(57)【要約】【課題】  光共振の周波数と可変とし、また光共振を安定させる。【解決手段】  共振器３００、例えばシリカの微小球またはディスクを、二つの光ファイバーケーブル５００、５０２の間に使用して、アッド／ドロップフィルタを形成する。上記共振器３００は、アッドまたはドロップされる周波数と共振する。このように、特定のチャネルのみが、必要に応じて、アッドまたはドロップされる。共振器３００は、屈性率可変のコーティングでコーティングされており、屈折率を変化させることにより、共振周波数が変更される。また、共振器３００の光共振は監視され、同光共振の波長が帰還制御される。【選択図】  図３
2005031703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の細くした部分を有するとともに、光を入力する第一入力ポートと、光を出力する第一出力ポートとを有する第一光ファイバーであって、前記第一の細くした部分の外面でエバネッセント波結合するように形成された第一光ファイバー、
ウィスパリングギャラリーモードをサポートする形状に形成されるとともに前記第一の細くした部分に光結合され、前記第一光ファイバーの少なくとも一つのモードが共振する共振器であって、屈折率を可変とするコーティングを有する共振器、
前記共振器に光結合される第二の細くした部分を有するとともに、前記共振器を介して前記第一光ファイバーにアッドされる前記少なくとも一つのモードの新たな光信号を入力する第二入力ポートと、前記第一光ファイバーに入力した光から前記共振器の光結合によって取り去られる光を出力する第二出力ポートとを有する第二光ファイバーであって、前記第二の細くした部分の外面でエバネッセント波結合するように形成された第二光ファイバー、および
前記共振器のコーティングの屈折率を変化させて前記共振器の共振周波数を調整する調整手段
を備えてなる光学装置。
【請求項２】
前記調整手段は、コーティングの屈折率を光学的に変更する請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記調整手段は、コーティングの屈折率を電気的に変更する請求項１に記載の光学装置。
【請求項４】
第一の細くした部分を有するとともに、光を入力する第一入力ポートと、光を出力する第一出力ポートとを有する第一光ファイバーであって、前記第一の細くした部分の外面でエバネッセント波結合するように形成された第一光ファイバー、
ウィスパリングギャラリーモードをサポートする形状に形成されるとともに前記第一の細くした部分に光結合され、前記第一光ファイバーの少なくとも一つのモードが共振する共振器、
前記共振器に光結合される第二の細くした部分を有するとともに、前記共振器を介して前記第一光ファイバーにアッドされる前記少なくとも一つのモードの新たな光信号を入力する第二入力ポートと、前記第一光ファイバーに入力した光から前記共振器の光結合によって取り去られる光を出力する第二出力ポートとを有する第二光ファイバーであって、前記第二の細くした部分の外面でエバネッセント波結合するように形成された第二光ファイバー、
前記共振器の光共振を監視して、同監視された共振器の光共振に応じて前記共振器における光共振の波長を帰還制御する帰還制御手段
を備えてなる光学装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、１９９８年１１月１３日付けで出願された米国仮特許出願第６０／１０８,３５８号の優先権を主張するものである。
【０００２】
（背景）
最新の光ファイバー通信システムは、波長分割多重方式すなわちＷＤＭと呼称される方法を使用して、多量の情報を、極端に高いデータ速度で、単一の光ファイバーによって送る。これらのＷＤＭシステムには、情報を搬送するのに用いる多数の光波長（光チャネルとも呼称される）がある。これら波長各々の光パワーは、単一の光ファイバーケーブルで、他の波長の光パワーと同時に伝搬する。その光ファイバーにそった特定のポイントで光チャネルを取り去る（リムーブする：remove）および／または加える（アッドする：add）ことが必要になることがある。このことは、例えば、長距離通信システムにおいて、ファイバーケーブルが都市に入る時に起こる。また、このことは、光チャネルがその波長を使用することによって送られる場合、都市内（または大都市圏内）でも起こることがある。この機能を実施する装置はアッド／ドロップフィルタ（add/drop
filter）と呼ばれている。
【０００３】
これら装置の一般的原理を図１と２に示す。図１はドロップ（取り去り）機能の特性を示す。波長分割多重信号１００がアッド／ドロップフィルタ１０４の＃１ポート１０２に導入される。この場合、指定の波長この場合λ３が指定されてドロップされる（取り去られる）。そのドロップされた波長λ３は、ポート＃３  １０６を通じて出力される。残りのスペクトルλ１、λ２およびλ４は、＃２出力ポート１１０を通じて出力される。
