JP2001324653A - Thin type optical communication module - Google Patents

Thin type optical communication module

Info

Publication number
JP2001324653A
JP2001324653A JP2000143040A JP2000143040A JP2001324653A JP 2001324653 A JP2001324653 A JP 2001324653A JP 2000143040 A JP2000143040 A JP 2000143040A JP 2000143040 A JP2000143040 A JP 2000143040A JP 2001324653 A JP2001324653 A JP 2001324653A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffraction grating
light
optical communication
monitor module
communication monitor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000143040A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001324653A5 (en
Inventor
Yasuhisa Kuroda
靖尚 黒田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
Priority to JP2000143040A priority Critical patent/JP2001324653A/en
Publication of JP2001324653A publication Critical patent/JP2001324653A/en
Publication of JP2001324653A5 publication Critical patent/JP2001324653A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical communication monitoring module which confirms the presence or absence of communication for every channel of wave length multiplexed communication and which is made thin. SOLUTION: This module is provided at least with a diffraction grating for separating multiplexed lights and the module is made thin as a whole by making the spot of an incident light to be formed on the surface of the diffraction grating of the diffraction grating flat while making the angle (x) of incidence of a light with respect to the diffraction grating to be within 50 deg.-75 deg., (50 deg.<=x<=75 deg.) and making the difference between the angle (x) of incidence of the light and the output angle (y) from the diffraction grating to be equal to or larger than 10 deg. and smaller than 37 deg., (10 deg.<=x-y<37 deg.).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は光通信技術、特にD
WDM用光モジュールに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical communication technology, and
The present invention relates to an optical module for WDM.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の情報化社会の発展に伴い、通信媒
体の大容量化が求められている。これまで通信ケーブル
といえば同軸ケーブルが主体であったが、バンド幅の拡
大に伴い、基幹ケーブルには光ケーブルが使われてい
る。これにより、転送容量が大幅に拡大されたが、昨今
のインターネットといったコンピュータ間通信のデータ
転送量の拡大に伴い、1つの波長に情報を流すのではな
く、波長多重技術を使った通信方式が使われ始めてい
る。この多重化方式をDWDM(Dense Wave DivisionMu
ltiplexing)と呼称している。この方式のメリットは、
既に敷設されている光ケーブルを増設することなく、通
信容量を拡大できる点にある。
2. Description of the Related Art With the development of the information-oriented society in recent years, it is required to increase the capacity of communication media. Until now, communication cables were mainly coaxial cables, but with the expansion of bandwidth, optical cables have been used as backbone cables. As a result, the transfer capacity has been greatly expanded. However, with the recent increase in the amount of data transferred between computers such as the Internet, a communication method using wavelength multiplexing technology has been used instead of passing information on one wavelength. We are starting. This multiplexing method is referred to as DWDM (Dense Wave Division Mu).
ltiplexing). The advantage of this method is that
The point is that the communication capacity can be expanded without adding optical cables already laid.

【0003】この通信システムでは、波長可変レーザを
光源とし、光を変調するためのモジュールにそのレーザ
光源からの光を通すことによって、光に情報を重畳して
いる。これらを数十チャンネルに束ねるための光合波器
を経て、光多重化が完了する。多重化された光は1本の
光ケーブルを伝わり、途中光ファイバ増幅器で増幅され
ながら目的地まで伝送される。目的地では、多重化され
た光を光分波器に通し、元の1波ずつの光に分離した
後、光/電気(O/E)変換することで信号を復調す
る。
In this communication system, information is superimposed on light by using a wavelength variable laser as a light source and passing light from the laser light source through a module for modulating light. The optical multiplexing is completed through an optical multiplexer for bundling these into several tens of channels. The multiplexed light travels through one optical cable, and is transmitted to the destination while being amplified by an optical fiber amplifier on the way. At the destination, the multiplexed light is passed through an optical demultiplexer, separated into original light of each wave, and then subjected to optical / electrical (O / E) conversion to demodulate the signal.

【0004】ここで、多重化された光信号の中の各チャ
ンネルの状態を把握するために波長モニタというものが
必要となる。この装置を、例えば光ファイバ増幅器に導
入することで、光ファイバ増幅器の増幅率をコントロー
ルしたり、回線故障により入力信号が途絶えた際に、光
ファイバ増幅器が暴走しないように制御することが可能
となる。
Here, a wavelength monitor is required to grasp the state of each channel in the multiplexed optical signal. By introducing this device into an optical fiber amplifier, for example, it is possible to control the amplification factor of the optical fiber amplifier or to control the optical fiber amplifier from running away when the input signal is interrupted due to a line failure. Become.

【0005】このような光通信装置にモジュールを組み
込む場合、筐体のスペースの関係から、薄さを要求され
がちである。ところが、DWDM関連の光通信ジュール
の場合、多重化された光信号を一度各チャンネル毎に分
離する必要があることから、何等かの分光機能のある光
学素子又は光部品を導入しなければならない。そうした
光部品には、 ・波長フィルタ ・AWG(Arrayed Waveguide Grating) ・プリズム ・回折格子 といった、光の透過屈折現象の波長依存性を利用した素
子が用いられている。
When a module is incorporated in such an optical communication device, the optical communication device is often required to be thin because of the space of the housing. However, in the case of a DWDM-related optical communication module, the multiplexed optical signal needs to be separated once for each channel, so that an optical element or an optical component having some kind of spectral function must be introduced. For such optical components, elements utilizing the wavelength dependence of light transmission and refraction, such as a wavelength filter, an AWG (Arrayed Waveguide Grating), a prism, and a diffraction grating, are used.

