JPH10186166A - 干渉型光ａｄｍ - Google Patents
干渉型光ａｄｍInfo
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- JPH10186166A JPH10186166A JP34958596A JP34958596A JPH10186166A JP H10186166 A JPH10186166 A JP H10186166A JP 34958596 A JP34958596 A JP 34958596A JP 34958596 A JP34958596 A JP 34958596A JP H10186166 A JPH10186166 A JP H10186166A
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- JP
- Japan
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- optical
- optical waveguide
- thermal expansion
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度変化による影響を補償することができる
干渉型光ＡＤＭを提供する。 【解決手段】 光ファイバ１２から導入された波長多重
信号は、光ファイバカプラ４１により分岐され、同一の
反射波長をもつファイバグレーティング３１，３２で反
射され、光ファイバ２２に抽出される。この干渉型光Ａ
ＤＭは、光ファイバ１１と２１を往復する光路差が波長
の整数倍である条件が重要であるが、温度により光ファ
イバが伸縮して、条件が満たされなくなる。そこで、長
い方の光ファイバ１１の一部に線膨張係数の大きい熱伸
縮部材５１接着し、短い方の光ファイバ２１の一部に線
膨張係数の小さい熱伸縮部材５２を接着し、接着部分の
長さと線膨張係数の値を設定することにより温度特性を
補償する。
干渉型光ＡＤＭを提供する。 【解決手段】 光ファイバ１２から導入された波長多重
信号は、光ファイバカプラ４１により分岐され、同一の
反射波長をもつファイバグレーティング３１，３２で反
射され、光ファイバ２２に抽出される。この干渉型光Ａ
ＤＭは、光ファイバ１１と２１を往復する光路差が波長
の整数倍である条件が重要であるが、温度により光ファ
イバが伸縮して、条件が満たされなくなる。そこで、長
い方の光ファイバ１１の一部に線膨張係数の大きい熱伸
縮部材５１接着し、短い方の光ファイバ２１の一部に線
膨張係数の小さい熱伸縮部材５２を接着し、接着部分の
長さと線膨張係数の値を設定することにより温度特性を
補償する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重化された
信号から特定の波長の信号のみを取り出したり、あるい
は、特定の波長の信号を別の波長の信号に多重化する干
渉型光ＡＤＭに関するものである。
信号から特定の波長の信号のみを取り出したり、あるい
は、特定の波長の信号を別の波長の信号に多重化する干
渉型光ＡＤＭに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長多重化された信号からある特定の波
長の信号を抽出し、また、ある特定の波長の光を別の波
長の信号に多重化する光ＡＤＭ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）が波長多重光通信システムにお
いて必須なデバイスとなっている。
長の信号を抽出し、また、ある特定の波長の光を別の波
長の信号に多重化する光ＡＤＭ（Ａｄｄ−Ｄｒｏｐ Ｍ
ｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）が波長多重光通信システムにお
いて必須なデバイスとなっている。
【０００３】特に、ある特定の波長の光のみ反射し、他
の波長の光は透過させるという光導波路型回折格子の性
質を利用して、これを他の素子と組み合わせることによ
り構成された光ＡＤＭのうち、光ファイバカプラと光フ
ァイバおよびファイバグレーティングを用いて構成した
干渉型光ＡＤＭは、光線路との結合性が良いという利点
を有し、今後ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉ
ｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムなどに
おいて主流となっていくと思われる。ファイバグレーテ
ィングを利用したこのような光ＡＤＭの例が「Ｆ．Ｂｉ
ｌｏｄｅａｕｅｔ．ａｌ．，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩ
ＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏ
ｌ．７，Ｎｏ．４，ｐｐ．３８８−３９０，Ａｐｒｉ
ｌ，１９９５」の文献に開示されている。
の波長の光は透過させるという光導波路型回折格子の性
質を利用して、これを他の素子と組み合わせることによ
り構成された光ＡＤＭのうち、光ファイバカプラと光フ
ァイバおよびファイバグレーティングを用いて構成した
干渉型光ＡＤＭは、光線路との結合性が良いという利点
を有し、今後ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉ
ｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムなどに
おいて主流となっていくと思われる。ファイバグレーテ
ィングを利用したこのような光ＡＤＭの例が「Ｆ．Ｂｉ
ｌｏｄｅａｕｅｔ．ａｌ．，ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩ
ＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏ
ｌ．７，Ｎｏ．４，ｐｐ．３８８−３９０，Ａｐｒｉ
ｌ，１９９５」の文献に開示されている。
【０００４】この文献中で提案されている光ＡＤＭは、
２つのファイバカプラからなるマッハツェンダ型干渉計
の構成をとっており、両方の光路にそれぞれ同じ特性を
有するファイバグレーティングが挿入されている。
２つのファイバカプラからなるマッハツェンダ型干渉計
の構成をとっており、両方の光路にそれぞれ同じ特性を
有するファイバグレーティングが挿入されている。
【０００５】図５は、上記文献に記載された干渉型光Ａ
ＤＭの原理を説明するための概略構成図である。図中、
１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４は光
ファイバ、３１，３２はファイバグレーティング、４
１，４２は光ファイバカプラである。ファイバグレーテ
ィング３１，３２は、そのブラッグ波長に等しい波長の
信号のみ反射し、他の波長成分は透過させる特性を持っ
ているが、ここでは、同じ波長成分を反射させるように
同じファイバグレーティングとなっている。この波長を
λ2 として説明する。λ1 はλ2 より長い波長成分、λ
3 はλ2 より短い波長成分を表わすものとする。入射側
の光ファイバカプラ４１の一方のｐｉｇｔａｉｌである
光ファイバ１２から入射した波長成分λ1 ，λ2 ，λ3
を有する多重化信号は、光ファイバカプラ４１で分岐さ
れ、それぞれのファイバグレーティング３１，３２で、
そのブラッグ波長に等しいλ2 の信号のみ反射される。
光ファイバカプラ４１で対角側に分岐される信号は、そ
の位相がπ／２変化する。したがって、光ファイバ１２
から光ファイバ１４を通ってファイバグレーティング３
１で反射されるλ2 の信号は、光ファイバ１４を戻り、
光ファイバカプラ４１で光ファイバ２２に分岐する際
に、その位相がπ／２変化して出力される。光ファイバ
１２から、光ファイバカプラ４１で光ファイバ２１に分
岐する信号は、位相がπ／２変化して、ファイバグレー
ティング３２に達し、ここで反射されるλ2 の信号は、
光ファイバ２１を戻りｐｉｇ ｔａｉｌである光ファイ
バ２２に出力される。また、ファイバグレーティング３
２で反射されるλ2 の信号が光ファイバカプラ４１で分
岐して入射側の光ファイバ１２に戻るものは、さらに位
相がπ／２変化する。ここで、光ファイバカプラ４１か
らそれぞれのファイバグレーティング３１，３２までの
往復の光路長差が波長の整数倍であれば、ファイバグレ
ーティング３１，３２で反射されたλ2 の信号が光ファ
イバ２２に出力されるものは、同位相となって合波さ
れ、信号が入射された光ファイバ１２に戻ってくる信号
は逆位相で干渉信号は零となる。このようにして、光フ
ァイバ２２から、ファイバグレーティング３１，３２の
ブラッグ波長に等しい波長の信号のみ抽出することがで
きる。
ＤＭの原理を説明するための概略構成図である。図中、
１１，１２，１３，１４，２１，２２，２３，２４は光
ファイバ、３１，３２はファイバグレーティング、４
１，４２は光ファイバカプラである。ファイバグレーテ
ィング３１，３２は、そのブラッグ波長に等しい波長の
信号のみ反射し、他の波長成分は透過させる特性を持っ
ているが、ここでは、同じ波長成分を反射させるように
同じファイバグレーティングとなっている。この波長を
λ2 として説明する。λ1 はλ2 より長い波長成分、λ
3 はλ2 より短い波長成分を表わすものとする。入射側
の光ファイバカプラ４１の一方のｐｉｇｔａｉｌである
光ファイバ１２から入射した波長成分λ1 ，λ2 ，λ3
を有する多重化信号は、光ファイバカプラ４１で分岐さ
れ、それぞれのファイバグレーティング３１，３２で、
そのブラッグ波長に等しいλ2 の信号のみ反射される。
光ファイバカプラ４１で対角側に分岐される信号は、そ
の位相がπ／２変化する。したがって、光ファイバ１２
から光ファイバ１４を通ってファイバグレーティング３
１で反射されるλ2 の信号は、光ファイバ１４を戻り、
光ファイバカプラ４１で光ファイバ２２に分岐する際
に、その位相がπ／２変化して出力される。光ファイバ
１２から、光ファイバカプラ４１で光ファイバ２１に分
岐する信号は、位相がπ／２変化して、ファイバグレー
ティング３２に達し、ここで反射されるλ2 の信号は、
光ファイバ２１を戻りｐｉｇ ｔａｉｌである光ファイ
バ２２に出力される。また、ファイバグレーティング３
２で反射されるλ2 の信号が光ファイバカプラ４１で分
岐して入射側の光ファイバ１２に戻るものは、さらに位
相がπ／２変化する。ここで、光ファイバカプラ４１か
らそれぞれのファイバグレーティング３１，３２までの
往復の光路長差が波長の整数倍であれば、ファイバグレ
ーティング３１，３２で反射されたλ2 の信号が光ファ
イバ２２に出力されるものは、同位相となって合波さ
れ、信号が入射された光ファイバ１２に戻ってくる信号
は逆位相で干渉信号は零となる。このようにして、光フ
ァイバ２２から、ファイバグレーティング３１，３２の
ブラッグ波長に等しい波長の信号のみ抽出することがで
きる。
【０００６】一方、出射側のカプラの片方のｐｉｇ ｔ
ａｉｌである光ファイバ２４からファイバグレーティン
グ３１，３２のブラッグ波長と等しい波長λ2 の信号を
入射させると、光ファイバカプラ４２で分岐されたλ2
の信号は、それぞれファイバグレーティング３１，３２
で反射され、往復の光路長差が波長の整数倍であれば、
光ファイバカプラ４２で合波されて、もう一方のｐｉｇ
ｔａｉｌである光ファイバ１４へ伝搬する信号は同位
相となり、入射側の光ファイバカプラ４１から入射して
ファイバグレーティング３１，３２を透過してきた信号
に多重化される。
ａｉｌである光ファイバ２４からファイバグレーティン
グ３１，３２のブラッグ波長と等しい波長λ2 の信号を
入射させると、光ファイバカプラ４２で分岐されたλ2
の信号は、それぞれファイバグレーティング３１，３２
