JPH1082920A - 平面型光導波路ノッチフィルタ - Google Patents
平面型光導波路ノッチフィルタInfo
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- JPH1082920A JPH1082920A JP9229437A JP22943797A JPH1082920A JP H1082920 A JPH1082920 A JP H1082920A JP 9229437 A JP9229437 A JP 9229437A JP 22943797 A JP22943797 A JP 22943797A JP H1082920 A JPH1082920 A JP H1082920A
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 平面型光導波路ノッチフィルタを提供する。
【解決手段】 平面型光導波路ノッチフィルタは第１と
第２と第３領域を有する導波路を用いる。第１と第３領
域は第１送信モードで光信号を伝播する構造を有する。
第２領域は第１と第３領域の間に配置され、第１送信モ
ード及び少なくとも１つの他の高次伝送モードで光信号
を伝播する構造を有する。第２領域の構造はさらに、第
１送信モードで伝播される信号の特定の波長バンドを少
なくとも１つの他の送信モードに伝送する。この伝送は
第１送信モードで伝播される信号の特定バンド幅のエネ
ルギーを減衰させる。その結果、第１送信モードで第２
領域から第３領域へ伝播される信号は、特定の波長バン
ドの減衰を有するノッチフィルタ処理信号となる。
第２と第３領域を有する導波路を用いる。第１と第３領
域は第１送信モードで光信号を伝播する構造を有する。
第２領域は第１と第３領域の間に配置され、第１送信モ
ード及び少なくとも１つの他の高次伝送モードで光信号
を伝播する構造を有する。第２領域の構造はさらに、第
１送信モードで伝播される信号の特定の波長バンドを少
なくとも１つの他の送信モードに伝送する。この伝送は
第１送信モードで伝播される信号の特定バンド幅のエネ
ルギーを減衰させる。その結果、第１送信モードで第２
領域から第３領域へ伝播される信号は、特定の波長バン
ドの減衰を有するノッチフィルタ処理信号となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は平面型導波路構造に
より実現された光ノッチフィルタに関する。
より実現された光ノッチフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバと導波路通信システムにおい
て、光信号の特定の波長バンドを除去するか減衰するた
めに、ノッチファイルが通常使用される。一方、ノッチ
ファイルの使用はシステムの性能を低減する可能性もあ
る。このようなノッチフィルタの適用例では、例えば、
エルビウムドープファイバ増幅器におけるゲイン均等化
と、直列化したラマン増幅器／レーザにおける不必要な
Stokes周波数オーダーの低減または除去を含む。詳細に
ついては、M. Wilkinsion, et al.,"D-Fiber Filter fo
r Erbium Gain Spectrum Flattening",Electron. Let
t.,vol.28,pp.131-133(1992)と、S.G. Grubb, et al.,"
1.3μm Cascaded Raman Amplifier in Germanosilicate
Fibers",Proc. Optical Amplifiers Meeting,paper PD
3(Colorado,August 2-5,1994)を参照すること。
て、光信号の特定の波長バンドを除去するか減衰するた
めに、ノッチファイルが通常使用される。一方、ノッチ
ファイルの使用はシステムの性能を低減する可能性もあ
る。このようなノッチフィルタの適用例では、例えば、
エルビウムドープファイバ増幅器におけるゲイン均等化
と、直列化したラマン増幅器／レーザにおける不必要な
Stokes周波数オーダーの低減または除去を含む。詳細に
ついては、M. Wilkinsion, et al.,"D-Fiber Filter fo
r Erbium Gain Spectrum Flattening",Electron. Let
t.,vol.28,pp.131-133(1992)と、S.G. Grubb, et al.,"
1.3μm Cascaded Raman Amplifier in Germanosilicate
Fibers",Proc. Optical Amplifiers Meeting,paper PD
3(Colorado,August 2-5,1994)を参照すること。
【０００３】ノッチフィルタは、システムにおいて、２
つの光ファイバを接続する一般的なデバイスであるが、
コンパクトなノッチフィルタはシステムにある光ファイ
バに光誘起長周期の格子を含む提案がある。この格子ベ
ースフィルタでは、光ファイバのコアにある前進伝播の
基礎ガイドモードの不必要な信号波長を、対応の位相マ
ッチング条件を満足する離散的なlossyクラッドモード
に入力する。その結果として、コアの基礎ガイドモード
で伝播する信号は、lossyクラッドモードに入力される
バンドに対応した周波数のバンドで減衰する。この格子
ベースフィルタの詳細について、A.M. Vengsarkar et a
l.,"Long-Period Fiber Gratings as Band-Rejection F
ilters and Spectral Shape-Shifters",Proc. OFC'95,p
aper PD4(San Diego,Feb.26,1995)を参照すること。
つの光ファイバを接続する一般的なデバイスであるが、
コンパクトなノッチフィルタはシステムにある光ファイ
バに光誘起長周期の格子を含む提案がある。この格子ベ
ースフィルタでは、光ファイバのコアにある前進伝播の
基礎ガイドモードの不必要な信号波長を、対応の位相マ
ッチング条件を満足する離散的なlossyクラッドモード
に入力する。その結果として、コアの基礎ガイドモード
で伝播する信号は、lossyクラッドモードに入力される
バンドに対応した周波数のバンドで減衰する。この格子
ベースフィルタの詳細について、A.M. Vengsarkar et a
l.,"Long-Period Fiber Gratings as Band-Rejection F
ilters and Spectral Shape-Shifters",Proc. OFC'95,p
aper PD4(San Diego,Feb.26,1995)を参照すること。
【０００４】もう１つのファイバベースのノッチフィル
タはC.Narayanan, H.M.Presby, andA.M.Vengasarkar,"B
and-Rejection Filters Using Periodic Core Deformat
ion",Proc. OFC'96,paper ThP3(San Jose,Feb.29,1996)
により開示された。このファイバベースのフィルタはフ
ァイバコアの周期的な変形を利用して、コア内の送信モ
ードを損失が多い(lossy)クラッドモードで伝送する(co
uple)ことにより、光ファイバ内の不必要な波長バンド
を減衰させる。コアの周期的な変形法は光誘起格子法よ
りも高効率に大きい信号バンド幅を減衰することに優れ
ている。
タはC.Narayanan, H.M.Presby, andA.M.Vengasarkar,"B
and-Rejection Filters Using Periodic Core Deformat
ion",Proc. OFC'96,paper ThP3(San Jose,Feb.29,1996)
により開示された。このファイバベースのフィルタはフ
ァイバコアの周期的な変形を利用して、コア内の送信モ
ードを損失が多い(lossy)クラッドモードで伝送する(co
uple)ことにより、光ファイバ内の不必要な波長バンド
を減衰させる。コアの周期的な変形法は光誘起格子法よ
りも高効率に大きい信号バンド幅を減衰することに優れ
ている。
【０００５】しかしながら、さらにコンパクトなノッチ
フィルタを廉価に製造することが要求されている。例え
ばシリカ光回路のような平面型な光導波路構造はファイ
バベースフィルタよりも大幅にコンパクトとなり、且つ