【0006】この中で、図10の簡略化構成図で示され
た複数の波長フィルタ(F0、F1、F2、・・・Fn)を
用いたシステムは、特定の波長しか通さない波長フィル
タを各チャンネルの波長に対応して用意し、光分波器に
よって分波された多重化光をそれぞれの波長フィルタに
通すことで各チャンネルの状態をモニタすることが可能
となる。しかしながらここで問題であることは、チャン
ネル数が増えてくると、光分波器での光量ロスが大きく
なるため、大容量光通信システムのモニタには向かない
ことである。
Among them, a system using a plurality of wavelength filters (F 0 , F 1 , F 2 ,..., F n ) shown in the simplified configuration diagram of FIG. A wavelength filter is prepared corresponding to the wavelength of each channel, and the state of each channel can be monitored by passing the multiplexed light demultiplexed by the optical demultiplexer through each wavelength filter. However, the problem here is that if the number of channels increases, the light amount loss in the optical demultiplexer increases, which is not suitable for monitoring a large-capacity optical communication system.

【0007】そのために現在一般的に用いられているも
のは、図11に示されるような構成を有するAWGを利
用したシステムである。これは、光導波路をアーチ状に
形成し、そのアーチ部分の光路長を導波路ごとに徐々に
変化させることで、異なる波長の光が伝わるスラブ導波
路が異なるため、導波路出力側では各波長毎に分離した
光出力を得ることができる。この方式に従えば、導波路
自体は薄型であるためにコンパクトな光モジュールを形
成することができる。
For this purpose, a system generally used at present is an AWG-based system having a configuration as shown in FIG. This is because the optical waveguide is formed in an arch shape, and the slab waveguide through which light of different wavelengths is transmitted is different by gradually changing the optical path length of the arch portion for each waveguide. It is possible to obtain a separated light output for each. According to this method, a compact optical module can be formed because the waveguide itself is thin.

【0008】しかしこの方式では、導波路の屈折率分布
を作製することに高度な技術を必要とし、しかもそうし
た屈折率分布が温度によって変化することから、温度コ
ントロールが重要になってくる。そのために、AWGを
用いたシステムは一般に高価であることから、適用され
る範囲が限られてしまうのが実情である。
However, in this method, a high technique is required for producing a refractive index distribution of the waveguide, and since such a refractive index distribution changes with temperature, temperature control becomes important. For this reason, the system using the AWG is generally expensive, so that the applicable range is actually limited.

【0009】このような状況下にあって、安価で薄型の
DWDM用チャンネル・モニタを実現するには、薄型で
あっても作製し易い分光デバイスを用いる必要がある。
我々は、この要求を満たすデバイスとして、回折格子
(反射格子)に着目した。回折格子は、石英やシリコン
の基板上に細かな溝を形成し、そうした溝で発生する回
折光が互いに干渉することで、ある特定波長の光が特定
の方向へ出射されるように為すものである。溝形成技術
は、半導体で使われているフォトリソグラフィ技術が利
用できるため、非常に高精度な溝を形成することができ
る。また、一度形成した回折格子をマスターとして、転
写技術を使ってレプリカ形成もし易い。そのため、回折
構成デバイスは大量生産に向いたデバイスだと云える。
Under these circumstances, in order to realize an inexpensive and thin channel monitor for DWDM, it is necessary to use a spectral device which is thin but easy to manufacture.
We focused on a diffraction grating (reflection grating) as a device that meets this requirement. Diffraction gratings form fine grooves on a substrate made of quartz or silicon, and diffracted light generated in such grooves interferes with each other, so that light of a specific wavelength is emitted in a specific direction. is there. As the groove forming technique, a photolithography technique used in semiconductors can be used, so that a very accurate groove can be formed. In addition, it is easy to form a replica using a transfer technique using the diffraction grating once formed as a master. Therefore, it can be said that the diffraction configuration device is suitable for mass production.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで回折格子或は
反射型回折格子を分光デバイスに使用した場合、回折格
子面にある程度大きなビーム径を当てる必要があること
から、そうした大きな径のビームを作り出して、回折格
子に照射させる為には、それに応じたスペースがそれら
を収容する筐体に必要となる。ところが先に述べたよう
に、光通信モジュールには薄型化が求められているた
め、必要な波長分解能に対して充分大きな光束径を選択
することができず、結果的に所望の分波性能が得られな
いという技術的課題が生ずる。他方、回折格子にて分波
した光を各チャンルごとに集光させて受光素子アレイな
どの受光デバイスに結合させる場合、分波性能の低下に
よって、任意のチャンネルに、その隣接チャンネルに集
光すべき波長の光が漏洩し、チャンネル間のクロストー
クを悪化させる問題を生じていた。
When a diffraction grating or a reflection type diffraction grating is used for a spectral device, it is necessary to apply a somewhat large beam diameter to the diffraction grating surface. In order to irradiate the light on the diffraction grating, a space corresponding to the space is required for the housing for accommodating them. However, as described above, since the optical communication module is required to be thin, it is not possible to select a sufficiently large luminous flux diameter for a required wavelength resolution, and as a result, a desired demultiplexing performance is obtained. There is a technical problem that it cannot be obtained. On the other hand, when the light demultiplexed by the diffraction grating is condensed for each channel and coupled to a light receiving device such as a light receiving element array, the light is condensed to an arbitrary channel and to an adjacent channel due to a decrease in demultiplexing performance. Light having the required wavelength leaks, causing a problem of deteriorating crosstalk between channels.

