JPH0659293A - チューナブル光フィルタ - Google Patents
チューナブル光フィルタInfo
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- JPH0659293A JPH0659293A JP21411592A JP21411592A JPH0659293A JP H0659293 A JPH0659293 A JP H0659293A JP 21411592 A JP21411592 A JP 21411592A JP 21411592 A JP21411592 A JP 21411592A JP H0659293 A JPH0659293 A JP H0659293A
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- Japan
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- refractive index
- optical filter
- waveguide
- tunable optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型構造でチューニング範囲が広く、応答時
間の速いチューナブル光フィルタを提供する。 【構成】 基板１上に第１の屈折率を有した第１クラッ
ド層２を設け、この第１クラッド層の上に第１の屈折率
より大きな第２の屈折率を有したコア３を形成し、その
上部を別の屈折率を有した第２クラッド層４で被覆して
導波路を形成し、第１クラッド層２及びコア３にガラス
を用い、第２クラッド層４に高分子材料を用いて構成す
ると共に、この導波路を加熱するためのヒータ７を設け
た。
間の速いチューナブル光フィルタを提供する。 【構成】 基板１上に第１の屈折率を有した第１クラッ
ド層２を設け、この第１クラッド層の上に第１の屈折率
より大きな第２の屈折率を有したコア３を形成し、その
上部を別の屈折率を有した第２クラッド層４で被覆して
導波路を形成し、第１クラッド層２及びコア３にガラス
を用い、第２クラッド層４に高分子材料を用いて構成す
ると共に、この導波路を加熱するためのヒータ７を設け
た。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、所望周波数の光信号を
電気的に同調して分岐させる機能をもったチューナブル
光フィルタに係り、小型構造でチューニング範囲が広
く、応答時間の速いチューナブル光フィルタに関するも
のである。
電気的に同調して分岐させる機能をもったチューナブル
光フィルタに係り、小型構造でチューニング範囲が広
く、応答時間の速いチューナブル光フィルタに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】１つの波長領域に５０波以上の光信号を
波長多重化する光周波数分割多重（ＦＤＭ）伝送が将来
の光通信方式として期待されている。このＦＤＭ伝送で
は、所望周波数の光信号を低損失で分岐する機能をもっ
た光フィルタの開発が不可欠である。この光フィルタと
してはマッハツェンダ型光フィルタがよく知られてい
る。しかし、この光フィルタは、構造パラメータ（導波
路の長さ，厚み，幅，比屈折率差等）のわずかな偏差に
よって出力端に出力される２つの周波数ｆ1 ，ｆ2の周
波数間隔がずれてしまうという問題点があった。
波長多重化する光周波数分割多重（ＦＤＭ）伝送が将来
の光通信方式として期待されている。このＦＤＭ伝送で
は、所望周波数の光信号を低損失で分岐する機能をもっ
た光フィルタの開発が不可欠である。この光フィルタと
してはマッハツェンダ型光フィルタがよく知られてい
る。しかし、この光フィルタは、構造パラメータ（導波
路の長さ，厚み，幅，比屈折率差等）のわずかな偏差に
よって出力端に出力される２つの周波数ｆ1 ，ｆ2の周
波数間隔がずれてしまうという問題点があった。
【０００３】そのために、従来、図８に示すように、２
つの異なる長さの導波路８１、８２のうちの１つの導波
路の近傍に薄膜ヒータ（Ｃｒヒータ）８３を形成し、こ
の薄膜ヒータ８３に電圧を印加し、その印加電圧を調節
することによって導波路の延び縮みΔＬ／２を生じさ
せ、それによって所望の周波数の光信号を分岐させる方
法が検討されている。図８で８４は方向性結合器、８
５、８６は入力ポート、８７、８８は出力ポートを示し
ている。
つの異なる長さの導波路８１、８２のうちの１つの導波
路の近傍に薄膜ヒータ（Ｃｒヒータ）８３を形成し、こ
の薄膜ヒータ８３に電圧を印加し、その印加電圧を調節
することによって導波路の延び縮みΔＬ／２を生じさ
せ、それによって所望の周波数の光信号を分岐させる方
法が検討されている。図８で８４は方向性結合器、８
５、８６は入力ポート、８７、８８は出力ポートを示し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図８の光フィルタには
