JP2001154046A - 相互接続可能なスターカプラ - Google Patents

相互接続可能なスターカプラ

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JP2001154046A
JP2001154046A JP33351299A JP33351299A JP2001154046A JP 2001154046 A JP2001154046 A JP 2001154046A JP 33351299 A JP33351299 A JP 33351299A JP 33351299 A JP33351299 A JP 33351299A JP 2001154046 A JP2001154046 A JP 2001154046A
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star coupler
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optical waveguide
circuit pattern
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Takeshi Ota
猛史 太田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 送信線と受信線とを分離した相互接続可能な
スターカプラを平面状光導波路回路として実現する。 【解決手段】 平面基板上に光導波路回路を形成すると
共に、送信線と受信線からなる光ファイバ対を少なくと
も4組以上の偶数組備え、この偶数組の光ファイバ対か
らふたつずつ光ファイバ対同士を対向させて配置し、こ
の対向させた光ファイバ対間を該平面基板上に設けた2
本の光導波路からなる光導波路対からなる回路パターン
要素を用いて接続すると共に、Y字型光分岐路を両側に
備えた回路パターン要素によって、前記光導波路対同士
を連絡させた。光導波路回路パターンの設計により光導
波路の交差部で光信号のリークが起こらないようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は互いに接続して使用
できるスターカプラに関し、特に平面上光導波路として
形成した相互接続可能なスターカプラに関する。
【0002】
【従来の技術】平面状基板に光導波路を集積した光集積
回路は公知である。例えば、図10に示すような相互接
続可能なスターカプラが知られている(特開平5−34
57号公報、米国特許第5,282,257号明細
書)。この相互接続可能なスターカプラでは平面状基板
21に光導波路106、107、108、109、11
0からなる光導波路回路が形成されている。光ファイバ
102から入射した光信号Sは光導波路106から2S
/3だけ分岐して光導波路107に導かれる。残りのS
/3は光ファイバ103へと導かれる。光導波路108
を通った光信号は光導波路109と光導波路110にそ
れぞれS/3ずつ振り分けられ、光ファイバ105と光
ファイバ104とにそれぞれ導かれる。したがって、入
射した光信号Sは、最初に入射した光ファイバ102以
外の3本の光ファイバ103、104、105に等分配
される。このように自端子への光信号の帰還(分配)が
無いことを「相互接続可能条件」と呼び、この条件を満
たすスターカプラを相互接続可能なスターカプラと読ん
でいる。
【0003】なお、上記の光ファイバ102ないし10
4は光の導波モードが複数存在するマルチモード光ファ
イバであり、光導波路106ないし110は光の導波モ
ードが複数存在するマルチモード光導波路である。ま
た、曲線状の光導波路107、109、110などの曲
率R2は10mm程度の選ばれている。
【0004】しかしながら図10に示す相互接続可能な
スターカプラでは一本の光ファイバが送信線と受信線と
を兼ねていた。光ファイバ通信システムの設計上、送信
線と受信線とを分けたい場合があり、そのような用途に
は図10の相互接続可能なスターカプラは適していなか
った。送信線と受信線とを分離した相互接続可能なスタ
ーカプラについては既に提案があるが、これは光ファイ
バを複雑に配線して構築されており光集積回路としては
実現されていなかった(特開昭58−90843号公
報、及び、Tamura et al.,“Optic
al Casacade Star Networ
k”,Journal of Lightwave T
echnology,Vol.LT−2,NO.1,p
p61−66(1984参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は送信線と受信
線とを分離した相互接続可能なスターカプラを平面状光
導波路回路として実現することを目的としている。この
ために、本発明は光導波路の交差部で光信号のリークが
起こらない光導波路回路パターンを提供することを目的
としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の相互接続可能なスターカプラは、平面基板
上に光導波路回路を形成すると共に、送信線と受信線か
