JPH11311716A - Optical processor, and formation of optical processor - Google Patents

Optical processor, and formation of optical processor

Info

Publication number
JPH11311716A
JPH11311716A JP12095598A JP12095598A JPH11311716A JP H11311716 A JPH11311716 A JP H11311716A JP 12095598 A JP12095598 A JP 12095598A JP 12095598 A JP12095598 A JP 12095598A JP H11311716 A JPH11311716 A JP H11311716A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
wavelength
light
optical modulator
loss
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.)
Abandoned
Application number
JP12095598A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsushi Yamada
光志 山田
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP12095598A priority Critical patent/JPH11311716A/en
Publication of JPH11311716A publication Critical patent/JPH11311716A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the wavelength difference of insertion loss caused on an optical fiber transmission light in a wide wavelength range and to uniformize wavelength characteristics of the light loss in a specific wavelength range without adding any active optical function means. SOLUTION: An optical modulator module 100 is equipped with an optical modulator 110 having an optical waveguide 112 formed. Further, the optical modulator module 100 is equipped with a 1st lens 122, which is put in focus on light of the shortest wavelength λmin in a set wavelength range (shortest wavelength λmin to longest wavelength λmax), on an end surface of the optical waveguide 112 formed on a 1st end surface 110a of the optical modulator 110. Polarized waves of light signals P1 and P2 to be modulated are so set that their components of wavelength λmin are maximum with the insertion loss when the optical modulator module 100 is inserted into the optical transmission line. In this constitution, the optical modulator module 100 has the wavelength difference of the insertion loss reduced since wavelength characteristics of coupling loss and propagation loss cancel each other.

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,少なくとも光変調
器を備える光処理装置及び光処理装置の形成方法に関す
る。
The present invention relates to an optical processing device having at least an optical modulator and a method of forming the optical processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体を用いた電界吸収型光変調器は,
半導体の電界吸収効果を利用することによって内装する
光導波路において光を変調する光機能素子であり,電気
信号の光信号への変換を実現することができる。かかる
電界吸収型光変調器は,高速の光変調動作が可能である
ことから,ここ数年来,単一波長の光通信方式,特に時
分割多重(Time−Divisional Mult
iplexing:以下,「TDM」という。)方式の
光通信システムにおいて超高速光信号の生成に用いられ
ている。
2. Description of the Related Art An electro-absorption type optical modulator using a semiconductor is
It is an optical function element that modulates light in an optical waveguide to be built by utilizing an electric field absorption effect of a semiconductor, and can realize conversion of an electric signal into an optical signal. Since such an electro-absorption type optical modulator can perform a high-speed optical modulation operation, in recent years, a single-wavelength optical communication system, particularly, a time-division multiplex (Time-Division Multi) has been proposed.
iplexing: Hereinafter, referred to as “TDM”. ) -Based optical communication systems are used to generate ultra-high-speed optical signals.

【0003】近年,Tbit/s級の情報容量を持つ光
通信システムへの要望が高まっているが,電界吸収型光
変調器は,最近では,かかる次世代の大容量光通信シス
テムへの一つの有望な情報伝送方式として注目を集めて
いる波長多重(Wave−Divisional Mu
ltiplexing:以下,「WDM」という。)方
式の光通信システムやWDM光クロスコネクト等に対し
ても応用が検討されている。
In recent years, there has been an increasing demand for an optical communication system having a Tbit / s class information capacity. Recently, an electro-absorption type optical modulator has become one of the next-generation large-capacity optical communication systems. Wave-division multiplexing (Wave-Divisional Mu) has attracted attention as a promising information transmission method.
ltiplexing: Hereinafter, referred to as “WDM”. Application to optical communication systems, WDM optical cross-connects, and the like, is also being studied.

【0004】ここで,WDM光通信システム(WDM光
クロスコネクトも含む。)への応用という観点から,電
界吸収型光変調器も含めて現在世の中に出回っている光
変調器について検討する。WDM光通信システムでは,
複数の波長の光が情報のキャリア(搬送波)として用い
られる。WDM光通信システムであっても,ある一つの
光変調器とある一つのキャリアとを1対1に対応させる
システム構成においては,単一波長の光通信方式と同
様,対応する波長に応じて光変調器の最適な設計を個別
に行うことができる。
Here, from the viewpoint of application to WDM optical communication systems (including WDM optical cross-connects), optical modulators currently on the market, including electroabsorption type optical modulators, will be examined. In a WDM optical communication system,
Light of a plurality of wavelengths is used as a carrier for information. Even in a WDM optical communication system, in a system configuration in which a certain optical modulator and a certain carrier correspond one-to-one, as in the case of the single-wavelength optical communication system, the optical communication is performed according to the corresponding wavelength. The optimum design of the modulator can be made individually.

【0005】しかし,一つの光変調器に複数のキャリア
が入力されるようなシステム構成を採用すると,一つの
光変調器で複数の波長の光を変調する必要が生じる。し
たがって,例えば挿入損失や消光特性等の特性が波長毎
に著しく変化したり,また,例えばバイアス電圧や変調
振幅電圧等の駆動条件が波長毎に異なる光変調器では,
駆動することが不可能になる。なお,挿入損失とは,ト
ランスデューサを挿入することによって伝送路に生じる
信号の損失をいい,光通信システムにおいては,光ファ
イバ伝送路に光処理装置を挿入した場合の光損失(Fi
ber−to−Fiber transmissio
n)がこれに相当する。
[0005] However, if a system configuration in which a plurality of carriers are input to one optical modulator is adopted, it is necessary to modulate light of a plurality of wavelengths with one optical modulator. Therefore, for example, in an optical modulator in which characteristics such as insertion loss and extinction characteristics change remarkably for each wavelength, and driving conditions such as a bias voltage and a modulation amplitude voltage differ for each wavelength,
It becomes impossible to drive. The insertion loss refers to a loss of a signal generated in a transmission line due to insertion of a transducer, and in an optical communication system, an optical loss (Fi) when an optical processing device is inserted in an optical fiber transmission line.
bar-to-fiber transmission
n) corresponds to this.

【0006】以上の検討から,システム内に入力される
波長の範囲に渡って特性の差が小さくしかも同一の条件
で駆動できる光変調器が,WDM光通信システムへの応
用という観点からすれば優れているということが分か
る。また,WDM光通信システムにおいてはキャリアと
して用いる光の偏波(偏光)が一定でない場合も考えら
れるため,WDM光通信システムに適用する光変調器に
は特性が偏波に依存しないことも要求される。
From the above study, an optical modulator which has a small difference in characteristics over the range of wavelengths input into the system and can be driven under the same conditions is excellent from the viewpoint of application to a WDM optical communication system. You can see that it is. Also, in a WDM optical communication system, the polarization (polarization) of light used as a carrier may not be constant, so that an optical modulator applied to the WDM optical communication system is required to have characteristics that do not depend on polarization. You.

【0007】従来,高速動作する光変調器には,主に,
干渉の原理を用いたマッハツェンダ干渉型のものと半導
体の吸収変化を用いた電界吸収型のものとの二つが提案
されている。このうちマッハツェンダ干渉型の光変調器
は,異なる波長に対して駆動条件を大きく変える必要が
あることから,複数のキャリアが入力されるようなシス
テム構成には不向きである。また,一般に偏波依存性が
極めて大きく,特に,WDM光クロスコネクトには用い
ることができない。
Conventionally, optical modulators operating at high speed mainly include:
There have been proposed two types, a Mach-Zehnder interference type using the principle of interference and an electro-absorption type using absorption change of a semiconductor. Among them, the Mach-Zehnder interference type optical modulator is not suitable for a system configuration in which a plurality of carriers are input because the driving conditions need to be largely changed for different wavelengths. In general, the polarization dependence is extremely large, and cannot be used particularly for WDM optical cross-connects.

【0008】一方の電界吸収型光変調器は,駆動条件の
波長差も偏波依存性も,マッハツェンダ干渉型光変調器
より小さい。しかし,電界吸収型光変調器は,本質的に
消光特性と挿入損失とが以下に述べるような波長依存性
を持つ。すなわち,使用される波長領域での最も長い波
長(以下,「最長波長」という。)に対しては,挿入損
失が最善になるが消光効率が最悪になる。また,逆に,
最も短い波長(以下,「最短波長」という。)に対して
は,消光効率が最良になるが挿入損失が最大になる。
On the other hand, the electro-absorption type optical modulator is smaller than the Mach-Zehnder interference type optical modulator in both the wavelength difference and the polarization dependence of the driving conditions. However, the extinction characteristic and the insertion loss of the electroabsorption optical modulator essentially have wavelength dependence as described below. That is, for the longest wavelength in the used wavelength region (hereinafter, referred to as “longest wavelength”), the insertion loss is the best, but the extinction efficiency is the worst. Also, conversely,
For the shortest wavelength (hereinafter referred to as “shortest wavelength”), the extinction efficiency is the best, but the insertion loss is the largest.

