JPS6123522B2 - - Google Patents
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- JPS6123522B2 JPS6123522B2 JP6742279A JP6742279A JPS6123522B2 JP S6123522 B2 JPS6123522 B2 JP S6123522B2 JP 6742279 A JP6742279 A JP 6742279A JP 6742279 A JP6742279 A JP 6742279A JP S6123522 B2 JPS6123522 B2 JP S6123522B2
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光フアイバを伝搬する光パルスの波
長分散による遅延時間差を等化する光遅延等化器
に関するものである。
長分散による遅延時間差を等化する光遅延等化器
に関するものである。
単一モードフアイバを用いた光伝送において
は、光源のスペクトル拡がりに起因する波長分散
により伝搬パルスに遅延時間差が生じ、これによ
り符号伝送速度、中継器間隔が決められてしまう
場合がある。例えば、波長1.5μｍ帯において
は、シリカ・フアイバの損失は0.2dB/Kmである
が、波長分散は約15psec/Km・nmに達し、直接変
調時の半導体レーザのスペクトル拡がりが数ｎｍ
〜10nｍであることを考えると、100Km無中継伝
送を行なうことができる伝送符号速度は60Mbit/
ｓ以下となつてしまい、これは損失制限による値
よりもはるかに小さい。
は、光源のスペクトル拡がりに起因する波長分散
により伝搬パルスに遅延時間差が生じ、これによ
り符号伝送速度、中継器間隔が決められてしまう
場合がある。例えば、波長1.5μｍ帯において
は、シリカ・フアイバの損失は0.2dB/Kmである
が、波長分散は約15psec/Km・nmに達し、直接変
調時の半導体レーザのスペクトル拡がりが数ｎｍ
〜10nｍであることを考えると、100Km無中継伝
送を行なうことができる伝送符号速度は60Mbit/
ｓ以下となつてしまい、これは損失制限による値
よりもはるかに小さい。
波長分散に起因する帯域制限を解決する方法と
して、従来、フアイバ構造を工夫して、特定の波
長で波長分散を構造分散により打ち消す方法、光
波長分波器と遅延回路を組み合わせた遅延等化器
を用いる方法の２つが提案されている。前者は、
フアイバ構造自体に処理を加えるので、接続損
失、曲げ損失、だ円変形による帯域制限などとの
兼合いをとる必要があり、実現に困難を伴う場合
があり、また、構造分散の大きさに限度があるた
め、1.5μｍより波長分散の大きな波長域への適
用に限界がある。後者は、低損失な光波長分波器
の実現や遅延回路との接続損失の低減化に難点が
ある。
して、従来、フアイバ構造を工夫して、特定の波
長で波長分散を構造分散により打ち消す方法、光
波長分波器と遅延回路を組み合わせた遅延等化器
を用いる方法の２つが提案されている。前者は、
フアイバ構造自体に処理を加えるので、接続損
失、曲げ損失、だ円変形による帯域制限などとの
兼合いをとる必要があり、実現に困難を伴う場合
があり、また、構造分散の大きさに限度があるた
め、1.5μｍより波長分散の大きな波長域への適
用に限界がある。後者は、低損失な光波長分波器
の実現や遅延回路との接続損失の低減化に難点が
ある。
本発明は、これらの欠点を除去することを目的
とし、光波長分波器と遅延回路を一体化した光遅
延等化器を提供するものである。
とし、光波長分波器と遅延回路を一体化した光遅
延等化器を提供するものである。
以下、図面により本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明光遅延等化器の一例を示し、こ
こで１，３および５は光導波路のクラツド領域、
２および４は光導波路のコア領域である。コア領
域２および４の形状もしくは屈折率分布は異なる
ものとする。クラツド領域１とコア領域２とクラ
ツド領域３とによつて、誘電体もしくは半導体の
光導波路を形成する。なお、コア領域２はクラツ
ド領域１および３よりも高屈折率の媒質により構
成される。クラツド領域３とコア領域４とクラツ
ド領域５も同様に光導波路を構成し、コア領域４
はクラツド領域３および５よりも高屈折率の媒質
により構成される。光導波路の光閉じ込め領域
（コア）となるコア領域２および４の断面形状は
任意に形成することができ、例えば、円形のフア
イバでもよいし、短形のストリツプ・ガイドでも
よい。ここで、光導波路１−２−３の伝搬モード
の位相定数βａと、光導波路３−４−５の伝搬モ
ードの位相定数βｂとはずらしておき、通常の方
向性結合が起きないようにしておく。そのための
条件は、 （βａ−βｂ）／2K≫１ (1) で与えられる。ここで、Ｋは両光導波管１−２−
３と３−４−５との間の結合係数であり、通常10
〜100（cm-1）の値である。６，７および８は、そ
れぞれ、一定周期Λ１，Λ２およびΛ３もつグレ
ーテイングであり、波長λ１，λ２およびλ３の
導波光に対して逆方向性結合を起すように設計さ