その製造コストも低い。このデバイスの基本構造につい
ては、C.H.Henry et al.,"Glass Waveguides on Silico
n for Hybrid Optical Packaging",7 J.Lightwave Tech
nol.,pp.1530-1539(1989)により開示されている。代表
的なシリカ光回路は、ドープされたシリカガラスのコア
導波路構造を有し、この導波路構造は基板の上に形成さ
れたシリカガラス内に配置される。
フィルタを廉価に製造することが要求されている。例え
ばシリカ光回路のような平面型な光導波路構造はファイ
バベースフィルタよりも大幅にコンパクトとなり、且つ
その製造コストも低い。このデバイスの基本構造につい
ては、C.H.Henry et al.,"Glass Waveguides on Silico
n for Hybrid Optical Packaging",7 J.Lightwave Tech
nol.,pp.1530-1539(1989)により開示されている。代表
的なシリカ光回路は、ドープされたシリカガラスのコア
導波路構造を有し、この導波路構造は基板の上に形成さ
れたシリカガラス内に配置される。
【０００６】しかし、従来の平面型導波路は離散クラッ
ド送信モードの存在に欠ける。この送信モードは一般的
にファイバベースのノッチフィルタを形成することに使
用される。それ故に、ファイバベースのノッチフィルタ
に使用される濾か方法は平面型導波路構造に適用できな
い。そのため、平面型導波路ノッチフィルタ構成が要求
されている。
ド送信モードの存在に欠ける。この送信モードは一般的
にファイバベースのノッチフィルタを形成することに使
用される。それ故に、ファイバベースのノッチフィルタ
に使用される濾か方法は平面型導波路構造に適用できな
い。そのため、平面型導波路ノッチフィルタ構成が要求
されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、平面型光導波路ノッチフィルタを提供することであ
る。
は、平面型光導波路ノッチフィルタを提供することであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明の平面型光導波路ノッチフィルタ(notch fil
ter)は、第１と第２と第３領域を有する導波路を用い
る。第１と第３領域は第１送信モードで光信号を伝送す
る(couple)必要な構造を有する。本発明の第１実施例に
よれば、第２領域は、第１送信モード、及び第１と第３
領域をサポートしない少なくとももう１つの高次送信モ
ード(higher order transmission mode)で光信号を伝播
する構造を有する。断熱的な輸送(adiabatic transitio
n)はそれぞれの領域の間に行われる。この導波路構造
は、光信号を第１領域から第２領域を通って第３領域に
第１送信モードで伝播することを可能にする。
に、本発明の平面型光導波路ノッチフィルタ(notch fil
ter)は、第１と第２と第３領域を有する導波路を用い
る。第１と第３領域は第１送信モードで光信号を伝送す
る(couple)必要な構造を有する。本発明の第１実施例に
よれば、第２領域は、第１送信モード、及び第１と第３
領域をサポートしない少なくとももう１つの高次送信モ
ード(higher order transmission mode)で光信号を伝播
する構造を有する。断熱的な輸送(adiabatic transitio
n)はそれぞれの領域の間に行われる。この導波路構造
は、光信号を第１領域から第２領域を通って第３領域に
第１送信モードで伝播することを可能にする。
【０００９】第２領域の構造は、第１送信モードで伝播
される少なくとも１つの信号の波長の特定のバンド幅を
少なくとも１つの他の送信モードに入力する機能をさら
に有する。本発明の第２実施例によれば、波形の変化が
多重モード導波路の少なくとも片側に使用されて、周期
的に導波路の横断面及び所望の波長で送信モードを入力
する対応の有効屈折率を変化させる。この伝送は、第１
送信モードで伝播される信号の対応信号バンド幅の減衰
を引き起こす。高次送信モードは第３領域にサポートさ
れない（扱わない）モードであるため、第２多重モード
領域から第３信号モード領域へ伝播される信号は基本的
に第１送信モードで伝播される、減衰された波長バンド
またはノッチフィルタ処理された信号である。
される少なくとも１つの信号の波長の特定のバンド幅を
少なくとも１つの他の送信モードに入力する機能をさら
に有する。本発明の第２実施例によれば、波形の変化が
多重モード導波路の少なくとも片側に使用されて、周期
的に導波路の横断面及び所望の波長で送信モードを入力
する対応の有効屈折率を変化させる。この伝送は、第１
送信モードで伝播される信号の対応信号バンド幅の減衰
を引き起こす。高次送信モードは第３領域にサポートさ
れない（扱わない）モードであるため、第２多重モード
領域から第３信号モード領域へ伝播される信号は基本的
に第１送信モードで伝播される、減衰された波長バンド
またはノッチフィルタ処理された信号である。
【００１０】実施例の例として、この平面型導波路ノッ
チフィルタはシングル送信モードの導波路部になる第１
と第３領域と、多重送信モードの導波路部になる第２領
域を含む。例えば、この多重モードの第２領域部は、シ
ングル送信モードの第１と第３領域よりも大きな横断面
の面積を含む部分を有するか、及び／または第１と第３
領域よりも大きな相対屈折率を有する部分である。ま
た、多重モードの導波路部は周期的な波状の断面を使用
して、所望の波長で送信モードの伝送を生じさせる。こ
の平面型光導波路はコンパクトなサイズで製造される。
また、導波路及び断面の波状変化はシングルの製造工程
で造られるので、製造コストの低減に有利である。
チフィルタはシングル送信モードの導波路部になる第１
と第３領域と、多重送信モードの導波路部になる第２領
域を含む。例えば、この多重モードの第２領域部は、シ
ングル送信モードの第１と第３領域よりも大きな横断面
の面積を含む部分を有するか、及び／または第１と第３
領域よりも大きな相対屈折率を有する部分である。ま
た、多重モードの導波路部は周期的な波状の断面を使用
して、所望の波長で送信モードの伝送を生じさせる。こ
の平面型光導波路はコンパクトなサイズで製造される。
また、導波路及び断面の波状変化はシングルの製造工程
で造られるので、製造コストの低減に有利である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は特種の多重モード平面型
光導波路構造を提供し、それは、第１送信モードで伝播
される光信号の少なくとも１つの波長の特定のバンド幅
にある信号エネルギーを少なくとも１つの高次モードに
伝送することができる。本発明の第１実施例によれば、
これらの導波路構造は高次モードをサポートしない２つ
の平面型導波路部の間に配置される。この導波路構造
は、第１送信モードで伝播される光信号の少なくとも１
つの波長の不必要なバンドを、多重モード部にある高次
モードに伝送することができる。この伝送は第１送信モ
ードで伝播される光信号にある特定の波長バンドを減衰
させる。そして、減衰されたバンドを有する光信号はこ
の高次モードをサポートしない導波路領域を通って、第
１送信モードで伝播される光信号を所望のノッチフィル
タで処理する効果を得る。
光導波路構造を提供し、それは、第１送信モードで伝播
される光信号の少なくとも１つの波長の特定のバンド幅
にある信号エネルギーを少なくとも１つの高次モードに
伝送することができる。本発明の第１実施例によれば、
これらの導波路構造は高次モードをサポートしない２つ
の平面型導波路部の間に配置される。この導波路構造
は、第１送信モードで伝播される光信号の少なくとも１
つの波長の不必要なバンドを、多重モード部にある高次
モードに伝送することができる。この伝送は第１送信モ
ードで伝播される光信号にある特定の波長バンドを減衰
させる。そして、減衰されたバンドを有する光信号はこ
の高次モードをサポートしない導波路領域を通って、第
１送信モードで伝播される光信号を所望のノッチフィル
タで処理する効果を得る。
【００１２】数個の異なる平面型導波路構造を使用する
ことにより、本発明の原理によるノッチフィルタを形成
して、信号に所望の処理を行う。そのため、以下に述べ
る本発明の実施例は単なる本発明の説明に用いる例であ
り、本発明はこれに限定されるものではない。