次のような問題点がある。
次のような問題点がある。
【０００５】（１）ヒータ８３に電圧を印加し、その印
加電圧を調節しても周波数ｆ1 およびｆ2 のチューニン
グ範囲を広くとることがむずかしい。なぜならば、上記
光フィルタは石英系導波路構造で構成されているため、
ヒータ加熱により、温度を１０〜１００℃の範囲で変え
ても導波路の屈折率はほとんど変化しない（屈折率変化
量：〜１０-5／℃）ためである。したがって、この構成
では周波数のチューニングを屈折率調節よりも導波路長
の調節にたよっている。しかし、導波路長の延び縮みは
分波特性に偏向特性をもたらすという問題点がある。
加電圧を調節しても周波数ｆ1 およびｆ2 のチューニン
グ範囲を広くとることがむずかしい。なぜならば、上記
光フィルタは石英系導波路構造で構成されているため、
ヒータ加熱により、温度を１０〜１００℃の範囲で変え
ても導波路の屈折率はほとんど変化しない（屈折率変化
量：〜１０-5／℃）ためである。したがって、この構成
では周波数のチューニングを屈折率調節よりも導波路長
の調節にたよっている。しかし、導波路長の延び縮みは
分波特性に偏向特性をもたらすという問題点がある。
【０００６】（２）光フィルタが石英系導波路構造で構
成されているため、コアとクラッドとの比屈折率差を大
きくとることができない（現状の最大比屈折率〜１
％）。そのため、光フィルタを小型化することができな
い。また面積が大きいだけ熱の応答特性が遅く、チュー
ニングの応答時間も遅い。
成されているため、コアとクラッドとの比屈折率差を大
きくとることができない（現状の最大比屈折率〜１
％）。そのため、光フィルタを小型化することができな
い。また面積が大きいだけ熱の応答特性が遅く、チュー
ニングの応答時間も遅い。
【０００７】（３）比屈折率差を大きくとることができ
ないために、導波路８１及び８２の曲率半径Ｒが大きく
なり、その結果、伝搬損失も小さくすることがむずかし
い。
ないために、導波路８１及び８２の曲率半径Ｒが大きく
なり、その結果、伝搬損失も小さくすることがむずかし
い。
【０００８】従って、本発明の目的は、前記した従来技
術の欠点を解消し、小型構造でチューニング範囲が広
く、応答時間の速いチューナブル光フィルタを提供する
ことにある。
術の欠点を解消し、小型構造でチューニング範囲が広
く、応答時間の速いチューナブル光フィルタを提供する
ことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上に第１の屈折率を有した第１クラッ
ド層を設け、この第１クラッド層の上に第１の屈折率よ
り大きな第２の屈折率を有したコアを形成し、その上部
を別の屈折率を有した第２クラッド層で被覆して導波路
を形成し、第１クラッド層及びコアにガラスを用い、第
２クラッド層に高分子材料を用いて構成すると共に、こ
の導波路を加熱するためのヒータを設けたものである。
に本発明は、基板上に第１の屈折率を有した第１クラッ
ド層を設け、この第１クラッド層の上に第１の屈折率よ
り大きな第２の屈折率を有したコアを形成し、その上部
を別の屈折率を有した第２クラッド層で被覆して導波路
を形成し、第１クラッド層及びコアにガラスを用い、第
２クラッド層に高分子材料を用いて構成すると共に、こ
の導波路を加熱するためのヒータを設けたものである。
【００１０】或いは、基板上に第１の屈折率を有した第
１クラッド層を設け、該第１クラッド層の上に第１の屈
折率より大きな第２の屈折率を有したコアを形成し、そ
の上部を第２の屈折率より小さな第３の屈折率を有した
中間層及び第２クラッド層で被覆し導波路を形成し、第
１クラッド層、コア、及び中間層にガラスを用い、第２
クラッド層に高分子材料を用いて構成すると共に、該導
波路を加熱するためのヒータを設けてもよい。
１クラッド層を設け、該第１クラッド層の上に第１の屈
折率より大きな第２の屈折率を有したコアを形成し、そ
の上部を第２の屈折率より小さな第３の屈折率を有した
中間層及び第２クラッド層で被覆し導波路を形成し、第
１クラッド層、コア、及び中間層にガラスを用い、第２
クラッド層に高分子材料を用いて構成すると共に、該導
波路を加熱するためのヒータを設けてもよい。
【００１１】上記２つの導波路の屈折率は、少なくとも
１部分が異なっていてもよい。
１部分が異なっていてもよい。
【００１２】上記ヒータは上記２つの導波路のいずれか
一方、或いは両方のコア近辺に設けられ、且つ電圧印加
端子に接続されていてもよい。
一方、或いは両方のコア近辺に設けられ、且つ電圧印加
端子に接続されていてもよい。
【００１３】第２クラッド層の高分子材料として、シリ
コンを用いてもよい。
コンを用いてもよい。
【００１４】中間層の厚みが０．０１μｍ〜８μｍの範
囲にあってもよい。
囲にあってもよい。
【００１５】２つの導波路の間に基板に熱遮断用穴を設
