JPH08286061A - 光フィルタ - Google Patents

光フィルタ

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JPH08286061A
JPH08286061A JP7089486A JP8948695A JPH08286061A JP H08286061 A JPH08286061 A JP H08286061A JP 7089486 A JP7089486 A JP 7089486A JP 8948695 A JP8948695 A JP 8948695A JP H08286061 A JPH08286061 A JP H08286061A
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政一 茂原
Susumu Inoue
享 井上
Toru Iwashima
徹 岩島
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 損失比の大きい光フィルタを実現する。 【構成】 光ファイバ1に、損失部2と反射部3を配置
した。損失部2は、光ファイバ1の光軸に対して傾斜す
る光導波路型回折格子が形成されたもので、反射部3
は、光ファイバ1の光軸に対して直交する光導波路型回
折格子が形成されたものである。損失部2は、反射部3
に対して、入射光4の透過光の進行方向の手前側に配置
されている。損失部2の損失比を−20dBとし、反射
部3の反射損失を0.04dBとする。そうすると、波
長λの0dBmの入射光4は、損失部2と反射部3で−
20dBずつ減衰され、透過光5は、−40dBmとな
る。反射光6は、損失部2を往復することにより−40
dB減衰され、反射部3の反射損失−0.04dBが加
えられて、−40.04dBmとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光計測等の分
野に用いられ、光導波路型回折格子を利用して、所定波
長の透過光や反射光をカットする光フィルタに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】光導波路型回折格子は、Ge等を添加し
た導波路の光誘起屈折率変化を用いて、導波部にブラッ
グ回折格子を形成したものである。この光導波路型回折
格子は、特定波長の光のみを反射する反射フィルタとし
て利用できるほか、波長制御素子、センサ素子など、広
い活用が期待されている。中でも、光導波路として光フ
ァイバを用いたファイバグレーティングは、伝送路とし
て用いられる光ファイバとの接続性もよいため重要とな
っている。
【0003】光導波路型回折格子の作成方法としては、
導波路の側面より紫外線干渉パターンを投影し、任意の
周期で空間的に屈折率変化を形成する方法、例えば、2
光束干渉法、位相格子干渉法、プリズム干渉法などが知
られている。
【0004】図2は、2光束干渉法の一例の構成図であ
る。図中、11は光ファイバ、12はレーザ光、13は
ビームスプリッタ、14,15はミラーである。光ファ
イバ11は、Ge添加のコアを有したものであり、これ
に波長240nm付近の光を照射するとコア部の屈折率
が上昇する。このような波長の紫外線をレーザ光12と
して照射する。レーザ光12をビームスプリッタ13に
よって2分し、それぞれを、ミラー14,15で光ファ
イバ11の側面に照射する。2分されたレーザ光は、光
ファイバ11のコア部分において干渉し、干渉縞をコア
部分に照射することになる。光ファイバ11のコア部分
は、干渉縞に応じたパターンで屈折率の変化が生じ、回
折格子が形成される。
【0005】図3は、位相格子干渉法の一例の構成図で
ある。図中、11は光ファイバ、12はレーザ光、16
は位相格子である。レーザ光12を位相格子を通して光
ファイバ11のコアに照射することによって、位相格子
16の格子間隔に応じた回折格子を形成することができ
る。
【0006】図4は、プリズム干渉法の一例の構成図で
ある。図中、11は光ファイバ、12はレーザ光、17
はプリズムである。光ファイバ11は、上述したGe添
加のコアを有したものであり、これに紫外線レーザ光1
2を、プリズム16の1面に照射し、プリズム17内で
屈折して生じた干渉縞を、光ファイバ11のコア部分に
照射する。光ファイバ11のコア部分は、干渉縞に応じ
たパターンで屈折率の変化が生じ、回折格子が形成され
る。
【0007】また、図2ないし図4で説明した光の干渉
を利用して作成される回折格子の格子間隔は等間隔であ
り、特定の波長において反射特性を示す。
【0008】このような等間隔の回折格子に対して、チ
ャープトグレーティングが提案されており、例えば、O
ptical Fiber Communicatio
nConference ’94,postdeadl
ine paper−2、PD2−1〜PD2−4で知
られている。
【0009】図5は、チャープトグレーティングを説明
する説明図である。図中、21は波長λ1 の光信号、2
2は波長λ2 の光信号、23は波長λ3 の光信号、24
は波長λ4 の光信号、25は光ファイバである。波長の
大小関係は、 λ1 >λ2 >λ3 >λ4 である。チャープトグレーティングは、上述した回折格
子の反射波長をファイバ長手方向にずらせたもの、すな
わち、チャープさせるものである。このチャープトグレ