れる条件は、 βａ（λi）＋βｂ（λi）＝２π／Λｉ・Ｎ(2
) （ｉ＝１、２、３） で与えられる。位相定数βａ，βｂは波長により
異なるので、共振条件(2)を満たすグレーテイング
の周期Λｉは波長により異なる。Ｎは整数であ
り、通常は１とする。第１図の実施例では、コア
領域４の境界にグレーテイングが形成されている
が、グレーテイングの位置は導波路系の任意の地
点でよく、単なる屈折率の周期変動でもよい。
こで１，３および５は光導波路のクラツド領域、
２および４は光導波路のコア領域である。コア領
域２および４の形状もしくは屈折率分布は異なる
ものとする。クラツド領域１とコア領域２とクラ
ツド領域３とによつて、誘電体もしくは半導体の
光導波路を形成する。なお、コア領域２はクラツ
ド領域１および３よりも高屈折率の媒質により構
成される。クラツド領域３とコア領域４とクラツ
ド領域５も同様に光導波路を構成し、コア領域４
はクラツド領域３および５よりも高屈折率の媒質
により構成される。光導波路の光閉じ込め領域
（コア）となるコア領域２および４の断面形状は
任意に形成することができ、例えば、円形のフア
イバでもよいし、短形のストリツプ・ガイドでも
よい。ここで、光導波路１−２−３の伝搬モード
の位相定数βａと、光導波路３−４−５の伝搬モ
ードの位相定数βｂとはずらしておき、通常の方
向性結合が起きないようにしておく。そのための
条件は、 （βａ−βｂ）／2K≫１ (1) で与えられる。ここで、Ｋは両光導波管１−２−
３と３−４−５との間の結合係数であり、通常10
〜100（cm-1）の値である。６，７および８は、そ
れぞれ、一定周期Λ１，Λ２およびΛ３もつグレ
ーテイングであり、波長λ１，λ２およびλ３の
導波光に対して逆方向性結合を起すように設計さ
れる条件は、 βａ（λi）＋βｂ（λi）＝２π／Λｉ・Ｎ(2
) （ｉ＝１、２、３） で与えられる。位相定数βａ，βｂは波長により
異なるので、共振条件(2)を満たすグレーテイング
の周期Λｉは波長により異なる。Ｎは整数であ
り、通常は１とする。第１図の実施例では、コア
領域４の境界にグレーテイングが形成されている
が、グレーテイングの位置は導波路系の任意の地
点でよく、単なる屈折率の周期変動でもよい。
さて、このように構成された光導波路に、λ
１，λ２，λ３，……と異なつた波長の光が第１
図左側から導波路１−２−３を通して右側に入射
してくると、波長λ１の光はグレーテイング６で
導波管３−４−５に結合されて左側に伝搬する
が、他の波長λ２，λ３……の光は結合を起さず
通過する。グレーテイング７では、波長λ２の光
のみが結合し、グレーテイング８では波長λ３の
光のみが結合を起こし、以下同様に、各波長毎に
異なつた点で導波路３−４−５に結合される。第
２図は本発明光遅延等化器における逆方向性結合
の結合効率の結合長依存性を、位相定数差Δ（＝
βａ＋βｂ−２π／△）と、導波路１−２−３および 導波路３−４−５の各導波路損失係数αａおよび
αｂをパラメータとして示した。ここで、実線曲
線はΔ／κ＝０、点線曲線はΔ／κ＝0.5、一点
鎖線曲線はΔ／κ＝1.0の場合をそれぞれ示す。
なお、κはグレーテイングによる結合係数であ
り、グレーテイングの深さやコアの大きさ、両光
導波路間のギヤツプなどにより決まる。損失α
ａ，αｂは、通常、κより十分小さいから、κＬ
〓３で、Δ＜（２κ）なる条件を満足する波長の
光はほぼ100％結合される。Ｌは結合長であり、
結合させたい波長域が100Å、10Å、１Åの場
合、それぞれ、約50μｍ、500μｍ、５mmとな
る。第３図は、30Åの波長域を結合させるように
設計した本発明光遅延等化器における逆方向性結
合の結合効率対中心波長からのずれを、各結合長
に対して示したものである。各グレーテイング
６，７，８，……を所定間隔ｌだけ離しておく
と、各波長毎に異なつた遅延時間差を受けて導波
路３−４−５の左側出射端に到達する。この場合
の遅延時間差は、 Δｔｌ／ｅ（ｎa＋ｎb） (3) で与えられる。但し、ｎa、ｎbは両導波路モード
の等価屈折率（β／k0）である。光フアイバの波
長分散による各波長光毎の遅延時間差をこの遅延
時間差により補償することにより等化器を実現で
きる。すなわち、光フアイバ伝搬遅延時間の長い
波長光に対しては短い波長光よりも出射端（第１
図の左側）に近い所で結合させればよい。例え
ば、λ＝1.5μｍでΔλ＝10Åずれた２つの波長
光が50Km伝搬した後の遅延時間差を補償するため
には、グレーテイング間の間隔ｌを56mmとすれば
よい。
１，λ２，λ３，……と異なつた波長の光が第１
図左側から導波路１−２−３を通して右側に入射
してくると、波長λ１の光はグレーテイング６で
導波管３−４−５に結合されて左側に伝搬する
が、他の波長λ２，λ３……の光は結合を起さず
通過する。グレーテイング７では、波長λ２の光
のみが結合し、グレーテイング８では波長λ３の
光のみが結合を起こし、以下同様に、各波長毎に
異なつた点で導波路３−４−５に結合される。第
２図は本発明光遅延等化器における逆方向性結合
の結合効率の結合長依存性を、位相定数差Δ（＝
βａ＋βｂ−２π／△）と、導波路１−２−３および 導波路３−４−５の各導波路損失係数αａおよび
