JPH0333805A - 光デバイスおよび光フィルター - Google Patents
光デバイスおよび光フィルターInfo
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- JPH0333805A JPH0333805A JP2077170A JP7717090A JPH0333805A JP H0333805 A JPH0333805 A JP H0333805A JP 2077170 A JP2077170 A JP 2077170A JP 7717090 A JP7717090 A JP 7717090A JP H0333805 A JPH0333805 A JP H0333805A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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-
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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。
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］
本発明は光多重化装置（ここでは１ｌｕｌＬｉｐＨ３Ｘ
ｅｒとｄｅ＊ｕＨ１ｐｌｅｘｅｒの両方の概念を含む）
に関し、特に集束ブラッグ反射体を用いた構成に関する
。
ｅｒとｄｅ＊ｕＨ１ｐｌｅｘｅｒの両方の概念を含む）
に関し、特に集束ブラッグ反射体を用いた構成に関する
。
［従来の技術］
多くの光通信システムにおいては、異なる波長を有する
光信号の多重化（多重化／分波）を行う必要があり、こ
れは波長分割多重化（ＷＤＭ）として知られている。こ
れらの動作はある種のモノシリツクの集積光構造によっ
て提供されることが好ましい。一連の並列グレーティン
グライン（格子線）からなるブラッグ反射体は、波長選
別フィルターとしてこれらのデバイスにしばしば用いら
れる。
光信号の多重化（多重化／分波）を行う必要があり、こ
れは波長分割多重化（ＷＤＭ）として知られている。こ
れらの動作はある種のモノシリツクの集積光構造によっ
て提供されることが好ましい。一連の並列グレーティン
グライン（格子線）からなるブラッグ反射体は、波長選
別フィルターとしてこれらのデバイスにしばしば用いら
れる。
１つの特殊な集積光多重化構成が１９８８年４月２６日
付けＪ、Ｌｉｚｅｔ他による米国特許４，７４０．９５
１号に開示されている。この特許はシリコン基板上に形
成された集積構成を開示し、この構成は、入力導波路、
平行光線を作る手段、ｎ個の関連焦点ミラーを有するｎ
個のブラッグ反射体、及びｎ個の出力導波路を有してい
る。直線グレーティングを形成するために、シリコン基
板上の層状誘電体フィルムをエツチングによって形成し
たｎ個のブラッグ反射体は、各々がｎ個の伝送波長の内
の異なる１つを反射するようにカスケード状に配置され
ている。エツチングされたミラーは、対応する出力導波
路のコア領域に反射波長の焦点を結ばせるために用いら
れる。この構成は光の多重化を行うことができるが、焦
点要素としてエツチングされたミラーを用いることは、
システム中に許容できない散乱と結合損失をもたらすと
考えられる。
付けＪ、Ｌｉｚｅｔ他による米国特許４，７４０．９５
１号に開示されている。この特許はシリコン基板上に形
成された集積構成を開示し、この構成は、入力導波路、
平行光線を作る手段、ｎ個の関連焦点ミラーを有するｎ
個のブラッグ反射体、及びｎ個の出力導波路を有してい
る。直線グレーティングを形成するために、シリコン基
板上の層状誘電体フィルムをエツチングによって形成し
たｎ個のブラッグ反射体は、各々がｎ個の伝送波長の内
の異なる１つを反射するようにカスケード状に配置され
ている。エツチングされたミラーは、対応する出力導波
路のコア領域に反射波長の焦点を結ばせるために用いら
れる。この構成は光の多重化を行うことができるが、焦
点要素としてエツチングされたミラーを用いることは、
システム中に許容できない散乱と結合損失をもたらすと
考えられる。
従って、比較的小型で製造が簡単、かつ再現性が良く、
しかも低い挿入損失と無偏向動作が可能なモノシリツク
な光多重化装置（分波装置）の必要性が従来からある。
しかも低い挿入損失と無偏向動作が可能なモノシリツク
な光多重化装置（分波装置）の必要性が従来からある。
［発明の概要］
本発明は光多重化装置に関し、特に入力、出力導波路間
の光信号を導くほぼ楕円状グレーティング形状をした少
なくとも１つの集束ブラッグ反射体を用いる構成に関す
る。各ブラッグ反射体は、波長選別と集束化の両方の目
的を満たすものである。反射信号が出力導波路の入口ポ
ートで焦点を結ぶように、入力、出力導波路の出口、入
口ポートを楕円の焦点に位置させることによって、効率
的な結合が達成される。
の光信号を導くほぼ楕円状グレーティング形状をした少
なくとも１つの集束ブラッグ反射体を用いる構成に関す
る。各ブラッグ反射体は、波長選別と集束化の両方の目
的を満たすものである。反射信号が出力導波路の入口ポ
ートで焦点を結ぶように、入力、出力導波路の出口、入
口ポートを楕円の焦点に位置させることによって、効率
的な結合が達成される。
本発明の１実施例によれば、Ｎ個のほぼ楕円状ブラッグ
反射体は、一連の共焦点（即ち共通の焦点）楕円状グレ
ーティングを含む反射体を、連続的に配列することによ
り形成される。Ｎ個のブラッグ反射体は共通の焦点を共
有し、各反射体の楕円率を修正することによって、残り
の焦点の位置を変えることができ、入力、出力導波路間
に適切なスペースを与えることができる。Ｎ個の楕円ブ
ラッグ反射体は、非共振ブラッグ反射体による光ガイド
媒体からのブラッグ散乱に起因する減衰を減らすために
、最短波長の反射体は入力光波の最も近くに位置するよ
うに並べられる。この散乱はグレーティングのブラッグ
波長より短い波長の光に対して強くなることが知られて
いる。
反射体は、一連の共焦点（即ち共通の焦点）楕円状グレ
ーティングを含む反射体を、連続的に配列することによ
り形成される。Ｎ個のブラッグ反射体は共通の焦点を共
有し、各反射体の楕円率を修正することによって、残り
の焦点の位置を変えることができ、入力、出力導波路間
に適切なスペースを与えることができる。Ｎ個の楕円ブ
ラッグ反射体は、非共振ブラッグ反射体による光ガイド
媒体からのブラッグ散乱に起因する減衰を減らすために
、最短波長の反射体は入力光波の最も近くに位置するよ
うに並べられる。この散乱はグレーティングのブラッグ
波長より短い波長の光に対して強くなることが知られて
いる。
本発明の他の実施例では、比較的低い漏話の多重化装置
が二重フィルタリングを用いて達成される。即ち、追加
のブラッグ反射体が、隣接波長の信号間の隔離を増加さ
せるために用いられる。特に、第２の楕円ブラッグ反射
体フィルターが、２回反射した信号の隔離を２倍（ｄＢ
単位で）にするように各信号経路中に設けられる。一般
に、各フィルターの挿入損失が少いことから、楕円ブラ
ッグ反射体フィルターのＭ個のセットがカスケード配置
される。
