JPH11231156A - Dispersion compensating device - Google Patents

Dispersion compensating device

Info

Publication number
JPH11231156A
JPH11231156A JP10037591A JP3759198A JPH11231156A JP H11231156 A JPH11231156 A JP H11231156A JP 10037591 A JP10037591 A JP 10037591A JP 3759198 A JP3759198 A JP 3759198A JP H11231156 A JPH11231156 A JP H11231156A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
temperature
connection
dispersion compensator
diffraction grating
Prior art date
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
Application number
JP10037591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Tsuda
裕之 津田
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
Toshio Watanabe
俊夫 渡辺
Naoki Oba
直樹 大庭
Katsunari Okamoto
勝就 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP10037591A priority Critical patent/JPH11231156A/en
Publication of JPH11231156A publication Critical patent/JPH11231156A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dispersion compensating device which is small-sized and has high precision by controlling the temperature of a temperature control part and compensating the dispersion of a super high-rate light signal up to dispersion of higher order. SOLUTION: This device consists of an array waveguide diffraction grating 103, an array waveguide diffraction grating 105, one input waveguide 102 which guides light to the array waveguide circuit diffraction grating 103, connection waveguides 104 which connect the array waveguide diffraction gratings 103 and 105, one output waveguide 106 which guides light from the array waveguide diffraction grating 105, a temperature control part, and a temperature control circuit which controls the temperature of the temperature control part. Then light after frequency dispersion by the spectral diffracting function of the array waveguide diffraction grating 103 at specific temperature is distributed to the connection waveguides 104. So that the loss of a connection from a slave waveguide 103b to the connection waveguide 104 so as to be small, monochromatic light is made incident on the input optical waveguide 102 and the moke ratio of the connection waveguides 104 is set to 60:40.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速の光信号の伝
送路中での波形歪みを等化する分散補償装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dispersion compensator for equalizing waveform distortion in a transmission path of a high-speed optical signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】超高速の光伝送装置において、伝送距離
を制限する第1の要因は、光ファイバ中の群速度分散に
よる波形の歪みである。伝送路の分散特性は、環境温度
の変化、経時的な材質や被覆の変化によって生じる。ま
た、この伝送路の分散特性は、伝送装置の支障切り替え
に付随して別の光ファイバに切り替える場合にも変化す
る。あるいは、信号光の感受する分散値は、光ファイバ
の分散に変化が無くとも、光源波長やフィルタ特性の変
化によっても、変化する。一般に用いられている分散の
少ない分散シフト光ファイバでも、±1ps/nm/k
m程度の2次分散があるので、80kmの伝送区間で
は、±80ps/nmの分散となる。20Gbit/s
でパルス幅10psの信号光の光帯域は約1nmである
ので、最大80ps程度のパルス広がりを生じる。とこ
ろが、20Gbit/s信号のタイムスロットは50p
sであるから、多大な符号間干渉が生じてきて、大きな
誤りが生じる。このため、超高速の伝送装置では、伝送
路の分散を補償(等化)する装置が不可欠である。さら
に、3次の高次分散は、分散シフトファイバにおいて、
0.07ps/nm2 /km程度であり、5ps程度以
下のパルスを零分散波長近傍において長距離伝送に利用
した場合、支配的な波形歪みの原因となる。
2. Description of the Related Art In an ultrahigh-speed optical transmission device, the first factor that limits the transmission distance is waveform distortion due to group velocity dispersion in an optical fiber. The dispersion characteristic of the transmission line is caused by a change in environmental temperature and a change in material and coating over time. The dispersion characteristic of the transmission line also changes when switching to another optical fiber accompanying the switching of the transmission device. Alternatively, the dispersion value perceived by the signal light also changes due to a change in the wavelength of the light source or a change in the filter characteristics, even if the dispersion of the optical fiber does not change. Even a commonly used dispersion-shifted optical fiber having a small dispersion can be used for ± 1 ps / nm / k.
Since there is a secondary dispersion of about m, the dispersion becomes ± 80 ps / nm in a transmission section of 80 km. 20Gbit / s
Since the optical band of the signal light having a pulse width of 10 ps is about 1 nm, a pulse spread of a maximum of about 80 ps occurs. However, the time slot of a 20 Gbit / s signal is 50 p.
Because of s, a great deal of intersymbol interference occurs and a large error occurs. For this reason, a device for compensating (equalizing) the dispersion of a transmission line is indispensable for an ultra-high-speed transmission device. Furthermore, third-order higher-order dispersion is
It is about 0.07 ps / nm 2 / km, and when a pulse of about 5 ps or less is used for long-distance transmission near the zero-dispersion wavelength, it causes a dominant waveform distortion.

【0003】従来の技術として、図16に示すような装
置がある。この装置では、二つのアレイ導波路回折格子
201および202間を複数の接続導波路203で接続
し、導波路203の各々の屈折率を任意に制御する。な
お、図中、204は温度制御部(ヒータ等)、205は
電気配線、206は制御回路である。アレイ導波路回折
格子201、202は、入力用導波路に入射された信号
を構成周波数成分に分光する機能を持ち、従来より波長
分割多重通信への適用が行われている。すなわち、アレ
イ導波路回折格子201、202の分光機能により、接
続導波路203の各々には周波数分解された信号光が入
射される。信号光が分散を持つ伝送路等を伝送すると、
中心周波数をν0 とすると中心周波数に対して次式に示
す移送変化δφ(ν)を受け、波形が歪む。
As a conventional technique, there is an apparatus as shown in FIG. In this device, the two arrayed waveguide diffraction gratings 201 and 202 are connected by a plurality of connection waveguides 203, and the refractive index of each of the waveguides 203 is arbitrarily controlled. In the figure, reference numeral 204 denotes a temperature control unit (such as a heater), 205 denotes electric wiring, and 206 denotes a control circuit. The arrayed waveguide gratings 201 and 202 have a function of dispersing a signal incident on an input waveguide into constituent frequency components, and have been conventionally applied to wavelength division multiplex communication. That is, due to the spectral function of the arrayed waveguide diffraction gratings 201 and 202, frequency-resolved signal light is incident on each of the connection waveguides 203. When signal light is transmitted through a transmission line with dispersion,
Assuming that the center frequency is ν 0 , the center frequency undergoes a transfer change δφ (ν) shown by the following equation, and the waveform is distorted.

【0004】[0004]

【数5】 (Equation 5)

【0005】ここで、周波数に対して1次の項は時間軸
上での波形のシフトに対応し歪みには影響しない。伝送
で問題となるのは、主として2次および3次の項であ
る。従来の技術において、各接続導波路203の屈折
率、すなわち位相を独立に制御して、近似的に歪みを補
正する逆の位相変化δφc (p)を与えることができ
る。
Here, the first-order term with respect to the frequency corresponds to the shift of the waveform on the time axis and does not affect the distortion. What matters in transmission is mainly the second and third order terms. In the related art, the refractive index, that is, the phase of each connection waveguide 203 can be independently controlled to give an opposite phase change δφ c (p) for approximately correcting distortion.

【0006】[0006]

【数6】 (Equation 6)

【0007】周波数分解能が十分に高ければ、δφ
(ν)=−δφc (νp )となり、分散補償を行うこと
ができる。ここで、pは二つのアレイ導波路回折格子2
01、202を接続する接続導波路203の番号で、中
心周波数に対応する導波路の番号を0として周波数の高
い側を+、低い側を−としたものである。
If the frequency resolution is sufficiently high, δφ
(Ν) = − δφ cp ), and dispersion compensation can be performed. Here, p is two array waveguide diffraction gratings 2
The number of the connection waveguide 203 that connects 01 and 202 is such that the number of the waveguide corresponding to the center frequency is 0, and the higher frequency side is + and the lower frequency side is-.

【0008】しかしながら、従来の技術には、以下に示
す問題があった。
However, the conventional technique has the following problems.

【0009】(i)接続導波路203の各々の位相を独
立に制御するため、電極の構成が複雑になる。
(I) Since the phases of the connection waveguides 203 are independently controlled, the configuration of the electrodes becomes complicated.