【0009】波長依存性を有する電界吸収型光変調器の
本質的特性のうち,消光特性の波長差に関して言えば,
振幅電圧を最長波長に合わせて設定することで,最短波
長においても要求される消光比を満足することができ
る。つまり,消光特性の波長差は,駆動条件によってカ
バーすることができる。
Regarding the wavelength difference of the extinction characteristic among the essential characteristics of the electro-absorption optical modulator having the wavelength dependency,
By setting the amplitude voltage in accordance with the longest wavelength, the required extinction ratio can be satisfied even at the shortest wavelength. That is, the wavelength difference of the extinction characteristic can be covered by the driving conditions.

【0010】しかし,挿入損失の波長差については,単
純に駆動条件の設定を調整するだけでは補償するのが難
しい。挿入損失の波長差は,バイアス電圧を浅くするこ
とによってある程度挿入損失の波長差を小さくすること
ができるのは確かだが,この方法ではパターン効果の影
響や応答速度の劣化が生じるという問題が残る。このた
め,電界吸収型光変調器をWDM光通信システムに応用
する際には,入力光の波長範囲において如何に挿入損失
の波長変動(最短波長で最悪値が得られる。)を抑える
かが,重要な課題と成る。
However, it is difficult to compensate for the wavelength difference of the insertion loss by simply adjusting the setting of the driving condition. Although it is certain that the wavelength difference of the insertion loss can be reduced to some extent by making the bias voltage shallow, this method still has a problem that the effect of the pattern effect and the deterioration of the response speed occur. For this reason, when the electroabsorption optical modulator is applied to a WDM optical communication system, how to suppress the wavelength fluctuation of the insertion loss (the worst value can be obtained at the shortest wavelength) in the wavelength range of the input light is determined. This is an important issue.

【0011】光変調器を適用した従来の光処理装置とし
ては,例えば,「High−speed Tandem
of MQW Modulators for Co
ded Pulse generation with
14−dB Fiber−to−Fiber Gai
n」F.Devaux,N.Souli,A.Ouga
zzaden,F.Huet,and M.Carr
e,IEEEP Photonics Technol
ogy Letters,vol.8,NO.2,p
p.218−220,1996.に開示された光処理装
置がある。
As a conventional optical processing apparatus to which an optical modulator is applied, for example, “High-speed Tandem”
of MQW Modulators for Co
ded Pulse generation with
14-dB Fiber-to-Fiber Gai
n "F. Devaux, N .; Souli, A .; Ouga
zzaden, F.S. Huet, and M.S. Carr
e, IEEE Photonics Technology
oggy Letters, vol. 8, NO. 2, p
p. 218-220, 1996. There is an optical processing device disclosed in US Pat.

【0012】かかる従来の光処理装置は,WDM光通信
システムへの光変調器の応用を目的として開発されたも
のではないと考えられる。しかし,上記文献中では,本
発明の目的と合致する効果,すなわち光ファイバ伝送系
に生じさせる挿入損失の波長依存性が低減されるという
効果が得られているため,以下において簡単に紹介す
る。
It is considered that such a conventional optical processing device has not been developed for the purpose of applying an optical modulator to a WDM optical communication system. However, in the above literature, an effect that is consistent with the object of the present invention, that is, an effect that the wavelength dependence of the insertion loss generated in the optical fiber transmission system is reduced, is briefly introduced below.

【0013】上記文献に記載された光処理装置は,光吸
収層と活性層との構造が相互に同一の光変調器及び光増
幅器が同一基板上に集積化された構成を採用する。図8
には,かかる従来の光処理装置によって光ファイバ伝送
系に生じる挿入損失の波長依存性を示す。図8から分か
るように,かかる光処理装置は,伝送系に生じさせる挿
入損失の波長差が小さいことが分かる。特に,図8中の
下から2番目の実線に注目すると,1.54〜1.56
μmの波長範囲では,挿入損失の波長依存性が極めて小
さいことがわかる。これは,光変調器によって生じる光
損失が,同一基板上に集積された光増幅器によって補償
されるためである。図7を参照すれば,光変調器による
光損失(discrete modulator)を光
増幅器の利得(discrete amplifer)
が補償していることが容易に理解される。
The optical processing apparatus described in the above document employs a configuration in which an optical modulator and an optical amplifier having the same structure of a light absorption layer and an active layer are integrated on the same substrate. FIG.
2 shows the wavelength dependence of the insertion loss generated in the optical fiber transmission system by the conventional optical processing device. As can be seen from FIG. 8, this optical processing device has a small wavelength difference of the insertion loss caused in the transmission system. In particular, focusing on the second solid line from the bottom in FIG.
It can be seen that the wavelength dependence of the insertion loss is extremely small in the wavelength range of μm. This is because the optical loss caused by the optical modulator is compensated by the optical amplifier integrated on the same substrate. Referring to FIG. 7, the optical loss caused by the optical modulator (discrete modulator) is changed by the gain (discrete amplifier) of the optical amplifier.
It is easily understood that is compensated.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら,上記従
来の光処理装置においては,光増幅器によって光導波路
端面の残存反射による干渉効果も増幅されるてしまうた
め,光信号の波長特性に振動(リップル)が生じる。ま
た,上記従来の光処理装置は,光増幅領域で発生するA
SE(Amplified Spontaneous
Emission)を除去するために,所定の波長範囲
の光のみを透過させる狭帯城波長フィルタを装置外部に
設ける必要がある。さらに,上記従来の光処理装置は,
光変調器と光増幅器とを同一基板上に集積化しているた
めに両素子間に電気的なクロストーク及び熱的なクロス
トークが生じ,長期信頼性等に問題がある。
However, in the above-mentioned conventional optical processing device, the optical amplifier also amplifies the interference effect due to the residual reflection of the end face of the optical waveguide, so that the wavelength characteristic of the optical signal is oscillated (ripple). Occurs. In addition, the above-mentioned conventional optical processing device has an A
SE (Amplified Spontaneous)
In order to remove the emission, it is necessary to provide a narrow band wavelength filter that transmits only light in a predetermined wavelength range outside the device. Furthermore, the above-mentioned conventional optical processing device
Since the optical modulator and the optical amplifier are integrated on the same substrate, electrical crosstalk and thermal crosstalk occur between the two elements, and there is a problem in long-term reliability and the like.

【0015】本発明は,従来の光処理装置が有する上記
問題点に鑑みてなされたものであり,広い波長帯域にお
いて光ファイバ伝送路に生じさせる挿入損失の波長差が
低減される,新規かつ改良された光処理装置及び光処理
装置の形成方法を提供することを目的とする。さらに,
本発明の他の目的は,所定の波長領域における光損失の
波長特性を能動的な光機能手段を付加せずに均一化する
ことができる,新規かつ改良された光処理装置及び光処
理装置の形成方法を提供することを目的とする。さらに
また,本発明は,かかる目的を達成してもなお,価格の
上昇や動作の不安定化やノイズの発生等の不都合が生じ
ない,新規かつ改良された光処理装置及び光処理装置の
形成方法を提供することも目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional optical processing apparatus, and has a new and improved structure in which the wavelength difference of insertion loss caused in an optical fiber transmission line in a wide wavelength band is reduced. It is an object of the present invention to provide a light processing device and a method for forming the light processing device. further,
Another object of the present invention is to provide a new and improved optical processing apparatus and optical processing apparatus capable of equalizing the wavelength characteristics of optical loss in a predetermined wavelength region without adding an active optical function means. It is an object to provide a forming method. Still further, the present invention provides a new and improved optical processing apparatus and an optical processing apparatus which do not cause inconveniences such as an increase in price, instability of operation, generation of noise, and the like even after achieving the above object. It is also an object to provide a method.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】光処理装置の挿入によっ
て光ファイバ伝送路に生じる挿入損失は,(1)光が光
処理装置を構成する各光学要素に入出射する際に生じる
反射損失と(2)各光学要素内を伝搬中に生じる伝搬損
失と(3)各光学要素への光の入射の際に生じる結合損
失との和として表すことができる。したがって,反射損
失と伝搬損失と結合損失との間で波長特性の相殺が実現
されれば,結果的に,挿入損失は波長差の低減による波
長特性の均一化を図ることができる。
The insertion loss that occurs in an optical fiber transmission line due to the insertion of an optical processing device includes (1) a reflection loss that occurs when light enters and exits each optical element that constitutes the optical processing device. It can be expressed as the sum of 2) the propagation loss that occurs during propagation in each optical element and (3) the coupling loss that occurs when light enters each optical element. Therefore, if the cancellation of the wavelength characteristics among the reflection loss, the propagation loss, and the coupling loss is realized, as a result, the insertion loss can make the wavelength characteristics uniform by reducing the wavelength difference.