ことにより、本発明の原理によるノッチフィルタを形成
して、信号に所望の処理を行う。そのため、以下に述べ
る本発明の実施例は単なる本発明の説明に用いる例であ
り、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１３】図１と図２は本発明による平面型導波路ノ
ッチフィルタ５を含むシリカ光回路１を示す。図１と図
２において、平面型導波路５はシリコン基板１５の上に
形成されたシリカガラス１０に配置される。平面型導波
路５は第１と第２と第３の領域からなり、図２におい
て、各領域はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃで示される。第１領域
Ａと第３領域Ｃはシングル送信モードの導波路部を含
む。この導波路部では基本的に光信号をシングルの共通
送信モードで伝播することができる。第２領域Ｂは多重
送信モードまたは多重導波路部を含む。この導波路部で
は基本的に第１送信モード及び少なくとも１つの高次送
信モードで光信号を伝播することができる。
ッチフィルタ５を含むシリカ光回路１を示す。図１と図
２において、平面型導波路５はシリコン基板１５の上に
形成されたシリカガラス１０に配置される。平面型導波
路５は第１と第２と第３の領域からなり、図２におい
て、各領域はそれぞれＡ、Ｂ、Ｃで示される。第１領域
Ａと第３領域Ｃはシングル送信モードの導波路部を含
む。この導波路部では基本的に光信号をシングルの共通
送信モードで伝播することができる。第２領域Ｂは多重
送信モードまたは多重導波路部を含む。この導波路部で
は基本的に第１送信モード及び少なくとも１つの高次送
信モードで光信号を伝播することができる。
【００１４】シリカ光回路１の製造プロセスは以下の通
りである。シリカガラスのベース層が基板１５の上に成
長される。この成長プロセスは例えば、低圧気相化学蒸
着及び酸水素炎溶融により行われる。そして、ドープさ
れたシリカガラスの薄いコア層がこのシリカガラス層の
上に成長される。その後、コア層に標準のリソグラフィ
法により所望の導波路５の構造を形成する。そして、ド
ープされたシリカガラスの層がコア層の上に成長され
て、上部クラッドとして機能する。ドープされたシリカ
ガラスの適切なドーププロフィルは均一なステップ分布
である。以上の記述はシリコン導波路デバイスの上にシ
リカ光回路を形成することに関するものであるが、当業
者に知られるように、溶融石英やニオブ化リチウムやセ
ラミックスやＩｎＰまたはＧａＡｓのようなＩＩＩ−Ｖ
族材料などの他の基板材料の上に回路を形成することも
可能である。
りである。シリカガラスのベース層が基板１５の上に成
長される。この成長プロセスは例えば、低圧気相化学蒸
着及び酸水素炎溶融により行われる。そして、ドープさ
れたシリカガラスの薄いコア層がこのシリカガラス層の
上に成長される。その後、コア層に標準のリソグラフィ
法により所望の導波路５の構造を形成する。そして、ド
ープされたシリカガラスの層がコア層の上に成長され
て、上部クラッドとして機能する。ドープされたシリカ
ガラスの適切なドーププロフィルは均一なステップ分布
である。以上の記述はシリコン導波路デバイスの上にシ
リカ光回路を形成することに関するものであるが、当業
者に知られるように、溶融石英やニオブ化リチウムやセ
ラミックスやＩｎＰまたはＧａＡｓのようなＩＩＩ−Ｖ
族材料などの他の基板材料の上に回路を形成することも
可能である。
【００１５】図１に示したシリカガラス１０はシリカガ
ラスの上部クラッドとシリカガラスのベース層により形
成される。ベースシリカ層とコア層と上部クラッド層の
適切な厚さはそれぞれ、１０〜２０μｍと、４〜８μｍ
と、１０〜２０μｍである。ベースシリカ層の厚さは、
基板への光損失のため、１０μｍ以下になることが好ま
しくなく、また長い蒸着時間を必要とするため、２０μ
ｍ以上になるのも不利である。シリコンにガラス導波路
を製造する方法に関しては、C.H.Henry et al.,"Glass
Waveguides on Silicon for Hybrid Optical Packagin
g",7 J.Lightwave Technol.,pp.1530-1539(1989)を参照
すること。
ラスの上部クラッドとシリカガラスのベース層により形
成される。ベースシリカ層とコア層と上部クラッド層の
適切な厚さはそれぞれ、１０〜２０μｍと、４〜８μｍ
と、１０〜２０μｍである。ベースシリカ層の厚さは、
基板への光損失のため、１０μｍ以下になることが好ま
しくなく、また長い蒸着時間を必要とするため、２０μ
ｍ以上になるのも不利である。シリコンにガラス導波路
を製造する方法に関しては、C.H.Henry et al.,"Glass
Waveguides on Silicon for Hybrid Optical Packagin
g",7 J.Lightwave Technol.,pp.1530-1539(1989)を参照
すること。
【００１６】導波路部の伝播できる送信モードの数は導
波路の一般化周波数パラメータから決められる。一般化
周波数パラメータは通常導波路部のＶ数と称される。Ｖ
数は伝播される信号波長、導波路の断面積及び導波路と
周囲のシリカガラス間の相対屈折率の差に依存する。Ｖ
数は通常次式により表され、D.Marcuse,Light Transmis
sion Optics,ch.8,p.327(Van Nostrand Reinhold Co.,
N.Y.,1992)にはその詳細について述べている。
波路の一般化周波数パラメータから決められる。一般化
周波数パラメータは通常導波路部のＶ数と称される。Ｖ
数は伝播される信号波長、導波路の断面積及び導波路と
周囲のシリカガラス間の相対屈折率の差に依存する。Ｖ
数は通常次式により表され、D.Marcuse,Light Transmis
sion Optics,ch.8,p.327(Van Nostrand Reinhold Co.,
N.Y.,1992)にはその詳細について述べている。
【数１】 ここで、λは光信号の波長で、αは導波路の領域Ｂの幅
で、ｎ1とｎ2はそれぞれコアとクラッドの屈折率であ
る。
で、ｎ1とｎ2はそれぞれコアとクラッドの屈折率であ
る。
【００１７】導波路５及び／またはその周囲のシリカガ
ラス１０には特別の導波路の断面積及び屈折率を使用し
て、第１と第３導波路領域ＡとＣを構成して、広いバン
ド幅で光信号をシングルの共通送信モードで伝送する。
同様な方法により、導波路領域Ｂ及び／またはその周囲
のシリカガラス１０の間には特別の導波路の断面積及び
屈折率を用いて、領域Ｂは領域ＡとＣのシングルの共通
送信モード及び少なくとも１つの高次送信モードで信号
を伝播することができる。
ラス１０には特別の導波路の断面積及び屈折率を使用し
て、第１と第３導波路領域ＡとＣを構成して、広いバン
ド幅で光信号をシングルの共通送信モードで伝送する。
同様な方法により、導波路領域Ｂ及び／またはその周囲
のシリカガラス１０の間には特別の導波路の断面積及び
屈折率を用いて、領域Ｂは領域ＡとＣのシングルの共通
送信モード及び少なくとも１つの高次送信モードで信号
を伝播することができる。
【００１８】例えば、導波路領域ＡとＣは５μｍまでの
幅と４μｍ〜８μｍの高さを有し、さらに外周のシリカ
ガラス１０の屈折率の０．６４％の共通屈折率を持って
いるので、このシングルモード導波路構造は例えば、
１．２５μｍ〜１．６μｍの波長を有する光信号を伝播
することができる。さらに、例えば、導波路Ｂは１７．
０μｍまでの幅と４μｍ〜８μｍの高さを有し、また、
外周のシリカガラス１０の屈折率の０．６４％の共通屈
折率を持っているので、この２重または多重モード導波
路構造も例えば、１．２５μｍ〜１．６μｍの波長を有
する光信号を伝播することができる。導波路Ｂは例え
ば、１０ｍｍ〜１５ｍｍオーダーの長さを有して、信号
伝送を実現する。
幅と４μｍ〜８μｍの高さを有し、さらに外周のシリカ
ガラス１０の屈折率の０．６４％の共通屈折率を持って
いるので、このシングルモード導波路構造は例えば、
１．２５μｍ〜１．６μｍの波長を有する光信号を伝播
することができる。さらに、例えば、導波路Ｂは１７．
０μｍまでの幅と４μｍ〜８μｍの高さを有し、また、
外周のシリカガラス１０の屈折率の０．６４％の共通屈
折率を持っているので、この２重または多重モード導波
路構造も例えば、１．２５μｍ〜１．６μｍの波長を有
