(57)【要約】【課題】サイドローブ比及び消光比を高めることができ、特性ばらつきが少なく、小型化及び低コスト化を図り得る音響光学フィルタ装置を提供する。【解決手段】音響光学フィルタ装置１は、入力光が入力される第１のポートＡと、入力光を出力し、かつ出力光が与えられる第２のポートＢと、第２のポートＢから入力された出力光を出力する第３のポートＣとを有し、第２のポートＢが、音響光学フィルタ素子２の入出力ポート７に接続されている光路制御素子４と、光路制御素子４の第２のポートＢと音響光学フィルタ素子２の入出力ポート７とを接続している導波路部材１５とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向し合う第１，第２の端面を有し、かつ第１の端面に形成された入出力ポートと、第２の端面に形成されたＴｈｒ光出力ポート及びＤｒｏｐ光出力ポートとを有し、表面に光導波路が形成されている基板と、
前記基板上に形成されており、前記光導波路を伝搬する光のモードを変換させるために設けられたインターデジタルトランスデューサと、
前記入出力ポートと前記インターデジタルトランスデューサとの間の光導波路に設けられた第１の偏波分離部と、
前記インターデジタルトランスデューサと前記Ｔｈｒ光出力ポート及びＤｒｏｐ光出力ポートとの間において前記光導波路に設けられている第２の偏波分離部とを備え、
前記光導波路が、前記入出力ポートと、前記第１の偏波分離部とを結ぶ入出力光導波路部と、
前記第１の偏波分離部と、前記第２の偏波分離部とを結んでおり、シングルモードの光が伝送される第１，第２の光導波路部と、
前記第２の偏波分離部と、前記Ｄｒｏｐ光出力ポートとを結ぶＤｒｏｐ光導波路部と、前記第２の偏波分離部と前記Ｔｈｒ光出力ポートとを結ぶＴｈｒ光導波路部とを有し、
前記第１，第２の光導波路部が、前記インターデジタルトランスデューサにより励振される弾性表面波と第１，第２の光導波路部を伝搬する光とが相互作用する相互作用領域を有し、
前記Ｄｒｏｐ光導波路部または前記Ｔｈｒ光導波路部に導かれた光を反射するように設けられた光反射体をさらに有する音響光学フィルタ素子と、
入力光が入力される第１のポートと、入力光を出力し、かつ出力光が与えられる第２のポートと、前記第２のポートから入力された出力光を出力する第３のポートとを有し、前記第２のポートが、前記音響光学フィルタ素子の前記入出力ポートに接続されている光路制御素子と、
前記光路制御素子の前記第２のポートと前記音響光学フィルタ素子の入出力ポートとを接続している導波路部材とを備える、音響光学フィルタ装置。
【請求項２】
前記基板の前記第２の端面において前記Ｄｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートが形成されている端面部分に前記光反射体が形成されている、請求項１に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項３】
前記基板の前記第２の端面において、Ｄｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートに導かれてくる光の進行方向に対し、前記光反射体が形成されている前記基板端面部分が直交している、請求項２に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項４】
前記光反射体が、前記基板の前記第２の端面と隔てられて配置されており、該光反射体と、前記第２の端面に位置している前記Ｔｈｒ光出力ポートまたはＤｒｏｐ光出力ポートに光ファイバーを介して前記光反射体が接続されている、請求項１に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項５】
前記光反射体が金属からなる反射膜である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項６】
前記光反射体が、複数の膜を積層してなる積層膜からなる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項７】
前記光反射体が、前記Ｄｒｏｐ光導波路部または前記Ｔｈｒ光導波路部に形成されている、請求項１に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項８】
前記音響光学フィルタ素子が、前記Ｔｈｒ光出力ポートまたは前記Ｄｒｏｐ光出力ポートにおける反射戻り光を抑制するための反射戻り光抑制手段をさらに有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の音響光学フィルタ装置。
【請求項９】