【0017】そこで,請求項1に記載の発明は,光導波
路と光導波路を伝搬する光を変調する光変調手段とを有
する光変調器と,光導波路に光を光結合させる光結合素
子とを,少なくとも備える,光処理装置であって;光変
調器と光結合素子とは,予め設定された波長領域での最
短波長の光を基準光として光学的にアライメントされて
いる構成を採用する。
Therefore, the first aspect of the present invention provides an optical modulator having an optical waveguide and optical modulation means for modulating light propagating through the optical waveguide, and an optical coupling element for optically coupling light to the optical waveguide. The optical modulator and the optical coupling element adopt a configuration in which the optical modulator and the optical coupling element are optically aligned with the shortest wavelength light in a preset wavelength region as reference light.

【0018】かかる構成を有する請求項1に記載の発明
によって,挿入損失の波長差が低減される理由について
説明する。通常,光変調器も含めて導波路型光素子にお
いては,光の入出射端面に無反射コーティングが施され
る。かかる構成においては,光の入出射端面での反射が
抑制されて,光の入出射時に生じる反射損失を無視でき
る程にまで低減することができる。したがって,一般に
は,導波路型光素子によって光伝送路内に生じる挿入損
失に影響を与える光損失は,伝搬損失と結合損失とであ
ると考えられる。
The reason why the wavelength difference of the insertion loss is reduced by the invention according to claim 1 having such a configuration will be described. Generally, in a waveguide type optical element including an optical modulator, an anti-reflection coating is applied to an input / output end face of light. In such a configuration, the reflection at the incident / exit end face of the light is suppressed, and the reflection loss generated at the time of entering / exiting the light can be reduced to a negligible level. Therefore, it is generally considered that the optical loss that affects the insertion loss generated in the optical transmission line by the waveguide type optical element is a propagation loss and a coupling loss.

【0019】挿入損失に影響する光損失のうち伝搬損失
について説明すると,電界吸収型光変調器を用いて光の
強度変調を行う場合,通常,強度変調する光の波長は光
導波路の光吸収層のバンドギャップ波長よりも長波長側
に設定される。この時,一般には光の波長とバンドギャ
ップ波長との差は数十nmから百nm程度とされるか
ら,バンドフィリングの影響によって僅かの波長差でも
光吸収層による光の吸収に差が生じる。特に,数十nm
程度にされるとかかる光吸収の差は顕著になる。電界吸
収型光変調器においては,かかる光吸収の差が,伝搬損
失の波長差の主原因である。通常の駆動条件において
は,この様に生じる光変調器の光導波路での伝搬損失
は,最短波長において最大になり逆に最長波長において
最小になる。
A description will be given of the propagation loss among the optical losses that affect the insertion loss. When the intensity of light is modulated using an electro-absorption type optical modulator, the wavelength of the intensity-modulated light is usually the light absorption layer of the optical waveguide. Is set to a longer wavelength side than the bandgap wavelength. At this time, since the difference between the wavelength of light and the band gap wavelength is generally about several tens to hundreds of nm, even a slight wavelength difference causes a difference in light absorption by the light absorbing layer due to the effect of band filling. In particular, several tens of nm
When the degree is reduced, the difference in light absorption becomes significant. In the electro-absorption optical modulator, such a difference in light absorption is a main cause of a wavelength difference in propagation loss. Under normal driving conditions, the resulting propagation loss in the optical waveguide of the optical modulator becomes maximum at the shortest wavelength and conversely becomes minimum at the longest wavelength.

【0020】一方の結合損失について説明すると,導波
路型光素子の光導波路への結合損失は,例えば光のモー
ドミスマッチ等によって発生する。通常,かかる結合損
失は,光学的なアライメントの基準光に対して最も小さ
くなり,基準光から波長が離れた光程大きくなる。な
お,本明細書において,光学的なアライメントとは,所
定の基準光に対して光学要素間の光学的結合を最良の状
態にするために光学要素の位置関係を調整することをい
う。
One coupling loss will be described. The coupling loss of the waveguide type optical element to the optical waveguide is caused by, for example, a mode mismatch of light. Normally, the coupling loss becomes the smallest with respect to the reference light for optical alignment, and becomes larger as the wavelength is farther from the reference light. In this specification, the optical alignment refers to adjusting the positional relationship between the optical elements in order to make the optical coupling between the optical elements optimal for a predetermined reference light.

【0021】請求項1に記載の発明においては,光変調
器と光結合素子とが波長領域の最短波長の光を基準光と
して光学的にアライメントされている。したがって,請
求項1に記載の発明では,光変調器へ入射する際に生じ
る光の結合損失は,波長領域内の最短波長の光が最小で
あり逆に最長波長の光が最大になる波長特性を持つ。す
なわち,請求項1に記載の発明においては,伝搬損失と
結合損失とが相互に逆向きの波長変化を示す。結果とし
て,請求項1に記載の発明によれば,結合損失の波長特
性と伝送損失の波長特性とが相殺し合って挿入損失の波
長差が小さくなる。
According to the first aspect of the present invention, the optical modulator and the optical coupling element are optically aligned using light having the shortest wavelength in the wavelength region as reference light. Therefore, according to the first aspect of the present invention, the coupling loss of light that occurs when the light enters the optical modulator has a wavelength characteristic that minimizes the light of the shortest wavelength in the wavelength region and conversely maximizes the light of the longest wavelength. have. That is, according to the first aspect of the invention, the propagation loss and the coupling loss show wavelength changes in directions opposite to each other. As a result, according to the first aspect of the present invention, the wavelength characteristic of the coupling loss and the wavelength characteristic of the transmission loss cancel each other, and the wavelength difference of the insertion loss is reduced.

【0022】以上説明したように,請求項1に記載の発
明によれば,例えば光増幅器等の能動的な光機能素子を
特別に用いなくても挿入損失が低減される光処理装置を
提供することができる。したがって,光変調器のWDM
伝送方式の光通信システムへの好適な応用が可能にな
る。
As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided an optical processing apparatus capable of reducing insertion loss without specially using an active optical functional element such as an optical amplifier. be able to. Therefore, the WDM of the optical modulator
It is possible to suitably apply the transmission method to an optical communication system.

【0023】なお,請求項1に記載の発明の構成とは逆
に,波長領域の最長波長で光結合素子と光変調器とを光
学的にアライメントした構成においては,伝搬損失と結
合損失とがともに最長波長で最小になり最短波長で最大
になる。したがって,最短波長と最長波長とでの挿入損
失の差は最大になる。また,波長領域の最長波長と最短
波長との中間波長,又は最長波長から最短波長までの光
を含んだブロードな光で,光結合素子と光変調器とをア
ライメントした構成においては,光伝送路に発生する挿
入損失の波長による差は,請求項1に記載の発明にかか
る構成と最長波長で光学的にアライメントした構成との
中間程度になる。
In a configuration in which the optical coupling element and the optical modulator are optically aligned at the longest wavelength in the wavelength region, the propagation loss and the coupling loss are opposite to the configuration according to the first aspect of the present invention. Both are minimum at the longest wavelength and maximum at the shortest wavelength. Therefore, the difference in insertion loss between the shortest wavelength and the longest wavelength is maximized. In a configuration in which an optical coupling element and an optical modulator are aligned with broad light including light between the longest wavelength and the shortest wavelength in the wavelength region or light from the longest wavelength to the shortest wavelength, the optical transmission line The difference due to the wavelength of the insertion loss occurring in the first embodiment is about the middle between the configuration according to the first aspect of the invention and the configuration optically aligned at the longest wavelength.

【0024】請求項1に記載の発明の態様としては,例
えば,請求項2に記載の発明のように,前記光導波路
は,光の入出射が行われる端面を有し,前記光結合素子
は,前記最短波長の光を前記端面において収束させるも
のである構成とすることが可能である。
According to a first aspect of the present invention, for example, as in the second aspect of the present invention, the optical waveguide has an end face through which light enters and exits. , The shortest wavelength light may be converged on the end face.

【0025】さらに,光変調器へ入射する光の偏波は,
最短波長の光において挿入損失が最大になるように設定
されている構成とすることが好適である。かかる構成を
有する請求項3に記載の発明においては,処理する光の
偏波が一定でなく,光処理装置で生じる挿入損失が偏波
依存性を示す場合にも,所定の波長領域内で挿入損失の
平均化を実現することができる。
Further, the polarization of light incident on the optical modulator is:
It is preferable to adopt a configuration in which the insertion loss is maximized in the light of the shortest wavelength. According to the third aspect of the present invention having such a configuration, even when the polarization of the light to be processed is not constant and the insertion loss generated in the optical processing device shows polarization dependence, the light is inserted within a predetermined wavelength range. Loss averaging can be achieved.