で反射され、往復の光路長差が波長の整数倍であれば、
光ファイバカプラ４２で合波されて、もう一方のｐｉｇ
ｔａｉｌである光ファイバ１４へ伝搬する信号は同位
相となり、入射側の光ファイバカプラ４１から入射して
ファイバグレーティング３１，３２を透過してきた信号
に多重化される。
【０００７】なお、光ファイバとして、そのコアに、例
えば、Ｇｅが添加された光ファイバが用いると、この光
ファイバは、紫外線の照射によってコアの屈折率を高め
ることができるので、カプラからグレーティングまでの
往復の光路長差は、片方の光路の一部に紫外線を照射し
て屈折率を変化させることにより、光学的距離を調整す
ることができる。
えば、Ｇｅが添加された光ファイバが用いると、この光
ファイバは、紫外線の照射によってコアの屈折率を高め
ることができるので、カプラからグレーティングまでの
往復の光路長差は、片方の光路の一部に紫外線を照射し
て屈折率を変化させることにより、光学的距離を調整す
ることができる。
【０００８】このように、同一の光カプラから２つの光
導波路型回折格子までの光導波路の往復の光路長差が波
長の整数倍であれば、干渉信号は最大となり、完全な抽
出・多重化が実現できる。しかしながら、温度変化が生
じた場合、温度変化量とファイバ長の差に比例する位相
差が両光導波路間に生じ、干渉による抽出・多重化信号
は小さくなってしまうという問題がある。
導波路型回折格子までの光導波路の往復の光路長差が波
長の整数倍であれば、干渉信号は最大となり、完全な抽
出・多重化が実現できる。しかしながら、温度変化が生
じた場合、温度変化量とファイバ長の差に比例する位相
差が両光導波路間に生じ、干渉による抽出・多重化信号
は小さくなってしまうという問題がある。
【０００９】一般に、△Ｔの温度変化が生じたときのフ
ァイバの位相変化量△φは、被覆の伸縮によって誘起さ
れるファイバのひずみによる光弾性効果を無視すれば、 △φ／Ф＝（△Ｌ／Ｌ）＋Ｋ・△Ｔ ・・・（１） で表わされる。 なお、Ｌはファイバ長 △Ｌは温度変化によるファイバ長の変化量 Ф（＝βＬ、β：伝搬定数）はファイバを伝搬する光の
位相 Ｋは屈折率の温度係数 である。
ァイバの位相変化量△φは、被覆の伸縮によって誘起さ
れるファイバのひずみによる光弾性効果を無視すれば、 △φ／Ф＝（△Ｌ／Ｌ）＋Ｋ・△Ｔ ・・・（１） で表わされる。 なお、Ｌはファイバ長 △Ｌは温度変化によるファイバ長の変化量 Ф（＝βＬ、β：伝搬定数）はファイバを伝搬する光の
位相 Ｋは屈折率の温度係数 である。
【００１０】石英ガラスの線熱膨張率をαとすれば、
（１）式より、 △φ＝（α＋Ｋ）△Ｔ・βＬ ・・・（２） と書ける。ここで、光カプラから２つの光導波路型回折
格子までの光波長をそれぞれ、Ｌ11，Ｌ21とし、また、
温度変化によりそれぞれの光導波路の往復で生じる位相
変化を△φ11，△φ21とすれば、温度変化により誘起さ
れる位相差は、 △φ11−△φ21＝２（α＋Ｋ）△Ｔ・β（Ｌ11−Ｌ21） ・・・（３） となる。
（１）式より、 △φ＝（α＋Ｋ）△Ｔ・βＬ ・・・（２） と書ける。ここで、光カプラから２つの光導波路型回折
格子までの光波長をそれぞれ、Ｌ11，Ｌ21とし、また、
温度変化によりそれぞれの光導波路の往復で生じる位相
変化を△φ11，△φ21とすれば、温度変化により誘起さ
れる位相差は、 △φ11−△φ21＝２（α＋Ｋ）△Ｔ・β（Ｌ11−Ｌ21） ・・・（３） となる。
【００１１】Ｌ11＝Ｌ21であれば（３）式は零となり、
温度変化による信号光強度への影響はなくなるのである
が、実際には、両方のファイバ長を等しくするのは不可
能である。例として、Ｌ11−Ｌ21＝５ｍｍとし、α＝
０．３５×１０-6［／℃］、Ｋ＝６．８×１０-6［／
℃］を用いて計算をすれば、波長１．５５μｍでは温度
が約８℃変化すると、△φ11−△φ21＝πとなり、第１
のカプラでは、信号がまったく抽出されず、第２のカプ
ラでは、信号が全く多重化されないという状況になって
しまう。
温度変化による信号光強度への影響はなくなるのである
が、実際には、両方のファイバ長を等しくするのは不可
能である。例として、Ｌ11−Ｌ21＝５ｍｍとし、α＝
０．３５×１０-6［／℃］、Ｋ＝６．８×１０-6［／
℃］を用いて計算をすれば、波長１．５５μｍでは温度
が約８℃変化すると、△φ11−△φ21＝πとなり、第１
のカプラでは、信号がまったく抽出されず、第２のカプ
ラでは、信号が全く多重化されないという状況になって
しまう。
【００１２】入射された信号と抽出・多重化された信号
との差を損失とし、これと入射された信号の強度比をク
ロストークと定義すれば、これを４０ｄＢ程度にするた
めには、約０．０５℃の精度の温度制御が必要となる。
との差を損失とし、これと入射された信号の強度比をク
ロストークと定義すれば、これを４０ｄＢ程度にするた
めには、約０．０５℃の精度の温度制御が必要となる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、温度変化による
影響を補償することができる干渉型光ＡＤＭを提供する
ことを目的とするものである。
題点を解決するためになされたもので、温度変化による
影響を補償することができる干渉型光ＡＤＭを提供する
ことを目的とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、２つの光カプラと、該光カプラ間を接続する２経路
の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設けられた光
導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにおいて、光導
波路型回折格子と２つの光カプラ間の少なくとも１つの
光導波路に、該光導波路の線膨張係数とは異なる線膨張
係数を持つ熱伸縮部材を該光導波路の熱伸縮に影響を与
えるように設置したことを特徴とするものである。
