JPH08334792A - 光信号処理回路および方法 - Google Patents
光信号処理回路および方法Info
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- JPH08334792A JPH08334792A JP7142196A JP14219695A JPH08334792A JP H08334792 A JPH08334792 A JP H08334792A JP 7142196 A JP7142196 A JP 7142196A JP 14219695 A JP14219695 A JP 14219695A JP H08334792 A JPH08334792 A JP H08334792A
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- channel
- light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光信号を電気信号を変換することなく光ファ
イバの分散を相殺することができ、通過特性がフラット
な光信号処理回路および方法を提供すること。 【構成】 基板６上に入力用チャネル導波路１，１′
と、導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるよ
うに構成されたチャネル導波路アレイ２，２′と、入力
チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第
一の扇型スラブ導波路３，３′と、チャネル導波路アレ
イの他の端に接続された第二の扇型スラブ導波路４，
４′とを備えたアレイ導波路格子１０，１０′と第二の
扇型スラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続されて
いない端部のＰ点５を中心として点対称配置し、この中
心５を通り扇型スラブ導波路の光の伝搬方向に垂直な向
きに光の振幅および位相透過率を変化させる空間フィル
タが配置して光信号処理回路としその一端側から他端側
へ光を通過させる。
イバの分散を相殺することができ、通過特性がフラット
な光信号処理回路および方法を提供すること。 【構成】 基板６上に入力用チャネル導波路１，１′
と、導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるよ
うに構成されたチャネル導波路アレイ２，２′と、入力
チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第
一の扇型スラブ導波路３，３′と、チャネル導波路アレ
イの他の端に接続された第二の扇型スラブ導波路４，
４′とを備えたアレイ導波路格子１０，１０′と第二の
扇型スラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続されて
いない端部のＰ点５を中心として点対称配置し、この中
心５を通り扇型スラブ導波路の光の伝搬方向に垂直な向
きに光の振幅および位相透過率を変化させる空間フィル
タが配置して光信号処理回路としその一端側から他端側
へ光を通過させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光等化器およびアレイ
導波路格子等の所定の光周波数フィルタ特性を有する光
信号処理回路および方法に関するものである。
導波路格子等の所定の光周波数フィルタ特性を有する光
信号処理回路および方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】 波長λ＝１．３μｍに零分散を有する光ファイバ
（日本縦貫光通信回線等、既設のほとんどの光ファイ
バ）を、最低損失帯であるλ＝１．５５μｍで使用する
際には、光ファイバの分散のために信号周波数（変調周
波数）ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間τで小さくな
る（伝搬速度が速くなる）。そのために、信号光パルス
の歪みが大きくなり伝送容量、あるいは伝送（中継）距
離が制限される。分散を有する光ファイバを伝搬して歪
みを受けた信号を波形成形する等化器としては、従来図
４に示すような、誘電体２０を金属導体２１，２２で挟
んで構成のマイクロ波ストリップラインが知られてい
る。
（日本縦貫光通信回線等、既設のほとんどの光ファイ
バ）を、最低損失帯であるλ＝１．５５μｍで使用する
際には、光ファイバの分散のために信号周波数（変調周
波数）ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間τで小さくな
る（伝搬速度が速くなる）。そのために、信号光パルス
の歪みが大きくなり伝送容量、あるいは伝送（中継）距
離が制限される。分散を有する光ファイバを伝搬して歪