する光信号を伝播することができる。導波路Ｂは例え
ば、１０ｍｍ〜１５ｍｍオーダーの長さを有して、信号
伝送を実現する。
【００１９】図１に示した領域Ａ、Ｂ、Ｃにわたって基
本的に一定の高さとなる導波路は、上述した方法により
低コストで製造される。また、相対屈折率の一定となる
導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃの製造も従来の方法により低コス
トで実現される。そのため、導波路の幅の変化は図１と
図２に示したように、シングルモードと多重モードの導
波路部を構成することができる。それ故に、シングルモ
ードの導波路領域ＡとＣはＷ0の幅を有し、それは多重
モードの導波路領域Ｂの幅Ｗ1より狭い。同業者に知ら
れるように、ここで示した導波路５には矩形の断面を有
するが、例えば、楕円や円状の他の断面を用いてもよ
い。
本的に一定の高さとなる導波路は、上述した方法により
低コストで製造される。また、相対屈折率の一定となる
導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃの製造も従来の方法により低コス
トで実現される。そのため、導波路の幅の変化は図１と
図２に示したように、シングルモードと多重モードの導
波路部を構成することができる。それ故に、シングルモ
ードの導波路領域ＡとＣはＷ0の幅を有し、それは多重
モードの導波路領域Ｂの幅Ｗ1より狭い。同業者に知ら
れるように、ここで示した導波路５には矩形の断面を有
するが、例えば、楕円や円状の他の断面を用いてもよ
い。
【００２０】断熱傾斜部２０と２５は導波路領域Ａと
Ｂ、及びＢとＣの間の伝送を提供して、第１領域Ａの送
信モードで伝播される光信号を、第２領域Ｂの第１送信
モードで連続的に伝播することができる。この断熱伝送
には従来の設計を用いてもよい。例えば、従来の断熱伝
送の長さは導波路５の方向では伝播される光信号の波長
の約１０から１００倍の長さを有することが有利であ
る。
Ｂ、及びＢとＣの間の伝送を提供して、第１領域Ａの送
信モードで伝播される光信号を、第２領域Ｂの第１送信
モードで連続的に伝播することができる。この断熱伝送
には従来の設計を用いてもよい。例えば、従来の断熱伝
送の長さは導波路５の方向では伝播される光信号の波長
の約１０から１００倍の長さを有することが有利であ
る。
【００２１】第２導波路領域Ｂはさらに波状部分を含
む。この波状部分は導波路５の幅を図示の位置３５と４
０の幅Ｗ1と幅Ｗ2の間に周期的に変化させる。波状部３
０の周期間隔は対応して、導波路５の屈折率を周期的に
変化させて、第１送信モードで伝播される少なくとも１
つの光信号の波長の特定のバンドを第２導波路領域Ｂ内
の高次モードに入力する。第２領域に入力される特定の
波長バンドは、統合伝送の入力長に対応する波状部３０
の間隔率Λに依存する。これについて以下で詳細に述べ
る。
む。この波状部分は導波路５の幅を図示の位置３５と４
０の幅Ｗ1と幅Ｗ2の間に周期的に変化させる。波状部３
０の周期間隔は対応して、導波路５の屈折率を周期的に
変化させて、第１送信モードで伝播される少なくとも１
つの光信号の波長の特定のバンドを第２導波路領域Ｂ内
の高次モードに入力する。第２領域に入力される特定の
波長バンドは、統合伝送の入力長に対応する波状部３０
の間隔率Λに依存する。これについて以下で詳細に述べ
る。
【００２２】本発明の目的を説明するために、波状部３
０は中心導波路部から伸びた矩形となっているが、例え
ば、導波路部の断面の一部または全部に曲線を使用して
波状変化を得ることが当業者にとって周知である。ま
た、図１と図２に示された波状部３０では、導波路の幅
を変えることにより断面積の波状変化を実現したが、例
えば、導波路の高さまたは導波路の高さと幅の組み合わ
せなどのような断面の他の寸法を変えることにより得ら
れる。特に、導波路は楕円または円状の断面を有する場
合には、導波路の半径または形状は周期的に変化するこ
とにより、本発明による周期波状部を形成することがで
きる。また、波状部３０の数及び導波路幅Ｗ1とＷ2の差
は特定の波長バンドでの伝送範囲を決める。これについ
ては、以下で詳細に述べる。
０は中心導波路部から伸びた矩形となっているが、例え
ば、導波路部の断面の一部または全部に曲線を使用して
波状変化を得ることが当業者にとって周知である。ま
た、図１と図２に示された波状部３０では、導波路の幅
を変えることにより断面積の波状変化を実現したが、例
えば、導波路の高さまたは導波路の高さと幅の組み合わ
せなどのような断面の他の寸法を変えることにより得ら
れる。特に、導波路は楕円または円状の断面を有する場
合には、導波路の半径または形状は周期的に変化するこ
とにより、本発明による周期波状部を形成することがで
きる。また、波状部３０の数及び導波路幅Ｗ1とＷ2の差
は特定の波長バンドでの伝送範囲を決める。これについ
ては、以下で詳細に述べる。
【００２３】動作においては、光信号は第１導波路領域
Ａの送信モードで伝播される。この信号伝播は、第２導
波路領域Ｂが断熱傾斜部２０となっているため、第２導
波路領域Ｂ内の第１送信モードが刺激されて、信号は第
２領域Ｂを通り抜ける。第２導波路領域Ｂの波状部３０
は、少なくとも１つの光信号波長の不必要なバンドのエ
ネルギーを、波状部３０の周期間隔Λに基づいた高次送
信モードに伝送する。この入力は、第２領域Ｂ内の第１
送信モードで伝播される光信号の特定の波長バンドのエ
ネルギーを減衰するか、低減させる。
Ａの送信モードで伝播される。この信号伝播は、第２導
波路領域Ｂが断熱傾斜部２０となっているため、第２導
波路領域Ｂ内の第１送信モードが刺激されて、信号は第
２領域Ｂを通り抜ける。第２導波路領域Ｂの波状部３０
は、少なくとも１つの光信号波長の不必要なバンドのエ
ネルギーを、波状部３０の周期間隔Λに基づいた高次送
信モードに伝送する。この入力は、第２領域Ｂ内の第１
送信モードで伝播される光信号の特定の波長バンドのエ
ネルギーを減衰するか、低減させる。
【００２４】減衰バンドを有するノッチフィルタ処理後
の信号は、断熱導波路傾斜部２５により第３導波路領域
Ｃを通り抜ける。第３領域Ｃは高次信号の送信モードを
サポートしないので、第２領域Ｂで伝播する高次信号は
第３領域Ｃを通れない。傾斜部２５が放射による高次モ
ードのエネルギーを散逸するため、第２領域Ｂの高次送
信モードにはさらに輻射モードにより伝送される。
の信号は、断熱導波路傾斜部２５により第３導波路領域
Ｃを通り抜ける。第３領域Ｃは高次信号の送信モードを
サポートしないので、第２領域Ｂで伝播する高次信号は
第３領域Ｃを通れない。傾斜部２５が放射による高次モ
ードのエネルギーを散逸するため、第２領域Ｂの高次送
信モードにはさらに輻射モードにより伝送される。
【００２５】減衰及び信号をノッチ化にする不必要なバ
ンドに含まれる波長信号の範囲は、第２導波路領域Ｂの
高次モードに伝送されるこの波長の光信号のエネルギー
の範囲に依存する。さらに、波状部３０の数はこの入力
の範囲を決める。また、波状部３０の高さ、例えば、図
１と２に示されたように導波路の対向側に波状部３０を
配置するための（Ｗ1−Ｗ2）／２、または図４に示され
たように導波路の片側に波状部３０を配置するためのＷ
1−Ｗ2も伝送範囲を決める。波の高さ及び／または波状
部の数が大きいほど第２導波路領域Ｂ内の第１モードと
高次モード間の伝送が増加する。例えば、導波路の対向
側にある２５個の波状部３０は約０．５μｍの高さを有
する場合は、約１．０μｍの高さを有し、導波路の対向
側にある６個の波状部３０に比べて顕著な機能向上が得
られた。本発明のフィルタにより、光信号の所望のバン
ド幅の減衰が−１５ｄＢのオーダーで得られる。
ンドに含まれる波長信号の範囲は、第２導波路領域Ｂの
高次モードに伝送されるこの波長の光信号のエネルギー
の範囲に依存する。さらに、波状部３０の数はこの入力
の範囲を決める。また、波状部３０の高さ、例えば、図
１と２に示されたように導波路の対向側に波状部３０を
配置するための（Ｗ1−Ｗ2）／２、または図４に示され
たように導波路の片側に波状部３０を配置するためのＷ
1−Ｗ2も伝送範囲を決める。波の高さ及び／または波状
部の数が大きいほど第２導波路領域Ｂ内の第１モードと
高次モード間の伝送が増加する。例えば、導波路の対向
側にある２５個の波状部３０は約０．５μｍの高さを有
する場合は、約１．０μｍの高さを有し、導波路の対向
側にある６個の波状部３０に比べて顕著な機能向上が得