が二重フィルタリングを用いて達成される。即ち、追加
のブラッグ反射体が、隣接波長の信号間の隔離を増加さ
せるために用いられる。特に、第２の楕円ブラッグ反射
体フィルターが、２回反射した信号の隔離を２倍（ｄＢ
単位で）にするように各信号経路中に設けられる。一般
に、各フィルターの挿入損失が少いことから、楕円ブラ
ッグ反射体フィルターのＭ個のセットがカスケード配置
される。
本発明に従って形成された楕円ブラッグ反射体は、多重
化や分波以外にフィルターとしても使うこともできる。
化や分波以外にフィルターとしても使うこともできる。
そのようなフィルターは非常に低い挿入損失と入力信号
源への低リターンを持つことができる。楕円ブラッグ反
射体のフィルターとしての使用は、光増幅器段間の直列
型（イン・ライン）フィルターとして特に有効である。
源への低リターンを持つことができる。楕円ブラッグ反
射体のフィルターとしての使用は、光増幅器段間の直列
型（イン・ライン）フィルターとして特に有効である。
その様なフィルターが無い場合には、第１段からの自発
放射が出力段の増幅器を飽和させてしまうこともありう
る。フィードバックを伴ったフィルタリング及び／又は
多重化を提供する変形例もまた可能である。
放射が出力段の増幅器を飽和させてしまうこともありう
る。フィードバックを伴ったフィルタリング及び／又は
多重化を提供する変形例もまた可能である。
［実施例の説明］
第１図に、本発明の光多重化（多重化／分波）装置１０
が示されている。以下、この装置１０の動作を光波長分
割の分波装置として説明するが、装置１０は光波長多重
化装置として逆にも動作するものである。
が示されている。以下、この装置１０の動作を光波長分
割の分波装置として説明するが、装置１０は光波長多重
化装置として逆にも動作するものである。
第１図で、複数の波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号
を含む入射光波１１は、装置１０の入力導波路１２から
入る。一般に、本発明によって形成された波長分波装置
は、Ｎ個の異なる波長（Ｎ〉１）で動作するが、ここで
は典型例として４個の異なる波長を使う分波装置につい
て説明する。
を含む入射光波１１は、装置１０の入力導波路１２から
入る。一般に、本発明によって形成された波長分波装置
は、Ｎ個の異なる波長（Ｎ〉１）で動作するが、ここで
は典型例として４個の異なる波長を使う分波装置につい
て説明する。
入力導波路１２は多くの異なる形状があり、それは、例
えば比較的高屈折率の材料層１３の光ガイド媒体と充分
な光結合を提供する方法（例えば、光ガイド層１３の端
面とバット接続）で結ばれた光導波路を含んでいる。入
力導波路１２はガイド層中に直接形成された光導波路か
らなるものや、或いは半導体レーザ・ダイオードや光増
幅器のような活性光デバイスのものもある。導波路１２
の物理的特性や、装置１０のその他の部分は第２図、第
３図に関連して以下に詳述する。 第３図で、入射光波
１１は導波路１２の出口■を出て光ガイド層１３に入る
。その放射は、複数の楕円ブラッグ反射体に向かって光
ガイド層１３中を伝搬する。
えば比較的高屈折率の材料層１３の光ガイド媒体と充分
な光結合を提供する方法（例えば、光ガイド層１３の端
面とバット接続）で結ばれた光導波路を含んでいる。入
力導波路１２はガイド層中に直接形成された光導波路か
らなるものや、或いは半導体レーザ・ダイオードや光増
幅器のような活性光デバイスのものもある。導波路１２
の物理的特性や、装置１０のその他の部分は第２図、第
３図に関連して以下に詳述する。 第３図で、入射光波
１１は導波路１２の出口■を出て光ガイド層１３に入る
。その放射は、複数の楕円ブラッグ反射体に向かって光
ガイド層１３中を伝搬する。
第１楕円ブラッグ反射体１４は、λ１で伝搬する信号を
反射するように形成された共焦点（即ち共通の焦点）の
複数の楕円グレーティングラインからなり、そこでは第
１ブラッグ反射体１４の寸法を正しく決めるために、次
の関係が用いられる。
反射するように形成された共焦点（即ち共通の焦点）の
複数の楕円グレーティングラインからなり、そこでは第
１ブラッグ反射体１４の寸法を正しく決めるために、次
の関係が用いられる。
ａ−λＢ ／ （２ｎ ） 及び
−ＸＬＢ
ここで、ａは、グレーティングの間隔と定義される（間
隔ａはグレーティングラインのある楕円の主軸に沿って
測られる）。λ８は、反射体の物理的特性として定義さ
れた反射が望まれる特定の波長（ブラッグ波長）である
。ｎは、光ガイド層の屈折率である。本明細書の全体を
通して、λＢ１は、物理的に定義された反射体の波長に
関する記号、λ１は、関連する光信号の波長に関係する
記号である。Ｌは、ブラッグ反射体の長さ、Ｘは倍率（
通常１から５）、ＬＢはブラッグ長さ、即ち適切なブラ
ッグ反射を与えるに必要なグレーティングの長さ、と定
義される。ブラッグ反射体の帯域幅Δλは、反射される
波長の範囲を定義し、およそ次の関係になる。
隔ａはグレーティングラインのある楕円の主軸に沿って
測られる）。λ８は、反射体の物理的特性として定義さ
れた反射が望まれる特定の波長（ブラッグ波長）である
。ｎは、光ガイド層の屈折率である。本明細書の全体を
通して、λＢ１は、物理的に定義された反射体の波長に
関する記号、λ１は、関連する光信号の波長に関係する
記号である。Ｌは、ブラッグ反射体の長さ、Ｘは倍率（
通常１から５）、ＬＢはブラッグ長さ、即ち適切なブラ
ッグ反射を与えるに必要なグレーティングの長さ、と定
義される。ブラッグ反射体の帯域幅Δλは、反射される
波長の範囲を定義し、およそ次の関係になる。
Δλ−λＢａ／ＬＢ
上式より、狭帯域ブラッグ反射体を形成するためには（
即ち小いΔλ）、Ｌは与えられたλＢに対して大きくな
ければならない。
即ち小いΔλ）、Ｌは与えられたλＢに対して大きくな
ければならない。
これら及びその他の各種パラメータは、一般的なブラッ
グ反射体１５を含む第２図に示され、そこには、反射体
１５を構成する多数のグレーティングラインが示されて
いる。本発明によれば、各ブラッグ反射体は複数の共焦
点楕円グレーティングラインからなり、各グレーティン
グラインは第２図でＦｌとＦ２の同じ一対の焦点に関連
している。従って、焦点Ｆｌから放射されブラッグ反射
体１５で反射した光は、焦点Ｆ２に集まる。即ち、一対
の人力／出力導波路１７．１９の出口／入口ポートは夫
々これらの焦点に位置し、導波路間の信号に最高の結合
を与えている。入力と出力の導波路１７．１つの軸の交
点Ｐは、反射体１５の端から距離Δ２の所にある。ブラ
ッグ反射の原理によれば、Δｚ ＝ Ｌ ｓ ／ ２の
場合、ブラッグ反射体１５は、反射が望まれる帯域の中
央波長λ。において最高の反射を示す。フィルタリング
装置の定義を使えば、ブラッグ反射体１５で反射した波
長（即ちλ０±Δλ／２）は“停止帯域（Ｓｔｏｐｂｉ
ｎｄ）”と呼ばれ、残りの波長は“通過帯域（Ｐａｓｓ
ｂａｎｄ）”と呼ばれる。この様にΔｚ ＝ Ｌ Ｂ
／ ２で、反射体１５はその停止帯域の中央において最
高の反射力を示す。
グ反射体１５を含む第２図に示され、そこには、反射体
１５を構成する多数のグレーティングラインが示されて
いる。本発明によれば、各ブラッグ反射体は複数の共焦
点楕円グレーティングラインからなり、各グレーティン
