JPH07106696A - 波長選択デバイス - Google Patents
波長選択デバイスInfo
- Publication number
- JPH07106696A JPH07106696A JP26971393A JP26971393A JPH07106696A JP H07106696 A JPH07106696 A JP H07106696A JP 26971393 A JP26971393 A JP 26971393A JP 26971393 A JP26971393 A JP 26971393A JP H07106696 A JPH07106696 A JP H07106696A
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- JP
- Japan
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- wavelength
- wavelength selection
- selection device
- waveguides
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Abstract
(57)【要約】
【目的】任意の偏波状態を有する入力光から、特定の波
長を安定に選択できる波長選択デバイスである。 【構成】波長多重化された光信号の中から任意の波長を
選択する波長選択デバイスである。直交する２つの偏波
方向の光に対してそれぞれ閉じ込める構造の２つのチャ
ネル型導波路１６、１７が隣接して構成されている。２
つのチャネル型導波路１６、１７には、それぞれ波長選
択用のグレーティング１４、１５が形成され、それぞれ
のグレーティング周期は、同一の波長を選択できるよう
互いに設定されている。
長を安定に選択できる波長選択デバイスである。 【構成】波長多重化された光信号の中から任意の波長を
選択する波長選択デバイスである。直交する２つの偏波
方向の光に対してそれぞれ閉じ込める構造の２つのチャ
ネル型導波路１６、１７が隣接して構成されている。２
つのチャネル型導波路１６、１７には、それぞれ波長選
択用のグレーティング１４、１５が形成され、それぞれ
のグレーティング周期は、同一の波長を選択できるよう
互いに設定されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光波長多重通信などに
おいて使用される任意の波長を選択する波長選択デバイ
スであって、入力の偏波状態が変動しても、安定した受
信出力を得る様にできる偏波無依存の波長選択デバイス
に関するものである。
おいて使用される任意の波長を選択する波長選択デバイ
スであって、入力の偏波状態が変動しても、安定した受
信出力を得る様にできる偏波無依存の波長選択デバイス
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長多重化された光信号の分波を
行うためのデバイスがいくつか提案されている。特に、
グレーティングや方向性結合器などを基本とした導波型
波長選択デバイスは、バルク型波長選択デバイスに比べ
て、小型化に適していて、他の機能デバイス、例えば、
光検出器などとの集積化も容易であり、設計の自由度も
高い。さらには、半導体や光学結晶を用いた波長選択デ
バイスでは、その中心選択波長の制御が容易であり、波
長可変の特徴を生かした応用にも適用できる。
行うためのデバイスがいくつか提案されている。特に、
グレーティングや方向性結合器などを基本とした導波型
波長選択デバイスは、バルク型波長選択デバイスに比べ
て、小型化に適していて、他の機能デバイス、例えば、
光検出器などとの集積化も容易であり、設計の自由度も
高い。さらには、半導体や光学結晶を用いた波長選択デ
バイスでは、その中心選択波長の制御が容易であり、波
長可変の特徴を生かした応用にも適用できる。
【０００３】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、一
般に、光導波路型のデバイスにおいては、偏波依存性、
すなわちＴＥモードとＴＭモードに対する性能の差が大
きい。したがって、光ファイバ伝送において、伝送後の
光入力偏波状態の変動により、分波光出力が大きな変動
を受け、光伝送特性が不安定になるという欠点があっ
た。そのための解決手段として、光伝送路ゆらぎに応じ
て最適の偏波状態に調整する手段、すなわち偏波ダイバ
シティなどが必要となり、構成が複雑となるなどの問題
点があった。
般に、光導波路型のデバイスにおいては、偏波依存性、
すなわちＴＥモードとＴＭモードに対する性能の差が大
きい。したがって、光ファイバ伝送において、伝送後の
光入力偏波状態の変動により、分波光出力が大きな変動
を受け、光伝送特性が不安定になるという欠点があっ