【0011】またDWDM光通信においては、伝搬する
光の偏波を調整するような仕組みを備えていない。その
ため、通常、ファイバから出射される光の偏波状態を予
め知る手だてがない。そこで、光通信モジュールに対し
て偏波無依存性を求められるケースが多い。
[0011] In DWDM optical communication, there is no mechanism for adjusting the polarization of propagating light. Therefore, usually, there is no way to know in advance the polarization state of the light emitted from the fiber. Therefore, in many cases, polarization independence is required for the optical communication module.

【0012】光偏波依存は、電磁界の電界成分の振動面
が入射面に対して垂直(p波)、平行であるか(s波)
によって、反射、屈折の状態が変わることを指す。光モ
ジュールでは効率の点から反射光を扱うことが多く、ま
た、回折格子では回折光の干渉状態が入射角によって大
きく異なるために、偏波無依存な素子を作製することは
難しいのが現状である。
Optical polarization dependence is based on whether the vibration plane of the electric field component of the electromagnetic field is perpendicular (p-wave) or parallel (s-wave) to the plane of incidence.
Changes the state of reflection and refraction. In the optical module, reflected light is often handled from the point of efficiency.In the diffraction grating, it is difficult to fabricate a polarization-independent element because the interference state of the diffracted light varies greatly depending on the incident angle. is there.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は上述した課題に
鑑みて為されたものであり、安価で製作し易い回折格子
を分光素子として採用した光通信モニタ・モジュールを
提供するものである。本発明に従えば、その回折格子の
分波性能を維持しつつモジュールの筐体全体を薄型化す
ることができ、大量生産に向いた薄型で高性能な分波機
能を有する光通信モニタ・モジュールを提供するもので
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide an optical communication monitor module employing a low-cost and easily manufactured diffraction grating as a spectral element. According to the present invention, it is possible to reduce the thickness of the entire module housing while maintaining the demultiplexing performance of the diffraction grating, and an optical communication monitor module having a thin and high-performance demultiplexing function suitable for mass production. Is provided.

【0014】よって、本発明に従った光通信モニタ・モ
ジュールは、波長多重化通信の各チャンネル毎に所望の
波長を分波・分離する光通信モニタ・モジュールであっ
て、多重化された光を分光するための回折格子を少なく
とも備え、平行光で伝搬する光束径をモジュールの厚さ
方向の空間高さよりも小さくすると共に、該回折格子に
対する光の入射角xを50°から75°の範囲内として
(50°≦x≦75°)、該回折格子からの出射角yと
の差を10°以上37°未満と為し(10°≦x−y<
37°)、回折格子の回折格子面に形成される入射光ス
ポットを扁平とすることで、モジュール全体的な厚みを
薄くしている。
Therefore, the optical communication monitor module according to the present invention is an optical communication monitor module for demultiplexing / demultiplexing a desired wavelength for each channel of wavelength multiplexed communication. At least a diffraction grating for dispersing light is provided. The diameter of a light beam propagating in parallel light is made smaller than the spatial height in the thickness direction of the module, and the incident angle x of light on the diffraction grating is in the range of 50 ° to 75 °. (50 ° ≦ x ≦ 75 °), and the difference from the output angle y from the diffraction grating is set to 10 ° or more and less than 37 ° (10 ° ≦ xy <
37 °), the overall thickness of the module is reduced by making the incident light spot formed on the diffraction grating surface of the diffraction grating flat.

【0015】また、本発明に係る光通信モニタ・モジュ
ールは回折格子を用いることで入射光の分光を行うこと
になるが、こうした回折格子は偏波依存性を有してい
る。本発明では、モジュールの薄型を保持させたまま
で、こうした回折格子の特性を補償するようなミラーを
設置することで偏波依存性の問題を解決している。
The optical communication monitor module according to the present invention uses a diffraction grating to separate incident light, but such a diffraction grating has polarization dependence. In the present invention, the problem of polarization dependence is solved by installing a mirror that compensates for the characteristics of the diffraction grating while keeping the module thin.

【0016】よって、本発明に係る光通信モニタ・モジ
ュールは、波長多重化通信の各チャンネル毎の通信の有
無を確認する光通信モニタ・モジュールであって、多重
化された光を分光するための回折格子と、前記回折格子
による回折前或は回折後の光が入射するように、予め偏
波依存性を制御することによって前記回折格子が有する
偏波依存性と反対の性質を有するように為された誘電体
多層膜を有するミラーと、を少なくとも備えて、該回折
格子が有するPDLを最小とすることで、偏波無依存性
を実現している。
Therefore, the optical communication monitor module according to the present invention is an optical communication monitor module for confirming the presence or absence of communication for each channel of the wavelength multiplex communication, and for separating the multiplexed light. By controlling the polarization dependence in advance so that the diffraction grating and the light before or after diffraction by the diffraction grating are incident, the polarization grating has the opposite property to the polarization dependence of the diffraction grating. And a mirror having a dielectric multilayer film formed as described above, and the PDL of the diffraction grating is minimized, thereby realizing polarization independence.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適実施例を添付
図面を参照して詳細に説明する。尚、同様参照番号が図
面を通じて同一要素を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the same reference numerals indicate the same elements throughout the drawings.

【0018】添付図面中、特に図1には、本発明に従っ
た薄型光通信モジュール100の第1実施例の概略構成
が上側板を取り除いた状態で示された平面図である。こ
の薄型光通信モジュール100は、例えば、平面視で略
矩形の筐体10内に各種光学素子を配列することで構成
されている。この筐体10は、図1に示される実施例で
は、底側板と、各々が平行して対向する2組の側壁と、
上側板(図1は省略されている)とを備える。
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of a thin optical communication module 100 according to a first embodiment of the present invention with an upper plate removed. The thin optical communication module 100 is configured by, for example, arranging various optical elements in a substantially rectangular casing 10 in a plan view. In the embodiment shown in FIG. 1, the housing 10 includes a bottom plate, two sets of side walls that are opposed to each other in parallel,
And an upper plate (FIG. 1 is omitted).