【０００４】
アッド／ドロップフィルタのアッド（加える）機能を図２に示す。部分スペクトルλ１、λ２、λ４が入力波２００として（＃１ポートに）入力される。アッドされる（加えられる）波長λ３が、＃４ポート２０２を通じて入力される。λ１〜λ４がすべて入っている完全スペクトルが、＃２出力ポート２１０を通じて出力される。
【０００５】
いくつもの異なる種類のアッド／ドロップフィルタ装置が提案されている。これらの方法の中で、本発明に最も関連がある装置は、Littleらの文献“Utracompact Si-SiO2 Micro Ring Resonator
Optical Channel Dropping Filters”（本願では“Little”と呼ぶ）に記載されている。Littleの方法では、ウェーハ上にリソグラフィーとエッチングの技法を用いて二つの導波管を準備する。これらの導波管は、リソグラフィーとエッチングを利用して画成されたディスクの両面に設けられている。そのディスクは、共振波長（resonant
wavelength）と性能係数（quality factor）すなわちＱに特徴がある光学モードを維持するように設計されている。これら導波管は、その導波管とディスク間で光パワーを結合できる位置に配置されている。この光パワーの波長がディスクの共振波長と一致すると、光パワーは両導波管の間を移動する。これによって、アッド/ドロップ機能を実現することができる。
【０００６】
上記Littleの文献には、モノリシックアッド−ドロップ装置が記載されており、この装置の主要部分は、単一の半導体チップ上に形成されている。このような装置にはいくつもの制限がある。第一に、Littleの装置は、導波管などの部品として、チップ上に形成されているので、その導波管とディスク共振器は、エッチングまたは他の方法でチップに形成される。この種のモノリシック光学素子の製造法は大量生産に好適であるが、欠点がある。ウェーハ上に形成された導波管を光ファイバーに結合するのに伴い大きな挿入損失がある。光ファイバーとチップを結合する場合、数デシベルもの望ましくない損失が一般的である。また光ファイバーをオンチップ導波管に連結する製造工程は多大の費用を要する。したがって、Littleの文献に記載されているような光ファイバーを連結された装置を製造するのに伴う経費は高額になる。Littleの装置のもう一つの欠点は、リソグラフィーで画成されるインタフェースが不完全なものであることから不要な光散乱が起こるため、製造工程中に誘発される寄生光損失（parasitic
optical loss）である。このような損失は、装置による伝搬および共振器の性能係数Ｑに悪影響を与える。
【０００７】
上記光学的Ｑは、光共振器にしばしば引用される性能指数（figure of merit）であり、共振器の性能に関する基準点を提供する。共振モード（resonator
mode）の光学的Ｑすなわち性能計数は、Ｑ＝ν／△ν（式中、νは与えられたモードの光学的振動数であり、△νは共振モードの線幅である）と定義される。本発明の共振器のＱは1,000,000を超えることがある。Ｑの値が高いことは、共振器の性能を比較するための基盤を確立するのに重要であるのみならず、アッド／ドロップ装置が機能する方式に影響を与える。一般にＱの値が高い共振器の方が、設計時の適応性が高く、かつアッド／ドロップフィルタについて先に引用した用途を超えてさらに広い範囲のシステムの用途に利用できる。
【０００８】
（要約）
本発明のシステムは、光パワーを、Ｑの値が高い光共振器に連結することによって、第一光ファイバーから第二光ファイバーにまたは逆の方向に共振によって転送する特定種類の共振器ベースの全光ファイバー両方向性カプラを教示する。一つの用途は、装置のバージョン（変形）がアッド／ドロップフィルタとして機能できる波長分割多重方式の光通信システムに対する用途である。もう一つの用途では、前記フィルタの超高Ｑ特性を高分解能光スペクトル分析に利用する。
【０００９】
この用途は、第一の細くした部分を有し、案内される光パワーの一部（フラクション）が第一の細くした部分の外側を伝播するように形成された光ファイバー、および光パワーを共振器に転送できるように、前記第一の細くした部分に連結された共振器を備えた光装置を規定する。その共振器は、例えば球形でもディスク形でもよい。
【００１０】
第二の細くした部分を有する第二光ファイバーも、光パワーが第一光ファイバーと第二光ファイバー間を移動できるように、前記共振器に連結することができる。
【００１１】
（好ましい実施態様の説明）
本発明の上記およびその外の側面を添付した図面と写真を参照して説明する。
【００１２】