た。そのための解決手段として、光伝送路ゆらぎに応じ
て最適の偏波状態に調整する手段、すなわち偏波ダイバ
シティなどが必要となり、構成が複雑となるなどの問題
点があった。
【０００４】従って、本発明の目的は、任意の偏波状態
を有する入力光から、特定の波長を安定に選択できる波
長選択デバイスを提供することにある。
を有する入力光から、特定の波長を安定に選択できる波
長選択デバイスを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力光
の中から任意の波長を選択する波長選択デバイスにおい
て、異なる２つの偏波方向の光成分に対してそれぞれ閉
じ込める構造の２つの導波路が隣接して形成されてい
て、且つ、２つの導波路には、それぞれ波長選択用手段
が形成され、それぞれの波長選択用手段は、同一の波長
の偏波成分を選択できるよう互いに設定されていたり、
また、波長多重化された光信号の中から任意の波長を選
択する波長選択デバイスにおいて、直交する２つの偏波
方向の光に対してそれぞれ閉じ込める構造の２つのチャ
ネル型導波路が隣接して構成されていて、且つ、２つの
チャネル型導波路には、波長選択用のグレーティングが
形成され、それぞれのグレーティング周期は、同一の波
長を選択できるよう互いに設定されているので、任意の
偏波状態を有する伝送光から、特定の波長を安定に選択
できる。
の中から任意の波長を選択する波長選択デバイスにおい
て、異なる２つの偏波方向の光成分に対してそれぞれ閉
じ込める構造の２つの導波路が隣接して形成されてい
て、且つ、２つの導波路には、それぞれ波長選択用手段
が形成され、それぞれの波長選択用手段は、同一の波長
の偏波成分を選択できるよう互いに設定されていたり、
また、波長多重化された光信号の中から任意の波長を選
択する波長選択デバイスにおいて、直交する２つの偏波
方向の光に対してそれぞれ閉じ込める構造の２つのチャ
ネル型導波路が隣接して構成されていて、且つ、２つの
チャネル型導波路には、波長選択用のグレーティングが
形成され、それぞれのグレーティング周期は、同一の波
長を選択できるよう互いに設定されているので、任意の
偏波状態を有する伝送光から、特定の波長を安定に選択
できる。
【０００６】より具体的には、直交する偏波成分に対応
する２つのチャネル型導波路は、それぞれ縦型の方向性
結合器の構成をとっていたり、選択波長を制御するた
め、それぞれのチャネル型導波路の屈折率が制御できる
構造となっていたり、所望波長を選択する前記２つのチ
ャネル型導波路の波長選択領域と縦続的に光電変換を行
う光検出領域が集積されていたり、前記波長選択領域と
光検出領域の組み合わせが、縦続的に多段化されてい
て、且つ、各波長選択領域では、互いに異なる波長を選
択するようグレーティング周期が設定されていたりす
る。
する２つのチャネル型導波路は、それぞれ縦型の方向性
結合器の構成をとっていたり、選択波長を制御するた
め、それぞれのチャネル型導波路の屈折率が制御できる
構造となっていたり、所望波長を選択する前記２つのチ
ャネル型導波路の波長選択領域と縦続的に光電変換を行
う光検出領域が集積されていたり、前記波長選択領域と
光検出領域の組み合わせが、縦続的に多段化されてい
て、且つ、各波長選択領域では、互いに異なる波長を選
択するようグレーティング周期が設定されていたりす
る。
【０００７】
【実施例１】図１は本発明による波長選択デバイスの第
１実施例の構成を示す。図中、１１、１２は基板１３上
に形成された光導波路であり、２層１１、１２で縦型の
方向性結合器を形成している。伝送光は、下の光導波路
１２より入力され、方向性結合器の結合領域に形成され
たグレーティング１４、１５により整合される波長にお
いて、上の光導波路１１へ移行し、分波がなされる。こ
の際、伝送光が確実に下の光導波路１２に入力される様
に、上の光導波路１１の入力側の端部は除去ししておい
た方が良い（図３参照）。
１実施例の構成を示す。図中、１１、１２は基板１３上
に形成された光導波路であり、２層１１、１２で縦型の
方向性結合器を形成している。伝送光は、下の光導波路
１２より入力され、方向性結合器の結合領域に形成され
たグレーティング１４、１５により整合される波長にお
いて、上の光導波路１１へ移行し、分波がなされる。こ
の際、伝送光が確実に下の光導波路１２に入力される様
に、上の光導波路１１の入力側の端部は除去ししておい
た方が良い（図３参照）。
【０００８】本実施例においては、光導波路１１、１２
中にＴＥ偏波、ＴＭ偏波をそれぞれ閉じ込める構造を有
している。すなわち、チャネル１６においては、ＴＭ偏
波成分を閉じ込め、チャネル１７においてはＴＥ偏波成
分を閉じ込める構造となっている。光ファイバからの入
力光径は、光導波路１２のモードフィールドを充分カバ
ーしているため、入力光のうち、ＴＥ偏波成分はチャネ