前記インターデジタルトランスデューサ、前記第１及び第２の偏波分離部並びに前記光導波路を有する構成を音響光学フィルタ素子部としたときに、前記基板の第１の端面に形成されている入出力ポートと、該音響光学フィルタ素子部との間に、少なくとも１つの第２の音響光学フィルタ素子部が、前段の音響光学フィルタ素子部のＤｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートと、次段の入出力ポートとを接続するようにして直列に接続されている、音響光学フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射光中の所定の波長の光を選択的に出力する音響光学フィルタ装置に関し、より詳細には、光反射体により光を反射させる、いわゆる折り返し導波路を用いた音響光学フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種光通信デバイスや光スペクトルラムアナライザーにおいて、ある波長の光のみを選択的に透過させる音響光学フィルタ装置が用いられている。この音響光学フィルタ装置として、光導波路に弾性表面波素子部を構成したものが知られている。このような構成の音響光学フィルタでは、弾性表面波により導波路を伝搬する光のモードを変換している。ここで、フィルタの性能として波長選択性を高めるには、このモード変換を起こさせる領域の長さ、すなわち弾性表面波と光導波路を伝搬している光とが相互作用している相互作用領域の長さを長くすればよい。
【０００３】
下記の特許文献１には、図１２に示す音響光学フィルタ装置が開示されている。音響光学フィルタ装置１００１では、基板１００２上に、５個の音響光学フィルタ部１００３〜１００７が構成されている。音響光学フィルタ部１００３を例にとると、音響光学フィルタ部１００３では、光導波路において、入力側と出力側とに、それぞれ偏波分離部１００３ａ，１００３ｂが設けられている。偏波分離部１００３ａ，１００３ｂ間に、ＩＤＴ１００３ｃ及び薄膜１００５が形成されている。ＩＤＴ１００３ｃにより励振された弾性表面波が、光導波路を伝搬する光と相互作用し、導波されている光のモードが変換される。薄膜１００３ｄは、このモード変換を促進するために設けられている。
【０００４】
音響光学フィルタ装置１００１では、基板１００２の端面１００２ａ，１００２ｂに、反射膜１００８〜１０１０が設けられている。それによって、３個の音響光学フィルタ素子１００３〜１００５及び３個の音響光学フィルタ素子１００５〜１００７がそれぞれ直列に接続されている。従って、光路長が長くされており、それによって、サイドローブ比を高め、波長選択性を高めることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３７５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、音響光学フィルタ装置１００１では、反射膜１００８〜１０１０において、光信号が反射された後、反射される前の光信号が通過している音響光学フィルタ部とは異なる音響光学フィルタ部を光信号が通過する。従って、音響光学フィルタ部１００３〜１００５間及び音響光学フィルタ部１００５〜１００７間のばらつきにより、結果的にフィルタ特性がばらつくという問題があった。
【０００７】
加えて、複数の音響光学フィルタ部１００３〜１００７を基板１００２上に構成しているため、音響光学フィルタ装置１００１が大型になるという問題がある。
【０００８】
加えて、光導波路の折り返し部分の加工精度が高いことが要求されるので、基板１００２に構成する光導波路の設計や製造が困難であるという問題もあった。
【０００９】
本発明の目的は、波長選択性を効果的に高めることができ、フィルタ装置の特性のばらつきを低減でき、さらに小型化を図ることが可能である、音響光学フィルタ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る音響光学フィルタ装置は、対向し合う第１，第２の端面を有し、かつ第１の端面に形成された入出力ポートと、第２の端面に形成されたＴｈｒ光出力ポート及びＤｒｏｐ光出力ポートとを有し、表面に光導波路が形成されている基板と、前記基板上に形成されており、前記光導波路を伝搬する光のモードを変換させるために設けられたインターデジタルトランスデューサと、前記入出力ポートと前記インターデジタルトランスデューサとの間の光導波路に設けられた第１の偏波分離部と、前記インターデジタルトランスデューサと前記Ｔｈｒ光出力ポート及びＤｒｏｐ光出力ポートとの間において前記光導波路に設けられている第２の偏波分離部とを備える。
【００１１】