【0010】(ii)導波路203の各々の位相を独立に
制御するため、制御が複雑になる。
(Ii) Since each phase of the waveguide 203 is independently controlled, the control becomes complicated.

【0011】(iii )外部温度変化に応じて、導波路2
03の各々の屈折率を変化させる必要がある。
(Iii) In accordance with a change in external temperature, the waveguide 2
03 need to be changed.

【0012】(iv)信号光の中心周波数変化に応じて、
導波路203の各々の屈折率を変化させる必要がある。
(Iv) In response to a change in the center frequency of the signal light,
It is necessary to change the refractive index of each of the waveguides 203.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述のよう
な背景の下になされたもので、制御が容易で、かつ外部
温度変化に対して影響が少なく、超高速光信号の分散補
償を高次の分散まで行うことができる、小型で高精度な
分散補償装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made under the above-mentioned background, and is easy to control, has little effect on external temperature changes, and has a method for compensating dispersion of an ultra-high-speed optical signal. It is an object of the present invention to provide a small and high-precision dispersion compensator capable of performing high-order dispersion.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の分散補償装置は、アレイ導波路回折格子
を用いた分散補償装置であって、第1のアレイ導波路回
折格子と、第2のアレイ導波路回折格子と、第1のアレ
イ導波路回折格子へ光を導波する1本の入力用導波路
と、第1および第2のアレイ導波路回折格子を接続する
複数の接続導波路と、第2のアレイ導波路回折格子から
光を導波する1本の出力用導波路と、温度制御部と、該
温度制御部の温度を制御する温度制御回路と、からなる
ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a dispersion compensator according to the present invention is a dispersion compensator using an arrayed waveguide diffraction grating. A second arrayed waveguide grating, one input waveguide for guiding light to the first arrayed waveguide grating, and a plurality of connecting waveguides for connecting the first and second arrayed waveguide gratings. A connection waveguide; one output waveguide for guiding light from the second arrayed waveguide diffraction grating; a temperature control unit; and a temperature control circuit for controlling the temperature of the temperature control unit. It is characterized by.

【0015】また、本発明の他の分散補償装置は、アレ
イ導波路回折格子を用いた分散補償装置であって、アレ
イ導波路回折格子と、前記アレイ導波路回折格子へ光を
導波する1本の入出力用導波路と、反射ミラーと、前記
アレイ導波路回折格子と前記反射ミラーを接続する複数
の接続導波路と、温度制御部と、該温度制御部の温度を
制御する温度制御回路と、からなることを特徴とする。
Further, another dispersion compensating device of the present invention is a dispersion compensating device using an arrayed waveguide diffraction grating. The dispersion compensating device includes an arrayed waveguide diffraction grating and a waveguide for guiding light to the arrayed waveguide diffraction grating. A waveguide for input / output, a reflection mirror, a plurality of connection waveguides for connecting the arrayed waveguide diffraction grating and the reflection mirror, a temperature control unit, and a temperature control circuit for controlling the temperature of the temperature control unit And characterized by the following.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】前述のように、本発明の請求項1
の分散補償装置は、アレイ導波路回折格子を用いた分散
補償装置において、第1のアレイ導波路回折格子と、第
2のアレイ導波路回折格子と、第1のアレイ導波路回折
格子へ光を導波する1本の入力用導波路と、第1および
第2のアレイ導波路回折格子を接続する複数の接続導波
路と、第2のアレイ導波路回折格子から光を導波する1
本の出力用導波路と、温度制御部と、該温度制御部の温
度を制御する温度制御回路と、からなることを特徴とす
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As described above, the first aspect of the present invention is as follows.
Is a dispersion compensator using an arrayed waveguide diffraction grating, wherein light is transmitted to a first arrayed waveguide diffraction grating, a second arrayed waveguide diffraction grating, and a first arrayed waveguide diffraction grating. One input waveguide for guiding, a plurality of connecting waveguides for connecting the first and second arrayed waveguide gratings, and 1 for guiding light from the second arrayed waveguide grating
It is characterized by comprising an output waveguide of the present invention, a temperature control unit, and a temperature control circuit for controlling the temperature of the temperature control unit.

【0017】また、本発明の他の構成の分散補償装置で
ある請求項2の分散補償装置は、アレイ導波路回折格子
を用いた分散補償装置において、アレイ導波路回折格子
と、前記アレイ導波路回折格子へ光を導波する1本の入
出力用導波路と、反射ミラーと、前記アレイ導波路回折
格子と前記反射ミラーを接続する複数の接続導波路と、
温度制御部と、該温度制御部の温度を制御する温度制御
回路と、からなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a dispersion compensating apparatus using an arrayed waveguide diffraction grating, wherein the arrayed waveguide diffraction grating comprises: One input / output waveguide for guiding light to the diffraction grating, a reflection mirror, and a plurality of connection waveguides for connecting the arrayed waveguide diffraction grating and the reflection mirror;
It is characterized by comprising a temperature control section and a temperature control circuit for controlling the temperature of the temperature control section.

【0018】本発明の請求項3の分散補償装置は、前記
請求項1の分散補償装置において、前記複数の接続導波
路の中心からp番目(pを整数として反対側は−p番目
と数える)の導波路長をLp 、前記導波路内での温度T
に依存する信号光波長をλeff (T)とすると、ある基
準温度T0 において、
According to a third aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein p-th (where p is an integer, the opposite side is counted as -p-th) from the center of the plurality of connecting waveguides. Is the waveguide length of L p and the temperature T in the waveguide.
When the signal light wavelength that depends on the λ eff (T), at a certain reference temperature T 0,

【0019】[0019]

【数7】 (Equation 7)

【0020】を満たすことを特徴とする。It is characterized by satisfying.

【0021】本発明の請求項4の分散補償装置は、前記
請求項2の分散補償装置において、前記複数の接続導波
路の中心からp番目(pを整数として反対側は−p番目
と数える)の導波路長をLp 、前記導波路内での温度T
に依存する信号光波長をλeff (T)とすると、
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to the second aspect, wherein the p-th number is counted from the center of the plurality of connection waveguides (p is an integer and the opposite side is counted as -p-th). Is the waveguide length of L p and the temperature T in the waveguide.
Let λ eff (T) be the signal light wavelength that depends on

【0022】[0022]

【数8】 (Equation 8)

【0023】を満たすことを特徴とする。It is characterized by satisfying.

【0024】本発明の請求項5の分散補償装置は、前記
請求項1または2の分散補償装置において、前記各接続
導波路が二つの異なる温度依存係数を持つ導波路部分か
ら構成されていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to the first or second aspect, wherein each of the connecting waveguides comprises two waveguide portions having different temperature-dependent coefficients. It is characterized by.

【0025】本発明の請求項6の分散補償装置は、前記
請求項1ないし5のいずれかの分散補償装置において、
前記温度制御部が、前記導波路全体の温度を制御するペ
ルチェ素子と、温度計とから構成されていることを特徴
とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to any one of the first to fifth aspects.
The temperature control unit includes a Peltier element that controls the temperature of the entire waveguide, and a thermometer.

【0026】本発明の請求項7の分散補償装置は、前記
請求項1ないし5のいずれかの分散補償装置において、
前記温度制御部が、前記接続導波路全体を均一に加熱す
るヒータから構成されていることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein
The temperature control unit may include a heater that uniformly heats the entire connection waveguide.

【0027】本発明の請求項8の分散補償装置は、前記
請求項1または2の分散補償装置において、前記温度制
御部が前記各接続導波路に設けられたヒータであり、前
記各ヒータが直列に接続されていることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, in the dispersion compensating apparatus of the first or second aspect, the temperature controller is a heater provided in each of the connection waveguides, and each of the heaters is connected in series. Is connected to the terminal.

【0028】本発明の請求項9の分散補償装置は、前記
請求項8の分散補償装置において、
According to a ninth aspect of the present invention, in the dispersion compensating apparatus of the eighth aspect,

【0029】[0029]

【外3】 [Outside 3]

【0030】中心からp番目(pを整数として反対側は
−p番目と数える)の導波路において、
In the p-th waveguide from the center (where p is an integer and the opposite side is counted as -p-th),

【0031】[0031]

【数9】 (Equation 9)

【0032】であることを特徴とする。It is characterized by the following.