は、２つの光カプラと、該光カプラ間を接続する２経路
の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設けられた光
導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにおいて、光導
波路型回折格子と２つの光カプラ間の少なくとも１つの
光導波路に、該光導波路の線膨張係数とは異なる線膨張
係数を持つ熱伸縮部材を該光導波路の熱伸縮に影響を与
えるように設置したことを特徴とするものである。
【００１５】請求項２に記載の発明は、２つの光カプラ
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、光導波路型回折格子と１
方の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つの
光導波路のうちの少なくとも１つの光導波路、および、
他方の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つ
の光導波路のうちの少なくとも１つの光導波路に、その
光導波路の線膨張係数とは異なる線膨張係数を持つ熱伸
縮部材を該光導波路の熱伸縮に影響を与えるように設置
したことを特徴とするものである。
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、光導波路型回折格子と１
方の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つの
光導波路のうちの少なくとも１つの光導波路、および、
他方の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つ
の光導波路のうちの少なくとも１つの光導波路に、その
光導波路の線膨張係数とは異なる線膨張係数を持つ熱伸
縮部材を該光導波路の熱伸縮に影響を与えるように設置
したことを特徴とするものである。
【００１６】請求項３に記載の発明は、２つの光カプラ
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路のうちの短い
方の光導波路に該光導波路の熱伸縮に影響を与えるよう
に熱伸縮部材を設置するとともに、該熱伸縮部材の線膨
張係数を光導波路の線膨張係数より大きくしたことを特
徴とするものである。
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路のうちの短い
方の光導波路に該光導波路の熱伸縮に影響を与えるよう
に熱伸縮部材を設置するとともに、該熱伸縮部材の線膨
張係数を光導波路の線膨張係数より大きくしたことを特
徴とするものである。
【００１７】請求項４に記載の発明は、２つの光カプラ
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路のうちの長い
方の光導波路に該光導波路の熱伸縮に影響を与えるよう
に熱伸縮部材を設置するとともに、該熱伸縮部材の線膨
張係数を光導波路の線膨張係数より小さくしたことを特
徴とするものである。
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路のうちの長い
方の光導波路に該光導波路の熱伸縮に影響を与えるよう
に熱伸縮部材を設置するとともに、該熱伸縮部材の線膨
張係数を光導波路の線膨張係数より小さくしたことを特
徴とするものである。
【００１８】請求項５に記載の発明は、２つの光カプラ
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路の双方に該光
導波路の熱伸縮に影響を与えるように熱伸縮部材を設置
するとともに、短い方の光導波路に設置された熱伸縮部
材の線膨張係数を長い方の光導波路に設置された熱伸縮
部材の線膨張係数より大きくしたことを特徴とするもの
である。
と、該光カプラ間を接続する２経路の光導波路と、両導
波路の中間にそれぞれ設けられた光導波型回折格子を有
する干渉型光ＡＤＭにおいて、同一の光カプラから２つ
の光導波型回折格子までの２つの光導波路の双方に該光
導波路の熱伸縮に影響を与えるように熱伸縮部材を設置
するとともに、短い方の光導波路に設置された熱伸縮部
材の線膨張係数を長い方の光導波路に設置された熱伸縮
部材の線膨張係数より大きくしたことを特徴とするもの
である。
【００１９】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
５のいずれか１項に記載の干渉型光ＡＤＭにおいて、前
記光カプラが光ファイバカプラであり、前記光導波路が
光ファイバであり、前記光導波路格子がファイバグレー
ティングであることを特徴とするものである。
５のいずれか１項に記載の干渉型光ＡＤＭにおいて、前
記光カプラが光ファイバカプラであり、前記光導波路が
光ファイバであり、前記光導波路格子がファイバグレー
ティングであることを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の干渉型光ＡＤＭ
の第１の実施の形態を説明するための構成図である。図
中、図５と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。５１，５２は熱伸縮部材である。熱伸縮部材５
１，５２は、光ファイバ１１，２１の一部に光ファイバ
と接着などにより一体的になるように設置され、線膨張
係数は異なったものである。熱伸縮部材５１，５２が設
置された光ファイバ１１，２１の部分は、熱伸縮部材５
１，５２の熱伸縮により、伸縮する。なお、この実施の
形態においては、入射側の光ファイバカプラ４１側にの
み温度補償を行なうようにした。
の第１の実施の形態を説明するための構成図である。図
中、図５と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。５１，５２は熱伸縮部材である。熱伸縮部材５