前記光導波路が、前記入出力ポートと、前記第１の偏波分離部とを結ぶ入出力光導波路部と、前記第１の偏波分離部と、前記第２の偏波分離部とを結んでおり、シングルモードの光が伝送される第１，第２の光導波路部と、前記第２の偏波分離部と、前記Ｄｒｏｐ光出力ポートとを結ぶＤｒｏｐ光導波路部と、前記第２の偏波分離部と前記Ｔｈｒ光出力ポートとを結ぶＴｈｒ光導波路部とを有する。前記第１，第２の光導波路部が、前記インターデジタルトランスデューサにより励振される弾性表面波と第１，第２の光導波路部を伝搬する光とが相互作用する相互作用領域を有する。また、前記Ｄｒｏｐ光導波路部または前記Ｔｈｒ光導波路部に導かれた光を反射するように、光反射体が設けられている。
【００１２】
本発明に係る音響光学フィルタ装置は、さらに、入力光が入力される第１のポートと、入力光を出力し、かつ出力光が与えられる第２のポートと、前記第２のポートから入力された出力光を出力する第３のポートとを有し、前記第２のポートが、前記音響光学フィルタ素子の前記入出力ポートに接続されている光路制御素子と、前記光路制御素子の第２のポートと前記音響光学フィルタ素子の入出力ポートとを接続している導波路部材とを備えている。
【００１３】
本発明に係る音響光学フィルタ装置のある特定の局面では、前記基板の前記第２の端面において前記Ｄｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートが形成されている端面部分に前記光反射体が形成されている。この場合には、音響光学フィルタ装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
本発明に係る音響光学フィルタ装置の他の特定の局面では、前記基板の前記Ｄｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートが形成されている前記基板の端面部分が、該Ｄｒｏｐ光出力ポートに導波されてくる光の進行方向に対して直交している。この場合には、光反射体による光の反射効率を高めることができ、音響光学フィルタ装置のフィルタ特性をより一層高めることができる。
【００１５】
本発明においては、上記光反射体は、適宜の光反射性材料により形成することができる。好ましくは、金属からなる反射膜が用いられる。その場合には、音響光学フィルタ装置の基板の端面に金属膜を形成するだけで、容易にかつ高精度に反射膜を形成することができる。上記光反射体は、複数の膜を積層してなる積層膜からなるものであってもよい。積層膜の場合、構成膜を適宜選択することにより、音響光学フィルタ装置の帯域特性に応じて、好適な光反射体を容易に形成することができる。
【００１６】
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記光反射体が、前記Ｄｒｏｐ光導波路部またはＴｈｒ光導波路部に形成されている。この場合には、光反射体が基板内に構成されるので、音響光学フィルタ装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００１７】
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記光反射体が、前記基板外に設けられた光反射体であり、該光反射体と前記基板の前記Ｄｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートを接続する光ファイバーがさらに備えられている。このように、光反射体は、基板外に設けられていてもよい。
【００１８】
また、本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに他の特定の局面では、前記Ｔｈｒ光出力ポートにまたはＤｒｏｐ光出力ポートおける反射戻り光を抑制するための反射戻り光抑制手段がさらに備えられている。この場合には、反射戻り光を十分に抑制することができるので、音響光学フィルタ装置のフィルタ特性をより一層高めることができる。
【００１９】
本発明に係る音響光学フィルタ装置のさらに別の特定の局面では、前記インターデジタルトランスデューサ、前記第１及び第２の偏波分離部並びに前記光導波路を有する構成を音響光学フィルタ素子部としたときに、前記基板の第１の端面に形成されている入出力ポートと、該音響光学フィルタ素子部との間に、少なくとも１つの第２の音響光学フィルタ素子部が、前段の音響光学フィルタ素子部のＤｒｏｐ光出力ポートまたはＴｈｒ光出力ポートと、次段の入出力ポートとを接続するようにして直列に接続されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る音響光学フィルタ装置では、入出力ポートから導波された光が、第１，第２の光導波路部の相互作用領域においてモード変換されるが、光反射体により反射された後の光もまた、上記相互作用領域においてモード変換される。従って、基板を大型化することなく、フィルタ特性を改善することができ、すなわち音響光学フィルタ装置の波長選択性を効果的に高めることができる。