本発明の発明者らは、波長アッド及びドロップフィルタが特定の望ましい特性を有していなければならないことを認識している。これらの望ましい特性としては下記のものがある。
【００１３】
上記装置はドロップイクスティンクション（drop extinction）が高くなければならない。このことは、上記装置が、出力ポートにて、現在ドロップされたチャネルの位置における残留光パワーを最小限にしなければならないことを意味する。このことは、このような残留情報が、利用可能な波長スロットに加えられる新しい情報に干渉するので重要である。
【００１４】
上記装置は、非指定チャネル（non-designated channel）に対する拒絶性が高くなければならない。これらの非指定チャネルは、ドロップポート（Ｎｏ．３ポート）またはアッドポート（Ｎｏ．４ポート）に連結されてはならない。非指定のチャネルの挿入損失は低くなければならず、すなわち、当該装置によってドロップされない波長の減衰は最小でなければならない。
【００１５】
また、ドロップまたはアッドされるチャネルも、ドロップおよび／またはアッドの工程による減衰が最小でなければならない。
【００１６】
いくつかの用途では、アッドまたはドロップされる特定のチャネルはプログラマブルでなければならない。
【００１７】
また、本発明の装置は、光ファイバーへの連結が容易でかつ安価でなければならない。本発明のアッド／ドロップ装置はそれ自体、理想的に、該装置を光ファイバーに連結する場合に付随する高価な実装操作を回避できるように光ファイバーで構成されている。
【００１８】
本発明のアッド／ドロップ装置の光通過帯域幅は、光チャネルのスペクトル幅より大きいかまたは等しくなければならない。さもないと、光チャネルの情報は、失われるか、ひずむか、または減衰する。
【００１９】
すべて光ファイバー材料で製造することができて実質的な利点を有する装置の実施態様について述べる。
【００２０】
本発明のシステムによれば、共振器、例えば球形またはディスク形の共振器が、光テーパー部分（optical taper）を設けた二つの単一モード光ファイバーに結合されている。共振器は、ディスク形、球形または回転楕円体形（例えば押しつぶした球形）でもよい。テーパーを付けた光ファイバーは、光ファイバーの一部を炎内で加熱することによって製造することができる。このようなテーパー部分を形成する他の方法が知られている。光ファイバーのテーパー部分は、光波をコアではなくてクラッドで案内できるように十分に細いことが好ましい。その上に、光ファイバーのテーパー部分は、非常に細いので、案内される光パワーの無視できないかなりの部分が実際には、ガラス媒体の外側にある。この細くした（すなわちテーパーを付けた）領域の直径は１〜１０ミクロンの範囲内にある。
【００２１】
次に、適当な形態の共振器を、二つの光ファイバーの小間隔をおいた平行なテーパー領域の間に配置する。一方の光ファイバー中を伝搬している光パワー（情報を運ぶことができる）が、対応する光ファイバーテーパー部分から共振器に弱く結合する。しかし、前記光パワーの周波数が前記光共振器のモードと“共振”すると、一般に、光パワーが有意に増大して、前記共振器に転送され次に第二光ファイバーのテーパー部分に転送される。
【００２２】
実質的な利点を有する全光ファイバー装置の実施態様を説明する。
【００２３】
図３と４はアッド／ドロップフィルタとして使用するため配置構成されたシステムを示す。そのドロップ機能を図３に示し、一方、アッド機能を図４に示す。この図には、図１と２に示したポートの名称を使用している。微小球共振器３００が、二つの光ファイバー、すなわち原光チャネル（original optical channel）（ポート１）と変形チャネル（modified channel）（ポート２）を備えた第一光ファイバー５００、およびドロップされたチャネル（ポート３）またはアッドされたチャネル（ポート４）を備えた第二ファイバー５０２の間に配置されている。
【００２４】
これら光ファイバーは各々、それぞれのネック部分にテーパーが付けられている。
【００２５】
図５は上記実施態様の高倍率の写真を示す。直径が３００ミクロンの微小球共振器３００が、二つの光ファイバー５００と５０２の間に示されている。これら光ファイバーは各々、光ファイバー５００、５０２の最も細い部分の位置５０１、５０３の直径が３〜５ミクロンである。図３と４に示す好ましい実施態様は、球形共振器３００が、前記両光ファイバーのネック部分と実際に接触している。しかし、光ファイバーと共振器の間に特定の間隙があってもよく、その間隙はむしろ好ましい。というのは、光エネルギーは、エバネッセント結合によって転送できるからである。
【００２６】
図６は、図５に示す装置のポート♯２とポート♯３の透過スペクトル（transmission