みを受けた信号を波形成形する等化器としては、従来図
４に示すような、誘電体２０を金属導体２１，２２で挟
んで構成のマイクロ波ストリップラインが知られてい
る。
【０００３】マイクロ波ストリップラインの伝搬遅延特
性は、図５に示すようであり、信号周波数ｆが高くなる
につれて伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅く
なる）。ただし、図５において、Ｌはストリップライン
の長さである。図５の遅延特性は、前記の光ファイバの
遅延特性とは逆であるから、光信号を光電変換器（光検
出器）によって電気信号に変換した後に、ストリップラ
インを通すことによって光ファイバの分散を相殺するこ
とができる。
性は、図５に示すようであり、信号周波数ｆが高くなる
につれて伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅く
なる）。ただし、図５において、Ｌはストリップライン
の長さである。図５の遅延特性は、前記の光ファイバの
遅延特性とは逆であるから、光信号を光電変換器（光検
出器）によって電気信号に変換した後に、ストリップラ
インを通すことによって光ファイバの分散を相殺するこ
とができる。
【０００４】 図６に示すように基板２８上に配置さ
れた入力用チャネル導波路２３と、チャネル導波路アレ
イ２５と出力用チャネル導波路２７、および前記入力用
チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第
一の扇型スラブ導波路２４と、前記チャネル導波路アレ
イと出力用チャネル導波路とを接続する第二の扇型スラ
ブ導波路２６を具え、前記チャネル導波路アレイの長さ
が所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成され
た従来のアレイ導波路格子においては、図７に示すよう
に各中心周波数（図７の場合は２００ＧＨｚ（１．６ｎ
ｍ）間隔）の近傍で放物線状の損失特性となる。この場
合３ｄＢ帯域幅は約１６０（ＧＨｚ）である。
れた入力用チャネル導波路２３と、チャネル導波路アレ
イ２５と出力用チャネル導波路２７、および前記入力用
チャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第
一の扇型スラブ導波路２４と、前記チャネル導波路アレ
イと出力用チャネル導波路とを接続する第二の扇型スラ
ブ導波路２６を具え、前記チャネル導波路アレイの長さ
が所定の導波路長差ΔＬで順次長くなるように構成され
た従来のアレイ導波路格子においては、図７に示すよう
に各中心周波数（図７の場合は２００ＧＨｚ（１．６ｎ
ｍ）間隔）の近傍で放物線状の損失特性となる。この場
合３ｄＢ帯域幅は約１６０（ＧＨｚ）である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 上述した従来の構造の等化器では、光信号を一旦電
気信号に変換して波形整形するために、（１）全光中継
を行うことができない、（２）信号周波数ｆが高くなる
とストリップラインの導体損失が増加する等の問題があ
る。
気信号に変換して波形整形するために、（１）全光中継
を行うことができない、（２）信号周波数ｆが高くなる
とストリップラインの導体損失が増加する等の問題があ
る。
【０００６】 上述した従来の構造のアレイ格子で
は、放物線状の損失特性であるためにレーザ光源の波長
が温度等で各中心波長から変動した場合には損失が大幅
に増加するという問題がある。
は、放物線状の損失特性であるためにレーザ光源の波長
が温度等で各中心波長から変動した場合には損失が大幅
に増加するという問題がある。
【０００７】本発明の目的はこれら従来の光周波数フィ
ルタ特性を介する光信号処理回路の欠点を解消し、光信
号を電気信号に変換することなく光ファイバの分散を相
殺することができ、レーザ光源の波長が各信号チャネル
の中心波長から変動した場合でも通過損失が増加しない
光信号処理回路および方法を提供することにある。
ルタ特性を介する光信号処理回路の欠点を解消し、光信
号を電気信号に変換することなく光ファイバの分散を相
殺することができ、レーザ光源の波長が各信号チャネル
の中心波長から変動した場合でも通過損失が増加しない
光信号処理回路および方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の第１の解決手段に従う光信号処理回路
は、基板上に配置されたチャネル導波路と、導波路の長
さが所定の導波路長差で順次長くなるように構成された
チャネル導波路アレイ、および前記入力用チャネル導波
路とチャネル導波路アレイとを接続する第一の扇型スラ
ブ導波路と、前記チャネル導波路アレイの他の端に接続
された第二の扇型スラブ導波路よりなるアレイ導波路格
子を一対具備し、各々のアレイ導波路格子における第二
