の多層膜28及び第6の多層膜32の反射率が20%に設定される。 As shown in FIG. 2B, when forming a transmission type light dispersion filter, the second multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32 are, for example, four thin films (first thin film 41 to first thin film). 4 thin film 44). Here, SiO 2 (silicon dioxide) having a refractive index of 1.5 is used for the first thin film 41 and the third thin film 42, and a refractive index of 2 is used for the second thin film 43 and the fourth thin film 44. .8 TiO (titanium oxide) is used. With such a configuration, the reflectance of the second multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32 is set to 20%.

本実施例では、第2の多層膜28及び第6の多層膜32の反射率を20%に設定したが、光分散フィルタの厚さ方向における中央の境界面に近い多層膜ほど光の反射率を高く設定すればよいため、第2の多層膜28及び第6の多層膜32の反射率が第3の多層膜29及び第5の多層膜31の反射率よりも高くならなければ20%に限定する必要はない。また、第2の多層膜28及び第6の多層膜32は、上記反射率の条件を満たすならば4層に限ることはない。さらに、各薄膜の厚さも上記反射率の条件を満たすならば自由に設定できる。   In this embodiment, the reflectance of the second multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32 is set to 20%. However, the multilayer film closer to the central boundary surface in the thickness direction of the light dispersion filter has a light reflectance. Therefore, if the reflectances of the second multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32 are not higher than the reflectances of the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31, they are set to 20%. There is no need to limit. The second multilayer film 28 and the sixth multilayer film 32 are not limited to four layers as long as the reflectance condition is satisfied. Further, the thickness of each thin film can be freely set as long as the above reflectance condition is satisfied.

一方、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、例えば、4層の薄膜を用いて第2の多層膜28の反射率を20%に設定する。反射型の場合も、透過型と同様に第2の多層膜28の反射率は上記値に限定する必要はなく、多層膜の構成も上記反射率の条件を満たすならば何層であってもよい。   On the other hand, when forming a reflection type light dispersion filter, for example, the reflectance of the second multilayer film 28 is set to 20% using four thin films. Also in the case of the reflective type, the reflectance of the second multilayer film 28 does not need to be limited to the above value as in the case of the transmissive type, and any number of layers can be used as long as the configuration of the multilayer film satisfies the above reflectance condition. Good.

図2(c)に示すように、透過型の光分散フィルタを形成する場合、第3の多層膜29及び第5の多層膜31は、8層の薄膜(第1の薄膜45〜第8の薄膜52)から成る積層膜を用いて形成される。ここで、第1の薄膜45、第3の薄膜46、第5の薄膜47、及び第7の薄膜48には屈折率が1.5のSiO2(二酸化シリコン)が用いられ、第2の薄膜49、第4の薄膜50、第6の薄膜51、及び第8の薄膜52には屈折率が2.8のTiO(酸化チタン)が用いられる。このような構成により第3の多層膜29及び第5の多層膜31の反射率が40%に設定される。 As shown in FIG. 2C, when the transmission type light dispersion filter is formed, the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31 are composed of eight thin films (first thin film 45 to eighth thin film). The thin film 52) is used to form a laminated film. Here, SiO 2 (silicon dioxide) having a refractive index of 1.5 is used for the first thin film 45, the third thin film 46, the fifth thin film 47, and the seventh thin film 48, and the second thin film. 49, the fourth thin film 50, the sixth thin film 51, and the eighth thin film 52 are made of TiO (titanium oxide) having a refractive index of 2.8. With such a configuration, the reflectance of the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31 is set to 40%.

第3の多層膜29及び第5の多層膜31の反射率も、第4の多層膜30の反射率よりも高くならなければ40%に限定する必要はない。また、第3の多層膜29及び第5の多層膜31は、上記反射率の条件を満たすならば8層に限ることはない。さらに、各薄膜の厚さも上記反射率の条件を満たすならば自由に設定できる。   The reflectivity of the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31 need not be limited to 40% unless the reflectivity of the fourth multilayer film 30 is higher. Further, the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31 are not limited to eight layers as long as the above reflectance condition is satisfied. Further, the thickness of each thin film can be freely set as long as the above reflectance condition is satisfied.

一方、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、例えば、8層の薄膜を用いて第3の多層膜29の反射率を40%に設定する。反射型の場合も、透過型と同様に第3の多層膜29及び第5の多層膜31の反射率の値は上記値に限定する必要はなく、多層膜の構成も上記反射率の条件を満たすならば何層であってもよい。   On the other hand, when forming a reflection type light dispersion filter, for example, the reflectance of the third multilayer film 29 is set to 40% using eight thin films. Also in the case of the reflective type, the reflectance values of the third multilayer film 29 and the fifth multilayer film 31 do not need to be limited to the above values as in the transmissive type, and the configuration of the multilayer film also satisfies the reflectance conditions. Any number of layers may be used as long as it is satisfied.

図2(d)に示すように、第4の多層膜30は、12層の薄膜(第1の薄膜53〜第12の薄膜64)から成る積層膜を用いて形成される。ここで、第1の薄膜53、第3の薄膜54、第5の薄膜55、第7の薄膜56、第9の薄膜57、及び第11の薄膜58には屈折率が1.5のSiO2(二酸化シリコン)が用いられ、第2の薄膜59、第4の薄膜60、第6の薄膜61、第8の薄膜62、第10の薄膜63、及び第12の薄膜64には屈折率が2.8のTiO(酸化チタン)が用いられる。このような構成により第4の多層膜30の反射率が80%に設定される。 As shown in FIG. 2D, the fourth multilayer film 30 is formed using a laminated film composed of 12 layers of thin films (the first thin film 53 to the twelfth thin film 64). Here, the first thin film 53, the third thin film 54, the fifth thin film 55, the seventh thin film 56, the ninth thin film 57, and the eleventh thin film 58 are made of SiO 2 having a refractive index of 1.5. (Silicon dioxide) is used, and the second thin film 59, the fourth thin film 60, the sixth thin film 61, the eighth thin film 62, the tenth thin film 63, and the twelfth thin film 64 have a refractive index of 2. .8 TiO (titanium oxide) is used. With such a configuration, the reflectance of the fourth multilayer film 30 is set to 80%.

本実施例の透過型の光分散フィルタの構成では、第4の多層膜30が中央の境界面となるため、第4の多層膜30の反射率が最も高く設定できれば、反射率は80%に限定する必要はない。また、第4の多層膜30は上記反射率の条件を満たすならば12層に限ることはない。さらに、各薄膜の厚さも上記反射率の条件を満たすならば自由に設定できる。   In the configuration of the transmission type light dispersion filter of the present embodiment, the fourth multilayer film 30 serves as a central boundary surface. Therefore, if the reflectance of the fourth multilayer film 30 can be set to the highest, the reflectance is 80%. There is no need to limit. The fourth multilayer film 30 is not limited to 12 layers as long as the above reflectance condition is satisfied. Further, the thickness of each thin film can be freely set as long as the above reflectance condition is satisfied.

