(57)【要約】【解決手段】出力制御型光導波路のコアを加熱する際にコアの近傍に配置した減衰性光導波路に光を入力してこの減衰性光導波路の温度を上昇させることにより前記コアに熱光学効果による屈折率変化を生じさせ、出力光を制御させるようにする。【効果】出力制御型光導波路のコアの加熱に電気制御方式を用いないので電気回路を設けるコストが不要になり、しかも電源の確保が困難な場所や電源の設置が困難な場所でも使用できる出力制御型光導波路及びその出力光制御方法を提供することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に屈折率の高いコアとその周囲のコアよりも屈折率の低いクラッドから形成され、前記コア中を伝搬する光出力を制御する機能を有する出力制御型光導波路において、前記コア近傍に減衰性光導波路を配置したことを特徴とする出力制御型光導波路。
【請求項２】
前記減衰性光導波路は平面型光導波路であることを特徴とする請求項１記載の出力制御型光導波路。
【請求項３】
前記減衰性光導波路は光ファイバであること特徴とする請求項１記載の出力制御型光導波路。
【請求項４】
前記減衰性光導波路は前記コアの上下左右のいずれかの場所に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の出力制御型光導波路。
【請求項５】
前記減衰性光導波路の配置は前記コアの上下左右のいずれかの場所に複数個配置されていることを特徴とする請求項４記載の出力制御型光導波路。
【請求項６】
前記出力制御型光導波路は光可変減衰器、定出力光減衰器、光スイッチ、光遮断器、光波長可変ADMから選択された一つであることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の出力制御型光導波路。
【請求項７】
基板上に屈折率の高いコアとその周囲のコアよりも屈折率の低いクラッドから形成され、前記コア中を伝搬する光出力を制御する機能を有する出力制御型光導波路の出力光制御方法において、前記コア近傍に減衰性光導波路を配置し、この減衰性光導波路に光を入力することにより発熱現象を生じさせ、この発熱現象により前記コアに温度上昇による熱光学効果を誘起させ、前記コアの屈折率を変化させて出力光を制御することを特徴とする出力制御型光導波路の出力光制御方法。
【請求項８】
前記出力光の制御は前記減衰性光導波路に入力する入力光の強度を変化させることにより行うことを特徴とする請求項７記載の出力制御型光導波路の出力光制御方法。
【請求項９】
前記出力光の制御は前記減衰性光導波路と前記コアの間の間隔を調整することにより行うことを特徴とする請求項７または請求項８記載の出力制御型光導波路の出力光制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、減衰性光導波路を用いて光出力の制御を可能とした出力制御型光導波路及びその出力光の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の通信ネットワークの進展に伴い光ファイバ通信網が急速に整備されてきている。特にＦＴＴＨの導入が進むに連れて各家庭でも高速インターネット通信の要望がますます高まってきている。
【０００３】
光ファイバ通信網に使用される各部品の中の一つに平面型光導波路（以下、光導波路）がある。光導波路は通常はＧｅなどの屈折率上昇元素を石英ガラスに添加したコアとこのコアを覆って純石英ガラスからなるコアよりも屈折率の低いクラッドとが石英ガラス等の基板上に形成されている。
【０００４】
近年、このような光導波路の中で光出力を制御可能とした出力制御型光導波路が用いられてきている。この出力制御型光導波路の中で代表的なものに例えば光可変減衰器がある。
【０００５】
従来の光可変減衰器は例えば基板上に形成されたクラッド中に埋設されたコアとこのコアの上部に位置し、前記クラッドの表面に配置された薄膜ヒーターよりなるマッハツェンダ干渉計から構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このような光可変減衰器は、薄膜ヒーターに通電されることにより薄膜ヒーターが加熱され、コアの温度が上昇し、熱光学効果によりコアの屈折率が変化する。例えば２本のコアを有する場合、１本を加熱、もう１本を非加熱とすると２本のコア同士で光路長差が生じ光出力を変化させることができる。このようにして加熱温度を種々に設定することにより光出力を可変することが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２９２１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【０００９】
即ち、特許文献１のような光可変減衰器では電気制御によって薄膜ヒーターの温度を変化させて所望の減衰量を得るようにしているが、薄膜ヒーターを用いるために電気制御回路が必要となる。特に近年光通信の分野においてはすべてを電気を用いないで制御する全光化の要望がでてきており、電気制御回路を設けることによるコストの上昇を抑制しようという傾向も強くなってきている。
