JPH10186167A - 光フィルタ - Google Patents

光フィルタ

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Publication number
JPH10186167A
JPH10186167A JP8355347A JP35534796A JPH10186167A JP H10186167 A JPH10186167 A JP H10186167A JP 8355347 A JP8355347 A JP 8355347A JP 35534796 A JP35534796 A JP 35534796A JP H10186167 A JPH10186167 A JP H10186167A
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JP
Japan
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optical
filter
wavelength
temperature
waveguide
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Application number
JP8355347A
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English (en)
Inventor
Masahiro Ogusu
正大 小楠
Shigeru Oshima
茂 大島
Original Assignee
Toshiba Corp
株式会社東芝
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】温度安定性に優れ、かつ帯域中心波長の微調整
が可能な光フィルタを提供する。 【解決手段】コア3およびクラッド層4からなる光導波
路1中にフィルタ特性の波長基準を与える光グレーティ
ング2を構成した光フィルタにおいて、光グレーティン
グ2の少なくとも一部のクラッド層を薄化し、この薄化
領域5上に屈折率がコア3およびクラッド層4の屈折率
とは逆符号の温度係数を持つ光学媒質6を被着する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は、光通信に用いられ
る光フィルタに係り、特に光フィルタの波長基準を与え
る光遅延回路の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ伝送技術は、基幹伝送系など
の大容量伝送、将来の光加入者などのサービスのための
双方向伝送など、フレキシブルに富み、かつ高速伝送を
可能にするため、多くの研究開発が行われてきている。
光伝送方式の一つである波長多重伝送は、大容量かつフ
レキシブルな伝送に好適であるため、将来の光ネットワ
ーク系に多用されるものと考えられる。そのような波長
多重ネットワーク系においては、波長多重信号光から所
望の波長帯域を抜き出す光フィルタがキーデバイスの一
つとして重要となる。
【0003】このような光フィルタとして、従来より数
多くの方式が考えられている。とりわけ、作製の容易
さ、手軽さの面で優れるという利点から、近年、光フィ
ルタの波長基準を与える光遅延回路として光ファイバに
屈折率格子を刻んだ光ファイバグレーティングを用いた
光フィルタが注目されている。
【0004】屈折率格子を光ファイバ中に作製するに当
たっては、ガラス基板上に形成されたマスクをファイバ
上に置き、紫外線を照射することにより生じるフォトリ
フラクティブ効果(特定の波長の光が当たると屈折率が
変わる効果)を利用する。フォトリフラクティブ効果に
よる屈折率変化は、高温下に晒されると消滅するが、通
常の温度範囲では安定であり、また主にマスクのパター
ン設計と紫外線の照射時間、強度などによって、波長特
性の面で比較的自由度の高い設計・作製が可能であると
いう長所がある。
【0005】このような光ファイバグレーティングに光
信号を入力すると、その光信号の波長の整数倍の値がグ
レーティングの周期と屈折率の積の2倍の値に等しいブ
ラッグ条件の場合についてのみ光信号が効率よく反射さ
れ、その外の波長に関してはほとんど透過する。屈折率
格子の設計によっては、反射帯域が広く、カットオフ波
長近傍で急峻な反射波長特性が得られるため、光ファイ
バグレーティングと光サーキュレータを組み合わせた光
フィルタが注目され、システムへの検討が活発に行われ
ている。
【0006】また、光ファイバグレーティングとして
は、グレーティングの周期を不均一化したチャープド光
ファイバグレーティングも近年よく用いられる。その理
由としては、グレーティングの周期が長手方向に僅かに
変化しているため、中心波長から離れたところに存在す
る不要なサイドピークを抑圧するとともに、帯域幅の広
い特性が実現可能であるからである。
【0007】図15は、光サーキュレータ101に光フ
ァイバグレーティング102を組み合わせることによ
り、波長多重伝送用の波長チャネルドロップフィルタを
構成した例であり、光サーキュレータ101に波長λ1
〜λnの波長多重光と光ファイバグレーティング102
を通過した波長λ1〜λi−1,λi+1〜λnの光が
入力され、波長λiの光のみが分岐されて波長λ1〜λ
i−1,λi+1〜λnの光が光サーキュレータ101
から出力される。
【0008】このような光フィルタの実システムへの応
用、殊に高密度波長多重伝送システムへの応用を考えた
ときには、光フィルタは多波長から1波乃至数波を切り
出す狭帯域光フィルタとして検討される。しかし、この
ような高密度波長多重伝送システムでは、狭い波長間隔
で信号が並んでいるため、フィルタ特性は隣接チャネル
との弁別性を保てるように、特に温度特性が長時間にわ
たり安定していることが絶対不可欠である。光吸収を利
用した光フィルタを除外すると、光フィルタの温度特性
は次式で与えられる。
【0009】 dλ/dT=λo・(σ+α) (1) ただし、λoはフィルタ帯域の中心波長、σは媒質の熱
光学係数、αは媒質の熱膨張係数である。
【0010】光ファイバグレーティングでは、媒質が石
英であるからσ=10-5-1、α=5.5×10-7-1
であり、中心波長の温度係数は1.55μm帯では0.