spectrum）を示す。そのスペクトルは、ポート＃１に導入される光波の光学的振動数を走査することによって生成したスペクトルである。図６に示す二つのトレース（trace）の極小値と極大値は、図５に示す写真に現れている球形共振器の共振に対応している。
【００２７】
好ましい共振器はシリカの微小球体である。その外の形態、大きさおよび材料も、上記共振器に使用することができる。これらの球体は変形させてもよく、例えば扁平な回転楕円体（prolate or oblate）でもよい。例えば、ディスク形の共振器を使用できる。ディスク形共振器は、色々な点でより簡単に製造することができ、かつ一層単純なモードのスペクトルを有している。また、ディスク形共振器は、リソグラフィーの技法を使用して製作することができる。さらに、球形またはディスク形の共振器は、シリカまたは他の材料（限定されないが、半導体または重合体の材料がある）を使用して製作できる。
【００２８】
直径が２００〜３００ミクロンの範囲内の球体と、直径が３〜５ミクロンのテーパー部分を利用するこれら装置の透過線幅または透過帯域幅は、一般に２０〜１００ＭＨｚである。これは2,000,000〜10,000,000の光学的Ｑ値に相当する。例えば光スペクトル分析器における用途のような特定の用途では、このように高いＱの値と狭い線幅が非常に望ましい。しかし、各光チャネルがギガヘルツというデータ速度を有するＷＤＭ通信システムの場合、より広い帯域幅を有し、その結果、光学的Ｑ値が一層低いことが望ましい。その上に、プロトタイプ装置の微小球形共振器の一般的なモード周波数スペーシング（mode
frequency spacing）は、ＷＤＭシステムに使用するには狭すぎる。例えば、図６に示すスペクトルでは、１．３ギガヘルツというモードスペーシングは、データ帯域幅が大きいアッド／ドロップの用途に使用するには狭すぎる。したがって、異なる特徴を改変して、共振線幅に関連する帯域幅と共振モードの周波数スペーシングの両者を増大させることができる。
【００２９】
一つの変形は、共振器の大きさを小さくすることによって、共振器のＱ係数を、計画的に小さくする変形である。例えば、より小さい共振器はＱ係数が一層小さいので線幅が広い。例えば、直径が３０〜５０ミクロンの範囲内にあるより小さい球形共振器は、システムで、共同発明者が試験した結果、５ギガビット／secの擬似ランダムデータを伝送する情報チャネルをドロップするのに十分な帯域幅を提供できた。これら直径を小さくしたシステムの特定の共振モードの線幅は１０ギガヘルツの範囲内にあり、対応するＱの値は20,000の範囲内である。
【００３０】
モード周波数スペーシングについては、この数値を現在の数値より増大する多数の異なる方法がある。これらの方法としては、離心回転楕円体形共振器（eccentric spheroidal resonator）を使って共振モードの周波数分割（frequency splitting）を増大する方法、またはディスク形共振器を使用して球形光学モードの方位自由度（azimuthal
degree of freedom）を除くかまたは減らす方法がある。
【００３１】
アッド／ドロップフィルタを使用する際の重要問題は、第二テーパー部分に結合するときの損失（loss）と、共振器を透過するときの損失である。プロトタイプの装置で行われる測定では、これらコンポーネント各々に対し主として寄与しているのは、光ファイバーのテーパー部分自体からの寄与である。テーパー部分−共振器−テーパー部分の結合は極めて効率的であることが測定されている。例えば、テーパー部分−共振器−テーパー部分の結合の９９．８％の損失が達成されたのである。この結果と一致して、ドロップされたチャネルの非常に高いイクスティンクションが観察された。２７ｄＢを超えるイクスティンクションが観察された。これは、テーパー部分−共振器接合部の高性能（すなわち損失）と二つの光ファイバー−テーパー部分結合接合部分のほぼ同じ性能とに帰することができる。
【００３２】
制御機構を使用して、特定の共振波長を、光信号の波長にまたはその近傍の波長に維持することができる。球形共振器を帰還制御することによって、可能な出力ポートを透過する光パワーまたは共振器からの散乱する微小光パワーさえも監視することができる。帰還制御法を使用して、光源の発光波長または共振器の共振波長を制御することができる。このプロセスにおいて波長を制御するのに、本願に記載されている温度などの可能な手段を利用できる。
【００３３】
また、本発明のシステムは調整可能にすることができる。一つの方法は、共振器またはディスクを、電気的手段または光学的手段を用いて直接加熱することによって共振器またはディスクの温度を変えて調整する方法である。光学的手段を使用する場合、小さなレーザ源を使用して共振器を加熱することができる。
【００３４】