１，５２は、光ファイバ１１，２１の一部に光ファイバ
と接着などにより一体的になるように設置され、線膨張
係数は異なったものである。熱伸縮部材５１，５２が設
置された光ファイバ１１，２１の部分は、熱伸縮部材５
１，５２の熱伸縮により、伸縮する。なお、この実施の
形態においては、入射側の光ファイバカプラ４１側にの
み温度補償を行なうようにした。
【００２１】第１の実施の形態の作用を図５を用いて説
明する。入射端の光ファイバカプラ４１から２つのファ
イバグレーティング３１，３２までの長さは、上述した
ようにそれぞれＬ11，Ｌ21であるが、Ｌ11＞Ｌ21とす
る。なお、Ｌ11，Ｌ21は、図１の光ファイバ１１，２１
が熱伸縮部材５１，５２による部分的に熱伸縮された影
響を受けた長さである。また、それぞれの光ファイバが
固定されている熱伸縮部材５１，５２の線熱膨張係数を
α11、α21（α11＜α21）とし、その長さをＬ0 とす
る。△Ｔの温度変化によるＬ11、Ｌ21往復のそれぞれの
位相変化量△φ11、△φ21は（１）式より △φ11＝２（ＫＬ11＋α（Ｌ11−Ｌ0 ）＋α11Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（４） △φ21＝２（ＫＬ21＋α（Ｌ21−Ｌ0 ）＋α21Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（５） と表される。これにより位相差の変動量は、 △φ11−△φ21 ＝２（（Ｋ＋α）（Ｌ11−Ｌ21）＋（α11−α21）Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（６） と求められる。
明する。入射端の光ファイバカプラ４１から２つのファ
イバグレーティング３１，３２までの長さは、上述した
ようにそれぞれＬ11，Ｌ21であるが、Ｌ11＞Ｌ21とす
る。なお、Ｌ11，Ｌ21は、図１の光ファイバ１１，２１
が熱伸縮部材５１，５２による部分的に熱伸縮された影
響を受けた長さである。また、それぞれの光ファイバが
固定されている熱伸縮部材５１，５２の線熱膨張係数を
α11、α21（α11＜α21）とし、その長さをＬ0 とす
る。△Ｔの温度変化によるＬ11、Ｌ21往復のそれぞれの
位相変化量△φ11、△φ21は（１）式より △φ11＝２（ＫＬ11＋α（Ｌ11−Ｌ0 ）＋α11Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（４） △φ21＝２（ＫＬ21＋α（Ｌ21−Ｌ0 ）＋α21Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（５） と表される。これにより位相差の変動量は、 △φ11−△φ21 ＝２（（Ｋ＋α）（Ｌ11−Ｌ21）＋（α11−α21）Ｌ0 ）β・△Ｔ ・・・（６） と求められる。
【００２２】従来の干渉型光ＡＤＭでは（３）式より分
かるように、温度変化による位相差の変動量を小さくす
るためには、Ｌ11−Ｌ21を極力零に近づける必要があっ
たが、その限界は数ｍｍ〜数ｃｍである。
かるように、温度変化による位相差の変動量を小さくす
るためには、Ｌ11−Ｌ21を極力零に近づける必要があっ
たが、その限界は数ｍｍ〜数ｃｍである。
【００２３】これに対して、Ｌ11−Ｌ21の測定精度とＬ
0 の加工精度は数十μｍ〜百μｍ程度である。今、（Ｋ
＋α）（Ｌ11−Ｌ21）は正であり、また、α11＜α21と
したことによって（α11−α21）Ｌ0 は負であるので、
適当なパラメータを選べば式（６）を零とすることが可
能である。すなわち、Ｌ11とＬ21を測定して、（６）式
を零とおいてＬ0 を決めれば、△Ｔにかかわらず、位相
差の変動量をなくすことができる。
0 の加工精度は数十μｍ〜百μｍ程度である。今、（Ｋ
＋α）（Ｌ11−Ｌ21）は正であり、また、α11＜α21と
したことによって（α11−α21）Ｌ0 は負であるので、
適当なパラメータを選べば式（６）を零とすることが可
能である。すなわち、Ｌ11とＬ21を測定して、（６）式
を零とおいてＬ0 を決めれば、△Ｔにかかわらず、位相
差の変動量をなくすことができる。
【００２４】このように、この実施の形態では、同一の
光ファイバカプラから２つのファイバグレーティングま
でのそれぞれの光ファイバの一部を線熱膨張係数の異な
る熱伸縮部材に接着し、２つの光路における位相差の総
合的な温度係数を零にすることにより、温度補償を行な
っているものである。
光ファイバカプラから２つのファイバグレーティングま
でのそれぞれの光ファイバの一部を線熱膨張係数の異な
る熱伸縮部材に接着し、２つの光路における位相差の総
合的な温度係数を零にすることにより、温度補償を行な
っているものである。
【００２５】第１の実施の形態における調整方法につい
て図２，図３により説明する。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。１０，２０は光
ファイバ、６１，６２はＯＬＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌ
ｏｗ ＣｏｈｅｒｅｎｃｅＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅ
ｒ）であり、この例で用いたＯＬＣＲは、２５μｍの分
解能を有するものである。
て図２，図３により説明する。図中、図１と同様の部分
には同じ符号を付して説明を省略する。１０，２０は光
ファイバ、６１，６２はＯＬＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌ
ｏｗ ＣｏｈｅｒｅｎｃｅＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅ
ｒ）であり、この例で用いたＯＬＣＲは、２５μｍの分