【0033】本発明の請求項10の分散補償装置は、前
記請求項1または2の分散補償装置において、前記温度
制御部が前記各接続導波路に設けられたヒータであり、
前記各ヒータが並列に接続されていることを特徴とす
る。
According to a tenth aspect of the present invention, in the dispersion compensating apparatus according to the first or second aspect, the temperature controller is a heater provided in each of the connection waveguides.
The heaters are connected in parallel.

【0034】本発明の請求項11の分散補償装置は、前
記請求項10に記載の分散補償装置において、
The dispersion compensator according to claim 11 of the present invention is the dispersion compensator according to claim 10, wherein

【0035】[0035]

【外4】 [Outside 4]

【0036】中心からp番目(pを整数として反対側は
−p番目と数える)の導波路において、
In the p-th waveguide from the center (where p is an integer and the opposite side is counted as -p-th),

【0037】[0037]

【数10】 (Equation 10)

【0038】であることを特徴とする。It is characterized by the following.

【0039】本発明の請求項12の分散補償装置は、前
記請求項8ないし11のいずれかの分散補償装置におい
て、さらに直列ないし並列に接続されたヒータが複数設
けられていることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to any one of the eighth to eleventh aspects, further comprising a plurality of heaters connected in series or in parallel. .

【0040】本発明の請求項13の分散補償装置は、前
記請求項1から12のいずれかに記載の分散補償装置で
あって、前記複数の接続導波路を、該複数の接続導波路
の中で隣接する複数の接続導波路を組として、s組(s
≧2)の接続導波路群に分割した場合、各々の接続導波
路群の中心の導波路に対して、前記請求項1ないし12
のそれぞれに記載の導波路長およびヒータ長が規定され
ることを特徴とする。
A dispersion compensator according to a thirteenth aspect of the present invention is the dispersion compensator according to any one of the first to twelfth aspects, wherein the plurality of connection waveguides are arranged in the plurality of connection waveguides. S group (s)
When the connection waveguide group is divided into ≧ 2), the waveguides at the center of each of the connection waveguide groups are described.
The length of the waveguide and the length of the heater described in each of the above are defined.

【0041】本発明の請求項14の分散補償装置は、前
記請求項1ないし13のいずれかの分散補償装置におい
て、前記アレイ導波路回折格子のアレイ導波路部の屈折
率を制御するためのアレイ導波路加熱用ヒータと、該ヒ
ータを制御するアレイ導波路温度制御回路とを、さらに
持つことを特徴とする。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided the dispersion compensating apparatus according to any one of the first to thirteenth aspects, wherein the array compensating apparatus controls the refractive index of the arrayed waveguide portion of the arrayed waveguide diffraction grating. It is characterized by further having a waveguide heating heater and an arrayed waveguide temperature control circuit for controlling the heater.

【0042】本発明の請求項15の分散補償装置は、前
記請求項1ないし13のいずれかの分散補償装置におい
て、前記アレイ導波路回折格子のアレイ導波路の各々の
導波路が、温度定数の異なる二つの導波路から構成され
ることを特徴とする。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the dispersion compensator according to any one of the first to thirteenth aspects, each waveguide of the arrayed waveguide of the arrayed waveguide grating has a temperature constant. It is characterized by being composed of two different waveguides.

【0043】[0043]

【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。なお、以下の角実施例を説明する図面におい
て、同一もしくは類似の構成要素には、同一符号を付し
て説明を簡略化する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings describing the following embodiments, the same or similar components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be simplified.

【0044】(実施例1)図1に本発明の第1の実施例
を示す。図中、101は基板、102は入力用光導波
路、103は第1のアレイ導波路回折格子、105は第
2のアレイ導波路回折格子、104は前記第1および第
2のアレイ導波路回折格子103および105を接続す
る接続光導波路、106は出力用光導波路であり、10
3aはアレイ導波路回折格子103のアレイ導波路部、
103bは前記回折格子103を構成しているスラブ導
波路である。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. In the drawing, 101 is a substrate, 102 is an input optical waveguide, 103 is a first arrayed waveguide grating, 105 is a second arrayed waveguide grating, and 104 is the first and second arrayed waveguide gratings. A connection optical waveguide for connecting 103 and 105, 106 is an output optical waveguide, and 10
3a is an array waveguide portion of the array waveguide diffraction grating 103,
103b is a slab waveguide constituting the diffraction grating 103.

【0045】図2に、接続導波路104の番号付けの説
明図を示す。接続導波路104の本数をNx本とし、中
心の導波路を0番として、順に−Nx/2,…,−3,
−2,−1,0,1,2,3,…,Nx/2とする。こ
こでは、説明の便宜上、導波路本数を奇数とするが、偶
数であっても良い。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the numbering of the connection waveguide 104. The number of connection waveguides 104 is Nx, the center waveguide is number 0, and -Nx / 2,.
−2, −1, 0, 1, 2, 3,..., Nx / 2. Here, for convenience of explanation, the number of waveguides is assumed to be an odd number, but may be an even number.

【0046】また、図3に、この第1の実施例装置の実
装図を示す。図中、107はヒートシンク、108は光
ファイバ、109はサーミスタ、110はペルチェ素
子、111は温度制御回路である。
FIG. 3 shows a mounting diagram of the device of the first embodiment. In the figure, 107 is a heat sink, 108 is an optical fiber, 109 is a thermistor, 110 is a Peltier element, and 111 is a temperature control circuit.

【0047】前記アレイ導波路回折格子103および1
05は、ガラス材料、半導体材料、および有機材料で製
作することができるが、この第1の実施例では、アレイ
導波路回折格子全体の温度変化を利用するため、材料の
温度定数の大きい有機材料あるいは半導体材料が適して
いる。
The array waveguide diffraction gratings 103 and 1
05 can be made of a glass material, a semiconductor material, and an organic material. In the first embodiment, since the temperature change of the entire arrayed waveguide diffraction grating is used, the organic material having a large temperature constant is used. Alternatively, semiconductor materials are suitable.

【0048】図4に、本実施例を有機材料で構成した場
合の光導波路部の断面形状を示す。112はシリコン基
板、113はクラッド、114はコアである。クラッド
113とコア114は、互いに組成が異なるシリコーン
樹脂を用いた。この光導波路の製作方法は、次の通りで
ある。
FIG. 4 shows a cross-sectional shape of the optical waveguide portion when this embodiment is made of an organic material. 112 is a silicon substrate, 113 is a clad, and 114 is a core. For the clad 113 and the core 114, silicone resins having different compositions from each other were used. The manufacturing method of this optical waveguide is as follows.

【0049】まず、クラッド用シリコーン樹脂をスピン
コート法によりシリコン基板112上に塗布して成膜し
た。クラッド用シリコーン樹脂は、シリコン原子に結合
するアルキル基が、C65 (フェニル)基またはCH
3 (メチル)基として、そのモル比が、55:45にな
るようにした。また、膜厚が20μmとなるようにスピ
ンコータの回転数を調整した。形成した薄膜は、200
℃で2時間加熱することにより硬化し、下部クラッド層
とした。
First, a silicone resin for cladding was applied on the silicon substrate 112 by spin coating to form a film. In the silicone resin for cladding, an alkyl group bonded to a silicon atom has a C 6 H 5 (phenyl) group or CH.
3 The molar ratio of the (methyl) group was adjusted to 55:45. Further, the rotation speed of the spin coater was adjusted so that the film thickness became 20 μm. The formed thin film is 200
This was cured by heating at 2 ° C. for 2 hours to form a lower cladding layer.