別の方法では、球形またはディスク形共振器に対するコーティングが利用され、そのコーティングの屈折率は光学的手段または電気的手段によって変えることができる。例えば、いくつかの材料は電気光学性が強い（strongly electro optic）ので、電界が加えられるとそれらの屈折率が変化する。球形またはディスク形の共振器を小さなキャパシタのプレートの間に配置した場合、そのキャパシタに電圧を印加すると、球形共振器の共振周波数の調整が行われる。利用可能なコーティングとしては、限定されないが、選択された重合体、液晶、半導体またはガラスがある。
【００３５】
共振器をシリカ以外の材料で製造する場合、その材料自体が、電気光学性が強いので（シリカは電気光学性が弱い）、印加されるフィールドが材料の屈折率を変化させて、共振周波数を調整することができる。半導体製の球形もしくはディスク形の共振器は、屈折率がキャリアデンシティ（carrier density）で変化するので、優れた調整、機構も提供することができる。
【００３６】
別の実施態様では、システムが、その強度と耐久性を改善するため、基板に取り付けられている。例えば、その基板には、アラインメントグルーブ（alignment groove）、通孔などが設けられ、その基板は標準のリソグラフィー法とエッチング法で製造することができる。次に、光ファイバーのテーパー部分と共振器を、これら構造体中に配置して空間レジストレーション（spatial
registration）を達成する。前記テーパー部分は、光ファイバー固有の融通性の利点を引き出すように光ファイバーを使用して調製することが重要である。共振器を、基板の一部として製造することもできる。例えば、前記Littleの文献に記載されているのと類似のディスク形共振器をウェーハ中に形成し、次いで、そのウェーハに光ファイバーテーパー部分を、レジストレーショングルーブを通じて取り付けることができる。また、基板を使用すると、電子制御回路を、同じウェーハまたは半導体チップ上に組み込むことも可能になる。
【００３７】
シリカを使用して共振器を製造する好ましい実施態様を説明する。しかし、半導体や重合体の材料を含む他の材料も利用できる。
【００３８】
図７に示す別の実施態様は、複数の共振器７００〜７１０を、二つの光ファイバーのテーパー部分７２０、７３０の間に配置している。図７に示すシステムは、Ｎ個の微小球形共振器７００〜７１０を示している。各微小球形共振器は、それぞれの光ファイバーのテーパー部分７２０、７３０に近接しているかまたは接触している。共振器は各々、共振周波数が異なっていてもよい。より好ましいモードは、各共振器が、上記技法を使用して、他の共振器から独立して調整可能なモードである。この実施態様は、単一の装置に、複数のアッド／ドロップ機能を提供する。
【００３９】
図７に示すシステムも、上記のように基板上に形成することができる。
【００４０】
上記システムは、光波の入力偏光によって決まる透過特性を有している。二つの共振器が互いに９０°の角度で配置構成されて、特定の光チャネルの直交偏光状態を、独立して結合するとき、偏光に無関係のシステムが可能になる。上記共振器の結合特性がほぼ同じであれば、その結果、偏光にほぼ無関係になる。さらに、前記二つの９０°の角度で配向した共振器の間のスペーシングをできるだけ狭くして、結合された二つの直交偏光状態の光路長の差を最小限にしなければならない。
【００４１】
特に、上記チャネルのアッド／ドロップ機能が、本発明の唯一可能な実用的機能ではないことに留意することが大切である。その超高Ｑ特性は、その独特の特性を、超狭帯域光フィルタを必要とする多くの光ファイバーベースの用途に与える。この用途としては、例えば、限定されないが、光スペクトル分析器または狭帯域スペクトルサンプリング装置がある。
【００４２】
いくつかの実施態様のみを詳細に説明してきたが、当該技術分野の当業技術者は、変形が可能であることが確実に分かるであろう。
【００４３】
なお、本発明の実施にあたっては、次の態様で適宜実施し得るものである。
【００４４】
(１)第一の細くした部分を有する第一光ファイバーであって、案内される光パワーの一部が前記第一の細くした部分の外側を伝搬するように形成された第一光ファイバー、および前記第一の細くした部分に結合された共振器であって、光パワーをその共振器に伝送できるように結合された共振器を備えてなる光学装置。
【００４５】
(２)第二の細くした部分を有しかつ前記共振器に結合された第二光ファイバーをさらに備えてなり、その結果、光パワーを、前記第一光ファイバーと前記第二光ファイバーの間で転送することができる前記(１)に記載の装置。
(３)前記第一光ファイバーの前記第一の細くした部分を保持する第一領域、前記第二光ファイバーの前記第二の細くした部分を保持する第二領域、および前記共振器を保持する第三領域を有する基板をさらに備えている前記(２)に記載の装置。