グラインは第２図でＦｌとＦ２の同じ一対の焦点に関連
している。従って、焦点Ｆｌから放射されブラッグ反射
体１５で反射した光は、焦点Ｆ２に集まる。即ち、一対
の人力／出力導波路１７．１９の出口／入口ポートは夫
々これらの焦点に位置し、導波路間の信号に最高の結合
を与えている。入力と出力の導波路１７．１つの軸の交
点Ｐは、反射体１５の端から距離Δ２の所にある。ブラ
ッグ反射の原理によれば、Δｚ ＝ Ｌ ｓ ／ ２の
場合、ブラッグ反射体１５は、反射が望まれる帯域の中
央波長λ。において最高の反射を示す。フィルタリング
装置の定義を使えば、ブラッグ反射体１５で反射した波
長（即ちλ０±Δλ／２）は“停止帯域（Ｓｔｏｐｂｉ
ｎｄ）”と呼ばれ、残りの波長は“通過帯域（Ｐａｓｓ
ｂａｎｄ）”と呼ばれる。この様にΔｚ ＝ Ｌ Ｂ
／ ２で、反射体１５はその停止帯域の中央において最
高の反射力を示す。
第２図は又、入力導波路１７と出力導波路１９間の分離
角αを示し、これはブラッグ反射体１５の楕円率の関数
である。導波路１７から出た光波１１のビーム幅θ（最
大角の半分における遠視野分布の角）も示されている。
角αを示し、これはブラッグ反射体１５の楕円率の関数
である。導波路１７から出た光波１１のビーム幅θ（最
大角の半分における遠視野分布の角）も示されている。
楕円ブラッグ反射体が、ブラッグ波長λＢにおいて高反
射力を持っためには、α２／θは、ｗ／ＬＢより小さい
ことが必要である。ここで２ｗは焦点ＦｌとＦ２間の距
離である。
射力を持っためには、α２／θは、ｗ／ＬＢより小さい
ことが必要である。ここで２ｗは焦点ＦｌとＦ２間の距
離である。
図面を簡単にするため、楕円ブラッグ反射体は他の図面
では個々の矩形で示しであるが、それらは第２図の楕円
ブラッグ反射体の形をしていると理解すべきである。
では個々の矩形で示しであるが、それらは第２図の楕円
ブラッグ反射体の形をしていると理解すべきである。
第１図で、第１ブラッグ反射体１４は、ブラッグ波長λ
８、に近い波長λ１を持つ入射光波の部分を反射するよ
うに機能し、光波１１の残りの部分は、そこを通過して
伝搬する。反射体１４からの反射信号は、光ガイド層１
３を経て第１出力導波路１６の入口０１に焦点を結ぶ。
８、に近い波長λ１を持つ入射光波の部分を反射するよ
うに機能し、光波１１の残りの部分は、そこを通過して
伝搬する。反射体１４からの反射信号は、光ガイド層１
３を経て第１出力導波路１６の入口０１に焦点を結ぶ。
上記のごとく導波路１６は、入口０１が第１楕円ブラッ
グ反射体１４の焦点に位置するように形成される。（入
力導波路１２の出口Ｉは他の焦点に位置している。）第
１図、第２図に示すように、出力導波路は、反射信号の
伝搬方向に合うように、Ｚ軸に対して僅か傾斜している
。
グ反射体１４の焦点に位置するように形成される。（入
力導波路１２の出口Ｉは他の焦点に位置している。）第
１図、第２図に示すように、出力導波路は、反射信号の
伝搬方向に合うように、Ｚ軸に対して僅か傾斜している
。
光波１１の残りの部分は、第２楕円ブラッグ反射体１８
に当たり、第２楕円ブラッグ反射体１８は、ブラッグ波
長λ に近い波長λ２を持つ信号Ｂ、２ の部分を反射するように、上記関係に従って設計されて
いる。第１図に示すように、λ２の信号は、第２楕円反
射体１８の焦点の１つにその入口が位置している第２出
力導波路２０の入口０２に焦点を結ぶ（上記のごとく導
波路１２の出口■は、第２の楕円反射体１８の他の焦点
に位置している）。
に当たり、第２楕円ブラッグ反射体１８は、ブラッグ波
長λ に近い波長λ２を持つ信号Ｂ、２ の部分を反射するように、上記関係に従って設計されて
いる。第１図に示すように、λ２の信号は、第２楕円反
射体１８の焦点の１つにその入口が位置している第２出
力導波路２０の入口０２に焦点を結ぶ（上記のごとく導
波路１２の出口■は、第２の楕円反射体１８の他の焦点
に位置している）。
０゜における反射信号は、第２出力導波路２０に入る前
に、第１楕円反射体１４を通って反射するため、僅か減
衰している。
に、第１楕円反射体１４を通って反射するため、僅か減
衰している。
同様な方法で、第３楕円ブラッグ反射体２２は、ブラッ
グ波長λ に近い波長λ３を持つ信号の部３ 分が、第３出力導波路２４の入口０３に反射するように
設計されており、第４楕円ブラッグ反射体２６は、λ
に近い波長λ４を持つ残りの信号が、４ 第４出力導波路２８の入口０４に反射するように設計さ
れている。上記のごとく、導波路２４，２８の入口０３
．０４は、夫々楕円反射体２２．２６の１つの焦点に位
置している。これらの信号は、それぞれの出力導波路に
入る前に２度、より短い波長の楕円ブラッグ反射体を通
過するため、僅か減衰している。実用的には、この減衰
は、１個の装置で多重化及び分波するチャネルの数を制
限することになる。
グ波長λ に近い波長λ３を持つ信号の部３ 分が、第３出力導波路２４の入口０３に反射するように
設計されており、第４楕円ブラッグ反射体２６は、λ
に近い波長λ４を持つ残りの信号が、４ 第４出力導波路２８の入口０４に反射するように設計さ
れている。上記のごとく、導波路２４，２８の入口０３
．０４は、夫々楕円反射体２２．２６の１つの焦点に位
置している。これらの信号は、それぞれの出力導波路に
入る前に２度、より短い波長の楕円ブラッグ反射体を通
過するため、僅か減衰している。実用的には、この減衰
は、１個の装置で多重化及び分波するチャネルの数を制
限することになる。
上述のごとく、第１図のような構成の中でのブラッグ反
射体の順序が重要である。これは光ガイド層からのブラ
ッグ逆方向性結合（ｃｏｎｔｒａｄｌｒｅｃｔｉｏｎａ
ｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ） （放射結合又はクラツデイン
グ・モード）は、与えられた反射体のブラッグ波長より
僅か短い波長で起こるという事実によるものである。ブ
ラッグ散乱は、これらのより短い波長の光に対して、そ
れらがグレーティングを通って伝搬するとき、損失の原
因になる。ブラッグ散乱は、第１図の反射体の順序をλ
Ｂｌ＜λＢ２＜λ８３＜λＢ４にすることよって防止で
きる。例えば、λ４は、それがブラッグ反射される前に
、多重化装置１０の最初の３つの反射体を通過する。こ
の信号は、最初の３つの反射体のブラッグ波長より長い
波長なので、これらの反射体によって、放射やクラブデ
ィング・モードに変換されない。
射体の順序が重要である。これは光ガイド層からのブラ
ッグ逆方向性結合（ｃｏｎｔｒａｄｌｒｅｃｔｉｏｎａ
ｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ） （放射結合又はクラツデイン
グ・モード）は、与えられた反射体のブラッグ波長より
僅か短い波長で起こるという事実によるものである。ブ
ラッグ散乱は、これらのより短い波長の光に対して、そ
れらがグレーティングを通って伝搬するとき、損失の原
因になる。ブラッグ散乱は、第１図の反射体の順序をλ
Ｂｌ＜λＢ２＜λ８３＜λＢ４にすることよって防止で
きる。例えば、λ４は、それがブラッグ反射される前に
、多重化装置１０の最初の３つの反射体を通過する。こ
の信号は、最初の３つの反射体のブラッグ波長より長い