【0019】多重化された光は光ファイバ2によって筐
体10内に導かれ、コリメータレンズ3によって所定の
径の光ビームに整形される。ここでのビーム径は筐体1
0が許容する該筐体10の厚み方向に対応して最も大き
な径とする。次に回折格子(反射格子)4に光ビームが
図2に示されるように入射するが、この時の入射角xが
50°〜75°の間の範囲内となるように調整する。こ
のことにより、入射角xと出射角yとの角度差を大きく
とることができ、回折格子4から反射(出射)される光
ビームの回折格子面上でのスポットにおける該回折格子
の溝と直交する方向の幅を大きくすることができる。よ
って、光ビーム形状は筐体10の面方向に沿って伸張さ
せられた長円形状又は楕円形状となる。
The multiplexed light is guided into the housing 10 by the optical fiber 2, and is shaped into a light beam having a predetermined diameter by the collimator lens 3. The beam diameter here is the case 1
0 is the largest diameter corresponding to the thickness direction of the housing 10 allowed. Next, the light beam is incident on the diffraction grating (reflection grating) 4 as shown in FIG. 2, and the incident angle x at this time is adjusted so as to be within a range of 50 ° to 75 °. As a result, the angle difference between the incident angle x and the exit angle y can be increased, and the light beam reflected (emitted) from the diffraction grating 4 is orthogonal to the groove of the diffraction grating in the spot on the diffraction grating surface. In this case, the width in the direction of movement can be increased. Therefore, the light beam shape becomes an elliptical shape or an elliptical shape extended along the surface direction of the housing 10.

【0020】こうして回折格子4で波長分散特性に応じ
て分光反射された各チャンネル毎の光は、ミラー5で反
射された後、集光レンズ6によって筐体面方向に沿った
光ビームが絞られ、各チャンネル毎に分離集光された集
光スポットが受光素子アレイ7上に得られる。尚、これ
ら集光スポットの各々は筐体10の厚み方向に長い長円
形或は楕円形スポットである。これにより、各々が筐体
厚み方向に長い複数の受光素子を筐体面方向に沿って配
列することで形成される受光素子アレイを使用すること
で、薄型筐体を用いながら、分離度が良好なチャンネル
・モニタを形成することが可能となる。
The light of each channel spectrally reflected by the diffraction grating 4 in accordance with the wavelength dispersion characteristic is reflected by the mirror 5 and then condensed by the condenser lens 6 to narrow the light beam along the housing surface. Focused spots separated and focused for each channel are obtained on the light receiving element array 7. Each of these condensed spots is an oval or elliptical spot that is long in the thickness direction of the housing 10. Thereby, by using the light receiving element array formed by arranging a plurality of light receiving elements each long in the housing thickness direction along the housing surface direction, the separation degree is good while using the thin housing. It is possible to form a channel monitor.

【0021】図3及び図4には、従来例と本発明との回
折格子に対する入射角の相違によって回折格子面上に形
成される光ビーム・スポットの形状の違いを明確化して
いる。即ち、図3(a)は従来例に係る入射角x1で光
ビームが入射して、出射角y1で反射されていく状態を
示し、図3(b)にはその場合における回折格子面上に
形成される略円形のスポット形状が示されている。他
方、図4は本発明に係る入射角x2で光ビームが入射し
て、出射角y2で反射されていく状態を示し、図4
(b)にはその場合における回折格子面上に形成される
略長円形状(又は楕円形状)のスポット形状が示されて
いる。図3(b)では、光束内に充分な溝本数が無いの
に対して、図4(b)では、同じ厚さの回折格子に対し
て充分な溝本数を光束内に入れることが可能になる。
FIGS. 3 and 4 clarify the difference in the shape of the light beam spot formed on the diffraction grating surface due to the difference in the incident angle with respect to the diffraction grating of the conventional example and the present invention. That is, FIG. 3A shows a state in which a light beam enters at an incident angle x 1 and is reflected at an exit angle y 1 according to the conventional example, and FIG. 3B shows a diffraction grating surface in that case. A substantially circular spot shape formed thereon is shown. On the other hand, FIG. 4 shows a state in which a light beam enters at an incident angle x 2 and is reflected at an exit angle y 2 according to the present invention.
(B) shows a spot shape of a substantially elliptical (or elliptical) shape formed on the diffraction grating surface in that case. In FIG. 3B, there is no sufficient number of grooves in the light beam, whereas in FIG. 4B, a sufficient number of grooves can be included in the light beam for a diffraction grating of the same thickness. Become.