られた。本発明のフィルタにより、光信号の所望のバン
ド幅の減衰が−１５ｄＢのオーダーで得られる。
【００２６】しかし、５個以下の波状部３０を使用する
ことは、一般的には十分な伝送が得られないため、好ま
しくない。また、３５以上の波状部３０を使用すること
は、高次モードに入力された信号が導波路内の伝播方向
の後続の波状部で第１モードに戻ってくるため、好まし
くない。さらに、波状部の高さが１．２μｍ以上になる
と、導波路内で伝播される光信号の挿入損失が増大する
ため、一般的に好ましくない。また、波状部の高さが約
０．３μｍ以下になると、この波状部による伝送が弱い
ため、同様に好ましくない。
ことは、一般的には十分な伝送が得られないため、好ま
しくない。また、３５以上の波状部３０を使用すること
は、高次モードに入力された信号が導波路内の伝播方向
の後続の波状部で第１モードに戻ってくるため、好まし
くない。さらに、波状部の高さが１．２μｍ以上になる
と、導波路内で伝播される光信号の挿入損失が増大する
ため、一般的に好ましくない。また、波状部の高さが約
０．３μｍ以下になると、この波状部による伝送が弱い
ため、同様に好ましくない。
【００２７】波状部３０の数及び導波路の幅Ｗ1とＷ2間
の差は特定の応用に以下の方法により決められる。第１
モードから高次モードへの不必要な波長での伝送パワー
は次式で表される。
の差は特定の応用に以下の方法により決められる。第１
モードから高次モードへの不必要な波長での伝送パワー
は次式で表される。
【数２】 ここで、Ｐh（Ｌ）は伝播方向に距離Ｌで高次モードへ
伝送されたパワーである。Ｌは一連の波状部の長さに対
応し、Ｐ0（Ｏ）は第１モードの入射パワーであり、Ｃ
chとＣhoはそれぞれ、基礎モードから高次モードへ、及
び高次モードから基礎モードへの伝送係数である。二つ
の係数はほぼ等しく約Π／２Ｌとなる。また、δ値は反
変換倍率であり、次式により表される。
伝送されたパワーである。Ｌは一連の波状部の長さに対
応し、Ｐ0（Ｏ）は第１モードの入射パワーであり、Ｃ
chとＣhoはそれぞれ、基礎モードから高次モードへ、及
び高次モードから基礎モードへの伝送係数である。二つ
の係数はほぼ等しく約Π／２Ｌとなる。また、δ値は反
変換倍率であり、次式により表される。
【数３】 ここで、β0とβhはそれぞれ基礎モードと高次モードの
伝播常数である。
伝播常数である。
【００２８】反変換倍率の式は位相マッチング条件を与
える。δ＝０、すなわち位相が波状λcにマッチすると
き、基礎モードから高次モードへの伝送パワーは最大と
なる。位相マッチ波長λcの特定のバンド内の両端にあ
る波長に対して、高次モードへの伝送パワーは低減し
て、伝送係数は相互作用の領域にわたって均一に維持さ
れる。
える。δ＝０、すなわち位相が波状λcにマッチすると
き、基礎モードから高次モードへの伝送パワーは最大と
なる。位相マッチ波長λcの特定のバンド内の両端にあ
る波長に対して、高次モードへの伝送パワーは低減し
て、伝送係数は相互作用の領域にわたって均一に維持さ
れる。
【００２９】一連の波状部３０の長さＬはＮΛに対応す
る。ここで、Ｎは波状部３０の数である。反変換倍率δ
が約０となるときには、前記伝送パワー式により最大伝
送パワーは次式で表される。
る。ここで、Ｎは波状部３０の数である。反変換倍率δ
が約０となるときには、前記伝送パワー式により最大伝
送パワーは次式で表される。
【数４】 ここで、ＣohとＣhoは波長依存の伝送係数で、ｎは奇数
の整数である。さらに、波状部３０の周期または間隔は
次式により決められる。
の整数である。さらに、波状部３０の周期または間隔は
次式により決められる。
【数５】 以上により、最大伝送係数を得るには必要な周期の数は
Ｎ＝Ｌ／Λにより決められる。
Ｎ＝Ｌ／Λにより決められる。
【００３０】全幅半最大値のフィルタバンド幅Δλは次
式により表される。
式により表される。
【数６】 ここで、ＮoとＮhは第１と高次モードの有効屈折率であ
る。そのため、フィルタバンド幅は格子Ｌの長さ及び第
１と伝送された高次モードの散乱特性により決められ
る。さらに、フィルタのノッチバンドは格子の長さに沿
った波状部の高さを調整することにより、任意の形状が
設計され、それは伝送係数を変える。
る。そのため、フィルタバンド幅は格子Ｌの長さ及び第
１と伝送された高次モードの散乱特性により決められ
る。さらに、フィルタのノッチバンドは格子の長さに沿
った波状部の高さを調整することにより、任意の形状が
設計され、それは伝送係数を変える。
【００３１】図３は、図１と図２に示された本発明の導
波路５が異なる波状部の数においては、特定の波長にお
ける減衰とそれに対応するノッチのバンド幅の変化を示
す。図３に示すように、各導波路の側面に５、１０、１
５、２０、２５、３０個の対称の波状部を使用して、０
ｄＢｍの入力信号パワーにおいて、１２００ｎｍ〜１７
００ｎｍのバンドにおけるノッチフィルタ処理後の出力
信号はそれぞれ番号１０５、１１０、１１５、１２０、
１２５、１３０に示された相対強度を有する。
波路５が異なる波状部の数においては、特定の波長にお
ける減衰とそれに対応するノッチのバンド幅の変化を示
す。図３に示すように、各導波路の側面に５、１０、１
５、２０、２５、３０個の対称の波状部を使用して、０
ｄＢｍの入力信号パワーにおいて、１２００ｎｍ〜１７
００ｎｍのバンドにおけるノッチフィルタ処理後の出力
信号はそれぞれ番号１０５、１１０、１１５、１２０、
１２５、１３０に示された相対強度を有する。
【００３２】図３に示すように、各導波路の側面に２５
個の対称の波状部を使用すると、信号波長１５００ｎｍ
においては、約１５ｄＢのノッチフィルタ減衰が得ら
れ、１４８５〜１５１５ｎｍの波長範囲にわたっては、
１０ｄＢ以上の減衰が得られる。各導波路の側面に２０
個の対称の波状部を使用すると、番号１２０に示すよう
に、１４７７〜１５１９ｎｍとより広い波長範囲におい
て１０ｄＢ以上の減衰が得られる。さらに、各導波路の
側面に３０個の対称の波状部を使用すると、番号１３０
に示すように、波長範囲１４８１〜１４１２ｎｍにわた
って、５ｄＢを超えた平坦なノッチフィルタ減衰が得ら
れる。
個の対称の波状部を使用すると、信号波長１５００ｎｍ
においては、約１５ｄＢのノッチフィルタ減衰が得ら
れ、１４８５〜１５１５ｎｍの波長範囲にわたっては、
１０ｄＢ以上の減衰が得られる。各導波路の側面に２０
個の対称の波状部を使用すると、番号１２０に示すよう
に、１４７７〜１５１９ｎｍとより広い波長範囲におい
て１０ｄＢ以上の減衰が得られる。さらに、各導波路の
側面に３０個の対称の波状部を使用すると、番号１３０
に示すように、波長範囲１４８１〜１４１２ｎｍにわた
って、５ｄＢを超えた平坦なノッチフィルタ減衰が得ら
れる。
【００３３】導波路５の両側で導波路断面の幅をＷ1と
Ｗ2の間に変化させた対称の波状部３０を使用すること
により、第１モードから高次対称モードへの伝送が引き
起こされる。対称の高次送信モードは偶数の送信モード
である。非対称の波状部または導波路５の片側に配置さ
れた波状部３０は、非対称または対称の高次送信モード
を提供するために使用される。非対称の高次送信モード
は奇数の送信モードである。図４では導波路５の片側に
波状部３０を配置した導波路の一実施例を示す。図１と
図２と図４の導波路では明瞭のため、同一番号を使用し
た。導波路５の第２領域Ｂの伝送範囲は前述した式によ
り決められる。
Ｗ2の間に変化させた対称の波状部３０を使用すること
により、第１モードから高次対称モードへの伝送が引き
起こされる。対称の高次送信モードは偶数の送信モード
である。非対称の波状部または導波路５の片側に配置さ
れた波状部３０は、非対称または対称の高次送信モード
を提供するために使用される。非対称の高次送信モード
は奇数の送信モードである。図４では導波路５の片側に
波状部３０を配置した導波路の一実施例を示す。図１と
図２と図４の導波路では明瞭のため、同一番号を使用し
た。導波路５の第２領域Ｂの伝送範囲は前述した式によ
り決められる。
【００３４】しかし、図１と図２に示した対称性の波状
部３０に比べて、図４に示した非対称性の波状部３０を
使用すると、割に大きな挿入損失が起こる。例えば、本
発明による１．０μｍの高さ、２５個の非対称の波状部
３０を有するフィルタでは、０．０２ｄＢ程度の損失は
発生する。それに対して、図２に示したように、２５個
の対称の波状部３０を有するフィルタでは、挿入損失は
０．００５ｄＢ以下に低減する。
