JPH01221726A

JPH01221726A - 可変波長フィルタ

Info

Publication number: JPH01221726A
Application number: JP4816988A
Authority: JP
Inventors: Tsuraaki Numai; 沼居　貫陽
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1989-09-05
Anticipated expiration: 2010-10-18
Also published as: JPH0797193B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は波長多重光伝送などに用いられる可変波長フィ
ルタに関する。

（従来の技術）波長多重化光信号から、任意の波長の光信号を選択する
可変波長フィルタは、光伝送、光交換。

光情報処理等において広範な用途に応用可能なキーデバ
イスの１つである。そして、いずれの用途においても可
変波長フィルタの特性として十分な波長選択度と選択波
長の広い可変同調幅が必要とされている。また、構造と
して光集積回路化が不可決なことから、任意の選択した
い波長だけを透過する透過型の波長選択フィルタである
ことも必要である。

従来から、波長選択フィルタに関しては、いくつかの検
討がなされている。その中で、半導体を利用したフィル
タは集積化の面から注目を集めている。半導体基板上に
均一な回折格子を設けたフィルタについては、利得を有
する構造（アプライド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐ
ｌｉｅｄ　ＰｈｙｓｉｃｓＬｅｔｔｅｒｓ　）第５０巻
６６頁、　１９８７）と利得の無い構造（エレクトロニ
クス・レターズ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＬｅｔｔｅｒ
ｓ　）第２３巻６２２頁、１９８７）について報告があ
る。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、半導体基板上に均一な回折格子を設けた
フィルタには、以下のような欠点がある。

利得を有するフィルタの場合、電流を注入することによ
って利得と透過波長が変化するが、注入電流は発振閾値
以下に制限される。そのため、可変波長範囲が数人と手
許かった。

一方、利得の無いフィルタでは、可変波長範囲は〜１０
０人まで可能と考えられるが、基本的に反射型フィルタ
であり、透過型フィルタとして見たときは、バンドカッ
トフィルりになる。従って、特定の波長の光信号だけを
取り出すためには、フィルタの入力側を分岐してフィル
タからの反射光を検知しなければならないが、分岐によ
る損失２分岐点における反射のために十分な光出力を得
ることが難しい。

本発明の目的は、以上の問題点を解決した、可変波長が
大きく、かつ任意の波長の光信号だけを透過するバンド
透過型の可変波長フィルタを提供することにある。

（課題を解決するための手段）前述の課題を解決するために本発明が提供する手段は、
マッハ・ツェンダ干渉計でなるバンド透過型の可変波長
フィルタであって、分岐後の２本の光路のうち第１の光
路中にバンドカット可変波長フィルタが挿入され、かつ
第２の光路中に光路長が外部信号に応じて変わる光学要
素を含むことを特徴とする。

（作用）半導体基板上に均一な回折格子を設けたフィルタのうち
、利得の無いフィルタでは電流を注入しても発振する恐
れが無い。従って、可変波長範囲はｘｉ注入による発熱
だけで制限きれるので、１００人程度の可変幅が得られ
る。このようなフィルタはバンドカットフィルタである
が、可変波長範囲が大きい、第３図にこのようなバンド
カット可変波長フィルタを用いて特定の波長の光信号だ
けを取り出す構成とした本発明のバンド透過型可変波長
フィルタを示す。

ビームスプリッタ１１、ミラー１２，１４、ビーム結合
器１５を第３図のように配置する。これはマッハ・ツェ
ンダ干渉計である。ビームスプリッタで光路を２つに分
け、一方の光路４１上にバンドカットフィルタ３０を配
置する。また他方の光路４２上に光路長調節器１６を配
置する。

波長多重化光信号がこの系に入力するとビームスプリッ
タ１１で光路が２分諮れる。光路４１を通ったビームは
、バンドカットフィルり３０で、例えばλ、の信号だけ
が減衰され、Ｂ点のようなスペクトルになる。一方、光
路４２を通ったビームは特定の波長の光信号だけが減衰
諮れることはない。ビーム結合器１５で、光路４１　、
４２を通ったビームが合波される。光路長調節器１６で
光路長を調節すれば、光路４１　、４２それぞれを通っ
てきた２本のビームの干渉によって入、の信号だけを取
り出すことができる。

