(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保持特性を有し、かつ、光が２つの異なる偏光軸に偏波面を合わせて略等距離伝搬する光学特性を備えた、光ファイバまたは光導波路を用いて複数の光デバイスを互いに接続する方法であって、
１つ以上の波長を可変的に選択する可変波長光フィルタ機能を備えた３つの光デバイスが同一基板上に略並列に配置され、かつ、前記各光デバイスを通過する光路の両端が前記基板の両端に位置するとともに、前記３つの光デバイスの略並列配置において中央に位置する光デバイスを通過する光の方向が、その両隣に位置する２つの光デバイスのうちの一方の光デバイスを通過する光の方向に対して反対向きになるように、前記光ファイバまたは光導波路を用いて前記各光デバイス間を従属接続し、該従属接続されたすべての光デバイスを通る光路の入出力端が前記基板の同一端面上に位置するようにし、さらに、
前記接続は、前記３つの光デバイスのうちの１つの光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して反対方向にＳＡＷガイドを進行するとともに、他の光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して同一方向にＳＡＷガイドを進行するようにしたことを特徴とする光デバイスの接続方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光デバイスの接続方法であって、
長手方向の中央に偏光軸を略９０度回転させて接続した直交接続部を有する、前記光ファイバまたは光導波路により前記各光デバイス間を接続することを特徴とする光デバイスの接続方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光デバイスの接続方法であって、
偏光軸を略９０度回転させて接続した複数の直交接続部を有し、該各直交接続部が長手方向の所定位置にそれぞれ配置された、前記光ファイバまたは光導波路により前記各光デバイス間を接続することを特徴とする光デバイスの接続方法。
【請求項４】
偏波保持特性を有し、かつ、光が２つの異なる偏光軸に偏波面を合わせて略等距離伝搬する光学特性を備えた、光ファイバまたは光導波路を用いて複数の光デバイスを互いに接続した光装置であって、
１つ以上の波長を可変的に選択する可変波長光フィルタ機能を備えた３つの光デバイスを有し、
前記３つの光デバイスは、同一基板上に略並列に配置され、かつ、前記各光デバイスを通過する光路の両端が前記基板の両端に位置するとともに、前記３つの光デバイスの略並列配置において中央に位置する光デバイスを通過する光の方向が、その両隣に位置する２つの光デバイスのうちの一方の光デバイスを通過する光の方向に対して反対向きになり、さらに、前記３つの光デバイスのうちの１つの光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して反対方向にＳＡＷガイドを進行するとともに、他の光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して同一方向にＳＡＷガイドを進行するように、前記光ファイバまたは光導波路を用いて前記各光デバイス間が従属接続され、該従属接続されたすべての光デバイスを通る光路の入出力端が基板の同一端面上に位置するようにしたことを特徴とする光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光デバイスを接続するための技術に関し、特に、偏波保持特性を有する光線路を用いて各光デバイス間を接続する方法およびその接続方法を適用した光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＩＰデータ通信の需要の増大に伴い、超長距離・大容量かつネットワークの構築可能な光通信システムおよび光信号処理システムなどの開発が急務となっている。波長多重（ＷＤＭ）伝送を基礎技術とした伝送方式は、大容量伝送が可能であって波長単位での分離多重が簡易に行えることから、光レベルでの光クロスコネクト（ＯＸＣ）、光分岐挿入（ＯＡＤＭ）等の異種サービスの多重分離を行う柔軟な光波ネットワークの構築が可能である。そのため上記の方式を用いた伝送装置および信号処理装置等の開発、製品化が大きく進んでいる。
【０００３】
これらの装置の中では、光をＯＮ／ＯＦＦする、光を減衰させる、１×ｎに切り換える等の機能を持つ光スイッチや、波長ごとに信号光を振り分ける波長フィルタ等の多くの光デバイスが用いられる。具体的には、光スイッチ（光減衰器も含む）は、例えば、送信側の波長多重部での各波長のレベル合わせ、光アンプでのＡＬＣ制御、ＯＸＣおよびＯＡＤＭでの波長切り換えや光のＯＮ／ＯＦＦなどに用いられる。また、光フィルタは、例えば、ＯＸＣおよびＯＡＤＭでの波長切り換え、受信部での各波長の分離やＡＳＥカットなどに用いられる。
【０００４】
これらの光デバイスは、ＳｉＯ2やＬｉＮｂＯ3等の基板上に形成することにより高機能化、小型化、集積化、低電力化、低コスト化などが可能となる。基板上に集積化された複数の光デバイスは、例えば個別で並列的に使用されたり、または、多段に従属接続されて使用されたりすることによって、各々の機能が満足される。このように各光デバイスを個別に並列的に使用する場合は、集積化の効果が大となる。また、各光デバイスを多段に従属接続して使用する場合は、例えば、各光デバイスが光スイッチのときには、消光比の向上を図ることが可能となり、各光デバイスが音響光学チューナブルフィルタ（Acousto Optic Tunable Filter；ＡＯＴＦ）等の光フィルタのときには、透過帯域の狭窄化、他チャンネル抑圧比の向上、ノッチフィルタとして使用時の消光比の向上等を図ることが可能となる。また、機能の異なる光デバイスを多段に従属接続して使用すれば、高機能化等を図ることも可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、偏光依存性を有する複数の光デバイスを接続して使用する場合、各光デバイス間の接続には、偏波保持特性を有する光線路が一般に用いられる。この偏波保持特性を有する光線路は、入射光の偏波面を一定の方向に保ちながら伝搬することのできる光線路である。このような光線路の具体例としては、ＰＡＮＤＡ型や楕円クラッド型等の構造を持つ偏波保持型ファイバなどが知られており、ファイバ断面内において非軸対称な応力付与部を設けることで、直交する各軸方向で偏光の感じる屈折率が異なる状態を生じさせている。
【０００６】
このような偏波保持型の光線路と複数の光デバイスとの接続においては、偏波保持型の光線路の偏光軸（Ｆａｓｔ軸、Ｓｌｏｗ軸）方向と光デバイスに対して入出力される偏光の軸方向とを完全に一致させて接続を行うことが理想である。しかしながら、偏波保持型の光線路と光デバイスとの実際の接続においては、各々の軸方向を完全に一致させることは困難であり多少の軸ずれは避けられない。
【０００７】
上記のように軸ずれが生じた場合には、例えば図１３の下段に示すように、偏波保持型の光線路内で偏波モード間干渉が生じ、光デバイスの透過特性に周期的な波長依存性損失が発生することになる。この周期的な波長依存性損失は、偏波保持型光線路のＦａｓｔ軸およびＳｌｏｗ軸の伝搬時間差をτとすると、その周期は１／τとなる。このような偏波保持型の光線路内で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失は、例えば、複数の光デバイスによりリジェクション型光フィルタ（ノッチフィルタ）等を構成した場合、透過光のレベルが波長に応じて変化してしまい、特性劣化を招くことになる。また、上記のような接続状態で偏波保持型の光線路に偏光が入射されると、光線路内で偏波モード分散（ＰＭＤ）が発生してしまうという問題も生じる。
【０００８】