【００１０】
本発明は上記のような課題を解決して電気制御回路を用いない出力制御型光導波路を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は前記した課題を解決するために次のような構成とする。
【００１２】
即ち、まず本発明の出力制御型光導波路は、基板上に屈折率の高いコアとその周囲のコアよりも屈折率の低いクラッドから形成され、前記コア中を伝搬する光出力を制御する機能を有する出力制御型光導波路において、前記コア近傍に減衰性光導波路を配置したものである。
【００１３】
また上記の発明において、前記減衰性光導波路は平面型光導波路であることが好ましい。
【００１４】
さらに上記の発明において、前記減衰性光導波路は光ファイバであることが好ましい。
【００１５】
以上の発明において、前記減衰性光導波路は前記コアの上下左右のいずれかの場所に配置されている。
【００１６】
また上記の発明において、前記減衰性光導波路の配置は前記コアの上下左右のいずれかの場所に複数個配置されていてもよい。
【００１７】
さらに以上の発明において、前記出力制御型光導波路は光可変減衰器、定出力光減衰器、光スイッチ、光遮断器、光波長可変ADMから選択された一つである。
【００１８】
次に本発明の出力制御型光導波路の出力制御方法は、基板上に屈折率の高いコアとその周囲のコアよりも屈折率の低いクラッドから形成され、前記コア中を伝搬する光出力を制御する機能を有する出力制御型光導波路の出力光制御方法において、前記コア近傍に減衰性光導波路を配置し、この減衰性光導波路に光を入力することにより発熱現象を生じさせ、この発熱現象により前記コアに温度上昇による熱光学効果を誘起させ、前記コアの屈折率を変化させて出力光を制御するものである。
【００１９】
上記の発明において、前記出力光の制御は前記減衰性光導波路に入力する入力光の強度を変化させることにより行うものである。
【００２０】
また以上の発明において、前記出力光の制御は前記減衰性光導波路と前記コアの間の間隔を調整することにより行うものである。
【発明の効果】
【００２１】
上記したように本発明の出力制御型光導波路及びその出力光制御方法によれば、出力制御型光導波路のコアの加熱を薄膜ヒーターなどの電気制御方式を用いることなく減衰性光導波路の入力光強度による温度上昇を利用して行うので電気回路を必要とせず、コストの低減を図ることができ、また電源を確保するのが困難な場所や海底中継地等の電源を設置することが困難な場所でも使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２３】
図１は本発明の出力制御型光導波路の一実施の形態を説明するための図である。図１において、基板１上に形成されたクラッド２の中にコア３ａ、３ｂが埋設されている。これらのコア３ａ及びコア３ｂにはシングルモード光ファイバ４ａから光Ｉopが入力され、分岐させられた後にシングルモード光ファイバ４ｂより光Ｏopとして出力される。なお、コア３ｂに接続されているシングルモード光ファイバ５ａには光は入力されず、またシングルモード光ファイバ４ａから入力され分岐された出力光のうちシングルモード光ファイバ５ｂに伝送される光は終端処理等により出力されないようになっている。
【００２４】
一方、コア３ｂの近傍には減衰性光導波路６がシングルモード光ファイバ７と接続部８により接続されている。そして、シングルモード光ファイバ７から入力光Ｉatが減衰性光導波路６に入力されるようになっている。
【００２５】
この減衰性光導波路６は減衰性ドーパントが添加されたコアがクラッド中に埋設されたものである。図１（ａ）は平面図を示し、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ―Ａ´面で切断された断面図を示している。
【００２６】
ところで、減衰性光導波路に光が入力されると発熱現象が生じることが知られている。そしてこの発熱現象は光導波路が有している減衰特性や光の入力強度と相関関係がある。図２は光の入力強度と減衰性光導波路の発熱温度との関係を示す図である。減衰性光導波路の種類として減衰特性が５ｄBのものと２０ｄBのものを示している。なお、この発熱現象を測定した減衰性導波路は減衰性光ファイバである。
【００２７】
図２より、光の入力強度が大きくなるほど発熱温度が上昇する傾向があり、かつ減衰量が大きいほど発熱温度が高くなっていくことがわかる。このような現象から、図１で示すコア３ｂの近傍に減衰性光導波路６を配置して減衰性光導波路６に光を入力すると減衰性光導波路６が発熱し、その熱によりコア３ｂの温度も上昇するので熱光学効果が誘起されることによりコア３ｂの屈折率が変化してコア３ａとの間で光路長差が生じ出力光Ｏopを変化させることができる。従って、入力光Iopに対して出力光Ｏopを制御できる光可変減衰器を実現することができる。
【００２８】