(４)前記共振器が球体である前記(３)に記載の装置。
(５)前記共振器がディスク形である前記(３)に記載の装置。
(６)前記共振器が回転楕円体形である前記(３)に記載の装置。
【００４６】
(７)前記共振器の近くの前記基板上に形成され、かつ前記共振器の共振モードを調整するために付勢可能な電気光学的調整素子を、さらに備えている前記(３)に記載の装置。
(８)前記基板に形成された前記電気光学的調整素子の制御回路をさらに備えている前記(７)に記載の装置。
(９)前記調整素子が抵抗ヒータである前記(８)に記載の装置。
(１０)前記調整素子が、前記共振器を加熱するレーザを備えている前記(８)に記載の装置。
(１１)共振器のモードの周波数を、連続的に反復走査モードであるかまたは離散ジャンプである周波数に調整する調整機構をさらに備えている前記(１)に記載の装置。
【００４７】
(１２)前記共振器を、その共振器の温度を変えることによって調整する前記(１１)に記載の装置。
(１３)前記共振器の温度を上げて共振器の共振周波数を変えるため、選択的に付勢できる抵抗発熱体をさらに備えている前記(１２)に記載の装置。
(１４)前記調整器が、前記共振器を加熱するためのレーザを備えている前記(１２)に記載の装置。
(１５)前記調整が、各々、異なる共振モードを有する複数の追加共振器を提供することによって実施される前記(１１)に記載の装置。
(１６)光学装置の指定位置からの光パワーを検出し、次いで前記共振器を、前記光パワーに基づいて調整する帰還素子をさらに備えている前記(１１)に記載の装置。
【００４８】
(１７)検出される前記光パワーは反射される光パワーである前記(１６)に記載の装置。
(１８)検出される前記光パワーが共振器を透過する光パワーであり、そして共振器が前記透過光パワーを最小限にするように調整される前記(１６)に記載の装置。
(１９)システムの偏光依存性を低下させる手段をさらに備えている前記(２)に記載の装置。
(２０)前記共振器は第一偏光状態に結合するために取り付けられ、そして前記第一偏光状態とは異なる第二偏光状態に結合するため取り付けられている第二共振器をさらに備えている前記(２)に記載の装置。
(２１)前記第二偏光状態は、前記第一偏光状態に対して直交している前記(２０)に記載の装置。
(２２)前記共振器の共振モードを調整可能にすることができる調整素子をさらに備えている前記(２０)に記載の装置。
【００４９】
(２３)前記細くした部分に光学的に結合された少なくとも一つの追加の共振器をさらに備え、その少なくとも一つの追加の共振器が、前記共振器と異なる少なくとも一つの光学特性を有している前記(２)に記載の装置。
(２４)前記光学特性は共振モードの周波数である前記(２３)に記載の装置。
(２５)前記光学特性が偏光状態である前記(２３)に記載の装置。
【００５０】
(２６)複数の光チャネルを保有し、かつ第一の細くした部分を有する第一光ファイバー、第二の細くした部分を有する第二光ファイバー、および前記第一および第二の細くした部分に光学的に結合された共振器を備えている光ファイバーチャネル修正装置。
【００５１】
(２７)チャネルをドロップする装置として使用され、そして前記共振器が、ドロップされるチャネルの周波数と共振する前記(２６)に記載の装置。
(２８)チャネルをアッドする装置として使用され、そして前記共振器がアッドされるチャネルと共振する前記(２６)に記載の装置。
(２９)複数の追加の共振装置をさらに備え、その共振装置は各々異なる光学特性を有している前記(２６)に記載の装置。
(３０)前記光学特性が共振モードの周波数である前記(２９)に記載の装置。
(３１)前記光学特性が偏光状態である前記(２９)に記載の装置。
【００５２】
(３２)前記共振器は、シリカガラス製の球形部材である前記(２６)に記載の装置。
(３３)作動して、前記共振器の共振モードを調整する調整機構をさらに備えている前記(２６)に記載の装置。
(３４)システムの共振に関連するパラメータを検出し、次いで前記調整機構に、前記パラメータに応答して、前記共振器の共振モードを調節するように指令するパラメータ検出器をさらに備えている前記(３３)に記載の装置。
(３５)前記パラメータが光パワーである前記(３４)に記載の装置。
(３６)前記光パワーが、第一光ファイバーから第二光ファイバー中に送られ、そして前記調整が、前記送られた光パワーを最大にするように実施される前記(３５)に記載の装置。
(３７)前記光パワーが散乱された共振光パワーであり、そして前記調整が、その散乱された光パワーを最大にするように実施される前記(３５)に記載の装置。
【００５３】
(３８)前記調整機構が、共振器の温度を修正して、共振器の共振周波数を変える装置を備えている前記(３３)に記載の装置。