【００２１】
しかも、上記のように、Ｄｒｏｐ光またはＴｈｒ光を光反射体により反射させ、反射されてきた光を、再度第１，第２の光導波路部の相互作用領域においてモード変換し、入出力ポートから光路制御素子に導き出力する。よって、光反射体に至る前及び光反射体で反射された後に、同じ相互作用領域を通過することとなる。従って、フィルタ特性のばらつきも生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図６】本発明の第６の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図７】本発明の第７の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図８】本発明の第８の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図９】本発明の第９の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図１０】本発明における音響光学フィルタの特性と、比較例における音響光学フィルタ装置の特性を比較した図である。
【図１１】本発明の第１０の実施形態における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【図１２】従来例における音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る音響光学フィルタ装置の略図的平面図である。
【００２５】
音響光学フィルタ装置１は、音響光学フィルタ素子２を有する。音響光学フィルタ素子２に、光導波部材としての光ファイバー３を介して、光路制御素子として、サーキュレータ４が接続されている。サーキュレータ４は、第１〜第３のポートＡ〜Ｃを有する。第１のポートＡから入力された光が、第２のポートＢから出力され、第２のポートＢから入力された光は、第３のポートＣから出力される。このようなサーキュレータ４としては、公知のサーキュレータを適宜用いることができる。光路制御素子としては、光カプラを用いてもよい。
【００２６】
音響光学フィルタ素子２は、基板２Ａを有する。基板２Ａは、圧電基板からなり、本実施形態では、Ｘ伝搬ＹカットのＬｉＮｂＯ３からなる。もっとも、基板２Ａは、他の圧電体により形成されてもよい。
【００２７】
基板２Ａ上には、Ｔｉを熱拡散させることにより、光導波路６が形成されている。
【００２８】
基板２Ａの第１の端面２ａに、入出力ポート７が設けられている。また、第１の端面２ａには、入出力ポート７と離れた位置に、ポート８が設けられている。また、第１の端面２ａとは反対側の第２の端面２ｂに、Ｔｈｒ光出力ポート９及びＤｒｏｐ光出力ポート１０が設けられている。光導波路６は、これらのポートを接続するように設けられている。
【００２９】
基板２Ａ上には、弾性表面波を励振させるためのＩＤＴ電極１１が設けられている。ＩＤＴ電極１１は、Ａｌなどの適宜の金属もしくは合金からなる。ＩＤＴ電極１１に、弾性表面波を励振させるための高周波電圧印加装置１２が接続される。
【００３０】
基板２Ａ上においては、入出力ポート７とＩＤＴ電極１１との間に、第１のＰＢＳ１３が設けられている。ＰＢＳとは、偏波分離部を意味する。このような偏波分離部は、公知の偏波分離素子の構造に従って構成されている。また、ＩＤＴ電極１１を挟んで、第１のＰＢＳとは反対側に、第２のＰＢＳ１４が設けられている。ＩＤＴ電極１１と第１のＰＢＳ１３との間の破線Ｄ，Ｅで囲まれている領域が、後述する相互作用領域Ｘである。
【００３１】
光導波路の形態を、より具体的に説明する。入出力ポート７と、第１のＰＢＳ１３とを結ぶように、入出力導波路部１５が設けられている。また、ポート８と、第１のＰＢＳ１３とを結ぶように、導波路部１６が設けられている。第１のＰＢＳ１３と、第２のＰＢＳ１４とを結ぶように、第１，第２の光導波路部１７，１８が設けられている。第１，第２の光導波路部１７，１８は、シングルモードの光を伝搬する導波路である。また、相互作用領域Ｘは、第１，第２の光導波路部１７，１８が設けられている部分の一部に設けられている。ここでは、図１の破線ＤとＥとの間の領域が相互作用領域Ｘである。相互作用領域Ｘでは、ＩＤＴ電極１１で励振された弾性表面波と、第１，第２の光導波路部１７，１８を伝搬する光とが相互作用し、伝搬する光のモードが変換される。
【００３２】