波長なので、これらの反射体によって、放射やクラブデ
ィング・モードに変換されない。
第３図は、第１図の３−３に沿った多重化（分波）器１
０の透視断面図である。この実施例では入力導波路１２
は、導波路３０のコア部分３２とクラッド（又はベース
）部分からなる。図示のごとく、導波路３０の端面３６
は、モノリシック反射体ユニット３９の端面３８にバッ
ト接続されており、ユニット３９はガイド層１３を有し
ている。
０の透視断面図である。この実施例では入力導波路１２
は、導波路３０のコア部分３２とクラッド（又はベース
）部分からなる。図示のごとく、導波路３０の端面３６
は、モノリシック反射体ユニット３９の端面３８にバッ
ト接続されており、ユニット３９はガイド層１３を有し
ている。
このように導波路１２の出口Ｉは、端面３６によって定
められ、ガイド層１３に対するコア部分の正確な配置は
、集束した反射を与えるために必要である。第３図に示
すごとく、モノシリツク反射体ユニット３つは、シリコ
ーン基板４０をベースとして作られている。他の適当な
材料、例えば、ＩｎＰもこの装置のベースとして使用可
能である。
められ、ガイド層１３に対するコア部分の正確な配置は
、集束した反射を与えるために必要である。第３図に示
すごとく、モノシリツク反射体ユニット３つは、シリコ
ーン基板４０をベースとして作られている。他の適当な
材料、例えば、ＩｎＰもこの装置のベースとして使用可
能である。
適当な材料、例えば２酸化シリコン又はＩｎＰのクラッ
ド層４２が、基板４０をカバーしている。
ド層４２が、基板４０をカバーしている。
２酸化シリコンが用いられるときは、クラッド層４２は
、シリコンのベース層４０を加熱酸化させて作るか、ク
ラッド層を堆積する方法もある。次にガイド層１３が形
成され、それは、クラッド層４２より高い屈折率を示す
ように選ばれる。ガイド層１３には、屈折率を高めるた
めにＳｉＯ２が添加されている。リン、チタニュウム、
ゲルマニュウムもこの目的のために使われる。その添加
量は、クラッド層４２とガイド層１３間の屈折率の差に
影響を与える。あるいは、クラッド層がＩｎＰからなる
ときは、ガイド層は、４元化合物ＩｎＧａＡｓ Ｐを含
んでもよい。最後に、クラッド層４２と同成分の上部ク
ラッド層４６を設けることでその構造が完成する。この
ため、ガイド層１３に入った光波信号は、この高屈折率
層の中に閉じ込められ、これらの層の組合せは従来の光
ファイバーと同じ役割を果たす。
、シリコンのベース層４０を加熱酸化させて作るか、ク
ラッド層を堆積する方法もある。次にガイド層１３が形
成され、それは、クラッド層４２より高い屈折率を示す
ように選ばれる。ガイド層１３には、屈折率を高めるた
めにＳｉＯ２が添加されている。リン、チタニュウム、
ゲルマニュウムもこの目的のために使われる。その添加
量は、クラッド層４２とガイド層１３間の屈折率の差に
影響を与える。あるいは、クラッド層がＩｎＰからなる
ときは、ガイド層は、４元化合物ＩｎＧａＡｓ Ｐを含
んでもよい。最後に、クラッド層４２と同成分の上部ク
ラッド層４６を設けることでその構造が完成する。この
ため、ガイド層１３に入った光波信号は、この高屈折率
層の中に閉じ込められ、これらの層の組合せは従来の光
ファイバーと同じ役割を果たす。
ガイド層１３が形成された後に、ブラッグ反射体１４．
１８，２２．２６を形成するためのグレーティングが作
られる。これらのグレーティングは、ガイド層１３の所
定の箇所にエツチングによって直接形成される。又は、
グレーティングは、チタニュウムなどの材料で別個に形
成されたグレーティング構造４４からなることもある。
１８，２２．２６を形成するためのグレーティングが作
られる。これらのグレーティングは、ガイド層１３の所
定の箇所にエツチングによって直接形成される。又は、
グレーティングは、チタニュウムなどの材料で別個に形
成されたグレーティング構造４４からなることもある。
その場合には、適当な材料（例えばチタニュウム）の単
−層４３が、クラッド層４２を覆うように堆積され、第
３図に示すように、望ましい共焦点楕円のグレーティン
グを与えるようにエツチングされる。
−層４３が、クラッド層４２を覆うように堆積され、第
３図に示すように、望ましい共焦点楕円のグレーティン
グを与えるようにエツチングされる。
これらのグレーティングは、個別的に設計された楕円セ
クションとして形成されねばならないため、製造には特
別の注意が必要である。普通の反応性イオンエツチング
又は従来のフォトリソグラフィ技術は、精密間隔（即ち
サブミクロン）のグレーティングラインを作るために必
要な分解能を提供出来ない。所望のサブミクロン分解能
で所定のグレーティングライン形状（楕円、円など）の
エツチングができる１つの特殊な二重分解能フォトリン
グラフィ技術は、上述の楕円構造を形成するために使用
可能である。この技術は同時出願の１９８８年７月２Ｂ
日付米国特許出願第２２４．５２２号（Ｔ、Ｅ、Ｊｅｗ
ｅｌｌ １−２６）に開示されている。この開示された
技術は、マスク・イメージの高域空間フィルタリングを
行うことにより、従来のフォトグラフィシステムの分解
能を２倍にしたものである。
クションとして形成されねばならないため、製造には特
別の注意が必要である。普通の反応性イオンエツチング
又は従来のフォトリソグラフィ技術は、精密間隔（即ち
サブミクロン）のグレーティングラインを作るために必
要な分解能を提供出来ない。所望のサブミクロン分解能
で所定のグレーティングライン形状（楕円、円など）の
エツチングができる１つの特殊な二重分解能フォトリン
グラフィ技術は、上述の楕円構造を形成するために使用
可能である。この技術は同時出願の１９８８年７月２Ｂ
日付米国特許出願第２２４．５２２号（Ｔ、Ｅ、Ｊｅｗ
ｅｌｌ １−２６）に開示されている。この開示された
技術は、マスク・イメージの高域空間フィルタリングを
行うことにより、従来のフォトグラフィシステムの分解
能を２倍にしたものである。
第３図の各楕円ブラッグ反射体は、個々の二三のグレー
ティングラインを持っているように示されているが、実
際は、各反射体は、数百のグレーティングラインを持ち
、その多数のグレーティングラインは、各反射体の停止
帯域の比較的狭い帯域幅を提供するのに必要である。第
３図に示すように、各反射体が適切な波長を反射するよ
う、各楕円ブラッグ反射体の間隔は異なっている。グレ
ーティング形成工程の次に、層４４の中に形成された構
造を破壊しない技術を用いて、クラッド層４６が堆積さ
れる。他の実施例（図示せず）では、ブラッグ反射体は
上部クラッド層４６とガイド層１３を通してエツチング
により作られる。
ティングラインを持っているように示されているが、実
際は、各反射体は、数百のグレーティングラインを持ち
、その多数のグレーティングラインは、各反射体の停止
帯域の比較的狭い帯域幅を提供するのに必要である。第
３図に示すように、各反射体が適切な波長を反射するよ
う、各楕円ブラッグ反射体の間隔は異なっている。グレ
ーティング形成工程の次に、層４４の中に形成された構
造を破壊しない技術を用いて、クラッド層４６が堆積さ
れる。他の実施例（図示せず）では、ブラッグ反射体は
上部クラッド層４６とガイド層１３を通してエツチング
により作られる。