(３９)前記調整機構が電気光学的装置を備えている前記(３３)に記載の装置。
(４０)少なくとも一つの追加の共振器をさらに備えている前記(２６)に記載の装置。
(４１)前記追加の共振器は、前記共振器とは異なる共振周波数を有している前記(４０)に記載の装置。
【００５４】
(４２)前記第一光ファイバーと第二光ファイバーをそれぞれ受け入れる第一光ファイバー保持表面と第二光ファイバー保持表面、および前記共振器を受け入れる共振器保持表面を有するシリコン基板をさらに備えている前記(２６)に記載の装置。
(４３)前記第一光ファイバーと第二光ファイバーをそれぞれ受け入れる第一光ファイバー保持表面と第二光ファイバー保持表面、および前記共振器を受け入れる共振器保持表面を有するシリコン基板をさらに備え、かつ温度制御機構が前記共振器の近くに配置されている前記(４２)に記載の装置。
【００５５】
(４４)適正な共振を示すある種のパラメータを監視する帰還機構をさらに備え、その帰還機構は前記シリコン基板内に組み込まれている前記(４３)に記載の装置。
(４５)前記温度制御機構の制御回路をさらに備え、その制御回路が前記シリコン基板内に組み込まれている前記(４３)に記載の装置。
【００５６】
(４６)共振モードの作動を有する共振器、信号が第一末端から第二末端まで通過し、第一末端が単一もしくは複数の入力信号を含みそして第二末端が単一もしくは複数の第一出力信号を含み、および第一の細くした部分が前記共振器に隣接して通過する第一光ファイバー、ならびに前記共振器に隣接して通過する第二の細くした部分を有し、そして信号が第一末端から第二末端まで通過し、第一末端がアッド機能のための入力ポートを形成しおよび第二末端がドロップ機能のための出力ポートを形成する第二光ファイバーを備えている光アッド／ドロップフィルタ。
【００５７】
(４７)前記共振器はシリカ製の微小球である前記(４６)に記載のフィルタ。
(４８)前記共振器はディスク形素子である前記(４６)に記載のフィルタ。
(４９)前記共振器の共振波長と異なる共振波長を有する少なくとも一つの追加の共振器をさらに備えている前記(４６)に記載のフィルタ。
(５０)作動して、予め定められたパラメータにしたがって共振器の共振モードを調整する調整機構をさらに備えている前記(４６)に記載のフィルタ。
【００５８】
(５１)前記予め定められたパラメータが、共振器の共振モードと、アッドまたはドロップされる所望のチャネルとの間に適正な同期を含んでいる前記(５０)に記載のフィルタ。
(５２)前記調整機構が、熱を前記共振器に選択的に加える装置である前記(５１)に記載のフィルタ。
(５３)前記調整機構が、電気光学的装置である前記(５１)に記載のフィルタ。
(５４)前記共振器の偏光依存性を最小限にする素子をさらに備えている前記(４６)に記載のフィルタ。
【００５９】
(５５)細くした部分を有する第一光ファイバー、光共振器、前記光ファイバーの前記細くした部分を物理的に収容するよう構成され形成された第一ノッチを備えた表面を有する基板であって、そしてその表面に、前記光ファイバーの前記テーパー部分に隣接した前記共振器を配置する共振器保持部分を有し、その結果、光エネルギーが前記共振器と前記光ファイバーの間で結合される基板を備えている光ファイバー結合装置。
【００６０】
(５６)第二の細くした部分を有する第二光ファイバー、および前記基板の表面に形成され、前記第二の細くした部分を保持し、その結果、チャネルを前記第二光ファイバーからアッドすることまたはチャネルを前記第二光ファイバーにドロップさせることができるようにするアッド／ドロップフィルタを形成する第二ノッチをさらに備えている前記(５５)に記載の装置。
(５７)基板中にまたは基板上に集積され、かつその前記共振器に結合されている制御回路をさらに備えている前記(５５)に記載の装置。
【００６１】
(５８)前記制御回路は前記共振器の調整回路である前記(５７)に記載の装置。
(５９)前記調整回路は、前記共振器の近くに配置されて前記共振器を選択的に加熱して該共振器の共振周波数を変える選択的発熱体を備えている前記(５８)に記載の装置。
(６０)前記制御回路は、前記共振器の作動のある側面を制御する素子である前記(５７)に記載の装置。
(６１)前記制御回路は、帰還制御装置でありかつ所望の状態を示すパラメータを監視するパラメータモニタをさらに備え、そして前記帰還制御装置が、前記共振器の調整を制御して前記所望の状態を維持する前記(５７)に記載の装置。
【００６２】
(６２)細くした部分と細くしていない部分を有する第一光ファイバーと第二光ファイバーの各々の部分を得て、次に、共振器を、前記細くした部分の近くであって、前記細くした部分と前記共振器の間に光波の光結合を起こすのに十分近くに配置することを含んでなる光ファイバー間で光信号を転送する方法。
【００６３】
