(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレーティングピッチが一定のユニフォーム型ファイバグレーティングであって、急峻な傾きの遮断特性を有し、所定の波長域を挟む波長域の光の透過をそれぞれ禁止する一対または複数対のユニフォーム型ファイバグレーティングと、
グレーティングピッチを所定のチャープレイトで変化させたチャープ型ファイバグレーティングであって、上記所定の波長域を挟む波長域の光の透過を、前記ユニフォーム型ファイバグレーティングよりも幅広い波長域に亘ってそれぞれ禁止する一対または複数対のチャープ型ファイバグレーティングと
を具備し、上記ユニフォーム型ファイバグレーティングおよびチャープ型ファイバグレーティングを直列に配列して前記所定の波長域の帯域通過フィルタを構築したことを特徴とするファイバ型光部品。
【請求項２】
請求項１に記載のファイバ型光部品であって、
更に前記所定の波長域の光を透過する誘電体多層膜フィルタを、前記ユニフォーム型ファイバグレーティングおよびチャープ型ファイバグレーティングに対して直列に備えたことを特徴とするファイバ型光部品。
【請求項３】
請求項１に記載のファイバ型光部品であって、
更に前記所定の波長域の光を透過するアレイ導波路型回折格子を、前記ユニフォーム型ファイバグレーティングおよびチャープ型ファイバグレーティングに対して直列に備えたことを特徴とするファイバ型光部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長多重光通信（ＷＤＭ）システムに用いるに好適な、シャープな帯域通過（ＢＰＦ）特性を備えたファイバ型光部品に関する。
【０００２】
【関連する背景技術】
波長多重光通信（ＷＤＭ）システムは、波長を異にする複数の光信号を多重化して伝送するものであり、高速で大容量の情報通信を実現するものとして注目されている。この種のＷＤＭシステムにおいては、波長多重化された複数チャネルの光信号を個々に合分波することが不可欠であり、専ら、アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）や誘電体多層膜フィルタ、ファイバグレーティング（ＦＢＧ）等を用いた様々な構成で光信号の合分波を行っている。
【０００３】
ちなみに上記帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）は、図４に示すように光ファイバ１に形成した一対のＦＢＧ２,３により実現される。これらのＦＢＧ２,３は、図５に示すように所定の波長域Ａを挟む両側の波長域Ｂ,Ｃの光の透過をそれぞれシャープに禁止（遮断）する特性を有する。そしてマルチプレクサ（ＭＵＸ）やデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）を構成するＡＷＧ４、或いは他のＢＰＦ５における上記所定の波長域Ａを含む比較的ブロードな帯域通過特性Ｄを利用することで、前記所定の波長域Ａの光だけをシャープに透過する帯域通過特性Ｅを実現するものとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで１００ＧＨz（０.８ｎｍ）間隔で複数チャネルの光信号を波長多重化するＷＤＭシステムにおいては、ＤＥＭＵＸにおけるチャネル分離精度として、例えば図６に破線Ｘにて示すようなＢＰＦ特性を持てば良い。即ち、−０.５ｄＢでの透過波長幅として０.２０ｎｍ以上を確保し（透過特性）、また隣接チャネル間でのクロストークを確保するべく、−２０ｄＢにおいて幅１.６０ｎｍ以外の波長成分を遮断し（遮断特性）、更に非隣接チャネル間におけるクロストークを確保するべく、−２５ｄＢにおいて幅３.２０ｎｍ以外の波長成分を遮断すれば良い（遮断特性）。
【０００５】
しかしながら波長多重化が更に進み、例えば３７.５ＧＨz（０.３ｎｍ）間隔で波長多重化しようとすると、例えば図６に実線Ｙで示すようなＢＰＦ特性が要求される。即ち、この場合には上記透過特性を確保することは当然のことであるが、−２０ｄＢにおいて幅０.６０ｎｍ以外の波長成分を遮断して隣接チャネル間でのクロストークを確保し、更に−２５ｄＢにおいて幅１.２０ｎｍ以外の波長成分を遮断して非隣接チャネル間でのクロストークを確保することが必要となる。
【０００６】