の扇型スラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続され
ていない端部の中点を点対称の中心として前記二つのア
レイ導波路格子が点対称配置されており、かつ前記点対
称の中心を通り前記第二の扇型スラブ導波路中の光の伝
搬方向に垂直な向きに、光の振幅および位相透過率を変
化させる空間フィルタが配置されていることを特徴とす
る。
めに、本発明の第１の解決手段に従う光信号処理回路
は、基板上に配置されたチャネル導波路と、導波路の長
さが所定の導波路長差で順次長くなるように構成された
チャネル導波路アレイ、および前記入力用チャネル導波
路とチャネル導波路アレイとを接続する第一の扇型スラ
ブ導波路と、前記チャネル導波路アレイの他の端に接続
された第二の扇型スラブ導波路よりなるアレイ導波路格
子を一対具備し、各々のアレイ導波路格子における第二
の扇型スラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続され
ていない端部の中点を点対称の中心として前記二つのア
レイ導波路格子が点対称配置されており、かつ前記点対
称の中心を通り前記第二の扇型スラブ導波路中の光の伝
搬方向に垂直な向きに、光の振幅および位相透過率を変
化させる空間フィルタが配置されていることを特徴とす
る。
【０００９】本発明の第２の解決手段に従う光信号処理
方法は、導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くな
るように構成された第１のチャネル導波路アレイと、そ
の一端が該第１のチャネル導波路アレイに接続する導波
路接続部の中心に該導波路接続部の中の光の伝搬方向に
垂直な向きに配され、光の振幅および位相透過率を変化
させる空間フィルタと、さらに、前記導波路接続部の他
端に接続された前記第１のチャネル導波路アレイと対称
的に前記所定の導波路長差で順次短くなるように構成さ
れた第２のチャネル導波路アレイとを含む光導波路系の
一端側から他端側へ信号光を通過させることを特徴とす
る。
方法は、導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くな
るように構成された第１のチャネル導波路アレイと、そ
の一端が該第１のチャネル導波路アレイに接続する導波
路接続部の中心に該導波路接続部の中の光の伝搬方向に
垂直な向きに配され、光の振幅および位相透過率を変化
させる空間フィルタと、さらに、前記導波路接続部の他
端に接続された前記第１のチャネル導波路アレイと対称
的に前記所定の導波路長差で順次短くなるように構成さ
れた第２のチャネル導波路アレイとを含む光導波路系の
一端側から他端側へ信号光を通過させることを特徴とす
る。
【００１０】
【作用】上述のように一対のアレイ導波路格子を点対称
配置し、点対称の中心に空間フィルタを配置したことに
より、空間フィルタ通過の前後の信号遅延時間は互いに
逆特性となるので光ファイバの分散を補償（等化）する
ことができる。また、空間フィルタの光の振幅および位
相透過率を調節することにより各チャネルの中心波長を
中心として一定の範囲でほぼフラットな通過帯域特性を
得ることができる。
配置し、点対称の中心に空間フィルタを配置したことに
より、空間フィルタ通過の前後の信号遅延時間は互いに
逆特性となるので光ファイバの分散を補償（等化）する
ことができる。また、空間フィルタの光の振幅および位
相透過率を調節することにより各チャネルの中心波長を
中心として一定の範囲でほぼフラットな通過帯域特性を
得ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明について図面に示す実施例を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００１２】図１は、本発明の光信号処理回路の実施例
を示し、一対のアレイ導波路格子１０，１０′および空
間フィルタ７よりなる。アレイ導波路格子１０（ＡＷＧ
1 ）は入力用チャネル導波路１、所定の導波路長差ΔＬ
で導波路（光ファイバ）が順次長くなるように構成され
たチャネル導波路アレイ２、および前記入力用チャネル
導波路１とチャネル導波路アレイ２とを接続する第一の
扇型スラブ導波路３と、チャネル導波路アレイ２の他の
端に接続された第二の扇型スラブ導波路４を具備してお
り、一方、アレイ導波路格子１０′（ＡＷＧ2 ）は、出
力用チャネル導波路１′（入力用チャネル導波路１に対
応）、所定の導波路長差ΔＬで導波路（光ファイバ）が
順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
２′（チャネル導波路アレイ２に対応）、出力用チャネ
ル導波路１′とチャネル導波路アレイ２′を接続する第
一の扇型アレイ導波路３′（扇型スラブ導波路３に対
応）、チャネル導波路アレイ２′の他の端に接続された