ーティングにより波長分散を補償することが可能であ
る。このチャープトグレーティングの例では、光ファイ
バ25は、紫外線光誘起屈折率変化によりコア部の屈折
率を変化させたものであり、図示左側から入射された波
長λ1 〜λ4の各光信号21〜24は、途中で入射側に
反射される。すなわち、波長が長いものほど入射側から
遠い位置で反射されるように、入射側から右側に向かっ
て屈折率変化であるグレーティングの周期が徐々に大き
くなるようにされている。また、これと反対に、入射側
から右側に向かって屈折率変化であるグレーティングの
周期が徐々に小さくなるようにされたものもある。ま
た、用途によっては、グレーティングの周期は、一方向
に増大、または、減少するものに限られず、適宜のパタ
ーンで格子間隔の異なる部分が形成されていてもよい。
【0010】上述した光導波路型回折格子は、チャープ
トグレーティングを含め、光導波路の光軸に対して直交
するように回折格子が形成されている。これに対して、
ELECTRONICS LETTERS Vol.2
9 No.2(1993)pp.154−156には、
光導波路の光軸に対して、傾斜した回折格子が形成され
たものが記載されており、−4dBのロスを得ている。
【0011】図6は、傾斜した光導波路型回折格子の作
成方法の一例の説明図である。図中、図2と同様な部分
には同じ符号を付して説明を省略する。この例では、図
2で説明した2光束干渉法を用いている。図2と相違す
る点は、光ファイバ11が、傾斜角θ1 の角度で傾斜し
て配置されていることである。上述した文献では、光フ
ァイバ11の傾斜角θ1 を8゜として、レーザ光12に
よる干渉縞を照射している。この干渉縞によるコア部分
の照射は、傾斜したコア部分に行なわれるから、形成さ
れる回折格子は、光軸に直交する面に対して傾斜したも
のとなる。上述した文献の例では、回折格子は、光軸と
直交する面に対して8゜の傾斜角で形成される。
【0012】図7は、傾斜した回折格子における反射光
の説明図である。光ファイバのコア31における回折格
子を1つの反射面として模式的に図示したものが、反射
面32である。また、コア中を伝搬する光は、コアとク
ラッドの界面で反射しながら伝搬するが、ここでは、開
口角に等しい角度で伝搬した光33として模式的に図示
した。また、光33の波面には言及しないこととする。
反射面32が、光ファイバのコア31の光軸と直交する
面に対して角度θで傾斜しているとして、この光ファイ
バの開口角が同じθであるとする。そうすると、光33
は、反射面32に直角に当たることになるから、反射光
はもとの方向に反射され、ロスとはならない。光軸と平
行な光35の反射光35は、2θの角度で反射する。こ
の角度は、開口角より大きいから、クラッドから、光フ
ァイバの外に放射される。したがって、反射面32の角
度が開口角に等しい場合には、一部の光の反射光が外部
に放射される。反射面32の角度が開口角より小さい場
合には、外部に放射される反射光は減少する。また、反
射面32の角度が開口角より大きい場合には、反射光
は、全ての反射光が外部に放射される。しかし、仮想し
た反射面は、完全反射の条件を満たすような屈折率では
ないから、透過光も生じる。
【0013】コア内を伝搬した光のうちの反射条件を満
足した波長の光が、傾斜した回折格子で全て反射して光
ファイバの外部に放射されれば、光ロスフィルタとして
は完全であるが、これを実現することはできない。回折
格子の屈折率差を大きくし、また、回折格子の数を多く
することによって多重反射をさせて、損失比を増大させ
ることができるが、せいぜい−20dB程度までであ
る。望ましい損失比としては、−40dBを満足させる
光ロスフィルタの実現は困難である。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、損失比の大きい光フィルタ
を実現することを目的とするものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、請求項1に記
載の発明においては、光フィルタにおいて、光導波路の
光導波部に屈折率変化を生じさせた少なくとも2つの光
導波路型回折格子を有し、少なくとも1つの光導波路型
回折格子は、前記光導波路の光導波部の光軸に対して直
交する光導波路型回折格子であり、他の少なくとも1つ
の光導波路型回折格子は、前記少なくとも1つの光導波
路型回折格子に対して透過光の進行方向の手前側に配置
されかつ前記光導波路の光導波部の光軸に対して傾斜す
る光導波路型回折格子であることを特徴とするものであ
る。
【0016】請求項2に記載の発明においては、請求項
1に記載の光フィルタにおいて、前記光導波路の光導波
部の光軸に対して傾斜する光導波路型回折格子の傾斜角
度が、前記光軸に直交する面に対して前記光導波路の開
口角以上であることを特徴とするものである。
【0017】請求項3に記載の発明においては、請求項
1または2に記載の光フィルタにおいて、光フィルタ内
の前記光導波路型回折格子の透過減衰量の総和が40d
B以上であることを特徴とするものである。
【0018】請求項4に記載の発明においては、請求項
1ないし3のいずれか1項に記載の光フィルタにおい
て、前記光導波路型回折格子がチャープトグレーティン
グであることを特徴とするものである。
【0019】
【作用】本発明は、請求項1に記載の発明によれば、少