第２のＰＢＳ１４と、Ｔｈｒ光出力ポート９とを接続するように、Ｔｈｒ光出力導波路１９が設けられている。第２のＰＢＳ１４と、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０とを結ぶように、Ｄｒｏｐ光導波路２０が接続されている。上記Ｄｒｏｐ光出力ポート１０が設けられている端面部分において、第２の端面２ｂに光反射体２１が設けられている。Ｄｒｏｐ光導波路２０からＤｒｏｐ光出力ポート１０に導かれてきた光が、光反射体２１で反射され、再度、Ｄｒｏｐ光導波路２０を伝搬し、第２のＰＢＳ１４に至る。従って、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０は、必ずしも光を外部に出力する部分ではないが、便宜上、Ｄｒｏｐ光出力ポートとする。
【００３３】
上記ＰＢＳ１３，１４は、膜厚９０ｎｍのＴｉ膜を形成した後、１０４０℃の温度で８時間程度加熱し、Ｔｉを拡散することにより形成することができる。
【００３４】
上記光反射体２１は、本実施形態では、Ａ１からなる金属膜により形成されている。もっとも、光反射体２１を構成する金属膜は、特に限定されず、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、ＣｕもしくはＮｉまたはこれらの合金を適宜用いることができる。また、光反射体２１は、積層膜により形成されてもよい。光反射体２１による光の反射率は、波長依存性を有する。従って、光反射体２１を金属膜や積層膜により形成する場合、反射すべき光の波長に合せ適宜の材料を選択すればよい。それによって、損失を低減することができる。
【００３５】
好ましくは、第２の端面２ｂにおいて、光反射体２１を構成している金属膜が形成されている端面部分は、Ｄｒｏｐ光導波路２０を伝搬する光の方向に対して垂直な方向であることが望ましい。それによって、反射効率を高め、損失を低減することができる。
【００３６】
なお、入出力ポート７に光ファイバー３を接続している部分においては、光ファイバー保持部材２２が設けられている。光ファイバー保持部材２２は、例えば、合成樹脂またはガラスなどからなり、光ファイバー３の入出力ポート７への結合を確実とするために設けられている。光ファイバー保持部材２２は、必ずしも設けられずともよい。
【００３７】
次に、音響光学フィルタ装置１の動作を説明する。先ず、矢印Ｇで示すように入力光をサーキュレータ４のポートＡに与えると、サーキュレータ４のポートから入力光が光ファイバー３に導かれる。光ファイバー３を介して、上記入力光が、音響光学フィルタ素子２の入出力ポート７に与えられる。
【００３８】
入出力ポート７から、入出力導波路部１５に、ＴＥモード及びＴＭモードを有する入力光が導かれる。ＴＥモードの光は、第１のＰＢＳ１３を直進するため、第２の光導波路部１８に導かれる。他方、ＴＭモードは、第１のＰＢＳ１３から第１の光導波路部１７に至る。
【００３９】
第１の光導波路部１７では、ＴＭモードの光が、図示の矢印方向に沿って伝搬するが、相互作用領域Ｘにおいて、弾性表面波と相互作用し、ＴＥモードに変換される。
【００４０】
同様に、第２の光導波路部１８においては、伝搬しているＴＥモードが弾性表面波と相互作用領域Ｘで相互作用し、ＴＭモードに変換される。従って、第１の光導波路部１７から、第２のＰＢＳ１４に、ＴＥモードの光が与えられ、ＴＥモードの光は直進するため、Ｄｒｏｐ光導波路２０に導かれる。第２の光導波路部１８を伝搬してきたＴＭモードの光は、第２のＰＢＳ１４から、Ｄｒｏｐ光導波路２０に導かれる。従って、Ｄｒｏｐ光導波路２０において、ＴＥモード＋ＴＭモードの光がＤｒｏｐ光出力ポート１０に向かって進行する。そして、ＴＥモード＋ＴＭモードの光が、光反射体２１で反射され、再度Ｄｒｏｐ光導波路２０を入出力ポート７側に向かって伝搬する。
【００４１】
反射されたＴＥモード＋ＴＭモードの光が、第２のＰＢＳ１４に至ると、ＴＥモードは直進するため、ＴＥモードの光は、第１の光導波路部１７に導かれる。第１の光導波路部１７では、反射してきたＴＥモードの光が、相互作用領域Ｘで再度モード変換され、ＴＭモードとなる。この再度変換されてＴＭモードとなった光は、第１のＰＢＳ１３を介して、入出力導波路部１５に導かれる。
【００４２】
他方、反射してきたＴＥモード＋ＴＭモードの光の内、ＴＭモードは、第２のＰＢＳ１４を介して、第２の光導波路部１８に導かれる。従って、反射してきたＴＭモードが、相互作用領域Ｘで再度モード変換され、ＴＥモードとなる。このＴＥモードの光が、第１のＰＢＳ１３に与えられるが、該ＴＥモードの光は直進するため、入出力導波路部１５に導かれる。このようにして、２回のモード変換を経て、変調されたＴＥモード＋ＴＭモードの光が、入出力ポート７を介して、光ファイバー３に与えられる。この光は、光ファイバー３を介してサーキュレータ４のポートＢに与えられると、サーキュレータ４のポートＣから出力されることとなる。
【００４３】