【0026】また,上記課題を解決するために,請求項
4に記載の発明は,少なくとも,光導波路と光導波路を
伝搬する光を変調する光変調手段とを有する光変調器を
備える,光処理装置であって;光変調器の光導波路を含
む,光の伝搬経路と,伝搬経路に介挿されて,光変調器
における光の損失を相殺する,波長フィルタ手段とを,
備える構成を採用する。
According to another aspect of the present invention, there is provided an optical processing apparatus comprising at least an optical modulator having an optical waveguide and an optical modulator for modulating light propagating through the optical waveguide. An apparatus comprising: a light propagation path including an optical waveguide of an optical modulator; and a wavelength filter means interposed in the propagation path to cancel light loss in the optical modulator.
The configuration provided is adopted.

【0027】かかる構成を有する請求項4に記載の発明
では,光変調器において生じる挿入損失の波長差を,既
に各種の設計が提案されている波長フィルタ手段によっ
て補償することができる。一般に,波長フィルタ手段
は,受動的な光学要素によって形成することができるた
め,請求項4に記載の発明によれば,電気的・熱的クロ
ストーク及び消費エネルギを抑えつつ,WDM伝送方式
の光通信システムへの光変調器の応用が可能になる。
According to the fourth aspect of the present invention, the wavelength difference of the insertion loss occurring in the optical modulator can be compensated by the wavelength filter means of which various designs have been proposed. In general, since the wavelength filter means can be formed by a passive optical element, according to the fourth aspect of the present invention, the optical and thermal crosstalk and the energy consumption can be suppressed, and the WDM transmission type light can be suppressed. The application of the optical modulator to a communication system becomes possible.

【0028】かかる請求項4に記載の発明の態様として
は,請求項5に記載の発明のように,波長フィルタ手段
は波長フィルタ素子である構成が可能である。かかる請
求項5に記載の発明においては,波長フィルタ手段とし
て従来から様々な機能及び構成のものが提案されている
波長フィルタ素子を採用することによって,挿入損失の
波長特性を容易に均一化することができる。また,請求
項6に記載の発明のように,波長フィルタ手段は,光変
調器の光導波路の端面に形成された光透過膜である構成
も可能である。かかる構成を有する請求項4に記載の発
明は,部品数を減らして装置規模の簡素化と小型化とを
実現することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, as in the fifth aspect, the wavelength filter means may be a wavelength filter element. According to the fifth aspect of the present invention, the wavelength characteristics of the insertion loss can be easily made uniform by employing a wavelength filter element having various functions and configurations conventionally proposed as the wavelength filter means. Can be. Further, as in the invention according to claim 6, the wavelength filter means may be a light transmitting film formed on the end face of the optical waveguide of the optical modulator. According to the fourth aspect of the present invention having such a configuration, the number of parts can be reduced, and the simplification of the device scale and the miniaturization can be realized.

【0029】さらに,請求項7に記載の発明によれば,
光導波路と光導波路を伝搬する光を変調する光変調手段
とを有する光変調器と,光導波路に光を光結合させる光
結合素子とを,少なくとも備える,光処理装置の形成方
法であって;光処理が要求される所定の波長領域を設定
する工程と,光変調器と光結合素子とを,波長領域の最
短波長の光を用いてアライメントする工程とを,含む構
成によって上記課題を解決する。
Further, according to the invention of claim 7,
A method for forming an optical processing device, comprising at least an optical modulator having an optical waveguide and an optical modulator for modulating light propagating in the optical waveguide, and an optical coupling element for optically coupling light to the optical waveguide; The above object is achieved by a configuration including a step of setting a predetermined wavelength region where optical processing is required and a step of aligning the optical modulator and the optical coupling element with light having the shortest wavelength in the wavelength region. .

【0030】さらにまた,請求項8に記載の発明は,少
なくとも,光導波路と光導波路を伝搬する光を変調する
光変調手段とを有する光変調器を備える,光処理装置の
形成方法であって;光変調器で生じる光損失の波長特性
を測定する工程と,光損失の波長特性を相殺する波長特
性を有する波長フィルタ手段を配置する工程とを,含む
構成を採用することによって,上記課題を解決する。
Further, the invention according to claim 8 is a method for forming an optical processing device, comprising an optical modulator having at least an optical waveguide and an optical modulator for modulating light propagating through the optical waveguide. Measuring the wavelength characteristic of the optical loss occurring in the optical modulator, and arranging a wavelength filter means having a wavelength characteristic that cancels out the wavelength characteristic of the optical loss. Solve.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】以下に,添付図面を参照しなが
ら,本発明を適用した光変調器モジュール又は光変調器
の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,以
下の説明及び添付図面において,略同一の機能及び構成
を有する構成要素については,同一符号を付することに
より,重複説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of an optical modulator module or an optical modulator according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, components having substantially the same functions and configurations are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0032】(第1の実施の形態)まず,本発明を光変
調器モジュールに適用した第1の実施の形態について,
図1及び図2を参照しながら説明する。なお,図1は,
本実施の形態にかかる光変調器モジュール100の概略
構成についての説明図であり,図2は,光変調器モジュ
ール100で生じる光損失の波長特性についての説明図
である。
(First Embodiment) First, a first embodiment in which the present invention is applied to an optical modulator module will be described.
This will be described with reference to FIGS. In addition, FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the optical modulator module 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory diagram of a wavelength characteristic of optical loss generated in the optical modulator module 100.

【0033】図2に示すように,本実施の形態にかかる
光変調器モジュール100は,波長領域λmin〜λm
axが設定されており,この波長範囲内の光に対して光
変調を行う。図1に示すように,光変調器モジュール1
00は,かかる機能を実現するために,ワンチップ状の
半導体電界吸収型光素子である光変調器110と光ファ
イバ126を介して入力された光を光変調器に入射する
光学系120とを,主要な構成要素として備えている。
光変調器モジュール100において,これら光変調器1
10と光学系120とは,光軸をほぼ直線A−A’上に
合わせるように配置されてモジュール化される。
As shown in FIG. 2, the optical modulator module 100 according to this embodiment has a wavelength range of λmin to λm.
ax is set, and light modulation is performed on light within this wavelength range. As shown in FIG.
In order to realize such a function, an optical modulator 110, which is a one-chip semiconductor electroabsorption optical element, and an optical system 120 for inputting light input via an optical fiber 126 to the optical modulator are shown in FIG. , Provides as a main component.
In the optical modulator module 100, these optical modulators 1
The optical system 10 and the optical system 120 are arranged so as to align the optical axis substantially on a straight line AA ′ to be modularized.

【0034】光変調器モジュール100において,光変
調器110は,共に無反射膜ARがコーティングされて
いる第1端面110aと第2端面110bとを備えてい
る。光変調器においては,かかる第1端面110aと第
2端面110bとに渡って,電界の印加によって連続的
な光吸収を行う光吸収層112aが形成されている。さ
らに,光変調器110においては,光吸収層112aへ
の光の閉じ込めを実現するために,光吸収層112aを
挟み込む第1クラッド層114aと第2クラッド層11
4bとが形成されている。かかる構成によって,光変調
器110では,光吸収層112aをコアとする光導波路
112が形成される。
In the optical modulator module 100, the optical modulator 110 has a first end face 110a and a second end face 110b both coated with an anti-reflection film AR. In the optical modulator, a light absorption layer 112a that continuously absorbs light by applying an electric field is formed over the first end face 110a and the second end face 110b. Further, in the optical modulator 110, the first clad layer 114a and the second clad layer 11 sandwiching the light absorption layer 112a are provided in order to confine light in the light absorption layer 112a.
4b are formed. With such a configuration, in the optical modulator 110, the optical waveguide 112 having the light absorption layer 112a as a core is formed.

【0035】さらに,光変調器110において,第1ク
ラッド層114aには第1電極116aが設置されてお
り,第2クラッド層114bには第2電極116bが設
置されている。結果として,光吸収層112aへの電界
の印加が可能となり,光導波路112によって導波され
る光,すなわち光吸収層112aに光結合(カップリン
グ)して光導波路112内を伝搬する光に対して変調を
駆けることが可能になる。
Further, in the optical modulator 110, a first electrode 116a is provided on the first cladding layer 114a, and a second electrode 116b is provided on the second cladding layer 114b. As a result, an electric field can be applied to the light absorbing layer 112a, and the light guided by the optical waveguide 112, that is, the light that is optically coupled (coupled) to the light absorbing layer 112a and propagates in the optical waveguide 112 can be obtained. It is possible to run the modulation.

【0036】光変調器110は以上のような構成を有し
ているために,第1端面110aから入射した光を,光
導波路112において変調して第2端面110bから出
射することができる。さらに,第2端面110aから入
射された光を,同様に光導波路112において変調して
第1端面110aから出射することができる。
Since the optical modulator 110 has the above configuration, the light incident from the first end face 110a can be modulated in the optical waveguide 112 and emitted from the second end face 110b. Further, the light incident from the second end face 110a can be similarly modulated in the optical waveguide 112 and emitted from the first end face 110a.