012nm/℃となる。従って、温度変動が数十度にも
及ぶ場合には、フィルタの選択波長範囲が0.2〜0.
4nmにも及ぶため、波長間隔が1nm程度の波長多重
伝送では、温度に対するシステムの伝送特性が不安定で
あり、外部から光回路全体に温度制御をかけて温度特性
の安定化を図ることが必要となる。
【0011】また、光導波路に石英系の薄膜導波路を用
いた光フィルタにおいても、光導波路として光ファイバ
を用いた光フィルタと同程度の温度係数を示す。石英系
薄膜導波路では、導波路の光学長の設計精度に限界があ
り、帯域中心波長が素子毎にばらつくため、光遅延回路
部となる導波路近傍にヒータを埋め込み、適切な加熱を
施して中心波長を所望値に合わせ込むことにより、温度
特性の安定化を図る方法がとられる。
【0012】しかし、このように外部から光回路全体に
温度制御をかけて温度特性の安定化を図る方法では、フ
ィルタ単体としての装置規模が大型化し、また長期的な
安定度が十分に得られない。また、光伝送路内に光フィ
ルタを多数挿入するシステムにおいては、本質的に温度
安定性が十分でない光フィルタを多用すると伝送特性が
不安定になりがちであり、複数の光フィルタの特性を監
視して制御する監視制御系への負担がきわめて重くなっ
てしまう。
【0013】一方、外部から温度制御をかけずに温度特
性の安定化を図る従来例としては、文献1:Applied Op
tics Vol.34 No.30,1995 PP.6859-6861 に記載されてい
る方法がある。図16はその概念図であり、201は光
ファイバ、202は光ファイバグレーティング、203
はシリカ製チューブ、204はエポキシのような樹脂性
接着剤、205はアルミ製チューブ、206はアルミ製
キャップ、207はナットである。
【0014】光ファイバグレーティング202は、温度
の変化に比例してフィルタ帯域の中心波長が変動し、張
力の変化に対しても中心波長の変動は比例する。従っ
て、温度が上がると張力が下がるようにしておけば、中
心波長の変動を相殺でき、温度に対してフィルタ特性を
安定化できる。そこで、図16の例では光ファイバグレ
ーティング202に予め張力をかけておき、温度が上が
ると光ファイバグレーティング202にかかる張力が減
少するように、熱膨張係数の大きい金属、例えばアルミ
製のチューブ205およびキャップ206を用いて光フ
ァイバグレーティング202を保持している。
【0015】しかし、この方法では光ファイバ201の
保持が樹脂性接着剤204で行われており、この樹脂性
接着剤204による張力保持の安定性は短期的なもので
あるため、長期的には光ファイバグレーティング202
にかかる張力のバランスが崩れて温度安定性が損なわ
れ、結果として光フィルタの帯域中心波長が変動してし
まう。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、光フ
ィルタにおいて光回路全体に外部から温度制御をかけて
温度特性の安定化を図る方法では、フィルタ単体として
の装置規模が大型化するのみならず、長期的な温度安定
性が得られないという問題点があった。
【0017】一方、光ファイバグレーティングに張力を
かけて温度安定性を図る方法においても、長期的には張
力のバランスが崩れ、帯域中心波長が変動してしまうと
いう問題点があった。
【0018】本発明の目的は、外部から光回路全体に温
度制御を施したり張力を与えることなく温度特性を安定
化できる光フィルタを提供することにある。
【0019】本発明の他の目的は、温度特性が安定で、
しかも帯域中心波長の微調整が可能である光フィルタを
提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はコアおよびクラッド層からなる光導波路中
にフィルタ特性の波長基準を与える光遅延回路を構成し
た光フィルタにおいて、光遅延回路の少なくとも一部の