上記のように、本実施形態の音響光学フィルタ装置１によれば、入出力ポート７から導かれた光が、相互作用領域Ｘにおいて、２度変調されることになる。言い換えれば、音響光学フィルタ装置１では、相互作用領域Ｘを有する１段の音響光学フィルタを２段直列接続した構造に相当する。従って、音響光学フィルタ装置１のフィルタ特性におけるサイドローブ比及び消光比を高めることができる。また、１つの相互作用領域Ｘを２度利用するため、相互作用長が２倍となっている。従って、通過帯域を狭くすることができ、波長選択性を効果的に高めることができる。
【００４４】
加えて、特許文献１に記載の音響光学フィルタ装置１００１では、反射前の音響光学フィルタ部と、反射後の光が通過する音響光学フィルタ部が異なっていた。そのため、音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性が問題となっていた。
【００４５】
これに対して、本実施形態の音響光学フィルタ装置１では、光反射体２１により反射される前の光導波路を、反射後の光も通過するため、このような音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性も生じない。
【００４６】
さらに、基板２Ａ上に、１つの相互作用領域Ｘを有する音響光学フィルタ部分を設けるだけでよいため、コストを低減することができ、さらに小型化を図ることができる。
【００４７】
図２は、本発明の第２の実施形態に係る音響光学フィルタ装置３１を示す模式的平面図である。第２の実施形態の音響光学フィルタ装置３１は、第１の実施形態の音響光学フィルタ装置１の光反射体２１に代えて、グレーティング反射器３２を基板２Ａ内に設けたことを除いては、第１の実施形態と同様とされている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、第１の実施形態の説明を援用することとする。
【００４８】
第２の実施形態の音響光学フィルタ装置３１では、基板２Ａにおいて、第２のＰＢＳ１４と、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０とを結んでいるＤｒｏｐ光導波路２０において、屈折率が光路長に沿って変化するグレーティング反射器３２が設けられている。従って、第１の実施形態と同様に、Ｄｒｏｐ光導波路２０を伝搬してきたＴＥモード＋ＴＭモードの光が、グレーティング反射器３２で反射され、再度第２のＰＢＳ１４側に至ることとなる。
【００４９】
従って、第２の実施形態においても、第１の実施形態同様に、反射前の光と反射後の光がともに、相互作用領域Ｘを通過し変調されることとなる。よって、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、グレーティング反射器３２を基板２Ａ内に設ければよいため、音響光学フィルタ素子２の小型化を図ることができる。
【００５０】
図３は、本発明の第３の実施形態に係る音響光学フィルタ装置４１を示す模式的平面図である。
【００５１】
第３の実施形態の音響光学フィルタ装置４１では、第１の実施形態における光反射体２１が、基板２Ａの外部に設けられている。そして、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０と、光反射体２１とが、導波部材としての光ファイバー４２により接続されている。このように、光反射体２１は、基板２Ａの外部に設けられていてもよい。その場合においても、第１の実施形態と同様に、伝搬してきたＴＥモード＋ＴＭモードの光を、光反射体２１で反射させ、再度Ｄｒｏｐ光導波路２０に導くことができる。従って、第３の実施形態の音響光学フィルタ装置４１においても、第１の実施形態の音響光学フィルタ装置１と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
加えて、本実施形態では、光ファイバー４２を用い、光反射体２１を接続するものであるため、光反射体２１を基板２Ａに対して任意の位置に容易に設けることができる。
【００５３】
図４は、本発明の第４の実施形態に係る音響光学フィルタ装置４３の模式的平面図である。本実施形態では、基板２Ａの第２の端面２ｂが、傾斜面部２ｃと、垂直方向端面部２ｄとを有する。傾斜面部２ｃは、Ｔｈｒ光出力導波路１９が延びる方向と、直交する方向に対して傾けられている。すなわち、傾斜面部２ｃは平面部であるが、その法線と、傾斜面部２ｃに至っているＴｈｒ光出力導波路１９とのなす角度αが、０より大きい値とされている。このαは、好ましくは、Ｔｈｒ光出力導波路１９から傾斜面部２ｃに至った光が反射された場合の反射光が、再度Ｔｈｒ光出力導波路１９に戻らないような角度とされる。従って、αは、８度程度以上であることが望ましい。
【００５４】