【0037】また,光学系120は,波長が最短波長λ
minである光を用いて第1レンズ122と第2レンズ
124と光ファイバ126とをアライメントすることに
よって形成されている。光変調器モジュール100にお
いて光結合素子に相当する第1レンズ122は,波長λ
minの光に対する焦点が第1端面112a上に形成さ
れた光導波路112の端面に合うように配置されてい
る。また,第2レンズ124は,波長λminの光に対
する焦点が光ファイバ126の端面に合うように配置さ
れている。そして,第1レンズ122と第2レンズ12
4とは,一方でコリメートした光を他方でそのまま受光
できるように相互に略平行に配置されている。
The optical system 120 has a wavelength of the shortest wavelength λ.
It is formed by aligning the first lens 122, the second lens 124, and the optical fiber 126 using light of min. The first lens 122 corresponding to the optical coupling element in the optical modulator module 100 has a wavelength λ.
The focal point for the light of min is arranged so as to match the end face of the optical waveguide 112 formed on the first end face 112a. Further, the second lens 124 is disposed so that the focal point for the light having the wavelength λmin matches the end face of the optical fiber 126. Then, the first lens 122 and the second lens 12
4 are arranged substantially parallel to each other so that collimated light can be received as it is on the other hand.

【0038】すなわち,本実施の形態にかかる光変調器
モジュール100においては,光変調器110と光ファ
イバ126とが,最短波長λminを基準光とし光学系
120を介して光学的にアライメントされていることに
なる。したがって,光変調器110−光ファイバ126
間の光学的結合は,最短波長λminを持つ光に対して
最良の状態となる
That is, in the optical modulator module 100 according to the present embodiment, the optical modulator 110 and the optical fiber 126 are optically aligned via the optical system 120 using the shortest wavelength λmin as reference light. Will be. Therefore, the optical modulator 110 and the optical fiber 126
Optical coupling is best for light with the shortest wavelength λmin

【0039】以上のように構成された光変調器モジュー
ル100を挿入した場合に光ファイバ伝送系に生じる挿
入損失の波長特性について,図2を参照しながら検討を
行う。光ファイバ126を伝送してくる光信号P1が集
光されて,光変調器110の第1端面110a上に形成
された光導波路112の端面に入力するとき,或いは第
2端面110b側から光変調器110に入力されて光導
波路112を伝搬した光P2が第1端面110a上に形
成された光導波路112から出力し光ファイバ126に
結合するときには,光のモードミスマッチ等によって結
合損失が生じる。既に述べたように,光学要素間の光学
的結合は,アライメントを行ったときの波長において最
良の状態が得られ,その波長から離れるに従って劣化す
る。
The wavelength characteristics of the insertion loss that occurs in the optical fiber transmission system when the optical modulator module 100 configured as described above is inserted will be studied with reference to FIG. When the optical signal P1 transmitted through the optical fiber 126 is collected and input to the end face of the optical waveguide 112 formed on the first end face 110a of the optical modulator 110, or the optical signal P1 is modulated from the second end face 110b side. When the light P2 input to the optical waveguide 110 and propagated through the optical waveguide 112 is output from the optical waveguide 112 formed on the first end face 110a and coupled to the optical fiber 126, coupling loss occurs due to a mode mismatch of the light. As already mentioned, the optical coupling between the optical elements is best at the wavelength at which the alignment is performed and degrades as one moves away from that wavelength.

【0040】上記のように本実施の形態では,最短波長
λminを基準光とし,光学系120を介して光変調器
110と光ファイバ126とのアライメントが行われ
る。したがって,図2(a)及び図2(b)に示すよう
に,最短波長λminの光に対しては,伝搬損失は最大
であるものの結合損失は最小にすることができる。一
方,最長波長λmaxでは,伝搬損失は最小であるもの
の結合損失は最大である。結果的に,波長範囲λmin
〜λmaxにおいては,図2(a)に示す伝搬損失の波
長特性と図2(b)に示す結合損失の波長特性とが相殺
し合って,図2(c)に示すように波長依存性の小さい
挿入損失が実現される。
As described above, in the present embodiment, the alignment between the optical modulator 110 and the optical fiber 126 is performed via the optical system 120 using the shortest wavelength λmin as the reference light. Therefore, as shown in FIGS. 2A and 2B, for the light having the shortest wavelength λmin, the propagation loss is maximum, but the coupling loss can be minimized. On the other hand, at the longest wavelength λmax, the propagation loss is the smallest, but the coupling loss is the largest. As a result, the wavelength range λmin
In the case of .lambda.max, the wavelength characteristic of the propagation loss shown in FIG. 2A and the wavelength characteristic of the coupling loss shown in FIG. 2B cancel each other, and as shown in FIG. Small insertion loss is realized.

【0041】さらに,本実施の形態においては,光変調
器モジュール100に入力する光信号P1及び光信号P
2の偏波を,最短波長λminの成分において挿入損失
が最も大きくなるように設定することによって,偏波が
一定でない場合における挿入損失の波長差の低減が図ら
れる。これは,入射光のある波長成分において,光変調
器による挿入損失が最も大きくなるように入射光の偏波
を設定し,その波長で挿入損失を最小にするように光結
合デバイスと光変調器とを光学アライメントすることに
よって,偏波の違いによる挿入損失の差を小さくするこ
とができるということに基づく。
Further, in the present embodiment, the optical signals P1 and P1 input to the optical modulator module 100 are
By setting the two polarizations so that the insertion loss is the largest in the component of the shortest wavelength λmin, the wavelength difference of the insertion loss when the polarization is not constant can be reduced. This is because the polarization of the incident light is set so that the insertion loss due to the optical modulator is the largest at a certain wavelength component of the incident light, and the optical coupling device and the optical modulator are set so that the insertion loss is minimized at that wavelength. This is based on the fact that the difference in insertion loss due to the difference in polarization can be reduced by optically aligning.

【0042】ここで,本実施の形態において,変調処理
する光信号の偏波を最短波長成分に対して光変調器の挿
入損失を最大にする設定に関し,発明者が行った検証実
験について説明する。本検証実験において,発明者は,
波長領域として1.545μm〜1.558μmを想定
し,入力光波長1.545μmと入力光波長1.558
μmとに対して実際に作製した数個の電界吸収型光変調
器を適用した光変調器モジュールの挿入損失を測定し
た。なお,発明者が作製した電界吸収型光変調器は,I
nGaAsPから組成されたバンドギャップ波長が約
1.47μmの光吸収層を備えた,厚さが約0.26μ
m及び素子長が約250μmの大きさのものである。ま
た,検証においては,光ファイバ126に相当するもの
として通常分散ファイバが用いられ,光学系120に相
当するものとして二の非球面レンズを使用した光結合系
が用いられている。
Here, in this embodiment, a description will be given of a verification experiment performed by the inventor regarding the setting for maximizing the insertion loss of the optical modulator with respect to the shortest wavelength component of the polarization of the optical signal to be modulated. . In this verification experiment, the inventor
Assuming a wavelength region of 1.545 μm to 1.558 μm, an input light wavelength of 1.545 μm and an input light wavelength of 1.558 μm
The insertion loss of an optical modulator module to which several electro-absorption optical modulators actually manufactured were measured for μm. The electro-absorption type optical modulator manufactured by the inventor is an I-type optical modulator.
A light absorbing layer composed of nGaAsP and having a bandgap wavelength of about 1.47 μm and a thickness of about 0.26 μm
m and the element length are about 250 μm. In the verification, a dispersion fiber is usually used as an optical fiber 126, and an optical coupling system using two aspheric lenses is used as an optical system 120.

【0043】本検証実験においては,最短波長1.54
5μmで挿入損失が最大となる偏波でアライメントした
ときの両波長での挿入損失の波長差の平均は約0.52
dB(約10%)であった。これに対し,最長波長1.
558μmで挿入損失が最小となる偏波でアライメント
したときの両波長での挿入損失の波長差の平均は約0.
84dB(約20%)であった。かかる検証結果から,
波長領域の最短波長において挿入損失が最大になるよう
にアライメントを行うことによって挿入損失の波長特性
を大きく改善できることが確認される。
In this verification experiment, the shortest wavelength was 1.54
The average of the difference between the wavelengths of the insertion loss at both wavelengths when the alignment is performed at the polarization at which the insertion loss is the maximum at 5 μm is about 0.52
dB (about 10%). In contrast, the longest wavelength 1.
The average of the wavelength difference of the insertion loss at both wavelengths when the alignment is performed at the polarization at which the insertion loss is minimized at 558 μm is about 0.5.
It was 84 dB (about 20%). From these verification results,
It is confirmed that the wavelength characteristics of the insertion loss can be greatly improved by performing alignment so that the insertion loss is maximized at the shortest wavelength in the wavelength region.