一方、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、例えば、10層の薄膜を用いて第4の多層膜30の反射率を50%に設定する。反射型の場合も、透過型と同様に第4の多層膜30の反射率は上記値に限定する必要はなく、多層膜の構成も上記反射率の条件を満たすならば何層であってもよい。なお、反射型の場合、例えば、第5の多層膜31は10層の薄膜を用いて反射率を60%に設定し、第6の多層膜32は12層の薄膜を用いて反射率を80%に設定し、第7の多層膜33は12層以上の薄膜を用いて反射率を100%に設定する。これらの多層膜も上記反射率の条件を満たすならば層数は限定されるものではなく、各薄膜の厚さも上記反射率の条件を満たすならば自由に設定できる。   On the other hand, in the case of forming a reflection type light dispersion filter, for example, the reflectance of the fourth multilayer film 30 is set to 50% using 10 thin films. In the case of the reflective type, the reflectance of the fourth multilayer film 30 does not need to be limited to the above value as in the case of the transmissive type, and any number of layers can be used as long as the configuration of the multilayer film satisfies the above reflectance condition. Good. In the case of the reflection type, for example, the fifth multilayer film 31 uses 10 layers of thin film and the reflectance is set to 60%, and the sixth multilayer film 32 uses 12 layers of thin film and has a reflectance of 80%. %, And the seventh multilayer film 33 is formed of 12 or more thin films and the reflectance is set to 100%. These multilayer films are not limited in the number of layers as long as the above reflectance condition is satisfied, and the thickness of each thin film can be freely set as long as the above reflectance condition is satisfied.

なお、本実施例では、透過型の光分散フィルタを形成する場合に光分散フィルタの中央の境界面から両端に向かって多層膜による反射率が対称となるように設定しているが、中央近傍の境界面における反射率が最も高くなる条件であれば対称である必要はない。   In this embodiment, when a transmission type light dispersion filter is formed, the reflectance of the multilayer film is set to be symmetric from the center boundary surface of the light dispersion filter toward both ends. It is not necessary to be symmetric as long as the reflectance at the boundary surface is the highest.

また、本実施例においては、第1の基板21から第6の基板26を同じ屈折率を有するガラスで構成した例を示したが、FSRが等しくなるように各エタロン共振器の屈折率と厚さの積が等しくなる構成であれば、第1の基板21〜第6の基板26は異なる材質であってもよい。   In the present embodiment, the first substrate 21 to the sixth substrate 26 are made of glass having the same refractive index. However, the refractive index and thickness of each etalon resonator are set so that the FSRs are equal. The first substrate 21 to the sixth substrate 26 may be made of different materials as long as the products of the lengths are equal.

本実施例では、6層のエタロン共振器から構成される光分散フィルタを示しているが、図3に示すように、エタロン共振器の層数を増加させると、分散補償値をより増大させることが可能であり、動作帯域を広げることもできる。上述したように、エタロン共振器の層数を増加させると、反射面の数が増えるために光の透過パワーが減少する。したがって、透過パワーの減衰量や必要な分散特性を考慮して最適な層数を選択する。   In this embodiment, an optical dispersion filter composed of six-layer etalon resonators is shown. However, as shown in FIG. 3, increasing the number of layers of etalon resonators increases the dispersion compensation value. It is possible to widen the operating band. As described above, when the number of layers of the etalon resonator is increased, the number of reflection surfaces is increased, so that the light transmission power is reduced. Therefore, the optimum number of layers is selected in consideration of the attenuation amount of the transmission power and necessary dispersion characteristics.

図4に示すように、本実施例の光分散フィルタは、100GHz毎にピークが現れる群遅延特性を備えている。図4の群遅延特性を波長で微分した値が分散であり、図4に示すグラフの右上がりの特性部分を利用することにより30GHzの範囲で300psec/nmの分散特性が得られる。同様に、右下がりの特性部分を利用することで30GHzの範囲で−300psec/nmの分散特性が得られる。これは、およそ20Kmの光ファイバ内で受ける分散を補償できることを意味する。
(第2実施例)
図5は本発明の光分散フィルタの第2実施例の構成を示す断面図である。
As shown in FIG. 4, the light dispersion filter of the present embodiment has a group delay characteristic in which a peak appears every 100 GHz. The value obtained by differentiating the group delay characteristic in FIG. 4 with respect to the wavelength is dispersion. By using the characteristic part that rises to the right of the graph shown in FIG. 4, a dispersion characteristic of 300 psec / nm can be obtained in the range of 30 GHz. Similarly, a dispersion characteristic of −300 psec / nm can be obtained in the range of 30 GHz by using the characteristic part that descends to the right. This means that the dispersion experienced in an optical fiber of approximately 20 km can be compensated.
(Second embodiment)
FIG. 5 is a sectional view showing the configuration of a second embodiment of the light dispersion filter of the present invention.

図5に示すように、第2実施例の光分散フィルタは、複数のエタロン共振器(図5では4個)をそれぞれ離して直列に配置した構成である。   As shown in FIG. 5, the light dispersion filter of the second embodiment has a configuration in which a plurality of etalon resonators (four in FIG. 5) are separated from each other and arranged in series.

エタロン共振器は、第1実施例と同様に、誘電体や半導体から成る基板(第1の基板71〜第4の基板74)と、基板を挟むように接合される多層膜(第1の多層膜75〜第8の多層膜82)とを有する構成である。   As in the first embodiment, the etalon resonator includes a multilayer film (first multilayer) bonded to a substrate made of a dielectric or semiconductor (first substrate 71 to fourth substrate 74) and sandwiching the substrate. Film 75 to eighth multilayer film 82).

基板は、例えば、屈折率が1.5の一般的なガラスを用いて、FSRが100GHzとなるように1mmの厚さで形成される。また、多層膜は、第1実施例と同様にSiO2(二酸化シリコン)薄膜やTiO(酸化チタン)薄膜を積層した構成である。本実施例では、各エタロン共振器が空気の屈折率1.0に対応してFSRが100GHzとなるように1.5mmの間隔を有して配置される。 The substrate is formed with a thickness of 1 mm using, for example, general glass having a refractive index of 1.5 so that the FSR is 100 GHz. The multilayer film has a structure in which a SiO 2 (silicon dioxide) thin film or a TiO (titanium oxide) thin film is laminated as in the first embodiment. In this embodiment, the etalon resonators are arranged with an interval of 1.5 mm so that the FSR becomes 100 GHz corresponding to the refractive index of air 1.0.