第二の扇型スラブ導波路４′（扇型スラブ導波路４に対
応）を具備している。一対のアレイ導波路格子１０，１
０′は、各々のアレイ導波路格子における第二の扇型ス
ラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続されていない
端部中点５を点対称の中心として二つのアレイ導波路格
子が基板６上に点対称配置されているものである。一対
の第二の扇型スラブ導波路４，４′は一対のチャネル導
波路アレイ２，２′の導波路接続部となっている。ま
た、７は光の振幅および位相透過率を変化させる空間フ
ィルタであり、点対称中心５を通り第二の扇型スラブ導
波路４および４′中の光の伝搬方向に垂直な向きに配置
されている。
を示し、一対のアレイ導波路格子１０，１０′および空
間フィルタ７よりなる。アレイ導波路格子１０（ＡＷＧ
1 ）は入力用チャネル導波路１、所定の導波路長差ΔＬ
で導波路（光ファイバ）が順次長くなるように構成され
たチャネル導波路アレイ２、および前記入力用チャネル
導波路１とチャネル導波路アレイ２とを接続する第一の
扇型スラブ導波路３と、チャネル導波路アレイ２の他の
端に接続された第二の扇型スラブ導波路４を具備してお
り、一方、アレイ導波路格子１０′（ＡＷＧ2 ）は、出
力用チャネル導波路１′（入力用チャネル導波路１に対
応）、所定の導波路長差ΔＬで導波路（光ファイバ）が
順次長くなるように構成されたチャネル導波路アレイ
２′（チャネル導波路アレイ２に対応）、出力用チャネ
ル導波路１′とチャネル導波路アレイ２′を接続する第
一の扇型アレイ導波路３′（扇型スラブ導波路３に対
応）、チャネル導波路アレイ２′の他の端に接続された
第二の扇型スラブ導波路４′（扇型スラブ導波路４に対
応）を具備している。一対のアレイ導波路格子１０，１
０′は、各々のアレイ導波路格子における第二の扇型ス
ラブ導波路のチャネル導波路アレイが接続されていない
端部中点５を点対称の中心として二つのアレイ導波路格
子が基板６上に点対称配置されているものである。一対
の第二の扇型スラブ導波路４，４′は一対のチャネル導
波路アレイ２，２′の導波路接続部となっている。ま
た、７は光の振幅および位相透過率を変化させる空間フ
ィルタであり、点対称中心５を通り第二の扇型スラブ導
波路４および４′中の光の伝搬方向に垂直な向きに配置
されている。
【００１３】いま、入力用チャネル導波路１および出力
用チャネル導波路１′の導波路本数を各々８本とする。
また、入力用チャネル導波路１の入力ポート番号を図１
の上から順に＃１〜＃８とし、出力用チャネル導波路１
１の出力ポート番号を図１の上から順に＃１〜＃８とす
る。このとき、各入力ポートから入射された光の中で点
対称中心５を通る光の波長は各々（表１）のようにな
る。
用チャネル導波路１′の導波路本数を各々８本とする。
また、入力用チャネル導波路１の入力ポート番号を図１
の上から順に＃１〜＃８とし、出力用チャネル導波路１
１の出力ポート番号を図１の上から順に＃１〜＃８とす
る。このとき、各入力ポートから入射された光の中で点
対称中心５を通る光の波長は各々（表１）のようにな
る。
【００１４】
【表１】
【００１５】ここで、λ0 は光の中心波長、Δλはチャ
ネル波長間隔であり、ｃを光速としてチャネル周波数間
隔はΔν＝ｃΔλ／λ0 2で与えられる。また、点対称中
心５を通る（表１）に記した各波長の光は、（表２）に
示す番号の出力ポートに出射する。
ネル波長間隔であり、ｃを光速としてチャネル周波数間
隔はΔν＝ｃΔλ／λ0 2で与えられる。また、点対称中
心５を通る（表１）に記した各波長の光は、（表２）に
示す番号の出力ポートに出射する。
【００１６】
【表２】
【００１７】したがって、点対称中心５の近傍に光の振
幅および位相透過率を変化させる空間フィルタを配置す
ることによって、各入力ポートから入射された各々の中
心波長を有する光に所望の透過特性を与えることができ
る。
幅および位相透過率を変化させる空間フィルタを配置す
ることによって、各入力ポートから入射された各々の中
心波長を有する光に所望の透過特性を与えることができ
る。
【００１８】チャネル導波路１，１′、チャネル導波路
アレイ２，２′のコア幅は２ａ＝７μｍ、コア厚は２ｔ
＝７μｍ、比屈折率差はΔ＝０．７５％であり、扇型ス
ラブ導波路３，３′，４，４′の曲率半径はｆ＝１１．
５２ｍｍ、チャネル導波路アレイ２，２′の導波路長差
はΔＬ＝６３μｍである。
アレイ２，２′のコア幅は２ａ＝７μｍ、コア厚は２ｔ
＝７μｍ、比屈折率差はΔ＝０．７５％であり、扇型ス
ラブ導波路３，３′，４，４′の曲率半径はｆ＝１１．
５２ｍｍ、チャネル導波路アレイ２，２′の導波路長差
はΔＬ＝６３μｍである。
【００１９】点対称中心５を通り扇型スラブ導波路４お
よび４′中の光の伝搬方向に垂直な向きに対する光ビー
ムスポットの移動量δｘと光の周波数変化量δν（波長