【0044】以上説明したように,本実施の形態によれ
ば,光変調器自体に何ら手を加えずに,挿入損失の波長
差が低減される。また,複数の波長の光が入力する場合
でも,波長がランダムな偏波で入力する場合でも,駆動
条件を変えず光変調器の駆動ができる。したがって,本
発明によれば,低コストで信頼性の高いWDM伝送方式
の通信システムへの適用が可能な光変調器モジュールを
提供することができる。
As described above, according to the present embodiment, the wavelength difference of the insertion loss is reduced without modifying the optical modulator itself. In addition, the optical modulator can be driven without changing the driving conditions, even when light of a plurality of wavelengths is input or when the wavelength is input with a random polarization. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide an optical modulator module that can be applied to a low-cost and highly reliable WDM transmission communication system.

【0045】また,本実施の形態においては,光変調器
に印加するバイアス電圧を浅くせずに挿入損失の波長差
を低減できるので,パターン効果の影響や応答速度の劣
化等を回避することができる。さらに,本実施の形態に
よれば,損失分を補償するための利得手段,例えば光増
幅器等を設置する必要がない。したがって,ASEやリ
ップルの増幅が行われることもなく低ノイズで長期的な
動作安定性がよい光変調器モジュールが実現される。
Further, in this embodiment, the wavelength difference of the insertion loss can be reduced without making the bias voltage applied to the optical modulator shallow, so that the influence of the pattern effect and the deterioration of the response speed can be avoided. it can. Further, according to the present embodiment, it is not necessary to provide a gain means for compensating for the loss, for example, an optical amplifier. Therefore, an optical modulator module having low noise and good long-term operation stability without ASE or ripple amplification is realized.

【0046】(第2の実施の形態)次に,上記第1の実
施の形態と同様に光変調器モジュールに本発明を適用し
た場合の第2の実施の形態について,図3及び図4を参
照しながら説明する。なお,図3は,本実施の形態にか
かる光変調器モジュール200の概略構成についての説
明図であり,図4は,光変調器モジュール200の挿入
損失についての説明図である。図3に示すように,本実
施の形態にかかる光変調器モジュール200には,図1
に示す光変調器モジュール100に適用されている光変
調器110と略同一の基本構成を持つ光変調器210が
備えられている。
(Second Embodiment) Next, FIGS. 3 and 4 show a second embodiment in which the present invention is applied to an optical modulator module in the same manner as in the first embodiment. It will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the optical modulator module 200 according to the present embodiment, and FIG. 4 is an explanatory diagram of an insertion loss of the optical modulator module 200. As shown in FIG. 3, an optical modulator module 200 according to the present embodiment includes
An optical modulator 210 having substantially the same basic configuration as the optical modulator 110 applied to the optical modulator module 100 shown in FIG.

【0047】光変調器モジュール200において,かか
る光変調器210の第1端面210a側には,光導波路
212の第1端面210a上の端面に,焦点を合わせて
るようにレンズ222aが配置されている。さらに,第
1端面210a側には,光変調器210から射出されて
レンズ222aによってコリメートされた光を受光でき
るように,レンズ224aがレンズ222aと略平行に
配置されている。さらにまた,光ファイバ226aが,
レンズ224aのレンズ222aの反対側に位置する焦
点に端面が合うように,配置されている。
In the optical modulator module 200, a lens 222a is arranged on the first end face 210a side of the optical modulator 210 so as to focus on the end face on the first end face 210a of the optical waveguide 212. . Further, a lens 224a is disposed on the first end face 210a side substantially in parallel with the lens 222a so as to receive light emitted from the optical modulator 210 and collimated by the lens 222a. Furthermore, the optical fiber 226a
The lens 224a is arranged such that the end face is aligned with the focal point located on the opposite side of the lens 222a.

【0048】また,光変調器210の第2端面210b
側には,第1端面210a側と同様の光学要素が第1端
面210a側と同様に配置されている。すなわち,光導
波路212の第1端面210b上の端面に焦点が合った
レンズ222bと,光変調器210から射出されてレン
ズ222bによってコリメートされた光を受光できるレ
ンズ224bと,レンズ224bの焦点に端面が合った
光ファイバ226bとが,配置されている。
The second end face 210b of the optical modulator 210
On the side, optical elements similar to those on the first end face 210a side are arranged in the same manner as on the first end face 210a side. That is, a lens 222b focused on the end face on the first end face 210b of the optical waveguide 212, a lens 224b capable of receiving light emitted from the optical modulator 210 and collimated by the lens 222b, and an end face at the focus of the lens 224b. And an optical fiber 226b that is matched.

【0049】本実施の形態にかかる光変調器モジュール
200において,第2端面210b側には,さらに,レ
ンズ222b−レンズ224b間に,レンズ222b及
びレンズ224bと略平行に波長フィルタ220が配置
されている。かかる波長フィルタ220は,光変調器モ
ジュール200内で生じる他の光損失の波長特性を打ち
消すような光透過率の波長特性を持つ設計になってい
る。したがって,波長フィルタ220は,レンズ222
bとレンズ224bとの間を伝搬する平行ビームにフィ
ルタ処理を施すことによって,光変調器210で生じる
光損失の波長差を補償することができる。
In the optical modulator module 200 according to the present embodiment, a wavelength filter 220 is disposed on the second end face 210b side between the lens 222b and the lens 224b, substantially in parallel with the lens 222b and the lens 224b. I have. The wavelength filter 220 is designed to have a wavelength characteristic of a light transmittance that cancels a wavelength characteristic of another optical loss generated in the optical modulator module 200. Therefore, the wavelength filter 220 is
By performing a filtering process on the parallel beam propagating between b and the lens 224b, it is possible to compensate for the wavelength difference of the optical loss generated in the optical modulator 210.

【0050】かかる波長フィルタ220は,具体的に
は,波長フィルタ220が設置されていない場合に光変
調器モジュール200に生じる光損失を,様々な方法,
例えば実際の測定やシュミレーションによる計算等によ
って求めて,求められた結果を基に設計することができ
る。
Specifically, the wavelength filter 220 can reduce the optical loss occurring in the optical modulator module 200 when the wavelength filter 220 is not installed by various methods,
For example, it can be obtained by actual measurement or calculation by simulation, and can be designed based on the obtained result.

【0051】ここで,図4を参照しながらかかる設計に
ついて概略的に説明する。光変調器モジュール200に
おいて,波長フィルタ220を設置していない場合に生
じる光損失は,主に,電界吸収型光変調器である光変調
器210に起因して生じ,光変調器210への結合損失
と光変調器210での伝搬損失との和程度になる。かか
る場合,光変調器モジュールで生じる光損失は,最短波
長の光において最大であり,長波長側に行くに連れて小
さくなる。したがって,波長フィルタ220は,最短波
長の光において最小であり長波長側に行くに連れて大き
くなる光透過率を持つように設計することになる。
Here, such a design will be schematically described with reference to FIG. In the optical modulator module 200, the optical loss that occurs when the wavelength filter 220 is not installed mainly occurs due to the optical modulator 210, which is an electroabsorption optical modulator, and is coupled to the optical modulator 210. It is about the sum of the loss and the propagation loss in the optical modulator 210. In such a case, the optical loss that occurs in the optical modulator module is the largest in the light of the shortest wavelength, and becomes smaller toward the longer wavelength side. Therefore, the wavelength filter 220 is designed to have a light transmittance that is minimum in the shortest wavelength light and increases toward the long wavelength side.

【0052】以上説明したように,本実施の形態によれ
ば,従来から各種の構成や機能が提案されている波長フ
ィルタを用いることによって光変調器モジュールによっ
て生じる挿入損失の波長差を抑えることができる。すな
わち,本実施の形態によれば,光変調器のWDM方式の
光通信システムへの光変調器の応用が簡易に実現でき
る。
As described above, according to the present embodiment, the wavelength difference of the insertion loss caused by the optical modulator module can be suppressed by using the wavelength filter of which various configurations and functions have been conventionally proposed. it can. That is, according to the present embodiment, the application of the optical modulator to the WDM optical communication system of the optical modulator can be easily realized.

【0053】さらに,本実施の形態の構成と上記第1の
実施の形態の構成と組み合わせることによって,大きな
入力光波長範囲においても,挿入損失の波長差を要求さ
れる値以下に抑えることが可能である。発明者の知見で
は,本実施の形態の構成と上記第1の実施の形態の構成
と組み合わせることで,上記第1実施の形態の構成を単
独で用いた場合よりも,約20nm以上の広い入力光波
長範囲においても,要求される値以下の挿入損失の波長
差が達成される。
Further, by combining the configuration of this embodiment with the configuration of the first embodiment, it is possible to suppress the wavelength difference of the insertion loss to a required value or less even in a large input light wavelength range. It is. According to the inventor's knowledge, by combining the configuration of the present embodiment with the configuration of the first embodiment, a wider input of about 20 nm or more than the case where the configuration of the first embodiment is used alone is used. Even in the optical wavelength range, a wavelength difference of insertion loss equal to or less than a required value is achieved.