ル１７を伝搬し、グレーティング１５により波長選択さ
れる。また、ＴＭ偏波成分はチャネル１６を伝搬し、グ
レーティング１４により波長選択される。このとき、グ
レーティング１４、１５の周期を、ＴＥ、ＴＭに合わせ
て互いに変えてやることにより、同一の波長で光の移行
を行うことができる。すなわち、偏波無依存の波長選択
デバイスが構成される。偏波に応じたチャネル導波路１
６、１７は、例えば、光導波路１１、１２を半導体超格
子で構成し、図１中の斜線部を不純物拡散や熱処理など
により混晶化することにより形成可能である。
中にＴＥ偏波、ＴＭ偏波をそれぞれ閉じ込める構造を有
している。すなわち、チャネル１６においては、ＴＭ偏
波成分を閉じ込め、チャネル１７においてはＴＥ偏波成
分を閉じ込める構造となっている。光ファイバからの入
力光径は、光導波路１２のモードフィールドを充分カバ
ーしているため、入力光のうち、ＴＥ偏波成分はチャネ
ル１７を伝搬し、グレーティング１５により波長選択さ
れる。また、ＴＭ偏波成分はチャネル１６を伝搬し、グ
レーティング１４により波長選択される。このとき、グ
レーティング１４、１５の周期を、ＴＥ、ＴＭに合わせ
て互いに変えてやることにより、同一の波長で光の移行
を行うことができる。すなわち、偏波無依存の波長選択
デバイスが構成される。偏波に応じたチャネル導波路１
６、１７は、例えば、光導波路１１、１２を半導体超格
子で構成し、図１中の斜線部を不純物拡散や熱処理など
により混晶化することにより形成可能である。
【０００９】これは、超格子の混晶化により、ＴＥ成分
については屈折率が低下し、ＴＭ成分については屈折率
が上昇する原理を利用している。すなわち、ＴＥ偏波光
に対しては斜線部が低屈折率となるため、チャネル１７
に光は閉じ込められ、ＴＭ偏波光に対しては斜線部以外
が低屈折率となるため、チャネル１６に光は閉じ込めら
れる。尚、図１において、１８、１９はクラッド層であ
る。
については屈折率が低下し、ＴＭ成分については屈折率
が上昇する原理を利用している。すなわち、ＴＥ偏波光
に対しては斜線部が低屈折率となるため、チャネル１７
に光は閉じ込められ、ＴＭ偏波光に対しては斜線部以外
が低屈折率となるため、チャネル１６に光は閉じ込めら
れる。尚、図１において、１８、１９はクラッド層であ
る。
【００１０】こうして、入力光がＴＥ成分、ＴＭ成分に
分けられ、夫々同一波長で上の光導波路１２に導かれる
ので、入力光の偏波状態が変動しても、チャネル個々の
分波光強度は変動するがチャネル１６、１７全体として
は分波光出力は変動しない。
分けられ、夫々同一波長で上の光導波路１２に導かれる
ので、入力光の偏波状態が変動しても、チャネル個々の
分波光強度は変動するがチャネル１６、１７全体として
は分波光出力は変動しない。
【００１１】
【実施例２】図２は本発明の第２実施例を示す図であ
る。ｎ型半導体基板２１上にＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰから
なる超格子導波路２２、２３を成膜する。ＴＥ、ＴＭ各
偏波成分に応じたチャネル導波構造２６、２７を熱拡散
（斜線で示す）により形成した後、周期の異なるグレー
ティング２８、２９を、各チャネル２６、２７の光導波
路上に形成する。しかる後に、グレーティング２８、２
９上に、クラッド層２４、キャップ層２５を成膜する。
る。ｎ型半導体基板２１上にＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰから
なる超格子導波路２２、２３を成膜する。ＴＥ、ＴＭ各
偏波成分に応じたチャネル導波構造２６、２７を熱拡散
（斜線で示す）により形成した後、周期の異なるグレー
ティング２８、２９を、各チャネル２６、２７の光導波
路上に形成する。しかる後に、グレーティング２８、２
９上に、クラッド層２４、キャップ層２５を成膜する。
【００１２】上部光導波路２３に電界を印加するため、
上部導波路２３を構成する超格子層は、アンドープであ
り、それより上位層はｐ型、下位層はｎ型にドーピング
されて、ｐ−ｉ−ｎ構造となっている。順電界を印加す
ることにより、キャリアが上部導波路２３に注入され、
屈折率の変化が生じる。その結果、選択波長の制御が行
われ、波長可変機能が実現する。
上部導波路２３を構成する超格子層は、アンドープであ
り、それより上位層はｐ型、下位層はｎ型にドーピング
されて、ｐ−ｉ−ｎ構造となっている。順電界を印加す
ることにより、キャリアが上部導波路２３に注入され、
屈折率の変化が生じる。その結果、選択波長の制御が行
われ、波長可変機能が実現する。
【００１３】動作等、その他の点は第１実施例と同じで
ある。
ある。
【００１４】
【実施例３】前記実施例は、波長カップラ・フィルタの
例であったが、本実施例は、波長多重化された伝送光の