【0050】次いで、この上にコア用シリコーン樹脂を
8μm厚となる条件で成膜した。コア用シリコーン樹脂
は、シリコン原子に結合するアルキル基が、C65
(フェニル)基またはCH3 (メチル)基として、その
モル比が、60:40になるようにした。200℃で2
時間で硬化した。続いて、スパッタリングにより銅薄膜
を堆積し、フォトリソグラフィーとイオンミリングによ
り、アレイ導波路回折格子マスクパタンを形成した。さ
らに、反応性イオンエッチングにより、マスクパタン以
外の部分のコア層を除去し、幅8μm、高さ8μmの矩
形のコアリッジを形成した。
Next, a film of a silicone resin for a core was formed thereon under the condition of a thickness of 8 μm. In the silicone resin for the core, the alkyl group bonded to the silicon atom has C 6 H 5
The molar ratio of the (phenyl) group or CH 3 (methyl) group was adjusted to 60:40. 2 at 200 ° C
Cured in time. Subsequently, a copper thin film was deposited by sputtering, and an arrayed waveguide diffraction grating mask pattern was formed by photolithography and ion milling. Further, the core layer other than the mask pattern was removed by reactive ion etching to form a rectangular core ridge having a width of 8 μm and a height of 8 μm.

【0051】前記エッチングマスクを除去した後、この
上にクラッド用シリコーン樹脂を塗布し、下部クラッド
を形成した場合と同様に硬化して、コア・クラッド構造
からなる埋め込み型チャネル光導波路を形成した。上部
クラッドの厚さは、コア上面から10μmとなるように
した。
After removing the etching mask, a silicone resin for cladding was applied thereon and cured as in the case of forming the lower clad to form a buried channel optical waveguide having a core / clad structure. The thickness of the upper clad was 10 μm from the upper surface of the core.

【0052】図2に示した接続用導波路104は、以下
に示す式を満たす長さに設定されている。中心からp番
の導波路長をLp 、導波路内での温度Tに依存する信号
光波長をλeff (T)とすると、ある基準温度T0 にお
いて以下の式を満たす。
The connection waveguide 104 shown in FIG. 2 is set to a length satisfying the following equation. Assuming that the length of the p-th waveguide from the center is L p and the signal light wavelength dependent on the temperature T in the waveguide is λ eff (T), the following expression is satisfied at a certain reference temperature T 0 .

【0053】[0053]

【数11】 [Equation 11]

【0054】式中、neff (T)は温度Tに依存する導
波路の等価屈折率、cは光速度、ν0 は信号光の中心波
長である。
In the equation, n eff (T) is the equivalent refractive index of the waveguide depending on the temperature T, c is the light speed, and v 0 is the center wavelength of the signal light.

【0055】温度T0 においてアレイ導波路回折格子1
03の分光機能により周波数分解された光は、各々の接
続導波路104に分配される。スラブ導波路103bか
ら接続導波路104への接続での損失が少なくなるよう
に、接続導波路104のモードフィールド径と、単色光
を入力用光導波路102へ入射して接続導波路104の
入り口に結像した像のモードフィールド径が十分異なる
ように設定すると良い。特に、平坦な透過特性を得るた
めに、接続導波路104のモードフィールド径よりも、
接続導波路104の入口に結像するモードフィールド径
を大きくするのが良い。p番目の接続導波路に入射する
光の中心周波数νcpは、次式で示される。
At the temperature T 0 , the arrayed waveguide diffraction grating 1
The light frequency-resolved by the spectroscopic function 03 is distributed to each connection waveguide 104. The mode field diameter of the connection waveguide 104 and the monochromatic light are input to the input optical waveguide 102 to reduce the loss in the connection from the slab waveguide 103b to the connection waveguide 104, and to the entrance of the connection waveguide 104. It is preferable to set the mode field diameters of the formed images to be sufficiently different. In particular, in order to obtain flat transmission characteristics, the mode field diameter of the connection waveguide 104 is smaller than the mode field diameter.
It is preferable to increase the mode field diameter formed at the entrance of the connection waveguide 104. The center frequency ν cp of light incident on the p-th connection waveguide is represented by the following equation.

【0056】[0056]

【数12】 (Equation 12)

【0057】アレイ導波路回折格子103のアレイ導波
路部103aの各導波路の光路差を適当に設計すれば、
νc0=ν0 となるようにアレイ導波路回折格子103を
製作することが可能である。本実施例は特に2次分散補
償を容易に行うことができるので、2次分散補償の方法
について説明する。(α=2)中心導波路の出射光の位
相に対する各導波路からの出力光の位相φrel は次式で
示される。
If the optical path difference of each waveguide of the array waveguide portion 103a of the array waveguide diffraction grating 103 is appropriately designed,
It is possible to manufacture the arrayed waveguide grating 103 such that ν c0 = ν 0 . In the present embodiment, the second-order dispersion compensation can be particularly easily performed. (Α = 2) The phase φ rel of the output light from each waveguide with respect to the phase of the output light from the center waveguide is expressed by the following equation.

【0058】[0058]

【数13】 (Equation 13)

【0059】すなわち、温度T0 の場合、各導波路から
の出射光の位相差は2πの整数倍となり、本実施例の系
は2次分散=0で出射光の波形は変化しない。温度を変
えた場合の位相の変化を、図5に示す。中心周波数の温
度依存性を考慮して、(6)式を次のように書き換える
ことができる。
That is, in the case of the temperature T 0 , the phase difference of the light emitted from each waveguide is an integral multiple of 2π, and in the system of this embodiment, the secondary dispersion = 0 and the waveform of the emitted light does not change. FIG. 5 shows a change in phase when the temperature is changed. Considering the temperature dependence of the center frequency, equation (6) can be rewritten as follows.

【0060】[0060]

【数14】 [Equation 14]

【0061】式中、Δνは隣接する導波路の中心周波数
差である。この(7)式において、周波数に対して1次
以下の項は波形の歪みに影響がないので、(7)式の2
次の項のみを取り出すと、
In the equation, Δν is the center frequency difference between adjacent waveguides. In this equation (7), terms of first order or less with respect to frequency do not affect waveform distortion.
Extracting only the following terms,

【0062】[0062]

【数15】 (Equation 15)

【0063】となる。すなわち、温度を変化させ、
(1)式におけるβに対して、
Is obtained. That is, by changing the temperature,
For β in equation (1),

【0064】[0064]

【数16】 (Equation 16)

【0065】となるように温度を制御すれば、2次分散
補償を行うことができる。
By controlling the temperature so as to satisfy the condition (2), secondary dispersion compensation can be performed.

【0066】本実施例が機能するためには、接続導波路
104における光路差に対して、十分に入射パルスが長
くなければならない。ここで、k=1、pmax =10、
λeff (T0 )=1[μm]とすれば、(3)式より、
光路差による最大実遅延は、0.5psとなる。この遅
延に対してパルス幅が十分に長い場合、すなわち、スペ
クトル幅に対応するパルス幅が5ps程度以上の光パル
スに対して、本実施例は有効である。
For the present embodiment to function, the incident pulse must be sufficiently long with respect to the optical path difference in the connection waveguide 104. Where k = 1, p max = 10,
If λ eff (T 0 ) = 1 [μm], from equation (3),
The maximum actual delay due to the optical path difference is 0.5 ps. This embodiment is effective when the pulse width is sufficiently long with respect to this delay, that is, for an optical pulse whose pulse width corresponding to the spectrum width is about 5 ps or more.

【0067】(実施例2)本発明の第2の実施例のアレ
イ導波路回折格子103のアレイ導波路部103aの構
造を、図6に示す。その他の構成は第1の実施例と同じ
である。本実施例においては、アレイ導波路103が二
つの異なる屈折率温度定数γ1 ,γ2 の導波路から構成
されることを特徴とする。アレイ導波路回折格子103
の中心周波数νc0は、次式で表される。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows a structure of an arrayed waveguide portion 103a of an arrayed waveguide diffraction grating 103 according to a second embodiment of the present invention. Other configurations are the same as those of the first embodiment. The present embodiment is characterized in that the arrayed waveguide 103 is composed of waveguides having two different refractive index temperature constants γ 1 and γ 2 . Array waveguide diffraction grating 103
Center frequency [nu c0 of is expressed by the following equation.