(６３)前記共振器と共振する光波長を前記第二光ファイバーに送って前記光チャネルをアッドすることによってチャネルをアッドすることをさらに含んでいる前記(６２)に記載の方法。
(６４)光チャネルをドロップすることをさらに含んでいる前記(６３)に記載の方法。
(６５)共振器を調整することをさらに含んでいる前記(６２)に記載の方法。
(６６)前記調整に、共振器の温度を制御することが含まれている前記(６５)に記載の方法。
(６７)前記調整が電気光学的素子を使用して行われる前記(６５)に記載の方法。
【００６４】
(６８)システムの所望の状態を示すパラメータを監視し、次にそのパラメータを帰還として使用して、調整の大きさを決定することをさらに含んでいる前記(６５)に記載の方法。
(６９)前記パラメータは光パワーである前記(６８)に記載の方法。
(７０)前記光パワーが透過光パワーであり、そして前記調整を修正して、前記透過光パワーを最小限にする前記(６９)に記載の方法。
(７１)前記光パワーが、散乱されて循環する共振器の光パワーであり、そして前記調整に、共振器を調整して前記散乱光パワーを最大限にすることが含まれている前記(６９)に記載の方法。
【００６５】
(７２)前記光結合はエバネッセント結合である前記(６２)に記載の方法。
(７３)前記共振器とは異なる光学特性を有する追加の共振器を、前記細くした部分に光学的に接触させることをさらに含んでいる前記(６２)に記載の方法。
(７４)前記追加共振器のうち少なくとも一つは、前記共振器と異なる偏光を有している前記(７３)に記載の方法。
(７５)前記追加共振器のうち少なくとも一つは、前記共振器と異なる光モード周波数を有している前記(７３)に記載の方法。
【００６６】
(７６)チャネルをアッドまたはドロップする光ファイバーに細くした部分を設け、その細くした部分を、光共振器と光結合させ、次いでその共振器を、チャネルをアッドまたはドロップするための所望の周波数に調整して、チャネルを、所望の調整された周波数でアッドまたはドロップさせることを含んでなる、チャネルを光ファイバーにアッドまたはドロップする方法。
【００６７】
(７７)前記共振器は、ウィスパリングギャラリーモードを支持する共振器である前記(７６)に記載の方法。
(７８)前記共振器は球形である前記(２)に記載の装置。
(７９)前記共振器がディスク形である前記(２)に記載の装置。
(８０)前記共振器が回転楕円体形である前記(２)に記載の装置。
(８１)前記第一光ファイバーと第二光ファイバーに結合された複数の共振器をさらに備えている前記(２)に記載の装置。
(８２)共振モードの周波数を調整する調整機構をさらに備えている前記(２)に記載の装置。
【００６８】
(８３)前記複数の共振器を構成する各共振器の共振モードの周波数を調整する調整機構をさらに備えている前記(８１)に記載の装置。
(８４)前記調整素子が、前記共振器を加熱するレーザを含んでいる前記(７)に記載の装置。
(８５)前記第一光ファイバーと第二光ファイバーに結合された複数の共振器をさらに備えている前記(３)に記載の装置。
【００６９】
(８６)前記共振器が球形である前記(１１)に記載の装置。
(８７)前記共振器がディスク形である前記(１１)に記載の装置。
(８８)前記共振器が回転楕円体形である前記(１１)に記載の装置。
(８９)検出される前記光パワーが、第一光ファイバーから共振器を通じて第二光ファイバーに結合される透過光パワーであり、そして前記透過光パワーを最大化する前記(１６)に記載の装置。
【００７０】
(９０)前記共振器がディスク形である前記(２６)に記載の装置。
(９１)前記共振器が回転楕円体形である前記(２６)に記載の装置。
(９２)前記共振器がシリカガラス製である前記(２６)に記載の装置。
(９３)前記共振器が回転楕円体形素子である前記(４６)に記載のフィルタ。
(９４)前記共振器がシリカ製である前記(４６)に記載のフィルタ。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】標準のドロップ／アッドフィルタを示す図である。
【図２】標準のドロップ／アッドフィルタを示す図である。
【図３】一実施態様によるドロップ／アッドフィルタの機能を示す。
【図４】一実施態様によるドロップ／アッドフィルタの機能を示す。
【図５】本発明の装置の高倍率の写真を示す。
【図６】図５に示す装置の実験周波数応答を示す図である。
【図７】複数の共振器を使用する調整可能な実施態様を示す図である。
【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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【図７】
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