JP2006139269A - 光導波路を含む光システム及び光合分波器 - Google Patents
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Abstract
【課題】周囲から入射される光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供する。
【解決手段】本発明による光システム(1)は、光の進行方向(2a)における一方の側に設けられた第1の光導波路(4)と、光の進行方向(2a)における他方の側に設けられ且つ第1の光導波路(4)に接続された第2の光導波路(6)及び第3の光導波路(8)とを有している。また、光システム(1)は、第2の光導波路(6)及び第3の光導波路(8)の少なくとも一部分に沿って設けられた、クラッド(18)からの光を吸収する吸収用光導波路(30,32,34)を有している。
【選択図】図1
【解決手段】本発明による光システム(1)は、光の進行方向(2a)における一方の側に設けられた第1の光導波路(4)と、光の進行方向(2a)における他方の側に設けられ且つ第1の光導波路(4)に接続された第2の光導波路(6)及び第3の光導波路(8)とを有している。また、光システム(1)は、第2の光導波路(6)及び第3の光導波路(8)の少なくとも一部分に沿って設けられた、クラッド(18)からの光を吸収する吸収用光導波路(30,32,34)を有している。
【選択図】図1
Description
本発明は、光導波路を含む光システム及び光合分波器に関し、更に詳細には、マルチモード光導波路を含む光システム及び光合分波器に関する。
近年、高速・大容量通信のための光波長多重(WDM)通信システムの研究が盛んになっている。かかる光波長多重通信システムに使用される光システムの一例が、光合分波器として特許文献1に開示されている。特許文献1に開示された光合分波器は、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第1の光導波路と、第1の光導波路からマルチモード光導波路に入射された光が伝搬されるように、マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第2の光導波路と、マルチモード光導波路の他方の側に接続された第3の光導波路と、光の進行方向に対して交差するようにマルチモード光導波路に設置され、第1の波長の光を透過することにより第1の光導波路と第2の光導波路との間の光の伝搬を可能にし且つ第2の波長の光を反射することにより第2の光導波路と第3の光導波路との間の光の伝搬を可能にする光フィルタとを有している (特許文献1参照)。
特許文献1に開示された光合分波器では、第1の光導波路からマルチモード光導波路に入射された第1の波長の光は、光フィルタを透過して、第2の光導波路に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路内に生じさせる。光がマルチモード光導波路内を伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向に対して横方向に移動する。第2の光導波路は、第1の光導波路から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路に接続されている。
その結果、第1の光導波路から入射された光が第2の光導波路に伝搬される。同様に、第2の光導波路からマルチモード光導波路に入射された第2の波長の光は、光フィルタで反射して、第3の光導波路に伝搬される。
その結果、第1の光導波路から入射された光が第2の光導波路に伝搬される。同様に、第2の光導波路からマルチモード光導波路に入射された第2の波長の光は、光フィルタで反射して、第3の光導波路に伝搬される。
上述した従来の光合分波器において、第2の光導波路から第3の光導波路に光を伝搬させるとき、第2の光導波路及びマルチモード光導波路から放射した光が光フィルタで反射した反射戻り光として周囲(クラッド)から第2の光導波路に再結合し、即ち、僅かに入射する。また、第2の光導波路の経路が湾曲していると、第2の光導波路からその側方に放射された光が、再び第2の光導波路にその周囲(クラッド)から僅かに入射する。周囲(クラッド)から入射する光は、クロストークや雑音の原因となるので、より高性能の光通信を行うために、周囲(クラッド)から入射する光、特に、反射戻り光を低減する要望がある。
また、上述した従来の光合分波器において、第1の光導波路から第2の光導波路に光を伝搬させるとき、第3の光導波路における第1の光導波路からの光の強度が完全に零にならないので、第1の光導波路からの光が第3の光導波路に進行方向の漏れ光として僅かに漏れる。この進行方向の漏れ光は、クロストークや雑音の原因となるので、より高性能の光通信を行うために、かかる漏れ光を低減する要望がある。特に、本願の技術分野における現状の第1の光導波路の光強度に対する第3の光導波路の光強度(損失)が−34dBであるので、それを−35dB以下にすることが望まれている。損失に関する現状と要望の差は、数値で1dBであるが、現在の光合分波器の許容基準値が一般に−35〜−38dB、この差は実用的に大きな意義がある。
また、上述した従来の光合分波器において、第1の光導波路から第2の光導波路に光を伝搬させるとき、第3の光導波路における第1の光導波路からの光の強度が完全に零にならないので、第1の光導波路からの光が第3の光導波路に進行方向の漏れ光として僅かに漏れる。この進行方向の漏れ光は、クロストークや雑音の原因となるので、より高性能の光通信を行うために、かかる漏れ光を低減する要望がある。特に、本願の技術分野における現状の第1の光導波路の光強度に対する第3の光導波路の光強度(損失)が−34dBであるので、それを−35dB以下にすることが望まれている。損失に関する現状と要望の差は、数値で1dBであるが、現在の光合分波器の許容基準値が一般に−35〜−38dB、この差は実用的に大きな意義がある。
従って、本発明の第1の目的は、周囲から入射する光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、進行方向の漏れ光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供することにある。
また、本発明の第2の目的は、進行方向の漏れ光を低減させることが可能な光システム及び光合分波器を提供することにある。
上記第1の目的を達成するために、本発明による光システムは、光の進行方向における一方の側に設けられた第1の光入出力手段と、光の進行方向における他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段に光学的に接続された第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段と、第1〜第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴としている。
ここで、第1の光入出力手段と、第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段が光学的に接続されるとは、第1の光入出力手段と第2の光入出力手段、及び第1の光入出力手段と第3の光入出力手段との間で光の伝搬が可能な状態を言い、目的とする光の伝搬が可能な限り、第1の光入出力手段と、第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段との間に、他の光導波路やその他の部材が介在していてもよいし、それらの間が空間であってもよい。
ここで、第1の光入出力手段と、第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段が光学的に接続されるとは、第1の光入出力手段と第2の光入出力手段、及び第1の光入出力手段と第3の光入出力手段との間で光の伝搬が可能な状態を言い、目的とする光の伝搬が可能な限り、第1の光入出力手段と、第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段との間に、他の光導波路やその他の部材が介在していてもよいし、それらの間が空間であってもよい。
このように構成された光システムでは、光吸収手段が配置された第1〜3の光入出力手段の周囲に向かう光を、光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。なお、光入出力手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。また、光吸収手段は、光導波路及びそのクラッドと異なる屈折率の材料等を含む。
また、上記第1の目的を達成するために、本発明による光システムは、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第1の光入出力手段と、マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段と、マルチモード光導波路及び前記第1〜第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴としている。
このように構成された光システムでは、光吸収手段が配置された第1〜3の光入出力手段の周囲に向かう光を、光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。また、マルチモード光導波路に入射した光が放射されることにより第1〜3の光入出力手段の周囲に向かう光を、マルチモード光導波路に沿って配置された光吸収手段によって吸収し、それにより、光入出力手段の周囲から入射する光を低減することができる。例えば、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路を介して第2の光入出力手段に光が伝搬するとき、マルチモード光導波路から第3の光入出力手段の周囲に向かう光を、第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段によって吸収することができる。また、偏波依存性も小さくすることができる。なお、光入出力手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。また、光吸収手段は、光導波路及びそのクラッドと異なる屈折率の材料等を含む。
本発明の実施形態において、好ましくは、更に、光の進行方向に対して交差するようにマルチモード光導波路に光フィルタを設置するための光フィルタ設置手段を有する。
このように構成された光システムでは、例えば、光フィルタ設置手段に、第2の光入出力手段からの光を反射する光フィルタを設置し、第2の光入出力手段からマルチモード光導波路に光を入射すると、第2の光導波路及びマルチモード光導波路から放射した光が、光フィルタで反射した反射戻り光として周囲から第2の光入出力手段に再結合し、即ち、僅かに入射する。しかしながら、反射戻り光は、第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段によって吸収される。その結果、第2の光入出力手段に周囲から入射される光を低減させることができる。