けてもよい。
けてもよい。
【００１６】２つの導波路の間に基板に熱遮断用スリッ
トを設けてもよい。
トを設けてもよい。
【００１７】
【作用】上記構成により、第２クラッド層に高分子材料
を用いているので、ヒータに電圧を印加することによっ
て高分子材料の屈折率を大幅に変えることができ、その
結果、中心周波数を広範囲に制御することができる。
を用いているので、ヒータに電圧を印加することによっ
て高分子材料の屈折率を大幅に変えることができ、その
結果、中心周波数を広範囲に制御することができる。
【００１８】また、高分子材料はガラスに比して屈折率
が低いので比屈折率差を大きくとることができ、結果的
に小型サイズの光フィルタを実現することができる。
が低いので比屈折率差を大きくとることができ、結果的
に小型サイズの光フィルタを実現することができる。
【００１９】さらに高分子材料の第２クラッド層はコー
ティングによって容易に形成することができるので、製
造プロセス代が安くなる。
ティングによって容易に形成することができるので、製
造プロセス代が安くなる。
【００２０】また、サイズが小型になれば、ヒータの加
熱による中心周波数の応答性もよくなり、また低消費電
力でチューニングが可能となる。
熱による中心周波数の応答性もよくなり、また低消費電
力でチューニングが可能となる。
【００２１】さらにサイズの小型化により導波路の伝搬
損失も低くすることができる。
損失も低くすることができる。
【００２２】また、本発明はヒータ加熱による導波路の
屈折率変化を利用して中心周波数をチューニングする方
式であるので、従来のように導波路長変化による方式に
比べて偏光依存性が小さい。
屈折率変化を利用して中心周波数をチューニングする方
式であるので、従来のように導波路長変化による方式に
比べて偏光依存性が小さい。
【００２３】
【実施例】図１に本発明の導波路型チューナブル光フィ
ルタの実施例を示す。図１（ｂ）は正面図、図１（ａ）
は上面図であるが、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示した
ものである。この構成は、基板１（例えばＳｉ）上に屈
折率がｎc1の第１クラッド（例えばＳｉＯ2 ）の層２が
形成され、その第１クラッド層２の上に屈折率がｎ
w （ｎw ＞ｎc1）で略矩形状のコア３（３−１，３−
２，３−３及び３−４）が、例えばＳｉＯｘＮｙＨｚを
用いて形成されている。また第１クラッド層２の上には
薄膜状のヒータ７（例えばＣｒ，Ｔｉ膜で形成したも
の）と給電線８（８−１および８−２）もパターン化さ
れている。そして上記コア３−１〜３−４、ヒータ７、
給電線８−１及び８−２の表面には屈折率がｎc2（ｎc2
＜ｎw ）の第２クラッド層４（高分子材料たとえばシリ
コーン）が被覆されている。コア３−１〜３−４は第１
クラッド層２上に、入力側及び出力側方向性結合器５
（５−１及び５−２）間を互いに長さの異なる２つの導
波路６（第１の導波路６−１及び第２の導波路６−２）
でつないだマッハツェンダ型光フィルタをパターン化し
ている。給電線８−１と８−２間には電圧を印加できる
ように電圧印加端子９−１と９−２が設けられている。
この構成の特長は、第１クラッド層２及びコア３−１〜
３−４にガラスを用い、第２クラッド層４に高分子材料
を用いた点にある。すなわち、第２クラッド層４に高分
子材料を用いているので、ヒータ７に電圧を印加して第
１の導波路６−１近辺の温度を変えると、その近辺の第
２クラッド層４の屈折率が変化し、それによって出力側
方向性結合器５−２から出力される中心周波数ｆ1 ，ｆ
2 をチューニングすることができる。ここで、ｆ1 ，ｆ
2 と、第１の導波路６−１側の等価屈折率ｎ1 （等価屈
折率とはコアとクラッドとの比屈折率差に依存するも
の）、導波路長ｌ1 ，第２の導波路６−２側の等価屈折
率ｎ2 および導波路長ｌ2 との関係を本発明者が解析し
た結果で示すと、
ルタの実施例を示す。図１（ｂ）は正面図、図１（ａ）
は上面図であるが、図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図を示した
ものである。この構成は、基板１（例えばＳｉ）上に屈
折率がｎc1の第１クラッド（例えばＳｉＯ2 ）の層２が
形成され、その第１クラッド層２の上に屈折率がｎ
w （ｎw ＞ｎc1）で略矩形状のコア３（３−１，３−
２，３−３及び３−４）が、例えばＳｉＯｘＮｙＨｚを
用いて形成されている。また第１クラッド層２の上には
薄膜状のヒータ７（例えばＣｒ，Ｔｉ膜で形成したも
の）と給電線８（８−１および８−２）もパターン化さ
れている。そして上記コア３−１〜３−４、ヒータ７、
給電線８−１及び８−２の表面には屈折率がｎc2（ｎc2
＜ｎw ）の第２クラッド層４（高分子材料たとえばシリ
コーン）が被覆されている。コア３−１〜３−４は第１
クラッド層２上に、入力側及び出力側方向性結合器５