らなる光ファイバ対を少なくとも4組以上の偶数組備
え、この偶数組の光ファイバ対からふたつずつ光ファイ
バ対同士を対向させて配置し、この対向させた光ファイ
バ対間を該平面基板上に設けた2本の光導波路からなる
光導波路対からなる回路パターン要素を用いて接続する
と共に、Y字型光分岐路を両側に備えた回路パターン要
素によって、前記光導波路対同士を連絡させた。
【0007】また、対向させた光ファイバ対間を該平面
基板上に設けた2本の光導波路からなる前記光導波路対
の少なくとも片方を曲線光導波路とした。
【0008】また、送信線と受信線からなる前記光ファ
イバ対が物理的に接触するように隣接配置した。
【0009】また、前記連絡用光導波路が3分岐回路を
含んでいる回路パターン要素を採用した。
【0010】また、平面基板上に光導波路回路を形成す
ると共に、送信線用光ファイバ4本を該平面基板の片方
の端面に接続し、受信線用光ファイバ4本を該平面基板
の反対側の端面に接続し、該光導波路回路はS次光導波
路を2本交差させた回路構造を設けた。
【0011】上記構成によれば、相互接続条件を満たす
送信線と受信線とを分離したスターカプラを平面基板上
に光集積回路として構築することができる。また、交差
する光導波路を十分に深い角度(直角に近い角度)で交
差させることができ、互いに交差している光導波路間の
光信号のリークを防ぐことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説
明する。 [第1実施例]図1に本発明の第1実施例を示す。平面
基板1上に光導波路回路が形成されて、受信線と送信線
とを分離した相互接続可能なスターカプラが実現されて
いる。光導波路には公知の矩形導波路構造が用いられて
いる。光ファイバ2ないし9が平面基板1に接続されて
いる。光ファイバ2、3は対をなし、光ファイバ2は送
信線、光ファイバ3は受信線となっている。同様に光フ
ァイバ4、5が対をなし、光ファイバ5が送信線、光フ
ァイバ4が受信線となっている。光ファイバ対2、3と
光ファイバ対4、5とは対向していて送信線と受信線と
が互い違いになるように構成されている。同様に光ファ
イバ6(受信線)、7(送信線)からなる光ファイバ対
と、光ファイバ対8(送信線)、9(受信線)からなる
光ファイバ対とが対向配置されている。
【0013】図2は図1の相互接続可能なスターカプラ
の回路パターンを構成要素に分解した図である。図1の
スターカプラは図2(a)と図2(d)に示す平行な2
本の光導波路からなる回路パターン要素と、図2(b)
と図2(c)に示す両側にY字上光分岐路を備えた光導
波路からなる回路パターン要素から成り立っていること
がわかる。なお、図2(b)と図2(c)とは互いに鏡
像となっている。図2(a)は図1光導波路17、18
に対応する。図2(b)は図1の光導波路11、12、
13、14、15に対応している。図2(c)は図1の
光導波路21、22、23、24、25に対応してい
る。
【0014】このように構成したので光導波路の交差部
29は十分に深い角度(直角に近い角度)で交差してい
るため、交際している光導波路間で光信号がリークする
ことが無い。なお、光導波路交差部29は図1において
は代表的な交差部のみ参照番号を設けて示している。ま
た、光ファイバ2ないし9は平面基板1のふたつの端面
に接続するように構成されている。光ファイバを接続す
るためには平面基板の端面を光学的に研磨しなくてはな
らず、光ファイバ接続端面の数を低減することは、製造
工程を容易化する上で重要である。
【0015】図1において、例えば、光ファイバ2から
入射した光信号Sは直線状の光導波路17から曲線状の
光導波路11側に2S/3だけ分岐し、残りのS/3は
直線状の光導波路17を直進して光ファイバ4へと進
む。曲線状の光導波路11側に分岐した2S/3の光信
号は曲線状の光導波路14と曲線状の光導波路15とに
等分岐して、それぞれ光ファイバ9と光ファイバ6へと
進む。したがって、送信線である光ファイバ2と対をな
す受信線である光ファイバ3には光信号は分配されない
が、光ファイバ3以外の全ての受信線光ファイバ4、
6、9には光信号が分配される。また、他の送信線4、
7、8などから入射した光信号についても同様に光信号
の分配が行われる。光信号Sが最初に入射した送信線で
ある光ファイバ2と対をなす受信線である光ファイバ3
に光信号が分配されないことから、図1のスターカプラ
は「相互接続可能条件」を満たした「相互接続可能なス
ターカプラ」であることになる。
【0016】[第2実施例]図3に本発明の第2実施例
を示す。この実施例では、図1の直線状光導波路18、
19に代えて曲線状光導波路27、28をそれぞれ用い
たことを特徴とする。このようにすることによって、対
をなしている光ファイバ、例えば光ファイバ2と光ファ
イバ3とを密着して隣接させることができる。これによ
って、2本の光ファイバを同時にアライメントすること
が可能となってスターカプラの製造が容易となる利点が
ある。なお、図1の直線状光導波路17、20に代えて
曲線状導波路を採用しても良いし、図1の直線状導波路
17、18、19、20を全て曲線状光導波路としても
良い。