クラッド層を薄化し、該クラッド層の薄化領域に屈折率
がコアおよびクラッド層の屈折率とは逆符号の温度係数
を持つ光学媒質を被着したことを特徴とする。ここで、
光導波路は光ファイバであってもよいし、基板上にコア
およびクラッド層を薄膜技術で形成した薄膜導波路であ
っても構わない。
【0021】このように構成される光フィルタでは、ク
ラッド層の薄化領域に被着された光学媒質によって光導
波路の実効屈折率の温度係数が補償される。この場合、
温度補償の程度はクラッド層の薄化領域の厚さによって
左右されるので、この厚さを適切に選定することによっ
て、光導波路の実効屈折率の温度係数が適切に補償さ
れ、光フィルタの温度特性の安定化が達成される。
【0022】また、光フィルタの波長温度特性の安定化
を図るためには、フィルタ特性を与える光遅延回路の光
学長の温度依存性を解消する必要がある。光学長の温度
変動を抑圧するためには、光遅延回路全体の温度特性の
安定性を上述のようにして向上させるようにしてもよい
し、光遅延回路を複数の領域に分割し、光遅延回路全体
での光学長の変動が小さくなるように、個々の領域の光
路に固有の温度依存性を与えるようにしてもよい。
【0023】本発明においては、クラッド層の薄化領域
と非薄化領域との界面を光導波路の光軸に対して垂直と
なるようにすることが望ましい。これにより、薄化領域
と非薄化領域との界面からの光の放射による挿入損失が
回避される。
【0024】また、本発明においてはクラッド層の薄化
領域をコアに対して対称形状に形成することが望まし
い。このようにすると、クラッド層の薄化領域と薄化領
域上に被着される光学媒質間の屈折率の隔たりに起因し
て光信号の偏光状態によって導波路の実効屈折率が異な
るようなことがなく、光フィルタの波長基準を与える光
学長が偏光によって変動することがなくなるため、光フ
ィルタの帯域中心波長の偏光依存性が低減される。
【0025】本発明おいては、屈折率がコアおよびクラ
ッド層の屈折率とは逆符号の温度係数を持つ光学媒質と
して、屈折率の温度係数の大きさ(絶対値)がコアおよ
びクラッド層のそれとほぼ同等の材質を用いる場合に
は、光遅延回路の少なくとも一部のクラッド層を除去
し、その領域のコア上に被着するようにしてもよい。
【0026】さらに、本発明は光遅延回路の一部を局所
的に加熱する加熱手段を有することを特徴とする。光フ
ィルタを多数挿入するようなシステムにおいては、光源
の発振波長のみならず、光フィルタの帯域中心波長を微
調整できる機構も長期安定性を保つ上で好ましい。本発
明では上述のように光学長の温度依存性を少なくすると
ともに、局所的に温度特性の安定化を施さない領域を設
定して、この領域にヒータを付加してヒータによる加熱
量を加減することによって、帯域中心波長の微調が可能
となる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態を説明する。
【0028】(第1の実施形態)本発明の第1の実施形
態として、光導波路として光ファイバを用いた光ファイ
バグレーティングを含む光フィルタに本発明を適用した
実施形態を説明する。図1は、本実施形態に係る光フィ
ルタの構成であり、(a)は概略構成図、(b)は光フ
ァイバグレーティング部の断面図である。
【0029】図1に示すように、光ファイバ1中に光フ
ィルタの波長基準を与える光遅延回路としての光ファイ
バグレーティング2が構成されている。この光ファイバ
グレーティング2は、光ファイバ1のクラッド層4を部
分的に薄化し、薄化領域5に光ファイバ1のコア3およ
びクラッド層4とは異なる材質、具体的には屈折率がコ
ア3の屈折率の温度係数(正)とは逆符号(負)の温度
係数を持つ光学媒質6を設けて構成される。
【0030】次に、図2を参照して光ファイバグレーテ
ィング2の作製方法について説明する。まず、図2
(a)に示すコア3およびクラッド層4からなる光ファ
イバ1に対して、図2(b)に示すように光ファイバグ
