JP7211017B2 - 光フィルタ、それを用いたレーザ光源および光送受信装置 - Google Patents
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Description
第1実施形態ついて、図1~図8を参照して説明する。本実施形態では、光フィルタを用いたレーザ光源について説明する。
本実施例では、図9に示す光フィルタについて、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。図9に示すように、本実施例の光フィルタ1は、上記実施形態で説明した光フィルタ1に対して、SSC11や変調器17およびループミラー18を無くし、第1導波路12に対して入力光を入射し、第3導波路16から出力光を出射させる形態とされている。入力光としては、コヒーレント光を用いているが、レーザ光源やスーパールミネッセンスダイオード(SLED)等の光を用いても良い。
波長が1550nmや1590nm近傍のピーク(1)、(3)に加えて、波長が1568nm近傍のピーク(2)が1番目のピークとなった。このように、1番目のピークにしたい波長域で1番目のピークが得られているものの、2番目のピークにしたい波長域でも1番目のピークとなった。
本比較例では、図9に示した光フィルタ1において、図12Aに示すように各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータを変えて、図12Bに示すように、状態b1~b3について、ダブルリングの透過スペクトルのピーク変化をシミュレーションにより確認した。その結果、図12B中に示すように、この比較例の場合にも、1番目のピーク位置が変化した。図13は、各状態におけるダブルリングの透過スペクトルを示している。
波長が1510nmや1550nm近傍のピーク(1)、(3)に加えて、波長が1545nm近傍のピーク(2)が1番目のピークとなった。このように、1番目のピークにしたい波長域で1番目のピークが得られているものの、2番目のピークにしたい波長域でも1番目のピークとなった。
本実施例では、図1に示したレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。このような構成において、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図14Aに示す値としている。
本実施例も、図1に示したレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。このような構成において、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図16Aに示す値としており、第2実施例と異なったパラメータとしている。
本比較例では、図1とほぼ同様の構造を従来のレーザ光源について、ダブルリングの透過スペクトルの変化を調べた。ただし、比較例では、各部の寸法や結合効率κなどの各パラメータについて、図18Aに示す値となっているため、第2、第3実施例と異なり、共振時の波長に隣接する両隣の波長の透過スペクトルが2番目のピークとなる。
第2実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して光の取り出し方向などを変更したものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第3実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第2実施形態に対して第1リング共振器13と第2リング共振器15との間の構成を変更したものであり、その他については第1、第2実施形態と同様であるため、第1、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態のようにSOA2の反射鏡21を通じて光が出力される形態を例に挙げて説明するが、第2実施形態のように反射鏡21と異なるところから光が出力される形態であっても良い。
第4実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態に対して第3導波路16に伝わった光が第1導波路12に伝搬されて反射鏡21に至る構成としたものであり、その他については第1実施形態と同様であるため、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
第5実施形態について説明する。本実施形態は、第1、第3、第4実施形態に対して反射鏡21ではない所から外出射光の取り出しを行うようにしたものであり、その他については第1、第3、第4実施形態と同様であるため、第1、第3、第4実施形態と異なる部分についてのみ説明する。なお、ここでは第1実施形態の構造について本実施形態の外出射光の取り出し構造を適用した場合について説明するが、第3、第4実施形態の構造についても適用できる。
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
2 SOA
10 半導体基板
12 第1導波路
13 第1リング共振器
14 第2導波路
15 第2リング共振器
16 第3導波路
17 変調器
18 ループミラー
Claims (15)
- 光フィルタであって、
異なる周囲長を有する第1リング共振器(13)および第2リング共振器(15)と、
前記第1リング共振器に光結合され、該第1リング共振器に対して光を伝搬する導波路(12)と、を含み、
前記導波路に入射された光が前記第1リング共振器を通じて前記第2リング共振器に伝搬され、
前記第1リング共振器の透過スペクトルの自由スペクトル間隔と前記第2リング共振器の透過スペクトルの自由スペクトル間隔とがずらされ、前記第1リング共振器と前記第2リング共振器それぞれの前記透過スペクトルの合成スペクトルとなるダブルリングの透過スペクトルが任意の波長において最も高い1番目のピークとなるように、前記第1リング共振器と前記第2リング共振器それぞれの前記透過スペクトルの自由スペクトル間隔が設定されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルは、前記1番目のピークと該1番目のピークの次に高い2番目のピークとの間に、前記2番目のピークよりも低いピークが配置されている光フィルタ。 - 前記ダブルリングの透過スペクトルは、前記2番目のピークの次に高い3番目のピークを有し、
前記1番目のピークと前記2番目のピークとの間に前記3番目のピークが位置している請求項1に記載の光フィルタ。 - 前記ダブルリングの透過スペクトルは、複数の波長において前記1番目のピークを有し、
前記第1リング共振器と前記第2リング共振器それぞれの透過スペクトルは、前記複数の波長における前記1番目のピークの間において順番に並びつつ、該順番が入れ替わる順番逆転部を有している請求項1または2に記載の光フィルタ。 - 前記ダブルリングの透過スペクトルは、複数の波長において前記1番目のピークを有し、
前記複数の波長における前記1番目のピークにおいて前記第1リング共振器と前記第2リング共振器それぞれの透過スペクトルの山と山が重なり、前記複数の波長における前記1番目のピークの間に前記2番目のピークが位置し、該2番目のピーク付近において前記第1リング共振器と前記第2リング共振器それぞれの透過スペクトルの谷と谷が重なる請求項1または2に記載の光フィルタ。 - 前記第1リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を第1導波路として、
前記第1リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器に光結合され、該第1リング共振器から光が伝搬されると共に該光を前記第2リング共振器に伝搬する第2導波路(14)を含んでいる請求項1ないし4のいずれか1つに記載の光フィルタ。 - 前記第1リング共振器と前記第2リング共振器とが直接光結合されており、前記第1リング共振器から前記第2リング共振器に直接光が伝搬される請求項1ないし4のいずれか1つに記載の光フィルタ。
- 前記第1リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を第1導波路として、
前記第1リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器に光結合され、該第1リング共振器から光が伝搬されると共に該光を前記第2リング共振器に伝搬する第2導波路(14)と、