分波器としてのある応用においては、隣接の波長のチャ
ネル間で低い漏話（２０−３０ｄＢのオーダー）を提供
することが必要である。例えば、光受信機では、隣接の
信号が非常に接近（即ち５０オングストロ一ム程度の隔
離）しているとき、低漏話（即ち内部信号の隔１ｉｆｔ
）がしばしば必要になる。第１図の多重化（分波）器に
対しては、反射パワーのピーク値に対する通過帯域の反
射パワーは、第５図に示すように、波長（λ−λＢ）と
ともに直線的に低下する。図示のごとく、隣接チャネル
間の５０オングストロームの間隔において約１６ｄＢの
隔離を示している。多くの光受信機に対しては、少なく
とも３０ｄＢの隔離が必要と考えられる。この要求隔離
量を達成する１つの方法は、隔離を改善する付加的ブラ
ッグ反射体フィルターを使うことである。
ネル間で低い漏話（２０−３０ｄＢのオーダー）を提供
することが必要である。例えば、光受信機では、隣接の
信号が非常に接近（即ち５０オングストロ一ム程度の隔
離）しているとき、低漏話（即ち内部信号の隔１ｉｆｔ
）がしばしば必要になる。第１図の多重化（分波）器に
対しては、反射パワーのピーク値に対する通過帯域の反
射パワーは、第５図に示すように、波長（λ−λＢ）と
ともに直線的に低下する。図示のごとく、隣接チャネル
間の５０オングストロームの間隔において約１６ｄＢの
隔離を示している。多くの光受信機に対しては、少なく
とも３０ｄＢの隔離が必要と考えられる。この要求隔離
量を達成する１つの方法は、隔離を改善する付加的ブラ
ッグ反射体フィルターを使うことである。
フィルター段を追加した典型的な多重化装置５０が第４
図に示されている。第１図の装置１０に相当する第４図
の装置５０の部分には同じ番号を使用している。第４図
に示すように、出力導波路１６．２０．２４．２８は多
重化装置５０のフィルター段への入力として使われ、導
波路１６は、楕円ブラッグ反射体フィルター５２によっ
て出力導波路５６と結ばれる。楕円ブラッグ反射体５２
は、ブラッグ波長λ８□を含む構成なので、波長λｌで
伝搬する信号部分を反射し、この信号は出力導波路５６
に焦点を結ぶ。前述のごとく、導波路１６と５６の出口
入口ポートは、夫々ブラッグ反射体５２の焦点に位置し
ている。同じように、ブラッグ反射体フィルター５４は
ブラッグ波長λＢ３を含む構成であり、波長λ３の信号
を出力導波路５８に反射するような位置にある。フィル
ター６０１６２も夫々波長λ２、λ４の信号に関連して
同じ働きをする。本発明の開示によれば、楕円ブラッグ
反射体５２．５４．６０．６２は、上述のブラッグ反射
体と同方法で形成されている。
図に示されている。第１図の装置１０に相当する第４図
の装置５０の部分には同じ番号を使用している。第４図
に示すように、出力導波路１６．２０．２４．２８は多
重化装置５０のフィルター段への入力として使われ、導
波路１６は、楕円ブラッグ反射体フィルター５２によっ
て出力導波路５６と結ばれる。楕円ブラッグ反射体５２
は、ブラッグ波長λ８□を含む構成なので、波長λｌで
伝搬する信号部分を反射し、この信号は出力導波路５６
に焦点を結ぶ。前述のごとく、導波路１６と５６の出口
入口ポートは、夫々ブラッグ反射体５２の焦点に位置し
ている。同じように、ブラッグ反射体フィルター５４は
ブラッグ波長λＢ３を含む構成であり、波長λ３の信号
を出力導波路５８に反射するような位置にある。フィル
ター６０１６２も夫々波長λ２、λ４の信号に関連して
同じ働きをする。本発明の開示によれば、楕円ブラッグ
反射体５２．５４．６０．６２は、上述のブラッグ反射
体と同方法で形成されている。
この装置で達成された隔離についての改良は、第５図の
グラフから明らかである。第５図の左部分は上記の通り
であるが、右部分は上記の二重フィルター技術に関連し
た減衰をｄＢ単位で示している。そのｄＢスケールは左
側の２倍である。この形では、反射した通過帯域の信号
パワーは、（λ−λＢ） に比例している。それ故、約
５０オングストロームのチャネル間隔と約２０オングス
トロームのチャネル幅に対して、約３２ｄＢの信号隔離
が期待される。
グラフから明らかである。第５図の左部分は上記の通り
であるが、右部分は上記の二重フィルター技術に関連し
た減衰をｄＢ単位で示している。そのｄＢスケールは左
側の２倍である。この形では、反射した通過帯域の信号
パワーは、（λ−λＢ） に比例している。それ故、約
５０オングストロームのチャネル間隔と約２０オングス
トロームのチャネル幅に対して、約３２ｄＢの信号隔離
が期待される。
他の実施例においては、本発明の楕円ブラッグ反射体構
造を第６図に示すように、光増幅器間のイン・ライン光
フィルターとして使うことができる。典型的な光増幅器
は、１９８８年７月２９日に出願の“無偏光光増幅装置
°と題する米国特許出願第２２５．７００号に開示され
ている。この型の光増幅器は、光受信機又は再生器の部
品として用いられ、電気的増幅器及び光／電気、電気／
光変換の必要性を除去したものである。２段階の光増幅
器を持つそのようなイン◆ライン◆フィルターを使うた
めには、次の基礎的な２条件、即ち（１）入力チャネル
への最小のフィードバック、（２）狭帯域フィルタリン
グ能力、が必要である。これら２つの条件は、第６図の
構成で適合できる。楕円ブラッグ反射体を使用すること
により、反射信号は入力信号源から移された点に焦点を
結ぶため、フィードバックは最小となる。狭帯域の必要
性については、第２の、即ちそのような構成の出力段は
通常高ゲインの増幅器であり、自発放射の存在で容易に
非直線性になり得る。狭帯域フィルターの目的は、第１
（人力）増幅器から第２（出力）増幅器へ伝送される自
発放射の抑制を最大にすることにある。各ブラッグ反射
体フィルターは、所定の狭い帯域（Δλ）内の信号のみ
を反射するので、第２段の増幅器は第１段からの低減さ
れたレベルの自発放射を受は取る。
造を第６図に示すように、光増幅器間のイン・ライン光
フィルターとして使うことができる。典型的な光増幅器
は、１９８８年７月２９日に出願の“無偏光光増幅装置
°と題する米国特許出願第２２５．７００号に開示され
ている。この型の光増幅器は、光受信機又は再生器の部
品として用いられ、電気的増幅器及び光／電気、電気／
光変換の必要性を除去したものである。２段階の光増幅
器を持つそのようなイン◆ライン◆フィルターを使うた
めには、次の基礎的な２条件、即ち（１）入力チャネル
への最小のフィードバック、（２）狭帯域フィルタリン
グ能力、が必要である。これら２つの条件は、第６図の
構成で適合できる。楕円ブラッグ反射体を使用すること
により、反射信号は入力信号源から移された点に焦点を
結ぶため、フィードバックは最小となる。狭帯域の必要
性については、第２の、即ちそのような構成の出力段は
通常高ゲインの増幅器であり、自発放射の存在で容易に
非直線性になり得る。狭帯域フィルターの目的は、第１
（人力）増幅器から第２（出力）増幅器へ伝送される自
発放射の抑制を最大にすることにある。各ブラッグ反射
体フィルターは、所定の狭い帯域（Δλ）内の信号のみ
を反射するので、第２段の増幅器は第１段からの低減さ
れたレベルの自発放射を受は取る。
第６図の光再生器７０は、第１光増幅器７２と第２光増
幅器７４を含み、それらの間に設けられた光フィルター