【0054】(第3の実施の形態)次に,本発明を光変
調器に適用した場合の第3の実施の形態について,図5
及び図6を参照しながら説明する。なお,図5は,本実
施の形態にかかる光変調器310の概略構成についての
説明図であり,図6は,光変調器310によって光伝送
路に生じる挿入損失についての説明図である。図3に示
すように,本実施の形態に係る光変調器310は,ワン
チップ状の電界吸収型光変調器であり,基本構成は,図
1に示す上記第1の実施の形態において用いられている
光変調器110と略同一である。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment in which the present invention is applied to an optical modulator will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a schematic configuration of the optical modulator 310 according to the present embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of an insertion loss generated in the optical transmission line by the optical modulator 310. As shown in FIG. 3, the optical modulator 310 according to the present embodiment is a one-chip electro-absorption optical modulator, and the basic configuration is used in the first embodiment shown in FIG. The optical modulator 110 is substantially the same as the optical modulator 110.

【0055】ただし,本実施の形態にかかる光変調器3
10では,第2端面310bが光入射端面として設定さ
れているとともに,第1端面310aが光出射端面とし
て設定されている。そして,光出射端面である第2端面
310bには,光反射率が波長依存性を持つ本実施の形
態にかかる端面膜320が形成されている。
However, the optical modulator 3 according to the present embodiment
In 10, the second end face 310b is set as a light incident end face, and the first end face 310a is set as a light output end face. Then, on the second end face 310b, which is the light emission end face, the end face film 320 according to the present embodiment, whose light reflectance has wavelength dependence, is formed.

【0056】光変調器110において,端面膜310b
は,光変調器310の光導波路312内を伝搬中に生じ
る光の伝搬損失の波長依存性と光導波路への入出射の際
に生じる光の結合損失との和を打ち消すような光反射率
を持つように,設計されている。かかる端面膜310b
の設計は,公知の技術を用いて行うことができる。
In the optical modulator 110, the end face film 310b
Is a light reflectance that cancels out the sum of the wavelength dependence of the propagation loss of light generated during propagation through the optical waveguide 312 of the optical modulator 310 and the coupling loss of light generated when entering and exiting the optical waveguide. It is designed to have. Such an end face film 310b
Can be designed using a known technique.

【0057】本実施の形態にかかる端面膜310bの設
計は,図4に示す上記第2の実施の形態にかかる波長フ
ィルタ220の設計と同様に行われる。したがって,図
6に示すように,本実施の形態にかかる端面膜310b
は,最短波長の光において最小であり長波長側に行くに
連れて大きくなる光透過率を持つように設計することに
なる。
The design of the end face film 310b according to the present embodiment is performed in the same manner as the design of the wavelength filter 220 according to the second embodiment shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 6, the end face film 310b according to the present embodiment is formed.
Is designed to have a light transmittance that is minimum in the light of the shortest wavelength and increases toward the longer wavelength side.

【0058】なお,光変調器310において,光出射端
面である第1端面310aには,無反射膜ARが形成さ
れており,光変調器310からの出射時に第1端面31
0aで光が反射して光導波路312内へ戻らない構成が
採用されている。かかる構成によって,反射戻り光を抑
えて光変調器310内での干渉現象をできるだけ小さく
することができる。
In the optical modulator 310, a non-reflection film AR is formed on the first end face 310 a which is a light exit end face, and the first end face 31 is emitted when the light exits from the optical modulator 310.
A configuration is employed in which light is reflected at 0a and does not return into the optical waveguide 312. With this configuration, it is possible to reduce the interference phenomenon in the optical modulator 310 as much as possible by suppressing the reflected return light.

【0059】以上説明したように,本実施の形態によれ
ば,光学要素の数を増やさずに挿入損失の波長差を小さ
くすることができ,光変調器のWDM方式の光通信シス
テムへ応用が可能に成る。また,本実施の形態にかかる
構成と上記第1若しくは第2の実施の形態にかかる構
成,又は第1及び第2の実施の形態にかかる構成とを組
み合わせることによって,更に効果的に挿入損失の波長
差を低減することができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the wavelength difference of the insertion loss without increasing the number of optical elements, and it is possible to apply the optical modulator to a WDM optical communication system. Become possible. Further, by combining the configuration according to the present embodiment with the configuration according to the first or second embodiment or the configuration according to the first and second embodiments, the insertion loss can be more effectively reduced. The wavelength difference can be reduced.

【0060】以上,本発明の好適な実施の形態につい
て,添付図面を参照しながら説明したが,本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において,当業者であれば,各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり,それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
Although the preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such configurations. Within the scope of the technical idea described in the appended claims, those skilled in the art will be able to conceive various changes and modifications, and those changes and modifications are also within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs to.

【0061】例えば,上記実施の形態において説明した
検証では,入力波長が1.55μm付近の光変調器及び
光変調器モジュールを例に挙げて説明したが,本発明は
かかる構成に限定されない。本発明は,他の様々な入力
波長を設定した光変調器及び光変調器モジュールに対し
ても適用することができる。
For example, in the verification described in the above embodiment, an optical modulator and an optical modulator module whose input wavelength is around 1.55 μm have been described as examples, but the present invention is not limited to such a configuration. The present invention can be applied to an optical modulator and an optical modulator module in which various other input wavelengths are set.

【0062】さらに,上記実施の形態においては,光結
合素子として非球面レンズを適用した光変調器モジュー
ルを例に挙げて説明したが,本発明はかかる構成に限定
されない。本発明は,他の様々な光結合素子,例えば先
球光ファイバや計算機ホログラム(Computer
Generated Hologram:CGH)素子
等を適用した光変調器モジュールに対しても適用するこ
とができる。
Further, in the above embodiment, the optical modulator module using the aspherical lens as the optical coupling element has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. The present invention relates to various other optical coupling elements such as a spherical optical fiber and a computer generated hologram (Computer).
The present invention can also be applied to an optical modulator module to which a Generated Hologram (CGH) element or the like is applied.

【0063】さらに,上記実施の形態においては,通常
分散光ファイバの光ファイバ伝送路へ適用した光変調器
モジュールを例に挙げて説明したが,本発明はかかる構
成に限定されない。本発明は,他の様々な光ファイバ伝
送路に適用した光変調器モジュールに対しても適用する
ことができる。
Further, in the above embodiment, the optical modulator module applied to the optical fiber transmission line of the ordinary dispersion optical fiber has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. The present invention can be applied to an optical modulator module applied to various other optical fiber transmission lines.

【0064】さらに,本発明においては,上記実施の形
態において例示した波長フィルタの位置に限定されな
い。本発明においては,波長フィルタの挿入位置は,光
の伝搬経路内であればどこでも良いのである。
Further, in the present invention, the position of the wavelength filter exemplified in the above embodiment is not limited. In the present invention, the insertion position of the wavelength filter may be anywhere in the light propagation path.

【0065】さらにまた,本発明に適用される光変調器
の構成は,導波路型の光変調器であるということ以外に
は制限がない。本発明には,各種の半導体材料,例えば
InP系のものやGaAs系のもの,或いはSi系のも
の等を用いた光変調器を適用することができる。また,
本発明には,様々な構造及び寸法の光変調器を適用する
ことができる。さらに,本発明に適用することができる
波長領域も上記実施の形態に例示した入力光波長帯に制
限されないことは,明らかである。
Further, the configuration of the optical modulator applied to the present invention is not limited except that it is a waveguide type optical modulator. The present invention is applicable to optical modulators using various semiconductor materials, for example, InP-based materials, GaAs-based materials, or Si-based materials. Also,
Optical modulators having various structures and dimensions can be applied to the present invention. Further, it is obvious that the wavelength region applicable to the present invention is not limited to the input light wavelength band exemplified in the above embodiment.

【0066】[0066]

【発明の効果】本発明によれば,従来の光変調器を用い
た光処理装置においては実現されなかった,挿入によっ
て光ファイバ伝送路に生じさせる挿入損失の波長特性が
所定の波長領域内でフラットな特性を実現することがで
きる。したがって,波長多重光信号を伝送信号として用
いるWDM方式の光通信システムへ,光変調器の応用が
可能になる。
According to the present invention, the wavelength characteristic of the insertion loss caused in the optical fiber transmission line by the insertion, which has not been realized in the optical processing apparatus using the conventional optical modulator, is within a predetermined wavelength range. Flat characteristics can be realized. Therefore, an optical modulator can be applied to a WDM optical communication system using a wavelength multiplexed optical signal as a transmission signal.

【0067】さらに,本発明においては,光変調器で生
じる光損失の波長差を補償するために,増幅器等の他の
能動的な光学要素をもしいていない。したがって,他の
光学要素によって生じる影響,例えばクロストークやノ
イズの増幅等が発生することがなく,また,消費電力の
増加も生じない。結果として,本発明によれば,安定し
た動作が可能な安価な光処理装置を提供することができ
る。
Further, in the present invention, there is no other active optical element such as an amplifier for compensating for the wavelength difference of the optical loss generated in the optical modulator. Therefore, there is no influence caused by other optical elements, such as crosstalk and amplification of noise, and no increase in power consumption. As a result, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive optical processing device capable of performing a stable operation.