本発明は上記の点に着目してなされたもので、偏波保持特性を有する光線路を用いて複数の光デバイスを接続するときに発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失等を抑圧できる光デバイスの接続方法およびその接続方法を適用した光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる光デバイスの接続方法は、偏波保持特性を有し、かつ、光が２つの異なる偏光軸に偏波面を合わせて略等距離伝搬する光学特性を備えた、光ファイバまたは光導波路を用いて複数の光デバイスを互いに接続する方法であって、１つ以上の波長を可変的に選択する可変波長光フィルタ機能を備えた３つの光デバイスが同一基板上に略並列に配置され、かつ、前記各光デバイスを通過する光路の両端が前記基板の両端に位置するとともに、前記３つの光デバイスの略並列配置において中央に位置する光デバイスを通過する光の方向が、その両隣に位置する２つの光デバイスのうちの一方の光デバイスを通過する光の方向に対して反対向きになるように、前記光ファイバまたは光導波路を用いて前記各光デバイス間を従属接続し、該従属接続されたすべての光デバイスを通る光路の入出力端が前記基板の同一端面上に位置するようにし、さらに、前記接続は、前記３つの光デバイスのうちの１つの光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して反対方向にＳＡＷガイドを進行するとともに、他の光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して同一方向にＳＡＷガイドを進行するようにしたものである。
【００１０】
また、本発明にかかる光装置は、偏波保持特性を有し、かつ、光が２つの異なる偏光軸に偏波面を合わせて略等距離伝搬する光学特性を備えた、光ファイバまたは光導波路を用いて複数の光デバイスを互いに接続した光装置であって、１つ以上の波長を可変的に選択する可変波長光フィルタ機能を備えた３つの光デバイスを有し、前記３つの光デバイスは、同一基板上に略並列に配置され、かつ、前記各光デバイスを通過する光路の両端が前記基板の両端に位置するとともに、前記３つの光デバイスの略並列配置において中央に位置する光デバイスを通過する光の方向が、その両隣に位置する２つの光デバイスのうちの一方の光デバイスを通過する光の方向に対して反対向きになり、さらに、前記３つの光デバイスのうちの１つの光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して反対方向にＳＡＷガイドを進行するとともに、他の光デバイスにおける波長選択用の弾性表面波が、当該光デバイスを通過する光路の光の伝搬方向に対して同一方向にＳＡＷガイドを進行するように、前記光ファイバまたは光導波路を用いて前記各光デバイス間が従属接続され、該従属接続されたすべての光デバイスを通る光路の入出力端が基板の同一端面上に位置するようにしたものである。
かかる光デバイスの接続方法および光装置によれば、３つの光デバイスにそれぞれ入出力される光の偏波方向と光ファイバまたは光導波路の偏光軸の方向とが完全に一致していなくても、光ファイバまたは光導波路の偏波モード間干渉により発生する周期的な波長依存性損失が相殺されて抑圧され、また、光ファイバまたは光導波路内で発生する偏波モード分散（ＰＭＤ）も同時に抑圧されるようになる。さらに、各光デバイスにおける選択波長にドップラーシフトによる波長差を生じさせたリジェクション型光フィルタが構成されるようにもなる。
【００１１】
上記の光ファイバまたは光導波路については、長手方向の中央に偏光軸を略９０度回転させて接続した直交接続部を有するものを用いてもよく、または、偏光軸を略９０度回転させて接続した複数の直交接続部を有し、該各直交接続部が長手方向の所定位置にそれぞれ配置されたものを用いても構わない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に関連する光デバイスの接続方法を適用した光装置の一例を示す構成図である。
図１の光装置は、例えば、同一基板１Ａ内の２本の光導波路２１，２２上にそれぞれ形成された偏光依存性を有する２つの光デバイス１１，１２を、偏波保持特性を有する接続光路２12により互いに接続した構成であって、その接続光路２12が長手方向の中央近傍に直交接続部Ｃを有することを特徴とする。
【００１３】
接続光路２12は、例えば偏波保持ファイバであって、ここではＰＡＮＤＡ型ファイバを使用するものとする。ただし、偏波保持ファイバの構造はＰＡＮＤＡ型に限られるものではなく公知の構造を採用することが可能であり、また、導波路型の光線路を接続光路２12として用いても構わない。直交接続部Ｃは、例えば図２に示すように、接続光路２12の長手方向の中央近傍において、偏光軸を略９０度回転させてスプライスしたものである。この直交接続部Ｃにより、接続光路２12内を通る偏光は２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。なお、直交接続部Ｃにおける光路の接続はスプライスに限定されるものではなく、偏光軸の直交状態を安定に保持できる任意の接続方法を適用することが可能である。
【００１４】
基板１Ａは、例えばＳｉＯ2やＬｉＮｂＯ3等からなる基板材料に所要の処理を施すことによって、２本の略平行な光導波路２１，２２と、２つの光デバイス１１，１２とをそれぞれ形成したものである。各光デバイス１１，１２は、例えば、偏光依存性を有する公知の光デバイスとすることが可能である。具体的には、偏光依存性損失（ＰＤＬ）を有する偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）や、それを用いて構成される光スイッチ、光減衰器、光フィルタなどを各光デバイス１１,１２としてもよい。
【００１５】
なお、本発明における光デバイスは上記の一例に限られるものではない。また、互いに接続される複数の光デバイスは、同一の機能を備えたものであっても、異なる機能を備えたものであってもよく、さらに、同一基板上に多数の光部品を集積化したプレーナ光波回路（Planar Lightwave Circuit；ＰＬＣ）デバイスを本発明における光デバイスとすることも勿論可能である。
【００１６】
上記の基板１Ａに対しては、外部からの入力光を基板１Ａに導く入力光路２INが光導波路２１の一端２１ａに接続され、基板１Ａからの出力光を外部に導く出力光路２OUTが光導波路２２の一端２２ａに接続される。そして、各光導波路２１，２２の他端２１ｂ，２２ｂの間が、上記直交接続部Ｃを有する接続光路２12を介して接続されることにより、基板１Ａ上の２つの光デバイス１１，１２が従属接続されることになる。
【００１７】
このような構成の光装置では、外部からの入力光が入力光路２INを伝搬して基板１Ａの光導波路２１の一端２１ａに入力され、光導波路２１を通って光デバイス１１に与えられる。そして、偏光依存性のある光デバイス１１を通過した偏光は、光導波路２１の他端２１ｂから接続光路２12に出力される。
接続光路２12に出力された偏光は、長手方向の中央近傍において９０度スプライスされた直交接続部Ｃを有するＰＡＮＤＡ型ファイバを通って、光導波路２２の他端２２ｂに送られる。このとき、接続光路２12内を伝搬する偏光は、直交接続部Ｃの前後においてＰＡＮＤＡ型ファイバのＦａｓｔ軸およびＳｌｏｗ軸の各方向が入れ替わるため、各軸を略等距離伝搬することになる。これにより、光導波路２１の他端２１ｂから接続光路２12に出力される光の偏波方向が接続光路２12の偏光軸に完全に一致していなくても、偏波モード間干渉により接続光路２12の前半部分で発生する周期的な波長依存性損失と、後半部分で発生する周期的な波長依存性損失とが互いに相殺されて抑圧されるようになる。また、これと同様にして、接続光路２12内で発生する偏波モード分散（ＰＭＤ）も同時に抑圧されるようになる。さらに、各光デバイス１１，１２に偏光依存性損失（ＰＤＬ）がある場合には、これらも互いに相殺されて抑圧されるようになる。
【００１８】
そして、接続光路２12を伝搬した偏光は、基板１Ａの光導波路２２の他端２２ｂに入力され、光導波路２２を通って光デバイス１２に与えられる。光デバイス１２を通過した光は、光導波路２２の一端２２ａから出射され、出力光路２OUTを伝搬して本光装置の出力光として外部に出力される。
上記のように本光装置によれば、直交接続部Ｃを有する偏波保持型の接続光路２12を用いて、偏光依存性のある各光デバイス１１，１２間を接続するようにしたことで、接続光路２12内で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失およびＰＭＤ、並びに、各光デバイス１１，１２におけるＰＤＬを同時に抑圧することが可能になる。