解能を有するものである。
【００２６】まず、図２のように、マッハツェンダ型干
渉計を構成する前に、２本の光ファイバ１０，２０の一
部に反射波長がλ2 のファイバグレーティング３１，３
２を形成し、ＯＬＣＲ６１，６２を用いて、波長λ2 の
光でファイバグレーティング３１，３２までの光ファイ
バ１０，２０の長さＬ10，Ｌ20をそれぞれ測定する。光
ファイバカプラ４２は、融着延伸によって形成する。
渉計を構成する前に、２本の光ファイバ１０，２０の一
部に反射波長がλ2 のファイバグレーティング３１，３
２を形成し、ＯＬＣＲ６１，６２を用いて、波長λ2 の
光でファイバグレーティング３１，３２までの光ファイ
バ１０，２０の長さＬ10，Ｌ20をそれぞれ測定する。光
ファイバカプラ４２は、融着延伸によって形成する。
【００２７】次に、融着延伸により光ファイバカプラ４
１を形成して、図３に示すように、マッハツェンダ型干
渉計を構成し、光ファイバ１１に紫外線を照射して光路
長を調整する。ここで、光ファイバカプラ４１から両フ
ァイバグレーティング３１，３２までの光ファイバ１１
と２１との長さＬ11，Ｌ21に差を持たせる。この例で
は、Ｌ11−Ｌ21≒２０ｃｍとした。
１を形成して、図３に示すように、マッハツェンダ型干
渉計を構成し、光ファイバ１１に紫外線を照射して光路
長を調整する。ここで、光ファイバカプラ４１から両フ
ァイバグレーティング３１，３２までの光ファイバ１１
と２１との長さＬ11，Ｌ21に差を持たせる。この例で
は、Ｌ11−Ｌ21≒２０ｃｍとした。
【００２８】さらに、ＯＬＣＲを用いて、図３のよう
に、光ファイバカプラ４１までの光ファイバ１２，２２
の長さＬ12，Ｌ22を測定し、 Ｌ11＝Ｌ10−Ｌ12 と、 Ｌ21＝Ｌ20−Ｌ22 が求められる。
に、光ファイバカプラ４１までの光ファイバ１２，２２
の長さＬ12，Ｌ22を測定し、 Ｌ11＝Ｌ10−Ｌ12 と、 Ｌ21＝Ｌ20−Ｌ22 が求められる。
【００２９】この例では、 Ｌ11＝１２３．５２２５ｃｍ Ｌ21＝１０１．６３５０ｃｍ であった。最後に、図１に示すように、熱伸縮部材５１
と５２を光ファイバ１１，２１のうち長さＬ0 の部分に
それぞれ接着する。Ｌ0 は、式（６）が零となるよう
に、 Ｌ0 ＝（Ｋ＋α）（Ｌ11−Ｌ21）／（α21−α11） ・・・（７） により決められる。
と５２を光ファイバ１１，２１のうち長さＬ0 の部分に
それぞれ接着する。Ｌ0 は、式（６）が零となるよう
に、 Ｌ0 ＝（Ｋ＋α）（Ｌ11−Ｌ21）／（α21−α11） ・・・（７） により決められる。
【００３０】この例では、熱伸縮部材５１にセラミック
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用い、熱伸縮部材５２にアルミニウム
（Ａｌ）を用いた。セラミックを用いた熱伸縮部材５１
の線熱膨張率α11＝８．１×１０-6［／℃］、アルミニ
ウムを用いた熱伸縮部材５２の線熱膨張率α21＝２３．
２×１０-6［／℃］より、 Ｌ0 ＝１０．３６４ｃｍ として加工を行なった。
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用い、熱伸縮部材５２にアルミニウム
（Ａｌ）を用いた。セラミックを用いた熱伸縮部材５１
の線熱膨張率α11＝８．１×１０-6［／℃］、アルミニ
ウムを用いた熱伸縮部材５２の線熱膨張率α21＝２３．
２×１０-6［／℃］より、 Ｌ0 ＝１０．３６４ｃｍ として加工を行なった。
【００３１】図６は、本発明による温度補償型の干渉型
光ＡＤＭと従来の干渉型光ＡＤＭとを恒温槽に入れて、
０〜２０℃までの温度変化を与えたときの受光強度を測
定した結果の一例を示すグラフである。この測定は、図
１および図５の光ファイバ１２からファイバグレーティ
ングのブラッグ波長に等しい波長の光を入射し、光ファ
イバ２２からの受光強度を測定した行なったものであ
る。本発明によって温度補償された干渉型光ＡＤＭは、
温度変化による影響を受けることが少ないことが分か
る。
光ＡＤＭと従来の干渉型光ＡＤＭとを恒温槽に入れて、
０〜２０℃までの温度変化を与えたときの受光強度を測
定した結果の一例を示すグラフである。この測定は、図
１および図５の光ファイバ１２からファイバグレーティ
ングのブラッグ波長に等しい波長の光を入射し、光ファ
イバ２２からの受光強度を測定した行なったものであ
る。本発明によって温度補償された干渉型光ＡＤＭは、
温度変化による影響を受けることが少ないことが分か
る。
【００３２】上述したように、本発明の温度補償型の干
渉型光ＡＤＭは、従来の干渉型光ＡＤＭの、光カプラか
ら光導波路型回折格子までの光導波路の少なくとも一部
に金属などの熱伸縮部材を接着し、同一の光カプラに接
続される２つの光導波路のうち、短い方の光導波路に設
置される熱伸縮部材の線膨張係数の方が、長い方の光導
波路に設置される熱伸縮部材の線膨張係数より大きく、
温度変化によって生じる光導波路の長さの差に起因する
位相変化が、熱伸縮部材の膨張または収縮によって、補
償されるようにした。
渉型光ＡＤＭは、従来の干渉型光ＡＤＭの、光カプラか
ら光導波路型回折格子までの光導波路の少なくとも一部
に金属などの熱伸縮部材を接着し、同一の光カプラに接
続される２つの光導波路のうち、短い方の光導波路に設
置される熱伸縮部材の線膨張係数の方が、長い方の光導
波路に設置される熱伸縮部材の線膨張係数より大きく、
温度変化によって生じる光導波路の長さの差に起因する
位相変化が、熱伸縮部材の膨張または収縮によって、補
償されるようにした。
【００３３】ここで、光導波路に設置される熱伸縮部材
は、同一の光カプラに接続される２つの光導波路のうち
の一方の光導波路のみに設置されてもよい。この場合、
短い方の光導波路に設置するのであれば、熱伸縮部材の
線膨張係数は光導波路の線膨張係数よりも大きく、長い
方の光導波路に設置するのであれば、熱伸縮部材の線膨