【0022】次に、以上の点を考慮した具体的な光通信
モニタ・モジュールの設計例を説明する。使用する波長
は1.55μm帯を用いる。中心波長は1552.52
4nmと定める。チャンネル・ピッチは0.8nmであ
る。受光素子アレイにおける受光素子間の間隔は50μ
mとする。回折格子の回折次数は25次とし、入射角を
71.5°、出射角を38.5°となるように、格子定
数を24.7μmと決める。筐体の外形寸法は、85×
80×8.5mmとし、筐体の上側板及び底側板の上下
併せての厚みを4mmとする。よって、光路に利用でき
るスペースは厚み4.5mmとなる。このことから、フ
ァイバから光はコリメータレンズで4.05mmとなる
ように設計する。コリメータ・レンズから出射した光ビ
ームは回折格子に当たるが、このときの長軸の長さは1
0mmとなる。これが出射角38.5°で出射(反射)
されるので、受光素子アレイ7にて集光される集光スポ
ットの短軸長さは長軸の36%程度となる。これによ
り、約20チャンネルのチャンネル・モニタを実現する
のに充分な波長分解能を有する薄型のモジュールを実現
することが可能である。
Next, a specific example of designing an optical communication monitor module in consideration of the above points will be described. The wavelength used is in the 1.55 μm band. The center wavelength is 1552.52
It is determined as 4 nm. The channel pitch is 0.8 nm. The interval between the light receiving elements in the light receiving element array is 50μ.
m. The diffraction order of the diffraction grating is set to 25 order, and the grating constant is determined to be 24.7 μm so that the incident angle is 71.5 ° and the emission angle is 38.5 °. The outer dimensions of the housing are 85 ×
80 x 8.5 mm, and the total thickness of the upper and lower side plates of the housing is 4 mm. Therefore, the space available for the optical path has a thickness of 4.5 mm. Therefore, the light from the fiber is designed to be 4.05 mm by the collimator lens. The light beam emitted from the collimator lens impinges on the diffraction grating.
0 mm. This is emitted (reflected) at an emission angle of 38.5 °
Therefore, the short-axis length of the condensed spot condensed by the light-receiving element array 7 is about 36% of the long axis. This makes it possible to realize a thin module having a sufficient wavelength resolution to realize a channel monitor of about 20 channels.

【0023】上述の第1実施例では、回折格子面上に長
円形或は楕円形の光ビームのスポットを形成するため
に、回折格子への入射角度を浅くする手法として、回折
格子をそのままの状態で保持させた状態で、ファイバ及
びコリメータ・レンズからの光ビームの出射方向をそれ
らファイバ及びコリメータ・レンズの配置を回折格子に
対して移動させることで入射角を調整した。本発明で
は、それとは逆にファイバ及びコリメータ・レンズをそ
のまま保持させた状態で、図5(a)に示されるように
溝が刻まれた回折格子面の傾斜角度(α)を有する回折
格子を、図5(b)に示されるような傾斜角度(β)を
有する回折格子と置き換えることで(α<β)、結果と
しては第1実施例と同様に入射角を大きく為すことが可
能である。
In the above-described first embodiment, in order to form an elliptical or elliptical light beam spot on the diffraction grating surface, the diffraction grating is left as it is as a method of reducing the incident angle on the diffraction grating. In the state where the fiber and the collimator / lens were held in this state, the incident angle was adjusted by moving the direction of emission of the light beam from the fiber and the collimator / lens relative to the diffraction grating. In the present invention, on the contrary, while holding the fiber and the collimator lens as they are, the diffraction grating having the inclination angle (α) of the diffraction grating surface in which the grooves are cut as shown in FIG. By replacing with a diffraction grating having an inclination angle (β) as shown in FIG. 5B (α <β), as a result, it is possible to increase the incident angle as in the first embodiment. .

【0024】更に回折格子面上に長円形或は楕円形の光
ビームのスポットを形成するためには、図6に示される
ように、多重化された光の出射源としての光ファイバと
回折格子との間にシリンドリカル・レンズを介在させる
ことで長円形のスポットをその回折格子面上に形成する
ことができる。
Further, in order to form an elliptical or elliptical light beam spot on the diffraction grating surface, as shown in FIG. 6, an optical fiber as a multiplexed light emitting source and a diffraction grating are used. An oblong spot can be formed on the surface of the diffraction grating by interposing a cylindrical lens therebetween.

【0025】次に本発明の第2実施例に従った薄型光通
信モニタ・モジュールを説明する。一般に回折格子の回
折効率はブレーズ波長と呼ばれる領域で最大となる。と
ころが、フランホーファー近似が成り立たない、格子溝
が浅い回折格子では波動光学による回折現象が回折効率
に影響を与えるようになり、アノマリーと呼ばれる偏光
依存性を生じる(図8)。一般にブレーズ波長付近及び
長波長側ではp波の方が高い回折効率を示す。このp波
とs波との回折効率の比率のデシベル表記がPDL(Pol
arization Dependence Loss)と呼ばれる特性である。こ
の値が0dBに近ければ偏波依存性が少なくなる。
Next, a thin optical communication monitor module according to a second embodiment of the present invention will be described. In general, the diffraction efficiency of a diffraction grating becomes maximum in a region called a blaze wavelength. However, in a diffraction grating having a shallow grating groove where the Franhofer approximation does not hold, the diffraction phenomenon by wave optics affects the diffraction efficiency, and a polarization dependence called anomaly occurs (FIG. 8). Generally, near the blaze wavelength and on the long wavelength side, the p-wave shows higher diffraction efficiency. The decibel notation of the ratio of the diffraction efficiency between the p-wave and the s-wave is PDL (Pol
arization Dependence Loss). When this value is close to 0 dB, the polarization dependence is reduced.

【0026】一方、図9(b)の部分的拡大断面図に示
された構造を有する誘電体などを多層コートしたミラー
では、図9(a)に示されるように、規格化波長からず
れた領域において、p波の反射率が低下する。この現象
を利用すれば、回折格子が有するPDL特性を打ち消す
ことができる。
On the other hand, in a mirror coated with a dielectric or the like having a structure shown in the partially enlarged cross-sectional view of FIG. 9B, the wavelength is deviated from the normalized wavelength as shown in FIG. 9A. In the region, the reflectance of the p-wave decreases. By utilizing this phenomenon, the PDL characteristic of the diffraction grating can be canceled.