レーティング2を形成する位置のクラッド層4を一方向
から研磨して薄化する。この薄化後の残留クラッドの厚
さdとして適切な値を予め計算しておき、この残留クラ
ッドの厚さdを持った光ファイバで起こるファイバ外部
への光放射損失を調ベておく。
【0031】次に、図1に示すように光ファイバ1に適
当な波長の光を光源から入力し、出力ポートでの光強度
を光パワーメータで観測して、光放射損失が先に計算で
求めた所定の値であることを確認する。
【0032】最後に、図2(c)に示すように屈折率の
温度係数が負である光学媒質6を薄化領域5に、すなわ
ち残留クラッドの上に被着する。この光学媒質6の被着
部での光放射損失を低減するために、媒質6の材質は光
ファイバ1の構成材料である石英ガラスと同等の屈折率
のものが好ましい。例えば、シリコーン系樹脂などに
は、屈折率が石英と近いものがあり、広い外気温度変動
にも安定なことが知られている(例えば、1996年電
子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会C−2
09など)。
【0033】シリコーン樹脂やエポキシ樹脂などの屈折
率の温度係数はおよそ−10-4-1であり、石英ガラス
の温度係数よりも大きさが一桁大きい。従って、このよ
うな樹脂材料を光学媒質6に用いて光フィルタの温度特
性の安定化を図る場合には、実効屈折率の温度係数の補
償が過多とならないように、残留クラッドの厚さdを適
正範囲内にしておく必要がある。
【0034】一方、光学媒質6の屈折率の温度係数の大
きさが光ファイバ1の構成材料である石英ガラスと同程
度である場合には、残留クラッドの厚さdを零またはほ
とんど零としてもよい。すなわち、光学媒質6を被着す
る領域のクラッド層を薄化領域5として残さず、この領
域のクラッド層を除去し、光学媒質6をコア上に直接被
着してもよい。この点については、以下の実施形態にお
いても同様である。
【0035】図3は、光ファイバグレーティング2の他
の作製方法を示す図である。まず、図3(a)に示すコ
ア3およびクラッド層4からなる光ファイバ1に対し
て、図3(b)に示すように光ファイバグレーティング
2を形成する位置のクラッド層4をエッチングして細径
化(薄化)し、次いで図3(c)に示すように、屈折率
の温度係数が負である光学媒質6を薄化領域7に、すな
わち残留クラッドの上に被着する。
【0036】なお、本実施形態では光ファイバグレーテ
ィングについて説明したが、石英系の薄膜導波路上にも
紫外線照射によってグレーティングを作製できるので、
薄膜導波路型の光フィルタに対しても、上記と同様の方
法により温度特性の向上を図ることができる。
【0037】また、本発明は帯域中心波長の可変範囲の
広い温度調節型の波長可変光フィルタにも適用が可能で
ある。この場合には、例えば石英系のフィルタでは残留
クラッドの厚みをほとんど無くしておき、樹脂などの温
度係数の大きな光学媒質を堆積させればよい。これによ
り石英を波長基準としたものに比較して10倍程度波長
可変範囲を広くでき、5nm程度の可変範囲が実現可能
である。
【0038】(第2の実施形態)次に、第2の実施形態
として、本発明を薄膜導波路型ADD/DROPフィル
タに適用した実施形態を図4を用いて説明する。
【0039】図4に示す薄膜導波路型ADD/DROP
フィルタ10は、石英を用いて形成された薄膜導波路に
よって構成され、波長多重光信号より特定の波長の光信
号を分波(DROP)し、それと同じ波長の別の光信号
を合波(ADD)するデバイスである。
【0040】この導波路型ADD/DROPフィルタ1
0は、マッハツェンダ干渉計における二本の腕の光路に
形成された屈折率格子型グレーティング11,12を主
体として構成され、これらグレーティング11,12の
一方の側に第1の3dBカップラ部14を介して入力ポ
ート13と分波(DROP)ポート16が接続され、グ