７６と光アイソレータ７７を有する。光フィルター７６
は上述の方法で機能する複数の楕円ブラッグ反射体から
なる。その動作について述べると、第１の光増幅器７２
からの出力は、波長λ３、λｂ１λ。を中心とした複数
の個別の増幅信号を含んでいる。フィルター７６は、λ
。
幅器７４を含み、それらの間に設けられた光フィルター
７６と光アイソレータ７７を有する。光フィルター７６
は上述の方法で機能する複数の楕円ブラッグ反射体から
なる。その動作について述べると、第１の光増幅器７２
からの出力は、波長λ３、λｂ１λ。を中心とした複数
の個別の増幅信号を含んでいる。フィルター７６は、λ
。
に近いブラッグ波長λＢａを持つ第１ブラッグ反射体７
８、λｂに近いブラッグ波長λＢｂを持つ第２ブラッグ
反射体８０．λ。に近いブラッグ波長λＢ０を持つ第３
ブラッグ反射体８２からなっている。
８、λｂに近いブラッグ波長λＢｂを持つ第２ブラッグ
反射体８０．λ。に近いブラッグ波長λＢ０を持つ第３
ブラッグ反射体８２からなっている。
本発明の実施例によれば、ブラッグ反射体７８．８０．
８２は、上述のブラッグ反射体が異なるの焦点セットを
持っていたのと対称的に、同一の楕円性を示すように形
成されている。それは、第２光増幅器７４への同一の経
路に沿って、反射信号が焦点を結ぶのが望ましいためで
ある。従って、第１増幅器７２からの増幅された出力信
号は、アイソレータ７７を通って入力導波路８４中を伝
搬する。ここで、導波路７７の出口Ｅｘはブラッグ反射
体７８．８０，８２の共通の焦点の１つに位置している
。
８２は、上述のブラッグ反射体が異なるの焦点セットを
持っていたのと対称的に、同一の楕円性を示すように形
成されている。それは、第２光増幅器７４への同一の経
路に沿って、反射信号が焦点を結ぶのが望ましいためで
ある。従って、第１増幅器７２からの増幅された出力信
号は、アイソレータ７７を通って入力導波路８４中を伝
搬する。ここで、導波路７７の出口Ｅｘはブラッグ反射
体７８．８０，８２の共通の焦点の１つに位置している
。
その動作について述べると、波長λ の第１反射信号は
、ブラッグ反射体７８で反射し、反射体７８の他の焦点
に集まり、そこは出力導波路８６の入口Ｅ である。同
様に、波長λ、の信号は、ブラッグ反射体８０で反射さ
れ、導波路８６の入口ＥＮに焦点を結ぶ。反射信号λ。
、ブラッグ反射体７８で反射し、反射体７８の他の焦点
に集まり、そこは出力導波路８６の入口Ｅ である。同
様に、波長λ、の信号は、ブラッグ反射体８０で反射さ
れ、導波路８６の入口ＥＮに焦点を結ぶ。反射信号λ。
も同様に焦点を結ぶ。第６図に示すように、出力導波路
８６は第２増幅器７４の入力と結ばれる。ブラッグ波長
λ８、λｂ１λ。を持つ上述の３つの個々のブラッグ反
射体の代わりに、反射体の停止帯域中にλａ１λｂ１λ
Ｃの全てが存在するように作られた単一のチャープ（ｃ
ｈｉｒｐｅｄ）ブラッグ反射体グレーティングを使うこ
ともできる。
８６は第２増幅器７４の入力と結ばれる。ブラッグ波長
λ８、λｂ１λ。を持つ上述の３つの個々のブラッグ反
射体の代わりに、反射体の停止帯域中にλａ１λｂ１λ
Ｃの全てが存在するように作られた単一のチャープ（ｃ
ｈｉｒｐｅｄ）ブラッグ反射体グレーティングを使うこ
ともできる。
第７図は、本発明の集束楕円ブラッグ反射体を使用でき
る他の構成を示している。この例では、光多重化装置９
０は、複数の入力信号を出力信号路へ多重化するのみで
なく、入力信号レーザ源の各々にフィードバックを提供
するものとして示されている。フィードバックが無い場
合には、光源の中央波長λ。が、例えば、動作温度や光
源の老化によってドリフトすることもあるため、光伝送
にとりフィードバックは重要である。本発明によれば、
フィードバックは、各楕円ブラッグ反射体の前面に、短
い（Ｌ−ＸＬＢ、ここでＸ≦１）円形ブラッグ反射体を
挿入することにより達成され、各信号の一部は、出力信
号路へ向かわずに、光源に向かって進む。第７図で、多
重化装置９ｏは、波長λ１、λ２、λ３、λ４で動作す
る４つの入力デバイス（即ちレーザ）の１セツトを用い
ている。上述の構成と同様に、波長λ１の信号は、導波
路９２に沿って伝搬し、導波路９２の出口ＥＸＬにおい
て光ガイド層と結合する。第１集束ブラッグ反射体９４
のブラッグ波長λＢ１に近い波長λ１の信号は、反射し
て出力導波路９６の入口ＥＮで焦点を結ぶ。導波路９２
．９６の出口、入口ポートは夫々ブラッグ反射体９４の
焦点に位置している。フィードバック用ブラッグ反射体
９８は、反射体９４の前面に形成され、導波路９２の出
口ＥＸｌを中心とした同心環状グレーティングラインを
有し、それによってλｌの信号の一部は反射して出口Ｅ
Ｘｌで焦点を結び、信号源に戻る。光源に反射される信
号の割合は、環状反射体９８の長さの関数である。
る他の構成を示している。この例では、光多重化装置９
０は、複数の入力信号を出力信号路へ多重化するのみで
なく、入力信号レーザ源の各々にフィードバックを提供
するものとして示されている。フィードバックが無い場
合には、光源の中央波長λ。が、例えば、動作温度や光
源の老化によってドリフトすることもあるため、光伝送
にとりフィードバックは重要である。本発明によれば、
フィードバックは、各楕円ブラッグ反射体の前面に、短
い（Ｌ−ＸＬＢ、ここでＸ≦１）円形ブラッグ反射体を
挿入することにより達成され、各信号の一部は、出力信
号路へ向かわずに、光源に向かって進む。第７図で、多
重化装置９ｏは、波長λ１、λ２、λ３、λ４で動作す
る４つの入力デバイス（即ちレーザ）の１セツトを用い
ている。上述の構成と同様に、波長λ１の信号は、導波
路９２に沿って伝搬し、導波路９２の出口ＥＸＬにおい
て光ガイド層と結合する。第１集束ブラッグ反射体９４
のブラッグ波長λＢ１に近い波長λ１の信号は、反射し
て出力導波路９６の入口ＥＮで焦点を結ぶ。導波路９２
．９６の出口、入口ポートは夫々ブラッグ反射体９４の
焦点に位置している。フィードバック用ブラッグ反射体
９８は、反射体９４の前面に形成され、導波路９２の出
口ＥＸｌを中心とした同心環状グレーティングラインを
有し、それによってλｌの信号の一部は反射して出口Ｅ
Ｘｌで焦点を結び、信号源に戻る。光源に反射される信
号の割合は、環状反射体９８の長さの関数である。
同様な方法で、λ２の信号は、入力導波路１００に沿っ
て伝搬し、導波路１００の出口Ｅｘ２で光ガイド層と結
合する。λ２は第２集束ブラッグ反射体１０２のブラッ
グ波長λＢ２に近いので、この波長の信号は導波路９６
の入口ＥＮで焦点を結ぶ。
て伝搬し、導波路１００の出口Ｅｘ２で光ガイド層と結
合する。λ２は第２集束ブラッグ反射体１０２のブラッ
グ波長λＢ２に近いので、この波長の信号は導波路９６
の入口ＥＮで焦点を結ぶ。
ここでＥＮとＥｘ２は第２ブラッグ反射体１０２の焦点
に位置している。環状フィードバック用ブラッグ反射体
１０４は、楕円ブラッグ反射体１０２の前面に形成され
、λ２の信号の一部を出口Ｅｘ２へ反射し、導波路１０
０を経て光源に戻る。λ３の信号は、同じく、入力導波
路１０６及び第３集束楕円ブラッグ反射体１０８の前面
の環状フィードバック用ブラッグ反射体１１０と共に動
作する。
に位置している。環状フィードバック用ブラッグ反射体
１０４は、楕円ブラッグ反射体１０２の前面に形成され