なお、垂直方向端面部２ｄは、Ｄｒｏｐ光導波路２０が第２の端面２ｂに至っている部分の延びる方向と垂直な方向とされている。従って、本実施形態においても、第１の実施形態の音響光学フィルタ装置１と同様の効果を得ることができる。しかも、Ｔｈｒ光については、傾斜面部２ｃで反射されたとしても、再度Ｔｈｒ光出力導波路１９に進入しないため、Ｔｈｒ光によるノイズを低減することができる。
【００５５】
なお、本実施形態では、上記傾斜面部２ｃを設けて、Ｔｈｒ光によるノイズを低減していたが、他の構造を用いてもよい。すなわち、反射戻り光を抑制するための反射戻り光抑制手段としては、例えば、Ｔｈｒ光出力導波路１９において、光が回折、散乱または吸収するような構造を設けてもよい。また、Ｔｈｒ光出力ポート９に、あるいはＴｈｒ光出力導波路１９に、光減衰器を設けてもよい。
【００５６】
さらに、Ｔｈｒ光出力ポート９に、光ファイバーを介して、光減衰器を接続してもよい。この場合には、基板２Ａと光ファイバーとの境界における反射光の戻りが生じないように、傾斜面部２ｃを設けることが望ましい。
【００５７】
図５は、本発明の第５の実施形態に係る音響光学フィルタ装置を示す模式的平面図である。
【００５８】
上記第１〜第４の実施形態では、Ｄｒｏｐ光を用いた音響光学フィルタ装置につき説明したが、本発明の音響光学フィルタ装置では、Ｔｈｒ光を用いてもよい。図５〜図８は、Ｔｈｒ光を用いた第５〜第８の実施形態に係る各音響光学フィルタ装置の模式的平面図である。
【００５９】
図５に示すように、第５の音響光学フィルタ装置５１は、光反射体２１を、Ｔｈｒ光出力ポート９が露出している部分において、第２の端面２ｂに設けられている。他方、Ｄｒｏｐ光導波路２０が第２の端面２ｂに至っている部分には、光反射体２１は設けられていない。その他の構成は第５の実施形態は、第１の実施形態と同様である。
【００６０】
従って、第５の実施形態では、入出力ポート７から入力された光が、第１の実施形態と同様に、第２のＰＢＳ１４まで至る。第２のＰＢＳ１４から、Ｔｈｒ光がＴｈｒ光出力導波路１９に至り、光反射体２１で反射され、再度第２のＰＢＳ１４に至る。他方、第２のＰＢＳ１４からＤｒｏｐ光導波路に至ったＴＥモード＋ＴＭモードの光は、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０からそのまま出力され、第２の端面２ｂにおいてほとんど反射されない。従って、反射後の光、すなわちＴｈｒ光が、第２のＰＢＳ１４から、再度第１，第２の光導波路部１７，１８に与えられ、相互作用領域Ｘを通過し変調を受けた後、第１のＰＢＳ１３に至る。
【００６１】
そして、このＴｈｒ光は、入出力導波路部１５を経て、光ファイバー３に与えられ、サーキュレータ４のポートＢに与えられる。従って、２度変調された上記光が、サーキュレータ４の出力ポートＣから出力される。このように、本発明においては、Ｔｈｒ光を光反射体２１で反射させ、サーキュレータ４から出力するように、音響光学フィルタを構成してもよい。
【００６２】
本実施形態においても、使用する光が異なるだけで、第１の実施形態と同様に、２段接続フィルタ構成であるため、サイドローブ比及び消光比を高めることができる。また、相互作用長を２倍とすることができるので、帯域幅を狭くすることができる。さらに、音響光学フィルタ部間のばらつきによる特性の不安定性も生じ難い。また、基板の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
【００６３】
図６〜図８に示す第６〜第８の実施形態は、Ｔｈｒ光を用いたことを除いては、第２〜第４の実施形態と同様である。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を適宜援用することとする。
【００６４】
図６に示す第６の実施形態の音響光学フィルタ装置６１では、第２の実施形態で用いたグレーティング反射器３２が、Ｔｈｒ光出力導波路１９に設けられている。また、図７に示す第７の実施形態の音響光学フィルタ装置７１では、光ファイバー４２及び光反射体２１が、Ｔｈｒ光出力導波路１９に接続されている。
【００６５】
図８に示す第８の実施形態の音響光学フィルタ装置８１では、光反射体２１が、傾斜面部２ｃが、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０が開口している端面部分に設けられている。垂直方向端面部２ｄは、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０が開口している端面部分に設けられている。
【００６６】
従って、図６〜図８に示す第６〜第８の実施形態の音響光学フィルタ装置では、図５に示した第５の音響光学フィルタ装置と同様に、Ｔｈｒ光を利用して、第５の実施形態の音響光学フィルタ装置と同様の効果を得ることができ、かつ第２〜第４の実施形態を同様の効果をそれぞれ得ることができる。
