JPH10260326A - アレイ導波路格子素子 - Google Patents
アレイ導波路格子素子Info
- Publication number
- JPH10260326A JPH10260326A JP6577397A JP6577397A JPH10260326A JP H10260326 A JPH10260326 A JP H10260326A JP 6577397 A JP6577397 A JP 6577397A JP 6577397 A JP6577397 A JP 6577397A JP H10260326 A JPH10260326 A JP H10260326A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- wavelength
- waveguide grating
- transition switch
- slab waveguide
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 動作速度の高速化が図れ、各素子及び各ポー
ト毎に個別のチューニングが可能であり、消費電力の低
減でき、温度変化を用いなくても波長チューニングがで
きるアレイ導波路格子素子を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 アレイ導波路格子４と、前記アレイ導波
路格子４の入力部に光学的に接続された入力光を発散す
るための第ｌのスラブ導波路３と、前記アレイ導波路格
子４の出力部に光学的に接続された出力光を収束するた
めの第２のスラブ導波路５とを有するアレイ導波路格子
素子において、前記アレイ導渡踏格子４に接続する側と
は反対側にある前記第ｌのスラブ導波路３の端に光学的
に接続された空間光遷移スイッチ２を備えたことを特徴
とする。
ト毎に個別のチューニングが可能であり、消費電力の低
減でき、温度変化を用いなくても波長チューニングがで
きるアレイ導波路格子素子を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 アレイ導波路格子４と、前記アレイ導波
路格子４の入力部に光学的に接続された入力光を発散す
るための第ｌのスラブ導波路３と、前記アレイ導波路格
子４の出力部に光学的に接続された出力光を収束するた
めの第２のスラブ導波路５とを有するアレイ導波路格子
素子において、前記アレイ導渡踏格子４に接続する側と
は反対側にある前記第ｌのスラブ導波路３の端に光学的
に接続された空間光遷移スイッチ２を備えたことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ導波路格子
素子に関する。詳しくは、光通信、光交換、光情報処理
等に用いられる、アレイ導波路格子素子の波長チューニ
ング方法を改良したものである。
素子に関する。詳しくは、光通信、光交換、光情報処理
等に用いられる、アレイ導波路格子素子の波長チューニ
ング方法を改良したものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信技術の高度化に伴い、大容量の通
信を実現するために、波長多重（ＷＤＭ）化された信号
を用いることが重要となってきている。こうした中、多
重化された光の中から、必要とする波長を任意に抽出し
たり（バンドパスフィルター）、必要な波長の信号のみ
分離したり、また逆に必要な波長の光を追加したり（波
長合分波）、波長に応じて出射経路を変更することが出
来る（波長ルーター）機能を持つ素子はＷＤＭシステム
の中では非常に重要な役割を果たす。
信を実現するために、波長多重（ＷＤＭ）化された信号
を用いることが重要となってきている。こうした中、多
重化された光の中から、必要とする波長を任意に抽出し
たり（バンドパスフィルター）、必要な波長の信号のみ
分離したり、また逆に必要な波長の光を追加したり（波
長合分波）、波長に応じて出射経路を変更することが出
来る（波長ルーター）機能を持つ素子はＷＤＭシステム
の中では非常に重要な役割を果たす。
【０００３】アレイ導波路格子素子はフィルター特性が
急峻で高い消光比を有し、規則的な周期性を持つ、ま
た、多入力・多出力ポートの構成であるので、容易に波
長合分波器や波長ルーターを構成できるなど、優れた特
性を有しているため、ＷＤＭ用集積部品の基本要素とし
て期待されている。
急峻で高い消光比を有し、規則的な周期性を持つ、ま
た、多入力・多出力ポートの構成であるので、容易に波
長合分波器や波長ルーターを構成できるなど、優れた特
性を有しているため、ＷＤＭ用集積部品の基本要素とし
て期待されている。
【０００４】アレイ導波路格子により、これらのバンド