【0027】図7を参照して、この第2実施例の薄型光
通信モニタ・モジュール200を説明する。図1を参照
して説明した第1実施例と同様に、多重化された光は光
ファイバ22によってモジュール内に導かれ、コリメー
タ・レンズ23にて所定の径のビームに整形される。こ
こでのビーム径は筐体20に許される最も大きな径とす
る。次に、図9(b)に示されるような断面を有する誘
電体多層膜ミラー25を所定の角度に設置する。ミラー
25にコーティングされた反射膜は、所望の入射反射角
度において、回折格子24のPDL特性を充分打ち消す
事ができるだけのPDL特性を有するものである。この
誘電体ミラー25で反射した多重化光は、回折格子24
で分光される。分光された光は、集光レンズ26によっ
て受光素子アレイ27に集光され、そこでO/E変換さ
れることで情報処理される。尚、第1実施例での図1に
示されるミラー5と回折格子5とのように、この第2実
施例でも誘電体ミラー25と回折格子24の順序は入れ
替えても差し支えない。
Referring to FIG. 7, a thin optical communication monitor module 200 according to the second embodiment will be described. As in the first embodiment described with reference to FIG. 1, the multiplexed light is guided into the module by an optical fiber 22, and is shaped into a beam having a predetermined diameter by a collimator lens 23. The beam diameter here is the largest diameter allowed for the housing 20. Next, a dielectric multilayer mirror 25 having a cross section as shown in FIG. 9B is set at a predetermined angle. The reflection film coated on the mirror 25 has a PDL characteristic that can sufficiently cancel the PDL characteristic of the diffraction grating 24 at a desired incident reflection angle. The multiplexed light reflected by the dielectric mirror 25 is
Spectroscopy. The split light is condensed on the light receiving element array 27 by the condensing lens 26, where it is subjected to O / E conversion to be processed. Incidentally, like the mirror 5 and the diffraction grating 5 shown in FIG. 1 in the first embodiment, the order of the dielectric mirror 25 and the diffraction grating 24 may be changed in the second embodiment.

【0028】第1実施例で先に説明した具体的な光通信
モニタ・モジュールの設計例と同一の数値限定の条件で
の回折格子のPDLは1〜2dB程度であるから、例え
ば、誘電体多層膜コーティングの場合、中心波長に対す
る反射膜の設計波長の比を1.10〜1.15、或は、
0.86〜0.90の範囲内になるように反射膜を設計
する。更に、ミラーのPDL特性は入射反射角度によっ
ても微調整を行うことができる。
Since the PDL of the diffraction grating is about 1 to 2 dB under the same numerical limitation conditions as in the specific example of the design of the optical communication monitor module described earlier in the first embodiment, for example, a dielectric multilayer In the case of film coating, the ratio of the design wavelength of the reflective film to the center wavelength is 1.10 to 1.15, or
The reflection film is designed to be in the range of 0.86 to 0.90. Further, the PDL characteristics of the mirror can be finely adjusted also by the incident reflection angle.

【0029】本発明のモニタ・モジュールを構成する各
光分品間の位置精度は数μm以下が要求される。したが
って周囲温度の変化により筐体が熱膨張すると特性が不
安定となり易い。このため筐体には線膨張係数が小さい
材料を用いる必要がある。しかし加工性、製品の強度の
点から材料は金属であることが望ましい。本発明のモニ
タ・モジュールの筐体にはインバー材を使用した。この
材料の室温での線膨張係数は0.13×10−6であ
り、石英ガラスなどよりも小さい。インバー製の筐体厚
みは2.5〜3mmとした。筐体の一辺の長さ、85m
mに対して受光素子アレイ上で許容される光スポットの
位置ずれは5μm程度であるから、上記線膨張係数のイ
ンバー材を使用すれば、例えば−40〜85℃の温度範
囲でのモジュールの使用が要求されても充分安定と言え
る。このインバー材で形成した筐体の底面上に各光学部
品を接着した。接着には低膨張樹脂接着剤を用いるか、
レーザ融着を使用することができる。
The position accuracy between the optical components constituting the monitor module of the present invention is required to be several μm or less. Therefore, when the housing thermally expands due to a change in the ambient temperature, the characteristics tend to be unstable. Therefore, it is necessary to use a material having a small linear expansion coefficient for the housing. However, it is desirable that the material is metal from the viewpoint of processability and product strength. An invar material was used for the housing of the monitor module of the present invention. The linear expansion coefficient of this material at room temperature is 0.13 × 10 −6 , which is smaller than that of quartz glass or the like. The thickness of the housing made of Invar was 2.5 to 3 mm. Length of one side of the housing, 85m
Since the positional deviation of the light spot allowed on the light receiving element array with respect to m is about 5 μm, use of the invar material having the above-mentioned coefficient of linear expansion allows use of the module in a temperature range of, for example, −40 to 85 ° C. Is sufficiently stable even if is required. Each optical component was bonded on the bottom surface of the housing formed of the Invar material. Use low expansion resin adhesive for bonding,
Laser fusion can be used.

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明に従えば、回折格子、若しくは、
該回折格子及び誘電体多層膜ミラーの組み合わせを用い
ることで、AWGといった高度な分光素子を利用するこ
となく且つPDL特性を改善したDWDM薄型光通信モ
ニタ・モジュールを安価に提供することができる。
According to the present invention, a diffraction grating or
By using the combination of the diffraction grating and the dielectric multilayer mirror, a DWDM thin optical communication monitor module with improved PDL characteristics can be provided at low cost without using an advanced spectroscopic element such as AWG.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明の第1実施例に従った薄型光通
信モニタ・モジュールの上側板を取り除いて内部構成を
示す概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing an internal configuration of a thin optical communication monitor module according to a first embodiment of the present invention by removing an upper plate.

