JP2003294980A - 光分波器 - Google Patents
光分波器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 狭帯域の波長多重光通信に用いる光分波器
で、回折格子の分散性能が高く、集光結像位置の間隔の
変化に対応できる高精度で高効率の光分波器を提供す
る。 【解決手段】 光ファイバ１０からの入射光１１はコリ
メータレンズ２で平行光１２に変換され、回折格子３で
波長に応じて分波され、再度コリメータレンズ２に到達
した後、収束光１４に変換され、受光素子アレイに集光
される。各チャネルの集光結像位置は波長に応じて不等
ピッチで配列するので、この集光結像位置に受光素子を
設けることで、各チャネルの信号を各受光素子から高精
度に効率よく取り出すことができる。
で、回折格子の分散性能が高く、集光結像位置の間隔の
変化に対応できる高精度で高効率の光分波器を提供す
る。 【解決手段】 光ファイバ１０からの入射光１１はコリ
メータレンズ２で平行光１２に変換され、回折格子３で
波長に応じて分波され、再度コリメータレンズ２に到達
した後、収束光１４に変換され、受光素子アレイに集光
される。各チャネルの集光結像位置は波長に応じて不等
ピッチで配列するので、この集光結像位置に受光素子を
設けることで、各チャネルの信号を各受光素子から高精
度に効率よく取り出すことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光分波器、特に、
波長多重光通信に用いる光分波器に関するものである。
波長多重光通信に用いる光分波器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、波長多重光通信に用いる光分波器
においては、国際電気通信連合規格(ＩＴＵ−Ｔ）で規
格化されたチャネルに対応する波長間隔Δλごとに受光
素子などが配置されていた。光分波器における回折格子
に入射した平行光は、回折格子の波長分散機能を用いて
波長ごとに回折角度の異なる平行光に分解され、レンズ
などの光コリメート素子により波長ごとに異なる位置に
集光結像されていた。その集光結像位置に受光素子を配
置することで、光分波器では各受光素子からチャネルご
との出力が得られていた。
においては、国際電気通信連合規格(ＩＴＵ−Ｔ）で規
格化されたチャネルに対応する波長間隔Δλごとに受光
素子などが配置されていた。光分波器における回折格子
に入射した平行光は、回折格子の波長分散機能を用いて
波長ごとに回折角度の異なる平行光に分解され、レンズ
などの光コリメート素子により波長ごとに異なる位置に
集光結像されていた。その集光結像位置に受光素子を配
置することで、光分波器では各受光素子からチャネルご
との出力が得られていた。
【０００３】このとき、波長多重光通信用の光分波器と
して機能するために、集光結像位置の間隔ΔＳと受光素
子の間隔ΔＰとを一致させる必要がある。一般に回折格
子の逆線分散の下記（１）式を用いて受光素子の間隔に
整合した集光結像間隔が得られるように光コリメート素
子の焦点距離ｆが決定されていた。
して機能するために、集光結像位置の間隔ΔＳと受光素
子の間隔ΔＰとを一致させる必要がある。一般に回折格
子の逆線分散の下記（１）式を用いて受光素子の間隔に
整合した集光結像間隔が得られるように光コリメート素
子の焦点距離ｆが決定されていた。
【０００４】
【数３】
ただし、Ｄは単位長さ当たりの波長分散量（逆線分
散）、βは回折角度、Ｎは回折格子の溝本数、ｍは回折
次数である。
散）、βは回折角度、Ｎは回折格子の溝本数、ｍは回折
次数である。
【０００５】また（１）式において、回折角度βは、回
折格子の下記（２）式にλ＝λc（λcは使用波長）、回
折格子への入射角αを代入して決定されていた（特許文
献１参照）。
折格子の下記（２）式にλ＝λc（λcは使用波長）、回
折格子への入射角αを代入して決定されていた（特許文
献１参照）。
【０００６】
【数４】sinα＋sinβ＝Ｎｍλ ・・・（２）
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５０７７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】一般に任意の使用波長
λcにおける回折角度βが小さい場合には、（１）式に
おいてcosβ≒1(＝一定)となるため、使用チャネルが変
わることで使用波長λcが変化し、（２）式によって回
折角度βが変化しても（１）式の（cosβ／Ｎｍｆ）は
一定であるため、Δλ／ΔＳも一定となり、上述した従
来の技術による設計方法で実用上問題となることはなか
った。
λcにおける回折角度βが小さい場合には、（１）式に
おいてcosβ≒1(＝一定)となるため、使用チャネルが変
わることで使用波長λcが変化し、（２）式によって回
折角度βが変化しても（１）式の（cosβ／Ｎｍｆ）は
一定であるため、Δλ／ΔＳも一定となり、上述した従
来の技術による設計方法で実用上問題となることはなか
った。
【０００９】一方、狭帯域の波長多重光通信に用いる分
波器では、回折格子の分散性能を高くする必要がある。
このため、回折格子の溝本数を大きくし、sinβが大き
いところで使用するのが望ましい。ところが、このよう
な条件で使用する場合、cosβ≒１にはならないため、
使用波長λcに応じて逆線分散Ｄが変化してしまう。こ
のため、集光結像位置の間隔ΔＳも変化することになっ
てしまう。その結果、受光素子の間隔ΔＰもΔＳの変化
に合わせて間隔を変えなければ、各チャネルの光信号を
受光素子で受光することができなくなる、という課題が
生じていた。
波器では、回折格子の分散性能を高くする必要がある。
このため、回折格子の溝本数を大きくし、sinβが大き
いところで使用するのが望ましい。ところが、このよう
な条件で使用する場合、cosβ≒１にはならないため、
使用波長λcに応じて逆線分散Ｄが変化してしまう。こ
のため、集光結像位置の間隔ΔＳも変化することになっ
てしまう。その結果、受光素子の間隔ΔＰもΔＳの変化
に合わせて間隔を変えなければ、各チャネルの光信号を
受光素子で受光することができなくなる、という課題が
生じていた。
【００１０】この課題に対して、各チャネルごとに
（１）式を用いて逆線分散Ｄを求め、その結果から隣接
するチャネルとの集光結像位置間隔ΔＳを補正する方法
で受光素子の間隔ΔＰを変化させるという、不等ピッチ
に配列させた受光素子を用いる方法が考えられる。しか
し、この方法も隣接チャネル間で波長λがλcからλc＋
Δλまで変化し、回折角度βがβcからβc＋Δβまで変
化してもcosβ＝定数として線形計算を行うことが基本
になっている。このため、前述のように回折格子の分散
性能を高くする必要がある場合、溝本数が大きくなるこ
とでΔβが大きくなり、また、回折角度を大きくとるこ
とでβcも大きくなってしまい、狭帯域・多チャネルの
光分波器では許容できない誤差が生じる、という課題が
生じていた。
（１）式を用いて逆線分散Ｄを求め、その結果から隣接
するチャネルとの集光結像位置間隔ΔＳを補正する方法
で受光素子の間隔ΔＰを変化させるという、不等ピッチ
に配列させた受光素子を用いる方法が考えられる。しか
し、この方法も隣接チャネル間で波長λがλcからλc＋
Δλまで変化し、回折角度βがβcからβc＋Δβまで変
化してもcosβ＝定数として線形計算を行うことが基本
になっている。このため、前述のように回折格子の分散
性能を高くする必要がある場合、溝本数が大きくなるこ
とでΔβが大きくなり、また、回折角度を大きくとるこ
とでβcも大きくなってしまい、狭帯域・多チャネルの
光分波器では許容できない誤差が生じる、という課題が
生じていた。
【００１１】本発明は、このような従来の課題に着目し
てなされたものである。その目的とするところは、狭帯
域・多チャネルの光分波器においても各チャネルの集光
結像位置と受光素子の位置とを一致させ、各チャネルの
信号を各受光素子から高精度に効率よく取り出すことが
できる光分波器を提供することにある。
てなされたものである。その目的とするところは、狭帯
域・多チャネルの光分波器においても各チャネルの集光
結像位置と受光素子の位置とを一致させ、各チャネルの
信号を各受光素子から高精度に効率よく取り出すことが
できる光分波器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、波長の異なる複数の光
信号が多重化された入射光を入射させる光入射手段と、
前記光入射手段からの入射光を平行光にする光コリメー
ト素子と、前記光コリメート素子で平行光にされた入射
光を波長ごとに分波する回折格子と、前記回折格子で分
波された波長の異なる複数の光が前記光コリメート素子
で波長ごとに異なる位置に集光結像される位置に設けら
れた複数の受光手段と、を備えた光分波器において、前
記光コリメート素子の焦点距離をｆ、前記光コリメート
素子の光軸と前記回折格子の回折面の法線とのなす角を
θg、前記光入射手段と前記光コリメート素子の光軸と
の間隔をｈ0とし、回折格子の溝本数をＮ、回折次数を
ｍ、分波する波長をλ0、λ1、・・・、λnとすると
き、前記光コリメート素子の光軸と前記分波する各波長
に対応する前記複数の受光手段の光軸との距離ｈ
1(λ0)、ｈ1(λ1)、・・・、ｈ1(λn)が、次式を満たす
ことを要旨とする。
めに、請求項１に記載の発明は、波長の異なる複数の光
信号が多重化された入射光を入射させる光入射手段と、
前記光入射手段からの入射光を平行光にする光コリメー
ト素子と、前記光コリメート素子で平行光にされた入射
光を波長ごとに分波する回折格子と、前記回折格子で分
波された波長の異なる複数の光が前記光コリメート素子
で波長ごとに異なる位置に集光結像される位置に設けら
れた複数の受光手段と、を備えた光分波器において、前
記光コリメート素子の焦点距離をｆ、前記光コリメート
素子の光軸と前記回折格子の回折面の法線とのなす角を
θg、前記光入射手段と前記光コリメート素子の光軸と
の間隔をｈ0とし、回折格子の溝本数をＮ、回折次数を
ｍ、分波する波長をλ0、λ1、・・・、λnとすると
き、前記光コリメート素子の光軸と前記分波する各波長
に対応する前記複数の受光手段の光軸との距離ｈ
1(λ0)、ｈ1(λ1)、・・・、ｈ1(λn)が、次式を満たす
ことを要旨とする。
【００１３】
【数５】
ｈ1(λj)＝ｆtan(sin-1(Ｎｍλj−Ａ)−θg)
ただし、ｊは０、１、・・・、ｎ（ｎは整数）であり、
Ａはsin(θg＋tan-1(ｈ0／ｆ))である。
Ａはsin(θg＋tan-1(ｈ0／ｆ))である。
【００１４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の光分波器において、前記受光手段と前記光入射手段と
が前記光コリメート素子を介してリトロー配置されたこ
とを要旨とする。
の光分波器において、前記受光手段と前記光入射手段と
が前記光コリメート素子を介してリトロー配置されたこ
とを要旨とする。
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２に記載の光分波器において、前記光コリメート素子
は、レンズまたはミラーであることを要旨とする。
２に記載の光分波器において、前記光コリメート素子
は、レンズまたはミラーであることを要旨とする。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項１から３
のいずれかに記載の光分波器において、前記受光手段に
おける波長λjを受光する受光手段の回折格子の溝に垂
直な方向の受光領域幅ｗp(λj)が、次式を満たすことを
要旨とする。
のいずれかに記載の光分波器において、前記受光手段に
おける波長λjを受光する受光手段の回折格子の溝に垂
直な方向の受光領域幅ｗp(λj)が、次式を満たすことを
要旨とする。
【００１７】
【数６】ｗp(λj)＝[{ｈ1(λj)―ｈ1(λj-1)}×{dλj／
(λj―λj-1)}＋{ｈ1(λj+1)―ｈ1(λj)}×{dλj／(λ
j+1―λj)}]／２ ただし、ｊは０、１、・・・、ｎ（ｎは整数）であり、
dλjは受光手段で受光する波長帯域である。
(λj―λj-1)}＋{ｈ1(λj+1)―ｈ1(λj)}×{dλj／(λ
j+1―λj)}]／２ ただし、ｊは０、１、・・・、ｎ（ｎは整数）であり、
dλjは受光手段で受光する波長帯域である。
【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項１から４
のいずれかに記載の光分波器において、前記受光手段は
受光素子または光ファイバであることを要旨とする。
のいずれかに記載の光分波器において、前記受光手段は
受光素子または光ファイバであることを要旨とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面に基づいて説明する。本実施形態による光分
波器を図１および図２に示す。図１に示すように、本実
施形態の光分波器は、光入射手段としての光ファイバチ
ップ１と、光コリメート素子としてのコリメータレンズ
２と、複数の受光手段としての受光素子アレイ４とを備
えている。また、光ファイバチップ１と受光素子アレイ
４とは、コリメータレンズ２から焦点距離ｆ離れた位置
に設置され、回折格子３に対して、リトロー配置となる
構成とした。また、回折格子３は、コリメータレンズ２
に対して光ファイバチップ１および受光素子アレイ４と
対向する側にｆだけ離れた位置に設置されている。ま
た、光ファイバチップ１には光ファイバ１０が設けられ
ている。受光素子アレイ４には、光ファイバ１０から入
射される信号の数に応じた個数の受光素子４１が設けら
れている。この受光素子４１からの信号は出力端子１５
へと出力される。
形態を図面に基づいて説明する。本実施形態による光分
波器を図１および図２に示す。図１に示すように、本実
施形態の光分波器は、光入射手段としての光ファイバチ
ップ１と、光コリメート素子としてのコリメータレンズ
２と、複数の受光手段としての受光素子アレイ４とを備
えている。また、光ファイバチップ１と受光素子アレイ
４とは、コリメータレンズ２から焦点距離ｆ離れた位置
に設置され、回折格子３に対して、リトロー配置となる
構成とした。また、回折格子３は、コリメータレンズ２
に対して光ファイバチップ１および受光素子アレイ４と
対向する側にｆだけ離れた位置に設置されている。ま
た、光ファイバチップ１には光ファイバ１０が設けられ
ている。受光素子アレイ４には、光ファイバ１０から入
射される信号の数に応じた個数の受光素子４１が設けら
れている。この受光素子４１からの信号は出力端子１５
へと出力される。
【００２０】次に、本実施形態における光分波器の動作
を説明する。光ファイバ１０に入射した波長λ0,λ1,・
・・,λnのｎ＋１個（ｎは整数）の信号が多重化された
波長多重光通信の信号は、光ファイバチップ１のファイ
バ端から入射発散光１１となり空間に放射される。光フ
ァイバチップ１はコリメータレンズ２の焦点面に配置さ
れているため、コリメータレンズ２に達した入射発散光
１１は入射平行光１２に変換され回折格子３に入射す
る。この際、回折格子３の法線３１とコリメータレンズ
の光軸２１とのなす角をθg、コリメータレンズ２の光
軸２１と光ファイバチップ１との距離をｈ0とすると、
入射平行光１２は、光軸２１に対してtan-1(ｈ0／ｆ)の
角度で伝搬するので、回折格子３への入射角αは次の
（３）式で与えられる。
を説明する。光ファイバ１０に入射した波長λ0,λ1,・
・・,λnのｎ＋１個（ｎは整数）の信号が多重化された
波長多重光通信の信号は、光ファイバチップ１のファイ
バ端から入射発散光１１となり空間に放射される。光フ
ァイバチップ１はコリメータレンズ２の焦点面に配置さ
れているため、コリメータレンズ２に達した入射発散光
１１は入射平行光１２に変換され回折格子３に入射す
る。この際、回折格子３の法線３１とコリメータレンズ
の光軸２１とのなす角をθg、コリメータレンズ２の光
軸２１と光ファイバチップ１との距離をｈ0とすると、
入射平行光１２は、光軸２１に対してtan-1(ｈ0／ｆ)の
角度で伝搬するので、回折格子３への入射角αは次の
（３）式で与えられる。
【００２１】
【数７】α＝θg＋tan-1(ｈ0／ｆ） ・・・（３）
【００２２】回折格子３に入射した入射平行光１２は、
その波長λ0,λ1,・・・,λnに応じて（２）式で与えら
れる回折角βで回折する回折平行光１３に変換される。
この回折平行光１３は、光軸２１に沿って入射光とは逆
の方向に伝搬し、再度コリメータレンズ２に到達した
後、回折収束光１４に変換される。この回折収束光１４
が受光素子アレイ４上に集光されることになる。（２）
式より任意の波長λjにおける回折角β(λj)は、次の
（４）式のように表される。
その波長λ0,λ1,・・・,λnに応じて（２）式で与えら
れる回折角βで回折する回折平行光１３に変換される。
この回折平行光１３は、光軸２１に沿って入射光とは逆
の方向に伝搬し、再度コリメータレンズ２に到達した
後、回折収束光１４に変換される。この回折収束光１４
が受光素子アレイ４上に集光されることになる。（２）
式より任意の波長λjにおける回折角β(λj)は、次の
（４）式のように表される。
【００２３】
【数８】
β(λj)＝sin-1(Ｎｍλj−sinα) ・・・（４）
【００２４】また、波長λjの回折収束光１４の集光位
置とコリメータレンズ２の光軸２１との距離をｈ1(λj)
とすると、これは次の（５）式で表される。（図１で
は、このｈ1(λj)は単にｈ1と記されている。）
置とコリメータレンズ２の光軸２１との距離をｈ1(λj)
とすると、これは次の（５）式で表される。（図１で
は、このｈ1(λj)は単にｈ1と記されている。）
【００２５】
【数９】
ｈ1(λj)＝ｆtan(β(λj)―θg) ・・・（５）
【００２６】この（５）式に（３）式および（４）式を
代入すると、ｈ1(λj)について次の（６）式が成り立
つ。
代入すると、ｈ1(λj)について次の（６）式が成り立
つ。
【００２７】
【数１０】
ｈ1(λj)＝ｆtan(sin-1(Ｎｍλj−Ａ)−θg) ・・・（６）
ただし、ｊは０、１、・・・、ｎであり、Ａはsin(θg
＋tan-1(ｈ0／ｆ))である。
＋tan-1(ｈ0／ｆ))である。
【００２８】よって、波長多重光信号λ0,λ1,…,λnに
対して（６）式で表されるｈ1(λj)の位置に、図２に示
すように、受光素子アレイ４の受光素子４１を各々配置
することで、狭帯域・多チャネルの光分波器においても
各チャネルの集光結像位置と受光素子との位置を一致さ
せることができる。これにより、各チャネルの信号を各
受光素子から高精度に効率よく取り出すことができる光
分波器を実現することができる。
対して（６）式で表されるｈ1(λj)の位置に、図２に示
すように、受光素子アレイ４の受光素子４１を各々配置
することで、狭帯域・多チャネルの光分波器においても
各チャネルの集光結像位置と受光素子との位置を一致さ
せることができる。これにより、各チャネルの信号を各
受光素子から高精度に効率よく取り出すことができる光
分波器を実現することができる。
【００２９】また、この（６）式を用いることにより、
波長λjを受光する受光素子４１の幅（つまり、受光領
域の幅）ｗp(λj)は、波長に応じて変化する受光素子の
間隔に応じて、次の（７）式で表わすことができる。
波長λjを受光する受光素子４１の幅（つまり、受光領
域の幅）ｗp(λj)は、波長に応じて変化する受光素子の
間隔に応じて、次の（７）式で表わすことができる。
【００３０】
【数１１】
ｗp(λj)＝[{ｈ1(λj)―ｈ1(λj-1)}
×{dλj／(λj―λj-1)}
＋{ｈ1(λj+1)―ｈ1(λj)}
×{dλj／(λj+1―λj)}]／２ ・・・（７）
ただし、ｊは０、１、・・・、ｎであり、dλjは受光素
子４１で受光する波長帯域である。
子４１で受光する波長帯域である。
【００３１】このように、波長λjを受光する受光素子
４１の幅ｗp(λj)は、波長に応じて変化する受光素子の
間隔に応じて（７）式に基づいて変化させることができ
るので、任意の位置での受光する波長帯域を所望の幅で
安定して高精度に取り出すことができる。
４１の幅ｗp(λj)は、波長に応じて変化する受光素子の
間隔に応じて（７）式に基づいて変化させることができ
るので、任意の位置での受光する波長帯域を所望の幅で
安定して高精度に取り出すことができる。
【００３２】（実施例１）本実施例では、チャネル間隔
を１００ＧＨｚ、チャネル数を４０（０〜３９チャネ
ル）、周波数範囲を１９２．０〜１９６．０ＴＨｚ（波
長範囲１５２９．５５〜１５６１．４２ｎｍ）、コリメ
ータレンズの焦点距離を４８．７７５ｍｍ、回折格子の
溝本数を８９２本／ｍｍ、回折次数を１、光ファイバと
コリメータレンズの光軸との距離を１ｍｍ、回折格子の
傾き角θgを４１．５゜とし、受光帯域幅はチャネル間
隔の±１／１０、すなわちチャネル間隔の２０％とし
た。またコリメータレンズには歪曲収差が０のものを用
いた。
を１００ＧＨｚ、チャネル数を４０（０〜３９チャネ
ル）、周波数範囲を１９２．０〜１９６．０ＴＨｚ（波
長範囲１５２９．５５〜１５６１．４２ｎｍ）、コリメ
ータレンズの焦点距離を４８．７７５ｍｍ、回折格子の
溝本数を８９２本／ｍｍ、回折次数を１、光ファイバと
コリメータレンズの光軸との距離を１ｍｍ、回折格子の
傾き角θgを４１．５゜とし、受光帯域幅はチャネル間
隔の±１／１０、すなわちチャネル間隔の２０％とし
た。またコリメータレンズには歪曲収差が０のものを用
いた。
【００３３】図３は、チャネルごとの集光スポット位置
に対する受光素子の位置ずれを周波数で表記した結果を
示すグラフである。なお、周波数は光速をｃとすれば、
ｃ／λで表される。この結果から、従来のcosβ／Ｎｍ
ｆを用いた方法によりピッチ補正を行った場合、チャネ
ル数が大きくなる（つまり、周波数が低くなり、波長が
長くなる）にしたがって集光スポット位置と受光素子と
の位置ずれが顕著になり、チャネル番号３９では９．５
ＧＨｚのずれ量が生じてしまう。このため、ＩＴＵ−Ｔ
の規格（帯域幅はチャネル間隔の±１０％、１００ＧＨ
ｚ間隔の場合は±１０ＧＨｚ）に対して、ほとんどの公
差を受光素子アレイの不等ピッチの不確実さで費やすこ
とになっていることが分かる。一方、本実施形態ではそ
のずれ量はほとんどなく、各集光スポットを高精度に効
率よく受光できることが分かる。
に対する受光素子の位置ずれを周波数で表記した結果を
示すグラフである。なお、周波数は光速をｃとすれば、
ｃ／λで表される。この結果から、従来のcosβ／Ｎｍ
ｆを用いた方法によりピッチ補正を行った場合、チャネ
ル数が大きくなる（つまり、周波数が低くなり、波長が
長くなる）にしたがって集光スポット位置と受光素子と
の位置ずれが顕著になり、チャネル番号３９では９．５
ＧＨｚのずれ量が生じてしまう。このため、ＩＴＵ−Ｔ
の規格（帯域幅はチャネル間隔の±１０％、１００ＧＨ
ｚ間隔の場合は±１０ＧＨｚ）に対して、ほとんどの公
差を受光素子アレイの不等ピッチの不確実さで費やすこ
とになっていることが分かる。一方、本実施形態ではそ
のずれ量はほとんどなく、各集光スポットを高精度に効
率よく受光できることが分かる。
【００３４】（実施例２）図４は、実施例１と同じ条件
にて、チャネルごとの受光領域幅を周波数帯域で表記し
た受光帯域幅の結果を示すグラフである。図４から、従
来の方法によりピッチ補正を行った場合、チャネル数が
大きくなるにしたがって、受光帯域幅がＩＴＵ−Ｔの規
格（帯域幅はチャネル間隔の±１０％、１００ＧＨｚ間
隔の場合は±１０ＧＨｚ）よりも狭くなっていることが
分かる。例えば、チャネル番号３９では、受光帯域幅は
規定の２０ＧＨｚよりも１．６ＧＨｚ狭くなり、１８．
４ＧＨｚになっている。このため、全チャネルに亘って
同一の受光帯域幅を実現することができなくなってい
る。一方、本実施形態では、各チャネルの受光帯域幅は
常に規定の２０ＧＨｚに維持されており、各集光スポッ
トを高精度に効率よく受光できることが分かる。
にて、チャネルごとの受光領域幅を周波数帯域で表記し
た受光帯域幅の結果を示すグラフである。図４から、従
来の方法によりピッチ補正を行った場合、チャネル数が
大きくなるにしたがって、受光帯域幅がＩＴＵ−Ｔの規
格（帯域幅はチャネル間隔の±１０％、１００ＧＨｚ間
隔の場合は±１０ＧＨｚ）よりも狭くなっていることが
分かる。例えば、チャネル番号３９では、受光帯域幅は
規定の２０ＧＨｚよりも１．６ＧＨｚ狭くなり、１８．
４ＧＨｚになっている。このため、全チャネルに亘って
同一の受光帯域幅を実現することができなくなってい
る。一方、本実施形態では、各チャネルの受光帯域幅は
常に規定の２０ＧＨｚに維持されており、各集光スポッ
トを高精度に効率よく受光できることが分かる。
【００３５】これらの結果から、本実施形態により、従
来の方法では不可能であった狭帯域・多チャネルの光分
波器においても、各チャネルの信号を各受光素子から高
精度に効率よく取り出すことが可能になることが分か
る。
来の方法では不可能であった狭帯域・多チャネルの光分
波器においても、各チャネルの信号を各受光素子から高
精度に効率よく取り出すことが可能になることが分か
る。
【００３６】なお、本実施形態では、複数の受光手段と
して受光素子アレイ４を用いたが、受光素子アレイ４に
代えて光ファイバアレイを用いてもよい。この場合は、
各チャネルの集光結像位置に各チャネルの受光を行う光
ファイバを配列させる。
して受光素子アレイ４を用いたが、受光素子アレイ４に
代えて光ファイバアレイを用いてもよい。この場合は、
各チャネルの集光結像位置に各チャネルの受光を行う光
ファイバを配列させる。
【００３７】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、狭帯域・
多チャネルの光分波器においても各チャネルの集光結像
位置と受光手段との位置を一致できるので、各チャネル
の信号を受光手段から高精度に効率よく取り出すことが
できる光分波器を提供することができる。
多チャネルの光分波器においても各チャネルの集光結像
位置と受光手段との位置を一致できるので、各チャネル
の信号を受光手段から高精度に効率よく取り出すことが
できる光分波器を提供することができる。
【図１】 本実施形態に係わる光分波器の構成を示す
図。
図。
【図２】 本実施形態に係わる受光素子アレイの平面
図。
図。
【図３】 周波数表示での位置ずれの結果を示すグラ
フ。
フ。
【図４】 受光帯域幅の結果を示すグラフ。
１ 光ファイバチップ
２ コリメータレンズ
３ 回折格子
４ 受光素子アレイ
１０ 光ファイバ
１１ 入射発散光
１２ 入射平行光
１３ 回折平行光
１４ 回折収束光
１５ 出力端子
４１ 受光素子
Claims (5)
- 【請求項１】 波長の異なる複数の光信号が多重化され
た入射光を入射させる光入射手段と、 前記光入射手段からの入射光を平行光にする光コリメー
ト素子と、 前記光コリメート素子で平行光にされた入射光を波長ご
とに分波する回折格子と、 前記回折格子で分波された波長の異なる複数の光が前記
光コリメート素子で波長ごとに異なる位置に集光結像さ
れる位置に設けられた複数の受光手段と、を備えた光分
波器において、 前記光コリメート素子の焦点距離をｆ、前記光コリメー
ト素子の光軸と前記回折格子の回折面の法線とのなす角
をθg、前記光入射手段と前記光コリメート素子の光軸
との間隔をｈ0とし、回折格子の溝本数をＮ、回折次数
をｍ、分波する波長をλ0、λ1、・・・、λnとすると
き、 前記光コリメート素子の光軸と前記分波する各波長に対
応する前記複数の受光手段の光軸との距離ｈ1(λ0)、ｈ
1(λ1)、・・・、ｈ1(λn)が、次式を満たすことを特徴
とする光分波器。 【数１】 ｈ1(λj)＝ｆtan(sin-1(Ｎｍλj−Ａ)−θg) ただし、ｊは０、１、・・・、ｎ（ｎは整数）であり、