変化量δλ）との関係は次式で与えられる。
よび４′中の光の伝搬方向に垂直な向きに対する光ビー
ムスポットの移動量δｘと光の周波数変化量δν（波長
変化量δλ）との関係は次式で与えられる。
【００２０】
【数１】
【００２１】ここで、ｄ（＝２５μｍ）はチャネル導波
路アレイ２と扇型スラブ導波路４、および扇型スラブ導
波路４′とチャネル導波路アレイ２′との境界における
チャネル導波路アレイ２、および２′の導波路間隔であ
る。また、ν0 （＝ｃ／λ0 ）は光の中心周波数であ
る。上記のパラメータの場合
路アレイ２と扇型スラブ導波路４、および扇型スラブ導
波路４′とチャネル導波路アレイ２′との境界における
チャネル導波路アレイ２、および２′の導波路間隔であ
る。また、ν0 （＝ｃ／λ0 ）は光の中心周波数であ
る。上記のパラメータの場合
【００２２】
【数２】 δｘ／δν＝０．１５（μｍ／ＧＨｚ） (2-1) δν／δｘ＝２０／３（ＧＨｚ／μｍ） (2-2) となる。（表１），（表２）に示すように点対称中心５
を通る各光の中心波長（周波数）間隔はΔλ（Δν）で
あるから、空間フィルタの光通過帯域波長（周波数）幅
は他チャネルへのクロストークを避けるために±Δλ／
２（±Δν／２）でなければならない。このためには、
式（１−１）および（１−２）より空間フィルタの光通
過スリット幅が点対称中心５を中心として
を通る各光の中心波長（周波数）間隔はΔλ（Δν）で
あるから、空間フィルタの光通過帯域波長（周波数）幅
は他チャネルへのクロストークを避けるために±Δλ／
２（±Δν／２）でなければならない。このためには、
式（１−１）および（１−２）より空間フィルタの光通
過スリット幅が点対称中心５を中心として
【００２３】
【数３】
【００２４】の範囲でなければならないことが分かる。
本実施例のパラメータの場合には、式（２−１），（２
−２），（３−１）および（３−２）より空間フィルタ
の光通過スリット幅は点対称中心５を中心として
本実施例のパラメータの場合には、式（２−１），（２
−２），（３−１）および（３−２）より空間フィルタ
の光通過スリット幅は点対称中心５を中心として
【００２５】
【数４】 −１５μｍ≦ｘ≦１５μｍ (4) の範囲でなければならないことが分かる。
【００２６】以上は、本発明の光信号処理回路の光周波
数フィルタとしての一般的な説明であるが、以下に
（１）光等化器、および（２）フラット帯域アレイ格子
の具体的な実施例を示す。
数フィルタとしての一般的な説明であるが、以下に
（１）光等化器、および（２）フラット帯域アレイ格子
の具体的な実施例を示す。
【００２７】（実施例１）まず、本発明の光信号処理回
路の第一の実施例として光等化器について説明する。日
本縦貫等に用いられている光ファイバの周波数応答は
路の第一の実施例として光等化器について説明する。日
本縦貫等に用いられている光ファイバの周波数応答は
【００２８】
【数５】
【００２９】で与えられる。ただし、ここでβは光ファ
イバ中の光の伝搬定数、β″＝ｄ2 β／ｄω2 、ω0
（＝２πν0 ）は光信号の中心角周波数、ω（＝２π
ν）は角周波数、Ｌはファイバ長、Ｈ0 は定数である。
光ファイバの分散σ（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）とβ″の間に
は
イバ中の光の伝搬定数、β″＝ｄ2 β／ｄω2 、ω0
（＝２πν0 ）は光信号の中心角周波数、ω（＝２π
ν）は角周波数、Ｌはファイバ長、Ｈ0 は定数である。
光ファイバの分散σ（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）とβ″の間に
は
【００３０】
【数６】
【００３１】なる関係が成り立つ。いま、波長λ0 をμ
ｍ単位、光ファイバの分散σをｐｓ／ｋｍ・ｎｍ単位、
ファイバ長Ｌをｋｍ単位で表わしたとき
ｍ単位、光ファイバの分散σをｐｓ／ｋｍ・ｎｍ単位、
ファイバ長Ｌをｋｍ単位で表わしたとき
【００３２】
【数７】
【００３３】とおくと、光ファイバの周波数応答は
【００３４】
【数８】 Ｈ（ω）＝Ｈ0 ｅｘｐ［−ｊｐ（ν−ν0 ）2 ］ (8) と表される。ただし、光周波数νおよびν0 はＧＨｚ単
位である。これより、光ファイバの信号遅延時間ｔf は
位である。これより、光ファイバの信号遅延時間ｔf は
【００３５】
【数９】
【００３６】で与えられる。いま、点対称中心５を中心
として
として
【００３７】
【数１０】 −１５μｍ≦ｘ≦１５μｍ (4) の範囲に配置された空間フィルタの複素（振幅および位
相）透過率ｓ（ｘ）がｓ0 、ｑを定数として
相）透過率ｓ（ｘ）がｓ0 、ｑを定数として
【００３８】
【数１１】 ｓ（ｘ）＝ｓ0 ｅｘｐ［＋ｊｑｘ2 ］ (10) で与えられる場合には、例えば入力ポート番号＃４→出
力ポート番号＃５への光に対しては式（１−１），（１
−２），（表１），（表２）より