パスフィルター等の素子を作製した場合、製造上の様々
な要因によって、実際には波長特性が設計値からわずか
にシフトした値となってしまう。このため、所望の波長
特性に設定するためには、微小な波長チューニングが必
要となっている。
パスフィルター等の素子を作製した場合、製造上の様々
な要因によって、実際には波長特性が設計値からわずか
にシフトした値となってしまう。このため、所望の波長
特性に設定するためには、微小な波長チューニングが必
要となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来、波長チューニン
グの方法としては、図６（ａ）に示すように、アレイ導
波路格子素子０１に温度調節素子０２を取り付けて、ア
レイ導波路格子素子０１の温度を変化させ、構成材料の
屈折率を変化させることにより、波長特性の設定を行う
方法が用いられていた。
グの方法としては、図６（ａ）に示すように、アレイ導
波路格子素子０１に温度調節素子０２を取り付けて、ア
レイ導波路格子素子０１の温度を変化させ、構成材料の
屈折率を変化させることにより、波長特性の設定を行う
方法が用いられていた。
【０００６】しかしながら、この方法は熱的に調整を行
うために高速動作が不可能であること、素子全体を均一
な温度とする事が必要であるため、各ポートの波長の微
調整を行う事はできず、多段に素子を集積した場合にも
各素子の個別調整は困難であること、消費電力も大きい
などのさまざまな問題点を有していた。さらに、近年の
耐環境性の素子への要求の高まりとともに、温度依存性
の無い素子が求められているが、上記のアプローチは温
度依存性のないこれらの素子に適用することが出来なか
った。
うために高速動作が不可能であること、素子全体を均一
な温度とする事が必要であるため、各ポートの波長の微
調整を行う事はできず、多段に素子を集積した場合にも
各素子の個別調整は困難であること、消費電力も大きい
などのさまざまな問題点を有していた。さらに、近年の
耐環境性の素子への要求の高まりとともに、温度依存性
の無い素子が求められているが、上記のアプローチは温
度依存性のないこれらの素子に適用することが出来なか
った。
【０００７】また、図６（ｂ）に示すように、アレイ導
波路格子素子０１のアレイ導波路部分の一部に電流注入
用電極０３を設けて、電流注入によりその部分の屈折率
を変化させるという方法も提案されている（H.Bissessu
r et. al., "Tunable phased-array wavelength demult
iplexer on InP", Electron. Lett., 1995, 31. pp.32-
33）。
波路格子素子０１のアレイ導波路部分の一部に電流注入
用電極０３を設けて、電流注入によりその部分の屈折率
を変化させるという方法も提案されている（H.Bissessu
r et. al., "Tunable phased-array wavelength demult
iplexer on InP", Electron. Lett., 1995, 31. pp.32-
33）。
【０００８】しかし、この方法は、アレイ導波路格子素
子０１の波長特性はアレイ導波路部分の位相誤差の影響
を非常に受けやすい為に、充分なフィルター特性が得ら
れないと言う問題点を有していた。また、非常に広い領
域に均一に電流注入を行うことが必要であるため、技術
的な困難を伴うとともに消費電力が大きくなると言う問
題を有していた。
子０１の波長特性はアレイ導波路部分の位相誤差の影響
を非常に受けやすい為に、充分なフィルター特性が得ら
れないと言う問題点を有していた。また、非常に広い領
域に均一に電流注入を行うことが必要であるため、技術
的な困難を伴うとともに消費電力が大きくなると言う問
題を有していた。
【０００９】本発明においては、従来のアレイ導波路格
子素子の種々の問題点を解決し、簡易な構成で波長をチ
ューニング可能なアレイ導波路格子素子を提供すること
を目的とする。即ち、本発明は、動作速度の高速化が図
れ、各素子及び各ポート毎に個別のチューニングが可能
であり、消費電力を低減でき、温度変化を用いなくても
波長チューニングができるアレイ導波路格子素子を提供
することを目的とする。
子素子の種々の問題点を解決し、簡易な構成で波長をチ
ューニング可能なアレイ導波路格子素子を提供すること
を目的とする。即ち、本発明は、動作速度の高速化が図
れ、各素子及び各ポート毎に個別のチューニングが可能
であり、消費電力を低減でき、温度変化を用いなくても
波長チューニングができるアレイ導波路格子素子を提供
することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような問題を解決す