αｂをパラメータとして示した。ここで、実線曲
線はΔ／κ＝０、点線曲線はΔ／κ＝0.5、一点
鎖線曲線はΔ／κ＝1.0の場合をそれぞれ示す。
なお、κはグレーテイングによる結合係数であ
り、グレーテイングの深さやコアの大きさ、両光
導波路間のギヤツプなどにより決まる。損失α
ａ，αｂは、通常、κより十分小さいから、κＬ
〓３で、Δ＜（２κ）なる条件を満足する波長の
光はほぼ100％結合される。Ｌは結合長であり、
結合させたい波長域が100Å、10Å、１Åの場
合、それぞれ、約50μｍ、500μｍ、５mmとな
る。第３図は、30Åの波長域を結合させるように
設計した本発明光遅延等化器における逆方向性結
合の結合効率対中心波長からのずれを、各結合長
に対して示したものである。各グレーテイング
６，７，８，……を所定間隔ｌだけ離しておく
と、各波長毎に異なつた遅延時間差を受けて導波
路３−４−５の左側出射端に到達する。この場合
の遅延時間差は、 Δｔｌ／ｅ（ｎa＋ｎb） (3) で与えられる。但し、ｎa、ｎbは両導波路モード
の等価屈折率（β／k0）である。光フアイバの波
長分散による各波長光毎の遅延時間差をこの遅延
時間差により補償することにより等化器を実現で
きる。すなわち、光フアイバ伝搬遅延時間の長い
波長光に対しては短い波長光よりも出射端（第１
図の左側）に近い所で結合させればよい。例え
ば、λ＝1.5μｍでΔλ＝10Åずれた２つの波長
光が50Km伝搬した後の遅延時間差を補償するため
には、グレーテイング間の間隔ｌを56mmとすれば
よい。
第４図は本発明の他の例を示し、ここでは図中
にハツチングを付して示すように多数のコラゲー
シヨンを有して、周期が長手方向に少しずつ変化
するチヤープド（chirped）グレーテイング９
を、導波路を形成するコア領域２と４との間に設
けたものであり、このチヤープドグレーテイング
９により各波長光は連続的な遅延時間差を受け
る。ここで、チヤーピング（chirping）の度合い
をフアイバ波長分散量により決めることにより完
全な波長分散の消去が可能になる。
にハツチングを付して示すように多数のコラゲー
シヨンを有して、周期が長手方向に少しずつ変化
するチヤープド（chirped）グレーテイング９
を、導波路を形成するコア領域２と４との間に設
けたものであり、このチヤープドグレーテイング
９により各波長光は連続的な遅延時間差を受け
る。ここで、チヤーピング（chirping）の度合い
をフアイバ波長分散量により決めることにより完
全な波長分散の消去が可能になる。
本発明で用いられるグレーテイング構造の形状
やその作成方法は慣例の種々の形態のものを用い
ることができ、例えば干渉露光法によりホトレジ
スタをグレーテイング状に形成し、これをマスク
として導波路を形成する材料をエツチングした
り、あるいは電子ビーム露光法を用いてマスクと
なるホトレジストや導波路となる媒質自体にグレ
ーテイングを刻切することもできる。
やその作成方法は慣例の種々の形態のものを用い
ることができ、例えば干渉露光法によりホトレジ
スタをグレーテイング状に形成し、これをマスク
として導波路を形成する材料をエツチングした
り、あるいは電子ビーム露光法を用いてマスクと
なるホトレジストや導波路となる媒質自体にグレ
ーテイングを刻切することもできる。
以上説明したように、本発明装置を用いれば、
光フアイバの波長分散による帯域制限を除くこと
が可能になり、フアイバ損失の小さな波長、接続
損失、曲げ損失の小さなフアイバ構造を選ぶこと
ができ、単一モード・フアイバを用いた高速長距
離伝送を実現する上で有利である。
光フアイバの波長分散による帯域制限を除くこと
が可能になり、フアイバ損失の小さな波長、接続
損失、曲げ損失の小さなフアイバ構造を選ぶこと
ができ、単一モード・フアイバを用いた高速長距
離伝送を実現する上で有利である。
第１図は本発明光遅延等化器の構成の一例を示
す線図、第２図および第３図は本発明光遅延等化
器における逆方向性結合の結合効率の特性図、お
よび第４図は本発明の他の実施例を示す線図であ
る。 １，３，５……光導波路のクラツド領域、２，
４……光導波路のコア領域、６，７，８……グレ
ーテイング、９……チヤープドグレーテイング。
す線図、第２図および第３図は本発明光遅延等化
器における逆方向性結合の結合効率の特性図、お
よび第４図は本発明の他の実施例を示す線図であ
る。 １，３，５……光導波路のクラツド領域、２，
４……光導波路のコア領域、６，７，８……グレ
ーテイング、９……チヤープドグレーテイング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 入射側光導波路および出射側光導波路をそれ
ぞれ形成する第１コア領域および第２コア領域を
互いに近接して配置し、前記第１コア領域と前記
第２コア領域との間には、互いに異なる周期を有
する複数のグレーテイングを前記両導波路の伝搬
方向に所定の間隔で配置して、前記入射側光導波
路から入射した光がその波長成分ごとに対応する
周期を有する前記グレーテイングを介して前記出
射側光導波路に逆方向性結合するようにしたこと
を特徴とする光遅延等化器。 ２ 入射側光導波路および出射側光導波路をそれ