張係数は、負の線熱膨張係数を持たせることになる。な
お、光導波路の屈折率の温度係数も考慮して、熱伸縮部
材の線膨張係数や接着の長さを設定することにより、よ
り精密な温度補償が可能である。
は、同一の光カプラに接続される２つの光導波路のうち
の一方の光導波路のみに設置されてもよい。この場合、
短い方の光導波路に設置するのであれば、熱伸縮部材の
線膨張係数は光導波路の線膨張係数よりも大きく、長い
方の光導波路に設置するのであれば、熱伸縮部材の線膨
張係数は、負の線熱膨張係数を持たせることになる。な
お、光導波路の屈折率の温度係数も考慮して、熱伸縮部
材の線膨張係数や接着の長さを設定することにより、よ
り精密な温度補償が可能である。
【００３４】図４は、本発明の干渉型光ＡＤＭの第２の
実施の形態を説明するための構成図である。図中、図
１，図５と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。５３，５４は熱伸縮部材である。熱伸縮部材５
３，５４は、光ファイバ１３，２３の一部に光ファイバ
と接着などにより一体的になるように設置され、線膨張
係数は異なったものである。熱伸縮部材５１，５２が設
置された光ファイバ１３，２３の部分は、熱伸縮部材５
３，５４の熱伸縮により、伸縮する。
実施の形態を説明するための構成図である。図中、図
１，図５と同様な部分には同じ符号を付して説明を省略
する。５３，５４は熱伸縮部材である。熱伸縮部材５
３，５４は、光ファイバ１３，２３の一部に光ファイバ
と接着などにより一体的になるように設置され、線膨張
係数は異なったものである。熱伸縮部材５１，５２が設
置された光ファイバ１３，２３の部分は、熱伸縮部材５
３，５４の熱伸縮により、伸縮する。
【００３５】この実施の形態においては、図５で説明し
た波長多重における温度特性をも補償するものである。
熱伸縮部材５３，５４による温度補償の作用は、第１の
実施の形態で説明したものと同様であるので、説明を省
略する。
た波長多重における温度特性をも補償するものである。
熱伸縮部材５３，５４による温度補償の作用は、第１の
実施の形態で説明したものと同様であるので、説明を省
略する。
【００３６】この干渉型光ＡＤＭが、波長多重のみに用
いられる場合は、熱伸縮部材５１，５２を設けなくても
よい。
いられる場合は、熱伸縮部材５１，５２を設けなくても
よい。
【００３７】
【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、２つの光路のファイバ長の長さによる温度変
化依存の位相変化を、線膨張係数の異なる部材を光導波
路の少なくとも一部に設置することで補償できるので、
温度変動があっても効率よく信号光の抽出・多重化がで
きる効果を有する。
によれば、２つの光路のファイバ長の長さによる温度変
化依存の位相変化を、線膨張係数の異なる部材を光導波
路の少なくとも一部に設置することで補償できるので、
温度変動があっても効率よく信号光の抽出・多重化がで
きる効果を有する。
【００３８】また、光カプラとして光ファイバカプラを
用い、光導波路として光ファイバを用い、光導波路格子
としてファイバグレーティングを用いて構成した干渉型
光ＡＤＭは、光線路との結合性がよいという効果があ
る。
用い、光導波路として光ファイバを用い、光導波路格子
としてファイバグレーティングを用いて構成した干渉型
光ＡＤＭは、光線路との結合性がよいという効果があ
る。
【図１】本発明の干渉型光ＡＤＭの第１の実施の形態を
説明するための構成図である。
説明するための構成図である。
【図２】第１の実施の形態における熱伸縮部材の調整方
法の説明図である。
法の説明図である。
【図３】第１の実施の形態における熱伸縮部材の調整方
法の説明図である。
法の説明図である。
【図４】本発明の干渉型光ＡＤＭの第２の実施の形態を
説明するための構成図である。
説明するための構成図である。
【図５】従来の干渉型光ＡＤＭの原理を説明するための
概略構成図である。
概略構成図である。
【図６】本発明による温度補償型の干渉型光ＡＤＭと従
来の干渉型光ＡＤＭとの温度特性を説明するためのグラ
フである。
来の干渉型光ＡＤＭとの温度特性を説明するためのグラ
フである。
１０，１１，１２，１３，１４，２０，２１，２２，２
３，２４…光ファイバ ３１，３２…ファイバグレーティング ４１，４２…光ファイバカプラ ５１，５２，５３，５４…熱伸縮部材 ６１，６２…ＯＬＣＲ
３，２４…光ファイバ ３１，３２…ファイバグレーティング ４１，４２…光ファイバカプラ ５１，５２，５３，５４…熱伸縮部材 ６１，６２…ＯＬＣＲ
Claims (6)
- 【請求項１】 ２つの光カプラと、該光カプラ間を接続
する２経路の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設
けられた光導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにお
いて、 光導波路型回折格子と２つの光カプラ間の少なくとも１
つの光導波路に、該光導波路の線膨張係数とは異なる線
膨張係数を持つ熱伸縮部材を該光導波路の熱伸縮に影響
を与えるように設置したことを特徴とする干渉型光ＡＤ
Ｍ。 - 【請求項２】 ２つの光カプラと、該光カプラ間を接続
する２経路の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設
けられた光導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにお
いて、 光導波路型回折格子と１方の光カプラから２つの光導波
型回折格子までの２つの光導波路のうちの少なくとも１
つの光導波路、および、他方の光カプラから２つの光導
波型回折格子までの２つの光導波路のうちの少なくとも
１つの光導波路に、その光導波路の線膨張係数とは異な
る線膨張係数を持つ熱伸縮部材を該光導波路の熱伸縮に
