波長多重通信用集積型光合分波器の試作研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 04555084
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 内藤 喜之 東京工業大学, 工学部, 教授 (70016335)
• 研究分担者: 安斎 弘樹 東京工業大学, 工学部, 助手 (80212661) ; 水本 哲弥 東京工業大学, 工学部, 助教授 (00174045)
• キーワード: 光分波・合波器 / 光フィルタ / マッハツェンダ干渉計 / 方向性結合器 / テーパ状結合器 / クロストーク

研究概要

光波長多重通信において必要不可欠な合波・分波器を集積型で製作し、実用的な特性を実現することを目的に、導波路型の合波・分波器を試作した。
導波路型マッハツェンダ干渉計形の合波・分波器は集積化に適し、分波波長間隔を広い範囲で自由に設定できる特徴を有する。このフィルタで良好な分波特性を実現するためには、フィルタ構成に用いる方向性結合器の分配率が、フィルタとして動作を期待する波長範囲にわたって0.5である必要があり、これを実現するためには従来の均一結合導波路を用いるのでなく、光波の伝搬方向に構造が変化するテーパ状結合器を用いる方が良いことを明らかにした。すなわち、分波・合波時の不要波長成分の出力(クロストーク)を小さく抑えることがフィルタにとって実用上重要な特性であり、方向性結合器の分配率とクロストークの関係を明らかにし、低クロストークを実現するために分配率の波長依存性が小さいテーパ状結合器を設計した。
さらに、波長1.3μm帯において波長間隔16、10、8、5、4nmで分波・合波するフィルタの設計を行った。このうち、波長間隔10nmと5nmのフィルタを試作し、その動作を実証した。しかし、得られた特性は実用的にはまだ不十分であり、この原因が製作時に生ずる導波路構造の変動にあること、さらにこれを解決するために導波層の屈折率を下げることが有効であることを見い出した。今後、この検討結果をふまえて特性の改善を行い、さらに目標の分波波長間隔2nmを実現するために、分波・合波素子の集積化を行う予定である。

研究成果

• [文献書誌] T.Mizumoto,et al.: "Observation of Nonlinear Transmission in CdS_XSe_<1-X> doped glass waveguide optical resonators" Technical Digest of Fourth Optoelectronics Conference,OEC '92. 116-117 (1992)
• [文献書誌] T.Mizumoto,et al.: "On the design of a waveguide optical isolator employing nonreciprocal phase shift" Technical Digest of Fourth Optoelectronics Conference,OEC '92. 140-141 (1992)
• [文献書誌] 水本、他: "テーパ状結合導波路を用いた光フィルタ" 電子情報通信学会技術研究報告. OQE92-100. 13-18 (1992)
• [文献書誌] 上西、他: "テーパ状結合導波路を用いたマッハ・ツェンダー光フィルタの試作" 1992年電子情報通信学会秋季全国大会. C236- (1992)
• [文献書誌] T.Mizumoto,et al.: "Analytical and experimental study of waveguide optical polarization splitter with Langmuir-Blodgett cladding layer" J.Lightwave Technology,. 10. (1992)
• [文献書誌] T.Mizumoto,et al.: "The design of a waveguide optical isolator employing nonreciprocal phase shift" Proceedings of 6-th International Conference on Ferrites. (1993)