【００６７】
図９は、本発明の第９の実施形態に係る音響光学フィルタ装置の模式的平面図である。第９の実施形態の音響光学フィルタ装置９１では、第４の実施形態の音響光学フィルタ装置４１と同様に、第２の端面２ｂが構成されている。
【００６８】
他方、第１の端面２ａは、入出力光導波路の入出力ポート７に向かって延びる方向に対して傾斜されている傾斜平面とされている。傾斜平面の法線が入出力導波路部１５の入出力ポート７に向かって延びる方向に対してなす角度をα１とする。また、光ファイバー保持部材２２により、光ファイバー３の基板２Ａ側端部に向かって延びている部分３ａの延びる方向が、入出力導波路部１５の入出力ポート７に向かって延びる方向に対して、α２の角度をなすように、光ファイバー３が保持されている。この角度α１及びα２は、スネルの法則を満足する角度の組み合わせである。基板２ＡがＬｉＮｂＯ３であり、光ファイバー３がガラスからなる場合、α２＝８°とした場合、α１は約５．４°となる。
【００６９】
上記のように、角度α１及びα２がスネルの法則を満足するように、端面２ａの傾斜角度α１及び光ファイバー３の先端３ａよりの上記光入射方向の傾斜角度α２を選択すれば、入出力ポート７における反射戻り光をほとんどなくすことができる。従って、ノイズを小さくすることができ、消光比を高めることができる。
【００７０】
図１０の実線は、図９に示した第９の実施形態の音響光学フィルタ装置のフィルタ特性を示す。破線は、比較例として用意した光反射体２１を設けなかったことを除いては、第１の実施形態と同様にし、Ｄｒｏｐ光出力ポート１０から取り出されたフィルタ波形を示す。図１０から明らかなように、上記比較例に比べ、第９の実施形態の音響光学フィルタ装置によれば、２段接続構造のフィルタであるため、サイドローブ比を効果的に高めることができ、かつノイズのレベルを抑圧することができ、さらに通過帯域の狭帯域化を図り得ることがわかる。
【００７１】
図１１は、本発明の第１０の実施形態に係る音響光学フィルタ装置を示す模式的平面図である。本実施形態の音響光学フィルタ装置１０１では、基板２Ａ内に、複数の音響光学フィルタ素子部１０２，１０３が直列接続されるように設けられていることを除いては、第９の実施形態の音響光学フィルタ装置９１と同様とされている。すなわち、基板２Ａ内において、１段目の音響光学フィルタ素子部１０２のＤｒｏｐ光出力ポート１０ａに対し、２段目の音響光学フィルタ素子部１０３の入出力ポート９ａが接続されている。各音響光学フィルタ部は、第９の実施形態の音響光学フィルタ部と同様に構成されている。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その説明を省略する。
【００７２】
音響光学フィルタ装置１０１では、音響光学フィルタ素子部１０２，１０３が直列に接続されており、さらに光反射体２１により光が変換されるため、４段の音響光学フィルタ部を接続した構造を有することとなる。従って、サイドローブ比及び消光比をより一層高めることができる。
【００７３】
なお、図１１では、基板２Ａ内において２つの音響光学フィルタ部を直列接続したが、３以上の音響光学フィルタ部を直列接続してもよい。また、Ｄｒｏｐ光を出力する形態につき説明したが、第５〜第８の実施形態のように、Ｔｈｒ光を出力する構成にも適用することができる。
【００７４】
また、本発明においては、上記相互作用領域Ｘを覆うように、相互作用を促進させるための薄膜や、位相を整合させるための薄膜リッジを設けてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…音響光学フィルタ装置
２…音響光学フィルタ素子
２Ａ…基板
２ａ…第１の端面
２ｂ…第２の端面
２ｃ…傾斜面部
２ｄ…垂直方向端面部
３…光ファイバー
４…サーキュレータ
６…光導波路
７…入出力ポート
８…ポート
９…Ｔｈｒ光出力ポート
９ａ…入出力ポート
１０，１０ａ…Ｄｒｏｐ光出力ポート
１１…ＩＤＴ電極
１２…高周波電圧印加装置
１３…第１のＰＢＳ
１４…第２のＰＢＳ
１５…入出力導波路部
１６…導波路部
１７…第１の光導波路部
１８…第２の光導波路部
１９…Ｔｈｒ光出力導波路
２０…Ｄｒｏｐ光導波路
２１…光反射体
２２，２２Ａ…光ファイバー保持部材
３１…音響光学フィルタ装置
３２…グレーティング反射器
４１…音響光学フィルタ装置
４２…光ファイバー
４３…音響光学フィルタ装置
５１，６１，７１，８１，９１，１０１…音響光学フィルタ装置
１０２…音響光学フィルタ素子部
１０３…音響光学フィルタ素子部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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