しかしこのような−０.５ｄＢから−２０ｄＢに掛けての傾きが急峻（シャープ）な遮断特性を、前述した遮断特性Ｂ,Ｃを有するＦＢＧ２,３や、ブロードな帯域通過特性Ｄを有するＡＷＧ４等だけを用いて実現することは困難である。ちなみに上述した−０.５ｄＢから−２０ｄＢに掛けての傾き急峻（シャープ）な遮断特性を実現するには、例えばＦＢＧ２,３自体の遮断特性Ｂ,Ｃを図７に示すようにシャープなものとすることが必要となる。ところがこのようなシャープな遮断特性を持たせるようにＦＢＧ２,３を設計すると、その遮断帯域自体が狭くなり過ぎると言う新たな問題が生じる。また前述したＡＷＧ４における帯域通過特性Ｄを併用しても、非隣接チャネルに対するクロストークを確保することが困難となる。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ファイバグレーティングだけで波長多重光通信（ＷＤＭ）システムに用いるに好適な、シャープな帯域通過（ＢＰＦ）特性を備えた簡易な構成のファイバ型光部品を提供することにある。
また本発明は、アレイ導波路型回折格子や誘電体多層膜フィルタ等が持つ遮断特性を併用することで、より効果的な光信号の合分波を行い得るファイバ型光部品を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するべく本発明に係るファイバ型光部品は、グレーティングピッチが一定のユニフォーム型ファイバモジュールが持つシャープな傾斜の遮断特性と、グレーティングピッチを所定のチャープレイトで変化させたチャープ型ファイバグレーティングが持つ広い遮断帯域特性とに着目したもので、
所定の波長域を挟む波長域の光の透過を、シャープな傾斜の遮断特性を以て禁止する一対または複数対のユニフォーム型ファイバグレーティングと、上記所定の波長域を挟む波長域の光の透過を、広い遮断帯域特性を以て禁止する一対または複数対のチャープ型ファイバグレーティングとを備えてなり、
これらのユニフォーム型ファイバグレーティングおよびチャープ型ファイバグレーティングを直列に配列して前記所定の波長域の帯域通過フィルタを構築したことを特徴としている。
【０００９】
また本発明に係るファイバ型光部品は、上述したユニフォーム型ファイバグレーティングおよびチャープ型ファイバグレーティングに加えて、更に前記所定の波長域の光を透過する誘電体多層膜フィルタおよび／またはアレイ導波路型回折格子を備えたことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る、所定の波長域の帯域通過フィルタを構築したファイバ型光部品について説明する。
図１はこの実施形態に係るファイバ型光部品の概略構成図であり、１０は光ファイバ、１１,１２はこの光ファイバ１０に形成された一対のユニフォーム型ファイバグレーティング（Ｕ-ＦＢＧ）、そして１３,１４は上記光ファイバ１０に形成された一対のチャープ型ファイバグレーティング（Ｃ-ＦＢＧ）である。これらの各ファイバーグレーティング（ＦＢＧ）１１,１２,１３,１４は、例えば光ファイバ１０に位相マスク（図示せず）を介して紫外線を照射し、そのコアの屈折率を所定のピッチで縞状に変化させることで形成される。
【００１１】
しかして前記一対のユニフォーム型ファイバグレーティング（Ｕ-ＦＢＧ）１１,１２は、所定の波長域Ａを挟む両側の波長域において、それぞれ急峻な傾きを以て光を遮断する遮断特性を有するものである。ちなみに上記所定の波長域Ａが中心波長を１５１９.３ｎｍとする幅０.２ｎｍの波長域である場合、上述した急峻な傾きの遮断特性を持つ上記各Ｕ-ＦＢＧ１１,１２は、例えば５２０.１７ｎｍおよび５２０.４１ｎｍからなる一定のピッチで、光ファイバ１０の長手方向にそれぞれ３４ｍｍに亘って縞状にグレーティングを形成したものとして実現される。尚、これらのグレーティングのコアに対する屈折率差Δｎは、例えば８×１０-4に設定される。
【００１２】
これに対して前記一対のチャープ型ファイバグレーティング（Ｃ-ＦＢＧ）１３,１４は、前記所定の波長域Ａを挟む両側の波長域において、それぞれ幅広い帯域で光を遮断する遮断特性を有するものである。このような遮断特性を持つ上記各Ｃ-ＦＢＧ１３,１４は、例えば５２０.０３ｎｍおよび５２０.５８ｎｍをそれぞれ基準（中心）ピッチとし、光ファイバ１０の長手方向に０.６５ｎｍ／ｃｍの変化率（ピッチレート）でグレーティングの配列ピッチを徐々に変化させたものとして形成される。尚、これらのＣ-ＦＢＧ１３,１４は、それぞれ光ファイバ１０の長手方向に１７ｍｍに亘ってグレーティングを形成したものであって、またこれらのグレーティングのコアに対する屈折率差Δｎは、例えば２×１０-3に設定される。
【００１３】
かくして上述した一対のＵ-ＦＢＧ１１,１２および一対のＣ-ＦＢＧ１３,１４を光ファイバ１０にそれぞれ形成してなるファイバ型光部品によれば、上記各Ｕ-ＦＢＧ１１,１２は図２において破線２１,２２としてそれぞれ示すように、前記波長域Ａの両側においてその遮断帯域が狭いが傾きのシャープな遮断特性を示す。また前記各Ｃ-ＦＢＧ１３,１４は図２において一点鎖線２３,２４としてそれぞれ示すように前記傾きがブロードであるが、その遮断帯域が広い遮断特性を示す。この結果、ファイバ型光部品は、全体として図２において実線２５として示すように、前記所定の波長域Ａの両側において急峻な傾きで光を遮断し、且つその遮断域を十分に幅広くした遮断特性を示すことになる。
【００１４】
またアレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）や誘電体多層膜フィルタにおけるブロードではあるが幅広い帯域に亘る遮断特性を有するフィルタ特性を併用すれば、例えば図３に示すように所定の波長域Ａの両側において急峻な傾きで光を遮断し、且つ更にその遮断域を幅広くした遮断特性を持つ帯域通過フィルタを実現することができる。つまり上記所定の波長域Ａの光だけをシャープに透過する帯域通過フィルタを効果的に実現することが可能となる。
【００１５】
従って前述したように、例えば３７.５ＧＨz（０.３ｎｍ）間隔で波長多重化された光信号をチャネル毎に分解しようとする場合であっても、−０.５ｄＢでの透過波長幅として０.２０ｎｍ以上を確保し（透過特性）、且つ−２０ｄＢにおいて幅０.６０ｎｍ以外の波長成分を確実に遮断して隣接チャネル間でのクロストークを確保し、更に−２５ｄＢにおいて幅１.２０ｎｍ以外の波長成分を確実に遮断して非隣接チャネル間でのクロストークを十分に確保することのできる帯域通過特性を持つ帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を実現することができる。
【００１６】
しかも上述した構成であれば、光ファイバ１０に一対のＵ-ＦＢＧ１１,１２と一対のＣ-ＦＢＧ１３,１４とを形成するだけで良いのでその構成が簡単であり、所望とする帯域通過特性を有する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）として、つまり単独で機能するファイバ型光部品として用いることが可能となり、その実用的利点が多大である。
【００１７】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば一対のＵ-ＦＢＧ１１,１２および一対のＣ-ＦＢＧ１３,１４の各遮断特性は、抽出しようとする波長域Ａの中心波長と、その波長幅に応じて定めれば良いことは言うまでもない。またここでは一対のＵ-ＦＢＧ１１,１２と一対のＣ-ＦＢＧ１３,１４とを用いてファイバ型光部品（帯域通過フィルタ）を実現したが、例えば一対のＵ-ＦＢＧ１１,１２と複数対のＣ-ＦＢＧとを用いてファイバ型光部品を実現することも勿論可能であり、更には上記Ｕ-ＦＢＧとＣ-ＦＢＧとをそれぞれ複数対ずつ設けるようにしても良い。またこのファイバ型光部品に、前述した誘電体多層膜フィルタやアレイ導波路型回折格子を一体に組み込むことも勿論可能である。その他、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、所定の波長域を挟む波長域の光をシャープな傾きで遮断する一対または複数対のユニフォーム型ファイバグレーティングと、上記所定の波長域を挟む波長域の光を広い波長域で遮断する一対または複数対のチャープ型ファイバグレーティングとを備えることで、前記所定の波長域の光だけを透過する帯域通過フィルタを実現することができるので、波長多重光通信（ＷＤＭ）システムに用いるファイバ型光部品としての実用的利点が多大である。しかも簡単な構成なので、安価に製造することができる等の効果も奏せられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るファイバ型光部品（帯域通過フィルタ）の概略構成図。
【図２】図１に示すファイバ型光部品（帯域通過フィルタ）のフィルタ特性を示す図。
【図３】誘電体多層膜フィルタを併用したときのフィルタ特性を示す図。
【図４】従来のファイバグレーティングを用いた帯域通過フィルタの構成を示す図。
【図５】図４に示す帯域通過フィルタのフィルタ特性を示す図。
【図６】ＷＤＭシステムにおけるＤＥＭＵＸに要求される帯域通過フィルタ特性を示す図。
【図７】ファイバグレーティング自体の帯域遮断特性を示す図。
【符号の説明】
４  アレイ導波路型回折格子（ＡＷＧ）
５  帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
１０  光ファイバ
１１,１２  ユニフォーム型ファイバグレーティング（Ｕ-ＦＢＧ）
１３,１４  チャープ型ファイバグレーティング（Ｃ-ＦＢＧ）
【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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