中から任意の波長の光を選択した後、電流に変換する検
出機能を合わせもつ波長選択デバイスに関する。図３
は、本実施例を表す図である。
例であったが、本実施例は、波長多重化された伝送光の
中から任意の波長の光を選択した後、電流に変換する検
出機能を合わせもつ波長選択デバイスに関する。図３
は、本実施例を表す図である。
【００１５】ｎ+型ＩｎＰ基板３１上に、下から順にｎ
−ＩｎＰクラッド層３２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ超
格子下部導波路層３３、ｎ−ＩｎＰクラッド層３４、ｎ
−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ超格子上部導波路層３５、アン
ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層３６、Ｐ−ＩｎＰクラッド
層３７、Ｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層３８を成長した
後、光検出領域４２、４４、４６を残して、アンドープ
ＩｎＧａＡｓ光吸収層３６までをエッチングする。エッ
チングの結果、Ｐ−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰグレーティン
グ形成層３９がむき出しとなったフィルタ領域４１、４
３、４５に第２実施例と同様に、ＴＥ偏波用、ＴＭ偏波
用チャネル導波路を形成した後、各偏波に合わせたグレ
ーティング周期のグレーティング４０を形成する（図３
では、ＴＥ偏波用、ＴＭ偏波用チャネル導波路とグレー
ティング４０の一方のみが見える）。グレーティング４
０上には、ＳｉＮx膜５０を保護層として成膜してい
る。フィルタ領域４１、４３、４５と光検出領域４２、
４４、４６のペアを、図３のように、受信する波長の数
だけ縦続配列させている。各フィルタ領域のグレーティ
ング４０の周期は、受信する波長に合わせてそれぞれ異
なっている。また、光検出領域４２、４４、４６は、夫
々、ＴＥ偏波用とＴＭ偏波用に共通である。
−ＩｎＰクラッド層３２、ｎ−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ超
格子下部導波路層３３、ｎ−ＩｎＰクラッド層３４、ｎ
−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰ超格子上部導波路層３５、アン
ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層３６、Ｐ−ＩｎＰクラッド
層３７、Ｐ+−ＩｎＧａＡｓキャップ層３８を成長した
後、光検出領域４２、４４、４６を残して、アンドープ
ＩｎＧａＡｓ光吸収層３６までをエッチングする。エッ
チングの結果、Ｐ−ＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰグレーティン
グ形成層３９がむき出しとなったフィルタ領域４１、４
３、４５に第２実施例と同様に、ＴＥ偏波用、ＴＭ偏波
用チャネル導波路を形成した後、各偏波に合わせたグレ
ーティング周期のグレーティング４０を形成する（図３
では、ＴＥ偏波用、ＴＭ偏波用チャネル導波路とグレー
ティング４０の一方のみが見える）。グレーティング４
０上には、ＳｉＮx膜５０を保護層として成膜してい
る。フィルタ領域４１、４３、４５と光検出領域４２、
４４、４６のペアを、図３のように、受信する波長の数
だけ縦続配列させている。各フィルタ領域のグレーティ
ング４０の周期は、受信する波長に合わせてそれぞれ異
なっている。また、光検出領域４２、４４、４６は、夫
々、ＴＥ偏波用とＴＭ偏波用に共通である。
【００１６】４波長が波長多重化された光信号（λ1＝
１５５０ｎｍ、λ2＝１５５２ｎｍ、λ3＝１５５４ｎ
ｍ、λ4＝１５５６ｎｍ）を光ファイバ中に伝送させ、
本実施例による波長選択デバイスへ入力したところ、各
フィルタ領域と光検出領域で、λ4を除く各波長が分波
且つ検出された。その結果、光検出領域４２ではλ1の
信号電流が、光検出領域４４ではλ2の信号電流が、光
検出領域４６ではλ3の信号電流が各々検出された。な
お、波長λ4の光信号は、この波長選択デバイスで受信
しないため通過する。
１５５０ｎｍ、λ2＝１５５２ｎｍ、λ3＝１５５４ｎ
ｍ、λ4＝１５５６ｎｍ）を光ファイバ中に伝送させ、
本実施例による波長選択デバイスへ入力したところ、各
フィルタ領域と光検出領域で、λ4を除く各波長が分波
且つ検出された。その結果、光検出領域４２ではλ1の
信号電流が、光検出領域４４ではλ2の信号電流が、光
検出領域４６ではλ3の信号電流が各々検出された。な
お、波長λ4の光信号は、この波長選択デバイスで受信