、λ２の信号の一部を出口Ｅｘ２へ反射し、導波路１０
０を経て光源に戻る。λ３の信号は、同じく、入力導波
路１０６及び第３集束楕円ブラッグ反射体１０８の前面
の環状フィードバック用ブラッグ反射体１１０と共に動
作する。
同じく、λ４の信号は、入力導波路１１２、フィードバ
ック用ブラッグ反射体１１６、楕円ブラッグ反射体１１
４と共に機能する。
ック用ブラッグ反射体１１６、楕円ブラッグ反射体１１
４と共に機能する。
光源に送り返された信号の部分は、全信号パワーの僅か
な部分（例えば１０％以下）である。しかし、この僅か
な信号は、各フィードバック反射体のブラッグ波長に近
い各レーザ源の波長を安定させるに十分である。レーザ
とブラッグ反射体が半導体チップの能動口と受動口にな
っているこのモノシリツクデバイスの実施例は有益であ
る。
な部分（例えば１０％以下）である。しかし、この僅か
な信号は、各フィードバック反射体のブラッグ波長に近
い各レーザ源の波長を安定させるに十分である。レーザ
とブラッグ反射体が半導体チップの能動口と受動口にな
っているこのモノシリツクデバイスの実施例は有益であ
る。
第１図は、本発明の楕円ブラッグ反射体を使用した集積
光多重化／分波装置を示す図、第２図は、本発明の楕円
ブラッグ反射体の詳細図、 第３図は、第１図の透視断面図、 第４図は、二重フィルタリングを提供する楕円ブラッグ
反射体の２セツトを使用する本発明の他の実施例の説明
図、 第５図は、第４図に示した二重フィルタリングを使用し
た時の信号隔離の改善を示すグラフ、第６図は、本発明
の楕円ブラッグ反射体の１セツトを含むイン◆ラインの
フィルターを用いた光増幅器を示す図、 第７図は、本発明の集束ブラッグ反射体を用いたフィー
ドバックを伴う他の光多重化装置を示す図である。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンド・→ ・中
光多重化／分波装置を示す図、第２図は、本発明の楕円
ブラッグ反射体の詳細図、 第３図は、第１図の透視断面図、 第４図は、二重フィルタリングを提供する楕円ブラッグ
反射体の２セツトを使用する本発明の他の実施例の説明
図、 第５図は、第４図に示した二重フィルタリングを使用し
た時の信号隔離の改善を示すグラフ、第６図は、本発明
の楕円ブラッグ反射体の１セツトを含むイン◆ラインの
フィルターを用いた光増幅器を示す図、 第７図は、本発明の集束ブラッグ反射体を用いたフィー
ドバックを伴う他の光多重化装置を示す図である。 出 願 人：アメリカン テレフォン アンド・→ ・中
Claims (26)
- （１）第１波長λ＿０の光信号を導通できる、入口ポー
トと出口ポートを含む第１光導波路、前記第１波長λ＿
０の光信号を導通できる、入口ポートと出口ポートを含
む第２光導波路、及び前記第１の波長λ＿０の光信号を
反射でき、前記第１、第２の光導波路間に位置する少な
くとも１つのブラッグ反射体、 を有する光デバイスにおいて、 少なくとも１つのブラッグ反射体は、第１ブラッグ波長
λ＿Ｂ＿０の周囲の帯域Δλ内にある波長λ＿０の光信
号を反射し、他の光信号は透過する複数の共焦点のほぼ
楕円状のグレーティングラインを含む集束ブラッグ反射
体を含み、 この集束ブラッグ反射体は、前記第１導波路のポートが
、前記複数の共焦点のほぼ楕円状のグレーティングライ
ンの第１の焦点に位置し、また前記第２導波路のポート
が前記集束ブラッグ反射体を形成している前記複数の共
焦点のほぼ楕円グレーティングラインの第２の残りの焦
点に位置するように、前記第１、第２光導波路に関係し
て配置されることを特徴とするブラッグ反射体を有する
光デバイス。 - （２）光信号が透過するように、少なくとも１つの集束
ブラッグ反射体と、第１、第２の光導波路との間に配置
された光ガイド媒体を含むことを特徴とする請求項１記
載の光デバイス。 - （３）第１光導波路は更に、異なる波長（λ＿１、λ＿
２、・・・・・・、λ＿Ｎ）のＮ個の信号を導通でき、
前記光デバイスは更に、 それぞれ入口、出口ポートを有し、前記Ｎ個の光信号を
別個に導通するＮ個の光導波路、 各々が共焦点のほぼ楕円状のグレーティングラインを含
み、各反射体は前記Ｎ個の光信号の１つずつを別々に関
連光導波路へ反射する異なるブラッグ波長を有するＮ個
の集束ブラッグ反射体を有し、 このＮ個の集束ブラッグ反射体は、１つの共通の焦点を
共有し、前記第１光導波路のポートは、前記共通の焦点
に位置し、及び前記Ｎ個の光導波路の各導波路のポート
は、前記Ｎ個の集束ブラッグ反射体の関連集束ブラッグ
反射体の第２の残りの焦点に位置するよう連続的に配置
されることを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載
の光デバイス。 - （４）Ｎ個の集束ブラッグ反射体は、最短波長のブラッ
グ反射体が光導波路に最も近くに位置し、最短ブラッグ
波長から最長ブラッグ波長の順に配置されていることを
特徴とする請求項３記載の光デバイス。 - （５）１≦Ｎ≦４であることを特徴とする請求項３記載
の光デバイス。 - （６）異なる波長（λ＿１、λ＿２、・・・・・・λ＿
Ｎ）のＮ個の光入力信号を導通する、入口と出口ポート
を有する入力光導波路、 Ｎ個の光入力信号の個々の１つを受信する入口と出口ポ
ートを有するＮ個の出力光導波路、及びそれらの間に設
けられた複数のブラッグ反射体を含む光多重化装置にお
いて、 複数のブラッグ反射体は、前記Ｎ個の入力信号群の１つ
に関連し、直列配置されたＮ個の集束ブラッグ反射体の
第１群を有し、 その各集束ブラッグ反射体は、複数の共焦点の楕円グレ
ーティングラインからなり、関連光入力信号を反射する
ため異なるブラッグ波長を有し、及び前記集束ブラッグ
反射体群は、異なる楕円率を有し、異なる焦点対を含み
、前記Ｎ個の集束ブラッグ反射体群は、前記入力光導波
路の出口ポートが、前記Ｎ個の集束ブラッグ反射体群の
各ブラッグ反射体と共通の１つの焦点に位置するように
、前記入力光導波路に関して配置され、 各出力光導波路の入口ポートは、関連集束ブラッグ反射
体の第２の残りの焦点に位置する、ことを特徴とする光
多重化装置。 - （７）入力光導波路の出口ポート、出力導波路のＮ個の
入口ポート及びＮ個の集束ブラッグ反射体の間に配置さ
れ、光信号を伝達する光ガイド媒体を更に含むことを特
徴とする請求項６記載の装置。 - （８）Ｎ個の集束ブラッグ反射体は、最短のブラッグ波
長の反射体が光導波路の最も近くに位置し、最短のブラ
ッグ波長から最長のブラッグ波長の順に配置されること
を特徴とする請求項６、７のいずれかに記載の装置。 - （９）１≦Ｎ≦４であることを特徴とする請求項６、７
のいずれかに記載の装置。 - （１０）Ｎ個の集束ブラッグ反射体の第２群を有し、 これら集束ブラッグ反射体は、各々共焦点を持つ楕円を
有し、Ｎ個の集束ブラッグ反射体の第１群から反射され
たＮ個の信号を個別に反射し、前記Ｎ個の集束ブラッグ
反射体の第２群の各々の集束ブラッグ反射体は、異なる
楕円率を有し、かつ異なる焦点対を有し、第２群の各ブ
ラッグ反射体の１つの焦点は、第１のＮ個の光導波路か
らの、それと関連した出力導波路の出口に位置し、かつ
Ｎ個の出力導波路の第２群を有し、 これらは入口、出口ポートを有し、２回反射されたＮ個