本実施例の光分散フィルタにおいても、第1実施例と同様に、透過型の場合は、各エタロン共振器の多層膜による反射率を、中央近傍のエタロン共振器で用いる多層膜が最も高く、両端へ向かって低くなるように設定する。具体的には、第1の多層膜75及び第8の多層膜82による光の反射率を0%、第2の多層膜76及び第7の多層膜81による光の反射率を20%、第3の多層膜77及び第6の多層膜80による光の反射率を40%、第4の多層膜78及び第5の多層膜79による光の反射率を80%に設定する。   Also in the light dispersion filter of the present embodiment, as in the first embodiment, in the case of the transmission type, the reflectance of the multilayer film of each etalon resonator is the highest in the multilayer film used in the etalon resonator near the center. Set to lower toward both ends. Specifically, the reflectance of light by the first multilayer film 75 and the eighth multilayer film 82 is 0%, the reflectance of light by the second multilayer film 76 and the seventh multilayer film 81 is 20%, The light reflectance of the third multilayer film 77 and the sixth multilayer film 80 is set to 40%, and the light reflectance of the fourth multilayer film 78 and the fifth multilayer film 79 is set to 80%.

また、反射型の場合は、入射面(図5では第1の多層膜75)の反射率を最も低く(例えば、0%)、入射面と反対側の最終端面(図5では第8の多層膜82)が最も高く(例えば、100%)なるように設定する。   In the case of the reflection type, the reflectance of the incident surface (first multilayer film 75 in FIG. 5) is the lowest (for example, 0%), and the final end surface opposite to the incident surface (eighth multilayer in FIG. 5). The film 82) is set to be the highest (for example, 100%).

なお、本実施例においても、第1実施例と同様に、各多層膜による反射率の関係が上記条件を満たすように設定すれば、反射率の値はどのように設定してもよい。   In the present embodiment, as in the first embodiment, the reflectance value may be set in any way as long as the relationship of the reflectance of each multilayer film is set so as to satisfy the above condition.

本実施例の透過型の光分散フィルタで実現される分散補償値は400psec/nmであった。これは、およそ25Kmの光ファイバ内で受ける分散を補償できることを意味する。
(第3実施例)
図6は本発明の光分散フィルタの第3実施例の構成を示す断面図である。
The dispersion compensation value realized by the transmission type light dispersion filter of this example was 400 psec / nm. This means that the dispersion experienced in an optical fiber of approximately 25 km can be compensated.
(Third embodiment)
FIG. 6 is a sectional view showing the configuration of the third embodiment of the light dispersion filter of the present invention.

図6に示すように、第3実施例の光分散フィルタは、第2実施例と同様に、複数のエタロン共振器(図6では4個)がそれぞれ離れて直列に配置され、各エタロン共振器間に、空気層の間隔を制御するためのギャップ基板(第1のギャップ基板131〜第3のギャップ基板133)が挿入された構成である。第1のギャップ基板131〜第3のギャップ基板133は、それぞれ光が透過しない物質(例えば金属等)を用いて形成される。その他の構成は第2実施例と同様であるため、その説明は省略する。   As shown in FIG. 6, in the light dispersion filter of the third embodiment, as in the second embodiment, a plurality of etalon resonators (four in FIG. 6) are arranged apart from each other in series, and each etalon resonator is A gap substrate (first gap substrate 131 to third gap substrate 133) for controlling the space between the air layers is inserted therebetween. The first gap substrate 131 to the third gap substrate 133 are each formed using a material that does not transmit light (for example, metal). Since other configurations are the same as those of the second embodiment, description thereof is omitted.

本実施例の光分散フィルタの構成によれば、空気層を構成する各エタロン共振器間の距離を、ギャップ基板を用いて容易に設定できる。このような構成は、ギャップ基板として熱膨張率が大きい物質を用いれば、周囲温度を変えて透過特性や分散量を変更する場合に、それらを容易に変更することができる。
(第4実施例)
図7は本発明の光分散フィルタの第4実施例の構成を示す断面図である。
According to the configuration of the light dispersion filter of this embodiment, the distance between the etalon resonators constituting the air layer can be easily set using the gap substrate. In such a configuration, if a material having a large coefficient of thermal expansion is used as the gap substrate, it is possible to easily change the transmission characteristics and the dispersion amount by changing the ambient temperature.
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the configuration of the fourth embodiment of the light dispersion filter of the present invention.

第4実施例の光分散フィルタは、第1実施例と同様に複数のエタロン共振器を積層した構成(図7では5層)であり、エタロン共振器長を決定する各基板(図7では第1の基板150〜第5の基板154)の媒質を変え、それらを接着剤で直接貼り合せた構成である。   The light dispersion filter of the fourth embodiment has a configuration in which a plurality of etalon resonators are stacked as in the first embodiment (five layers in FIG. 7), and each substrate (the first in FIG. 7 determines the etalon resonator length). In this configuration, the medium of the first substrate 150 to the fifth substrate 154) is changed, and these are directly bonded with an adhesive.

本実施例では、例えば、第1の基板150及び第5の基板154として光の屈折率が1.5のガラスを用い、第2の基板151及び第4の基板153として光の屈折率が2.0のZnO(酸化亜鉛)を用い、第3の基板152として光の屈折率が2.8のTiO(酸化チタン)を用いる。なお、第1の基板150及び第5の基板154と空気との界面には反射率が低いコーティング膜155、156を形成してもよい。   In this embodiment, for example, glass having a light refractive index of 1.5 is used as the first substrate 150 and the fifth substrate 154, and a light refractive index of 2 is used as the second substrate 151 and the fourth substrate 153. ZnO (zinc oxide) is used, and TiO (titanium oxide) having a refractive index of light of 2.8 is used as the third substrate 152. Note that coating films 155 and 156 having low reflectivity may be formed at the interfaces between the first substrate 150 and the fifth substrate 154 and air.

一般に、物質の屈折率が変化する境界では光の反射が発生する。したがって、本実施例のように屈折率が異なる複数の基板を用意し、それらを接着すれば各基板間の境界面に多層膜を設ける必要がなくなる。このとき、各基板の境界面における反射率は、第1実施例と同様に、例えば、透過型の光分散フィルタを形成する場合は、光分散フィルタの厚さ方向における中央近傍の境界面で反射率が最も高く、両端へ向かって反射率が低くなるように、各基板の屈折率を選択すればよい。また、反射型の光分散フィルタを形成する場合は、光の入射面から反対側の最終端面に向かって反射率が漸次高くなるように各基板の屈折率を選択すればよい。   In general, light is reflected at the boundary where the refractive index of a substance changes. Therefore, if a plurality of substrates having different refractive indexes are prepared and bonded together as in this embodiment, there is no need to provide a multilayer film on the interface between the substrates. At this time, the reflectance at the boundary surface of each substrate is reflected at the boundary surface near the center in the thickness direction of the light dispersion filter, for example, when a transmissive light dispersion filter is formed, as in the first embodiment. What is necessary is just to select the refractive index of each board | substrate so that a rate may be the highest and a reflectance may become low toward both ends. In the case of forming a reflection type light dispersion filter, the refractive index of each substrate may be selected so that the reflectance gradually increases from the light incident surface toward the final end surface on the opposite side.

