在现有技术的同步ＡＷＧ中，如果要扩展通带宽度，则透射中心光频附近的损耗增加不可避免。能够在确保通带的平坦性的状态下扩展的带宽有限，就透射率特性为０．５ｄＢ带宽而言，其极限为光频信道间隔的４５％左右。由于该带宽的限制，存在以下问题：同步ＡＷＧ不能应用于信号光通过很多地点的复杂且大规模的通信系统。本发明专利技术的光合分波电路是同步ＡＷＧ，且具备设置在与一个平板波导侧相连接的干涉电路中的光分束器。光分束器的分光比根据光频进行变化，并在同步ＡＷＧ的透射中心光频附近取极小值。在偏离透射中心光频某种程度的光频的情况下，使分光比变得较大来进行动作。较为理想的是将光分束器的分光比的变化周期设为与同步ＡＷＧ的光频信道间隔相同或是其一半。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光合分波电路。更为详细地说，涉及一种以阵列波导衍射光栅为基本结构的具有宽通带宽度的光合分波电路。
技术介绍
目前，正盛行由形成在硅基板上的石英系玻璃波导构成的平面光波电路(Planer Light wave Circuit 以下简称为PLC)的研究开发。利用了 PLC技术的阵列波导衍射光栅 (Arrayed waveguide Grating 以下简称为AWG)在光通信用系统中发挥着重要作用。AWG 是具有如下功能的光合分波电路将对多个光频进行多路复用得到的信号光(波长多路复用信号)分波为配置有规定的光频信道间隔的各信号光，或者将各信号光合波为一个波长多路复用信号。伴随光通信系统的发展，还开始构建一种利用环形网、网状网等连接多个地点、且能够灵活地切换通信路径的网络系统。在这种高级的网络中，要求不将光信号转换为电信号，而是保持光信号的状态通过多个地点来进行处理。要求在此使用的光合分波电路通带带宽宽、平坦，且具有低损耗的透射特性。专利文献1提出一种组合了干涉电路和AWG的同步AWG型光合分波电路来作为具有良好的透射特性的光合分波电路。该同步型光合分波电路具有如下特征光信号即使多次通过多个光合分波电路，光信号的劣化也较小或者损耗变动相对于光信号的波长波动较小。图23是示出了现有技术的同步AWG型光合分波电路的结构的一例的俯视图。该光合分波电路3100由第一平板波导3101、阵列波导3102、第二平板波导3103、第二输入输出波导3104、以及第一输入输出波导3105构成。在第一输入输出波导3105与第一平板波导3101之间依次连接有光分束器3106、第一臂波导3107、第二臂波导3108、以及光模合成耦合器3109。位于第一输入输出波导3105与第一平板波导3101之间的各要素构成干涉电路。具有上述结构的同步AWG型光合分波电路进行如下动作。当具有多个波长的光波入射到第一输入输出波导3105时，通过光分束器3106分支到第一臂波导3107和第二臂波导3108。在两个臂波导3107、3108中，光波以基模光进行传播，由于两个臂波导的光程差， 因此在分支得到的各光波间，与波长相应地产生相位差。在光模合成耦合器3109中，分支得到的各光波再次汇合。此时，从第一臂波导3107输入到光模合成耦合器3109的基模光被转换为单模光。 另一方面，从第二臂波导3108输入到光模合成耦合器3109的基模光以基模光的状态进行汇合。因而，从光模合成耦合器3109输出的光波是由基模光与单模光合成而得到的。合成得到的光场特性根据基模光与单模光的相位差、即光波的波长而发生变化。图M是示出了上述光合分波电路中的光模合成耦合器附近的结构的一例的图。 光模合成耦合器3109由波导宽度不对称的定向耦合器构成。波导3109a和波导3109b分别与第一臂波导3107和第二臂波导3108相连接。设定各波导的宽度以使波导3109a中的基模光的有效折射率与波导3109b中的单模光的有效折射率大体一致，由此作为合成基模光和单模光的光模合成耦合器而进行动作。波导3109b还依次连接有多模波导3201、3203。在两个多模波导3201、3203之间连接有锥形波导3202。这些波导3201、3202、3203并不是必要部件，在要对与第一平板波导 3101相连接的波导的宽度进行调整的情况下设置这些部件。另外，多模波导3201、3203以及锥形波导3202必须至少能够传播基模光和单模光。在与第一平板波导3101相连接的多模波导3203的终端处(ρ轴)，光场根据相位差(波长)而周期性地变化，合成得到的光场的峰值位置也在ρ轴上周期性地变动。如上所述，构成于第一输入输出波导3105与第一平板波导3101之间的干涉电路使光波光场的峰值位置根据波长而周期性地变动后将光波输入到第一平板波导3101。另一方面，输入到第一平板波导3101的光波由于阵列波导3102中相邻波导间的光程差而产生与波长相应的相位差。