前記第2リング共振器に光結合されると共に、前記第1導波路に接続され、前記第1導波路と共にY分岐導波路を構成する第3導波路(16)と、を有している請求項1ないし4のいずれか1つに記載の光フィルタ。 - 請求項5に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記第1導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第1反射部(21)が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第2リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器から光が伝搬される第3導波路(16)と、
前記第3導波路に伝搬される光を反射して前記第3導波路に伝搬する第2反射部(18、40)と、を含み、
前記第1導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2導波路、前記第2リング共振器および前記第3導波路の順に伝搬されて前記第2反射部で反射され、前記第3導波路、前記第2リング共振器、前記第2導波路、前記第1リング共振器および前記第1導波路の順に伝搬されて前記第1反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記第1反射部と前記第2反射部のいずれか一方から光が出射させられるレーザ光源。 - 前記第1リング共振器の周囲長および前記第1リング共振器と前記第1導波路との結合効率の組み合わせと、前記第2リング共振器の周囲長および前記第2リング共振器と前記第2導波路との結合効率との組み合わせについて、前記周囲長の長い方の組み合わせでは短い方の組み合わせと比べて前記結合効率が大きくされている請求項8に記載のレーザ光源。
- 請求項6に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を1つの導波路として、前記1つの導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記1つの導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第1反射部(21)が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第2リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器から光が伝搬されるもう1つの導波路(16)と、
前記もう1つの導波路に伝搬される光を反射して前記もう1つの導波路に伝搬する第2反射部(18、40)と、を含み、
前記1つの導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2リング共振器および前記もう1つの導波路の順に伝搬されて前記第2反射部で反射され、前記もう1つの導波路、前記第2リング共振器、前記第1リング共振器および前記1つの導波路の順に伝搬されて前記第1反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記第1反射部と前記第2反射部のいずれか一方から光が出射させられるレーザ光源。 - 請求項7に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記第1導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する反射部(21)が備えられ、
前記第1導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2導波路、前記第2リング共振器および前記第3導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路と、前記第1導波路に入力された光が前記第3導波路から前記第2リング共振器、前記第2導波路、前記第1リング共振器および前記第1導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路とに分岐する光経路を形成するファブリペロー共振器が構成されており、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記反射部から光が出射させられるレーザ光源。 - 請求項5に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記第1導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第1反射部(21)が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第2リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器から光が伝搬される第3導波路(16)と、
前記第3導波路に伝搬される光を反射して前記第3導波路に伝搬する第2反射部(18)と、を含み、
前記第1導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2導波路、前記第2リング共振器および前記第3導波路の順に伝搬されて前記第2反射部で反射され、前記第3導波路、前記第2リング共振器、前記第2導波路、前記第1リング共振器および前記第1導波路の順に伝搬されて前記第1反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記第1導波路と前記第2導波路および前記第3導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路(19)を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。 - 請求項6に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1リング共振器に対して光を伝搬する前記導波路を1つの導波路として、前記1つの導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記1つの導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する第1反射部(21)が備えられ、
前記光フィルタは、
前記第2リング共振器に光結合されると共に前記第2リング共振器から光が伝搬されるもう1つの導波路(16)と、
前記もう1つの導波路に伝搬される光を反射して前記もう1つの導波路に伝搬する第2反射部(18)と、を含み、
前記1つの導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2リング共振器および前記もう1つの導波路の順に伝搬されて前記第2反射部で反射され、前記もう1つの導波路、前記第2リング共振器、前記第1リング共振器および前記1つの導波路の順に伝搬されて前記第1反射部で反射されるファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記1つの導波路と前記もう1つの導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路(19)を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。 - 請求項7に記載の光フィルタ(1)と、
前記光フィルタに接続され、前記第1導波路に対して光を入力する半導体光増幅器(2)と、を有し、
前記半導体光増幅器のうち前記光フィルタと接続される一面(2a)と反対側となる他面(2b)には、前記第1導波路から該半導体光増幅器に伝搬される光を反射する反射部(21)が備えられ、
前記第1導波路に入力された光が前記第1リング共振器、前記第2導波路、前記第2リング共振器および前記第3導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路と、前記第1導波路に入力された光が前記第3導波路から前記第2リング共振器、前記第2導波路、前記第1リング共振器および前記第1導波路の順に伝搬されて前記反射部で反射される光経路とに分岐する光経路を形成するファブリペロー共振器が構成されており、
さらに、前記第1導波路と前記第2導波路および前記第3導波路のうちのいずれかに光結合された出射導波路(19)を有し、
前記ダブルリングの透過スペクトルの前記1番目のピークとなる波長において発振し、前記出射導波路を通じて光が出射させられるレーザ光源。 - 請求項8ないし14のいずれか1つに記載のレーザ光源を有し、
該レーザ光源を光源とする光送受信装置。
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