本実施例の光分散フィルタの構成によれば、各エタロン共振器を構成する多層膜が不要になり、多層膜を形成するための材料、及び製造に必要な時間や設備が不要になるため、光分散フィルタのコストを低減できる。
(第5実施例)
図8は本発明の光分散フィルタの第5実施例の構成を示す断面図である。
According to the configuration of the light dispersion filter of the present embodiment, the multilayer film constituting each etalon resonator is not required, and the material for forming the multilayer film, and the time and equipment required for manufacturing are not required. The cost of the light dispersion filter can be reduced.
(5th Example)
FIG. 8 is a sectional view showing the configuration of the fifth embodiment of the light dispersion filter of the present invention.

第5実施例の光分散フィルタは、第1実施例の光分散フィルタに、該光分散フィルタから出射された光を全反射させるための反射鏡160を追加した構成である。   The light dispersion filter of the fifth embodiment has a configuration in which a reflecting mirror 160 for totally reflecting the light emitted from the light dispersion filter is added to the light dispersion filter of the first embodiment.

反射鏡160は、出射面との距離×出射面との間の媒質(例えば、空気)の屈折率の値が、エタロン共振器の基板の厚さ×屈折率の1/2となる位置に設置される。   The reflecting mirror 160 is installed at a position where the distance between the exit surface and the refractive index of the medium (for example, air) between the exit surface and the thickness of the substrate of the etalon resonator × 1/2 of the refractive index. Is done.

このような構成では、光分散フィルタから出射された光信号が光分散フィルタを2度透過する。例えば、図1に示した第1実施例の光分散フィルタでは、光の入射面と反対側の最終端面を全反射にすると、各エタロン共振器内で入射面側へ向かって反射する光と出射面で反射した光とが干渉して分散補償量が低減する。本実施例のように反射鏡を用いて出射面からの光を戻すことで、エタロン共振器の最終端面で全反射させる構成よりも大きな分散補償量を得ることができる。
(第6実施例)
図9は本発明の光分散フィルタの第6実施例の構成を示す断面図である。
In such a configuration, the optical signal emitted from the light dispersion filter passes through the light dispersion filter twice. For example, in the light dispersion filter according to the first embodiment shown in FIG. 1, when the final end surface opposite to the light incident surface is totally reflected, the light reflected and emitted toward the incident surface in each etalon resonator is emitted. The amount of dispersion compensation is reduced by interference with the light reflected by the surface. By returning the light from the emission surface using a reflecting mirror as in the present embodiment, it is possible to obtain a larger dispersion compensation amount than the configuration in which total reflection is performed at the final end face of the etalon resonator.
(Sixth embodiment)
FIG. 9 is a sectional view showing the configuration of the sixth embodiment of the light dispersion filter of the present invention.

第6実施例の光分散フィルタは、エタロン共振器の基板として半導体を用い、該半導体基板161に、光導波路162と、光信号を増幅するための光増幅回路とを形成した構成である。   The light dispersion filter of the sixth embodiment has a configuration in which a semiconductor is used as a substrate of an etalon resonator, and an optical waveguide 162 and an optical amplifier circuit for amplifying an optical signal are formed on the semiconductor substrate 161.

光増幅回路は、例えば、周知の誘導放出光を利用するものであり、光導波路上の所定の距離毎に複数の回折格子(図9では第1の回折格子163〜第5の回折格子167)を形成した構成である。なお、半導体基板161と空気との界面には反射率が低いコーティング膜168、169を形成してもよい。回折格子は格子の周期数が多いほど反射率が高くなるため、光導波路162の中央近傍の回折格子(図9では第3の回折格子165)の反射率を最も高く設定し、両端面側の回折格子の反射率ほど低くなるように設定すれば透過型の光分散フィルタとなる。また、光入射面側の第1の回折格子163の周期数を最も少なく設定し、第5の回折格子167の周期数を最も多くなるように設定し、入射面と反対側の最終端面に設ける多層膜の反射率を高反射率(例えば、100%)に設定すれば、反射型の光分散フィルタとなる。   The optical amplifier circuit uses, for example, well-known stimulated emission light, and has a plurality of diffraction gratings (first diffraction grating 163 to fifth diffraction grating 167 in FIG. 9) for each predetermined distance on the optical waveguide. It is the structure which formed. Note that coating films 168 and 169 having low reflectivity may be formed at the interface between the semiconductor substrate 161 and air. Since the diffraction grating has a higher reflectance as the number of grating periods increases, the reflectance of the diffraction grating near the center of the optical waveguide 162 (the third diffraction grating 165 in FIG. 9) is set to be the highest, If the reflectance of the diffraction grating is set to be lower, a transmissive light dispersion filter is obtained. In addition, the first diffraction grating 163 on the light incident surface side is set to have the smallest number of periods and the fifth diffraction grating 167 is set to have the largest number of periods, and is provided on the final end surface on the opposite side to the incident surface. If the reflectance of the multilayer film is set to a high reflectance (for example, 100%), a reflective light dispersion filter is obtained.

本実施例の光分散フィルタによれば、エタロン共振器の基板として屈折率が約3.5の半導体を用いるため、屈折率が1.5のガラスを用いる構成よりも素子長を短く形成できる。また、光の増幅機能を有しているため光ファイバとの結合損を補償できる。
(第7実施例)
第7実施例では、第1実施例〜第6実施例で記載した光分散フィルタのうち、透過型の光分散フィルタを用いた光モジュールを提案する。
According to the light dispersion filter of this example, since a semiconductor having a refractive index of about 3.5 is used as the substrate of the etalon resonator, the element length can be formed shorter than the configuration using glass having a refractive index of 1.5. Further, since it has an optical amplification function, it can compensate for the coupling loss with the optical fiber.
(Seventh embodiment)
In the seventh embodiment, an optical module using a transmissive light dispersion filter among the light dispersion filters described in the first to sixth embodiments is proposed.

図10は本発明の透過型の光分散フィルタを用いた光モジュールの一構成例を示す断面図である。   FIG. 10 is a cross-sectional view showing one configuration example of an optical module using the transmission type light dispersion filter of the present invention.

図10に示すように、本実施例の光モジュール1は、第1実施例〜第6実施例で記載した透過型の光分散フィルタ3を内蔵した構成であり、該光分散フィルタ3を光ファイバ4による分散を補償するための分散補償器として用いる。   As shown in FIG. 10, the optical module 1 of the present embodiment is configured to incorporate the transmission type light dispersion filter 3 described in the first to sixth embodiments. 4 is used as a dispersion compensator for compensating for dispersion caused by 4.

光モジュールが光信号を送信する送信モジュールの場合、光モジュール1は、光源である光能動素子2を備え、光能動素子2から出射された光に対して本発明の光分散フィルタ3を用いて光ファイバ4による分散と逆の分散を与えた後、光ファイバ4内に導入する。   When the optical module is a transmission module that transmits an optical signal, the optical module 1 includes an optical active element 2 that is a light source, and uses the light dispersion filter 3 of the present invention for the light emitted from the optical active element 2. After the dispersion opposite to the dispersion by the optical fiber 4 is given, the dispersion is introduced into the optical fiber 4.