【００１９】
なお、上記の構成例では、接続光路２12が長手方向の中央近傍の１箇所に直交接続部Ｃを有する場合を示したが、複数の直交接続部Ｃを有する接続光路２12を用いることも可能である。この場合、接続光路２12内を通る偏光が接続光路２12の全長について２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するように、複数の直交接続部Ｃを所要の位置に設けるようにする。
【００２０】
次に、本発明による光装置の第１実施形態について説明する。
図３は、本発明にかかる光デバイスの接続方法を適用した光装置の第１実施形態を示す構成図である。なお、前述の図１に示した構成と同様の部分には同一の符号を付して説明を省略し、以下、他の実施形態においても同様とする。
図３において、第１実施形態の光装置は、例えば、同一基板上に集積化した３つの光デバイスを従属接続する場合に対応したものである。具体的には、同一基板１Ｂ内の３本の光導波路２１，２２，２３上にそれぞれ形成された偏光依存性を有する３つの光デバイス１１，１２，１３を、長手方向の中央近傍に直交接続部Ｃを有する偏波保持型の接続光路２12，２23により互いに接続した構成である。
【００２１】
この光装置の基板１Ｂに対しては、例えば、入力光路２INが光導波路２１の一端２１ａに接続され、出力光路２OUTが光導波路２３の一端２３ａに接続される。そして、光導波路２２の一端２２ａと光導波路２３の他端２３ｂとの間が、上記直交接続部Ｃを有する接続光路２23を介して接続され、かつ、光導波路２２の他端２２ｂと光導波路２１の他端２１ｂの間が、上記直交接続部Ｃを有する接続光路２12を介して接続されることにより、基板１Ｂ上の３つの光デバイス１１〜１３が従属接続されることになる。
【００２２】
接続光路２23は、前述の図１で説明した接続光路２12と同様であって、例えば、ＰＡＮＤＡ型ファイバ等の偏波保持ファイバを使用するものとする。この接続光路２23の直交接続部Ｃは、前述した図２の場合と同様の構成を有し、接続光路２23内を伝搬する偏光は、２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。また、基板１Ｂは、前述した図１の場合と同様にして、所要の基板材料に３本の略平行な光導波路２１〜２３と、３つの光デバイス１１〜１３とをそれぞれ形成したものである。
【００２３】
このような構成の光装置では、外部からの入力光が入力光路２INを伝搬して基板１Ｂの光導波路２１の一端２１ａに入力され、光導波路２１を通って光デバイス１１に与えられる。そして、光デバイス１１を通過した光は、光導波路２１の他端２１ｂから出射され、接続光路２12を伝搬して基板１Ｂの光導波路２２の他端２２ｂに入力され、光導波路２２を通って光デバイス１２に与えられる。光デバイス１２を通過した光は、光導波路２２の一端２１ａから出射され、接続光路２23を伝搬して基板１Ｂの光導波路２３の他端２３ｂに入力され、光導波路２３を通って光デバイス１３に与えられる。光デバイス１３を通過した光は、光導波路２３の一端２３ａから出射され、出力光路２OUTを伝搬して本光装置の出力光として外部に出力される。
【００２４】
上記のように光が伝搬する本装置においても、図１の構成例の場合と同様に、各光デバイス１１〜１３の間が直交接続部Ｃを有する接続光路２12，２23によってそれぞれ接続されているため、各々の接続光路２12，２23を通る偏光は、偏波保持ファイバの２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。これにより、各接続光路２12，２23に送られる光の偏波方向がそれぞれの光路の偏光軸に完全に一致していなくても、各々の接続光路２12，２23で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失およびＰＭＤ、並びに、各光デバイス１１〜１３におけるＰＤＬを同時に抑圧することが可能になる。
【００２５】
なお、上述した第１実施形態では、同一基板上の３つの光デバイスを従属接続するようにしたが、本発明の接続方法は、同一基板上の４つ以上の光デバイスを従属接続する場合にも上記と同様にして適用することが可能である。
【００２６】
次に、本発明による光装置の第２実施形態について説明する。
図４は、本発明にかかる光デバイスの接続方法を適用した光装置の第２実施形態を示す構成図である。
図４において、第２実施形態の光装置は、例えば、同一基板上に集積化された３つの光デバイスをループ状に従属接続する場合に対応したものである。具体的には、前述した第１実施形態の場合と同様の構成を有する基板１Ｂの光入出力部分と、入力光路２INおよび出力光路２OUTとの間を、光サーキュレータ４、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５および接続光路２A，２B，２Cを用いて接続することで、３つの光デバイス１１〜１３を従属ループ接続した構成を備える。
【００２７】
光サーキュレータ４は、少なくとも３つのポート４ａ，４ｂ，４ｃを有し、ポート４ａからポート４ｂに向かう方向、ポート４ｂからポート４ｃに向かう方向およびポート４ｃからポート４ａに向かう方向にのみ光を伝達する一般的な光部品である。この光サーキュレータ４には、入力光路２INがポート４ａに接続され、ＰＢＳ５に繋がる接続光路２Aがポート４ｂに接続され、出力光路２OUTがポート４ｃに接続されている。
【００２８】
ＰＢＳ５は、光サーキュレータ４のポート４ｂから接続光路２Aを介して送られてくる入力光を互いに偏波面の直交した２つの偏光に分離し、一方の偏光を接続光路２Bの一端に出力し、他方の偏光を接続光路２Cの一端に出力する。接続光路２Bの他端は、基板１Ｂ上の光導波路２１の一端２１ａに接続されていて、接続光路２Cの他端は、基板１Ｂ上の光導波路２３の一端２３ａに接続されている。また、上記のＰＢＳ５は、基板１Ｂから接続光路２Bおよび接続光路２Cを介してそれぞれ送られてくる偏波面の直交した２つの偏光を合波して接続光路２Aに出力する。
【００２９】
なお、基板１Ｂ上の光導波路２２の一端２２ａが、直交接続部Ｃを有する接続光路２23を介して光導波路２３の他端２３ｂに接続され、光導波路２１の他端２１ｂが、直交接続部Ｃを有する接続光路２12を介して光導波路２２の他端２２ｂに接続されている点は、前述した第１実施形態の場合と同様である。
ＰＢＳ５と基板１Ｂの間を繋ぐ接続光路２B，２Cは、接続光路２12，２23と同様に、例えばＰＡＮＤＡ型ファイバ等の偏波保持ファイバがそれぞれ使用され、各々の長手方向の中央近傍に直交接続部Ｃを有するものとする。各接続光路２B，２Cの直交接続部Ｃは、前述した図２の場合と同様の構成を有し、各々の接続光路２B，２C内を伝搬する偏光は、２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。
【００３０】
上記のような構成の光装置では、入力光路２INを伝搬する入力光が光サーキュレータ４および接続光路２Aを介してＰＢＳ５に送られ、直交する２つの偏光に分離されて接続光路２B，２Cにそれぞれ出力される。
ＰＢＳ５から接続光路２Bに出力された一方の偏光は、基板１Ｂ上の光導波路２１の一端２１ａに入力され、光導波路２１を通って光デバイス１１に与えられた後、接続光路２12および光導波路２２を通って光デバイス１２に与えられ、さらに、接続光路２23および光導波路２３を通って光デバイス１３に与えられる。そして、光デバイス１３を通過した偏光は、光導波路２３の一端２３ａから接続光路２Cに出力されてＰＢＳ５に戻される。
【００３１】
また、ＰＢＳ５から接続光路２Cに出力された他方の偏光は、上記一方の偏光とは逆向きに基板１Ｂ上の各光デバイスを通過することになる。すなわち、他方の偏光は、基板１Ｂ上の光導波路２３の一端２３ａに入力され、光導波路２３を通って光デバイス１３に与えられた後、接続光路２23および光導波路２２を通って光デバイス１２に与えられ、さらに、接続光路２12および光導波路２１を通って光デバイス１１に与えられる。そして、光デバイス１１を通過した偏光は、光導波路２１の一端２１ａから接続光路２Bに出力されてＰＢＳ５に戻される。
【００３２】