るために、本発明によるアレイ導波路格子素子は、入射
導波路とスラフ導波路の端部の間に空間光遷移スイッチ
を集積することによって、アレイ導波路格子の波長チュ
ーニングを行うことを特徴とする。
るために、本発明によるアレイ導波路格子素子は、入射
導波路とスラフ導波路の端部の間に空間光遷移スイッチ
を集積することによって、アレイ導波路格子の波長チュ
ーニングを行うことを特徴とする。
【００１１】〔作用〕本発明によるアレイ導波路格子素
子は、空間光遷移スイッチにより、第１のスラブ導波路
へ入射する光の位置を連続的に変化させることにより、
第２のスラブ導波路の終端部で干渉する光の位置を変え
ることができる。従って、本発明はこのようなチューニ
ング方法により、必要とされる波長特性を有するバンド
パスフィルター、波長合分波器、波長ルーター等を簡易
な構成で高速に動作させることが出来る。
子は、空間光遷移スイッチにより、第１のスラブ導波路
へ入射する光の位置を連続的に変化させることにより、
第２のスラブ導波路の終端部で干渉する光の位置を変え
ることができる。従って、本発明はこのようなチューニ
ング方法により、必要とされる波長特性を有するバンド
パスフィルター、波長合分波器、波長ルーター等を簡易
な構成で高速に動作させることが出来る。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明のアレイ導波路格子素子の
一実施例を図１に示す。同図に示すように、少なくとも
１本以上の入射導波路１と、空間光遷移スイッチ２と、
第１のスラブ導波路３と、アレイ導波路４と、第２のス
ラブ導波路５と、第２のスラブ導波路５の終端部に接続
された少なくとも１本以上の出射導波路６から構成され
ており、空間光遷移スイッチ２は第１のスラブ導波路３
の入射導波路側の端部に接続されている。
一実施例を図１に示す。同図に示すように、少なくとも
１本以上の入射導波路１と、空間光遷移スイッチ２と、
第１のスラブ導波路３と、アレイ導波路４と、第２のス
ラブ導波路５と、第２のスラブ導波路５の終端部に接続
された少なくとも１本以上の出射導波路６から構成され
ており、空間光遷移スイッチ２は第１のスラブ導波路３
の入射導波路側の端部に接続されている。
【００１３】ここで、空間光遷移スイッチ２は、図４に
示すように、電流注入、電圧印加、光照射、温度変化な
どの方法によって、外部からの調整を行い、出射する光
の位置を連続的に変化できる素子である。
示すように、電流注入、電圧印加、光照射、温度変化な
どの方法によって、外部からの調整を行い、出射する光
の位置を連続的に変化できる素子である。
【００１４】本実施例に係るアレイ導波路格子素子の動
作原理を図２に示す。入射導波路１から入射した波長λ
1…λnの光は第１のスラブ導波路３で回折しアレイ導波
路格子４に分波される。
作原理を図２に示す。入射導波路１から入射した波長λ
1…λnの光は第１のスラブ導波路３で回折しアレイ導波
路格子４に分波される。
【００１５】アレイ導波路格子４の光路長を規則的に変
化させておけば光路に応じて伝搬する光の位相がわずか
ずつ変化するので、第２のスラブ導波路５の終端部で干
渉した光は光学プリズムの様に波長λ1…λnに応じて出
力する位置を変える（C. Dragone,"An N x N Optical M
ultiplexer Using a Planar Arrangement of Two Star
Couplers", IEEE Photon. Technol. Lett., vol.3,pp.8
12-815,1991 ）。
化させておけば光路に応じて伝搬する光の位相がわずか
ずつ変化するので、第２のスラブ導波路５の終端部で干
渉した光は光学プリズムの様に波長λ1…λnに応じて出
力する位置を変える（C. Dragone,"An N x N Optical M
ultiplexer Using a Planar Arrangement of Two Star
Couplers", IEEE Photon. Technol. Lett., vol.3,pp.8
12-815,1991 ）。
【００１６】ここで、図中矢印で示したように入射導波
路１の位置をわずかにずらしたとすると、第２のスラブ
導波路５の終端部で干渉する光は、入射導波路１の位置
の変化に応じてわずかに出射位置を変えることになる。
第１のスラブ導波路３へ入射する光の位置、つまり、第
１のスラブ導波路３へ入射する光の位置は、空間光遷移
スイッチ２により連続的に変化させることができるた
め、固定された出射導波路６から出力される光の波長特
性は、図３に示すように連続的にチューニングする事が
できる。
路１の位置をわずかにずらしたとすると、第２のスラブ
導波路５の終端部で干渉する光は、入射導波路１の位置