部３０に比べて、図４に示した非対称性の波状部３０を
使用すると、割に大きな挿入損失が起こる。例えば、本
発明による１．０μｍの高さ、２５個の非対称の波状部
３０を有するフィルタでは、０．０２ｄＢ程度の損失は
発生する。それに対して、図２に示したように、２５個
の対称の波状部３０を有するフィルタでは、挿入損失は
０．００５ｄＢ以下に低減する。
【００３５】前述した式（１）に示すように、図１と図
２と図４に示した実施例では、第２領域Ｂの導波路の断
面積を増加することにより、多重送信モードの伝播を実
現した。これらの実施例においては、導波路５の材料は
領域Ａ、Ｂ、Ｃにわたって同様の相対屈折率を有して、
波状部３０は有効屈折率の変化をもたらす。しかしなが
ら、導波路領域Ｂには適当な断面積を使用して、その相
対屈折率を導波路領域ＡとＣに相対して増大することに
より、前記多重送信モードの伝播を実現することができ
る。それぞれの領域Ａ、Ｂ、Ｃの相対屈折率に応じて、
この導波路領域Ｂの断面積を導波路の領域ＡとＣの断面
積よりも小さくするか、大きくするかまたは等しくする
ことができる。
２と図４に示した実施例では、第２領域Ｂの導波路の断
面積を増加することにより、多重送信モードの伝播を実
現した。これらの実施例においては、導波路５の材料は
領域Ａ、Ｂ、Ｃにわたって同様の相対屈折率を有して、
波状部３０は有効屈折率の変化をもたらす。しかしなが
ら、導波路領域Ｂには適当な断面積を使用して、その相
対屈折率を導波路領域ＡとＣに相対して増大することに
より、前記多重送信モードの伝播を実現することができ
る。それぞれの領域Ａ、Ｂ、Ｃの相対屈折率に応じて、
この導波路領域Ｂの断面積を導波路の領域ＡとＣの断面
積よりも小さくするか、大きくするかまたは等しくする
ことができる。
【００３６】導波路の長さ方向に沿って異なる相対屈折
率の材料を使用することにより、平面型導波路ノッチフ
ィルタが製造される。しかしながら、導波路領域Ａ、
Ｂ、Ｃには同じ屈折率の材料を使用して、導波路領域Ｂ
を加熱してその屈折率を増大させる方法によって、導波
路を製造することができる。例として、図５と図６で
は、それぞれの導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃにおける断面積に
は変化させずに、第２導波路領域Ｂを加熱して形成され
た平面型導波路ノッチフィルタ２０５を示す。図１、
２、５、６内の同一番号及び符号、例えば、領域Ａ、
Ｂ、Ｃ及び波状部３０は同様な特徴を有する。
率の材料を使用することにより、平面型導波路ノッチフ
ィルタが製造される。しかしながら、導波路領域Ａ、
Ｂ、Ｃには同じ屈折率の材料を使用して、導波路領域Ｂ
を加熱してその屈折率を増大させる方法によって、導波
路を製造することができる。例として、図５と図６で
は、それぞれの導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃにおける断面積に
は変化させずに、第２導波路領域Ｂを加熱して形成され
た平面型導波路ノッチフィルタ２０５を示す。図１、
２、５、６内の同一番号及び符号、例えば、領域Ａ、
Ｂ、Ｃ及び波状部３０は同様な特徴を有する。
【００３７】図５において、導波路２０５では、共同の
幅Ｗ3を含んだ断面を有する導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃを用
いる。１．２５μｍから１．６μｍまでの波長範囲の信
号を伝播するためには、導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃの幅は４
μｍ〜８μｍにある。しかし、領域Ｂの一部にはさらに
波状部３０を含み、導波路の幅はＷ3とＷ4の間に周期間
隔Λで変化して、不必要な波長バンドの伝送を実現す
る。導波路の断面積の変化はここで、波状部の幅をＷ3
とＷ4の間に変化させたことにより実現されたが、例え
ば、波状部の高さを変えて実現されうる。その変化量は
約０．５μｍ〜１．０μｍである。また、導波路２０５
が対称の波状部３０を有して、対称の高次モードを伝送
するように示されたが、これは説明を簡単化するためで
ある。当業者にとって、非対称性の波状部を導波路の片
側に使用することで、非対称性の高次モードの伝送を実
現することは、本発明により容易に考えられる。
幅Ｗ3を含んだ断面を有する導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃを用
いる。１．２５μｍから１．６μｍまでの波長範囲の信
号を伝播するためには、導波路領域Ａ、Ｂ、Ｃの幅は４
μｍ〜８μｍにある。しかし、領域Ｂの一部にはさらに
波状部３０を含み、導波路の幅はＷ3とＷ4の間に周期間
隔Λで変化して、不必要な波長バンドの伝送を実現す
る。導波路の断面積の変化はここで、波状部の幅をＷ3
とＷ4の間に変化させたことにより実現されたが、例え
ば、波状部の高さを変えて実現されうる。その変化量は
約０．５μｍ〜１．０μｍである。また、導波路２０５
が対称の波状部３０を有して、対称の高次モードを伝送
するように示されたが、これは説明を簡単化するためで
ある。当業者にとって、非対称性の波状部を導波路の片
側に使用することで、非対称性の高次モードの伝送を実
現することは、本発明により容易に考えられる。
【００３８】図６は図５のｘ方向から見たシリカ光学構
造の軸断面図を示す。ここで、シリカ光学構造の上面２
２０の上に、例えば、従来のクロムヒーターのようなヒ
ーター２１０を使用する。このヒーター２１０は例え
ば、従来のバッテリのような電力源２３０に接続され
る。
造の軸断面図を示す。ここで、シリカ光学構造の上面２
２０の上に、例えば、従来のクロムヒーターのようなヒ
ーター２１０を使用する。このヒーター２１０は例え
ば、従来のバッテリのような電力源２３０に接続され
る。
【００３９】また、加熱方法については、シリカガラス
１０で吸収を引き起こす光源による輻射のような他の方
法を使用してもよい。例えば、ＣＯ2レーザまたはＬＥ
Ｄのようなレーザは、５〜１２μｍの波長範囲で発光す
る。この波長範囲の輻射はシリカガラス１０では吸収が
起こり、シリコン基板１５では透過が起こる。シリカガ
ラスは約１μｍの導波路で０℃においては約１．４５０
の屈折率を有するが、１００℃に加熱されると、約１．
４５１に増大する。
１０で吸収を引き起こす光源による輻射のような他の方
法を使用してもよい。例えば、ＣＯ2レーザまたはＬＥ
Ｄのようなレーザは、５〜１２μｍの波長範囲で発光す
る。この波長範囲の輻射はシリカガラス１０では吸収が
起こり、シリコン基板１５では透過が起こる。シリカガ
ラスは約１μｍの導波路で０℃においては約１．４５０
の屈折率を有するが、１００℃に加熱されると、約１．
４５１に増大する。
【００４０】図１、２、４、５においては、多重モード
の領域における不必要な波長バンドの伝送は、波状部に
よる導波路５の有効屈折率の周期的変化により実現され
たが、本発明により、多重モード導波路部には、例え
ば、紫外線に誘起された屈折率の周期的変化を使用する
ことができる。
の領域における不必要な波長バンドの伝送は、波状部に
よる導波路５の有効屈折率の周期的変化により実現され
たが、本発明により、多重モード導波路部には、例え
ば、紫外線に誘起された屈折率の周期的変化を使用する
ことができる。
【００４１】割に大きいバンドの減衰を得るノッチまた
はバンド拒絶フィルタは、複数の平面型フィルタを１つ
またはこれ以上の光回路に直列することにより構成され
る。そこで、各直列されたフィルタは不必要なバンドの
特定の部分を減衰する。また、ノッチバンドの形状は、
多重モード導波路領域の波状部の高さ、及び波状部の長
さと波状部間の長さを変えることにより調整される。こ
れらの変化はその間隔の導波路では有効屈折率の変化を
引き起こす。
はバンド拒絶フィルタは、複数の平面型フィルタを１つ
またはこれ以上の光回路に直列することにより構成され
る。そこで、各直列されたフィルタは不必要なバンドの
特定の部分を減衰する。また、ノッチバンドの形状は、
多重モード導波路領域の波状部の高さ、及び波状部の長
さと波状部間の長さを変えることにより調整される。こ
れらの変化はその間隔の導波路では有効屈折率の変化を
引き起こす。
【００４２】以上では、本発明の幾つかの実施例につい
て詳細に述べたが、これに基づいて様々な修正例が構築
される。例えば、導波路の領域ＡとＣはシングルモード
の導波路部として説明されたが、好ましくないにもかか