ぞれ形成する第１コア領域および第２コア領域を
互いに近接して配置し、前記第１コア領域と前記
第２コア領域との間には、前記入射側および出射
側光導波路の伝搬方向に周期が変化するグレーテ
イングを配置して、前記入射側光導波路から入射
した光がその波長成分ごとに前記グレーテイング
の対応する周期を有する位置で前記出射側光導波
路に逆方向性結合するようにしたことを特徴とす
る光遅延等化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6742279A JPS55161201A (en) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Light delay equalizer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6742279A JPS55161201A (en) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Light delay equalizer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161201A JPS55161201A (en) | 1980-12-15 |
| JPS6123522B2 true JPS6123522B2 (ja) | 1986-06-06 |
Family
ID=13344449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6742279A Granted JPS55161201A (en) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Light delay equalizer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55161201A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57211104A (en) * | 1981-06-22 | 1982-12-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Directional coupler type optical demultiplexer having periodic structure |
| JPH079491B2 (ja) * | 1985-04-08 | 1995-02-01 | 株式会社日立製作所 | 光合分波器 |
| US4737007A (en) * | 1986-02-24 | 1988-04-12 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Narrow-band wavelength selective optical coupler |
| CA2007533A1 (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-13 | Bruce Lee Booth | Optical waveguide devices, elements for making the devices and methods for making the device and elements |
| JPH02239209A (ja) * | 1989-03-14 | 1990-09-21 | Canon Inc | 光波長フィルタおよび光検出器 |
| US5757989A (en) * | 1992-09-10 | 1998-05-26 | Fujitsu Limited | Optical circuit system capable of producing optical signal having a small fluctuation and components of same |
| US6693736B1 (en) | 1992-09-10 | 2004-02-17 | Fujitsu Limited | Optical circuit system and components of same |
| JPH06216467A (ja) * | 1993-01-19 | 1994-08-05 | Hitachi Ltd | 半導体光分散補償器 |
| JP2009151247A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Fujikura Ltd | 光導波路型波長分散補償デバイスとその製造方法 |
-
1979
- 1979-06-01 JP JP6742279A patent/JPS55161201A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161201A (en) | 1980-12-15 |
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