レーティング11,12の他方の側に第2の3dBカッ
プラ部15を介して合波(ADD)ポート17と出力ポ
ート18が接続されている。
【0041】入力ポート13より入力された波長多重光
信号は、3dBカップラ部14で二分割され、グレーテ
ィング11,12において多波長の光信号からグレーテ
ィングのブラッグ条件に合った波長帯λiの光信号が反
射(分波)される。マッハツェンダ干渉計におけるグレ
ーティング11,12が形成された二本の腕の光路の光
学長差を適切な値とすれば、反射光を分波ポート16に
出力させることができる。また、合波ポート17に同一
波長λiの光信号を入力すると、上記と同じ原理により
出力ポート18へと合波させられる。
【0042】すなわち、図4の構成によれば同一波長の
光信号を合波させ得るADD/DROPフィルタが実現
される。このADD/DROPフィルタにおいても、第
1の実施形態と同様にグレーティング11,12のクラ
ッド層をエッチングや研磨によって薄化し、その薄化領
域に屈折率の温度係数が石英のそれと逆符号、つまり負
の光学媒質(図示せず)を被着することにより、グレー
ティング11,12のブラッグ波長の温度安定性を確保
することができる。
【0043】(第3の実施形態)図5に、第3の実施形
態として、より改良された導波路型ADD/DROPフ
ィルタを示す。マッハツェンダ干渉計の波長特性は、二
本の腕の光路長差によって決められるため、この光路長
差による光学長差を補償しなくてはならない。換言すれ
ば、グレーティングに温度特性の安定化を施しても、マ
ッハツェンダ干渉計そのものに何ら補償を施さない場合
には、分波された光信号の分波ポート16への結合や、
合波ポート17から入力された光信号の出力ポート18
への結合が不完全となり、クロストーク特性などが劣化
する可能性がある。
【0044】そこで、本実施形態では図5に示すよう
に、マッハツェンダ干渉計の一方の腕の光路に挿入され
たグレーティング19と、グレーティングとマッハツェ
ンダ干渉計の光学長差部の両方を含んだグレーティング
/光学長差部20に対して、クラッド層をエッチングや
研磨により薄化し、その薄化領域に屈折率の温度係数が
石英のそれと逆符号、つまり負の光学媒質(図示せず)
を被着することによって温度特性の安定化を行ってい
る。これによりマッハツェンダ干渉計の二本の腕の光路
長差による光学長差をも補償でき、より良好なフィルタ
特性を実現することが可能である。
【0045】(第4の実施形態)図6に、本発明の第4
の実施形態として、改良された別の導波路型ADD/D
ROPフィルタ10を示す。本実施形態では、上述と同
様に温度特性の安定化が施された二つのグレーティング
部19,24に、マッハツェンダ干渉計の光学長差を調
整するために加熱用ヒータ21を付加している。
【0046】この構成によると、これまで説明した実施
形態と同様にADD/DROPフィルタ10の温度特性
を安定化すると同時に、マッハツェンダ干渉計の透過ピ
ーク波長をヒータ21によって可変できる範囲内で、A
DD/DROPフィルタ10の合分波波長(グレーティ
ング19,24のブラッグ波長)を選択できるという利
点がある。
【0047】グレーティング19,24のブラッグ波長
の設定は、これらのグレーティング19,24の部分の
導波路の実効屈折率を調整して行う。実効屈折率は、先
に述べたように導波路のクラッド層の薄化領域の厚さ
や、薄化領域に被着する光学媒質(図示せず)の屈折率
によって変えることができるため、許容温度係数の範囲
内で薄化領域の厚さや光学物質の屈折率を適切に決定す
ればよい。
【0048】(第5の実施形態)図7は、本発明の第5
の実施形態として、マッハツェンダ干渉計の光学長差全
体の温度係数を0にしないような構成によって温度特性
の安定化を図った導波路型ADD/DROPフィルタを
示している。
【0049】本実施形態では、マッハツェンダ干渉計の