【0068】[0068]

【数17】 [Equation 17]

【0069】式中、δ(narray L)は隣接するアレイ
導波路間の光路差、mは回折次数(整数、>1)であ
る。光路差が温度変化しない条件から次式が得られる。
In the equation, δ (n array L) is an optical path difference between adjacent arrayed waveguides, and m is a diffraction order (integer,> 1). The following equation is obtained from the condition that the optical path difference does not change with temperature.

【0070】[0070]

【数18】 (Equation 18)

【0071】式中、ΔL1 は隣接する導波路で屈折率温
度定数γ1 を持つ導波路部分の長さの差、ΔL2 は隣接
する導波路で屈折率温度定数γ2 を持つ導波路部分の長
さの差である。一般に、有機導波路では屈折率温度定数
が負であるので、右辺には負符号がついている。また、
(11)式をΔL1 とΔL2 を用いて書き直すと、次式
になる。
In the formula, ΔL 1 is the difference in length between adjacent waveguides having a refractive index temperature constant γ 1 , and ΔL 2 is the adjacent waveguide having a refractive index temperature constant γ 2. Is the difference in length. In general, an organic waveguide has a negative refractive index temperature constant, and therefore has a minus sign on the right side. Also,
When the equation (11) is rewritten using ΔL 1 and ΔL 2 , the following equation is obtained.

【0072】[0072]

【数19】 [Equation 19]

【0073】(12)および(13)式からΔL1 とΔ
2 が求められる。この場合、中心周波数が変化しない
ので、(7)式におけるδν(T)=0が常に成立す
る。本実施例は、3次以上の分散補償を行う場合に有効
である。(3)式でα=3の場合、中心導波路の出射光
の位相に対する各導波路からの出力光の位相φrel は、
次式で示される。
From equations (12) and (13), ΔL 1 and ΔL 1
L 2 is required. In this case, since the center frequency does not change, δν (T) = 0 in equation (7) always holds. This embodiment is effective when performing third-order or higher dispersion compensation. When α = 3 in the equation (3), the phase φ rel of the output light from each waveguide with respect to the phase of the output light from the center waveguide is:
It is shown by the following equation.

【0074】[0074]

【数20】 (Equation 20)

【0075】(14)式から明らかなように、δν
(T)=0でない場合、温度変化による中心周波数の変
化は、過剰な2次位相変化を生じて波形が歪み、分散補
償ができない。ところが、本実施例では、δν(T)=
0が常に成立するので、(14)式は、
As is clear from equation (14), δν
If (T) is not equal to zero, a change in the center frequency due to a temperature change causes an excessive secondary phase change, distorting the waveform, and making it impossible to perform dispersion compensation. However, in this embodiment, δν (T) =
Since 0 always holds, equation (14) is

【0076】[0076]

【数21】 (Equation 21)

【0077】となり、温度調整により3次位相補償を行
うことができる。
Thus, tertiary phase compensation can be performed by adjusting the temperature.

【0078】(実施例3)本発明の第3の実施例を図7
に示す。本実施例は、接続導波路104部分が二つの異
なる屈折率温度定数γa ,γb の導波路から構成される
ことを特徴とする。前述の第1の実施例では、接続導波
路104の光路長差から最小パルス幅に限界があった。
本実施例はこの欠点を除くことができる。また、接続導
波路104は交差することが許されないので、中心導波
路を外側の導波路よりも長くすることは困難であり、レ
イアウト上、第1の実施例の実施が困難な場合がある。
本実施例では、この欠点も除くことが可能である。
(Embodiment 3) FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
Shown in The present embodiment is characterized in that the connecting waveguide 104 is formed of two waveguides having different refractive index temperature constants γ a and γ b . In the first embodiment described above, there is a limit to the minimum pulse width due to the difference in the optical path length of the connection waveguide 104.
This embodiment can eliminate this disadvantage. In addition, since the connecting waveguides 104 are not allowed to cross, it is difficult to make the center waveguide longer than the outer waveguide, and the layout of the first embodiment may be difficult in some cases.
In this embodiment, this disadvantage can be eliminated.

【0079】屈折率温度定数γa 部分の隣接するp番目
とp+1番目の導波路の長さの差をΔLpa、屈折率温度
定数γb の部分の隣接するp番目とp+1番目の導波路
の長さの差をΔlpb、各々の導波路の実効屈折率をna
およびnb とする。
The difference between the lengths of the adjacent p-th and p + 1-th waveguides in the refractive index temperature constant γ a portion is ΔL pa , and the difference between the adjacent p-th and p + 1-th waveguides in the refractive index temperature constant γ b portion is the difference in length of .DELTA.l pb, the effective refractive index of each waveguide n a
And a n b.

【0080】[0080]

【数22】 (Equation 22)

【0081】各々の導波路(p)に対して、(17)お
よび(18)式が成り立つようにΔLpaとΔLpbを定め
ることは可能である。このとき、次式が恒等的に成立す
る。
For each waveguide (p), it is possible to determine ΔL pa and ΔL pb so that equations (17) and (18) hold. At this time, the following equation is established.

【0082】[0082]

【数23】 (Equation 23)

【0083】(19)式から、中心導波路の出射光の位
相に対する各導波路からの出力光の位相は、次式で示さ
れる。
From the equation (19), the phase of the output light from each waveguide with respect to the phase of the light emitted from the center waveguide is expressed by the following equation.

【0084】[0084]

【数24】 (Equation 24)

【0085】すなわち、温度を制御して、以下の式に示
すように、位相を補償し、制御することが可能である。
That is, by controlling the temperature, the phase can be compensated and controlled as shown in the following equation.

【0086】[0086]

【数25】 (Equation 25)

【0087】本実施例では、(17)式においてj=0
とすれば、接続導波路104間の光路長差が0になり、
接続導波路104内での遅延時間差による波形の歪みが
無くなる。また、jを任意の値とすれば、接続導波路長
をレイアウト容易なように、設定することができる。
In this embodiment, j = 0 in equation (17).
Then, the optical path length difference between the connection waveguides 104 becomes 0,
Waveform distortion due to a delay time difference in the connection waveguide 104 is eliminated. If j is an arbitrary value, the length of the connecting waveguide can be set so that the layout is easy.

【0088】(実施例4)本発明の第4の実施例を図
8、図9に示す。図9にヒータ部の断面図を示す。本実
施例では、接続導波路104に薄膜ヒータ115による
加熱部を設け、接続導波路104内の屈折率を変化させ
て分散制御量を調整する。従来の技術と異なり、独立の
制御を行わず、ヒータ115を直列に接続する。このた
め、配線が簡略化されると共に制御が容易になる。ヒー
タ115による局所加熱が必要であるので本実施例に
は、熱伝導係数の小さいガラス材料あるいは有機材料で
製作したアレイ導波路回折格子が適している。各々の導
波路のヒータ長は、以下のように設定される。ヒータ1
15は、通常、金の薄膜で形成されるが、導波路ごとに
膜厚を制御するのは困難である。また、ヒータ115の
幅は、導波路間隔で上限があるので、ヒータ長を変える
ことで、所望の位相変化を得ることにする。もちろん、
困難さを伴うが、ヒータの膜厚やヒータ幅を適当な値と
しても良いことは言うまでもない。
(Embodiment 4) FIGS. 8 and 9 show a fourth embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a cross-sectional view of the heater section. In the present embodiment, a heating unit using a thin film heater 115 is provided in the connection waveguide 104, and the refractive index in the connection waveguide 104 is changed to adjust the dispersion control amount. Unlike the conventional technology, the heaters 115 are connected in series without performing independent control. Therefore, the wiring is simplified and the control is facilitated. Since local heating by the heater 115 is necessary, an arrayed waveguide diffraction grating made of a glass material or an organic material having a small heat conductivity is suitable for this embodiment. The heater length of each waveguide is set as follows. Heater 1
15 is usually formed of a gold thin film, but it is difficult to control the film thickness for each waveguide. Since the width of the heater 115 has an upper limit in the waveguide interval, a desired phase change can be obtained by changing the heater length. of course,
Although it is difficult, it goes without saying that the heater thickness and heater width may be set to appropriate values.