また、光モジュールが光信号を受信する受信モジュールの場合、光モジュール1は、受光素子である光能動素子2を備え、光ファイバ4を通して伝送された光信号に対して本発明の光分散フィルタ3を用いて光ファイバ4で受けた分散と逆の分散を与えた後、光能動素子2へ導入する。   When the optical module is a receiving module that receives an optical signal, the optical module 1 includes an optical active element 2 that is a light receiving element, and the optical dispersion filter 3 of the present invention is applied to the optical signal transmitted through the optical fiber 4. Is applied to the optical active element 2 after giving a dispersion opposite to the dispersion received by the optical fiber 4.

本実施例の光モジュールでは、光分散フィルタ3が透過型のため、光ファイバ4と光能動素子2とを結ぶ光軸上に光分散フィルタ3が配置される。   In the optical module of this embodiment, since the light dispersion filter 3 is a transmission type, the light dispersion filter 3 is disposed on the optical axis connecting the optical fiber 4 and the optical active element 2.

なお、図10に示した光モジュール1には、光源または受光素子である光能動素子2と光分散フィルタ3のみ記載しているが、光能動素子2から出射された光を光分散フィルタ3に集光するためのレンズや光分散フィルタ3を透過した光を光ファイバ4のコア内に集光するためのレンズを備えていてもよい。または、光ファイバ4から出射された光を光分散フィルタ3に集光するためのレンズや光分散フィルタ3を透過した光を光能動素子2に集光するためのレンズを備えていてもよい。さらに、光分散フィルタ3からの反射光が光源に戻って発振を擾乱させるのを防止するため、光源と光分散フィルタ3との間に光アイソレータを備えていてもよい。   The optical module 1 shown in FIG. 10 shows only the light active element 2 and the light dispersion filter 3 which are light sources or light receiving elements. However, the light emitted from the light active element 2 is transmitted to the light dispersion filter 3. A lens for condensing light and a lens for condensing the light transmitted through the light dispersion filter 3 in the core of the optical fiber 4 may be provided. Or you may provide the lens for condensing the light radiate | emitted from the optical fiber 4 to the light dispersion filter 3, and the lens for condensing the light which permeate | transmitted the light dispersion filter 3 to the optical active element 2. FIG. Further, an optical isolator may be provided between the light source and the light dispersion filter 3 in order to prevent reflected light from the light dispersion filter 3 from returning to the light source and disturbing oscillation.

本発明の光分散フィルタは、従来の分散補償器に比べて小型に形成できるため、例えば、光源である直接変調型の半導体レーザや外部変調型の半導体レーザ等を含む光モジュールに内蔵することが可能になる。したがって、光ファイバで受ける分散を補償する分散特性を光モジュール内で与えることができるため、光モジュールの外部に大規模な分散補償器を設けることなく、光ファイバを用いた光通信システムの伝送距離が拡大できる。
(第8実施例)
第8実施例では、第1実施例〜第6実施例で記載した光分散フィルタのうち、反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールを提案する。
Since the light dispersion filter of the present invention can be formed smaller than conventional dispersion compensators, for example, it can be incorporated in an optical module including a direct modulation semiconductor laser or an external modulation semiconductor laser as a light source. It becomes possible. Therefore, since the dispersion characteristic that compensates the dispersion received by the optical fiber can be provided in the optical module, the transmission distance of the optical communication system using the optical fiber without providing a large-scale dispersion compensator outside the optical module. Can be expanded.
(Eighth embodiment)
In the eighth embodiment, an optical module using a reflective light dispersion filter among the light dispersion filters described in the first to sixth embodiments is proposed.

図11は本発明の反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールの一構成例を示す断面図である。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a configuration example of an optical module using the reflection type light dispersion filter of the present invention.

図11に示すように、本実施例の光モジュール11は、第1実施例〜第6実施例で記載した反射型の光分散フィルタ13を内蔵した構成であり、該光分散フィルタ13を光ファイバ14による分散を補償するための分散補償器として用いる。   As shown in FIG. 11, the optical module 11 of the present embodiment has a configuration in which the reflection type light dispersion filter 13 described in the first to sixth embodiments is incorporated, and the light dispersion filter 13 is an optical fiber. 14 is used as a dispersion compensator for compensating for the dispersion caused by 14.

光モジュールが光信号を送信する送信モジュールの場合、光モジュール11は、光源である光能動素子12を備え、光能動素子12から出射された光に対して本発明の光分散フィルタ13を用いて光ファイバ14による分散と逆の分散を与えた後、光ファイバ14内に導入する。   When the optical module is a transmission module that transmits an optical signal, the optical module 11 includes an optical active element 12 that is a light source, and uses the light dispersion filter 13 of the present invention for the light emitted from the optical active element 12. After the dispersion opposite to the dispersion by the optical fiber 14 is given, the dispersion is introduced into the optical fiber 14.

また、光モジュールが光信号を受信する受信モジュールの場合、光モジュール11は、受光素子である光能動素子12を備え、光ファイバ14を通して伝送された光信号に対して本発明の光分散フィルタ13を用いて光ファイバ14で受けた分散と逆の分散を与えた後、光能動素子12へ導入する。   When the optical module is a receiving module that receives an optical signal, the optical module 11 includes an optical active element 12 that is a light receiving element, and the optical dispersion filter 13 of the present invention is applied to the optical signal transmitted through the optical fiber 14. Is applied to the optical active element 12 after giving a dispersion opposite to the dispersion received by the optical fiber 14.

本実施例の光モジュールでは、光分散フィルタ13が反射型のため、光ファイバ14と光分散フィルタ13とを結ぶ光軸上からずれた位置に光能動素子12を配置する。このような位置に光能動素子12を配置することで、入射光または出射光の光路を変更するための素子(サーキュレータ)が不要になるため、光モジュールの規模が増大するのを防止できる。   In the optical module of this embodiment, since the light dispersion filter 13 is a reflection type, the optical active element 12 is disposed at a position shifted from the optical axis connecting the optical fiber 14 and the light dispersion filter 13. By disposing the optical active element 12 at such a position, an element (circulator) for changing the optical path of incident light or outgoing light becomes unnecessary, and therefore, the increase in the size of the optical module can be prevented.