【0017】[第3実施例]図4に本発明の第3実施例
を示す。この実施例では6対の光ファイバ対を設けてあ
る。 図4において、光ファイバ31(送信線)、光フ
ァイバ32(受信線)が対をなし、光ファイバ33(受
信線)、光ファイバ34(送信線)が対をなし、光ファ
イバ35(送信線)、光ファイバ36(受信線)が対を
なし、光ファイバ37(送信線)、光ファイバ38(受
信線)が対をなし、光ファイバ39(受信線)、光ファ
イバ40(送信線)が対をなし、そして、光ファイバ4
1(送信線)、光ファイバ42(受信線)が対をなして
いる。
【0018】図5に図4の回路パターンの構成要素を示
す。図5(a)に示す2本の平行な光導波路対からなる
回路パターン要素43と図5(b)に示す片側が2分
岐、もう一方が3分岐の光分岐路を備えた光導波路回路
パターン44から図4のスターカプラは構成されてい
る。図4の光導波路回路中には図5(b)の要素の鏡像
である回路パターンも含まれているが、それを含めて図
4の(b)の回路パターン要素44で代表することとす
る。図4中に回路パターン要素43ないし回路パターン
要素44の代表例を図示した。全ての回路パターン要素
の対応を図示はしていないことを付け加えておく。この
ように構成したので、光導波路交差部29は十分に深い
角度(直角に近い角度)となり、交差している光導波路
間の光信号のリークを防ぐことができる。また、光ファ
イバの平面基板1への取り付け端面を2面に限定するこ
とができ、スターカプラの製造が容易となる。
【0019】光信号の分配についての詳しい説明は省略
するが、例えば、光ファイバ31(送信線)から入射し
た光信号Sはいずれも受信線である光ファイバ33、3
6、38、39、42に分配される(図4参照)。この
場合、光ファイバ31(送信線)と対をなす光ファイバ
32(受信線)には光信号は分配されない。また、他の
送信線光ファイバ34、35、37、40、41に入射
した光信号も上記と同様に、対をなす受信線以外の受信
線に分配される。
【0020】なお、本実施例においても第2実施例に示
したように図5(a)に示した光導波路回路パターン要
素に曲線導波路を採用して、光ファイバのアライメント
を容易にすることが可能なのは言うまでもない。
【0021】[第4実施例]図6に本発明の第4実施例
を示す。この実施例では8対の光ファイバ対を設けてあ
る。この第4実施例のスターカプラでは図7(a)、
(b)、(c)に示す3種類の回路パターン要素43
4445の組み合わせで構成されている。回路パター
ン要素4344はそれぞれ図5(a)、(b)に示し
た回路パターン要素に対応している。図7(c)は両側
に3分岐回路の光分岐路を備えた回路パターン要素45
である。図6中に回路パターン要素434445
代表例のみを図示する。
【0022】光信号Sの分配の代表例を図6中に矢印で
記して詳しい説明は省略する。図7に示す3種類の回路
パターン要素434445を組み合わせることによ
って、10対の光ファイバ対、12対の光ファイバ対な
どからなるさらに多数の端子を有する相互接続可能なス
ターカプラを構成することができる。この構成において
も光導波路の交差部分が十分深い角度で交差するので交
差する光導波路間の光信号のリークを防ぐことができて
いる。また、光ファイバ取り付け端面は2面のみであ
る。
【0023】[第5実施例]図8に本発明の第5実施例
を示す。この実施例では4本の送信線用光ファイバ5
1、52、53、54を光導波路基板1の片側に配置し
てあり、受信専用光ファイバ61、62、63、64を
光導波路基板1の反対側に配置してある。光ファイバ5
1(送信線)と光ファイバ62(受信線)とが対をな
し、光ファイバ52(送信線)と光ファイバ61(受信
線)とが対をなし、光ファイバ53(送信線)と光ファ
イバ64(受信線)とが対をなし、そして、光ファイバ
54(送信線)と光ファイバ63(受信線)とが対をな
している。
【0024】本実施例のスターカプラは図9(a)、
(b)、(c)に示す3種類の回路パターン要素71
7273から成り立っている。回路パターン要素71
はふたつの曲線状導波路対であり、回路パターン要素
は一対をなす直線状光導波路であり、回路パターン要
73は鏡像関係にある略S字状カーブがふたつ交差し
た構造となっている。
【0025】光信号の分配については、例えば、光ファ
イバ51(送信線)に入射した光信号Sは図8に示すよ
うに受信線である光ファイバ61、63、64、に分配
されるが、光ファイバ62(受信線)のみには分配され
ない。なお、図8中に回路パターン要素7172
を図示した。
【0026】図8の回路パターンは送信用光ファイバ4
本あるいは受信用光ファイバ4本を物理的に接触させて
アライメントできるので光ファイバの平面導波路への取
り付けが容易になるという利点がある。また、回路面積
が小型になるという利点がある。これは光導波路の曲線
部分の曲が少ない構造であるためである。図8中の光導
波路交差角θは20°ないし45°、特に好ましくは3
0°程度に選ばれる。この程度の角度であれば光導波路
間の光信号のリークを防ぐことができる。また、本明細
書の他の実施例に比べて、本実施例の回路パターンは光