（５−１及び５−２）間を互いに長さの異なる２つの導
波路６（第１の導波路６−１及び第２の導波路６−２）
でつないだマッハツェンダ型光フィルタをパターン化し
ている。給電線８−１と８−２間には電圧を印加できる
ように電圧印加端子９−１と９−２が設けられている。
この構成の特長は、第１クラッド層２及びコア３−１〜
３−４にガラスを用い、第２クラッド層４に高分子材料
を用いた点にある。すなわち、第２クラッド層４に高分
子材料を用いているので、ヒータ７に電圧を印加して第
１の導波路６−１近辺の温度を変えると、その近辺の第
２クラッド層４の屈折率が変化し、それによって出力側
方向性結合器５−２から出力される中心周波数ｆ1 ，ｆ
2 をチューニングすることができる。ここで、ｆ1 ，ｆ
2 と、第１の導波路６−１側の等価屈折率ｎ1 （等価屈
折率とはコアとクラッドとの比屈折率差に依存するも
の）、導波路長ｌ1 ，第２の導波路６−２側の等価屈折
率ｎ2 および導波路長ｌ2 との関係を本発明者が解析し
た結果で示すと、
【００２４】
【数１】
【００２５】ただし、Ｃ：真空中の光速 ｍ＝０，１，２，３，… で表わされる。
【００２６】式（１）及び（２）からわかるように、ｎ
1 を変えれば、ｆ1 及びｆ2 を制御できることがわか
る。次に、上記構成でｎ1 を温度によってどの程度可変
可能かの実施例を図２に示す。この図２は石英ガラスと
シリコーン（信越シリコーン製，型名ＯＦ８）の屈折率
の温度依存性を示したものである。シリコーンの屈折率
は２０℃〜８０℃の範囲で屈折率を±０．６％程度変え
ることができる。すなわち、ｆ1 ，ｆ2 もそれと同程度
チューニングすることができる。第２クラッド層４がガ
ラスの場合には温度制御ではｆ1 ，ｆ2 をチューニング
することがむずかしいことが石英ガラスの屈折率の温度
依存性からも明白である。
1 を変えれば、ｆ1 及びｆ2 を制御できることがわか
る。次に、上記構成でｎ1 を温度によってどの程度可変
可能かの実施例を図２に示す。この図２は石英ガラスと
シリコーン（信越シリコーン製，型名ＯＦ８）の屈折率
の温度依存性を示したものである。シリコーンの屈折率
は２０℃〜８０℃の範囲で屈折率を±０．６％程度変え
ることができる。すなわち、ｆ1 ，ｆ2 もそれと同程度
チューニングすることができる。第２クラッド層４がガ
ラスの場合には温度制御ではｆ1 ，ｆ2 をチューニング
することがむずかしいことが石英ガラスの屈折率の温度
依存性からも明白である。
【００２７】図３は本発明の導波路型チューナブル光フ
ィルタの第２の実施例を示したものである。図１の構成
と異なっている点は第２クラッド層４を第１クラッド層
２上に形成されたコア３−１〜３−４、ヒータ７、給電
線８−１及び８−２の表面上に被覆する前に、中間層１
０（たとえばＳｉＯ2 ）を覆った点である。この中間層
１０はガラスで構成し、厚さ０．０１μｍから８μｍ、
屈折率ｎi （ｎi ＜ｎw ）に選ばれる。そしてこの中間
層１０をコア３−１〜３−４の保護膜用として作用さ
せ、コア３−１〜３−４内を伝搬する光がコアと第２ク
ラッド層４との界面の不均一性によって散乱するのを抑
えることができる。また長期的な信頼性という点で、第
２クラッド層４からのＯＨ基がコアー３−１〜３−４内
に拡散して浸入するのを抑える効果ももたせることがで
きる。この中間層１０の厚みはあまり厚くすると、ヒー
タ７によって温度を変えてもｎ1 が変わりにくくなるの
で、薄い方が好ましい。この中間層１０はコア３−１〜
３−４をパターン化した後、たとえば、プラズマＣＶＤ
法，減圧ＣＶＤ法等によって形成することができる。な
お、図１及び図３において、ヒータ７は、屈折率変化の
応答性を良くするために、第１の導波路６−１にできる
限り並置（その間隔；２０μｍ以上）するのが好まし
い。またこの長さもできる限り長い方が好ましい。
ィルタの第２の実施例を示したものである。図１の構成
と異なっている点は第２クラッド層４を第１クラッド層
２上に形成されたコア３−１〜３−４、ヒータ７、給電
線８−１及び８−２の表面上に被覆する前に、中間層１
０（たとえばＳｉＯ2 ）を覆った点である。この中間層
１０はガラスで構成し、厚さ０．０１μｍから８μｍ、
屈折率ｎi （ｎi ＜ｎw ）に選ばれる。そしてこの中間
層１０をコア３−１〜３−４の保護膜用として作用さ
せ、コア３−１〜３−４内を伝搬する光がコアと第２ク
ラッド層４との界面の不均一性によって散乱するのを抑
えることができる。また長期的な信頼性という点で、第
２クラッド層４からのＯＨ基がコアー３−１〜３−４内
に拡散して浸入するのを抑える効果ももたせることがで
きる。この中間層１０の厚みはあまり厚くすると、ヒー
タ７によって温度を変えてもｎ1 が変わりにくくなるの
で、薄い方が好ましい。この中間層１０はコア３−１〜
３−４をパターン化した後、たとえば、プラズマＣＶＤ
法，減圧ＣＶＤ法等によって形成することができる。な
お、図１及び図３において、ヒータ７は、屈折率変化の
応答性を良くするために、第１の導波路６−１にできる
限り並置（その間隔；２０μｍ以上）するのが好まし
い。またこの長さもできる限り長い方が好ましい。
【００２８】図４は本発明の導波路型チューナブル光フ
ィルタの第３の実施例を示したものである。これは、ヒ
ータを第１及び第２の導波路６−１及び６−２のコアの
近辺に、７−１及び７−２のごとく並置した構成であ
る。この場合、電圧印加端子９−１と９−２間、９−３
と９−４間に印加する電圧はそれぞれ独立に印加する。
なお、同図において、基板１にはＳｉ以外にホウケイ酸
ガラスのような高屈折率、あるいは石英ガラスのような
低屈折率のガラスを用いてもよい。また第１クラッド２
にもＳｉＯ2 以外に、屈折率制御用添加物として、実施
例のように、Ｐ，Ｂ等を少なくとも１種添加してもよ
い。
ィルタの第３の実施例を示したものである。これは、ヒ
ータを第１及び第２の導波路６−１及び６−２のコアの
近辺に、７−１及び７−２のごとく並置した構成であ
る。この場合、電圧印加端子９−１と９−２間、９−３
と９−４間に印加する電圧はそれぞれ独立に印加する。
なお、同図において、基板１にはＳｉ以外にホウケイ酸
ガラスのような高屈折率、あるいは石英ガラスのような
低屈折率のガラスを用いてもよい。また第１クラッド２
にもＳｉＯ2 以外に、屈折率制御用添加物として、実施
例のように、Ｐ，Ｂ等を少なくとも１種添加してもよ
い。
【００２９】図５は本発明の導波路型チューナブル光フ
ィルタの第４の実施例を示したものである。これは第１
の導波路６−１と第２の導波路６−２との間に熱遮断面
のスリット１１を設けた構成である。また穴１２−１〜
１２−５を設けた構成である。この熱遮断用のスリット
１１および穴１２−１〜１２−５を設けることによっ
て、ヒータ７で第１の導波路６−１近辺の温度を制御す
ることができ、第２の導波路６−２側にその温度制御の
影響が出にくいようにすることができる。なお、スリッ
ト１１の代わりに、少なくとも１個の穴を設けてもよ
い。逆に、穴１２−２〜１２−４の代わりにスリットに
してもよい。またこのスリット１１及び穴１２−１〜１
２−５内に液体，冷媒等を入れて熱を遮断するようにし
てもよい。そしてこれら液体，冷媒等は循環式にして上
昇した温度を下げるようにすると、より好都合である。
ィルタの第４の実施例を示したものである。これは第１
の導波路６−１と第２の導波路６−２との間に熱遮断面
のスリット１１を設けた構成である。また穴１２−１〜
１２−５を設けた構成である。この熱遮断用のスリット
１１および穴１２−１〜１２−５を設けることによっ
て、ヒータ７で第１の導波路６−１近辺の温度を制御す
ることができ、第２の導波路６−２側にその温度制御の
影響が出にくいようにすることができる。なお、スリッ
ト１１の代わりに、少なくとも１個の穴を設けてもよ
い。逆に、穴１２−２〜１２−４の代わりにスリットに
してもよい。またこのスリット１１及び穴１２−１〜１
２−５内に液体，冷媒等を入れて熱を遮断するようにし
てもよい。そしてこれら液体，冷媒等は循環式にして上
昇した温度を下げるようにすると、より好都合である。
【００３０】図６は本発明の導波路型チューナブル光フ
ィルタの第５の実施例を示したものである。これはヒー
タ７を第１クラッド層２上に形成する代わりに、第２ク
ラッド層４上に形成した構成である。この実施例ではヒ
ータ７は第１の導波路６−１の真上からはずれた位置に
配置されているが、第１の導波路６−１の真上でもよ
い。またこの実施例では基板１に低屈折率の石英あるい
はバイコールガラスを用いたため、第１クラッド層２は
省略してある。
ィルタの第５の実施例を示したものである。これはヒー
タ７を第１クラッド層２上に形成する代わりに、第２ク
ラッド層４上に形成した構成である。この実施例ではヒ
ータ７は第１の導波路６−１の真上からはずれた位置に
配置されているが、第１の導波路６−１の真上でもよ
い。またこの実施例では基板１に低屈折率の石英あるい
はバイコールガラスを用いたため、第１クラッド層２は
省略してある。
【００３１】本発明の導波路型チューナブル光フィルタ
は上記実施例に限定されない。まず式（１）及び（２）
からわかるように、ｎ1 とｎ2 は最初から異なるように
作っておいてもよい。たとえば、第１の導波路６−１と
第２の導波路６−２の組成ＳｉＯｘＮｙＨｚのＮの量を
異ならせることによって屈折率は容易に変えられる。そ
の屈折率の変え方としては、コア３−１〜３−４を第１
クラッド層２上にパターン化した後、第１及び第２導波
路６−１及び６−２のいずれか一方、あるいは両方に、
たとえばレーザ光（Ａｒ，ＣＯ2 ，Ｎ2 等のレーザ光）
を照射し、その照射光量，照射時間等を変えることによ
って屈折率を変えることができる。その一例を図７に示
す。
は上記実施例に限定されない。まず式（１）及び（２）
からわかるように、ｎ1 とｎ2 は最初から異なるように