の変化に応じてわずかに出射位置を変えることになる。
第１のスラブ導波路３へ入射する光の位置、つまり、第
１のスラブ導波路３へ入射する光の位置は、空間光遷移
スイッチ２により連続的に変化させることができるた
め、固定された出射導波路６から出力される光の波長特
性は、図３に示すように連続的にチューニングする事が
できる。
【００１７】また、空間光遷移スイッチ２の構成方法は
様々なものがあるが、図５に代表的な例を示す。この空
間光遷移スイッチは、光が導波路の屈折率の高い方向に
集まる性質を利用するものである。即ち、図５（ａ）に
示すように、二つの電極７，８の何れかに電流を注入
し、或いは、電圧を印加する方法等により、同図（ｂ）
（ｃ）に示すように導波路の一部の屈折率を変化させ、
屈折率の高い領域に光を導くことにより、同図（ｄ）に
示すように、出射端面の出射光分布を実線位置から破線
位置へと移動させて、出射する光の位置を連続的に変化
させる素子である。この空間光遷移スイッチは、例え
ば、図７に示すように、半導体／ＬiＮbＯ3等で報告例
があるＹ分岐光スイッチを、図中破線で示す部分を切り
取ることにより、容易に作製可能である。
様々なものがあるが、図５に代表的な例を示す。この空
間光遷移スイッチは、光が導波路の屈折率の高い方向に
集まる性質を利用するものである。即ち、図５（ａ）に
示すように、二つの電極７，８の何れかに電流を注入
し、或いは、電圧を印加する方法等により、同図（ｂ）
（ｃ）に示すように導波路の一部の屈折率を変化させ、
屈折率の高い領域に光を導くことにより、同図（ｄ）に
示すように、出射端面の出射光分布を実線位置から破線
位置へと移動させて、出射する光の位置を連続的に変化
させる素子である。この空間光遷移スイッチは、例え
ば、図７に示すように、半導体／ＬiＮbＯ3等で報告例
があるＹ分岐光スイッチを、図中破線で示す部分を切り
取ることにより、容易に作製可能である。
【００１８】尚、空間光遷移スイッチとしては、特に限
定するものではなく、公知となっているものを広く用い
ることができる。空間光遷移スイッチとしては、例え
ば、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、二つの電極に対
して選択的に電圧を印加するもの、電極間に溝を設ける
もの（溝があっても、屈折率変化により、光の入射位置
を連続的に変えられる）、一つの電極に対する電圧の印
加を選択するもの、断面構造が左右非対象のものなど多
種類のものが考えられる。
定するものではなく、公知となっているものを広く用い
ることができる。空間光遷移スイッチとしては、例え
ば、図８（ａ）〜（ｅ）に示すように、二つの電極に対
して選択的に電圧を印加するもの、電極間に溝を設ける
もの（溝があっても、屈折率変化により、光の入射位置
を連続的に変えられる）、一つの電極に対する電圧の印
加を選択するもの、断面構造が左右非対象のものなど多
種類のものが考えられる。
【００１９】本実施例は、屈折率変化が必要な領域が非
常に小さな領域に限定する事ができる為、従来の方法と
比較して、低消費電力化が可能である。また、本実施例
で用いる屈折率変化の方法は、屈折率変化の速度が従来
の熱を利用する方法（〜数ｍｓｅｃ）と比較して極めて
高速なため（数ｐｓ〜数ｎｓ）、素子の波長チューニン
グ速度を高速化する事ができる。
常に小さな領域に限定する事ができる為、従来の方法と
比較して、低消費電力化が可能である。また、本実施例
で用いる屈折率変化の方法は、屈折率変化の速度が従来
の熱を利用する方法（〜数ｍｓｅｃ）と比較して極めて
高速なため（数ｐｓ〜数ｎｓ）、素子の波長チューニン
グ速度を高速化する事ができる。
【００２０】尚、本実施例においては、簡単のため入射
導波路１及び出射導波路６の本数を１本としているが、
少なくとも１本以上の任意の本数として良い。また、本
実施例においては、材料系に依存しないため、特に言及
しなかったが、ＩnＰ系、ＳiＯ2系をはじめとする光導
波路とすることの出来る全ての材料系に適用することが
可能である。
導波路１及び出射導波路６の本数を１本としているが、
少なくとも１本以上の任意の本数として良い。また、本
実施例においては、材料系に依存しないため、特に言及
しなかったが、ＩnＰ系、ＳiＯ2系をはじめとする光導
波路とすることの出来る全ての材料系に適用することが
可能である。
【００２１】
【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、本発明のアレイ導波路格子素子は、簡易な構
成で個別のポートの波長のチューニングを非常に高速に
行うことができるため、必要とされる波長特性のアレイ
導波路格子素子を容易に作成することができ、大容量Ｗ