力ポート番号＃５への光に対しては式（１−１），（１
−２），（表１），（表２）より
【００３９】
【数１２】
【００４０】であるから、この空間フィルタを通過した
光の位相特性Ｇ（ν）はＧ0 を定数として以下のように
なることが分かる。
光の位相特性Ｇ（ν）はＧ0 を定数として以下のように
なることが分かる。
【００４１】
【数１３】
【００４２】式（１０），（１３）において
【００４３】
【数１４】
【００４４】の場合には、Ｐ＝ｐとなるので空間フィル
タを通過した光の位相特性Ｇ（ν）は
タを通過した光の位相特性Ｇ（ν）は
【００４５】
【数１５】 Ｇ（ω）＝Ｇ0 ｅｘｐ［＋ｊｐ（ν−ν0 ）2 ］ (15) となる。これより、本発明の光信号処理回路の第一の実
施例の光等化器の信号遅延時間ｔeqは
施例の光等化器の信号遅延時間ｔeqは
【００４６】
【数１６】
【００４７】となる。式（９）の光ファイバの信号遅延
時間と比較すると、式（１６）の光等化器の信号遅延時
間ｔeqは逆特性となっており、これから本発明の光信号
処理回路の第一の実施例の光等化器によって光ファイバ
の分散を補償（等化）できることが分かる。
時間と比較すると、式（１６）の光等化器の信号遅延時
間ｔeqは逆特性となっており、これから本発明の光信号
処理回路の第一の実施例の光等化器によって光ファイバ
の分散を補償（等化）できることが分かる。
【００４８】本発明の光信号処理回路の第一の実施例に
従う光等化器の作製は、石英系光導波路を用いて行っ
た。まず、Ｓｉ基板６上に火炎堆積法によってＳｉＯ2
下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドーパントと
して添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した後に、
電気炉で透明ガラス化した。次に、前記設計に基づく図
１に示すようなパターンを用いてコア層をエッチングし
て光導波路部分を作製した。最後に、再びＳｉＯ2 上部
クラッド層を堆積した。
従う光等化器の作製は、石英系光導波路を用いて行っ
た。まず、Ｓｉ基板６上に火炎堆積法によってＳｉＯ2
下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドーパントと
して添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積した後に、
電気炉で透明ガラス化した。次に、前記設計に基づく図
１に示すようなパターンを用いてコア層をエッチングし
て光導波路部分を作製した。最後に、再びＳｉＯ2 上部
クラッド層を堆積した。
【００４９】次に、空間フィルタ７を挿入するための間
隙をエッチングによって作製し、式（１０），（１４）
で与えられる複素振幅特性を有する空間フィルタ７を前
記間隙部に挿入した。
隙をエッチングによって作製し、式（１０），（１４）
で与えられる複素振幅特性を有する空間フィルタ７を前
記間隙部に挿入した。
【００５０】このようにして作製した光透過器の位相測
定の測定結果を図２に示す。図２において破線で示した
ものは分散σ＝−１０（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）で長さＬ＝
１００ｋｍの光ファイバの位相特性（式（８）において
ｐ＝−０．０２５２（ＧＨｚ）-2）の逆符号の特性、す
なわち理想的な光等化器の位相特性を示したものであ
る。図２より、ν＝ν0 −６０〜ν0 ＋６０（ＧＨｚ）
の１２０ＧＨｚの範囲で光ファイバの分散が等化できる
ことが分かる。
定の測定結果を図２に示す。図２において破線で示した
ものは分散σ＝−１０（ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ）で長さＬ＝
１００ｋｍの光ファイバの位相特性（式（８）において
ｐ＝−０．０２５２（ＧＨｚ）-2）の逆符号の特性、す
なわち理想的な光等化器の位相特性を示したものであ
る。図２より、ν＝ν0 −６０〜ν0 ＋６０（ＧＨｚ）
の１２０ＧＨｚの範囲で光ファイバの分散が等化できる
ことが分かる。
【００５１】（実施例２）次に、本発明の光信号処理回
路の第二の実施例として通過帯域特性がフラットなアレ
イ格子について述べる。この場合には、空間フィルタの
複素透過率ｓ（ｘ）を次のように与える。
路の第二の実施例として通過帯域特性がフラットなアレ
イ格子について述べる。この場合には、空間フィルタの
複素透過率ｓ（ｘ）を次のように与える。
【００５２】
【数１７】
【００５３】このとき、式（２−１），（２−２），
（１７）および（表１），（表２）より入力ポート番号
＃ｉ（ｉ＝１〜８）に入射され、点対称中心５を通って
出力ポート番号＃（９−ｉ）に出力される光の透過率
は、各チャネルの中心波長λ0 ＋（ｉ−４）｜Δλ｜を
中心として
（１７）および（表１），（表２）より入力ポート番号