以上のような構成にすれば、可変波長範囲が１００人程
度と大きく、かつ任意の波長の光信号だけを取り出すこ
とのできるフィルタが得られる。

ここで、次の点に注意する必要がある。マッハ・ツェン
ダ干渉針の透過率Ｔは、光信号の周波数ｆ’　ｌ　＋光
路の屈折率ｎ、光路差Δり、光速Ｃとの間に２７１　ｎｆ、ＡＩＴ−ｃｏｓ’［］　　　　・＝（１）という関係がある。光路差Δｆｆ１＝ｏのときは、（１
）式から常にＴ＝１となるので、任意の周波数ｆ１（波
長λ、）の光信号を送ることができる。

一方、Δ！≠Ｏの時は、Ｔ＝１とするためには（１）式
から波長多重化信号の周波数間隔Δｆを・・・（２）という関係を満たすように設定する必要がある。

（実施例）第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。

第１図において、ビームスプリッタ１１．ミラー１２．
１４、ビーム結合器１５でマッハ・ツェンダ干渉計を構
成できる。入力波長多重化信号として、２人間隔で５０
波並んだ１．５−帯の光信号を入射する。

ビームスプリッタ−１で入射ビームは光路４１と４２と
に分けられる。光路４２はビームスプリッタ１１からミ
ラー１２．光路長調節器１６及びミラー１４を経てビー
ム結合器１５に至る光路である。バンドカットフィルタ
３０は、半導体基板上に均一な回折格子を形成し、その
上にガイド層およびクラッド層の結晶を成長し、その後
に横モード制御のために埋込み構造としたものである。

バンドカットフィルタ３０におけるバンド幅を狭くする
ために回折格子の高さを低く、すなわち結合定数ｋを低
く押さえである。３ｄＢダウンバンド幅は１人であった
。電流を１００ｍＡ注入した時、透過阻止波長は短波側
へ１００人動いた。光路４１と４２を通ったビームは、
ビーム結合器１５で重ね合わされる。光路長調節器１６
で、光路長を調節することによって特定の波長だけを透
過させることが出来る。光路長を調節してから、バンド
カットフィルタ３０に電流を注入することによって５０
波長の入力信号の中から任意の波長の光信号だけを取り
出すことが出来る。

第２図は本発明の別の実施例を示す平面図である。この
実施例は各要素を１つの共通の半導体基板２０上に集積
してなり、半導体基板２０の一部には回折格子領域２３
が形成しである。本実施例の製作においては、半導体基
板２０上にガイド層およびクラッド層を成長した後、光
ガイド２１　、２４、光路長調節領域２２、回折格子領
域２３を残して、成長層をエツチングする。その後、埋
め込み成長を行なう、電極は、光路長調節領域２２と回
折格子領域２３とに独立に電流注入できるように分離し
て設ける。波長多重化された信号は、光ガイド２１に入
射した後光路長調節領域２２と回折格子領域２３とに分
けられ、それぞれの領域を通過後、光ガイド２４で重ね
合わ許れる。光路長調節領域２２に電流を注入すれば、
光学長を変化きせることができ、また回折格子領域２３
に電流を注入すれば、透過阻止波長が変化するので、第
１図の実施例と同様の原理で透過フィルタとなる。

なお、第１図の実施例では、マッハ・ツェンダ干渉針を
ビームスプリッタ、ミラー、ビーム結合器を用いて構成
したが、本発明ではこれらに代えて光ファイバ、ファイ
バカップラ等を用いても一部に差し支えない。また、バ
ンドカットフィルタも半導体に限定する必要はなく、本
発明においては可変波長バンドカットフィルタであれば
何でもよい、また、第２図の構造の集積化フィルタは、
半導体に限らず半導体以外の材料でも製作できる。

（発明の効果）以上に詳しく説明したように、本発明によれば、波長可
変範囲が１００人と大きく、５０チャンネル程度のバン
ド透過型可変波長フィルタが提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は本
発明の別の実施例を示す平面図、第３図は本発明のフィ
ルタ中を波長多重化光信号が伝播する様子を示す概念図
である。１１・・・ビームスプリッタ、１２　、１４・・・ミラ
ー、１５・・・ビーム結合器、１６・・・光路長調節器
、２０・・・基板、２１　、２４・・・光ガイド、２２
・・・光路長調節領域、２３・・・回折格子領域、３０
・・・バンドカットフィルタ、４１　、４２・・・光路
。

Claims

【特許請求の範囲】

マッハ・ツェンダ干渉計でなるバンド透過型の可変波長
フィルタにおいて、分岐後の２本の光路のうち第１の光
路中にバンドカット可変波長フィルタが挿入され、かつ
第２の光路中に光路長が外部信号に応じて変わる光学要
素を含むことを特徴とする可変波長フィルタ。