在第二平板波导3103的终端处光波的聚光位置与该相位差(即输入光波的波长)相应地发生变化。即，在与第二平板波导3103终端处的聚光位置相应的第二输入输出波导3104的波导中，被分别分波为期望波长的光波。在上述的光合分波电路中，当多模波导3203的终端处的光场的峰值位置改变时， 输入到第一平板波导3101的光波的输入位置发生变化。由于输入到第一平板波导3101 的光波的输入位置发生变化，因此到达阵列波导3102内的各波导的光程长度也发生变化。 即，即使阵列波导3102中相邻波导间的光程差不变，光合分波电路3100整体的光程差也发生变化。最终，其结果是在第二平板波导3103的终端处，光的聚光位置发生变化。上述干涉电路以及AWG整体的一系列动作意味着通过第一臂波导3107和第二臂波导3108的光程差能够调整在第二平板波导3103的终端处进行聚光的光波的位置。例如，在某个波长范围内，能够设定AWG以及第一平板波导侧的干涉电路的各参数，以使多模波导3203终端处的光场的峰值位置变化与阵列波导3102中相邻波导间的光程差所引起的光波在第二平板波导3103终端处的聚光位置变化同步。由此，在该波长范围内，通过使在第二平板波导3103终端处进行聚光的光波的位置停留，光合分波电路能够获得平坦的透射光谱特性。为了实现上述同步的动作，在AWG中需要使第二输入输出波导3104中被分波的光的光频信道间隔与连接于第一平板波导3101的干涉电路中的光频周期一致。进行上述同步动作的光合分波电路也被称为同步AWG。专利文献1 日本专利4100489号说明书专利文献2 国际公开专利W098/36288号刊非专禾丨J 文献 1 :J. Leuthold, et al. ,“Multimode Interferenc e Couplers for the Conversion and Combining of Zero-and First-Order Modes，，，JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHN0L0 GY, Vol. 16，pp.1228-1238，1998.
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述的同步AWG中，能够扩展的通带宽度是有限度的。为了扩展通带宽度，只要提高在光模式合成耦合器3109中被合成的单模光的强度比来使合成光场在ρ轴上的峰值位置的位移幅度变大即可。在此，单模光的强度比是指单模光的功率与基模光的功率和单模光的功率之和的比。合成光场的峰值位置根据光频不同在P轴上以P = 0为中心向两侧以正弦函数的形式周期性地位移。根据同步AWG的动作原理，光合分波电路的透射中心波长与合成光场的峰值位置处于ρ轴上的0位置时的光频对应。如果单模光的强度比不断提高，则合成光场的形状会脱离于基模的场的形状而逐渐变形。特别是，当合成光场的峰值位置处于P轴上的最大位移的中央附近(即P = O)时， 场形状的变形尤为显著。同步AWG的透射率根据输入到第一平板波导3101的光场和第二输入输出波导与第二平板波导3103相连接的端面处的固有光场的重叠积分来决定。后者的固有光场是基模光的场。因而，当输入到第一平板波导3101的光场的形状脱离于基模光的场的形状而不断变形时，由于场的失配而本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种光合分波电路，具备：阵列波导衍射光栅，其包括阵列波导以及与上述阵列波导的两端相连接的第一平板波导和第二平板波导；第一输入输出波导，其经由干涉电路与上述第一平板波导光学连接；以及第二输入输出波导，其与上述第二平板波导相连接，该光合分波电路的特征在于，上述干涉电路包括：第一臂波导；第二臂波导，其与上述第一臂波导并列设置，且长度与上述第一臂波导的长度不同；光模合成耦合器，其连接在上述第一臂波导和上述第二臂波导的各自的一端与上述第一平板波导的端部之间，使从上述第一臂波导输入的基模光与单模光耦合，并在与上述第一平板波导的连接面上形成峰值位置周期性地变化的光场分布；以及分束器，其与上述第一臂波导和上述第二臂波导的各自的另一端相连接，上述干涉电路的光频周期与上述阵列波导衍射光栅的光频信道间隔一致，上述分束器的分光比以与上述干涉电路的光频周期相同或一半的光频周期进行变化，在上述阵列波导衍射光栅中的各信道的透射中心光频附近，上述分光比取极小值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：鬼头勤，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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