【図2】図2は、回折格子に対する入射光及び出射光の
関係を示す回折格子の概略斜視図である。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the diffraction grating showing a relationship between incident light and output light with respect to the diffraction grating.

【図3】図3(a)は回折格子面に対して従来角度での
入出射光の状態を示す側面図であり、図3(b)は回折
格子面に形成される略円形の入射光スポットを示す平面
図である。
FIG. 3A is a side view showing a state of incident light and outgoing light at a conventional angle with respect to the diffraction grating surface, and FIG. 3B is a substantially circular incident light spot formed on the diffraction grating surface; FIG.

【図4】図4(a)は回折格子面に対して本発明に従っ
た角度での入出射光の状態を示す側面図であり、図4
(b)は回折格子面に形成される長円形の入射光スポッ
トを示す平面図である。
FIG. 4 (a) is a side view showing the state of incoming and outgoing light at an angle according to the present invention with respect to the diffraction grating surface, and FIG.
(B) is a plan view showing an oblong incident light spot formed on the diffraction grating surface.

【図5】図5(a)及び(b)は、一定角度の入射光に
対して回折格子の格子面傾斜角度α,βを変化させた状
態を示す側面図であり、傾斜角度α<βである。
FIGS. 5A and 5B are side views showing a state in which the grating surface inclination angles α and β of the diffraction grating are changed with respect to incident light having a constant angle, and the inclination angles α <β It is.

【図6】図6は、本発明の第1実施例におけるコリメー
タ・レンズの代わりにシリンドリカル・レンズを配置し
た場合の一部変更実施例を示す概略構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a partially modified embodiment in which a cylindrical lens is disposed instead of the collimator lens in the first embodiment of the present invention.

【図7】図7は、図1に示されるミラーと回折格子の配
置順序を逆転した場合の薄型光通信モニタ・モジュール
の上側板を取り除いて内部構成を示す概略平面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic plan view showing the internal configuration of the thin optical communication monitor module when the arrangement order of the mirror and the diffraction grating shown in FIG. 1 is reversed, with the upper plate removed.

【図8】図8は、s偏光及びp偏光の各種波長に対する
回折効率を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing diffraction efficiency for various wavelengths of s-polarized light and p-polarized light.

【図9】図9(a)は、誘電体多層ミラーに対する、各
種波長に応じて変動する反射効率を示すグラフであり、
図9(b)は誘電体多層コートが為されたミラーの部分
的拡大断面図である。
FIG. 9A is a graph showing the reflection efficiency of a dielectric multilayer mirror that varies according to various wavelengths,
FIG. 9B is a partially enlarged cross-sectional view of a mirror provided with a dielectric multilayer coating.

【図10】図10は、多数の波長フィルタを用いた光通
信モニタ・モジュールの概略構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical communication monitor module using a number of wavelength filters.

【図11】図11は、AWGを用いた光通信モニタ・モ
ジュールの概略構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an optical communication monitor module using an AWG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 多重化光 2、22 光ファイバ 3,23 コリメータ・レンズ 4,24 回折格子 5,25 ミラー 6,26 集光レンズ 7,27 受光素子アレイ 10,20 筐体 100,200 光通信モニタ・モジュール DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Multiplexed light 2,22 Optical fiber 3,23 Collimator lens 4,24 Diffraction grating 5,25 Mirror 6,26 Condensing lens 7,27 Light receiving element array 10,20 Housing 100,200 Optical communication monitor module