わらず、少なくとも１つの共通送信モードをサポート
し、導波路領域Ｂの高次モードをサポートしない多重モ
ード導波路領域ＡとＣを用いてもよい。また、図１、
２、４、５、６において平面型導波路ノッチフィルタは
個別のシリカ光回路として示されたが、シリカ光回路
は、特種のフィルタ応用において強化される素子分離を
実現するために、本発明による平面型導波路ノッチフィ
ルタを含んだ複数の相互接続の回路要素を有することも
可能である。
て詳細に述べたが、これに基づいて様々な修正例が構築
される。例えば、導波路の領域ＡとＣはシングルモード
の導波路部として説明されたが、好ましくないにもかか
わらず、少なくとも１つの共通送信モードをサポート
し、導波路領域Ｂの高次モードをサポートしない多重モ
ード導波路領域ＡとＣを用いてもよい。また、図１、
２、４、５、６において平面型導波路ノッチフィルタは
個別のシリカ光回路として示されたが、シリカ光回路
は、特種のフィルタ応用において強化される素子分離を
実現するために、本発明による平面型導波路ノッチフィ
ルタを含んだ複数の相互接続の回路要素を有することも
可能である。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の平面型光導
波路はコンパクトなサイズで製造される。また、導波路
及び断面の波状変化はシングルの製造工程で造られるの
で、製造コストの低減に有利である。
波路はコンパクトなサイズで製造される。また、導波路
及び断面の波状変化はシングルの製造工程で造られるの
で、製造コストの低減に有利である。
【図１】本発明の実施例による平面型光導波路ノッチフ
ィルタを含んだシリカ光回路を表す斜視図。
ィルタを含んだシリカ光回路を表す斜視図。
【図２】本発明の実施例による平面型光導波路ノッチフ
ィルタを含んだシリカ光回路を表す上面図。
ィルタを含んだシリカ光回路を表す上面図。
【図３】図１のノッチフィルタに使用される対称性波形
断面の数による信号減衰への影響を示すグラフ。
断面の数による信号減衰への影響を示すグラフ。
【図４】図１と図２の平面型導波路の他の実施例を表す
上面図。
上面図。
【図５】図１と図２の平面型導波路の他の実施例を表す
上面図。
上面図。
【図６】図５の平面型導波路を表す断面図。
１ シリカ光回路 ５ 平面型導波路 １０ シリカガラス １５ 基板 ２０、２５ 傾斜部 ３０ 波状部 ２０５ 導波路 ２１０ ヒーター ２２０ 上面 ２３０ 電力源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ハーマン メルヴィン プレスビー アメリカ合衆国、08904 ニュージャージ ー、ハイランド パーク、リンカーン ア ベニュー 467
Claims (24)
- 【請求項１】 第１と第２と第３領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）を
有する平面型導波路（５）を含み、前記第１と第３領域
（Ａ、Ｃ）は第１送信モードで光信号を伝播する構造を
有し、前記第２領域（Ｂ）は前記第１と第３領域（Ａ、
Ｃ）の間に配置され、第１送信モード及び少なくとも１
つの他の送信モードで光信号を伝播する構造を有し、前
記第２領域（Ｂ）は、前記第１領域（Ａ）から前記第３
領域（Ｃ）へ伝播される信号の波長の少なくとも１つの
特定バンドの信号エネルギーが前記第２領域（Ｂ）で前
記第１送信モードから少なくとも１つの他の送信モード
に伝送され、前記第３領域（Ｃ）へ伝播される前記信号
の前記バンドを減衰する構造をさらに有することを特徴
とする平面型導波路ノッチフィルタ（１）。 - 【請求項２】 少なくとも前記第２領域（Ｂ）の一部
は、前記伝送される波長バンドに基づいて、前記導波路
（５）に沿って有効屈折率を周期的に変化させることを
特徴とする請求項１のフィルタ。 - 【請求項３】 前記有効屈折率の変化は、前記導波路
（５）に沿って周期的にその断面積を変えることにより
実現されることを特徴とする請求項２のフィルタ。 - 【請求項４】 前記導波路（５）に沿って形成された波
状部（３０）は、前記導波路（５）の断面積の変化を提
供されることを特徴とする請求項３のフィルタ。 - 【請求項５】 導波路の前記第２領域の少なくとも一部
は、矩形の断面を有し、前記波状部（３０）は前記導波
路（５）の少なくとも片側に沿って形成されることを特
徴とする請求項４のフィルタ。 - 【請求項６】 前記波状部（３０）は、前記導波路
（５）の片側に沿って形成されることを特徴とする請求
項５のフィルタ。 - 【請求項７】 前記波状部（３０）は、前記導波路
（５）の両側に沿って形成されることを特徴とする請求
項５のフィルタ。 - 【請求項８】 前記波状部（３０）は、共通の高さを有
することを特徴とする請求項５のフィルタ。 - 【請求項９】 少なくとも１つの前記波状部（３０）
は、他の前記波状部（３０）と異なる高さを有すること
を特徴とする請求項５のフィルタ。 - 【請求項１０】 前記波状部（３０）は、０．５μｍか
ら１．０μｍまでの高さを有することを特徴とする請求
項４のフィルタ。 - 【請求項１１】 導波路（５）の片側にある前記波状部
（３０）の数は、５から３５の範囲にあることを特徴と
する請求項４のフィルタ。 - 【請求項１２】 前記導波路（５）の前記第２領域
（Ｂ）の少なくとも一部は、導波路の前記第１と第３領
域（Ａ、Ｃ）よりも大きい特定の断面積を有することを
特徴とする請求項１のフィルタ。 - 【請求項１３】 前記導波路（５）は、前記第１と前記
第２領域（Ａ、Ｂ）、及び前記第２と前記３領域（Ｂ、
Ｃ）の間に断熱傾斜部（２０、２５）を有することを特
徴とする請求項１２のフィルタ。 - 【請求項１４】 前記第２領域（Ｂ）の少なくとも一部
は、導波路の前記第１と第３領域（Ａ、Ｃ）の屈折率よ
りも大きい相対屈折率を有することを特徴とする請求項
１のフィルタ。 - 【請求項１５】 前記第２領域（Ｂ）の前記一部は、前
記第１と第３領域（Ａ、Ｃ）の断面積と等しい断面積を
有することを特徴とする請求項１４のフィルタ。 - 【請求項１６】 少なくとも１つのヒーター要素（２１
０）をさらに含み、このヒーター要素は第２領域（Ｂ）
に近接し、第１と第２と第３領域（Ａ、Ｂ、Ｃ）は同じ
屈折率を有するよう製造され、前記ヒーター要素は前記
第２領域（Ｂ）を加熱して前記第２領域（Ｂ）の相対屈
折率を増加させることを特徴とする請求項１４のフィル
タ。 - 【請求項１７】 前記フィルタは、シリカ光回路（１）
であることを特徴とする請求項１のフィルタ。 - 【請求項１８】 複数個接続される請求項１のフィルタ
（１）からなることを特徴とする光バンド拒絶フィル
タ。 - 【請求項１９】 光信号を、第１送信モードで平面型導
波路（５）の第１シングルモード領域（Ａ）を通って前
記導波路（５）の多重モード領域に送信する送信ステッ
プと、 少なくとも１つの波長のバンドにある前記信号のエネル
ギーを、前記第２領域（Ｂ）で前記第１送信モードから
少なくとも１つの他の高次送信モードに伝送し、前記伝
送により、前記第２領域（Ｂ）に前記第１送信モードで
伝送される前記信号の部分が減衰する伝送ステップと、 前記第１送信モードで伝播される前記減衰部分を有する
前記信号を、信号伝播しない前記導波路（５）の第２シ
ングルモード領域（Ｂ）に前記高次モードで輸送する輸
送ステップとからなることを特徴とする光信号のノッチ
フィルタ処理の方法。 - 【請求項２０】 前記高次送信モードで伝播される前記
入力信号を少なくとも１つの輻射モードに伝送するステ
ップをさらに含むことを特徴とする請求項１９の方法。 - 【請求項２１】 前記高次送信モードは、前記第１送信
モードに最も近い高次送信モードであることを特徴とす
る請求項２０の方法。 - 【請求項２２】 前記高次送信モードは、前記第１送信
モードより２番目の高次送信モードであることを特徴と
する請求項２０の方法。 - 【請求項２３】 前記伝送ステップは、有効屈折率が前
記導波路（５）に沿って周期的に変化する少なくとも一
部の第２領域（Ｂ）を提供することにより行われること
を特徴とする請求項２０の方法。 - 【請求項２４】 前記有効屈折率の変化は、前記導波路
（５）に沿ってその断面積を周期的に変えることにより
提供されることを特徴とする請求項２０の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/704341 | 1996-08-27 | ||