なお、本実施例の光モジュールにおいても、光能動素子12から出射された光を光分散フィルタ13に集光するためのレンズや光分散フィルタ13で反射した光を光ファイバ14のコア内に集光するためのレンズを備えていてもよい。または、光ファイバ14から出射された光を光分散フィルタ13に集光するためのレンズや光分散フィルタ13で反射した光を光能動素子12に集光するためのレンズを備えていてもよい。さらに、光分散フィルタ13からの反射光が光源に戻って発振を擾乱させるのを防止するため、光源と光分散フィルタ13との間に光アイソレータを備えていてもよい。   Also in the optical module of the present embodiment, the light emitted from the optical active element 12 and the light reflected by the light dispersion filter 13 are collected in the core of the optical fiber 14 to collect the light on the light dispersion filter 13. A lens for emitting light may be provided. Alternatively, a lens for condensing the light emitted from the optical fiber 14 on the light dispersion filter 13 and a lens for condensing the light reflected by the light dispersion filter 13 on the optical active element 12 may be provided. Furthermore, an optical isolator may be provided between the light source and the light dispersion filter 13 in order to prevent reflected light from the light dispersion filter 13 from returning to the light source and disturbing oscillation.

本実施例の光モジュールは、第7実施例と同様に、例えば光源である直接変調型の半導体レーザや外部変調型の半導体レーザ等を含む光モジュールに内蔵することが可能になる。したがって、光ファイバで受ける分散を補償する分散特性を光モジュール内で与えることができるため、光モジュールの外部に大規模な分散補償器を設けることなく、光ファイバを用いた光通信システムの伝送距離が拡大できる。
(第9実施例)
第9実施例では、第1実施例〜第6実施例で記載した光分散フィルタのうち、反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールの他の構成例を提案する。
Similar to the seventh embodiment, the optical module of this embodiment can be incorporated in an optical module including a direct modulation semiconductor laser, an external modulation semiconductor laser, or the like, which is a light source, for example. Therefore, since the dispersion characteristic that compensates the dispersion received by the optical fiber can be provided in the optical module, the transmission distance of the optical communication system using the optical fiber without providing a large-scale dispersion compensator outside the optical module. Can be expanded.
(Ninth embodiment)
The ninth embodiment proposes another configuration example of an optical module using a reflective light dispersion filter among the light dispersion filters described in the first to sixth embodiments.

図12は本発明の反射型の光分散フィルタを用いた光モジュールの他の構成例を示す断面図である。   FIG. 12 is a cross-sectional view showing another configuration example of the optical module using the reflection type light dispersion filter of the present invention.

図12に示すように、本実施例の光モジュール100は、第1実施例〜第6実施例で記載した反射型の光分散フィルタ102を内蔵した構成であり、該光分散フィルタ102を光ファイバ104による分散を補償するための分散補償器として用いる。   As shown in FIG. 12, the optical module 100 of the present embodiment is configured to incorporate the reflection type light dispersion filter 102 described in the first to sixth embodiments, and the light dispersion filter 102 is used as an optical fiber. It is used as a dispersion compensator for compensating for the dispersion due to 104.

光モジュールが光信号を送信する送信モジュールの場合、光モジュール100は、光源である光能動素子101を備え、光能動素子101から出射された光に対して本発明の光分散フィルタ102を用いて光ファイバ104による分散と逆の分散を与えた後、光ファイバ104内に導入する。   When the optical module is a transmission module that transmits an optical signal, the optical module 100 includes an optical active element 101 that is a light source, and uses the light dispersion filter 102 of the present invention for the light emitted from the optical active element 101. After the dispersion opposite to the dispersion by the optical fiber 104 is given, the dispersion is introduced into the optical fiber 104.

また、光モジュールが光信号を受信する受信モジュールの場合、光モジュール100は、受光素子である光能動素子101を備え、光ファイバ104を通して伝送された光信号に対して本発明の光分散フィルタ102を用いて光ファイバ104で受けた分散と逆の分散を与えた後、光能動素子101へ導入する。   When the optical module is a receiving module that receives an optical signal, the optical module 100 includes an optical active element 101 that is a light receiving element, and the optical dispersion filter 102 of the present invention is applied to the optical signal transmitted through the optical fiber 104. Is applied to the optical active element 101 after giving a dispersion opposite to the dispersion received by the optical fiber 104.

さらに、本実施例の光モジュール100は、光ファイバ104と光分散フィルタ102とを結ぶ光軸上に配置されたハーフミラー103を備え、光能動素子101はハーフミラー103の反射光の光軸上に配置される。   Further, the optical module 100 of this embodiment includes a half mirror 103 disposed on the optical axis connecting the optical fiber 104 and the light dispersion filter 102, and the optical active element 101 is on the optical axis of the reflected light of the half mirror 103. Placed in.

このような構成では、ハーフミラー103を光信号が2回通過するため、光能動素子101から出射された光あるいは光ファイバ104を介して受光した光のパワーが1/4に低減する。   In such a configuration, since the optical signal passes through the half mirror 103 twice, the power of the light emitted from the optical active element 101 or the light received through the optical fiber 104 is reduced to ¼.

しかしながら、ハーフミラー103はサーキュレータ等と異なって光モジュール100内に収納可能な程度に小型であるため、光源である直接変調型の半導体レーザや外部変調型の半導体レーザ等を含む光モジュールに内蔵することが可能になる。したがって、第7、第8実施例と同様に、光ファイバで受ける分散を補償する分散特性を光モジュール内で与えることができるため、光モジュールの外部に大規模な分散補償器を設けることなく、光ファイバを用いた光通信システムの伝送距離が拡大できる。
(第10実施例)
第10実施例は、第7実施例〜第9実施例で示した光モジュールの変形例である。
However, unlike the circulator or the like, the half mirror 103 is small enough to be housed in the optical module 100, and is therefore incorporated in an optical module including a direct modulation semiconductor laser or an external modulation semiconductor laser as a light source. It becomes possible. Therefore, as in the seventh and eighth embodiments, since dispersion characteristics for compensating for dispersion received by the optical fiber can be provided in the optical module, a large-scale dispersion compensator is not provided outside the optical module. The transmission distance of an optical communication system using an optical fiber can be increased.
(Tenth embodiment)
The tenth embodiment is a modification of the optical module shown in the seventh to ninth embodiments.

図13は本発明の光分散フィルタを用いた光モジュールの第1変形例を示す断面図である。   FIG. 13 is a cross-sectional view showing a first modification of the optical module using the light dispersion filter of the present invention.

図13に示すように、第10実施例は、第7実施例〜第9実施例で示した光モジュール内に光能動素子の温度を制御するための第1の温度制御装置93と、光分散フィルタの温度を制御するための第2の温度制御装置94とを有する構成である。第1の温度制御装置93及び第2の温度制御装置94は、例えば、不図示のヒータ、該ヒータに電流を供給する電流源、光能動素子及び光分散フィルタの温度を検出する温度センサー、及び温度センサーの検出値にしたがってヒータに供給する電流をON/OFFするコントローラを有する構成である。   As shown in FIG. 13, the tenth embodiment includes a first temperature controller 93 for controlling the temperature of the optical active element in the optical modules shown in the seventh to ninth embodiments, and an optical dispersion. This is a configuration having a second temperature control device 94 for controlling the temperature of the filter. The first temperature control device 93 and the second temperature control device 94 include, for example, a heater (not shown), a current source that supplies current to the heater, a temperature sensor that detects the temperature of the light active element and the light dispersion filter, and The controller has a controller that turns on / off the current supplied to the heater according to the detection value of the temperature sensor.