光学長差の温度依存性を低減するために、マッハツェン
ダ干渉計における二本の腕毎に、上述と同様に温度特性
の安定化が施されたグレーティング19,24をそれぞ
れ配置するとともに、長さの異なる温度補償領域22,
23をそれぞれ配置している。これらの温度補償領域2
2,23により、温度変動に伴って各腕で起こる光学長
の変動を0にすることがてきる。
【0050】具体的には、図7の例えば光路長の長い方
の腕において、光導波路の光学長の温度依存性が3dB
カップラ部14から温度補償領域22に至るまでの光路
25での光学長の温度依存性を相殺するように、温度補
償領域22の長さや実効屈折率の温度係数などを設計す
る。同様に、温度補償領域23についても、光路26の
温度特性を相殺するように設計すればよい。
【0051】(第6の実施形態)本発明に従うクラッド
層の薄化領域に光学物質を被着することによる温度特性
の安定化の手法は、薄膜導波路型光フィルタにおける導
波路の曲がり部分にも適用することができる。ただし、
この場合には図8に示すようにクラッド層31の薄化領
域と非薄化領域との界面32が光導波路の光軸、すなわ
ちコア30の長手方向に対して垂直でないと、界面32
から光の放射33が起こり、これが損失となる可能性が
ある。
【0052】このような光放射による損失を回避するた
めに、本実施形態では図9に示すように導波路のコア3
0とクラッド層31の屈折率差およびコア30の径を適
宜選択して、導波路内での光の閉じ込めを十分にしてお
くと同時に、クラッド層31の薄化領域と非薄化領域と
の界面32が光導波路の光軸、つまりコア30の長手方
向に対して垂直となるように、クラッド層31の薄化を
行っている。
【0053】具体的には、例えば先に説明したマッハツ
ェンダ干渉計型フィルタにおいて温度特性の安定化のた
めに導波路の曲がり部分までエッチングを行う場合に
は、図5中のグレーティング/光学長差部20に示した
ようにエッチング界面を形成すればよい。
【0054】(第7の実施形態)図10に、アレイ導波
路格子による光合分波器に適用した本発明の第7の実施
形態を示す。この光合分波器40は、スラブ導波路4
1、入力側導波路アレイ42、出力側導波路アレイ43
および遅延アレイ導波路部44からなる。遅延アレイ導
波路部44の一部のクラッド層を薄化し、その薄化領域
の上に温度係数が負の光学媒質(図示せず)を被着して
温度特性の安定化を図っている。
【0055】この場合、図11に示すようにクラッド層
の薄化領域35と非薄化領域との界面形状は、第6の実
施形態で説明したと同様に各導波路の光の進行方向に対
して垂直であることが望ましい。比較例として示した図
12のように、薄化領域34と非薄化領域との界面形状
が直線状であり、導波路の光の閉じ込めが強くない場合
には、光が導波路外に放射し、損失特性やクロストーク
特性を劣化させるおそれがあるからである。
【0056】(第8の実施形態)高密度かつ長距離の波
長多重伝送システムでは、多数の光フィルタ(光ADD
/DROPフィルタ、光合分波器など)が用いられ、シ
ステムの長期安定性を確保する上で、各フィルタの帯域
中心波長と光源の発振波長は、外気温変動に安定である
とともに、システム構築後も微調整可能であることが望
まれる。
【0057】図13は、このような要求に応える本発明
の第8の実施形態を示す図であり、第7の実施形態を適
用したアレイ導波路格子による光合分波器40の光遅延
回路の一部、特に遅延アレイ導波路部のクラッド層の薄
化領域35の上に温度係数が負の光学媒質を被着して温
度特性の安定化を図った領域以外の位置に、加熱用ヒー
タ45を付加している。この加熱用ヒータ45によって
局所的に光遅延回路の加熱を行うことにより、熱光学効
果を介して光遅延回路の光学長を変化させることができ
る。
【0058】本実施形態によると、光合分波器40の各
出力側導波路アレイ43に波長分離される光信号の中心