なくとも2つの光導波路型回折格子を有する光フィルタ
のうち、少なくとも1つの光導波路型回折格子は、前記
光導波路の光導波部の光軸に対して直交する光導波路型
回折格子であり、反射部として作用する。また、他の少
なくとも1つの光導波路型回折格子は、前記光導波路の
光導波部の光軸に対して傾斜する光導波路型回折格子で
あり、損失部として作用する。損失部を反射部の透過光
の進行方向の手前側に配置することによって、回折格子
の反射条件を満たす波長の光は、透過光は、損失部の損
失比と反射部の反射比の合計値によって減衰される。ま
た、反射光は、損失部を往復することにより、損失部の
損失比の2倍の損失比と反射部の反射損失の合計値によ
って減衰される。
【0020】請求項2に記載の発明によれば、光導波路
の光導波部の光軸に対して傾斜する光導波路型回折格子
の傾斜角度が、光軸に直交する面に対して光導波路の開
口角以上であることにより、損失比を大きくできる。
【0021】請求項3に記載の発明によれば、光フィル
タ内の前記光導波路型回折格子の透過減衰量の総和が4
0dB以上であることにより、実用上、問題なく、特定
の波長成分を減衰させることができる。
【0022】請求項4に記載の発明によれば、光導波路
型回折格子がチャープトグレーティングであることによ
り、波長帯域の広い光フィルタを実現できる。
【0023】
【実施例】図1は、本発明の光フィルタの一実施例の概
略構成図である。図中、1は光ファイバ、2は損失部、
3は反射部、4は入射光、5は透過光、6は反射光であ
る。この実施例では、光ファイバ1に、2つの光導波路
型回折格子を形成した。1つは、光ファイバ1の光軸に
対して傾斜する光導波路型回折格子が形成されたもの
で、損失部2である。他の1つは、光ファイバ1の光軸
に対して直交する光導波路型回折格子が形成されたもの
で、反射部3である。損失部2は、反射部3に対して、
入射光4の透過光の進行方向の手前側に配置されてい
る。
【0024】2つの光導波路型回折格子の格子定数は同
じであり、ともに波長λの光を反射させるものである。
損失部2においては、波長λの光は、回折格子で大部分
が反射され、光ファイバ1の外部に放射され、ロスさせ
ることができる。反射部3においては、波長λの光は、
回折格子で大部分が反射され、光ファイバ1のコア内を
反射して伝搬する。
【0025】損失部2の波長λの損失比を−20dB程
度に作成することができる。また、反射部3における波
長λの反射損失を0.04dB程度とする。そうする
と、波長λの入射光4が0dBmとすると、損失部2と
反射部3で−20dBずつ減衰され、透過光5は、−4
0dBmとなる。また、反射光6は、損失部2を往復す
ることにより−40dB減衰され、反射部3の反射損失
−0.04dBが加えられて、−40.04dBmとな
る。
【0026】この実施例における損失部2と反射部3の
光導波路型回折格子は等間隔のものを用いたが、チャー
プトグレーティングのものを用いることができる。この
場合には、光フィルタで、広い帯域の波長成分を減衰さ
せることができる。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、損失比の大きい光フィルタを実現することが
できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光フィルタの一実施例の概略構成図で
ある。
【図2】2光束干渉法の一例の構成図である。
【図3】位相格子干渉法の一例の構成図である。
【図4】プリズム干渉法の一例の構成図である。
【図5】チャープトグレーティングを説明する説明図で
ある。
【図6】傾斜した光導波路型回折格子の作成方法の一例
の説明図である。
【図7】傾斜した回折格子における反射光の説明図であ
る。
【符号の説明】
1…光ファイバ、2…損失部、3…反射部、4…入射
光、5…透過光、6…反射光。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路の光導波部に屈折率変化を生じ
    させた少なくとも2つの光導波路型回折格子を有し、少
    なくとも1つの光導波路型回折格子は、前記光導波路の
    光導波部の光軸に対して直交する光導波路型回折格子で
    あり、他の少なくとも1つの光導波路型回折格子は、前
    記少なくとも1つの光導波路型回折格子に対して透過光
    の進行方向の手前側に配置されかつ前記光導波路の光導
    波部の光軸に対して傾斜する光導波路型回折格子である
    ことを特徴とする光フィルタ。
  2. 【請求項2】 前記光導波路の光導波部の光軸に対して
    傾斜する光導波路型回折格子の傾斜角度が、前記光軸に
    直交する面に対して前記光導波路の開口角以上であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載の光フィルタ。
  3. 【請求項3】 光フィルタ内の前記光導波路型回折格子
    の透過減衰量の総和が40dB以上であることを特徴と
    する請求項1または2に記載の光フィルタ。
  4. 【請求項4】 前記光導波路型回折格子がチャープトグ
    レーティングであることを特徴とする請求項1ないし3
    のいずれか1項に記載の光フィルタ。
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