上記のように光が伝搬する本光装置においても、第１実施形態の場合と同様に、各光デバイス１１〜１３の間が直交接続部Ｃを有する接続光路２12，２23によってそれぞれ接続されるとともに、ＰＢＳ５と基板１Ｂの間についても直交接続部Ｃを有する接続光路２B，２Cによってそれぞれ接続されるため、各々の接続光路２12，２23，２B，２Cを通る偏光は、偏波保持ファイバの２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。これにより、各接続光路２12，２23，２B，２Cに送られる光の偏波方向がそれぞれの光路の偏光軸に完全に一致していなくても、各々の接続光路２12，２23，２B，２Cで発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失およびＰＭＤ、並びに、各光デバイス１１〜１３やＰＢＳ５におけるＰＤＬを同時に抑圧することが可能になる。
【００３３】
なお、上記の第２実施形態では、同一基板上の３つの光デバイスを本発明の接続方法を適用して従属ループ接続するようにしたが、同一基板上の４つ以上の光デバイスについても同様にして本発明の接続方法を適用し従属ループ接続を行うことが可能である。
次に、本発明にかかる光機能デバイスの接続方法を適用した光装置のより具体的な実施例について詳しく説明する。以下では、前述の第２実施形態の光装置を基本構成として具体化したリジェクション型光フィルタ（ノッチフィルタ）を一例として考えることにする。
【００３４】
図５は、上記リジェクション型光フィルタの構成を示す平面図である。
図５のリジェクション型光フィルタにおいては、同一基板１上に集積化される３つの光デバイス１１〜１３として音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）が適用され、この基板１の光入出力部分と、入力光路２INおよび出力光路２OUTとの間が、光サーキュレータ４、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）５、偏光回転部６および接続光路２A，２B，２Cを用いて接続されることで、基板１上の３つのＡＯＴＦがループ状に従属接続される。
【００３５】
また、本リジェクション型光フィルタには、基板１上の従属ループ接続されたＡＯＴＦの動作状態をトラッキング制御するために、所要のＡＯＴＦで通過が阻止されたドロップ光をモニタする第１モニタ部１００が設けられている。さらに、本光フィルタの立ち上げ時や設定の変更時などにおいて、基板１上の従属ループ接続されたＡＯＴＦの制御値を予め検出するために、それらのＡＯＴＦと同一のパラメータで動作する基板１上のモニタ用ＡＯＴＦを通過した光をモニタする第２モニタ部２００も設けられている。これら第１、第２モニタ部１００，２００の各モニタ結果は、各ＡＯＴＦに与えられるＲＦ信号を制御するＲＦ信号制御部３００に送られて、各々のＡＯＴＦの動作状態が制御される。
【００３６】
基板１は、例えば、ＬｉＮｂＯ3からなる基板材料に５本の略平行な光導波路２１，２２，２３，２２１，２２２が形成されていて、光導波路２１〜２３が主信号用として、光導波路２２１，２２２が第２モニタ部２００用として使用される。各光導波路２１，２２，２３および２２１，２２２の各々の両端部分には、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂおよび２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂがそれぞれ設けられている。また、基板１には、各光導波路２１，２２，２３および２２１，２２２にそれぞれ対応させて、櫛形電極（Interdigital Transducer；ＩＤＴ）４１，４２，４３および２４１，２４２と、ＳＡＷガイド５１，５２，５３および２５１，２５２とがそれぞれ形成されている。
【００３７】
主信号用の各ＰＢＳ３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｂ，３３ａ，３３ｂとしては、例えば、交差導波路型のＰＢＳ等を使用することが可能であり、ここでは各ＰＢＳがＴＥモード透過型の構成となるように、交差導波路のクロス側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続されている。また、第２モニタ部２００用の各ＰＢＳ２３１ａ，２３１ｂ，２３２ａ，２３２ｂとしても、例えば、交差導波路型のＰＢＳ等を使用することが可能である。ただし、ここでは各ＰＢＳ２３１ａ，２３２ｂがＴＥモード透過型の構成となるように、交差導波路のクロス側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続され、各ＰＢＳ２３１ｂ，２３２ａがＴＭモード透過型の構成となるように、交差導波路のバー側に位置する入出力ポートが各光導波路上に接続されている。
【００３８】
各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２は、ＲＦ信号生成回路４０で生成された所要の周波数ｆの信号が共通に印加されることで基板１上に弾性表面波（Surface Acoustic Wave；ＳＡＷ）を発生する。なお、各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２を設ける位置は、後述するように、対応する光導波路内の光の伝搬方向に対するＳＡＷの伝搬方向の関係が選択波長ドップラーシフト等の影響を考慮した関係となるように設定するのが好ましい。
【００３９】
各ＳＡＷガイド５１〜５３，２５１，２５２は、各ＩＤＴ４１〜４３，２４１，２４２で発生した各々のＳＡＷを対応する光導波路２１〜２３，２２１，２２２に沿って伝搬させるためのガイドである。ここでは、各ＳＡＷガイド５１〜５３，２５１，２５２として、例えばＴｉ拡散により所要の形状に形成した方向性結合型のＳＡＷガイドを用いる場合を示した。
【００４０】
方向性結合型のＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦでは、ＩＤＴで発生するＳＡＷを所要の形状のＳＡＷガイドで方向性結合させることにより、光導波路内を伝搬する光に対してＳＡＷがモード変換領域の中央付近で最も強く干渉するようになる。これにより、ＡＯＴＦのフィルタ特性におけるサイドローブレベルの抑圧を図ることができる。なお、図５に示したＳＡＷガイドは、より望ましい関数に従ってＳＡＷを方向性結合させるために曲線的な形状を採用している。これにより、サイドローブレベルを一層効果的に抑圧することが可能になる。
【００４１】
なお、ここでは方向性結合型のＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦを使用する場合を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、薄膜型のＳＡＷガイドを光導波路上に形成したＡＯＴＦ等を使用することも可能である。また、この薄膜型ＳＡＷガイドを用いたＡＯＴＦについては、ＳＡＷガイドの長手方向が光導波路の軸方向に対して所要量だけ傾くように設定し、ＳＡＷの伝搬軸と光軸とが斜角に交差するような配置としてもよい。このような配置を採用することによって、光が感じる弾性表面波の強度について長手方向に重み付けが行われるようになり、サイドローブレベル抑圧を図ることが可能になる。
【００４２】
光サーキュレータ４およびＰＢＳ５は、上述した第２実施形態で用いたものと同様であって、光サーキュレータ４には、入力光路２INが光カプラ２０１を介してポート４ａに接続され、ＰＢＳ５に繋がる接続光路２Aがポート４ｂに接続され、出力光路２OUTがポート４ｃに接続されている。
ＰＢＳ５と基板１の間の接続は、ＰＢＳ５で分離された一方の偏光が一端に出力される接続光路２Bの他端が、基板１の光導波路２１上に位置するＰＢＳ３１ａに接続され、ＰＢＳ５で分離された他方の偏光が一端に出力される接続光路２Cの他端が、基板１の光導波路２２上に位置するＰＢＳ３２ａに接続される。また、ここでは接続光路２C上に偏光回転部６が挿入されていて、この偏光回転部６は、ＰＢＳ５で分離された他方の偏光の偏波面を９０度回転させる機能をもつ。
【００４３】