波長を調整でき、かつ光回路全体の温度特性を安定化す
ることかできるため、波長透過特性の長期的安定性を確
保できる。また、加熱ヒータ45による加熱が局所的で
あるため、従来のような光フィルタ全体に温度制御を施
す方法に比較して低消費電力でもある。
【0059】(第9の実施形態)次に、本発明の第9の
実施形態を説明する。これまでの実施形態で述べたよう
な温度特性の安定化手法では、クラッド層の薄化を行
い、薄化領域上に導波路媒質を構成するコアやクラッド
の材質と異なる光学媒質を被着するため、両媒質間には
多少なりとも屈折率の隔たりが存在する場合が少なくな
い。
【0060】従って、クラッド層の薄化方法にもよる
が、導波路の構造が光軸の周りで非対称な場合には、光
信号の偏光状態によって導波路の実効屈折率が異なるこ
とになる。すなわち、光フィルタの波長基準を与える光
学長が偏光によって変動することになって、光フィルタ
の帯域中心波長が偏光依存性を示し、光フィルタとして
の機能が不安定になる可能性もある。
【0061】このような偏光依存性を低減する方法とし
て、例えば光ファイバグレーティングにおいては、図3
で説明したように光ファイバの細径化(薄化)をエッチ
ングによって行う際、軸方向に対し図3(b)に示すよ
うに対称に削り、その周囲に図3(c)に示すように光
学媒質5を被着すればよい。
【0062】一方、薄膜導波路型フィルタにおいて上述
したような偏光依存性を低減する方法としては、図14
に示すように基板50上に形成されたコア51とクラッ
ド層52からなる薄膜導波路の薄化を行うときに、コア
51の周囲のクラッドが残るようにエッチングを行い、
その上から光学媒質53を被着するか、あるいは、フィ
ルタ光路の中央をダイシングして狭い幅の溝を作り、1
/2波長板を挿入すればよい。
【0063】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
アおよびクラッド層からなる光導波路に光ファイバある
いは薄膜導波路を用い、その光導波路中にフィルタ特性
の波長基準を与える光遅延回路を構成した光フィルタに
おいて、光遅延回路の少なくとも一部のクラッド層を薄
化または除去し、その薄化領域のクラッド上またはコア
上に屈折率がコアおよびクラッド層の屈折率とは逆符号
の温度係数を持つ光学媒質を被着して、光導波路の実効
屈折率の温度係数を補償することにより、外部から光回
路全体に温度制御を施したり張力を与えることなく、小
型かつ簡易な構成で光フィルタの温度特性を長期にわた
って安定化することができる。
【0064】また、クラッド層の薄化領域と非薄化領域
との界面を光導波路の光軸に対して垂直となるようにす
ることによって、薄化領域と非薄化領域との界面からの
光の放射による挿入損失を回避できる。
【0065】また、クラッド層の薄化領域をコアに対し
て対称形状に形成することにより、クラッド層の薄化領
域と薄化領域上に被着される光学媒質間の屈折率の隔た
りに起因して光信号の偏光状態によって導波路の実効屈
折率が異なるようなことがなく、従って光フィルタの波
長基準を与える光学長が偏光状態によって変動すること
がなくなるため、光フィルタの帯域中心波長の偏光依存
性を低減することができる。
【0066】さらに、光遅延回路の一部を局所的に加熱
する機構を備えることによって、光フィルタを多数挿入
するようなシステムにおいて重要となる帯域中心波長の
微調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光フィルタの構
成を示す概略図および光グレーティングの断面図
【図2】同実施形態に係る光グレーティング部の作製工
程の一例を示す断面図
【図3】同実施形態に係る光グレーティング部の作製工
程の他の例を示す断面図
【図4】本発明の第2の実施形態に係るADD/DRO
Pフィルタの構成を示す概略平面図
【図5】本発明の第3の実施形態に係るADD/DRO
