(57)【要約】【課題】本発明の課題は、ファイバタイプの光デバイスである光ファイバグレーティングカプラ用いることにより、構成の簡略化および、低接続損失で安価を得る全光型の光トランジスタを提供することにある。【解決手段】Ｂｒａｇｇ波長を信号光波長に設定した光ファイバグレーティングカプラに、被制御信号光と制御信号光を入射することにより、光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長を信号光波長からずらすことで、光強度の小さな信号光で光強度の強い信号光を制御する、ファイバタイプの全光トランジスタを実現する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２本の光ファイバに熱を加え、ファイバの溶融部を融着後延伸することによって作製された光ファイバカプラの融着延伸部分に、グレーティングのピッチを長さ方向で均一な構造にし、アポダイゼーションを施し、さらに、最適にオフセットし、グレーティング長が２．０ｍｍから１０．０ｍｍ、屈折率増加量が０．００１から０．０１であるグレーティングを形成した光ファイバグレーティングカプラにおいて、制御信号光と被制御信号光を光ファイバグレーティングカプラのポート▲１▼から入射し、光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長と両信号光の波長を等しくすることにより、ポート▲４▼に出力される信号光の割合を光強度により変化させることにより、小信号光で大信号光を直接制御することを特徴とするファイバタイプの全光トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバグレーティングカプラを用いた全光トランジスタに関するものである。
【０００２】
本発明は、光情報処理の分野で貢献すると思われる。特に、電気を用いたトランジスタでは実現できない、超高速応答性が可能な光情報処理を実現するものである。また、その際のデバイスの低コスト化に有用である。
【０００３】
【従来の技術】
従来の光トランジスタでは、シュタルク効果や量子井戸構造を用いることにより、半導体基板上の光導波路で実現されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光トランジスタでは、シュタルク効果や量子井戸構造を用いているために、使用できる信号光の波長が限定されており、現在の光通信で用いられている１．５５μｍ帯の光をそのまま用いることはできない。また、半導体基板上に構成さるため、光ファイバをはじめとする他の光デバイスとの親和性が低く、接続損失が大きい。
【０００５】
本発明は、従来より構成が簡単で安価なものにするため、ファイバとの親和性の良いファイバタイプである、光ファイバグレーティングカプラを用いた全光トランジスタを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバグレーティングカプラを用いて、ファイバタイプの全光トランジスタを構成するものである。
【０００７】
【発明実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
本発明には、全光トランジスタとして光ファイバグレーティングカプラを用いていることが特徴的である。図２にはこの光ファイバグレーティングカプラの模式図を示す。この光ファイバグレーティングカプラは、２本の光ファイバ２２に熱を加え、ファイバの溶融部を融着後延伸することによって作製された光ファイバカプラ２３の融着延伸部分に、グレーティング２４のピッチを長さ方向で均一な構造にし、アポダイゼーションを施し、最適にオフセットし、グレーティング長が２．０ｍｍから１０．０ｍｍ、屈折率増加量が０．００１から０．０１であるグレーティング２４を形成したものである。ポート▲１▼に入射された光のうち特定波長の信号光をポート▲２▼に反射し、それ以外の信号光はポート▲４▼に出力させる機能を有している。また、ポート▲１▼に入射した制御光はポート▲３▼に出力され、ポート▲３▼に入射した制御光はポート▲１▼に出力される。通常の反射帯域は１ｎｍ程度であるが、特殊な製法を用いことで、さらに狭帯域化も可能である。
【０００８】
ここでアポダイゼーションとは、図３に示すように、光ファイバの長手方向におけるグレーティングの屈折率増加量を変化させたものであり、グレーティングの反射におけるサイドローブを抑制することができる。またオフセットとは、光ファイバカプラの中心部からグレーティングをずらして形成することであり、ポート▲１▼とポート▲２▼へ反射する割合を変化することができる。本発明では、ポート▲２▼へのドロップ効率１００％が望ましい。
【０００９】
図１には、本発明の一実施形態例である全光トランジスタの構成図を示す。図２に示す光ファイバグレーティングカプラ１１により構成される。この光ファイバグレーティングカプラを用いた全光トランジスタは、制御信号光と被制御信号光を光ファイバグレーティングカプラのポート▲１▼から入射し、光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長と両信号光の波長を等しくすることにより、ポート▲４▼に出力される信号光の割合を光強度により変化させることにより、小信号光で大信号光を直接制御することができる。
【００１０】
図１において、制御信号光と被制御信号光の２つの信号光は、光ファイバグレーティングカプラ１１のポート▲１▼に入射される。このポート▲１▼に入力された信号光のうち、光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長に相当する信号光のみがポート▲２▼に出射され、その他の波長の信号光はポート▲４▼に出射される。
【００１１】
すなわち、図１において、２つの信号光の波長を光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長と同一にすることにより、両信号光はポート▲２▼に出力される。
【００１２】
光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長は、光カー効果によって、入射する光の強度により変化する。すなわち、先の状態において、２つの信号光により、光ファイバグレーティングカプラ１１へ入射する光強度の総和を大きくすることにより、光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長を変化させることができる。よって、信号光強度の総和により、ポート▲２▼とポート▲４▼に出力される信号光の割合が決定される。
【００１３】
図４は、光ファイバグレーティングカプラへ入射する光強度が変化したときのポート▲２▼への出力波長特性を示す特性図であり、図５は、光ファイバグレーティングカプラへ入射する光強度が変化したときのポート▲４▼への出力波長特性を示す特性図である。また、図６は光ファイバグレーティングカプラへ入射する光強度と各ポートへ出力される信号光の割合を示している。これまで説明してきたことは、これらの特性図からもみてとることができる。
【００１４】
これらのことから、図１において、光ファイバグレーティングカプラへ入射する光強度によって光ファイバグレーティングのＢｒａｇｇ波長を制御することで、特定波長の信号光において、ポート▲２▼もしくはポート▲４▼の出力を制御することができる。
【００１５】
ここで、図１における、２つの信号光の強度の総和を動作点と呼ぶ。この動作点が、図６に示される動作点範囲内になるように選択することで、特定波長の信号光において、ポート▲４▼の出力は、リニアな出力特性を得る光トランジスタの出力として用いることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、光ファイバグレーティングをファイバタイプの全光トランジスタとして用いることで、光通信で用いられている信号光を、全光制御することが可能となる。更に、ファイバタイプのデバイスで構成しているため伝送路との親和性がよく、低接続損失で安価な全光全光トランジスタとして実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例を示す全光トランジスタの構成説明図である。
【図２】本発明の一実施形態例に係る光ファイバグレーティングカプラを示す構成説明図である。
【図３】本発明の一実施形態例に係る光ファイバグレーティングカプラにおけるアポダイゼーションを示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態例に係る、光ファイバグレーティングカプラに入射する光強度の総和と、ポート▲２▼への出力波長特性を示す特性図である。
【図５】本発明の一実施形態例に係る、光ファイバグレーティングカプラに入射する光強度の総和と、ポート▲４▼への出力波長特性を示す特性図である。
【図６】本発明の一実施形態例に係る、光ファイバグレーティングカプラに入射する光強度の総和と、ポート▲２▼とポート▲４▼に出力される信号光の割合を示す図である。
【符号の説明】
１１　光ファイバグレーティングカプラ
２２　光ファイバ
２３　光ファイバカプラ
２４　グレーティング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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