基板１の光導波路２１上に位置するＰＢＳ３１ｂは、接続光路２13によって光導波路２３上に位置するＰＢＳ３３ｂに接続され、また、光導波路２２上に位置するＰＢＳ３２ｂは、接続光路２23によって光導波路２３の端部に位置するＰＢＳ３３ａに接続される。これにより、基板１上の主信号用の３つのＡＯＴＦが、入力光路２INおよび出力光路２OUTの間でループ状に従属接続されるようになる。
【００４４】
各接続光路２B，２C，２13，２23は偏波保持ファイバであって、ここでは例えばＰＡＮＤＡ型ファイバを使用するものとする。ただし、偏波保持ファイバの構造はＰＡＮＤＡ型に限られるものではなく公知の構造を採用することが可能である。また、各接続光路２B，２C，２13，２23は、各々の長手方向の中央近傍に直交接続部Ｃをそれぞれ有する。各々の直交接続部Ｃは、前述した図２の場合と同様の構成を有し、各接続光路２B，２C，２13，２23内を伝搬する偏光は、２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。
【００４５】
また、上記の基板１に接続される第１モニタ部１００は、従属ループ接続された各ＡＯＴＦを一方の方向に順次通過する光についてのドロップ光をモニタするための光アイソレータ１０１Ａおよび受光器１０２Ａと、他方の方向に順次通過する光についてのドロップ光をモニタするための光アイソレータ１０１Ｂおよび受光器１０２Ｂと、各受光器１０２Ａ，１０２Ｂで光電変換された出力信号を合算してモニタ信号Ｍ１を出力する回路１０３とからなる。
【００４６】
ここでは、光アイソレータ１０１Ａの入力ポートが、接続光路２Dを介して基板１上のＰＢＳ３１ｂのＴＭモード出力ポートに接続され、光アイソレータ１０１Ｂの入力ポートが、接続光路２Eを介して基板１上のＰＢＳ３２ｂのＴＭモード出力ポートに接続される。なお、各方向の光についてドロップ光をモニタする位置は、後述するように、ＲＦ信号に付与するディザリングの影響を考慮して、選択波長（ドロップ波長）が阻止帯域の中心に位置するＡＯＴＦ段に設定するのが望ましい。
【００４７】
さらに、上記の基板１に接続される第２モニタ部２００は、入力光の一部を所要の分岐比（例えば１０：１等）で分岐する入力光路２IN上の光カプラ２０１と、光カプラ２０１からの分岐光を偏光分離して基板１上の各モニタ用ＡＯＴＦにそれぞれ送るＰＢＳ２０２と、基板１上の各モニタ用ＡＯＴＦを通過した偏光を合波して出力するＰＢＳ２０４と、ＰＢＳ２０４で合波されたモニタ光を電気信号に変換してモニタ信号Ｍ２を出力する受光器２０６とを有する。
【００４８】
上記のＰＢＳ２０２は、前述したＰＢＳ５と同様に、光カプラ２０１から接続光路２Fを介して送られてくる分岐光を互いに偏波面の直交した２つの偏光に分離し、一方の偏光を接続光路２Gの一端に出力し、他方の偏光を接続光路２Hの一端に出力する。接続光路２Gの他端は、基板１の光導波路２２１上に位置するＰＢＳ２３１ａに接続されていて、接続光路２Hの他端は、基板１の光導波路２２２上に位置するＰＢＳ２３２ｂに接続されている。また、ここでは接続光路２H上に偏光回転部２０３が挿入されていて、この偏光回転部２０３は、ＰＢＳ２０２で分離された他方の偏光の偏波面を９０度回転させる機能をもつ。
【００４９】
ＰＢＳ２０４は、基板１上のモニタ用ＡＯＴＦを通過し各接続光路２I，２Jを介して送られてくる偏波面の直交した偏光を合波して受光器２０６に出力する。具体的には、基板１の光導波路２２１上のＰＢＳ２３１ｂから出力されるＴＭモード光が、接続光路２Iを通ってＰＢＳ２０４に入力されるとともに、基板１の光導波路２２２上のＰＢＳ２３２ａから出力されるＴＭモード光が、接続光路２Jを通り偏光回転部２０５で偏波面が９０度回転されてＰＢＳ２０４に入力される。
【００５０】
上記第１、第２モニタ部１００，２００で使用される各接続光路２D，２E，２G，２H，２I，２Jについても、例えばＰＡＮＤＡ型ファイバ等の偏波保持型の光線路を使用し、各々の長手方向の中央近傍には前述した図２の場合と同様の構成の直交接続部Ｃをそれぞれ有するものとする。これにより、各接続光路２D，２E，２G，２H，２I，２J内を伝搬する偏光は、２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。
【００５１】
主信号用およびモニタ用の各光路が接続される基板１の対向する２つの端面は、例えば図６に示すように、各光路との接続面での反射光の影響を軽減させるために所要の角度だけ傾けた端面とするのが好ましい。また、上記の各基板端面に接続される各光ファイバは、例えば図７に示すようなファイバアレイ構造とするのがよい。なお、図７において各接続光路２13，２23に平行に設けられる光ファイバは、各段のＡＯＴＦで通過が阻止されるドロップ光等を取り出するためのものである。ファイバアレイ内の各偏波保持ファイバの偏光軸に関する配置は、反対側の基板端面に接続されるファイバアレイとの対称性を考慮して、両側のファイバアレイの品種が同一となるように設定するのが望ましい。
【００５２】
上記のような構成のリジェクション型光フィルタでは、第２実施形態の場合と同様にして、入力光路２INを伝搬する入力光が光サーキュレータ４および接続光路２Aを介してＰＢＳ５に送られ、直交する２つの偏光に分離されて接続光路２B，２Cにそれぞれ出力される。接続光路２Cに出力された偏光は、偏光回転部６によって偏波面が９０度回転され、接続光路２Bに出力された偏光の偏波方向に揃えられる。そして、接続光路２B，２Cを伝搬する各偏光は、基板１上の各ＰＢＳ３１ａ，３２ａにＴＥモード光としてそれぞれ与えられる。なお、図５には、従属ループ接続された光線路上の各部分での伝搬光の偏波方向が明確になるように、ＰＡＮＤＡ型ファイバの偏光軸の配置を示す断面図に併せて伝搬光の偏波方向が表記してある。
【００５３】
ＰＢＳ３１ａに与えられたＴＥモード光は、ＰＢＳ３１ａを通過し、光導波路２１内をＰＢＳ３１ｂに向けて伝搬する。このとき、ＲＦ信号生成回路４０からの周波数ｆのＲＦ信号がＩＤＴ４１に印加されることで発生するＳＡＷが、ＳＡＷガイド５１によって光導波路２１に沿って導かれ、光導波路２１内の伝搬光と同一方向（順方向）に伝搬する。このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２１内を伝搬するＴＥモード光のうちのＳＡＷの周波数に対応した波長（選択波長）の光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ３１ｂに到達すると、モード変換されなかった選択波長とは異なる波長（非選択波長）のＴＥモード光は、ＰＢＳ３１ｂを通過して接続光路２13に出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光は、ＰＢＳ３１ｂでドロップ光として分岐され、第１モニタ部１００の光アイソレータ１０１Ａに送られる。
【００５４】
接続光路２13に出力されたＴＥモード光は、長手方向の中央近傍において９０度スプライスされた直交接続部Ｃを有するＰＡＮＤＡ型ファイバを通って、光導波路２３上のＰＢＳ３３ｂに送られる。このとき、接続光路２13内で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失およびＰＭＤ、並びに、基板１上のＰＢＳ等で発生するＰＤＬは、直交接続部Ｃの前後において相殺されて抑圧されるようになる。
【００５５】
基板１上のＰＢＳ３３ｂに送られたＴＥモード光は、ＰＢＳ３３ｂを通過し、光導波路２３内をＰＢＳ３３ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ４３で発生しＳＡＷガイド５３によって導かれるＳＡＷは、光導波路２３内の伝搬光に対して逆方向に伝搬することになり、このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２３内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ３３ａに到達すると、モード変換されなかった非選択波長のＴＥモード光は、ＰＢＳ３３ａを通過して接続光路２23に出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光は、ＰＢＳ３３ａで分岐される。
【００５６】