| US08/704,341 US5796906A (en) | 1996-08-27 | 1996-08-27 | Optical planar waveguide notch filters |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1082920A true JPH1082920A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=24829072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9229437A Pending JPH1082920A (ja) | 1996-08-27 | 1997-08-26 | 平面型光導波路ノッチフィルタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5796906A (ja) |
| EP (1) | EP0826988A3 (ja) |
| JP (1) | JPH1082920A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009230140A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Nitto Denko Corp | 光導波路、光導波路センサー、光導波路を形成する方法、及び光導波路センサーを形成する方法 |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6047096A (en) * | 1997-03-07 | 2000-04-04 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson | Optical device |
| WO1999063375A1 (en) * | 1998-06-04 | 1999-12-09 | California Institute Of Technology | Optical devices based on energy transfer between different modes in optical waveguide |
| KR100342191B1 (ko) | 1999-03-11 | 2002-06-27 | 윤종용 | 미소굴곡에 의한 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법 |
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| US7251406B2 (en) * | 2000-12-14 | 2007-07-31 | Shipley Company, L.L.C. | Optical waveguide termination with vertical and horizontal mode shaping |
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| AU2002250324A1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-10-03 | Cidra Corporation | Thermally diffused multi-core waveguide |
| KR20030031689A (ko) * | 2001-10-15 | 2003-04-23 | 엘지전자 주식회사 | 광증폭기의 이득평탄화 장치 |
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| US6657518B1 (en) * | 2002-06-06 | 2003-12-02 | Raytheon Company | Notch filter circuit apparatus |
| US6868222B2 (en) * | 2002-07-01 | 2005-03-15 | Agilent Technologies, Inc. | Optical attenuator using a perturbation element with a multi-mode waveguide |
| FR2857104B1 (fr) * | 2003-07-03 | 2005-11-11 | Silios Technologies | Filtre en longueur d'onde comportant plusieurs cellules composees du meme materiau |
| US7454111B2 (en) * | 2003-08-28 | 2008-11-18 | Nec Corporation | Optical device of waveguide type and its production method |
| US7440180B2 (en) * | 2004-02-13 | 2008-10-21 | Tang Yin S | Integration of rare-earth doped amplifiers into semiconductor structures and uses of same |
| US7519257B2 (en) | 2004-11-24 | 2009-04-14 | Cornell Research Foundation, Inc. | Waveguide structure for guiding light in low-index material |
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|---|---|---|---|---|
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| FR2285623A1 (fr) * | 1974-09-20 | 1976-04-16 | Max Planck Gesellschaft | Dispositif auto-formateur d'images, comportant un guide d'ondes |
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| US4749248A (en) * | 1985-11-06 | 1988-06-07 | American Telephone And Telegraph Company At&T Bell Laboratories | Device for tapping radiation from, or injecting radiation into, single made optical fiber, and communication system comprising same |
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| NL9301656A (nl) * | 1993-09-24 | 1995-04-18 | Nederland Ptt | Geintegreerde optische polarisatie-omzetter met versterkte periodieke koppeling. |
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-
1996
- 1996-08-27 US US08/704,341 patent/US5796906A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-19 EP EP97306297A patent/EP0826988A3/en not_active Ceased
- 1997-08-26 JP JP9229437A patent/JPH1082920A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0826988A3 (en) | 1999-01-27 |
| US5796906A (en) | 1998-08-18 |
| EP0826988A2 (en) | 1998-03-04 |
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