なお、図12は、第7実施例で示した透過型の光分散フィルタを有する光モジュールを例にした構成を示しているが、第8、第9実施例のように反射型の光分散フィルタを有する構成も本実施例は適用できる。   FIG. 12 shows the configuration of the optical module having the transmission type light dispersion filter shown in the seventh embodiment as an example, but the reflection type light dispersion filter as in the eighth and ninth embodiments. This embodiment can also be applied to a configuration having

一般に、光能動素子が対応する波長の温度変化率は約0.08nm/℃であり、光分散フィルタの温度変化率は0.01nm/℃である。したがって、第1の温度制御装置93及び第2の温度制御装置94を用いて光能動素子及び光分散フィルタの温度を独立に制御することで、それぞれを所望の特性に変更することができる。なお、光分散フィルタは温度が変わると波長と共に分散量も変化する。この分散の変化量は光分散フィルタで用いる媒質や層数等によって異なるため、最適な値になるように設計すればよい。
(第11実施例)
第11実施例は、上記第7実施例〜第10実施例で記載した光モジュールの他の変形例である。
In general, the temperature change rate of the wavelength corresponding to the optical active element is about 0.08 nm / ° C., and the temperature change rate of the light dispersion filter is 0.01 nm / ° C. Therefore, by independently controlling the temperature of the optical active element and the light dispersion filter using the first temperature control device 93 and the second temperature control device 94, each can be changed to a desired characteristic. Note that the dispersion amount of the light dispersion filter changes with the wavelength when the temperature changes. Since the amount of change in dispersion varies depending on the medium used in the light dispersion filter, the number of layers, and the like, it may be designed to have an optimum value.
(Eleventh embodiment)
The eleventh embodiment is another modification of the optical module described in the seventh to tenth embodiments.

図14は本発明の光分散フィルタを用いた光モジュールの第2変形例を示す断面図である。   FIG. 14 is a cross-sectional view showing a second modification of the optical module using the light dispersion filter of the present invention.

図14に示すように、第11実施例は、第7実施例〜第10実施例で示した本発明の光分散フィルタを内蔵する光モジュール110から光ファイバの取り外しを可能にした構成である。光ファイバの取り付け部には、例えば光コネクタ113が固定される。なお、図14は、第7実施例で示した透過型の光分散フィルタを有する光モジュールを例にした構成を示しているが、第8、第9実施例のように反射型の光分散フィルタを有する構成、及び第10実施例のように第1、第2の温度制御装置を有する構成も本実施例は適用できる。   As shown in FIG. 14, the eleventh embodiment has a configuration in which an optical fiber can be removed from the optical module 110 incorporating the light dispersion filter of the present invention shown in the seventh to tenth embodiments. For example, the optical connector 113 is fixed to the optical fiber attachment portion. FIG. 14 shows an example of the configuration of the optical module having the transmission type light dispersion filter shown in the seventh embodiment, but the reflection type light dispersion filter as in the eighth and ninth embodiments. This embodiment can also be applied to a configuration having the first and second temperature control devices as in the tenth embodiment.

このような構成では、光モジュール110のコストを低減できるため、ローエンド向けに用いて好適な光モジュールを得ることができる。
(第12実施例)
第12実施例では、第1実施例〜第6実施例で記載した光分散フィルタを応用した光分散測定器を提案する。
In such a configuration, since the cost of the optical module 110 can be reduced, an optical module suitable for low-end use can be obtained.
(Twelfth embodiment)
The twelfth embodiment proposes an optical dispersion measuring device to which the optical dispersion filter described in the first to sixth embodiments is applied.

図15は本発明の光分散フィルタを用いた光分散測定器の一構成例を示すブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram showing a configuration example of an optical dispersion measuring device using the optical dispersion filter of the present invention.

図15に示すように、第12実施例は光分散フィルタを用いて分散量を測定するための光分散測定器である。   As shown in FIG. 15, the twelfth embodiment is an optical dispersion measuring instrument for measuring the amount of dispersion using an optical dispersion filter.

光分散測定器は、光信号を分割する光分波器124と、光分波器124で分波された一方の光信号が通過する光分散フィルタ121と、光分散フィルタ121を通過した光信号に対応した電気信号を出力する第1の光受信器122と、光分波器124で分波された他方の光信号に対応した電気信号を出力する第2の光受信器123と、第1の光受信器122及び第2の光受信器123から出力される信号の差を出力する信号差分回路125とを有する構成である。   The optical dispersion measuring device includes an optical demultiplexer 124 that divides an optical signal, an optical dispersion filter 121 through which one optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer 124 passes, and an optical signal that has passed through the optical dispersion filter 121. A first optical receiver 122 that outputs an electrical signal corresponding to the optical signal, a second optical receiver 123 that outputs an electrical signal corresponding to the other optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer 124, and a first And a signal difference circuit 125 for outputting a difference between signals output from the second optical receiver 122 and the second optical receiver 123.

このような構成では、信号差分回路125の出力値が光分散フィルタ121による分散値に比例するため、光分散フィルタ121の分散量を得ることができる。また、予め光分散フィルタ121の分散量が分かっている場合は、その分散量との差から光分散測定器に入力した光信号の分散量を測定することができる。
(第13実施例)
第13実施例では、第1実施例〜第6実施例で記載した光分散フィルタを応用した通信チャネル抽出装置を提案する。
In such a configuration, since the output value of the signal difference circuit 125 is proportional to the dispersion value by the light dispersion filter 121, the dispersion amount of the light dispersion filter 121 can be obtained. Further, when the dispersion amount of the light dispersion filter 121 is known in advance, the dispersion amount of the optical signal input to the light dispersion measuring device can be measured from the difference from the dispersion amount.
(Thirteenth embodiment)
The thirteenth embodiment proposes a communication channel extracting device to which the optical dispersion filter described in the first to sixth embodiments is applied.

図16は本発明の光分散フィルタを用いた通信チャネル抽出装置の効果を示す波形図である。   FIG. 16 is a waveform diagram showing the effect of the communication channel extracting apparatus using the light dispersion filter of the present invention.

一般に、WDM光通信システムにおける各通信チャネルの周波数間隔は、50GHz、100GHz等で規格化されている。   Generally, the frequency interval of each communication channel in a WDM optical communication system is standardized at 50 GHz, 100 GHz, or the like.

上述したように、本発明の透過型の光分散フィルタはFSR周期毎に光が最も透過する波長領域がある。したがって、本発明の光分散フィルタのFSRを、WDM光通信システムのチャネル間隔<光分散フィルタのFSRに設定することで、光分散フィルタを透過したWDM光通信システムの通信チャネルを選択する通信チャネル抽出装置として用いることができる。   As described above, the transmission type light dispersion filter of the present invention has a wavelength region through which light is most transmitted every FSR period. Therefore, by setting the FSR of the optical dispersion filter of the present invention to the channel interval of the WDM optical communication system <the FSR of the optical dispersion filter, communication channel extraction for selecting the communication channel of the WDM optical communication system that has passed through the optical dispersion filter It can be used as a device.