接続光路２23に出力されたＴＥモード光は、接続光路２13の通過時と同様に、直交接続部Ｃを有するＰＡＮＤＡ型ファイバを通ることで周期的な波長依存性損失等が抑圧されながら光導波路２２上のＰＢＳ３２ｂに送られる。
ＰＢＳ３２ｂに送られたＴＥモード光は、ＰＢＳ３２ｂを通過し、光導波路２３内をＰＢＳ３２ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ４２で発生しＳＡＷガイド５２によって導かれるＳＡＷは、光導波路２２内の伝搬光に対して順方向に伝搬することになり、このＳＡＷによる音響光学効果によって、光導波路２２内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、モード変換されなかった非選択波長のＴＥモード光はＰＢＳ３２ａを通過して接続光路２Cに出力され、モード変換された選択波長のＴＭモード光はＰＢＳ３２ａで分岐される。接続光路２Cに出力されたＴＥモード光は、接続光路２C上の偏光回転部６によって偏波面が９０度回転された後にＰＢＳ５に戻される。
【００５７】
なお、各光導波路２１〜２３においてモード変換される各々の選択波長は、各ＩＤＴ４１〜４３に共通のＲＦ信号を印加する構成であっても、次に説明する選択波長ドップラーシフトや、基板１の製造プロセスのばらつきに起因する固有の波長ずれによって、それぞれが僅かに異なる値となる。
ここで、選択波長ドップラーシフトについて説明する。
【００５８】
選択波長ドップラーシフトは、光導波路内の光の伝搬方向と、その光導波路に沿って伝わるＳＡＷの伝搬方向との関係によって、音響光学効果により偏波モード変換される光の波長が異なるようになる現象のことである。この現象は、通常よく知られたドップラーシフトと同じ原理で発生し、上記の場合には、光から見たＳＡＷの波長（周波数）が変化するものと考えることができる。したがって、例えば図８に示すように、光の伝搬方向がＳＡＷの伝搬方向と同じ順方向であるならば光の感じるＳＡＷの波長が長くなり、逆方向であるならば光の感じるＳＡＷの波長が短くなる。このようなドップラーシフトの影響を受けた場合の選択波長λは、次の（１）式により表すことができる。
【００５９】
【数１】
0004137440.tif 000002
【００６０】
ただし、λ0はＳＡＷが静止しているとした場合の選択波長であり、νはＳＡＷの速度であり、ｃは光導波路内における光の平均速度である。
したがって、光とＳＡＷの伝搬方向を順方向とするか逆方向とするかの違いによって生じる選択波長差Δλは、次の（２）式により表すことができる。
【００６１】
【数２】
0004137440.tif 000003
【００６２】
図５に示したような３つのＡＯＴＦを従属ループ接続したリジェクション型光フィルタでは、各段のＡＯＴＦにおける選択波長が、上記のような選択波長ドップラーシフトによる選択波長差Δλに加えて、基板１の製造プロセスのばらつきに起因する固有の波長ずれによっても相違することになる。この製造プロセスのばらつきに起因する波長ずれは、例えば、各段の光導波路２１〜２３の幅等の製造誤差により個々の基板に固有に発生する。
【００６３】
ところで、リジェクション型光フィルタの波長特性としては、例えば図９（Ａ）の概念図に示すように、通過帯域から阻止帯域への透過率の変化が急峻であって、かつ、阻止帯域が所要の幅を持つような矩形的に変化するフィルタ特性が理想とされる。ＡＯＴＦの多段構成においては、基本的に、段数を増やすほど消光比の優れたフィルタ特性が得られるようになる。このとき各段の選択波長がすべて一致していると、図９（Ｂ）の概念図に示すように、透過率が１点で最小となり阻止帯域の幅が狭くなる。リジェクション型光フィルタの阻止帯域としては、例えば、レーザ等の光源のスペクトル幅に対応する光信号の波長幅や、ＡＯＴＦの設定・制御誤差、光源の波長ゆらぎなどの条件を考慮して所要の幅を確保することが必要であって、上記図９（Ｂ）のようなフィルタ特性としてしまうと、光信号波長やフィルタ設定等に僅かな変動が生じただけでも、所望の波長の光信号の通過を阻止できなくなる。
【００６４】
そこで、図５に示したリジェクション型光フィルタでは、製造プロセスのばらつきに起因する基板固有の波長ずれを考慮するとともに、選択波長ドップラーシフトによる選択波長差Δλを利用することにより、図９（Ｃ）に示すように、各段のＡＯＴＦにおける選択波長を互いに僅かにずらして阻止帯域の所要の幅を確保するようにしている。
【００６５】
具体的に、製造プロセスのばらつきに起因する基板固有の波長ずれに関しては、同一周波数ｆのＳＡＷを伝搬光に対して順方向に与えたときの各光導波路２１，２２，２３に対応した選択波長をλ1F，λ2F，λ3Fとし、逆方向に与えたときの各光導波路２１，２２，２３に対応した選択波長をλ1R，λ2R，λ3Rとしたとき、基板固有の波長ずれは、例えば図１０（Ａ）〜（Ｃ）などに示すように様々なパターンが発生することになる。このような３段のＡＯＴＦの波長ずれパターンは、例えば選択波長λ1Rを基準にして、λ2R−λ1Rの値を横軸にとり、λ3R−λ1Rの値を縦軸にとって類型化すると、図１０（Ｄ）に示すような６つのパターンＰ１〜Ｐ６に分類することが可能である。
【００６６】
前述の図９（Ｃ）に示したような各段で僅かにずれた選択波長が実現されるようにするためには、各パターンＰ１〜Ｐ６の波長ずれに対して、選択波長ドップラーシフトによる波長差との最適な組み合わせを決定する必要がある。この最適な組み合わせを決定する際には、前述の図７で説明したようなファイバアレイの品種を基板１の両端側で同一にできる接続関係と、次に述べるような迷光の影響を抑圧する入出力の接続関係と、が同時に満たされる条件をも考慮することが望ましい。
【００６７】
同一基板上に集積化された複数の光デバイスを接続して使用する場合、基板入力部からの入力光は、その大部分が光デバイスを通過するものの、図５の点線矢印に示すように、一部が基板内に放射され迷光Ｓとして伝搬する。この迷光Ｓは、光デバイスを迂回して出力部に結合してしまう可能性があり、消光比の劣化等を引き起こすことになる。
【００６８】
このような入力側からの迷光Ｓの出力側への漏れ込み現象を効果的に抑えるためには、例えば、同一基板上の複数の光デバイスを従属接続して使用する場合、すべての光デバイスを通る光路の両端が基板の同一端面上に位置するような接続関係とするのがよい。このような接続関係の実現により、入力側からの迷光Ｓが出力側の光路内を伝搬する光に結合し難い構成となる。
【００６９】
上記のような迷光の影響を抑圧する入出力の接続関係をも含めて、前述した選択波長ドップラーシフト等のすべての条件を満足する最適な組み合わせは、図１０（Ｄ）の各パターンＰ１〜Ｐ６に対応させてそれぞれ決定することが可能であり、その結果をまとめたものを図１１に示しておく。
なお、図１１において、各基板の両端に表記した▲１▼〜▲６▼の数字は、各段のＡＯＴＦの接続順序を示したものである。また、各基板の上部に表記した「順順逆」等の文字は、図で基板の上段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向、中段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向および下段の光導波路を伝搬する光に対するＳＡＷの伝搬方向を、この順番に示したものである。さらに、基板の両端に接続する各ＰＡＮＤＡ型ファイバを同一品種のファイバアレイとしたときの各々の偏光軸の配置が断面図として各基板の左右側に表記してある。
【００７０】
図５に示したリジェクション型光フィルタの構成は、図１１においてパターンＰ１に該当する接続関係を具体的に例示したものであり、選択波長ドップラーシフトに関しては、接続光路２Bを介して与えられる光について、光導波路２１に対応する１段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が順方向となり、光導波路２３に対応する２段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が逆方向となり、光導波路２２に対応する３段目のＡＯＴＦでのＳＡＷの伝搬方向が順方向となるように、各段のＩＤＴ４１，４３，４２の配置が設定される。各段のＡＯＴＦには同一の周波数のＲＦ信号がＩＤＴに与えられているため、１段目および３段目の選択波長と２段目の選択波長との間には、前述の（２）式に対応した選択波長ドップラーシフトによる波長差が発生することになる。これにより、パターンＰ１の固有の波長ずれとの組み合わせによって、前述の図９（Ｃ）に示したようなフィルタ特性が実現可能になる。