また、例えば、第2の光入出力手段から側方に放射した後に第2の光入出力手段自体の周囲に戻ってくる光を吸収することにより、周囲から第2の光入出力手段に入射する光を低減させることができる。光吸収手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。
この実施形態において、好ましくは、光フィルタ設置手段は、光の進行方向に対して交差してマルチモード光導波路に設けられた溝である。
このように構成された光システムでは、例えば、光フィルタ設置手段に、第2の光入出力手段からの光を反射する光フィルタを設置し、第2の光入出力手段からマルチモード光導波路に光を入射すると、第2の光導波路及びマルチモード光導波路から放射した光が、光フィルタで反射した反射戻り光として周囲から第2の光入出力手段に再結合し、即ち、僅かに入射する。しかしながら、反射戻り光は、第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段によって吸収される。その結果、第2の光入出力手段に周囲から入射される光を低減させることができる。
また、例えば、第2の光入出力手段から側方に放射した後に第2の光入出力手段自体の周囲に戻ってくる光を吸収することにより、周囲から第2の光入出力手段に入射する光を低減させることができる。光吸収手段は、光導波路及び光ファイバーを含む。
この実施形態において、好ましくは、光フィルタ設置手段は、光の進行方向に対して交差してマルチモード光導波路に設けられた溝である。
本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段は、第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含む。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段は、第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含む。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段は、第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含む。
本発明の実施形態において、好ましくは、第1、第2、及び第3の光入出力手段が、シングルモード光導波路である。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、第1の光入出力手段が光ファイバで、第2及び第3の光入出力手段がシングルモード光導波路である。
このように構成された光システムでは、光導波路の部分を一体に形成することができるので、周囲から入射される光を低減させた光システムを容易に形成することが可能である。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、第1の光入出力手段が光ファイバで、第2及び第3の光入出力手段がシングルモード光導波路である。
このように構成された光システムでは、光導波路の部分を一体に形成することができるので、周囲から入射される光を低減させた光システムを容易に形成することが可能である。
上記第1の目的に併せて上記第2の目的を達成するために、本発明の実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第2の光入出力手段との接続角度と異なる。
このように構成された光システムは、本願の発明者が、進行方向の漏れ光を低減させることについて鋭意努力した結果、マルチモード光導波路に対する第3の光導波路の接続角度を、マルチモード光導波路に対する第2の光導波路の接続角度と変えることによって、第1の光導波路から第3の光導波路への漏れ光を低減させることができることを見出したものである。
即ち、例えば、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第2の光入出力手段に伝搬されるとき、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第2の光入出力手段との接続角度と異なるので、従来の光システムにおいて第1の光入出力手段から第3の光入出力手段に漏れていた漏れ光、即ち、光システムの進行方向の漏れ光を低減させることができる。
このように構成された光システムは、本願の発明者が、進行方向の漏れ光を低減させることについて鋭意努力した結果、マルチモード光導波路に対する第3の光導波路の接続角度を、マルチモード光導波路に対する第2の光導波路の接続角度と変えることによって、第1の光導波路から第3の光導波路への漏れ光を低減させることができることを見出したものである。
即ち、例えば、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第2の光入出力手段に伝搬されるとき、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第2の光入出力手段との接続角度と異なるので、従来の光システムにおいて第1の光入出力手段から第3の光入出力手段に漏れていた漏れ光、即ち、光システムの進行方向の漏れ光を低減させることができる。
この実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続角度が、マルチモード光導波路と第2の光入出力手段との接続角度より大きい。また、好ましくは、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしている。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、0.19〜0.36度である。
このように構成された光システムでは、例えば、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第2の光入出力手段に伝搬されるとき、第1の光入出力手段の光強度に対する第3の光入出力手段の光強度を−36dB以下にすることができる。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、0.19〜0.36度である。
このように構成された光システムでは、例えば、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に入射された光が第2の光入出力手段に伝搬されるとき、第1の光入出力手段の光強度に対する第3の光入出力手段の光強度を−36dB以下にすることができる。
上記第1の目的を達成するために、本発明による光合分波器は、上述した光フィルタ設置手段を有する光システム実施形態において、光の進行方向に対して交差するように光フィルタ設置手段に設置された光フィルタを有する。
本発明の実施形態において、好ましくは、光フィルタは、第1の波長の光を透過することにより第1の光入出力手段から第2の光入出力手段への光の伝搬を可能にし、且つ第2の波長の光を反射することにより第2の光入出力手段から第3の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
また、本発明の実施形態において、更に好ましくは、光フィルタは、さらに第3の波長の光を透過することにより第2の光入出力手段から前記第1の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
本発明の実施形態において、好ましくは、光フィルタは、第1の波長の光を透過することにより第1の光入出力手段から第2の光入出力手段への光の伝搬を可能にし、且つ第2の波長の光を反射することにより第2の光入出力手段から第3の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
また、本発明の実施形態において、更に好ましくは、光フィルタは、さらに第3の波長の光を透過することにより第2の光入出力手段から前記第1の光入出力手段への光の伝搬を可能にする。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段が、第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、第2の光入出力手段からマルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して第2の光入出力手段に再結合する光を吸収する。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段が、第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して第3の光入出力手段に結合する光を吸収する。
また、本発明の実施形態において、好ましくは、光吸収手段が、第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、第1の光入出力手段からマルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して第3の光入出力手段に結合する光を吸収する。
上記第1の目的に併せて上記第2の目的を達成するために、本発明の実施形態において、好ましくは、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしている。
このように構成された光合分波器は、光フィルタを設けずに光フィルタ設置手段だけを有する上述した光システムで説明した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、0.19〜0.32度である。
このように構成された光合分波器は、光フィルタを設けずに光フィルタ設置手段だけを有する上述した光システムで説明した作用効果と同様の作用効果を奏することができる。
この実施形態において、好ましくは、接続角度は、0.19〜0.32度である。
また、本発明の第1の目的を達成するために、本発明による光システムは、少なくとも1つの光導波路を有する光システムであって、少なくとも1つの光導波路のコアにその周囲から入射する光を吸収するための光吸収手段が、少なくとも1つの光導波路の少なくとも一部分に沿って配置されることを特徴としている。
このように構成された光システムによれば、光導波路の周囲(クラッド)から光導波路のコアに入射する光を光吸収手段によって吸収する。かかる光は、クロストーク等への影響があり、それにより、光システムの特性を低下させることがある。従って、かかる光の吸収により、光システムの光学特性を安定させることが可能である。
本発明による光システム及び光合分波器により、周囲から入射する光を低減させることができる。
また、本発明による光システム及び光合分波器により、進行方向の漏れ光を低減させることができる。
また、本発明による光システム及び光合分波器により、進行方向の漏れ光を低減させることができる。
以下、図面を参照して、本発明による光システムの実施形態を説明する。なお、光導波路は、本来、コアとクラッドとを組合せた構造体であるが、本明細書において、用語「光導波路」が、光導波路のコアを指すことがある。
図1は、本発明による光システムの第1の実施形態である3波WDM用の光合分波器(MMI型光合分波器)の平面断面図である。図2は、図1の光合分波器の線II−IIにおける断面図である。
図1は、本発明による光システムの第1の実施形態である3波WDM用の光合分波器(MMI型光合分波器)の平面断面図である。図2は、図1の光合分波器の線II−IIにおける断面図である。
図1及び図2に示すように、本発明による光システムの実施形態である光合分波器1は、光の進行方向2aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段4と、光の進行方向2aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段4に光学的に接続された第2の光入出力手段6及び第3の光入出力手段8とを有している。詳細には、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路2と、マルチモード光導波路2の光の進行方向2aにおける一方の側2bに接続された第1の光入出力手段4と、マルチモード光導波路2の光の進行方向2aにおける他方の側2cに接続された第2の光入出力手段6及び第3の光入出力手段8と、光の進行方向2aに対して交差するようにマルチモード光導波路2に設置された光フィルタ10とを有している。第2の光入出力手段は、第1の光入出力手段4からマルチモード光導波路2に入射された光が伝搬されるように配置されている。
本実施形態では、第1の光入出力手段4、第2の光入出力手段6、及び第3の光入出力手段8はそれぞれ、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8で形成され、いずれもシングルモードである。また、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8は、一体に形成されている。図2に示すように、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8は、一番下に配置された基板12と、その上に積層された下部クラッド14と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア16と、このコア16を覆うように積層された上部クラッド18とを有している。基板12は、例えば、Siで形成され、下部クラッド14、コア16、上部クラッド18は、例えば、ポリマーで形成されている。
本実施形態では、第1の光入出力手段4、第2の光入出力手段6、及び第3の光入出力手段8はそれぞれ、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8で形成され、いずれもシングルモードである。また、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8は、一体に形成されている。図2に示すように、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8は、一番下に配置された基板12と、その上に積層された下部クラッド14と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア16と、このコア16を覆うように積層された上部クラッド18とを有している。基板12は、例えば、Siで形成され、下部クラッド14、コア16、上部クラッド18は、例えば、ポリマーで形成されている。
マルチモード光導波路2は、光フィルタ10を取付けるために光の進行方向2aに対して交差して設けられた光フィルター設置手段である溝22を有している。本実施形態では、溝22は、光の進行方向2a、即ち、中心軸線2dに対して垂直に設けられている。この溝22により、マルチモード光導波路2は、一方の側2bに配置されたの第4の光導波路24と、他方の側2cに配置された第5の光導波路26とに分離されている。第4の光導波路24及び第5の光導波路26は、平面断面において矩形である。また、第4の光導波路24及び第5の光導波路26は、マルチモード光導波路2の中心軸線2dに対して対称に形成されている。第4の光導波路24は、光フィルタ10と反対側に端面24aを有し、第5の光導波路26は、光フィルタ10と反対側に端面26aを有している。第4の光導波路24の横方向2eの幅W4は、第5の光導波路26の横方向2eの幅W5と等しく形成されている。また、第4の光導波路24の進行方向の長さL4は、第5の光導波路26の進行方向の長さL5よりも長く形成されている。
第1の光導波路4のコア16は、マルチモード光導波路2(第4の光導波路24)の端面24aから進行方向2aに真直ぐに延びている。端面24aにおいて、第1の光導波路4のコア16とマルチモード光導波路2のコア16とは直接結合している。本実施形態では、第1の光導波路4とマルチモード光導波路2とが一体に形成されているので、両者のコア16の間に継ぎ目がない。
第2の光導波路6のコア16は、マルチモード光導波路2(第5の光導波路26)の端面26aから延び、中心軸線2dから横方向2eに遠ざかるように湾曲した経路を有している。端面26aにおいて、第2の光導波路6のコア16とマルチモード光導波路2のコア16とは直接結合している。本実施形態では、第2の光導波路6とマルチモード光導波路2とが一体に形成されているので、両者のコア16の間に継ぎ目がない。
第3の光導波路8のコア16は、マルチモード光導波路2(第5の光導波路26)の端面26aから離れた箇所から延び、中心軸線2dから横方向2eに第2の光導波路6と逆向きに遠ざかるように湾曲した経路を有している。第3の光導波路8のコア16とマルチモード光導波路2のコア16とは距離D3だけ離間している。第3の光導波路8のコア16とマルチモード光導波路2のコア16との間には、上部クラッド18が介在している。
光フィルタ10は、第1の波長の光を透過することにより第1の光導波路4と第2の光導波路6との間の光の伝搬を可能にし、第2の波長の光を反射することにより第2の光導波路6と第3の光導波路8との間の光の伝搬を可能にする。従って、光フィルタ10は、第2の波長の光に対して反射体として機能する。光フィルタ10は、本実施形態では、ローパスフィルタであり、例えば、入射角0度の光に対して、波長1.31μm及び1.49μmの光を透過し、波長1.55μmの光を反射する。光フィルタ10は、好ましくは、誘電体多層膜光フィルタである。光フィルタの厚さは、例えば、25μmである。
光合分波器1は、更に、第2の光導波路6自体又はマルチモード光導波路2等から第2の光導波路6に周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するために、第2の光導波路6の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段30、32を有している。本実施形態では、光吸収手段30,32は、吸収用光導波路30、32で形成されている。
光合分波器1は、更に、マルチモード光導波路2等から第3の光導波路6に周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するために、第3の光導波路8の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段34を有している。本実施形態では、光吸収手段34は、吸収用光導波路34で形成されている。
吸収用光導波路30、32、34は、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8と一体に形成されているので、それらと同様に、基板12と、その上に積層された下部クラッド14と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア16と、このコア16を覆うように積層された上部クラッド18とを有している。
光合分波器1は、更に、マルチモード光導波路2等から第3の光導波路6に周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するために、第3の光導波路8の少なくとも一部分に沿って配置された光吸収手段34を有している。本実施形態では、光吸収手段34は、吸収用光導波路34で形成されている。
吸収用光導波路30、32、34は、マルチモード光導波路2、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8と一体に形成されているので、それらと同様に、基板12と、その上に積層された下部クラッド14と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア16と、このコア16を覆うように積層された上部クラッド18とを有している。
吸収用光導波路30、32のコア16は、第2の光導波路6に沿って且つそれと間隔をおいて延びている。吸収用光導波路30は、第2の光導波路6に対して第3の光導波路8と反対側に配置され、吸収用光導波路32は、第2の光導波路6に対して第3の光導波路8と同じ側に配置されている。吸収用光導波路30、32は、横方向2eの幅Wgを有している。また、吸収用光導波路30、32と第2の光導波路6との間に間隔Dgが設けられている。
また、吸収用光導波路34のコア16は、第3の光導波路6に沿って且つそれと間隔をおいて延びている。吸収用光導波路34は、第3光導波路8に対して第2の光導波路6と反対側に配置されている。吸収用光導波路34は、横方向2eの幅Wgを有している。また、吸収用光導波路34と第2の光導波路6との間に間隔Dgが設けられている。
吸収用光導波路30、34のコア16のマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)側の端部30a、34aは、マルチモード光導波路26のコア16の近くまで延びていてもよいし、更に、マルチモード光導波路2の側方まで延びていてもよい。また、吸収用光導波路32のコア16のマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)側の端部32aは、マルチモード光導波路26のコア16のできるだけ近くまで延びていることが好ましい。端部30a、32a、34aは、マルチモード光導波路26のコアとは結合していないで閉じている。吸収用光導波路30、32、34のコア16の反対側の端部30b、32b、34bも、他の光導波路のコアと結合していないで閉じている。
また、吸収用光導波路34のコア16は、第3の光導波路6に沿って且つそれと間隔をおいて延びている。吸収用光導波路34は、第3光導波路8に対して第2の光導波路6と反対側に配置されている。吸収用光導波路34は、横方向2eの幅Wgを有している。また、吸収用光導波路34と第2の光導波路6との間に間隔Dgが設けられている。
吸収用光導波路30、34のコア16のマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)側の端部30a、34aは、マルチモード光導波路26のコア16の近くまで延びていてもよいし、更に、マルチモード光導波路2の側方まで延びていてもよい。また、吸収用光導波路32のコア16のマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)側の端部32aは、マルチモード光導波路26のコア16のできるだけ近くまで延びていることが好ましい。端部30a、32a、34aは、マルチモード光導波路26のコアとは結合していないで閉じている。吸収用光導波路30、32、34のコア16の反対側の端部30b、32b、34bも、他の光導波路のコアと結合していないで閉じている。
次に、上述した本発明による光システムの実施形態である光合分波器の製造方法の一例を説明する。
先ず、Si基板12を準備し、その上面にSiO2の膜を形成する。次に、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により下部クラッド14の層を形成する。引続いて、下部クラッド14の上に、コア用ポリマーをスピン塗布すること等によりコア16の層を形成する。
次いで、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング(RIE)などのプロセス加工等により、コア16の層のうち、第1〜第5の光導波路4、6、8、24、26及び吸収用光導波路30、32、34のコア16を残すように、その他の部分を除去する。次いで、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により、コア16を覆うように上部クラッド18の層を形成する。
次いで、ダイシング加工等により、溝22を形成した後、溝22に光フィルタ10を設置する。
先ず、Si基板12を準備し、その上面にSiO2の膜を形成する。次に、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により下部クラッド14の層を形成する。引続いて、下部クラッド14の上に、コア用ポリマーをスピン塗布すること等によりコア16の層を形成する。
次いで、フォトリソグラフィ、反応性イオンエッチング(RIE)などのプロセス加工等により、コア16の層のうち、第1〜第5の光導波路4、6、8、24、26及び吸収用光導波路30、32、34のコア16を残すように、その他の部分を除去する。次いで、クラッド用ポリマーをスピン塗布すること等により、コア16を覆うように上部クラッド18の層を形成する。
次いで、ダイシング加工等により、溝22を形成した後、溝22に光フィルタ10を設置する。
ここに説明したように、第1〜第5の光導波路4、6、8、24、26及び吸収用光導波路30、32、34を一連の工程で同時に形成することが可能である。従って、第3の光導波路8のコアとマルチモード導波路2(第5の光導波路26)のコアの間隔をおくために、従来の光合分波器に対する追加の工程を必要としない。同様に、吸収用光導波路30、32、34を形成するために、従来の光合分波器に対する追加のプロセスを必要としない。その結果、本発明の実施形態である光合分波器を容易に形成することができる。
次に、本発明による光システムの第1の実施形態である3波WDM用の光合分波器の動作を説明する。
先ず、第1の光導波路4(Oポート)から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させる場合を説明する。第1の光導波路4からマルチモード光導波路2(第4の光導波路24)に入射された第1の波長1.31μmの光は、フィルタ10を透過して、第5の光導波路26を通して第2の光導波路6に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路2に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路2内に生じさせる。光がマルチモード光導波路2内を進行方向2aに伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向2aに対して横方向に移動する。第2の光導波路6は、第1の光導波路4から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に接続されている。その結果、第1の光導波路4から入射された光が第2の光導波路6に伝搬される。
先ず、第1の光導波路4(Oポート)から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させる場合を説明する。第1の光導波路4からマルチモード光導波路2(第4の光導波路24)に入射された第1の波長1.31μmの光は、フィルタ10を透過して、第5の光導波路26を通して第2の光導波路6に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路2に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路2内に生じさせる。光がマルチモード光導波路2内を進行方向2aに伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向2aに対して横方向に移動する。第2の光導波路6は、第1の光導波路4から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に接続されている。その結果、第1の光導波路4から入射された光が第2の光導波路6に伝搬される。
第3の光導波路8がマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に接続されている位置は、第1の光導波路4からの光の強度分布の山からずれているけれども、かかる位置における光の強度は完全には零にならない。そのため、第1の光導波路4からの光は、漏れ光として第3の光導波路8に僅かに漏れる。しかしながら、マルチモード光導波路2のコア16と第3の光導波路8のコア16とが離間しているので、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光の損失が、従来の光合分波器よりも大きくなる。即ち、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8に光が漏れ難くなっている。それにより、第1の光導波路4から第3の光導波路8への進行方向の漏れ光が低減される。
また、マルチモード光導波路2から放射して第3の光導波路8の周囲(クラッド)に向かう光は、第3の光導波路8に到達する前に、吸収用光導波路34によって吸収される。
即ち、吸収用光導波路34のコア16内に入射した光は、そのコア16内に留まる。その結果、第3の光導波路8に周囲(クラッド)から入射する光が低減される。
また、マルチモード光導波路2から放射して第3の光導波路8の周囲(クラッド)に向かう光は、第3の光導波路8に到達する前に、吸収用光導波路34によって吸収される。
即ち、吸収用光導波路34のコア16内に入射した光は、そのコア16内に留まる。その結果、第3の光導波路8に周囲(クラッド)から入射する光が低減される。
次に、第2の光導波路6(Cポート)から第3の光導波路8(Vポート)に第2の波長1.55μmの光を伝搬させる場合を説明する。第2の光導波路6からマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に入射された第2の波長1.55μmの光は、フィルタ10で反射して、マルチモード光導波路2を通して第3の光導波路8に伝搬される。詳細には、マルチモード光導波路2に入射された光は、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それにより、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路2内に生じさせる。光がマルチモード光導波路2内を進行方向2aに伝搬するにつれて、光の強度分布の山の位置は、光の進行方向2aに対して横方向に移動する。第3の光導波路8は、第2の光導波路6から入射された光の強度分布の山の位置でマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に接続されている。その結果、第2の光導波路6から入射された光が第3の光導波路8に伝搬される。なお、マルチモード光導波路2のコア16と第3の光導波路8のコアとが離間しているため、第2の光導波路6から第3の光導波路8に伝搬される光に損失が生じるが、第3の光導波路8に伝搬される光の強度が大きいので、かかる損失は、実用上無視でき、問題とならない。
また、第2の光導波路6からマルチモード光導波路2(第5の光導波路26)に入射された光は、光フィルタ10で反射した後に放射し、マルチモード光導波路2及び第2の光導波路6の上部クラッド18を通って、反射戻り光として第2の光導波路6の周囲(クラッド)に向かう。しかしながら、反射戻り光は、第2の光導波路6に到達する前に、吸収用光導波路30、32によって吸収される。即ち、吸収用光導波路30、32のコア16内に入射した光は、そのコア16内に留まる。その結果、第2の光導波路6に周囲(クラッド)から入射する光(反射戻り光)が低減される。
また、第2の光導波路6が湾曲した経路を有しているため、第2の光導波路6から放射した光が第2の光導波路6自体の周囲(クラッド)に向かって僅かに戻ってくる。しかしながら、戻ってくる光は、第2の光導波路6に到達する前に、吸収用光導波路30、32によって吸収される。即ち、吸収用光導波路32のコア16内に入射した光は、そのコア16内に留まる。その結果、第2の光導波路6に周囲(クラッド)から入射する光が低減される。
第2の光導波路6(Cポート)から第1の光導波路4(Oポート)に第3の波長1.49μmの光を伝搬させる場合は、光の進行方向が逆向きになること以外、第1の光導波路4(Oポート)から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させる場合と同様である。
上述したように、第2の光導波路6及び第3の光導波路8に周囲から入射する光を低減することにより、クロストークや雑音を低減することができる。
次に、本発明による光システムの第2の実施形態を説明する。図3は、本発明の第2の実施形態である3波WDM用の光合分波器の平面断面図である。図4は、図3の光合分波器の線IV−IVにおける断面図である。
第2の実施形態は、第1の実施形態の第3の光導波路8が第3の光導波路8’に置き換わること以外、第1の実施形態と同様であるので、図3及び図4において、第1の実施形態と同様の構成要素には同じ参照符号付して、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる部分だけを説明する。
第2の実施形態は、第1の実施形態の第3の光導波路8が第3の光導波路8’に置き換わること以外、第1の実施形態と同様であるので、図3及び図4において、第1の実施形態と同様の構成要素には同じ参照符号付して、その説明を省略する。以下、第1の実施形態と異なる部分だけを説明する。
図3及び図4に示すように、本発明による光システムの第2の実施形態である光合分波器50は、光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路2と、マルチモード光導波路2の光の進行方向2aにおける一方の側2bに接続された第1の光入出力手段4と、マルチモード光導波路2の光の進行方向2aにおける他方の側2cに接続された第2の光入出力手段6及び第3の光入出力手段8’と、光の進行方向2aに対して交差するようにマルチモード光導波路2に設置された光フィルタ10とを有している。第2の光入出力手段は、第1の光入出力手段4からマルチモード光導波路2に入射された光が伝搬されるように配置されている。本実施形態では、第1の光入出力手段4、第2の光入出力手段6、及び第3の光入出力手段8’はそれぞれ、第1の光導波路4、第2の光導波路6、及び第3の光導波路8’で形成され、いずれもシングルモードである。
図3に示すように、第2の光導波路6のコア16の端面26aにおける接続角度α2、即ち、中心軸線2dと平行な線A0に対する第2の光導波路6のコア16の軸線A2の鋭角の角度は、ほぼ0度である。
第3の光導波路8’のコア16は、マルチモード光導波路2(第5の光導波路26)の端面26aから延び、中心軸線2dから横方向2eに第2の光導波路6と逆向きに遠ざかるように湾曲した経路を有している。端面26aにおいて、第3の光導波路6のコア16とマルチモード光導波路2のコア16とは直接結合している。本実施形態では、第3の光導波路8’とマルチモード光導波路2とが一体に形成されているので、両者のコア16の間に継ぎ目がない。また、端面26aにおいて、第3の光導波路8’のコア16の軸線A3は、中心軸線2dと平行な線A0に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なり、好ましくはα2より大きい角度であって、鋭角をなしている。
図3に示すように、第2の光導波路6のコア16の端面26aにおける接続角度α2、即ち、中心軸線2dと平行な線A0に対する第2の光導波路6のコア16の軸線A2の鋭角の角度は、ほぼ0度である。
第3の光導波路8’のコア16は、マルチモード光導波路2(第5の光導波路26)の端面26aから延び、中心軸線2dから横方向2eに第2の光導波路6と逆向きに遠ざかるように湾曲した経路を有している。端面26aにおいて、第3の光導波路6のコア16とマルチモード光導波路2のコア16とは直接結合している。本実施形態では、第3の光導波路8’とマルチモード光導波路2とが一体に形成されているので、両者のコア16の間に継ぎ目がない。また、端面26aにおいて、第3の光導波路8’のコア16の軸線A3は、中心軸線2dと平行な線A0に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なり、好ましくはα2より大きい角度であって、鋭角をなしている。
マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続角度の調整方法としては、特に限定はないが、たとえば、以下の方法により該接続角度を調整することができる。第3の光入出力手段の曲線に使用する関数式によって調整する方法や、第2の光入出力手段と第3の光入出力手段とを上下鏡面対称とした形状とし、第3の光入出力手段をマルチモード光導波路に入込ませるように移動する方法等がある。一般に、光導波路の設計は、シミュレーションソフトで光導波路パターンを作成し解析を行った後、シミュレーションソフトのCADからフォトマスク製図CADへ光導波路パターンデータをエクスポートしマスク用光導波路パターンを作図する手順で行う。その際、光導波路パターンの調整は、シミュレーションソフトのCADで作成するのが容易であり、かつ調整した形状を即解析することが可能である。この手順において、マルチモード光導波路と前記第3の光入出力手段との接続角度を調整する簡便かつ合理的な方法としては、シミュレーションソフトのCADを用いて、決められた第2の光入出力手段(光導波路)の上下鏡面対称とした形状を第3の光入出力手段(光導波路)の形状として採用し、マルチモード光導波路に入込ませるように移動する手段が有効である。例えば、図5に示す水平方向長さ2900μm、垂直方向の125μmのSine特殊曲線を第2の光入出力手段(光導波路)の形状として使用した場合、マルチモード光導波路(MMI)への入込み量と、マルチモード光導波路(MMI)と第3の光入出力手段(光導波路)との接続角度は、表1に示す関係になる。
本発明による光システムの第2の実施形態である光合分波器の製造方法は、第1の実施形態である光合分波器の製造方法と同様である。
次に、本発明による光システムの第2の実施形態である光合分波器の動作を説明する。
第2の実施形態の動作は、第1の光導波路4(Oポート)から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光の動作、及び、第2の光導波路6(Cポート)から第3の光導波路8(Vポート)に第2の波長1.55μmの光を伝搬させるときの第3光導波路8の接続部の影響以外、第1の実施形態の動作と同様であるので、共通する動作の説明を省略し、異なる部分だけを説明する。
第1の光導波路4から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光に関し、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段(第3の光導波路8)の軸線は、進行方向に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なるので、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光の損失が、従来の光合分波器よりも大きくなる。即ち、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8に光が漏れ難くなっている。それにより、第1の光導波路4から第3の光導波路8への進行方向の漏れ光が低減される。
第2の光導波路6(Cポート)から第3の光導波路8(Vポート)に第2の波長1.55μmの光を伝搬させるときの第3光導波路8の接続部の影響に関し、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段(第3の光導波路8)の軸線は、進行方向に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なるので、第2の光導波路6から第3の光導波路8に伝搬される光に損失が生じるが、第3の光導波路8に伝搬される光の強度が大きいので、かかる損失は、実用上無視でき、問題とならない。
第2の実施形態の動作は、第1の光導波路4(Oポート)から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光の動作、及び、第2の光導波路6(Cポート)から第3の光導波路8(Vポート)に第2の波長1.55μmの光を伝搬させるときの第3光導波路8の接続部の影響以外、第1の実施形態の動作と同様であるので、共通する動作の説明を省略し、異なる部分だけを説明する。
第1の光導波路4から第2の光導波路6(Cポート)に第1の波長1.31μmの光を伝搬させるときのマルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光に関し、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段(第3の光導波路8)の軸線は、進行方向に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なるので、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8への漏れ光の損失が、従来の光合分波器よりも大きくなる。即ち、マルチモード光導波路2から第3の光導波路8に光が漏れ難くなっている。それにより、第1の光導波路4から第3の光導波路8への進行方向の漏れ光が低減される。
第2の光導波路6(Cポート)から第3の光導波路8(Vポート)に第2の波長1.55μmの光を伝搬させるときの第3光導波路8の接続部の影響に関し、マルチモード光導波路と第3の光入出力手段との接続箇所において、第3の光入出力手段(第3の光導波路8)の軸線は、進行方向に対して接続角度α1をなしており、α1は第2の光導波路6の接続角度α2とは異なるので、第2の光導波路6から第3の光導波路8に伝搬される光に損失が生じるが、第3の光導波路8に伝搬される光の強度が大きいので、かかる損失は、実用上無視でき、問題とならない。
次に、図6〜図9を参照して、本発明による光システムの第3〜第6の実施形態を説明する。以下に説明するY分岐型光合分波器、方向性結合器や交差型光導波路を用いた光合分波器においても、光吸収手段を設けることにより、例えば、光導波路の周囲からその光導波路へ入射する光を低減させることが可能である。
図6は、本発明による光システムの第3の実施形態であるY分岐型光合分波器の平面断面図である。
Y分岐型光合分波器100は光の進行方向102aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段104と、光の進行方向102aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段104に光中継手段109を介して光学的に接続された第2の光入出力手段105及び第3の光入出力手段106とを有している。詳細には、第1の光入出力手段104が、2つの光中継手段109、110に分岐され、更に、一方の光中継手段109が第2の光入出力手段105及び第3の光入出力手段106に分岐されている、他方の光中継手段110も、第4の光入出力手段107及び第5の光入出力手段108に分岐されている。
本実施形態では、第1〜第5の光入出力手段104〜108及び2つの光中継手段109、110はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア116と、このコア116を覆うように積層された上部クラッド118とを有している。第2〜第5の入出力用光導波路105〜108及び中継用光導波路109,110は、曲線光導波路である。
また、光合分波器100は、第1〜第5の入出力用光導波路104〜108及び2つの中継用光導波路109、110の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路120〜125を有している。これらの吸収用光導波路120〜126は、それに対応する光導波路にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路120〜125は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア116と、このコア116を覆うように積層された上部クラッド118とを有している。
Y分岐型光合分波器100は光の進行方向102aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段104と、光の進行方向102aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段104に光中継手段109を介して光学的に接続された第2の光入出力手段105及び第3の光入出力手段106とを有している。詳細には、第1の光入出力手段104が、2つの光中継手段109、110に分岐され、更に、一方の光中継手段109が第2の光入出力手段105及び第3の光入出力手段106に分岐されている、他方の光中継手段110も、第4の光入出力手段107及び第5の光入出力手段108に分岐されている。
本実施形態では、第1〜第5の光入出力手段104〜108及び2つの光中継手段109、110はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア116と、このコア116を覆うように積層された上部クラッド118とを有している。第2〜第5の入出力用光導波路105〜108及び中継用光導波路109,110は、曲線光導波路である。
また、光合分波器100は、第1〜第5の入出力用光導波路104〜108及び2つの中継用光導波路109、110の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路120〜125を有している。これらの吸収用光導波路120〜126は、それに対応する光導波路にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路120〜125は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア116と、このコア116を覆うように積層された上部クラッド118とを有している。
光合分波器100を光スプリッタとして使用した場合、第1の光入出力用光導波路1104に入射した光の大部分は、分岐部で分岐して2つの中継用光導波路109、110に結合する。しかしながら、残りの光の部分は、2つの中継用光導波路109,110に結合しないで放射光としてクラッド118に伝搬し、2つの光中継用光導波路109、110に入射する。その場合、クラッドを伝搬する光を吸収する吸収用光導波路125、126手段を光中継用光導波路109、110に沿って設置することが、安定した光スプリッタの光学特性を得るために有効である。他の分岐部についても同様である。
吸収用光導波路120〜125は、それに対応する曲線の光導波路105〜110の両側に設置するのがよい。それにより、光導波路加工プロセスにおいて曲線の光導波路のコアの両サイドのエッチングレートが同等になり、安定したコア形状を作製することができる。場合によっては、吸収用光導波路120〜125は、クラッドを伝搬する光の影響を受け易い側、つまり、曲線の光導波路105〜110の片側のみに設置してもかまわない。曲線の光導波路105〜110と吸収用光導波路120〜125の間隔が狭いとき、曲線の光導波路のコアの両サイドでエッチングレートが異なることになるが、予めマスク作成段階でエッチングレートを見積もった設計をすればよい。
吸収用光導波路120〜125は、それに対応する曲線の光導波路105〜110の両側に設置するのがよい。それにより、光導波路加工プロセスにおいて曲線の光導波路のコアの両サイドのエッチングレートが同等になり、安定したコア形状を作製することができる。場合によっては、吸収用光導波路120〜125は、クラッドを伝搬する光の影響を受け易い側、つまり、曲線の光導波路105〜110の片側のみに設置してもかまわない。曲線の光導波路105〜110と吸収用光導波路120〜125の間隔が狭いとき、曲線の光導波路のコアの両サイドでエッチングレートが異なることになるが、予めマスク作成段階でエッチングレートを見積もった設計をすればよい。
図7は、本発明による光システムの第4の実施形態である方向性光結合器を用いた光合分波器の平面断面図である。
光合分波器150は、光の進行方向152aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段154と、光の進行方向152aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段154に光学的に接続された第2の光入出力手段155及び第3の光入出力手段156とを有している。詳細には、第1の方向性光結合器は、光結合部を構成するために光の進行方向に互いに近接して配置された2つの直線光導波路158,159を有し、一方の直線導波路158の一方の側に第1の光入出力手段154が接続され、他方の側に、第2の光入出力手段155が接続されている。また、他方の直線光導波路159の一方の側に、第4の光入出力手段157が接続され、他方の側に、第3の光入出力手段156が接続されている。
本実施形態では、第1〜第4の光入出力手段154〜157はいずれも、シングルモードの光導波路であり、直線光導波路158、159と一体に形成されている。これらの導波路154〜159は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。第1〜第4の入出力用光導波路154〜157は、曲線光導波路である。
また、光合分波器150は、第2及び第3の入出力用光導波路155、156の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路170、171を有している。これらの吸収用光導波路170、171は、それに対応する光導波路155、156にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路170,171は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。
光合分波器150は、光の進行方向152aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段154と、光の進行方向152aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段154に光学的に接続された第2の光入出力手段155及び第3の光入出力手段156とを有している。詳細には、第1の方向性光結合器は、光結合部を構成するために光の進行方向に互いに近接して配置された2つの直線光導波路158,159を有し、一方の直線導波路158の一方の側に第1の光入出力手段154が接続され、他方の側に、第2の光入出力手段155が接続されている。また、他方の直線光導波路159の一方の側に、第4の光入出力手段157が接続され、他方の側に、第3の光入出力手段156が接続されている。
本実施形態では、第1〜第4の光入出力手段154〜157はいずれも、シングルモードの光導波路であり、直線光導波路158、159と一体に形成されている。これらの導波路154〜159は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。第1〜第4の入出力用光導波路154〜157は、曲線光導波路である。
また、光合分波器150は、第2及び第3の入出力用光導波路155、156の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路170、171を有している。これらの吸収用光導波路170、171は、それに対応する光導波路155、156にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路170,171は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。
近接した2つの直線光導波路158、159と曲線の光導波路154〜157により構成される方向性結合器を用いた光合分波器150は、例えば、曲線の光導波路154、157から直線光導波路158、159になる境界で直線光導波路158,159のモードに結合しない光が放射光として現れ、これがクラッド168を伝搬して曲線の第2及び第3の光入出力用光導波路155、156に入射し、その結果、クロストークが悪化することがある。クラッド168を伝搬する放射光を吸収する吸収用光導波路170、171を設置することにより、放射光が第2及び第3の光入出力用光導波路155、156に入射することを抑え、それにより、クロストークを向上させることが可能である。吸収用光導波路170、171は、曲線の第2及び第3の光入出力用光導波路155、156を挟んで両側に配置されてもよいし、その片側に配置されてもよい。
図8は、本発明による光システムの第5の実施形態である方向性光結合器を用いた光合分波器の平面断面図である。
方向性光結合器を用いた光合分波器200は、第4の実施形態である方向性光結合器150に、光フィルタ176及び吸収用光導波路169、172を追加したこと以外、方向性光結合器150と同様の構造を有している。従って、以下に説明する方向性光結合器200において、方向性光結合器150と同様の構成要素には、それと同じ参照符号を付してその説明を省略する。
光吸収手段である吸収用光導波路169、172はそれぞれ、第1及び第4の入出力用光導波路154、157の両側に配置されている。これらの吸収用光導波路169、172は、それに対応する光導波路154、157の周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路169、172は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。
所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ176は、直線光導波路158、159を横断するように設けられた溝174に配置されている。
このように方向性結合器と光フィルタとを利用した光合分波器についても、吸収用光導波路169〜172を設置することにより、安定した光学特性を得ることが可能である。
方向性光結合器を用いた光合分波器200は、第4の実施形態である方向性光結合器150に、光フィルタ176及び吸収用光導波路169、172を追加したこと以外、方向性光結合器150と同様の構造を有している。従って、以下に説明する方向性光結合器200において、方向性光結合器150と同様の構成要素には、それと同じ参照符号を付してその説明を省略する。
光吸収手段である吸収用光導波路169、172はそれぞれ、第1及び第4の入出力用光導波路154、157の両側に配置されている。これらの吸収用光導波路169、172は、それに対応する光導波路154、157の周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路169、172は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア166と、このコア166を覆うように積層された上部クラッド168とを有している。
所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ176は、直線光導波路158、159を横断するように設けられた溝174に配置されている。
このように方向性結合器と光フィルタとを利用した光合分波器についても、吸収用光導波路169〜172を設置することにより、安定した光学特性を得ることが可能である。
図9は、本発明による光システムの第6の実施形態である交差型光導波路を用いた光合分波器の平面断面図である。
交差型光導波路を用いた光合分波器250は、光の進行方向252aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段254と、光の進行方向252aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段254に光学的に接続された第2の光入出力手段255及び第3の光入出力手段256と、第1から第3の光入出力手段254〜256の分岐部に設けられた、所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ276とを有している。
本実施形態では、第1〜第3の光入出力手段254〜256はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路254〜256は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア266と、このコア266を覆うように積層された上部クラッド268とを有している。第1〜第3の入出力用光導波路254〜256は、曲線光導波路であるが、第1の入出力用光導波路254と第2の入出力用光導波路255とは直線的に接続され、第2の光入出力用光導波路255と第3の入出力用光導波路256とは、光の進行方向252aに延びる軸線に対して対称に配置されている。
光フィルタ276は、分岐部に設けられた溝274に配置されている。
また、交差型光導波路250は、第1〜第3の入出力用光導波路254〜256の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路269〜271を有している。これらの吸収用光導波路269〜271は、それに対応する光導波路254〜256にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路269〜271は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア266と、このコア266を覆うように積層された上部クラッド268とを有している。
交差型光導波路を用いた光合分波器250は、光の進行方向252aにおける一方の側に設けられた第1の光入出力手段254と、光の進行方向252aにおける他方の側に設けられ且つ第1の光入出力手段254に光学的に接続された第2の光入出力手段255及び第3の光入出力手段256と、第1から第3の光入出力手段254〜256の分岐部に設けられた、所定の波長の光を透過したり反射したりするための光フィルタ276とを有している。
本実施形態では、第1〜第3の光入出力手段254〜256はいずれも、シングルモードの光導波路であり、一体に形成されている。これらの導波路254〜256は、第1の実施形態である光合分波器1と同様、一番下に配置された基板(図示せず)と、その上に積層された下部クラッド(図示せず)と、その上に積層された後に必要な部分だけ残されたコア266と、このコア266を覆うように積層された上部クラッド268とを有している。第1〜第3の入出力用光導波路254〜256は、曲線光導波路であるが、第1の入出力用光導波路254と第2の入出力用光導波路255とは直線的に接続され、第2の光入出力用光導波路255と第3の入出力用光導波路256とは、光の進行方向252aに延びる軸線に対して対称に配置されている。
光フィルタ276は、分岐部に設けられた溝274に配置されている。
また、交差型光導波路250は、第1〜第3の入出力用光導波路254〜256の両側にそれぞれ配置された、光吸収手段である吸収用光導波路269〜271を有している。これらの吸収用光導波路269〜271は、それに対応する光導波路254〜256にその周囲(クラッド)から入射してくる光を吸収するためのものである。吸収用光導波路269〜271は、第1の実施形態の吸収用光導波路30、32、34と同様、コア266と、このコア266を覆うように積層された上部クラッド268とを有している。
交差型光導波路を用いた光合分波器250では、例えば、第1の入出力用光導波路254に入射した光により、フィルタ276を設置する溝274において回折が起こり、一部の光が放射する。放射光はクラッド268を伝搬し、第1〜第3の入出力用光導波路254〜256に入射することがあり、クロストーク等の光学特性に影響を与える。吸収用光導波路269〜271を設置することにより、クラッドを伝搬する光を吸収し、安定した光合分波器の光学特性を得ることが可能である。吸収用光導波路269〜271は、第1〜第3の入出力用光導波路254〜256を挟んで両側に配置されてもよいし、その片側に配置されてもよい。
次に、実験例を説明する。
図6は、上述した第1の実施形態の光合分波器1のすべての吸収用光導波路30、32、34を省略した場合の、第1の光導波路4の光強度に対する第3の光導波路8の光強度(Vポートの損失)を示す図である。デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、第1の光導波路4から第3の光導波路8への光の損失が大きくなり、漏れ光が低減される。実験例では、第4の光導波路24の長さL4を440μm、幅W4を18.3μm、第5の光導波路26の長さL5を275μm、幅W5を18.2μmとした。図6から分かるように、距離D3を0μmから増やしていくにつれて、漏れ光が低減されるが、ある値を過ぎると、逆に漏れ光が増大することが分かった。従来の光合分波器、即ち、距離D3が0のときの損失は約−34dBであった。第3の光導波路8の光強度を−35dB以下にするには、距離D3の範囲は1〜10μmであり、−36dB以下にするには、2〜8μmであり、−37dB以下にするには、4〜7μmであり、距離D3が約8μmのとき、−38dBになることが分かった。
図6は、上述した第1の実施形態の光合分波器1のすべての吸収用光導波路30、32、34を省略した場合の、第1の光導波路4の光強度に対する第3の光導波路8の光強度(Vポートの損失)を示す図である。デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、第1の光導波路4から第3の光導波路8への光の損失が大きくなり、漏れ光が低減される。実験例では、第4の光導波路24の長さL4を440μm、幅W4を18.3μm、第5の光導波路26の長さL5を275μm、幅W5を18.2μmとした。図6から分かるように、距離D3を0μmから増やしていくにつれて、漏れ光が低減されるが、ある値を過ぎると、逆に漏れ光が増大することが分かった。従来の光合分波器、即ち、距離D3が0のときの損失は約−34dBであった。第3の光導波路8の光強度を−35dB以下にするには、距離D3の範囲は1〜10μmであり、−36dB以下にするには、2〜8μmであり、−37dB以下にするには、4〜7μmであり、距離D3が約8μmのとき、−38dBになることが分かった。
図7は、上述した第1の実施形態の光合分波器1のすべての吸収用光導波路30、32、34を省略した場合と、吸収用光導波路34だけを省略し、即ち、吸収用光導波路30、32を残した場合とを比較した、第2の光導波路6から出力された光強度に対する第2の光導波路6への反射戻り光の光強度(Cポートの損失)を示す図である。横軸は、第5光導波路26の長さL5である。実験例では、第5光導波路26の幅W5を18.2μm、距離D3を5μmとした。図7から分かるように、第2の光導波路6への反射戻り光が吸収用光導波路30、32を設けることによって低減された。
次に、上述した第1の実施形態の光合分波器1のすべての吸収用光導波路30、32、34を省略した場合と、吸収用光導波路30、32を省略し、即ち、吸収用光導波路34だけを残した場合とを比較した、第1の光導波路4の光強度に対する第3の光導波路8の光強度の実験例を説明する。実験例では、第4の光導波路24の長さL4を445μm、幅W4を18.2μm、第5の光導波路26の長さL5を274μm、幅W5を18.2μm、距離D3を4μmとした。吸収用光導波路34だけを残した場合の第3の光導波路8の光強度は、すべての吸収用光導波路30、32、34を省略した場合の第3の光導波路8の光強度よりも約0.4dB低減した。
図8は、本発明の第2の実施形態である光合分波器50の、第1の光導波路4の光強度に対する第3の光導波路8の光強度(Vポートの損失)を示す図であり、縦軸にVポートの損失、第3の光導波路8とマルチモード光導波路との接続角度を示す。デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、第1の光導波路4から第3の光導波路8への光の損失が大きくなり、漏れ光が低減される。実験例では、図3における第4の光導波路24の長さL4を440μm、幅W4を18.2μm、第5の光導波路26の長さL5を275μm、幅W4を18.3μmとした。接続角度α1を0度から増やしていくにつれて、漏れ光が低減されるが、ある値を過ぎると、逆に漏れ光が増大することが分かった。第3の光導波路8’の光強度を−34dB以下にするには、接続角度α1の範囲は0.11〜0.41度であり、−36dB以下にするには、0.19〜0.36度であり、−37dB以下にするには、0.23〜0.33度であることが分かった。
図9は、本発明の第2の実施形態である光合分波器50の、第1の光導波路4の光強度に対する第3の光導波路8の光強度(Vポートの損失)を示す図であり、図4の横軸を、第3の光導波路8’のマルチモード光導波路2への入込み量に置き換えたものである。実験例では、図3における第2の光導波路6の形状を図5に示したSine特殊曲線形状とし、第3の光導波路8’はその上下鏡面対称の形状とした。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
上記実施形態では、光システムが光合分波器であるとして説明したが、それに限らず、光入出力手段への周囲からの漏れ光があれば、光合分波器でなくてもよい。一般的には、光導波路回路においてクラッドを伝搬する光がある光システムおいて、伝搬する光を吸収する光吸収手段を設置することにより、光システムの安定した光学特性を得ることが可能である。
また、上記実施形態では、光フィルタ10を有していたけれども、光フィルタ10及びその設置溝22を省略し且つ第4の光導波路24及び第5の光導波路26が一体になっていていてもよい。また、光フィルタ10を省略し、設置溝22だけが設けられていてもよい。
上記実施形態では、光システムが光合分波器であるとして説明したが、それに限らず、光入出力手段への周囲からの漏れ光があれば、光合分波器でなくてもよい。一般的には、光導波路回路においてクラッドを伝搬する光がある光システムおいて、伝搬する光を吸収する光吸収手段を設置することにより、光システムの安定した光学特性を得ることが可能である。
また、上記実施形態では、光フィルタ10を有していたけれども、光フィルタ10及びその設置溝22を省略し且つ第4の光導波路24及び第5の光導波路26が一体になっていていてもよい。また、光フィルタ10を省略し、設置溝22だけが設けられていてもよい。
上記実施形態では、第1の光入出力手段4、104、154、254、第2の光入出力手段6、106、156、256、第3の光入出力手段8、8’、108、158、258は、光入出力用光導波路であったが、任意の光入出力用光導波路が光ファイバーであってもよい。また、光吸収手段は、吸収用光導波路30、32、34、120〜125、169〜172、269〜271としたが、任意の吸収用光導波路がクラッドとは異なる屈折率の材料で構成されていてもよい。
例えば、光ファイバと光導波路とを接続する回路においては、接続箇所で生じた結合損失に相当する光が放射光となりクラッドを伝搬していく。上述したようにこのクラッドを伝搬する放射光は、光導波路回路(例えば、光合分波器、方向性結合器、光スプリッタなど)での光学特性に影響を与える。いずれの場合においても、クラッドを伝搬する放射光を吸収する光導波路又はクラッドと異なる屈折率の材料を設置することにより、光導波路回路の安定した光学特性を得ることが可能である。
例えば、光ファイバと光導波路とを接続する回路においては、接続箇所で生じた結合損失に相当する光が放射光となりクラッドを伝搬していく。上述したようにこのクラッドを伝搬する放射光は、光導波路回路(例えば、光合分波器、方向性結合器、光スプリッタなど)での光学特性に影響を与える。いずれの場合においても、クラッドを伝搬する放射光を吸収する光導波路又はクラッドと異なる屈折率の材料を設置することにより、光導波路回路の安定した光学特性を得ることが可能である。
また、上記実施形態では、吸収用光導波路30、32が第2の光導波路6の両側に配置されていたけれども、周囲(クラッド)からの光(反射戻り光)を低減することができれば、一方を省略してもよい。更に、周囲からの光の影響を無視することができれば、両方を省略してもよい。また、製造工程の追加が許されるならば、第2の光導波路6の上、下等の横方向2e以外に部分に更なる吸収用光導波路を設けてもよい。
また、上記実施形態では、光導波路からその光導波路自体に入射する光がある場合、及び、マルチモード光導波路から光導波路の周囲(クラッド)に光が向かう場合について、吸収用光導波路30、32、34を説明したが、1つの導波路から他の導波路の周囲に向かう光を吸収するために吸収用光導波路を用いてもよい。例えば、湾曲した経路を有する第3の光導波路8、8’から放射されて第2の光導波路6に向かう光を、第3の光導波路に沿って設けられた吸収用光導波路で吸収してもよい。本実施形態では、吸収用光導波路32がその機能を果たしている。
また、第1〜第3の光導波路の周囲(クラッド)から入射する光を低減するために、マルチモード光導波路2の少なくとも一部分に光吸収手段、例えば、吸収用光導波路を設けてもよい。
また、上記実施形態では、光導波路からその光導波路自体に入射する光がある場合、及び、マルチモード光導波路から光導波路の周囲(クラッド)に光が向かう場合について、吸収用光導波路30、32、34を説明したが、1つの導波路から他の導波路の周囲に向かう光を吸収するために吸収用光導波路を用いてもよい。例えば、湾曲した経路を有する第3の光導波路8、8’から放射されて第2の光導波路6に向かう光を、第3の光導波路に沿って設けられた吸収用光導波路で吸収してもよい。本実施形態では、吸収用光導波路32がその機能を果たしている。
また、第1〜第3の光導波路の周囲(クラッド)から入射する光を低減するために、マルチモード光導波路2の少なくとも一部分に光吸収手段、例えば、吸収用光導波路を設けてもよい。
上記実施形態では、第1の光導波路から第2の光導波路への光の伝搬及び第2の光導波路から第3の光導波路への光の伝搬を説明したけれども、これに加えて、第3の波長(1.49μm)の光を第2の光導波路から第1の光導波路に伝搬させてもよい。また、第1〜第3の波長の進行方向を逆にしてもよい。
また、上記実施形態では、ローパス光フィルタを採用したけれども、ハイパス光フィルタを採用し、例えば、入射角0度の光に対して、波長1.31μm及び1.49μmの光を反射し、波長1.55μmの光を透過させてもよい。その場合、波長1.55μmの光を第1の光導波路4と第2の導波路6との間で伝搬させ、波長1.31μm及び1.49μmの光を第2の導波路6と第3の導波路8との間で伝搬させるのがよい。
また、上記実施形態では、ローパス光フィルタを採用したけれども、ハイパス光フィルタを採用し、例えば、入射角0度の光に対して、波長1.31μm及び1.49μmの光を反射し、波長1.55μmの光を透過させてもよい。その場合、波長1.55μmの光を第1の光導波路4と第2の導波路6との間で伝搬させ、波長1.31μm及び1.49μmの光を第2の導波路6と第3の導波路8との間で伝搬させるのがよい。
上記実施形態における第4の光導波路24と第5の光導波路26の長さ等は、伝搬される光の波長等によって任意に定められるので、第4の光導波路24と第5の光導波路26の幅及び長さが同じであってもよい。
また、光フィルタ設置手段は、溝22に限らず、第4の光導波路24と第5の光導波路26を分離して形成したマルチモード光導波路2であってもよい。この場合、光フィルタ10を光合分波器として作用させるように第4の光導波路24と第5の光導波路26との間に挟んで、これらを接合すればよい。
また、光フィルタ設置手段は、溝22に限らず、第4の光導波路24と第5の光導波路26を分離して形成したマルチモード光導波路2であってもよい。この場合、光フィルタ10を光合分波器として作用させるように第4の光導波路24と第5の光導波路26との間に挟んで、これらを接合すればよい。
第1の光導波路4は、マルチモード光導波路2(第4の光導波路24)の端面24aから進行方向2aに真直ぐに延びていても、円弧でも、sine特殊関数等の曲線の経路を有していてもよいし、進行方向2aに対して斜めに延びる経路を有していてもよい。
1、100、150、200、250 光合分波器
2 マルチモード光導波路
2b 一方の側
2c 他方の側
4、104、154、254 第1の光導波路
6、106、156、256 第2の光導波路
8、8’、108、158、258 第3の光導波路
10、176、276 光フィルタ
14 下部クラッド
16、116、166、266 コア
18、118、168、268 上部クラッド
22 溝
30 吸収用光導波路
32 吸収用光導波路
34 吸収用光導波路
120〜125、169〜172、269〜271 吸収用光導波路
D3 距離
α1 接続角度
α2 接続角度
2 マルチモード光導波路
2b 一方の側
2c 他方の側
4、104、154、254 第1の光導波路
6、106、156、256 第2の光導波路
8、8’、108、158、258 第3の光導波路
10、176、276 光フィルタ
14 下部クラッド
16、116、166、266 コア
18、118、168、268 上部クラッド
22 溝
30 吸収用光導波路
32 吸収用光導波路
34 吸収用光導波路
120〜125、169〜172、269〜271 吸収用光導波路
D3 距離
α1 接続角度
α2 接続角度
Claims (21)
- 光の進行方向における一方の側に設けられた第1の光入出力手段と、
光の進行方向における他方の側に設けられ且つ前記第1の光入出力手段に光学的に接続された第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段と、
前記第1〜第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、
を有することを特徴とする光システム。 - 光をマルチモードで伝搬可能なマルチモード光導波路と、
前記マルチモード光導波路の光の進行方向における一方の側に接続された第1の光入出力手段と、
前記マルチモード光導波路の光の進行方向における他方の側に接続された第2の光入出力手段及び第3の光入出力手段と、
前記マルチモード光導波路及び前記第1〜第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って設けられた光吸収手段と、を有することを特徴とする光システム。 - 更に、光の進行方向に対して交差するように前記マルチモード光導波路に光フィルタを設置するための光フィルタ設置手段を有することを特徴とする請求項2に記載の光システム。
- 前記光フィルタ設置手段は、光の進行方向に対して交差して前記マルチモード光導波路に設けられた溝であることを特徴とする請求項3に記載の光システム。
- 前記光吸収手段は、前記第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含むことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記光吸収手段は、前記第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置される吸収用光導波路を含むことを特徴とする請求項2〜5のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記第1、第2、及び第3の光入出力手段が、シングルモード光導波路である、請求項2〜6のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記第1の光入出力手段が光ファイバで、第2及び第3の光入出力手段がシングルモード光導波路である、請求項2〜6のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記マルチモード光導波路と前記第3の光入出力手段との接続角度が、前記マルチモード光導波路と前記第2の光入出力手段との接続角度と異なることを特徴とする請求項3〜8のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記マルチモード光導波路と前記第3の光入出力手段との接続角度が、前記マルチモード光導波路と前記第2の光入出力手段との接続角度より大きいことを特徴とする請求項3〜9のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記マルチモード光導波路と前記第3の光入出力手段との接続箇所において、前記第3の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしていることを特徴とする請求項3〜10のいずれか1項に記載の光システム。
- 前記接続角度は、0.19〜0.36度であることを特徴とする請求項11に記載の光システム。
- 請求項3〜12のいずれか1項に記載の光システムにおいて、光の進行方向に対して交差するように前記光フィルタ設置手段に設置された光フィルタを有することを特徴とする光合分波器。
- 前記光フィルタは、第1の波長の光を透過することにより前記第1の光入出力手段から前記第2の光入出力手段への光の伝搬を可能にし、且つ第2の波長の光を反射することにより前記第2の光入出力手段から前記第3の光入出力手段への光の伝搬を可能にすることを特徴とする請求項13に記載の光合分波器。
- 前記光フィルタは、さらに第3の波長の光を透過することにより前記第2の光入出力手段から前記第1の光入出力手段への光の伝搬を可能にすることを特徴とする請求項13又は14に記載の光合分波器。
- 前記光吸収手段が、前記第2の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、前記第2の光入出力手段から前記マルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して前記第2の光入出力手段に再結合する光を吸収することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の光合分波器。
- 前記光吸収手段が、前記第3の光入出力手段の少なくとも一部分に沿って配置され、前記第1の光入出力手段から前記マルチモード光導波路に伝搬した光のうち、放射して前記第3の光入出力手段に結合する光を吸収することを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の光合分波器。
- 前記マルチモード光導波路と前記第3の光入出力手段との接続箇所において、前記第3の光入出力手段の軸線は、進行方向に対して所定の鋭角の接続角度をなしていることを特徴とする請求項13〜17のいずれか1項に記載の光合分波器。
- 前記接続角度は、0.19〜0.36度であることを特徴とする請求項18に記載の光合分波器。
- 前記光システムは、MMI型光合分波器、Y分岐型光合分波器、方向性光結合器を用いた光合分波器、交差型光導波路を用いた光合分波器であることを特徴とする請求項1に記載の光システム。
- 少なくとも1つの光導波路を有する光システムであって、
前記少なくとも1つの光導波路のコアにその周囲から入射する光を吸収するための光吸収手段が、前記少なくとも1つの光導波路の少なくとも一部分に沿って配置されることを特徴とする光システム。
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