ＤＭシステム等で必要とされる、波長依存性を利用する
様々なアプリケーションにおける基本素子として非常に
重要な働きをさせることができる。
たように、本発明のアレイ導波路格子素子は、簡易な構
成で個別のポートの波長のチューニングを非常に高速に
行うことができるため、必要とされる波長特性のアレイ
導波路格子素子を容易に作成することができ、大容量Ｗ
ＤＭシステム等で必要とされる、波長依存性を利用する
様々なアプリケーションにおける基本素子として非常に
重要な働きをさせることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るアレイ導波路格子素子
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例のアレイ導波路格子素子の動
作原理図である。
作原理図である。
【図３】アレイ導波路格子素子の波長特性とそのチュー
ニングを示す説明図である。
ニングを示す説明図である。
【図４】空間光遷移スイッチの機能を示す説明図であ
る。
る。
【図５】空間光遷移スイッチの構成例を示す説明図であ
る。
る。
【図６】従来のアレイ導波路格子素子の波長チューニン
グ方法を示す説明図である。
グ方法を示す説明図である。
【図７】空間光遷移スイッチの作製方法の説明図であ
る。
る。
【図８】空間光遷移スイッチの他の構成例を示す断面図
である。
である。
１ 入射導波路 ２ 空間光遷移スイッチ ３ 第１のスラブ導波路 ４ アレイ導波路格子 ５ 第２のスラブ導波路 ６ 出射導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉國 裕三 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 アレイ導波路格子と、前記アレイ導波路
格子の入力部に光学的に接続された入力光を発散するた
めの第１のスラブ導波路と、前記アレイ導波路格子の出
力部に光学的に接続された出力光を収束するための第２
のスラブ導波路とを有するアレイ導波路格子素子におい
て、前記アレイ導波路格子に接続する側とは反対側にあ
る前記第１のスラブ導波路の端に光学的に接続された空
間光遷移スイッチを備えたことを特徴とするアレイ導波
路格子素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6577397A JPH10260326A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | アレイ導波路格子素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6577397A JPH10260326A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | アレイ導波路格子素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10260326A true JPH10260326A (ja) | 1998-09-29 |
Family
ID=13296692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6577397A Pending JPH10260326A (ja) | 1997-03-19 | 1997-03-19 | アレイ導波路格子素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10260326A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114809A (ja) * | 2004-12-14 | 2007-05-10 | Korea Electronics Telecommun | 光偏向器を備えた波長可変逆多重化器および波長可変レーザ |
-
1997
- 1997-03-19 JP JP6577397A patent/JPH10260326A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007114809A (ja) * | 2004-12-14 | 2007-05-10 | Korea Electronics Telecommun | 光偏向器を備えた波長可変逆多重化器および波長可変レーザ |
| JP4610569B2 (ja) * | 2004-12-14 | 2011-01-12 | 韓國電子通信研究院 | 光偏向器を備えた波長可変逆多重化器 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021126 |