【0089】導波路104の上面にヒータを形成した場
合、導波路コアにおける単位長さあたりの屈折率変化す
なわち位相変化は、ヒータ115での単位長さあたりの
発熱量Sに比例する。ヒータ115は直列接続されてい
るので、ヒータ115に流れる電流をIとし、
When a heater is formed on the upper surface of the waveguide 104, a change in the refractive index per unit length, that is, a change in phase in the waveguide core is proportional to the amount of heat S generated by the heater 115 per unit length. Since the heaters 115 are connected in series, the current flowing through the heaters 115 is I,

【0090】[0090]

【外5】 [Outside 5]

【0091】p番目の導波路のヒータでの単位長さあた
りの発熱量をSp とすると、Sp は次式で示される。
[0091] When the heating value per unit length at the p-th waveguide of the heater and S p, S p is expressed by the following equation.

【0092】[0092]

【数26】 (Equation 26)

【0093】ここで、比例係数をθとすると、p番目の
導波路の電流による位相変化φp は、
Here, assuming that the proportional coefficient is θ, the phase change φ p due to the current in the p-th waveguide is

【0094】[0094]

【数27】 [Equation 27]

【0095】となる。すなわち、ヒータ長を以下のよう
にすれば、i次の分散を制御できる。
Is obtained. That is, if the heater length is set as follows, the i-th dispersion can be controlled.

【0096】[0096]

【数28】 [Equation 28]

【0097】このとき(25)式は、次式に書き直され
る。
At this time, the expression (25) is rewritten into the following expression.

【0098】[0098]

【数29】 (Equation 29)

【0099】中心導波路の出射光の位相に対する各導波
路からの出力光の位相は、全ての接続導波路の長さが等
しい場合、
The phase of the output light from each waveguide with respect to the phase of the output light from the central waveguide is equal to

【0100】[0100]

【数30】 [Equation 30]

【0101】となる。すなわち、周波数に対して次式で
示す位相を電流で可変して与えることができる。
Is obtained. That is, a phase represented by the following equation can be variably given by the current with respect to the frequency.

【0102】[0102]

【数31】 (Equation 31)

【0103】よって、この実施例4の装置によれば、以
下のような分散補償/制御が可能である。
Therefore, according to the device of the fourth embodiment, the following dispersion compensation / control is possible.

【0104】[0104]

【数32】 (Equation 32)

【0105】本実施例では、接続導波路104の個々の
長さが等しくなくとも良いが、中心導波路とp番目導波
路の相対的位相差が次式を満たす必要がある。式中、μ
は実数の比例係数である。
In the present embodiment, the individual lengths of the connection waveguides 104 need not be equal, but the relative phase difference between the center waveguide and the p-th waveguide must satisfy the following equation. Where μ
Is a real proportional coefficient.

【0106】[0106]

【数33】 [Equation 33]

【0107】μの値を適当にすると、電流制御で正負の
分散を補償/制御することが可能になる。
When the value of μ is made appropriate, it is possible to compensate / control the positive / negative dispersion by the current control.

【0108】なお、図8において、116は電気配線、
117は温度制御回路である。
In FIG. 8, reference numeral 116 denotes an electric wiring;
117 is a temperature control circuit.

【0109】(実施例5)本発明の第5の実施例を、図
9、図10に示す。図9は、本実施例装置の光導波路部
分の断面構成を示し、図10は装置全体の構成を示して
いる。本実施例では、前記第4の実施例において、ヒー
タ115の接続を並列接続にしたことを特徴とする。こ
の場合、発熱量S′p は、ヒータへの印加電圧をVとす
ると、次式で示される。
(Embodiment 5) FIGS. 9 and 10 show a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a cross-sectional configuration of an optical waveguide portion of the device of this embodiment, and FIG. 10 shows a configuration of the entire device. The present embodiment is characterized in that the connection of the heater 115 is parallel connection in the fourth embodiment. In this case, the heat generation amount S ′ p is expressed by the following equation, where V is the voltage applied to the heater.

【0110】[0110]

【数34】 (Equation 34)

【0111】p番目の導波路の位相変化φp は、The phase change φ p of the p-th waveguide is

【0112】[0112]

【数35】 (Equation 35)

【0113】となり、ヒータ長を、次式のようにすれば
よいことが分かる。
Thus, it can be seen that the heater length may be set as in the following equation.

【0114】[0114]

【数36】 [Equation 36]

【0115】(実施例6)本発明の第6の実施例を図1
1に示す。本実施例では、前述の第4および第5の実施
例におけるヒータを複数配置し、次数の異なる分散を同
時に制御することができる。
(Embodiment 6) FIG. 1 shows a sixth embodiment of the present invention.
It is shown in FIG. In the present embodiment, a plurality of heaters in the above-described fourth and fifth embodiments are arranged, and dispersion of different orders can be controlled simultaneously.

【0116】(実施例7)本発明の第7の実施例を図1
2に示す。図中、118はアレイ導波路加熱用薄膜ヒー
タ、119はアレイ導波路部温度制御回路である。本実
施例は、アレイ導波路回折格子103のアレイ導波路部
103aにヒータ118を設けた構成に特徴がある。ヒ
ータ118はアレイ導波路部103aの全体を一様に加
熱することができる。このため、アレイ導波路間の光路
長差が、すなわち、アレイ導波路回折格子103の中心
周波数を制御することができる。入射光の周波数が変動
すると、本発明の分散制御回路において、3次以上の分
散制御に対して過剰な低次の分散による波形歪みが生じ
る。入射光の周波数に応じて、アレイ導波路回折格子1
03の中心周波数を制御すれば、過剰な分散の発生を抑
えることが可能となる。
(Embodiment 7) FIG. 1 shows a seventh embodiment of the present invention.
It is shown in FIG. In the drawing, reference numeral 118 denotes a thin-film heater for heating the array waveguide, and 119 denotes an array waveguide temperature control circuit. The present embodiment is characterized in that a heater 118 is provided in the arrayed waveguide portion 103a of the arrayed waveguide diffraction grating 103. The heater 118 can uniformly heat the entire array waveguide section 103a. For this reason, the optical path length difference between the arrayed waveguides, that is, the center frequency of the arrayed waveguide grating 103 can be controlled. When the frequency of the incident light fluctuates, in the dispersion control circuit of the present invention, waveform distortion occurs due to excessive low-order dispersion with respect to third-order or higher dispersion control. According to the frequency of the incident light, the arrayed waveguide diffraction grating 1
By controlling the center frequency of 03, it is possible to suppress the occurrence of excessive dispersion.

【0117】(実施例8)本発明の第8の実施例を、図
13に示す。図中、120は光入出力用導波路、121
はミラー部、122はサーキュレータである。前記ミラ
ー部121の断面構造を、図14に示す。図中、123
は蒸着により形成した金製のミラーである。本実施例
は、本発明の他の実施例の構成を、接続導波路104の
ちょうど中間で折り返すミラー121を設けて、接続導
波路104の寸法を半分にするとともに、接続導波路1
04のレイアウトを容易にする構成である。導波路長や
ヒータ長など全て半分にすれば、動作は他の実施例と全
く同様である。例えば、第1の実施例の構成を反射型で
行う場合、接続用導波路は、中心からp番の導波路長を
p 、導波路内での温度Tに依存する信号光波長をλ
eff (T)とすると、ある基準温度T0 において、以下
の式を満たす。
(Eighth Embodiment) FIG. 13 shows an eighth embodiment of the present invention. In the figure, 120 is an optical input / output waveguide, 121
Is a mirror unit, and 122 is a circulator. FIG. 14 shows a sectional structure of the mirror section 121. In the figure, 123
Is a gold mirror formed by vapor deposition. In the present embodiment, a mirror 121 is provided which folds the configuration of the other embodiment of the present invention just in the middle of the connection waveguide 104 to reduce the size of the connection waveguide 104 by half and to reduce the size of the connection waveguide 1.
04 facilitates the layout. If the waveguide length and heater length are all halved, the operation is exactly the same as in the other embodiments. For example, when the configuration of the first embodiment is performed in a reflection type, the connection waveguide is configured such that the length of the p-th waveguide from the center is L p , and the signal light wavelength depending on the temperature T in the waveguide is λ.
Assuming that eff (T), the following equation is satisfied at a certain reference temperature T 0 .