【００７１】
一方、本リジェクション型光フィルタにおいて、ＰＢＳ５から接続光路２Cおよび偏光回転部６を介して基板１のＰＢＳ３２ａに与えられたＴＥモード光は、前述の接続光路２Bを介して基板１のＰＢＳ３１ａに与えられたＴＥモード光とは逆回りに各段のＡＯＴＦを順に通過し、すなわち、光導波路２２、ＰＢＳ３２ｂ、接続光路２23、ＰＢＳ３３ａ、光導波路２３、ＰＢＳ３３ｂ、接続光路２13、ＰＢＳ３１ｂ、光導波路２１およびＰＢＳ３１ａを順番に通過して接続光路２Bに出力され、偏波面が回転されることなくそのままの偏光状態でＰＢＳ５に戻される。なお、この逆回りの偏光の伝搬において、光導波路２２を伝搬する際にモード変換された選択波長に該当するＴＭモード光は、ＰＢＳ３２ｂでドロップ光として分岐されて第１モニタ部１００の光アイソレータ１０１Ｂに送られる。
【００７２】
各接続光路２B，２Cを介してＰＢＳ５に戻された偏波面の直交する各偏光は、ＰＢＳ５で合波された後に、接続光路２Aを介して光サーキュレータ４に送られ、ポート４ｂからポート４ｃを通って出力光路２OUTに出力される。
上記のようにして各接続光路２B，２Cからの偏光が基板１上の従属ループ接続された３段のＡＯＴＦを双方向に伝搬する際、光導波路２１，２２の一端の各ＰＢＳ３１ａ，３２ａから発生する迷光Ｓが、基板１の光入力側とは反対側の端面に向けて伝搬することになる。しかし、基板１の同一端面上に位置するＰＢＳ３１ａ，３２ａに各接続光路２B，２Cがそれぞれ接続されているため、入力側からの迷光Ｓの出力側への漏れ込み現象が抑圧されるようになっている。
【００７３】
また、本リジェクション型光フィルタにおいて、ＰＢＳ３１ｂ，３２ｂで分岐された各ドロップ光は、第１モニタ部１００の各光アイソレータ１０１Ａ，１０１Ｂを通過して各受光器１０２Ａ，１０２Ｂでそれぞれ電気信号に変換され、回路１０３で合算されてモニタ信号Ｍ１としてＲＦ信号制御部３００に送られる。ＲＦ信号制御部３００では、モニタ信号Ｍ１に基づいてドロップ光のピーク波長が検出され、第２モニタ部２００のモニタ結果を基に予め設定された制御値（選択波長）に対する波長ずれ量が求められる。
【００７４】
ＲＦ信号制御部３００において、モニタ信号Ｍ１を基にドロップ光のピーク波長を検出する方法としては、例えば、各段のＩＤＴ４１〜４３に共通に印加するＲＦ信号の周波数ｆにディザリングを加える方法などが好適である。具体的には、ＲＦ信号の最適周波数ｆを例えば１７０ＭＨｚに設定した場合、ディザリングの周波数Δｆとして４ｋＨｚ等を設定し、周波数がｆ±Δｆの範囲で変動するＲＦ信号を各ＩＤＴ４１〜４３に印加するようにする。これにより、各段のＡＯＴＦでモード変換される選択波長もディザリングの周波数Δｆに対応して変動するようになる。したがって、第１モニタ部１００でモニタされるモニタ信号Ｍ１にもディザリングに対応した周波数成分が含まれるようになり、検波した周波数成分を利用して実際のドロップ光のピーク波長を検出することが可能になる。
【００７５】
ここで、ＲＦ信号の周波数にディザリングを加える場合には、前述の図９（Ｃ）に示したような阻止帯域について、その中心部分に選択波長が位置するようなＡＯＴＦ段からドロップ光を引き出し、第１モニタ部１００でモニタするのが望ましい。これは、例えば阻止帯域の端部に選択波長が位置するＡＯＴＦ段からのドロップ光をモニタするようにしたとすると、ディザリングにより変動するドロップ光の波長が透過率の急峻に変化する波長領域に達し、第１モニタ部１００でモニタされるドロップ光のレベルが大きく変化するようになり、ドロップ光のピーク波長を正確に検出できなくなる可能性があり、このような状況を回避して安定したピーク波長検出を実現するために有効な設定である。
【００７６】
図５の構成では、基板１上の各光導波路２１〜２３に対応した阻止波長（選択波長）の設定が、図１２に示すような関係になっている。このため、接続光路２Bを介して基板１に与えられ光導波路２１，２３，２２の順に伝搬する光に対しては、図で太線に示すような阻止波長の関係より、阻止帯域の略中心に位置する波長λ1Fに対応した光導波路２１におけるドロップ光をモニタするようにする。また、接続光路２Cを介して基板１に与えられ光導波路２２，２３，２１の順に伝搬する光に対しては、図で細線に示すような阻止波長の関係より、波長λ2Rに対応した光導波路２２におけるドロップ光をモニタするようにする。
【００７７】
上記のようにして検出したドロップ光のピーク波長を基に、ＲＦ信号制御部３００では、第２モニタ部２００のモニタ結果を基に予め設定された制御値（選択波長）に対する波長ずれ量が求められ、その波長ずれ量に応じてＲＦ信号の周波数を補正する制御信号が生成されてＲＦ信号生成回路４０に出力される。そして、ＲＦ信号生成回路４０では、ＲＦ信号制御部３００からの制御信号に従って、ＲＦ信号の周波数ｆが補正され、そのＲＦ信号が各段のＩＤＴ４１〜４３に共通に印加される。これにより、温度変化や経時劣化等によってフィルタ特性に変化が生じた場合でも、ＲＦ信号の周波数がトラッキング制御されることで所望の波長の光の通過を確実に阻止することが可能になる。
【００７８】
さらに、本リジェクション型光フィルタにおいては、立ち上げ時や設定の変更時などに、基板１上の従属ループ接続されたＡＯＴＦの制御値を予め検出する処理が、第２モニタ部２００からのモニタ信号Ｍ２に基づいてＲＦ信号制御部３００により実行される。第２モニタ部２００では、基板１上の従属接続された３段のＡＯＴＦと同一のパラメータで動作するモニタ用ＡＯＴＦを通過した光がモニタされる。すなわち、入力光路２IN上の光カプラ２０１からの分岐光がＰＢＳ２０２で偏光分離され、一方の偏光が接続光路２Gを介して基板１の光導波路２２１上のＰＢＳ２３１ａにＴＥモード光として与えられて、光導波路２２１内をＰＢＳ２３１ｂに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ２４１で発生しＳＡＷガイド２５１を伝搬するＳＡＷの音響光学効果によって、光導波路２２１内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ２３１ｂに到達すると、モード変換された選択波長のＴＭモード光がＰＢＳ２３１ｂを通過し、接続光路２Iを介してＰＢＳ２０４に送られる。
【００７９】
また、ＰＢＳ２０２で偏光分離された他方の偏光は、偏光回転部２０３によって偏波面が９０度回転された後に接続光路２Hを介して基板１の光導波路２２２上のＰＢＳ２３２ｂにＴＥモード光として与えられて、光導波路２２２内をＰＢＳ２３２ａに向けて伝搬する。このとき、ＩＤＴ２４２で発生しＳＡＷガイド２５２を伝搬するＳＡＷの音響光学効果によって、光導波路２２２内を伝搬するＴＥモード光のうちの選択波長に対応する光のみがモード変換されてＴＭモード光となる。そして、各モードの光がＰＢＳ２３２ａに到達すると、モード変換された選択波長のＴＭモード光がＰＢＳ２３２ａを通過し、偏光回転部２０５によって偏波面が９０度回転された後に接続光路２Jを介してＰＢＳ２０４に送られる。
【００８０】
ＰＢＳ２０４では、各接続光路２I，２Jからの偏波面が直交する偏光を合波して受光器２０６に送り、受光器２０６ではＰＢＳ２０４からのモニタ光を電気信号に変換し、モニタ信号Ｍ２としてＲＦ信号制御部３００に出力する。
ＲＦ信号制御部３００では、立ち上げ時や設定の変更時などに、ＲＦ信号の周波数を所要の範囲で掃引させる制御信号が生成されて、ＲＦ信号生成回路４０に出力される。そして、掃引された各周波数のＲＦ信号にそれぞれ対応させて、基板１上のモニタ用ＡＯＴＦで実際に選択される光の波長が、第２モニタ部２００からのモニタ信号Ｍ２に基づいて検出され、その検出結果に従って、所望の選択波長に対応したＲＦ信号の周波数が判断されて、立ち上げ時または設定変更時の制御値として初期設定される。
【００８１】
この第２モニタ部２００のモニタ信号Ｍ２を基に設定される制御値は、主信号光の処理を行う従属接続されたＡＯＴＦと同一の制御パラメータ（ＲＦ信号の周波数）で動作するモニタ用ＡＯＴＦを実際に通過した光の波長に従って決定されるため、異なる制御パラメータで動作するモニタデバイスを用いて得られる値に比べて、非常に高い精度を得ることができる。ＯＸＣ装置やＯＡＤＭ装置等に利用されるリジェクション型光フィルタにおいては、通過させなければならない波長の光が誤って遮断されるとサービスの中断を招くことになるため、制御パラメータはその初期値から高い精度が要求される。したがって、上記のような第２モニタ部２００のモニタ結果に基づいたＲＦ信号の制御機能をリジェクション型光フィルタに設けることは非常に有用である。
【００８２】
上述したように、本リジェクション型光フィルタによれば、ＰＢＳ５と基板１上の従属ループ接続される各ＡＯＴＦとの間が直交接続部Ｃを有する各接続光路２13，２23，２B，２Cによってそれぞれ接続されるとともに、第１、第２モニタ部１００，２００を構成する各部の間についても直交接続部Ｃを有する接続光路２D，２E，２G〜２Jによってそれぞれ接続されるため、上記の各接続光路を通る偏光は、偏波保持ファイバの２つの異なる偏光軸を略等距離伝搬するようになる。これにより、各接続光路に送られる光の偏波方向が各々の光路の偏光軸に完全に一致していなくても、接続光路で発生する偏波モード間干渉による周期的な波長依存性損失およびＰＭＤ、並びに、各ＡＯＴＦや各ＰＢＳにおけるＰＤＬを同時に抑圧することが可能になる。
【００８３】
なお、上記のリジェクション型光フィルタでは、音響光学効果を利用して所要の波長光を偏波モード変換するＡＯＴＦを使用する一例を示したが、このＡＯＴＦに代えて、例えば電気光学効果を利用して所要の波長光を偏波モード変換するＥＯＴＦを用いることも可能である。このＥＯＴＦは、ＬｉＮｂＯ3等の基板に形成された光導波路に沿って所定形状の電極が配置してあり、その電極に所要の電圧が印加されることで発生する電界に基づいた電気光学効果によって、所要の波長光の偏波モード変換を行うものである。
【００８４】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００８５】
（付記１）  偏波保持特性を有する光線路を用いて複数の光デバイスを互いに接続する方法であって、
光が２つの異なる偏光軸に沿って略等距離伝搬する光学特性を備えた前記光線路により前記各光デバイス間を接続することを特徴とする光デバイスの接続方法。
【００８６】
（付記２）  付記１に記載の光デバイスの接続方法であって、
長手方向の中央近傍に偏光軸を略９０度回転させて接続した直交接続部を有する前記光線路により前記各光デバイス間を接続することを特徴とする光デバイスの接続方法。
【００８７】
（付記３）  付記１に記載の光デバイスの接続方法であって、
偏光軸を略９０度回転させて接続した複数の直交接続部を有し、該各直交接続部が長手方向の所定位置にそれぞれ配置された前記光線路により前記各光デバイス間を接続することを特徴とする光デバイスの接続方法。
【００８８】
（付記４）  偏波保持特性を有する光線路を用いて、複数の光デバイスを互いに接続した光装置であって、
前記光線路は、互いに接続した光デバイス間で伝えられる光が２つの異なる偏光軸に沿って略等距離伝搬する光学特性を備えたことを特徴とする光装置。
【００８９】
（付記５）  付記４に記載の光装置であって、
前記光線路は、長手方向の中央近傍に偏光軸を略９０度回転させて接続した直交接続部を有することを特徴とする光装置。
【００９０】
（付記６）  付記４に記載の光装置であって、
前記光線路は、偏光軸を略９０度回転させて接続した複数の直交接続部を有し、該各直交接続部が長手方向の所定位置にそれぞれ配置されたことを特徴とする光装置。
【００９１】
（付記７）  付記４に記載の光装置であって、
前記複数の光デバイスは、光フィルタデバイスを含むことを特徴とする光装置。
【００９２】
（付記８）  付記７に記載の光装置であって、
前記光フィルタデバイスが、音響光学チューナブルフィルタ（ＡＯＴＦ）であることを特徴とする光装置。
【００９３】
（付記９）  付記７に記載の光装置であって、
前記光フィルタデバイスが、電気光学チューナブルフィルタ（ＥＯＴＦ）であることを特徴とする光装置。
【００９４】
（付記１０）  付記４に記載の光装置であって、
前記複数の光デバイスは、プレーナ光波回路（ＰＬＣ）デバイスを含むことを特徴とする光装置。
【００９５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明かかる光デバイスの接続方法および光装置によれば、光が２つの異なる偏光軸に偏波面を合わせて略等距離伝搬する光学特性を備えた偏波保持型の光ファイバまたは光導波路を用いて、３つの光デバイス間の接続を行うようにしたことで、各光デバイスに入出力される光の偏波方向と光ファイバまたは光導波路の偏光軸の方向とが完全に一致していなくても、光ファイバまたは光導波路の偏波モード間干渉により発生する周期的な波長依存性損失を相殺して抑圧することができる。また、光ファイバまたは光導波路内で発生する偏波モード分散も同時に抑圧することが可能になる。さらに、各光デバイスに偏波依存性損失がある場合には、これも互いに相殺されて抑圧することができる。加えて、各光デバイスにおける選択波長にドップラーシフトによる波長差を生じさせたリジェクション型光フィルタを構成することができ、当該光フィルタに必要とされる広い帯域を容易に実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に関連する光装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１の光装置における接続光路の直交接続部を示す図である。
【図３】本発明にかかる光装置の第１実施形態を示す構成図である。
【図４】本発明にかかる光装置の第２実施形態を示す構成図である。
【図５】本発明にかかる光装置の具体例としてのリジェクション型光フィルタの構成を示す平面図である。
【図６】図５のリジェクション型光フィルタにおける基板の端面形状の一例を示す図である。
【図７】図５のリジェクション型光フィルタにおいて基板端面に接続されるファイバアレイ構造の一例を示す図である。
【図８】ＡＯＴＦにおける選択波長ドップラーシフトを説明するための図である。
【図９】リジェクション型光フィルタのフィルタ特性を説明する概念図であって、（Ａ）は理想的なフィルタ特性、（Ｂ）は多段構成において選択波長が一致したときのフィルタ特性、（Ｃ）は選択波長が互いに異なるときのフィルタ特性を示す図である。
【図１０】３段のＡＯＴＦを集積化した基板に固有の選択波長ずれを説明するための図であって、（Ａ）〜（Ｃ）は波長ずれパターンの例示図、（Ｄ）は波長ずれパターンを類型化した図である。
【図１１】図１０の波長ずれパターンに応じて、選択波長ドップラーシフトの影響等を考慮した最適な接続関係をまとめた模式図である。
【図１２】図５のリジェクション型光フィルタにおいて設定された各段の選択波長の関係を示す図である。
【図１３】従来の接続方法における偏波保持ファイバの偏波モード間干渉を説明するための図である。
【符号の説明】
１，１Ａ，１Ｂ    基板
２IN    入力光路
２OUT    出力光路
２12，２23，２13，２A〜２J    接続光路
４    光サーキュレータ
５，３１ａ〜３３ａ，３１ｂ〜３３ｂ，２０２，２０４，２３１ａ，２３２ａ，２３１ｂ，２３２ｂ    偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
６，２０３，２０５    偏光回転部
１１〜１３    光デバイス
２１〜２３，２２１，２２２    光導波路
４０    ＲＦ信号生成回路
４１〜４３，２４１，２４２    櫛形電極（ＩＤＴ）
５１〜５３，２５１，２５２    ＳＡＷガイド
１００    第１モニタ部
２００    第２モニタ部
３００    ＲＦ信号制御部
Ｃ    直交接続部
【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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【図１３】
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