の光信号の個々の１つを受けるために、前記Ｎ個の集束
ブラッグ反射体の第２群と１対１の関係を持ち、各出力
導波路の入口ポートは、前記Ｎ個のブラッグ反射体の第
２群の関連集束ブラッグ反射体の第２の残りの焦点に位
置し、 Ｎ個の光入力信号群の隣接する光信号間の隔離を改善す
ることを特徴とする請求項６に記載の装置。 - （１１）１≦Ｎ≦４であることを特徴とする請求項１０
に記載の装置。 - （１２）共焦点楕円を含むＭ群の集束ブラッグ反射体と
Ｍ群の出力導波路とを更に有し、 各々の集束ブラッグ反射体が、前後の光出力導波路から
の関連ポートを焦点として含むように配置され、前記Ｎ
個の光出力導波路群に焦点を結ぶ前に、前記Ｎ個の光信
号のＭ回の反射を提供することが可能なことを特徴とす
る請求項１０に記載の装置。 - （１３）別個の入口、出口ポートを有し、Ｎ個の入力信
号（λ＿１、λ＿２・・・・・・λ＿Ｎ）を導通できる
Ｎ個の入力光導波路群、 別個の入口、出口ポートを有し、Ｎ個の入力信号を導通
できる出力光導波路群、及び それらの間に設けられた複数のブラッグ反射体を含む光
多重化装置において、 複数のブラッグ反射体は、 Ｎ個の集束ブラッグ反射体を有し、 各集束ブラッグ反射体は、複数の共焦点の楕円を有し、
異なるブラッグ波長を有し、前記Ｎ個の入力信号の個々
の１つを反射し、各集束ブラッグ反射体は異なる楕円率
を有し、第１の共通の焦点を共有するように配置され、
各入力導波路の出口ポートは、その関連集束ブラッグ反
射体の第２の残りの焦点に位置し、 出力導波路の入口ポートは、Ｎ個の集束ブラッグ反射体
の第１の共通の焦点に位置するように配置される ことを特徴とする光多重化装置。 - （１４）Ｎ個の入力導波路群、出力導波路及びＮ個の集
束ブラッグ反射体群の間に設けられ、それらの間で光信
号を伝送するための光ガイド媒体を更に含むことを特徴
とする請求項１３に記載の光多重化装置。 - （１５）Ｎ個の集束ブラッグ反射体群は、最短のブラッ
グ波長の反射体が光導波路の最も近くに位置し、最短の
ブラッグ波長から最長のブラッグ波長の順に配置される
ことを特徴とする請求項１３、１４のいずれかに記載の
光多重化装置。 - （１６）１≦Ｎ≦４であることを特徴とする請求項１３
、１４のいずれかに記載の光多重化装置。 - （１７）相当する集束ブラッグ反射体と関連し、かつ反
射光信号を、関連入力光導波路の出口へ向け直すように
形成された複数のグレーティングラインを含む少なくと
も１つのフィードバック・ブラッグ反射体を更に含み、 Ｎ個の集束ブラッグ反射体群の少なくとも１つブラッグ
反射体と、Ｎ個の入力光導波路群の少なくとも１つの入
力導波路の間で光フィードバックを提供することができ
ることを特徴とする請求項１３、１４のいずれかに記載
の光多重化装置。 - （１８）少なくとも１つのフィードバック・ブラッグ反
射体は、Ｎ個の集束ブラッグ反射体群と１対１の関係を
持つＮ個のフィードバック・ブラッグ反射体群を含むこ
とを特徴とする請求項１７に記載の光フィードバック多
重化装置。 - （１９）各フィードバック・ブラッグ反射体は、関連入
力光信号の一部のみが、関連入力光導波路の出口へ反射
されるように、関連集束ブラッグ反射体に対して比較的
少ないグレーティングラインを含むことを特徴とする請
求項１７に記載の光フィードバック多重化装置。 - （２０）各フィードバック・ブラッグ反射体は、複数の
共焦点環状グレーティングライン群を含み、かつ、その
関連出口が、前記複数の共焦点環状グレーティングライ
ン群の焦点に位置するように配置されていることを特徴
とする請求項１７に記載の光フィードバック多重化装置
。 - （２１）Ｎ個の入力光導波路群と１対１の関係を持つＮ
個のレーザ・ベース信号源群を更に含むことを特徴とす
る請求項１７に記載の光フィードバック多重化装置。 - （２２）全ての要素が単一の基板上に形成されることを
特徴とする請求項２１に記載の光フィードバック多重化
装置。 - （２３）別個の入口、出口ポートを有し、Ｎ個の光入力
信号（λ＿１、λ＿２・・・・・・λ＿Ｎ）を導通でき
る入力光導波路と、 別個の入口、出口ポートを有し、Ｎ個の光入力信号を導
通できる出力光導波路と、 直列配置されたＮ個の集束ブラッグ反射体と、からなる
光フィルターにおいて、 その各Ｎ個の集束ブラッグ反射体は、複数の共焦点楕円
グレーティングラインを持ち、異なるブラッグ波長を有
し、前記Ｎ個の光入力信号の個々の１つずつを反射させ
るため、Ｎ個の集束ブラッグ反射体は実質的に同一の楕
円率を示し、共通の１対の焦点を共有し、前記入力光導
波路の出口は前記１対の共通焦点の第１の焦点に位置し
た連続的構成で配置され、 出力光導波路は、入口、出口ポートを有し、Ｎ個の反射
光信号を導通でき、前記出力光導波路の入口は前記１対
の共通焦点の第２の残りの焦点に位置する ことを特徴とする光フィルター。 - （２４）入力光導波路は第１光増幅器の出力で、かつ、
出力光導波路は第２光増幅器の入力で、Ｎ個の集束ブラ
ッグ反射体群は、前記第１、第２の光増幅器の間のイン
・ライン光フィルタとして機能することを特徴とする請
求項２３に記載の光フィルター。 - （２５）第１と第２の光増幅器の間に設けられた光隔離
装置を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の光
フィルター。 - （２６）全ての要素が単一基板上に形成されたことを特
徴とする請求項２４、２５のいずれかに記載の光フィル
ター。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US329468 | 1989-03-28 | ||
| US07/329,468 US4923271A (en) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | Optical multiplexer/demultiplexer using focusing Bragg reflectors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0333805A true JPH0333805A (ja) | 1991-02-14 |
| JPH07109447B2 JPH07109447B2 (ja) | 1995-11-22 |
Family
ID=23285547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2077170A Expired - Lifetime JPH07109447B2 (ja) | 1989-03-28 | 1990-03-28 | 光デバイスおよび光フィルター |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4923271A (ja) |
| EP (1) | EP0390416B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07109447B2 (ja) |
| DE (1) | DE69019576T2 (ja) |
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