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

【図1】本発明を適用可能な光変調器モジュールの概略
的な構成説明図である。
FIG. 1 is a schematic structural explanatory view of an optical modulator module to which the present invention can be applied.

【図2】図1に示す光変調器モジュールの特性について
の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of characteristics of the optical modulator module shown in FIG.

【図3】本発明を適用可能な他の光変調器モジュールの
概略的な構成説明図である。
FIG. 3 is a schematic structural explanatory view of another optical modulator module to which the present invention can be applied.

【図4】図3に示す光変調器モジュールの特性について
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of characteristics of the optical modulator module shown in FIG.

【図5】本発明を適用可能な光変調器の概略的な構成説
明図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the configuration of an optical modulator to which the present invention can be applied.

【図6】図5に示す光変調器の特性についての説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory diagram of characteristics of the optical modulator shown in FIG.

【図7】従来の光処理装置の特性を示す説明図であるFIG. 7 is an explanatory diagram showing characteristics of a conventional optical processing device.

【図8】従来の光処理装置の特性を示す説明図であるFIG. 8 is an explanatory diagram showing characteristics of a conventional optical processing device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200 光変調器モジュール 110,210,310 光変調器 110a,110b 端面 112 光導波路 122 レンズ 220 波長フィルタ 320 端面膜 P1,P2 光信号 λmin 最短波長 λmax 最長波長 100, 200 Optical modulator module 110, 210, 310 Optical modulator 110a, 110b End face 112 Optical waveguide 122 Lens 220 Wavelength filter 320 End face film P1, P2 Optical signal λmin Shortest wavelength λmax Longest wavelength

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路と前記光導波路を伝搬する光を
変調する光変調手段とを有する光変調器と,前記光導波
路に前記光を光結合させる光結合素子とを,少なくとも
備える,光処理装置であって;前記光変調器と前記光結
合素子とは,予め設定された波長領域での最短波長の光
を基準光として光学的にアライメントされていることを
特徴とする,光処理装置。
1. An optical processing apparatus comprising at least an optical modulator having an optical waveguide and optical modulation means for modulating light propagating through the optical waveguide, and an optical coupling element for optically coupling the light to the optical waveguide. An optical processing apparatus, wherein the optical modulator and the optical coupling element are optically aligned with light having a shortest wavelength in a preset wavelength region as reference light.
【請求項2】 前記光導波路は,光の入出射が行われる
端面を有し,前記光結合素子は,前記最短波長の光を前
記端面において収束させるものであることを特徴とす
る,請求項1に記載の光処理装置。
2. The optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide has an end face through which light enters and exits, and the optical coupling element focuses the light having the shortest wavelength on the end face. 2. The light processing device according to 1.
【請求項3】 前記光の偏波は,前記最短波長の光にお
いて挿入損失が最大になるように設定されていることを
特徴とする,請求項1又は2に記載の光処理装置。
3. The optical processing device according to claim 1, wherein the polarization of the light is set so that the insertion loss is maximized in the light having the shortest wavelength.
【請求項4】 少なくとも,光導波路と前記光導波路を
伝搬する光を変調する光変調手段とを有する光変調器を
備える,光処理装置であって;前記光変調器の光導波路
を含む,光の伝搬経路と,前記伝搬経路に介挿されて,
前記光変調器における前記光の損失を相殺する,波長フ
ィルタ手段とを,備えることを特徴とする,光処理装
置。
4. An optical processing apparatus, comprising: an optical modulator having at least an optical waveguide and an optical modulator for modulating light propagating through the optical waveguide; and an optical processing apparatus including the optical waveguide of the optical modulator. And a propagation path interposed between the
An optical processing device, comprising: wavelength filter means for canceling the light loss in the optical modulator.
【請求項5】 前記波長フィルタ手段は,波長フィルタ
素子であることを特徴とする,請求項4に記載の光処理
装置。
5. The optical processing apparatus according to claim 4, wherein said wavelength filter means is a wavelength filter element.
【請求項6】 前記波長フィルタ手段は,前記光変調器
の前記光導波路の端面に形成された光透過膜であること
を特徴とする,請求項4に記載の光処理装置。
6. The optical processing apparatus according to claim 4, wherein said wavelength filter means is a light transmitting film formed on an end face of said optical waveguide of said optical modulator.
【請求項7】 光導波路と前記光導波路を伝搬する光を
変調する光変調手段とを有する光変調器と,前記光導波
路に前記光を光結合させる光結合素子とを,少なくとも
備える,光処理装置の形成方法であって;光処理が要求
される所定の波長領域を設定する工程と,前記光変調器
と前記光結合素子とを,前記波長領域の最短波長の光を
基準光として光学的にアライメントする工程とを,含む
ことを特徴とする,光処理装置の形成方法。
7. An optical processing device comprising at least an optical modulator having an optical waveguide and optical modulation means for modulating light propagating through the optical waveguide, and an optical coupling element for optically coupling the light to the optical waveguide. A method for forming a device; setting a predetermined wavelength region in which light processing is required; and optically coupling the optical modulator and the optical coupling element with light having the shortest wavelength in the wavelength region as reference light. A method of forming an optical processing device.
【請求項8】 少なくとも,光導波路と前記光導波路を
伝搬する光を変調する光変調手段とを有する光変調器を
備える,光処理装置の形成方法であって;前記光変調器
で生じる光損失の波長特性を測定する工程と,前記光損
失の波長特性を相殺する波長特性を有する波長フィルタ
手段を配置する工程とを,含むことを特徴とする,光処
理装置の形成方法。
8. A method for forming an optical processing device, comprising: an optical modulator having at least an optical waveguide and an optical modulator for modulating light propagating through the optical waveguide; an optical loss generated in the optical modulator. And a step of arranging wavelength filter means having a wavelength characteristic for canceling the wavelength characteristic of the optical loss.
JP12095598A 1998-04-30 1998-04-30 Optical processor, and formation of optical processor Abandoned JPH11311716A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12095598A JPH11311716A (en) 1998-04-30 1998-04-30 Optical processor, and formation of optical processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12095598A JPH11311716A (en) 1998-04-30 1998-04-30 Optical processor, and formation of optical processor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11311716A true JPH11311716A (en) 1999-11-09

Family

ID=14799129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12095598A Abandoned JPH11311716A (en) 1998-04-30 1998-04-30 Optical processor, and formation of optical processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11311716A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876480B2 (en) 2000-08-11 2005-04-05 Fdk Corporation Farady rotation device and optical device comprising it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6876480B2 (en) 2000-08-11 2005-04-05 Fdk Corporation Farady rotation device and optical device comprising it
US7006273B2 (en) 2000-08-11 2006-02-28 Fdk Corporation Faraday rotation device and optical device using same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10826267B2 (en) Surface coupled systems
JP4722114B2 (en) Parallel channel optical communication using a modulator array and a shared laser.
US5793912A (en) Tunable receiver for a wavelength division multiplexing optical apparatus and method
JP3745097B2 (en) Optical device for wavelength monitoring and wavelength control
CN101779348B (en) A semiconductor optical amplifier for an external cavity diode laser
US20050185885A1 (en) Optical multiplexing method and optical multiplexer, and optical amplifier using same
US9224929B2 (en) Optical semiconductor device and manufacturing method therefor
US20130094074A1 (en) Gain medium providing laser and amplifier functionality to optical device
US6697392B2 (en) Single wavelength laser module
JPH11133255A (en) Optical monitoring device and its equipment
US6496619B2 (en) Method for gain equalization, and device and system for use in carrying out the method
JP6257544B2 (en) Semiconductor laser
JP4762834B2 (en) Optical integrated circuit
US20080137178A1 (en) Reflection-type optical modulator module
JP2011529637A (en) Nanowire optical block device for amplifying, modulating and detecting optical signals
JP6320192B2 (en) Wavelength variable light source and wavelength variable light source module
WO2022038756A1 (en) Semiconductor chip and optical module
JPH11311716A (en) Optical processor, and formation of optical processor
CN114924362A (en) Transmitting-receiving bidirectional integrated chip and application thereof in optical bidirectional transmitting-receiving assembly
JP2002116419A (en) Optical modulation device and method for manufacturing the same
WO2020246042A1 (en) Surface-emitting optical circuit and surface-emitting light source using same
US7076130B2 (en) Semiconductor optical device having asymmetric ridge waveguide and method of making same
JPH11167035A (en) Optical function element and optical coupling method
CN219268130U (en) Electroabsorption modulation laser chip
JP3663083B2 (en) Wavelength converter and optical transmission system using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050329

A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20061226