【0118】[0118]

【数37】 (37)

【0119】(実施例9)本発明の第9の実施例を図1
5に示す。本実施例は、波長分割多重通信に適用可能と
するために、各々の信号光の波長毎に接続用導波路12
4を設けたものである。ここで、多重化された波長をλ
1 ,λ2 ,…,λn とすると、124−1,124−
2,…,124−nが各波長の信号光が等価する接続導
波路である。各波長チャネル毎の動作は、他の実施例と
同じである。
(Embodiment 9) FIG. 1 shows a ninth embodiment of the present invention.
It is shown in FIG. In this embodiment, in order to be applicable to wavelength division multiplexing communication, the connection waveguide 12 is used for each wavelength of each signal light.
4 is provided. Here, the multiplexed wavelength is λ
1 , λ 2 ,..., Λ n ,
2,..., 124-n are connection waveguides in which signal light of each wavelength is equivalent. The operation for each wavelength channel is the same as in the other embodiments.

【0120】[0120]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、単純
な温度制御ないし電気制御で、光信号の分散媒質による
チャーピングを高次分散まで補償可能である。外部の温
度の変化に対する耐力が強い。また、単一の回路で伝送
路の分散の変化に追従し、分散補償の中心波長を制御し
て、分散の補償が可能である。信号光の波長の変化にも
追従可能である。さらに、本発明の分散補償装置は、小
型にモジュール化できるため、取扱いも容易となるとと
もに、他の装置への組み込みも可能となる、などの利点
があり、高速の伝送装置に使用することができる。
As described above, according to the present invention, the chirping of the optical signal by the dispersion medium can be compensated to a high-order dispersion by simple temperature control or electric control. Strong resistance to external temperature changes. Further, it is possible to compensate for dispersion by controlling the central wavelength of dispersion compensation by following the change in dispersion of the transmission line with a single circuit. It is possible to follow a change in the wavelength of the signal light. Further, the dispersion compensating device of the present invention has advantages such as being easy to handle and being able to be incorporated into other devices since it can be modularized into a small size, and can be used for a high-speed transmission device. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の接続導波路の説明図で
ある。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a connection waveguide according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例の導波路構造の説明図で
ある。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a waveguide structure according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例の温度調整による接続導
波路の位相変化の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a phase change of a connection waveguide due to temperature adjustment according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2の実施例の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a third embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第4の実施例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a fourth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4の実施例のヒータ構造の説明図で
ある。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a heater structure according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施例の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第7の実施例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a seventh embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第8の実施例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of an eighth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第8の実施例のミラー部の説明図で
ある。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a mirror section according to an eighth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第9の実施例の説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram of a ninth embodiment of the present invention.

【図16】従来技術の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102 入力用光導波路 103 第1のアレイ導波路回折格子 104 接続光導波路 105 第2のアレイ導波路回折格子 106 出力用光導波路 107 ヒートシンク 108 光ファイバ 109 サーミスタ 110 ペルチェ素子 111 温度制御回路 112 シリコン基板 113 クラッド 114 コア 115 薄膜ヒータ 116 電気配線 117 温度制御回路 118 アレイ導波路加熱用薄膜ヒータ 119 アレイ導波路部温度制御回路 120 光入出力導波路 121 ミラー部 122 サーキュレータ 123 金ミラー 124−1,124−2,…,124−n 接続導波路 201 アレイ導波路回折格子 202 アレイ導波路回折格子 203 接続導波路 203 温度制御部(ヒータ等) 205 電気配線 206 制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Substrate 102 Input optical waveguide 103 First arrayed waveguide diffraction grating 104 Connection optical waveguide 105 Second arrayed waveguide diffraction grating 106 Output optical waveguide 107 Heat sink 108 Optical fiber 109 Thermistor 110 Peltier element 111 Temperature control circuit 112 Silicon Substrate 113 Cladding 114 Core 115 Thin film heater 116 Electrical wiring 117 Temperature control circuit 118 Thin film heater for array waveguide heating 119 Array waveguide section temperature control circuit 120 Optical input / output waveguide 121 Mirror section 122 Circulator 123 Gold mirror 124-1, 124 −2,..., 124-n Connection waveguide 201 Array waveguide diffraction grating 202 Array waveguide diffraction grating 203 Connection waveguide 203 Temperature controller (heater, etc.) 205 Electrical wiring 206 Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大庭 直樹 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 (72)発明者 岡本 勝就 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naoki Oba 3-19-2 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Katsutoshi Okamoto 3-19 Nishi Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 2 Nippon Telegraph and Telephone Corporation