作っておいてもよい。たとえば、第１の導波路６−１と
第２の導波路６−２の組成ＳｉＯｘＮｙＨｚのＮの量を
異ならせることによって屈折率は容易に変えられる。そ
の屈折率の変え方としては、コア３−１〜３−４を第１
クラッド層２上にパターン化した後、第１及び第２導波
路６−１及び６−２のいずれか一方、あるいは両方に、
たとえばレーザ光（Ａｒ，ＣＯ2 ，Ｎ2 等のレーザ光）
を照射し、その照射光量，照射時間等を変えることによ
って屈折率を変えることができる。その一例を図７に示
す。
【００３２】第２クラッド４の高分子材料としては、シ
リコーン以外に、フッ素高分子材料（たとえばポリフッ
化ビニリデン）、ポリメタクリル酸メチル等を用いるこ
とができる。
リコーン以外に、フッ素高分子材料（たとえばポリフッ
化ビニリデン）、ポリメタクリル酸メチル等を用いるこ
とができる。
【００３３】コア３−１〜３−４の屈折率ｎw は１．４
６５〜１．６０の範囲内の値の材料を用いることができ
る。たとえば、ＳｉＯｘＮｙＨｚ以外に、Ｐ，Ｇｅ，Ｔ
ｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｎａ，Ｋ等の屈折率制御用添加物を少
なくとも１種含んだＳｉＯ2 系あるいはＳｉＯｘＮｙＨ
ｚ系材料を用いることができる。なお、コアに用いてい
るＳｉＯｘＮｙＨｚ膜はプラズマＣＶＤ法によって形成
することができるが、この膜形成時に発生する基板の反
り（すなわち、応力の発生）は極めて少ないので、偏光
依存性の少ない光フィルタを実現することができるとい
う特長もある。また本発明の光フィルタを複数個直列、
あるいは並列に組合せた光フィルタとして使ってもよ
い。たとえば、２つの周波数ｆ1 ，ｆ2 を分岐する以外
に、ｆ1，ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 の４波、さらにはそれ以上
の数の周波数を分岐する光フィルタにも適用することが
できる。また第１あるいは第２の導波路に並置してリン
グ共振器を付加し、より高いアイソレーション特性を実
現する光フィルタにも適用することができる。また本発
明のチューナブル光フィルタはコアに高屈折率の材料を
用い、第２クラッド層に低屈折率の材料を用いているの
で、より比屈折率差を大きくでき、これにより、光フィ
ルタのサイズを大幅に小型化でき、結果的に低損失化も
図れるという特長をもっている。
６５〜１．６０の範囲内の値の材料を用いることができ
る。たとえば、ＳｉＯｘＮｙＨｚ以外に、Ｐ，Ｇｅ，Ｔ
ｉ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｎａ，Ｋ等の屈折率制御用添加物を少
なくとも１種含んだＳｉＯ2 系あるいはＳｉＯｘＮｙＨ
ｚ系材料を用いることができる。なお、コアに用いてい
るＳｉＯｘＮｙＨｚ膜はプラズマＣＶＤ法によって形成
することができるが、この膜形成時に発生する基板の反
り（すなわち、応力の発生）は極めて少ないので、偏光
依存性の少ない光フィルタを実現することができるとい
う特長もある。また本発明の光フィルタを複数個直列、
あるいは並列に組合せた光フィルタとして使ってもよ
い。たとえば、２つの周波数ｆ1 ，ｆ2 を分岐する以外
に、ｆ1，ｆ2 ，ｆ3 ，ｆ4 の４波、さらにはそれ以上
の数の周波数を分岐する光フィルタにも適用することが
できる。また第１あるいは第２の導波路に並置してリン
グ共振器を付加し、より高いアイソレーション特性を実
現する光フィルタにも適用することができる。また本発
明のチューナブル光フィルタはコアに高屈折率の材料を
用い、第２クラッド層に低屈折率の材料を用いているの
で、より比屈折率差を大きくでき、これにより、光フィ
ルタのサイズを大幅に小型化でき、結果的に低損失化も
図れるという特長をもっている。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のチューナブ
ル光フィルタは次のような効果をもっている。
ル光フィルタは次のような効果をもっている。
【００３５】（１）第２クラッド層に高分子材料を用い
ているので、ヒータに電圧を印加することによって高分
子材料の屈折率を大幅に変えることができ、その結果、
中心周波数を広範囲に制御することができる。
ているので、ヒータに電圧を印加することによって高分
子材料の屈折率を大幅に変えることができ、その結果、
中心周波数を広範囲に制御することができる。
【００３６】（２）高分子材料はガラスに比して屈折率
が低く、またコアにＳｉＯｘＮｙＨｚを用いているので
Ｎの含有量を増やすことによって高屈折率を実現するこ
とができ、結果的にコアとクラッドとの間の比屈折率差
の大きい光導波路を構成することができる。そのため、
小型サイズの光フィルタを実現することができる。小型
になればヒータによる温度制御も容易となり、応答速度
の速いチューナブル光フィルタを構成することができ
る。
が低く、またコアにＳｉＯｘＮｙＨｚを用いているので
Ｎの含有量を増やすことによって高屈折率を実現するこ
とができ、結果的にコアとクラッドとの間の比屈折率差
の大きい光導波路を構成することができる。そのため、
小型サイズの光フィルタを実現することができる。小型
になればヒータによる温度制御も容易となり、応答速度
の速いチューナブル光フィルタを構成することができ
る。
【００３７】（３）高分子材料の第２クラッド層はコー
ティングによって容易に形成することができるので、製
造プロセス代が安くなる。
ティングによって容易に形成することができるので、製
造プロセス代が安くなる。
【００３８】（４）コアに用いているＳｉＯｘＮｙＨｚ
膜は成膜時に応力の発生が少ないので、偏光依存性の少
ない光フィルタを実現することができる。
膜は成膜時に応力の発生が少ないので、偏光依存性の少
ない光フィルタを実現することができる。
【図１】本発明の一実施例を示すチューナブル光フィル
タの正面図及び上面断面図である。
タの正面図及び上面断面図である。
【図２】本発明においてシリコーンの屈折率の温度依存
性を、石英ガラスのそれと比較するための特性図であ
る。
性を、石英ガラスのそれと比較するための特性図であ
る。
【図３】本発明の別の実施例を示すチューナブル光フィ
ルタの正面図及び上面断面図である。
ルタの正面図及び上面断面図である。
【図４】本発明の別の実施例を示すチューナブル光フィ
ルタの正面図及び上面断面図である。
ルタの正面図及び上面断面図である。
【図５】本発明の別の実施例を示すチューナブル光フィ
ルタの正面図及び上面断面図である。
ルタの正面図及び上面断面図である。
【図６】本発明の別の実施例を示すチューナブル光フィ
ルタの正面図及び上面断面図である。
ルタの正面図及び上面断面図である。
【図７】本発明においてコアにＡｒガスレーザ光を照射
した時の屈折率の温度依存性を示す特性図である。
した時の屈折率の温度依存性を示す特性図である。
【図８】従来例を示すマッハツェンダ型光フィルタの概
略図である。
略図である。
１ 基板 ２ 第１クラッド層 ３ コア ４ 第２クラッド層 ７ ヒータ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２つの方向性結合器間を長さの異なる２
つの導波路でつないだマッハツェンダ型光フィルタにお
いて、基板上に第１の屈折率を有した第１クラッド層を
設け、該第１クラッド層の上に第１の屈折率より大きな
第２の屈折率を有したコアを形成し、その上部を別の屈
折率を有した第２クラッド層で被覆して導波路を形成
し、第１クラッド層及びコアにガラスを用い、第２クラ
ッド層に高分子材料を用いて構成すると共に、該導波路
を加熱するためのヒータを設けたことを特徴とするチュ
ーナブル光フィルタ。 - 【請求項２】 ２つの方向性結合器間を２つの異なる長
さの導波路でつないだマッハツェンダ型光フィルタにお
いて、基板上に第１の屈折率を有した第１クラッド層を
設け、該第１クラッド層の上に第１の屈折率より大きな
第２の屈折率を有したコアを形成し、その上部を第２の
屈折率より小さな第３の屈折率を有した中間層及び第２
クラッド層で被覆し導波路を形成し、第１クラッド層、
コア、及び中間層にガラスを用い、第２クラッド層に高
分子材料を用いて構成すると共に、該導波路を加熱する
ためのヒータを設けたことを特徴とするチューナブル光
フィルタ。 - 【請求項３】 上記２つの導波路の屈折率は、少なくと
も１部分が異なっていることを特徴とする請求項１又は
２記載の光フィルタ。 - 【請求項４】 上記ヒータは上記２つの導波路のいずれ
か一方、或いは両方のコア近辺に設けられ、且つ電圧印
加端子に接続されていることを特徴とする請求項１〜３
いずれか記載のチューナブル光フィルタ。 - 【請求項５】 第２クラッド層の高分子材料として、シ
リコンを用いたことを特徴とする請求項１〜３いずれか
記載のチューナブル光フィルタ。 - 【請求項６】 中間層の厚みが０．０１μｍ〜８μｍの
範囲にあることを特徴とする請求項２記載のチューナブ
ル光フィルタ。 - 【請求項７】 ２つの導波路の間に基板に熱遮断用穴を
設けた請求項１〜５いずれか記載のチューナブル光フィ
ルタ。 - 【請求項８】 ２つの導波路の間に基板に熱遮断用スリ
ットを設けた請求項１〜５いずれか記載のチューナブル
光フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21411592A JP2848144B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | チューナブル光フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21411592A JP2848144B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | チューナブル光フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0659293A true JPH0659293A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2848144B2 JP2848144B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=16650484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21411592A Expired - Fee Related JP2848144B2 (ja) | 1992-08-11 | 1992-08-11 | チューナブル光フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2848144B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002365605A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Fujikura Ltd | 熱光学効果光部品 |
| WO2003023741A1 (fr) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Dispositif optique |
| WO2003075060A1 (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-12 | Australian National University | Tuneable filter arrangement |
| US6895157B2 (en) * | 2002-07-29 | 2005-05-17 | Intel Corporation | Thermal optical switch apparatus and methods with enhanced thermal isolation |
| JP2021179484A (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ |
| JP2021179483A (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ及び波長分離光回路 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4078898B2 (ja) | 2002-06-28 | 2008-04-23 | 日本電気株式会社 | 熱光学位相シフタ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-08-11 JP JP21411592A patent/JP2848144B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| JP2002365605A (ja) * | 2001-06-07 | 2002-12-18 | Fujikura Ltd | 熱光学効果光部品 |
| JP4707876B2 (ja) * | 2001-06-07 | 2011-06-22 | 株式会社フジクラ | 熱光学効果光部品 |
| WO2003023741A1 (fr) * | 2001-09-07 | 2003-03-20 | Ngk Insulators, Ltd. | Dispositif optique |
| WO2003075060A1 (en) * | 2002-03-07 | 2003-09-12 | Australian National University | Tuneable filter arrangement |
| US6895157B2 (en) * | 2002-07-29 | 2005-05-17 | Intel Corporation | Thermal optical switch apparatus and methods with enhanced thermal isolation |
| JP2021179484A (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ |
| JP2021179483A (ja) * | 2020-05-12 | 2021-11-18 | 沖電気工業株式会社 | 光波長フィルタ及び波長分離光回路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2848144B2 (ja) | 1999-01-20 |
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