Pフィルタの構成を示す概略平面図
【図6】本発明の第4の実施形態に係るADD/DRO
Pフィルタの構成を示す概略平面図
【図7】本発明の第5の実施形態に係るADD/DRO
Pフィルタの構成を示す概略平面図
【図8】本発明の第3の実施形態に係る薄膜導波路型光
フィルタの構成を示す概略平面図
【図9】本発明の第3の実施形態に係る改良された薄膜
導波路型光フィルタの構成を示す概略平面図
【図10】本発明の第4の実施形態に係るアレイ導波路
格子による光合分波器の構成を示す概略平面図
【図11】同実施形態におけるクラッド層の薄化領域と
非薄化領域の界面形状を示す概略平面図
【図12】比較例におけるクラッド層の薄化領域と非薄
化領域の界面形状を示す概略平面図
【図13】本発明の第8の実施形態に係るアレイ導波路
格子による光合分波器の構成を示す概略平面図
【図14】本発明の第9の実施形態に係る薄膜導波路型
フィルタの構成とその製造工程を示す断面図
【図15】光ファイバグレーティングと光サーキュレー
タを組み合わせた波長多重伝送用波長チャネルドロップ
フィルタの構成を示す概略図
【図16】光ファイバグレーティングに張力をかけて温
度特性の安定化を図った従来技術を説明するための断面
【符号の説明】
1…光源 2…光ファイバグレーティング 3…コア 4…クラッド層 5…クラッド薄化領域 6…光学物質 7…クラッド薄化領域 8…光学物質 10…薄膜導波路型ADD/DROPフィルタ 11,12…グレーティング 13…波長多重光信号入力ポート 14,15…3dBカップラ部 16…分波ポート 17…合波ポー卜 18…波長多重光信号出力ポート 19…グレーティング 20…グレーティング/光学長差部 21…ヒータ 22,23…温度補償領域 24…グレーティング部 25,26…光路 30…光導波路 31…クラッド薄化領域 32…界面 33…放射光 34,35…クラッド薄化領域 40…アレイ導波路格子 41…スラブ導波路 42…入力側導波路アレイ 43…出力側導波路アレイ 44…遅延アレイ導波路部 45…ヒータ 50…基極 51…コア 52…クラッド 53…光学媒質 101…光サーキュレータ 102…光ファイバグレーティング

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】コアおよびクラッド層からなる光導波路中
    にフィルタ特性の波長基準を与える光遅延回路を構成し
    た光フィルタにおいて、 前記光遅延回路の少なくとも一部のクラッド層を薄化
    し、該クラッド層の薄化領域に屈折率が前記コアおよび
    クラッド層の屈折率とは逆符号の温度係数を持つ光学媒
    質を被着したことを特徴とする光フィルタ。
  2. 【請求項2】前記クラッド層の薄化領域と非薄化領域と
    の界面が前記光導波路の光軸に対し垂直であることを特
    徴とする請求項1に記載の光フィルタ。
  3. 【請求項3】前記クラッド層の薄化領域を前記コアに対
    して対称形状に形成した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】コアおよびクラッド層からなる光導波路中
    にフィルタ特性の波長基準を与える光遅延回路を構成し
    た光フィルタにおいて、 前記光遅延回路の少なくとも一部のクラッド層を除去
    し、その領域のコア上に屈折率が前記コアおよびクラッ
    ド層の屈折率とは逆符号の温度係数を持つ光学媒質を被
    着したことを特徴とする光フィルタ。
  5. 【請求項5】前記光遅延回路の一部を局所的に加熱する
    加熱手段を有することを特徴とする請求項1〜4のいず
    れか1項に記載の光フィルタ。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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