しないため通過する。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、波長多重光伝送な
どにおける、ある特定の波長を選択する波長選択デバイ
スにおいて、異なる２つの偏波成分に対してそれぞれ導
波する導波路を隣接して構成し、各偏波に合わせて波長
選択用手段（グレーティング周期）を設定することによ
り、受信光の偏波状態にかかわらず、安定に波長選択
（検出）できる効果がある。
どにおける、ある特定の波長を選択する波長選択デバイ
スにおいて、異なる２つの偏波成分に対してそれぞれ導
波する導波路を隣接して構成し、各偏波に合わせて波長
選択用手段（グレーティング周期）を設定することによ
り、受信光の偏波状態にかかわらず、安定に波長選択
（検出）できる効果がある。
【図１】本発明による第１実施例の波長選択デバイスを
示す図。
示す図。
【図２】本発明による第２実施例の波長選択デバイスを
示す図。
示す図。
【図３】本発明による第３実施例の波長選択デバイスを
示す図。
示す図。
１１、１２、２２、２３、３３、３５ 光導波路 １３、２１、３１ 基板 １４、１５、２８、２９、４０ グレーティング １６、１７、２６、２７ チャネル導波路 １８、１９、２４、３２、３４、３７ クラッド層 ２５、３８ キャップ層 ３９ グレーティング形成層 ４７、４８ 電極 ４１、４３、４５ フィルタ領域 ４２、４４、４６ 光検出領域 ５０ 保護層
Claims (6)
- 【請求項１】 波長多重化された光信号の中から任意の
波長を選択する波長選択デバイスにおいて、直交する２
つの偏波方向の光成分に対してそれぞれ閉じ込める構造
の２つのチャネル型導波路が隣接して形成されていて、
且つ、２つのチャネル型導波路には、それぞれ波長選択
用のグレーティングが形成され、それぞれのグレーティ
ング周期は、同一の波長の偏波成分を選択できるよう互
いに設定されていることを特徴とする波長選択デバイ
ス。 - 【請求項２】 直交する偏波成分に対応する２つのチャ
ネル型導波路は、それぞれ縦型の方向性結合器の構成を
とっていることを特徴とする請求項１記載の波長選択デ
バイス。 - 【請求項３】 選択波長を制御するため、それぞれのチ
ャネル型導波路の屈折率が制御できる構造となっている
ことを特徴とする請求項１記載の波長選択デバイス。 - 【請求項４】 所望波長を選択する前記２つのチャネル
型導波路の波長選択領域と縦続的に光電変換を行う光検
出領域が集積されていることを特徴とする請求項１記載
の波長選択デバイス。 - 【請求項５】 前記波長選択領域と光検出領域の組み合
わせが、縦続的に多段化されていて、且つ、各波長選択
領域では、互いに異なる波長を選択するようグレーティ
ング周期が設定されていることを特徴とする請求項４記
載の波長選択デバイス。 - 【請求項６】 入力光の中から任意の波長を選択する波
長選択デバイスにおいて、異なる２つの偏波方向の光成
分に対してそれぞれ閉じ込める構造の２つの導波路が隣
接して形成されていて、且つ、２つの導波路には、それ
ぞれ波長選択用手段が形成され、それぞれの波長選択用
手段は、同一の波長の偏波成分を選択できるよう互いに
設定されていることを特徴とする波長選択デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26971393A JPH07106696A (ja) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | 波長選択デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26971393A JPH07106696A (ja) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | 波長選択デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07106696A true JPH07106696A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17476140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26971393A Pending JPH07106696A (ja) | 1993-10-02 | 1993-10-02 | 波長選択デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106696A (ja) |
-
1993
- 1993-10-02 JP JP26971393A patent/JPH07106696A/ja active Pending
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