具体的には、光分散フィルタのFSRを、例えば60GHz、120GHzのようにチャネル間隔よりも1〜2割程度広げる。このとき、第10実施例で示した温度制御装置を用いて光分散フィルタの温度を変化させれば、光分散フィルタのFSRが変化するため、WDM光通信システムが有する複数の通信チャネルから、所望の通信チャネルの光信号のみを抽出することが可能になる。   Specifically, the FSR of the light dispersion filter is increased by about 10 to 20% from the channel interval, for example, 60 GHz and 120 GHz. At this time, if the temperature of the light dispersion filter is changed using the temperature control device shown in the tenth embodiment, the FSR of the light dispersion filter changes, so that the desired WDM optical communication system has a plurality of communication channels. It is possible to extract only the optical signals of the communication channels.

1、11、100、110 光モジュール
2、12、101 光能動素子
3、13、102、121 光分散フィルタ
4、14、104 光ファイバ
21、71、150 第1の基板
22、72、151 第2の基板
23、73、152 第3の基板
24、74、153 第4の基板
25、154 第5の基板
26 第6の基板
27、75 第1の多層膜
28、76 第2の多層膜
29、77 第3の多層膜
30、78 第4の多層膜
31、79 第5の多層膜
32、80 第6の多層膜
33、81 第7の多層膜
82 第8の多層膜
40、41、45、53 第1の薄膜
43、49、59 第2の薄膜
42、46、54 第3の薄膜
44、50、60 第4の薄膜
47、55 第5の薄膜
51、61 第6の薄膜
48、56 第7の薄膜
52、62 第8の薄膜
57 第9の薄膜
63 第10の薄膜
58 第11の薄膜
64 第11の薄膜
93 第1の温度制御装置
94 第2の温度制御装置
103 ハーフミラー
113 光コネクタ
122 第1の光受信器
123 第2の光受信器
124 光分波器
125 信号差分回路
131 第1のギャップ基板
132 第2のギャップ基板
133 第3のギャップ基板
134 第4のギャップ基板
155、156、168、169 コーティング膜
160 反射鏡
161 半導体基板
162 光導波路
163 第1の回折格子
164 第2の回折格子
165 第3の回折格子
166 第4の回折格子
167 第5の回折格子
1, 11, 100, 110 Optical module 2, 12, 101 Optical active element 3, 13, 102, 121 Optical dispersion filter 4, 14, 104 Optical fiber 21, 71, 150 First substrate 22, 72, 151 Second Substrate 23, 73, 152 Third substrate 24, 74, 153 Fourth substrate 25, 154 Fifth substrate 26 Sixth substrate 27, 75 First multilayer film 28, 76 Second multilayer film 29, 77 Third multilayer film 30, 78 Fourth multilayer film 31, 79 Fifth multilayer film 32, 80 Sixth multilayer film 33, 81 Seventh multilayer film 82 Eighth multilayer film 40, 41, 45, 53 1st thin film 43, 49, 59 2nd thin film 42, 46, 54 3rd thin film 44, 50, 60 4th thin film 47, 55 5th thin film 51, 61 6th thin film 48, 56 4th 7th thin film 52, 62 8th thin film 57 9th thin film 63 10th thin film 58 11th thin film 64 11th thin film 93 1st temperature control device 94 2nd temperature control device 103 Half mirror 113 Optical connector 122 1st optical receiver 123 2nd Optical receiver 124 optical demultiplexer 125 signal difference circuit 131 first gap substrate 132 second gap substrate 133 third gap substrate 134 fourth gap substrate 155, 156, 168, 169 coating film 160 reflecting mirror 161 Semiconductor substrate 162 Optical waveguide 163 1st diffraction grating 164 2nd diffraction grating 165 3rd diffraction grating 166 4th diffraction grating 167 5th diffraction grating

Claims (6)

光信号の伝送媒体である光ファイバと、
前記光ファイバで受ける分散を補償するために光が透過する複数の光透過層と前記光透過層と交互に配置される部分反射層とからなる反射型の光分散フィルタと、
前記光ファイバと前記光分散フィルタとを結ぶ光軸を避けた位置に配置される光能動素子と、
前記光ファイバと前記光分散フィルタとを結ぶ光軸上に位置し、かつ反射光の光軸上に前記光能動素子が位置するように配置されるハーフミラーと、
を有する光モジュール。
An optical fiber that is an optical signal transmission medium;
A reflection type light dispersion filter comprising a plurality of light transmission layers through which light is transmitted in order to compensate for dispersion received by the optical fiber, and partial reflection layers alternately arranged with the light transmission layers;
An optical active element disposed at a position avoiding an optical axis connecting the optical fiber and the light dispersion filter;
A half mirror located on the optical axis connecting the optical fiber and the light dispersion filter, and arranged so that the optical active element is located on the optical axis of the reflected light;
An optical module.
前記光ファイバを着脱可能に固定する光コネクタを有する請求項記載の光モジュール。 The optical module of claim 1 having an optical connector for detachably securing the optical fiber. 前記光能動素子の温度を制御するための第1の温度制御装置と、
前記光分散フィルタの温度を制御するための第2の温度制御装置と、
を有する請求項1または2記載の光モジュール。
A first temperature control device for controlling the temperature of the photoactive element;
A second temperature control device for controlling the temperature of the light dispersion filter;
Light module according to claim 1 or 2, wherein having.
前記光能動素子は、光信号を出射する光源である請求項1乃至のいずれか1項記載の光モジュール。 Said optical active element, an optical module according to any one of claims 1 to 3 which is a light source for emitting light signals. 前記光能動素子は、光信号を受光する受光素子である請求項1乃至のいずれか1項記載の光モジュール。 Said optical active element, an optical module according to any one of claims 1 to 4 which is a light receiving element for receiving the light signal. 光信号を分割する光分波器と、
前記光分波器で分波された一方の光信号が入射する請求項記載の光モジュールと、
前記光モジュールへ入射した光信号に対応した電気信号を出力する、前記光能動素子である第1の光受信器と、
前記光分波器で分波された他方の光信号に対応した電気信号を出力する第2の光受信器と、
前記第1の光受信器及び第2の光受信器から出力される信号の差を出力する信号差分回路と、
を有する光分散測定器。
An optical demultiplexer for dividing the optical signal;
The optical module according to claim 1, wherein one optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer is incident;
A first optical receiver that is the optical active element that outputs an electrical signal corresponding to an optical signal incident on the optical module;
A second optical receiver that outputs an electrical signal corresponding to the other optical signal demultiplexed by the optical demultiplexer;
A signal difference circuit for outputting a difference between signals output from the first optical receiver and the second optical receiver;
A light dispersion measuring instrument.
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