影響を与えるように設置したことを特徴とする干渉型光
ＡＤＭ。 - 【請求項３】 ２つの光カプラと、該光カプラ間を接続
する２経路の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設
けられた光導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにお
いて、 同一の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つ
の光導波路のうちの短い方の光導波路に該光導波路の熱
伸縮に影響を与えるように熱伸縮部材を設置するととも
に、該熱伸縮部材の線膨張係数を光導波路の線膨張係数
より大きくしたことを特徴とする干渉型光ＡＤＭ。 - 【請求項４】 ２つの光カプラと、該光カプラ間を接続
する２経路の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設
けられた光導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにお
いて、 同一の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つ
の光導波路のうちの長い方の光導波路に該光導波路の熱
伸縮に影響を与えるように熱伸縮部材を設置するととも
に、該熱伸縮部材の線膨張係数を光導波路の線膨張係数
より小さくしたことを特徴とする干渉型光ＡＤＭ。 - 【請求項５】 ２つの光カプラと、該光カプラ間を接続
する２経路の光導波路と、両導波路の中間にそれぞれ設
けられた光導波型回折格子を有する干渉型光ＡＤＭにお
いて、 同一の光カプラから２つの光導波型回折格子までの２つ
の光導波路の双方に該光導波路の熱伸縮に影響を与える
ように熱伸縮部材を設置するとともに、短い方の光導波
路に設置された熱伸縮部材の線膨張係数を長い方の光導
波路に設置された熱伸縮部材の線膨張係数より大きくし
たことを特徴とする干渉型光ＡＤＭ。 - 【請求項６】 前記光カプラが光ファイバカプラであ
り、前記光導波路が光ファイバであり、前記光導波路格
子がファイバ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５のいずれか１項に記載の干渉型光ＡＤ
Ｍ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34958596A JPH10186166A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 干渉型光ａｄｍ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34958596A JPH10186166A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 干渉型光ａｄｍ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10186166A true JPH10186166A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=18404721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34958596A Pending JPH10186166A (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 干渉型光ａｄｍ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10186166A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100478508B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-03-28 | 한국전자통신연구원 | 광신호 삽입/추출장치 |
| CN102540505A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-04 | 中国科学院半导体研究所 | 基于对称垂直光栅耦合的soi基电光调制器 |
| US8818203B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-08-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical modulator with reduced size and optical transmitter including the same |
-
1996
- 1996-12-27 JP JP34958596A patent/JPH10186166A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100478508B1 (ko) * | 2002-08-29 | 2005-03-28 | 한국전자통신연구원 | 광신호 삽입/추출장치 |
| US8818203B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-08-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical modulator with reduced size and optical transmitter including the same |
| CN102540505A (zh) * | 2012-01-13 | 2012-07-04 | 中国科学院半导体研究所 | 基于对称垂直光栅耦合的soi基电光调制器 |
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