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光通信モニタ・モジュールであって、 多重化光を伝送する光ファイバと、 前記光ファイバの開口端からの多重化光を平行化して光
ビームに為すレンズ手段と、 前記レンズ手段から出射光を所定の入射角度で受ける回
折格子面を有して、これを波長分散特性に応じて分光し
て出射する回折格子と、 前記回折格子から出射された光を集光する集光レンズ
と、 前記集光レンズからの分離集光された各チャンネル毎の
集光スポットを受光する受光素子アレイと、 前記光ファイバ開口端、レンズ手段、回折格子、集光レ
ンズ、並びに、受光素子アレイを含む筐体と、を備え、 前記入射ビームが前記回折格子面に形成するスポットの
形状を変形するように構成された光通信モニタ・モジュ
ール。
1. An optical communication monitor module, comprising: an optical fiber for transmitting multiplexed light; lens means for parallelizing multiplexed light from an open end of the optical fiber to form a light beam; Having a diffraction grating surface for receiving light emitted from the same at a predetermined incident angle, diffracting the light in accordance with the wavelength dispersion characteristic, and emitting the light; and a condenser lens for condensing the light emitted from the diffraction grating. A light-receiving element array for receiving a light-converged spot for each channel separated and condensed from the light-condensing lens; and an optical fiber opening end, a lens means, a diffraction grating, a light-condensing lens, and a light-receiving element array. An optical communication monitor module, comprising: a housing that includes:
【請求項2】 前記入射ビームの前記回折格子面に対す
る入射角度が、該入射ビームの該回折格子面に形成され
るスポットが長円形となるように傾斜されたことを特徴
とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジュール。
2. An incident angle of the incident beam with respect to the diffraction grating surface is tilted such that a spot formed on the diffraction grating surface of the incident beam has an elliptical shape. An optical communication monitor module according to item 1.
【請求項3】 前記入射ビームの前記回折格子面に対す
る入射角が50°〜75°の範囲内であり、該回折格子
からの出射角との差を10°以上37°未満とすること
を特徴とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジュ
ール。
3. An incident angle of the incident beam with respect to the diffraction grating surface is in a range of 50 ° to 75 °, and a difference from an emission angle from the diffraction grating is 10 ° or more and less than 37 °. The optical communication monitor module according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記レンズ手段がコリメータ・レンズで
あることを特徴とする、請求項1に記載の光通信モニタ
・モジュール。
4. The optical communication monitor module according to claim 1, wherein said lens means is a collimator lens.
【請求項5】 前記レンズ手段がシリンドリカル・レン
ズであることを特徴とする、請求項1に記載の光通信モ
ニタ・モジュール。
5. The optical communication monitor module according to claim 1, wherein said lens means is a cylindrical lens.
【請求項6】 前記回折格子面の前記入射ビームに対す
る傾斜角度が、該入射ビームの該回折格子面に形成され
るスポットが長円形となるように選択されたことを特徴
とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジュール。
6. The apparatus according to claim 1, wherein an inclination angle of the diffraction grating surface with respect to the incident beam is selected such that a spot formed on the diffraction grating surface of the incident beam has an oblong shape. An optical communication monitor module according to item 1.
【請求項7】 予め偏波依存性を制御することによって
前記回折格子が有する偏波依存性と反対の性質を有する
ように為された誘電体多層反射膜を有するミラーを更に
備えて、当該ミラーからの反射光を前記回折格子に入射
させることで該回折格子が有するPDLを最小とするこ
とを特徴とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジ
ュール。
7. A mirror having a dielectric multilayer reflective film made to have a property opposite to the polarization dependence of the diffraction grating by controlling the polarization dependence in advance, and the mirror is further provided. The optical communication monitor module according to claim 1, wherein the PDL of the diffraction grating is minimized by making reflected light from the light incident on the diffraction grating.
【請求項8】 予め偏波依存性を制御することによって
前記回折格子が有する偏波依存性と反対の性質を有する
ように為された誘電体多層反射膜を有するミラーを更に
備えて、前記回折格子からの出射光を当該ミラーに入射
させることで該回折格子が有するPDLを最小とするこ
とを特徴とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジ
ュール。
8. A mirror having a dielectric multilayer reflective film made to have a property opposite to the polarization dependence of the diffraction grating by controlling the polarization dependence in advance, and The optical communication monitor module according to claim 1, wherein the light emitted from the grating is incident on the mirror to minimize the PDL of the diffraction grating.
【請求項9】 前記筐体の材料がインバーであることを
特徴とする、請求項1に記載の光通信モニタ・モジュー
ル。
9. The optical communication monitor module according to claim 1, wherein the material of the housing is Invar.
JP2000143040A 2000-05-16 2000-05-16 Thin type optical communication module Pending JP2001324653A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000143040A JP2001324653A (en) 2000-05-16 2000-05-16 Thin type optical communication module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000143040A JP2001324653A (en) 2000-05-16 2000-05-16 Thin type optical communication module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001324653A true JP2001324653A (en) 2001-11-22
JP2001324653A5 JP2001324653A5 (en) 2005-11-10

Family

ID=18649910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000143040A Pending JP2001324653A (en) 2000-05-16 2000-05-16 Thin type optical communication module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001324653A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006113464A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Hitachi Cable Ltd Demultiplexer and multi-wavelength optical transmission module
US7139139B2 (en) 2002-02-06 2006-11-21 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical module

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7139139B2 (en) 2002-02-06 2006-11-21 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Optical module
JP2006113464A (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Hitachi Cable Ltd Demultiplexer and multi-wavelength optical transmission module

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5799118A (en) Integrated optical multiplexer-and-demultiplexer
JP3434489B2 (en) Array waveguide type diffraction grating
US7567736B2 (en) Waveguide type wavelength domain optical switch
Bland-Hawthorn et al. Instruments without optics: an integrated photonic spectrograph
JP2002022982A (en) Array waveguide type diffraction grating having reflection input coupling
JP2000241656A (en) Multiple wavelength multi-sepatation device
US5581639A (en) Raman-nath diffraction grating
JP2001272554A (en) Array waveguide type diffraction grating
US7587112B2 (en) Optical device and light control method
EP1059545A1 (en) Arrayed waveguide grating multiplexer and demultiplexer
US6215924B1 (en) Optical coupler device for dense wavelength division multiplexing
JP2001194541A (en) Optical waveguide circuit
Qiao et al. Athermalized low-loss echelle-grating-based multimode dense wavelength division demultiplexer
JP2004523764A (en) Integrated spectrometer with high spectral resolution, especially for high-speed communication and high-speed measurement, and method of manufacturing the same
WO2001086848A1 (en) Optical wavelength division multiplexer and de-multiplexer
JP3404031B2 (en) Integrated optical multiplexer / demultiplexer
KR20030004124A (en) Optical waveguide
JP2001221923A (en) Optical waveguide circuit
JP2001324653A (en) Thin type optical communication module
JP2000131542A (en) Optical transmission and reception module
JP2009198593A (en) Variable dispersion compensator
JP2000180641A (en) Light wavelength multiplexing and demultiplexing device
JPH0973020A (en) Optical multiplexer/demultiplexer
JP4123519B2 (en) Optical waveguide and optical multiplexer / demultiplexer
JP2004240215A (en) Optical communication device and optical communication system

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050907

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050907

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20051130

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070918

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080205