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アレイ導波路回折格子を用いた分散補償
装置において、 第1のアレイ導波路回折格子と、 第2のアレイ導波路回折格子と、 第1のアレイ導波路回折格子へ光を導波する1本の入力
用導波路と、 第1および第2のアレイ導波路回折格子を接続する複数
の接続導波路と、 第2のアレイ導波路回折格子から光を導波する1本の出
力用導波路と、 温度制御部と、 前記温度制御部の温度を制御する温度制御回路と、から
なることを特徴とする分散補償装置。
1. A dispersion compensator using an arrayed waveguide diffraction grating, wherein light is guided to a first arrayed waveguide diffraction grating, a second arrayed waveguide diffraction grating, and a first arrayed waveguide diffraction grating. One input waveguide that waves, a plurality of connection waveguides that connect the first and second arrayed waveguide gratings, and one output that guides light from the second arrayed waveguide grating A dispersion compensator comprising: a waveguide for use; a temperature control unit; and a temperature control circuit for controlling the temperature of the temperature control unit.
【請求項2】 アレイ導波路回折格子を用いた分散補償
装置において、 アレイ導波路回折格子と、 前記アレイ導波路回折格子へ光を導波する1本の入出力
用導波路と、 反射ミラーと、 前記アレイ導波路回折格子と前記反射ミラーを接続する
複数の接続導波路と、 温度制御部と、 前記温度制御部の温度を制御する温度制御回路と、から
なることを特徴とする分散補償装置。
2. A dispersion compensator using an arrayed waveguide grating, comprising: an arrayed waveguide grating; one input / output waveguide for guiding light to the arrayed waveguide grating; A dispersion compensator comprising: a plurality of connection waveguides for connecting the arrayed waveguide diffraction grating and the reflection mirror; a temperature control unit; and a temperature control circuit for controlling a temperature of the temperature control unit. .
【請求項3】 前記複数の接続導波路の中心からp番目
(pを整数として反対側は−p番目と数える)の導波路
長をLp 、前記導波路内での温度Tに依存する信号光波
長をλeff (T)とすると、 ある基準温度T0 において、 【数1】 を満たすことを特徴とする請求項1に記載の分散補償装
置。
3. A signal dependent on a length L p of a p-th waveguide from the center of the plurality of connection waveguides (where p is an integer and the opposite side is counted as −p-th), and a temperature T in the waveguide. Assuming that the light wavelength is λ eff (T), at a certain reference temperature T 0 , 2. The dispersion compensator according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
【請求項4】 前記複数の接続導波路の中心からp番目
(pを整数として反対側は−p番目と数える)の導波路
長をLp 、前記導波路内での温度Tに依存する信号光波
長をλeff (T)とすると、 【数2】 を満たすことを特徴とする請求項2に記載の分散補償装
置。
4. A signal which depends on a length L p of a p-th waveguide (where p is an integer and counts on the opposite side as −p-th) from the center of the plurality of connection waveguides and a temperature T in the waveguide. Assuming that the light wavelength is λ eff (T), 3. The dispersion compensator according to claim 2, wherein
【請求項5】 前記各接続導波路が二つの異なる温度依
存係数を持つ導波路部分から構成されていることを特徴
とする請求項1または2に記載の分散補償装置。
5. The dispersion compensator according to claim 1, wherein each of the connection waveguides is constituted by two waveguide portions having two different temperature-dependent coefficients.
【請求項6】 前記温度制御部が、前記導波路全体の温
度を制御するペルチェ素子と、温度計とから構成されて
いることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記
載の分散補償装置。
6. The dispersion compensator according to claim 1, wherein the temperature controller comprises a Peltier element for controlling the temperature of the entire waveguide, and a thermometer. apparatus.
【請求項7】 前記温度制御部が、前記接続導波路全体
を均一に加熱するヒータから構成されていることを特徴
とする請求項1ないし5のいずれかに記載の分散補償装
置。
7. The dispersion compensator according to claim 1, wherein the temperature control unit is configured by a heater that uniformly heats the entire connection waveguide.
【請求項8】 温度制御部が前記各接続導波路に設けら
れたヒータであり、前記各ヒータが直列に接続されてい
ることを特徴とする請求項1または2に記載の分散補償
装置。
8. The dispersion compensator according to claim 1, wherein the temperature controller is a heater provided in each of the connection waveguides, and the heaters are connected in series.
【請求項9】 各接続導波路に設けられた 【外1】 中心からp番目(pを整数として反対側は−p番目と数
える)の導波路において、 【数3】 であることを特徴とする請求項8に記載の分散補償装
置。
9. Each of the connection waveguides is provided with: In the p-th waveguide from the center (where p is an integer and the opposite side is counted as -p-th), The dispersion compensating apparatus according to claim 8, wherein
【請求項10】 温度制御部が前記各接続導波路に設け
られたヒータであり、前記各ヒータが並列に接続されて
いることを特徴とする請求項1または2に記載の分散補
償装置。
10. The dispersion compensator according to claim 1, wherein the temperature controller is a heater provided in each of the connection waveguides, and the heaters are connected in parallel.
【請求項11】 各接続導波路に設けられた 【外2】 中心からp番目(pを整数として反対側は−p番目と数
える)の導波路において、 【数4】 であることを特徴とする請求項10に記載の分散補償装
置。
11. Each of the connection waveguides is provided with: In the p-th waveguide from the center (where p is an integer and the opposite side is counted as -p-th), The dispersion compensator according to claim 10, wherein:
【請求項12】 さらに前記直列ないし並列に接続され
たヒータが複数設けられていることを特徴とする請求項
8ないし11のいずれかに記載の分散補償装置。
12. The dispersion compensator according to claim 8, further comprising a plurality of heaters connected in series or in parallel.
【請求項13】 請求項1から12のいずれかに記載の
分散補償装置であって、 前記複数の接続導波路を、該複数の接続導波路の中で隣
接する複数の接続導波路を組として、s組(s≧2)の
接続導波路群に分割した場合、各々の接続導波路群の中
心の導波路に対して、 前記請求項1ないし12のそれぞれに記載の導波路長お
よびヒータ長が規定されることを特徴とする分散補償装
置。
13. The dispersion compensating device according to claim 1, wherein the plurality of connection waveguides are formed by combining a plurality of connection waveguides adjacent to each other among the plurality of connection waveguides. And s sets (s ≧ 2) of the connection waveguide groups, the waveguide length and the heater length according to each of claims 1 to 12 with respect to the center waveguide of each connection waveguide group. Is defined.
【請求項14】 前記アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路部の屈折率を制御するためのアレイ導波路加熱用ヒ
ータと、該ヒータを制御するアレイ導波路温度制御回路
とを、さらに持つことを特徴とする請求項1ないし13
のいずれかに記載の分散補償装置。
14. An array waveguide heating heater for controlling a refractive index of an array waveguide portion of the array waveguide diffraction grating, and an array waveguide temperature control circuit for controlling the heater. 14. The method according to claim 1, wherein:
The dispersion compensator according to any one of the above.
【請求項15】 前記アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路の各々の導波路が、温度定数の異なる二つの導波路
から構成されることを特徴とする請求項1ないし13の
いずれかに記載の分散補償装置。
15. The array waveguide according to claim 1, wherein each of the arrayed waveguides of the arrayed waveguide diffraction grating comprises two waveguides having different temperature constants. Dispersion compensator.
JP10037591A 1998-02-19 1998-02-19 Dispersion compensating device Pending JPH11231156A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10037591A JPH11231156A (en) 1998-02-19 1998-02-19 Dispersion compensating device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10037591A JPH11231156A (en) 1998-02-19 1998-02-19 Dispersion compensating device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11231156A true JPH11231156A (en) 1999-08-27

Family

ID=12501797

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10037591A Pending JPH11231156A (en) 1998-02-19 1998-02-19 Dispersion compensating device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11231156A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001037460A1 (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical communication method and optical component used in the method, and optical communication device comprising the component
JP2006146097A (en) * 2004-11-25 2006-06-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Variable dispersion compensator, and variable dispersion compensating device
JP2009522595A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 ネオフォトニクス・コーポレイション Thermal control of optical components
WO2009104715A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-27 日本電信電話株式会社 Optical signal processor
JP2011175004A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type dispersion compensation circuit
JP2012008389A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type optical dispersion compensator
JP2019061121A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 富士通株式会社 Optical element and optical device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001037460A1 (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical communication method and optical component used in the method, and optical communication device comprising the component
JP2006146097A (en) * 2004-11-25 2006-06-08 Furukawa Electric Co Ltd:The Variable dispersion compensator, and variable dispersion compensating device
JP2009522595A (en) * 2005-12-29 2009-06-11 ネオフォトニクス・コーポレイション Thermal control of optical components
KR101232573B1 (en) * 2005-12-29 2013-02-12 네오포토닉스 코포레이션 Thermal control of optical components
WO2009104715A1 (en) * 2008-02-20 2009-08-27 日本電信電話株式会社 Optical signal processor
JP4802282B2 (en) * 2008-02-20 2011-10-26 日本電信電話株式会社 Optical signal processor
US8346086B2 (en) 2008-02-20 2013-01-01 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical signal processing device
JP2011175004A (en) * 2010-02-23 2011-09-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type dispersion compensation circuit
JP2012008389A (en) * 2010-06-25 2012-01-12 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Waveguide type optical dispersion compensator
JP2019061121A (en) * 2017-09-27 2019-04-18 富士通株式会社 Optical element and optical device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7020398B2 (en) Dispersion slope equalizer
JP3677183B2 (en) Optical diffraction grating device with adjustable chirp
Doerr et al. Advances in silica planar lightwave circuits
JP3649918B2 (en) Optical device
JP4559171B2 (en) Adjustable dispersion compensator
US20060193558A1 (en) Dispersion compensator, method for manufacturing the same, and method for compensating wavelength dispersion
WO2010007888A1 (en) Optical wavelength multiplexing and demultiplexing circuit
EP0306956B1 (en) Waveguide type optical multiplexer/demultiplexer
US20030031406A1 (en) Optical filter
CN110596914A (en) Array waveguide grating with adjustable wavelength and bandwidth and adjusting method thereof
JP3415267B2 (en) Design method and manufacturing method of optical signal processor
JP3995686B2 (en) Dispersion slope compensator
JPH11231156A (en) Dispersion compensating device
US6847759B2 (en) Wavelength dispersion compensating filter
JP3201560B2 (en) Optical signal processing circuit
Doerr et al. Integrated band demultiplexer using waveguide grating routers
US6408111B1 (en) Phase shifters with reduced thermal crosstalk
Doerr et al. Compact and low-loss manner of waveguide grating router passband flattening and demonstration in a 64-channel blocker/multiplexer
US7194162B2 (en) Filter response optimization for an arrayed waveguide grating device by adjusting grating optical path length at nanometer scale
JP3907531B2 (en) Variable dispersion compensator
Mizuno et al. 12.5-GHz spacing compact and low-loss interleave filter using 1.5%/spl Delta/silica-based waveguide
Maru et al. Low-loss, flat-passband and athermal arrayedwaveguide grating multi/demultiplexer
JPH0659293A (en) Tunable optical filter
Suzuki et al. Low-loss integrated-optic dynamic chromatic dispersion compensators using lattice-form planar lightwave circuits
Sato et al. Low-crosstalk multistage silicon wavelength multi/demultiplexer

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees