JP2002156564A

JP2002156564A - 光信号読取装置

Info

Publication number: JP2002156564A
Application number: JP2001260767A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Takeuchi; 喜則武内; Shinichi Wakabayashi; 信一若林
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-09-05
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-05-31

Abstract

(57)【要約】【課題】光ファイバを伝搬する光信号の読取り装置に
おいて、従来技術では実現できなかった、光ファイバ内
を伝搬中の光信号にほとんど影響を与えることなく、光
信号の内容を読取る光信号読取り装置を簡単な構成で実
現することを目的とする。【解決手段】光ファイバ１０１を伝搬中の光信号が僅
かに漏れ出すように、コアに屈折率変調構造部４０４を
形成し、この部分を光電変換素子１０５に近接して設置
することによって、光ファイバ中を伝搬する光信号を読
取る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光導波路や光ファイ
バ中を伝搬する光信号の読取装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光を屈折率差で閉じこめて導波させる構
造を基板上に形成した光導波路や、中心部のコアとその
周囲を覆うクラッドなどから形成された光ファイバ（以
下両者を総称して光伝送路という）が、従来から光を伝
搬するものとして使用されてきた。その内の光導波路に
は、誘電体光導波路、Si光導波路、ポリマー光導波路、
石英系光導波路などがある。

【０００３】従来技術による、光伝送路中を伝搬する光
信号を電気信号に変換して、内容を読取る装置の概要を
図9を用いて説明する。光信号が伝搬する光ファイバ９
０１を切断し、光ファイバコア端面から出射する信号光
９０２を、直接あるいはレンズ９０３等の光学素子を介
して光電変換装置９０４の光電変換領域９０５に導き、
ここで光電変換を行い電気信号を得るというものであっ
た。

【０００４】また、光ファイバケーブルの外に信号パワ
ーの一部を放射する漏洩光ファイバケーブルとそれを利
用した通信方式としては、例えば、特開昭54-1642号公
報に記載されているようなものがあった。それまでは同
軸ケーブルにマイクロ波帯の電磁波を通していたために
生じた漏洩波が他の無線装置などに対し妨害電波とな
り、誤動作の原因となっていた。この通信方式は、これ
を解決するために考案された。

【０００５】更にまた、光ファイバから光を取り出す従
来例として、例えば特開昭62-8102号公報がある。この
従来例は、光ファイバのグラッドを複数箇所で切除し、
この切除部にそれぞれ異なる波長選択性を有するグレー
ティングを形成し、そして、そのグレーティング部から
選択的に光を漏洩させることにより、部品点数の少ない
簡単な構成でかつ、安価な光波長分配器を提供するもの
である。

【０００６】また、回折格子を持つ光検出装置の従来技
術として、例えば特開平5-87635号公報がある。この従
来例は、波長多重通信において１波当たりの波長帯幅を
狭く設定して波長多重度を増加できるようにするなどの
ために利用され、受光した光の波長変動などを検出する
機能を持つ光検出装置であった。この光検出装置は、半
導体光導波路に回折格子が形成され、この導波路の外部
に出射される回折光が複数部分からなる光検出素子列で
受光されるようになっている。この装置の検出素子列は
この導波路に入射する光の波長変動による回折光の出射
角の変化を検出し、この検出情報に基づいて、この装置
は光導波路に注入される電流を制御することによりこの
導波路のブラッグ波長を調整する。

【０００７】また更に光ファイバのコアにファイバグレ
ーティングを形成する別の従来例として、例えば、U.S
Patent Number 5,430,817公報がある。この従来例は、
光ファイバ通信システムにおいて、光信号を増幅する光
増幅器内の未使用励振エネルギーを非導波モードにシフ
トさせることによって除去し、光増幅器の性能劣化を防
ぐことを目的とする長周期スペクトル成形デバイスであ
った。このデバイスは周期距離が５０μｍ以上１５００
μｍ以下の複数の屈折率摂動を有する長周期ファイバグ
レーティングからなっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この図
9に示す前記従来の光信号読取装置は、光導波路または
光ファイバ中を伝搬している光信号を読取るために、光
導波路や光ファイバの端面から、一旦光信号を取り出し
てしまう。読取った信号を、再び光信号の形で光ファイ
バ中を伝搬させるためには、光電変換素子で電気に変換
した信号を、再度光信号に変換し直して、光ファイバに
入射させる必要がある。この構成の場合には、光−電気
変換と電気−光変換が必要なので、部品点数が倍以上に
なってしまうばかりか、一本の光伝送路に多数の読取り
部を設けるというような、多段構成の場合には、変換時
の歪が蓄積されて、末端部での歪や雑音の増大が避けら
れない。また、双方向の光信号を伝搬させるシステムに
おいては、前記光信号読取装置を、２組用意しなければ
ならない。

【０００９】一方、光ファイバ中を伝搬する光信号にほ
とんど影響を与えることなく、光信号を読取る構成とし
て、光信号読取装置の前段に光分岐器を追加して、光信
号の一部だけを光信号読取装置へ導く方法が考えられ
る。この場合には、多段構成とした場合でも顕著な歪や
雑音の増大はない。しかし、この構成でも双方向の光信
号を伝搬させるシステムに対応することはできず、双方
向光信号に対応して、光信号読取装置を２組用意しなけ
ればならない。

【００１０】また、特開昭54-1642号公報に記載の従来
例においては、光ファイバケーブルのクラッドの厚さを
十分薄くし、かつコアとクラッドとの屈折率差を小さく
し，更に光フアイバを尖がり部分ができるように曲げる
ことが必要であった。

【００１１】また、特開昭62-8102号公報に記載の従来
例においては、光ファイバのクラッドは切除され、そし
て、グレーティング部が形成される必要があった。

【００１２】また、特開平5-87635号公報に記載の従来
例においては、この導波路と検出素子列間には１０mmと
いう実施例が示すような所定の距離が必要であった。す
なわち、これら導波路と検出素子列は離れた位置関係に
なければならなかった。また、この従来例は、屈折率が
周期的に変化するような構造において、回折光が集中し
て強くでる方向を決定する条件であるブラッグ反射条件
の入射角に関する許容範囲が薄い回折格子では広がり、
そのため周期的な屈折率の変化を生じさせる回折格子
の、その屈折率の変化している並びの方向、すなわち、
波数ベクトル方向に伝搬する光であっても、回折格子の
波数ベクトル方向に対して垂直な方向にも光が回折しう
るといった性質を利用したものである。このため半導体
レーザで使用されるような光導波層に近接して層間界面
が波状に加工され、そして実効的な厚さが0.2μm以下の
極めて薄い回折格子を伴う光導波層でないと上記のよう
な回折光を外部に出射できなかった。

【００１３】また、U.S Patent Number 5,430,817公報
に記載の従来例においては、この長周期ファイバグレー
ティングは、この励振エネルギーを光の反射によるので
はなく、コアの導波モードからクラッドの非導波モード
に変換することによって除去するものであった。

【００１４】本発明は、前記従来の課題を解決するため
になされ、その目的とするところは、光伝送路中を伝搬
する光信号を読取ろうとするとき、従来の光信号読取装
置の構成が有する、読取る際に光信号に重大な影響を与
える、部品点数が多くなる、双方向の光信号に十分対応
できないといった欠点を改善し、光伝送路内を伝搬中の
光信号にほとんど影響を与えることなく、光信号の内容
を読取る光信号読取装置を簡単な構成で実現することに
ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決す
る本発明に係る光信号読取装置は、伝搬中の光信号が僅
かに漏れ出すように、光伝送路に沿って屈折率が周期的
に変化する構造部（以下、屈折率変調構造部という）を
設け、その漏れだした光信号を読取るために、この屈折
率変調構造部に近接して、かつこの光伝送路に沿って配
置された光電変換素子を備えている。

【００１６】また、この光電変換素子は、この屈折率変
調構造部が形成された部分の光伝送路を、光電変換素子
の光電変換領域に近接した所定の位置に導く構造を有し
ている。

【００１７】これによって、光伝送路内を伝搬中の光信
号にほとんど影響を与えることなく、光信号の内容を読
取る光信号読取装置を簡単な構成で実現することができ
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】請求項１記載の発明は、光伝送路
に沿って屈折率が変化するようにグレーティングを設け
た前記光伝送路と、前記光伝送路から漏れだした光を受
け取るために前記光伝送路に沿って配置された光電変換
素子とを有する光信号読取装置であり、グレーティング
の効果により、光伝送路中を伝搬する光信号の内の外部
に漏れ出した光を検知することで、伝搬中の光信号にほ
とんど影響を与えることなく、光信号を読取るという作
用を有する。

【００１９】請求項２記載の発明は、前記光伝送路に沿
って前記屈折率が周期的に変化する請求項１に記載の光
信号読取装置であり、周期的に屈折率が変化する構造に
より、外部に幅広い周波数帯の光が漏れ出し、信号光の
取り出し効率が向上するという作用を有する。

【００２０】請求項３記載の発明は、前記グレーティン
グが前記光伝送路の光伝搬軸に対して角度を有する請求
項１に記載の光信号読取装置であり、信号光の取出し効
率が向上するという作用を有する。

【００２１】請求項４記載の発明は、光伝送路に沿って
屈折率が周期的に変化する構造を形成した屈折率変調構
造部を設けた前記光伝送路と、前記光伝送路から漏れだ
した光を受け取るために前記光伝送路に沿って配置され
た光電変換素子とを有する光信号読取装置であり、屈折
率変調構造の効果により、光伝送路中を伝搬する光信号
の内の外部に漏れ出した光を検知することで、伝搬中の
光信号にほとんど影響を与えることなく、光信号を読取
るという作用を有する。

【００２２】請求項５記載の発明は、前記屈折率変調構
造部の波数ベクトル方向が、前記光伝送路の前記光伝搬
軸方向と異なる請求項４に記載の光信号読取装置であ
り、信号光の取出し効率が向上するという作用を有す
る。

【００２３】請求項６記載の発明は、前記屈折率変調構
造部が前記光伝送路の中を伝搬する光の一部を反射する
請求項４又は５に記載の光信号読取装置であって、信号
光の取出し効率が向上するという作用を有する。

【００２４】請求項７記載の発明は、前記光電変換素子
はクラッドを有し、かつ前記光電変換素子に近接する前
記光伝送路のクラッドの一部は、前記光電変換素子に近
接した部分を除く残余の前記クラッドに比べて薄い形状
をした請求項４乃至６のいずれかに記載の光信号読取装
置であり、信号光の取出し効率が向上するという作用を
有する。

【００２５】請求項８記載の発明は、前記屈折率変調構
造部の屈折率の変調周期が1μｍ以下の短周期グレーテ
ィングである請求項５に記載の光信号読取装置であり、
信号光の取出し効率が向上するという作用を有する。

【００２６】請求項９記載の発明は、前記光電変換素子
の光電変換領域が、前記光伝送路に沿って延長された平
面形状をした請求項４乃至８のいずれかに記載の光信号
読取装置であり、近接して設置した光伝送路から外へ漏
れる信号光を、効率的に光電変換領域と結合させるとい
う作用を有する。

【００２７】請求項１０記載の発明は、前記光電変換素
子が前記光伝送路を所定の位置に導く構造を有した請求
項４乃至８のいずれかに記載の光信号読取装置であり、
光の結合効率の安定性、光伝送路と光電変換素子との間
の実装精度を向上させるという作用を有する。

【００２８】請求項１１記載の発明は、前記光電変換素
子の光電変換領域が前記光伝送路に沿って延長された形
状をし、かつ、前記光電変換素子が前記光伝送路を所定
の位置に導く構造を有した請求項４乃至８のいずれかに
記載の光信号読取装置であり、光の結合効率の安定性、
光伝送路と光電変換素子との間の実装精度を向上させる
という作用を有する。

【００２９】請求項１２記載の発明は、光伝送路に沿っ
て屈折率が周期的に変化する構造を形成した屈折率変調
構造部を設けた前記光伝送路と、前記光伝送路から漏れ
だした光を受け取るために前記光伝送路に沿って配置さ
れた光電変換素子とを備え、前記光電変換素子が前記光
伝送路に密着するための溝部を有する光信号読取装置で
あり、光の結合効率の安定性、光伝送路と光電変換素子
との間の実装精度を向上させるという作用を有する。

【００３０】請求項１３記載の発明は、前記屈折率変調
構造部の波数ベクトル方向が、前記光伝送路の方向と異
なる請求項１２に記載の光信号読取装置であり、信号光
の取出し効率が向上するという作用を有する。

【００３１】請求項１４記載の発明は、前記屈折率変調
構造部の屈折率の変調周期が1μｍ以下の短周期グレー
ティングである請求項１３に記載の光信号読取装置であ
り、信号光の取出し効率が向上するという作用を有す
る。

【００３２】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。

【００３３】（実施の形態１）図１は、本発明の第１の
実施の形態における光信号読取装置の斜視図を示すもの
である。

【００３４】図１において屈折率変調構造部１０４が光
電変換素子１０５に近接している光ファイバ１０１のコ
ア１０２に形成されている。この光電変換素子１０５
は、高感度、低雑音、広帯域、および光ファイバとの大
きさの適合性といった光通信システムに要求される基本
的仕様を考慮すると、フォトダイオードが最も好適であ
る。本実施の形態においては、化合物半導体のpinフォ
トダイオード（pin-PD）またはアバランシェフォトダイ
オード（APD）を用いており、半導体基板１０６上にｎ
型半導体層１０７、光電変換領域であるｉ型半導体層１
０８、およびｐ型半導体層１０９が形成されている。光
ファイバ１０１のコア１０２には、光信号が伝搬してお
り、屈折率変調構造部１０４によりこの光信号の一部が
光ファイバ１０１の外に漏れ出す。その漏れだした光信
号は、この光ファイバ１０１に接して設置された光電変
換素子１０５の光電変換領域であるｉ型半導体層１０８
で信号電流に変換される。このｉ型半導体層１０８は、
光ファイバ１０１の光伝搬軸方向に細長く形成されてお
り、光ファイバ１０１からの漏れ光を無駄なく光電変換
できるようになっている。また、光ファイバ位置決め溝
１１０は、光ファイバ１０１の位置を光電変換領域１０
８に対して適切な位置に導く作用を持っている。

【００３５】図３は、本発明の第１の実施の形態におけ
る光信号読取装置の断面模式図である。図３において、
その屈折率変調構造部３０４は例えばコア１０２にゲル
マニウムをドープしたフォト・リフラクティブ材質にし
て紫外線レーザ光をマスクを介して照射することにより
形成される。図３に示した実施例１の屈折率の変調周期
は数十μｍから数百μｍで、いわゆる長周期グレーティ
ングになっている。この長周期グレーティングは、コア
の伝搬モードとクラッドの伝搬モードをカップリングさ
せる作用を有しており、特開平5-87635号公報のような
光の伝搬方向と垂直な方向に回折光を放射するものとは
異なる。すなわち、この長周期グレーティングは、コア
中を伝搬する光を、閉じこめが弱く光ファイバの外へ光
が漏れ出しやすいクラッド中を伝搬する光へと変換する
といった特性を有している。従って、この長周期グレー
ティングがそのコアに形成されているため、光信号伝搬
方向３０１および光伝搬信号３０２の矢印で示したコア
を伝搬する1.3μｍ帯または1.5μｍ帯の光通信波長の光
は、クラッドモードと結合し、コアからの光の放射３０
３の矢印で示すようにクラッド１０３へ染出す。この光
を、光電変換領域であるｉ型半導体層１０８へ導いて信
号電流として取り出す。ここで形成する屈折率変調の大
きさを適切に設定することにより、取り出す光の量を調
整することができる。

【００３６】その取り出す信号光の波長幅は、屈折率の
変調の大きさで変更することが出来るが、同時に光の取
り出し効率も変化してしまうため、最適設計はやや難し
い。しかし、チャープドグレーティングと呼ばれる屈折
率の変調の周期が順次変化している構造にすれば、光取
り出し効率とは無関係に、1nm以下から数十nmの波長幅
の範囲で、システム要求に応じた波長幅の光を取り出す
ことができる。

【００３７】なお、本実施例１では屈折率変調構造部を
コアに形成したが、コアではなくクラッドに形成しても
同様の効果を得ることが出来る。これはクラッドの屈折
率変調構造部が、コアを伝搬中の光に影響を与え、コア
の実効屈折率を変調させるという特性を有するためであ
る。

【００３８】図３の光ファイバ１０１に、光信号伝搬方
向３０１の矢印とは逆の光信号伝搬方向３０２の矢印方
向に光信号が伝搬している場合でも、本実施例１の構成
を持ってすれば、同じ光電変換素子が、逆方向の光信号
を読取ることができる。

【００３９】図４も、本発明の第１の実施の形態におけ
る光信号読取装置の断面模式図であるが、屈折率変調構
造部４０４の構成が、図３に示したものとは異なってい
る。すなわち、図４の屈折率変調構造部４０４は屈折率
変調の波数ベクトル方向が、光の伝搬軸と異なってお
り、屈折率の変調周期も1μm以下の短周期グレーティン
グである。このような屈折率変調構造部４０４の中を、
光信号伝搬方向３０１の矢印方向に伝搬する光は、コア
からの光の放射４０３の矢印のように斜め下方に放射さ
れる。このときの、放射強度、放射波長幅等は、屈折率
変調構造部４０４の波数ベクトル方向の光伝搬方向に対
する傾き、屈折率の変調の大きさ、及び屈折率変調構造
部のチャープ構造によって決まる。そして、これらを適
切に設計することによって、所望の光信号を読取ること
ができる。

【００４０】また、この実施例のような光伝搬軸に対し
て傾いた短周期グレーティングは、等方的に光を放射す
るのではなく、ブラッグ反射条件を満足する方向を中心
に光を出射するという性質があり、これにより光信号を
高効率で取り出すことが可能になっている。このような
特徴は長周期グレーティングにはないものであり、U.S
Patent Number 5,430,817公報のように、たとえ長周期
グレーティングを図４のように屈折率変調の波数ベクト
ルが、光の伝搬軸と異なった屈折率変調構造部４０４と
して形成しても、光を取り出す原理が異なるので、光信
号を効率よく取り出すことは出来ない。

【００４１】なお、図４に示す実施例でも屈折率変調構
造部をコアに形成したが、コアではなくクラッドに形成
しても同様の効果を得ることが出来る。これは長周期グ
レーティングおよび短周期グレーティングにかかわら
ず、クラッドの屈折率変調構造が、コア伝搬中の光に影
響を与え、コアの実効屈折率を変調するという特性を有
するためである。

【００４２】また、通常の光ファイバの直径は125μmで
あり、コア径は約10μm、クラッドの厚さは、60μm程度
である。そして、フォトダイオードの厚さは、本実施例
に示した裏面入射型のフォトダイオードの場合、一般的
に100μm程度である。従って、コアと光電変換領域の間
隔は、約60〜約200μmとなる。この程度接近していれ
ば、コアから放射された光を、実用的な効率で光電変換
領域に導くことは、十分に可能である。

【００４３】更に、図１にあるように、光電変換素子の
半導体基板１０６の主面側を研磨等によって、溝状に加
工すれば、光電変換領域であるｉ型半導体層１０８とコ
ア１０２との距離が近づくため読出し効率が向上する。

【００４４】また更に、本実施例１では、裏面入射型の
フォトダイオードを用いたが、光ファイバに近い方か
ら、ｐ型半導体層、光電変換領域であるｉ型半導体層、
ｎ型半導体層そして、半導体基板という順に形成された
フォトダイオードを使用することもできる。

【００４５】以上のように、本実施例１によれば、コア
に屈折率変調構造部を設けた光伝送路から漏れだした光
信号を、その屈折率変調構造部に近接し、かつ光伝搬軸
に平行に受光面が配置された光電変換素子が検知するこ
とにより、光信号を読み取ることができる。このため本
実施例は、図９に示すような従来技術のように、光信号
を読み取るのに光信号の伝搬の途中に光−電気変換、及
び電気−光変換を行う必要が無く、部品点数も少なくて
済むという効果を有する。

【００４６】なお、本実施の形態では光ファイバを用い
たが、光ファイバ以外の光導波路を用いても同様の効果
が得られる。

【００４７】（実施の形態２）図５は、本発明の第２の
実施の形態における光信号読取装置の断面模式図であ
る。

【００４８】図５において、光電変換素子であるフォト
ダイオード５０１，５０２が長周期グレーティング型の
屈折率変調構造部３０４が形成されている部分の光ファ
イバ１０１の上下に配置されている点が図３と異なる。
これにより、光電変換素子により検出される光信号の量
は倍になり、光信号の読出し効率を向上させることがで
きる。更に２個以上のフォトダイオードを、光ファイバ
の周囲に配置すれば、一層の読出し効率向上を図ること
ができる。

【００４９】図６は、本発明の第２の実施の形態におけ
る光信号読取装置の断面模式図である。図６において、
屈折率変調構造部４０４が、それの波数ベクトル方向が
光の伝搬軸と異なった形態をしている短周期グレーティ
ングである点が図５の実施例と異なる。この構成では、
屈折率変調構造部４０４の作用によって、光信号伝搬方
向３０１の矢印方向から伝搬する光信号は、屈折率変調
構造部４０４により一部が反射されフォトダイオード５
０１に結合する。光信号伝搬方向３０２の矢印方向から
伝搬する光信号は、フォトダイオード５０２と同じく結
合する。従って、本発明の構成は、光ファイバ中を伝搬
している光信号を分離して読み出すことができるという
作用も有する。

【００５０】なお、本実施の形態では光ファイバを用い
たが、光ファイバ以外の光導波路を用いても同様の効果
が得られる。

【００５１】（実施の形態３）図２は、本発明の第３の
実施の形態における光信号読取装置の斜視図である。

【００５２】図２において、光ファイバ２０１のクラッ
ドの薄い部分２０４は、光電変換素子２０５に取り付け
られている。この取り付け部分のクラッドの厚みは約１
０μｍに研磨されている。そして、このクラッドの薄い
部分２０４の位置にあるコア２０２には、屈折率変調構
造部が形成されている。

【００５３】また、この光電変換素子２０５は、高感
度、低雑音、広帯域、および光ファイバとの大きさの適
合性といった光通信システムに要求される基本的仕様を
考慮すると、フォトダイオードが最も好適であり、本実
施の形態においても、化合物半導体のpinフォトダイオ
ード（pin-PD）またはアバランシェフォトダイオード
（APD）を用いる。また、この光電変換素子２０５は、
光ファイバ２０１に近い方からｐ型半導体層２０９、光
電変換領域であるｉ型半導体層２０８、ｎ型半導体層２
０７そして、半導体基板２０６が形成されている。

【００５４】図７は、本発明の第３の実施の形態におけ
る光信号読取装置の断面模式図である。その光電変換素
子２０５に相対する位置のコア２０２には第１の実施例
の図４に示すのと同様な光伝搬軸に対して傾いた短周期
グレーティングである屈折率変調構造４０４が形成され
ている。これにより、第１の実施例と同じく光信号伝搬
方向３０１の矢印方向に伝搬する光は、コアからの光の
放射４０３のように、斜め下方に放射される。この実施
例３では、その光電変換素子２０５に近接する部分のグ
ラッドの厚さを、その光電変換素子２０５に近接してい
ない部分のクラッドより薄くしているため光電変換領域
であるｉ型半導体層２０８との距離が短くなり、電気信
号への変換効率が増すという効果がある。これは第１の
実施例において、光電変換素子１０５の半導体基板１０
６が溝状に削られてコアと光電変換領域との距離が小さ
くなり、その結果電気信号への変換効率が向上したのと
等価である。

【００５５】なお、本実施の形態では光ファイバを用い
たが、光ファイバ以外の光導波路を用いても同様の効果
が得られる。

【００５６】（実施の形態４）図８は、本発明の第４の
実施の形態における複数の光信号読取装置を含むシステ
ムの模式図を示す。

【００５７】図８において、このシステムは光ファイバ
８０１と本発明にかかる光信号読取装置８０２とで構成
されている。これまで説明してきたように、光ファイバ
８０１を伝搬する光信号８０３は、光信号読取装置８０
２の部分を通過しても、読出しに必要な極わずかな光パ
ワーが失われるだけで、それ以上の影響を受けない。従
って、図８に示すように、複数の光信号読取装置８０２
を、光ファイバの伝送路上に設置しておけば、それぞれ
の設置場所で、同じ光信号を電気信号８０４に変換して
読み出すことができるようになる。従来の光カプラと光
電変換素子によって構成されていたシステムに比較し
て、簡便な構造で同様の機能を実現することができてい
る。更に、本発明は、従来の構成では不可能であった双
方向信号へも、このままの形態で対応することができる
という大きな利点を有している。

【００５８】なお、本実施例では光ファイバを用いた
が、光ファイバ以外の光導波路を用いても同様の効果が
得られる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、簡単な構
成で光ファイバ中を伝搬中の光信号にほとんど影響を与
えることなく、光信号の内容を読取ることができるとい
う有利な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施の形態における光信号読取装
置の斜視図

【図２】本発明の第３の実施の形態における光信号読取
装置の斜視図

【図３】本発明の第１の実施の形態における光信号読取
装置の断面模式図

【図４】本発明の第１の実施の形態における光信号読取
装置の断面模式図

【図５】本発明の第２の実施の形態における光信号読取
装置の断面模式図

【図６】本発明の第２の実施の形態における光信号読取
装置の断面模式図

【図７】本発明の第３の実施の形態における光信号読取
装置の断面模式図

【図８】本発明の第４の実施の形態における複数の光信
号読取装置を含むシステムの模式図

【図９】従来例の光信号読取装置の構成図

【符号の説明】

１０１光ファイバ１０２コア１０３クラッド１０４屈折率変調構造部１０５光電変換素子１０６半導体基板１０７ｎ型半導体層１０８ｉ型半導体層１０９ｐ型半導体層１１０光ファイバ位置決め溝２０１光ファイバ２０２コア２０３クラッド２０４クラッドの薄い部分２０５光電変換素子２０６半導体基板２０７ｎ型半導体層２０８ｉ型半導体層２０９ｐ型半導体層３０１光信号伝搬方向３０２光信号伝搬方向３０３クラッドモードと光の放射３０４屈折率変調構造部４０３コアからの光の放射４０４屈折率変調構造部５０１光電変換素子５０２光電変換素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光伝送路に沿って屈折率が変化するよう
にグレーティングを設けた前記光伝送路と、前記光伝送
路から漏れだした光を受け取るために前記光伝送路に沿
って配置された光電変換素子とを有する光信号読取装
置。
【請求項２】前記グレーティングの屈折率が周期的に
変化する請求項１に記載の光信号読取装置。
【請求項３】前記グレーティングが前記光伝送路の光
伝搬軸に対して角度を有する請求項１に記載の光信号読
取装置。
【請求項４】光伝送路に沿って屈折率が周期的に変化
する構造を形成した屈折率変調構造部を設けた前記光伝
送路と、前記光伝送路から漏れだした光を受け取るため
に前記光伝送路に沿って配置された光電変換素子とを有
する光信号読取装置。
【請求項５】前記屈折率変調構造部の波数ベクトル方
向が、前記光伝送路の光伝搬軸方向と異なる請求項４に
記載の光信号読取装置。
【請求項６】前記屈折率変調構造部が前記光伝送路の
中を伝搬する光の一部を反射する請求項４又は５に記載
の光信号読取装置。
【請求項７】前記光伝送路はクラッドを有し、かつ前
記光電変換素子に近接する前記光伝送路の前記クラッド
の一部が、前記光電変換素子に近接した部分を除く残余
の前記クラッドに比べて薄い形状をした請求項４乃至６
のいずれかに記載の光信号読取装置。
【請求項８】前記屈折率変調構造部の屈折率の変調周
期が1μｍ以下の短周期グレーティングである請求項５
に記載の光信号読取装置。
【請求項９】前記光電変換素子の光電変換領域が、前
記光伝送路に沿って延長された平面形状をした請求項４
乃至８のいずれかに記載の光信号読取装置。
【請求項１０】前記光電変換素子が前記光伝送路を所
定の位置に導く構造を有した請求項４乃至８のいずれか
に記載の光信号読取装置。
【請求項１１】前記光電変換素子の光電変換領域が前
記光伝送路に沿って延長された平面形状をし、かつ、前
記光電変換素子が前記光伝送路を所定の位置に導く構造
を有した請求項４乃至８のいずれかに記載の光信号読取
装置。
【請求項１２】光伝送路に沿って屈折率が周期的に変
化する構造を形成した屈折率変調構造部を設けた前記光
伝送路と、前記光伝送路から漏れだした光を受け取るた
めに前記光伝送路に沿って配置された光電変換素子とを
備え、前記光電変換素子が前記光伝送路に密着するため
の溝部を有する光信号読取装置。
【請求項１３】前記屈折率変調構造部の波数ベクトル
方向が、前記光伝送路の方向と異なる請求項１２に記載
の光信号読取装置。
【請求項１４】前記屈折率変調構造部の屈折率の変調
周期が1μｍ以下の短周期グレーティングである請求項
１３に記載の光信号読取装置。