Ａはsin(θg＋tan-1(ｈ0／ｆ))である。 - 【請求項２】 前記受光手段と前記光入射手段とが前記
光コリメート素子を介してリトロー配置されたことを特
徴とする請求項１に記載の光分波器。 - 【請求項３】 前記光コリメート素子は、レンズまたは
ミラーであることを特徴とする請求項１または２に記載
の光分波器。 - 【請求項４】 前記受光手段における波長λjを受光す
る受光手段の回折格子の溝に垂直な方向の受光領域幅ｗ
p(λj)が、次式を満たすことを特徴とする請求項１から
３のいずれかに記載の光分波器。 【数２】ｗp(λj)＝[{ｈ1(λj)―ｈ1(λj-1)}×{dλj／
(λj―λj-1)}＋{ｈ1(λj+1)―ｈ1(λj)}×{dλj／(λ
j+1―λj)}]／２ ただし、ｊは０、１、・・・、ｎ（ｎは整数）であり、
dλjは受光手段で受光する波長帯域である。 - 【請求項５】 前記受光手段は受光素子または光ファイ
バであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに
記載の光分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003018961A JP2003294980A (ja) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | 光分波器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002023686 | 2002-01-31 | ||
| JP2002-23686 | 2002-01-31 | ||
| JP2003018961A JP2003294980A (ja) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | 光分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003294980A true JP2003294980A (ja) | 2003-10-15 |
Family
ID=29253394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003018961A Pending JP2003294980A (ja) | 2002-01-31 | 2003-01-28 | 光分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003294980A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006343223A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Yokogawa Electric Corp | フォトダイオードアレイ |
| US7653273B2 (en) | 2004-10-29 | 2010-01-26 | Fujitsu Limited | Optical switch |
-
2003
- 2003-01-28 JP JP2003018961A patent/JP2003294980A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7653273B2 (en) | 2004-10-29 | 2010-01-26 | Fujitsu Limited | Optical switch |
| JP2006343223A (ja) * | 2005-06-09 | 2006-12-21 | Yokogawa Electric Corp | フォトダイオードアレイ |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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