＃ｉ（ｉ＝１〜８）に入射され、点対称中心５を通って
出力ポート番号＃（９−ｉ）に出力される光の透過率
は、各チャネルの中心波長λ0 ＋（ｉ−４）｜Δλ｜を
中心として
【００５４】
【数１８】 δν＝±（２０／３）×１２＝±８０（ＧＨｚ） (18) の範囲でほぼフラットな通過帯域特性を有するアレイ格
子型光合分波器が得られる。
子型光合分波器が得られる。
【００５５】本発明の光信号処理回路の第二の実施例の
フラット通過帯域アレイ格子の作製は、石英系光導波路
を用いて行った。
フラット通過帯域アレイ格子の作製は、石英系光導波路
を用いて行った。
【００５６】まず、Ｓｉ基板６上に火炎堆積法によって
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドー
パントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積し
た後に、電気炉で透明ガラス化した。
ＳｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、次にＧｅＯ2 をドー
パントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積し
た後に、電気炉で透明ガラス化した。
【００５７】次に、前記設計に基づく図１に示すような
パターンを用いてコア層をエッチングして光導波路部分
を作製した。最後に、再びＳｉＯ2 上部クラッド層を堆
積した。
パターンを用いてコア層をエッチングして光導波路部分
を作製した。最後に、再びＳｉＯ2 上部クラッド層を堆
積した。
【００５８】次に、空間フィルタ７を挿入するための間
隔をエッチングによって作製し、式（１７）で与えられ
る振幅特性を有する空間フィルタ７を前記間隙部に挿入
した。
隔をエッチングによって作製し、式（１７）で与えられ
る振幅特性を有する空間フィルタ７を前記間隙部に挿入
した。
【００５９】このようにして作製したフラットアレイ格
子の周波数特性の測定結果を図３に示す。図３より、周
波数特性がフラット化されていることが分かる。
子の周波数特性の測定結果を図３に示す。図３より、周
波数特性がフラット化されていることが分かる。
【００６０】これによって、従来のアレイ格子（図７）
では約１１３（ＧＨｚ）であった３ｄＢ帯域幅（Ｂ
3.0dB ）が、隣接する信号チャネルへのクロストークを
劣化させることなく約１６０（ＧＨｚ）にまで拡大され
た。
では約１１３（ＧＨｚ）であった３ｄＢ帯域幅（Ｂ
3.0dB ）が、隣接する信号チャネルへのクロストークを
劣化させることなく約１６０（ＧＨｚ）にまで拡大され
た。
【００６１】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の光信号処理回路はアレイ導波路格子
のパラメータを適当に選ぶことによって、任意の伝搬
遅延特性を実現することができ、光信号の電気信号に変
換することなく光ファイバの分散を相殺することができ
るので、大容量・長距離光通信において大きな利点を有
する。
たように、本発明の光信号処理回路はアレイ導波路格子
のパラメータを適当に選ぶことによって、任意の伝搬
遅延特性を実現することができ、光信号の電気信号に変
換することなく光ファイバの分散を相殺することができ
るので、大容量・長距離光通信において大きな利点を有
する。
【００６２】また、隣接する信号チャネルへのクロス
トークを劣化させることなく３ｄＢ帯域幅を大幅に増大
できる。したがって、レーザ光源の波長が温度等で各信
号チャネルの中心波長から変動した場合でも通過損失が
増加しないので波長分割ルーティングシステム等の設計
の許容度が増すという利点を有する。
トークを劣化させることなく３ｄＢ帯域幅を大幅に増大
できる。したがって、レーザ光源の波長が温度等で各信
号チャネルの中心波長から変動した場合でも通過損失が
増加しないので波長分割ルーティングシステム等の設計
の許容度が増すという利点を有する。
【図１】本発明の光信号処理回路の第一の実施例として
の光等化器、および第二の実施例としてのフラット通過
帯域アレイ格子を示す概略斜視図である。
の光等化器、および第二の実施例としてのフラット通過
帯域アレイ格子を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の光信号処理回路の第一の実施例として
の光等化器の位相特性の測定結果を示すグラフである。
の光等化器の位相特性の測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明の光信号処理回路の第二の実施例として
のフラット通過帯域アレイ格子の周波数特性の測定結果
を示すグラフである。
のフラット通過帯域アレイ格子の周波数特性の測定結果
を示すグラフである。
【図４】従来のマイクロ波ストリップラインを用いた等
化器の構造を示す斜視図である。