また、図３はシングルモード光ファイバと減衰性光ファイバとを接続した時に接続部からの距離によって温度がどのように変化してゆくかを示した図である。図３より接続部から離れるに従って温度は減少してゆくが、このように図２や図３の特性から図１のコア３ｂの温度を上昇させるためにどのような減衰特性を有する減衰性光導波路を選択するか、またその減衰性光導波路にどの程度の光強度を入力するか、さらに接続部からどの程度離した場所で目的とする温度を得られるようにするか等所定の出力光Ｏopを得るために種々の条件を適宜設定することができる。
【００２９】
図３において、接続部からの距離が１１ｍｍ付近で減衰量が２０ｄＢの特性を有する減衰性光ファイバと減衰量が５ｄＢの特性を有する減衰性光ファイバの温度が入れ替わっているが、これは減衰量が２０ｄＢの特性を有する減衰性光ファイバのコア内を伝送する光が大きく減衰され、その結果伝送強度が少なくなり温度の上昇が抑えられるとともに接続部からの距離が遠くなることにより減衰量が５ｄＢの特性を有する減衰性光ファイバに比べて温度の低下がより大きくなるからである。
【００３０】
なお、減衰性光導波路のコアに添加する減衰ドーパントとしては、通常用いられるＣｏ、Ｖ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｍｎ等の遷移金属元素やＳｍ、Ｅｒ、Ｎｄ等の希土類元素が挙げられるが、本発明の目的に適うものならば上記の元素に限定されるものではない。
【００３１】
このように、本発明の出力制御型光導波路を用いると、減衰性光導波路に入力する光の強度により出力光を変化させることができる。また、減衰性光導波路と前記コアとの間隔を調整することにより出力光を制御することもできる。なお、減衰性光導波路の配置は前記コアの近傍であれば特に限定されず、上下左右のどこでもよく、またコアに対して斜めの位置でも差し支えない。なお、ここで減衰性光導波路とコアの位置関係は、基板を下側としてコアに対して上下左右としている。また、減衰性光導波路は複数個配置しても差し支えない。即ち、本発明の目的に沿うように適宜条件を定めればよい。
【００３２】
次に、図４は本発明の他の実施の形態を表した図である。図４においては、入力光Ｉopから例えば光スプリッタによって２分岐された光の一方が減衰性光導波路に入力され、もう一方がコア３ａ及びコア３ｂに入力されるようになっている。本実施の形態では入力光Iopが一定であるために減衰性光導波路に入力されるIatも一定となり、その結果出力光Ｏopも一定の出力が得られる定出力減衰器を実現することができる。なお、図１と同じ箇所は同一番号で表してあり、以下も同様とする。
【００３３】
図５は本発明のさらに他の実施の形態を表した図である。即ち図５は図１と異なりコア３ａとコア３ｂを伝送してきた光がそれぞれある分岐比でＯop1、Ｏop2として出力される。減衰性光導波路へ入力する入力光Ｉatは図１と同様にシングルモード光ファイバ４ａへ入力する入力光Iopとは別に入力し、Iatの入力強度を変化させることにより減衰性光導波路の温度を制御するようにしている。本実施の形態ではシングルモード光ファイバ４ａに入力した入力光Ｉopはコア３ａ及びコア３ｂに分岐されそれぞれ伝送される。この時コア３ｂが減衰性光導波路６の温度上昇により屈折率が変化してコア３ａとの間で光路長差が生じ、分岐比が変化して出力光Ｏop1、Ｏop2として出力される。この出力光Ｏop1、Ｏop2を制御することにより光スイッチとしての機能を有するようにしたり光遮断器としての機能を有するようにすることができる。
【００３４】
また本発明では、光波長可変ADM（Aｄｄ／Ｄｒｏｐ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）など上記したような出力制御型光導波路に限らず温度制御を利用した出力制御型光導波路全般に適用することができる。
【００３５】
なお、上記した実施の形態では減衰性光導波路として平面型光導波路について説明したが光ファイバを用いても差し支えない。要するに目的に適った種々の条件を選択すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施の形態を表した図である。
【図２】光入力強度と温度との関係を表した図である。
【図３】接続部からの距離と温度との関係を表した図である。
【図４】本発明の他の実施の形態を表した図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態を表した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・基板
２・・・クラッド
３ａ、３ｂ・・・コア
４ａ、４ｂ・・・シングルモード光ファイバ
５ａ、５ｂ・・・シングルモード光ファイバ
６・・・減衰性光導波路
７・・・シングルモード光ファイバ
８・・・接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005099369.tif 000006
【図５】
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