導波路の曲がりが緩やかに構成されているので、光導波
路の曲がりに起因する損失が低く抑えられ、また、基板
サイズも小さくすることができるという利点を有してい
る。
【0027】
【発明の効果】本発明の相互接続可能なスターカプラに
よれば、送信線と受信線とを分離した相互接続可能なス
ターカプラを光集積回路として構築することができる。
本発明のスターカプラの回路パターンを用いることによ
って、互いに交差する光導波路同士の光信号のリークを
防ぐことができる。また、平面基板への光ファイバ取り
付け面を2面とすることができ、製造が容易になる。ま
た、基板サイズを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例の相互接続可能なスター
カプラの平面図である。
【図2】 図1の相互接続可能なスターカプラ光導波路
回路の回路パターン要素を示す平面図である。
【図3】 本発明の第2実施例の相互接続可能なスター
カプラの平面図である。
【図4】 本発明の第3実施例の相互接続可能なスター
カプラの平面図である。
【図5】 図4の相互接続可能なスターカプラ光導波路
回路の回路パターン要素を示す平面図である。
【図6】 本発明の第4実施例の相互接続可能なスター
カプラの平面図である。
【図7】 図6の相互接続可能なスターカプラ光導波路
回路の回路パターン要素を示す平面図である。
【図8】 本発明の第5実施例の相互接続可能なスター
カプラの平面図である。
【図9】 図8の相互接続可能なスターカプラ光導波路
回路の回路パターン要素を示す平面図である。
【図10】 従来の相互接続可能なスターカプラの平面
図である。
【符号の説明】
1…平面基板 2、5、7、8…光ファイバ(送信線) 3、4、6、9…光ファイバ(受信線) 11、12、14、15、21、22、24、25…曲
線状光導波路 13、23、17、18、19、20…直線状光導波路 27、28…曲線状光導波路 29…光導波路交差部 31、34、35、37、40、41…光ファイバ(送
信線) 32、33、36、38、39、42…光ファイバ(受
信線) 43、44、45…回路パターン要素 51、52、53、54…光ファイバ(送信線) 61、62、63、64…光ファイバ(受信線) 71、72…回路パターン要素 101…平面基板 102、103、104、105…光ファイバ(送受信
兼用) 106、108…直線状光導波路 107、109、110…曲線状光導波路 S…光信号

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 相互接続可能なスターカプラにおいて、
    平面基板上に光導波路回路を形成すると共に、送信線と
    受信線からなる光ファイバ対を少なくとも4組以上の偶
    数組備え、この偶数組の光ファイバ対からふたつずつ光
    ファイバ対同士を対向させて配置し、この対向させた光
    ファイバ対間を該平面基板上に設けた2本の光導波路か
    らなる光導波路対からなる回路パターン要素を用いて接
    続すると共に、Y字型光分岐路を両側に備えた回路パタ
    ーン要素によって、前記光導波路対同士を連絡させたこ
    とを特徴とする相互接続可能なスターカプラ。
  2. 【請求項2】 請求項1の相互接続可能なスターカプラ
    において、対向させた光ファイバ対間を該平面基板上に
    設けた2本の光導波路からなる前記光導波路対の少なく
    とも片方が曲線光導波路からなることを特徴とする相互
    接続可能なスターカプラ。
  3. 【請求項3】 請求項2の相互接続可能なスターカプラ
    において、送信線と受信線からなる前記光ファイバ対が
    物理的に接触するように隣接配置されていることを特徴
    とする相互接続可能なスターカプラ。
  4. 【請求項4】 請求項1の相互接続可能なスターカプラ
    において、前記連絡用光導波路が3分岐回路を含んでい
    ることを特徴とする相互接続可能なスターカプラ。
  5. 【請求項5】 相互接続可能なスターカプラにおいて、
    平面基板上に光導波路回路を形成すると共に、送信線用
    光ファイバ4本を該平面基板の片方の端面に接続し、受
    信線用光ファイバ4本を該平面基板の反対側の端面に接
    続し、該光導波路回路はS次光導波路を2本交差させた
    回路構造を含むことを特徴とする相互接続可能なスター
    カプラ。
  6. 【請求項6】 請求項5の相互接続可能なスターカプラ
    において、前記送信線光ファイバ4本が互いに物理的に
    接触するように隣接配置されていることを特徴とする相
    互接続可能なスターカプラ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009008358A1 (de) 2008-02-19 2009-09-17 Toyoda Gosei Co., Ltd., Nishikasugai Lichtkoppler und Herstellungsverfahren für diesen
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