化器の構造を示す斜視図である。
【図５】マイクロ波ストリップラインの伝搬遅延特性を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】従来のアレイ格子を示す平面図である。
【図７】従来のアレイ格子の周波数特性の測定結果を示
すグラフである。
すグラフである。
１ （入力用）チャネル導波路 １′ （出力用）チャネル導波路 ２ チャネル導波路アレイ ２′ チャネル導波路アレイ ３ 扇型スラブ導波路 ３′ 扇型スラブ導波路 ４ 扇型スラブ導波路 ４′ 扇型スラブ導波路 ５ 点対称中心 ６ 基板 ７ 空間フィルタ １０，１０′ アレイ導波路格子 ２０ 誘電体 ２１，２２ 金属導体 ２３ 入力用チャネル導波路 ２４ 第１の扇型スラブ導波路 ２５ チャネル導波路アレイ ２６ 第２の扇型スラブ導波路 ２７ 出力用チャネル導波路 ２８ 基板 Ｌ ストリップラインの長さ
Claims (2)
- 【請求項１】 基板上に配置されたチャネル導波路と、
導波路の長さが所定の導波路長差で順次長くなるように
構成されたチャネル導波路アレイ、および前記入力用チ
ャネル導波路とチャネル導波路アレイとを接続する第一
の扇型スラブ導波路と、前記チャネル導波路アレイの他
の端に接続された第二の扇型スラブ導波路よりなるアレ
イ導波路格子を一対具備し、各々のアレイ導波路格子に
おける第二の扇型スラブ導波路のチャネル導波路アレイ
が接続されていない端部の中点を点対称の中心として前
記二つのアレイ導波路格子が点対称配置されており、か
つ前記点対称の中心を通り前記第二の扇型スラブ導波路
中の光の伝搬方向に垂直な向きに、光の振幅および位相
透過率を変化させる空間フィルタが配置されていること
を特徴とする光信号処理回路。 - 【請求項２】 導波路の長さが所定の導波路長差で順次
長くなるように構成された第１のチャネル導波路アレイ
と、その一端が該第１のチャネル導波路アレイに接続す
る導波路接続部の中心に該導波路接続部の中の光の伝搬
方向に垂直な向きに配され、光の振幅および位相透過率
を変化させる空間フィルタと、さらに、前記導波路接続
部の他端に接続された前記第１のチャネル導波路アレイ
と対称的に前記所定の導波路長差で順次短くなるように
構成された第２のチャネル導波路アレイとを含む光導波
路系の一端側から他端側へ信号光を通過させることを特
徴とする光信号処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7142196A JPH08334792A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 光信号処理回路および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7142196A JPH08334792A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 光信号処理回路および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08334792A true JPH08334792A (ja) | 1996-12-17 |
Family
ID=15309632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7142196A Pending JPH08334792A (ja) | 1995-06-08 | 1995-06-08 | 光信号処理回路および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08334792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052319A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Alcatel Optronics Uk Limited | Arrayed waveguide grating |
-
1995
- 1995-06-08 JP JP7142196A patent/JPH08334792A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002052319A1 (en) * | 2000-12-22 | 2002-07-04 | Alcatel Optronics Uk Limited | Arrayed waveguide grating |
| US7058262B2 (en) | 2000-12-22 | 2006-06-06 | Michael Lanker | Arrayed waveguide grating |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |