JP2005037669A - Optical branching element, optical branching element unit, optical branching device, and wavelength multiplex optical transmission system - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を伝送する信号光の分岐を行う光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムに関するものである。 The present invention relates to an optical branching device, an optical branching device unit, an optical branching device, and a wavelength division multiplexing optical transmission system for branching signal light transmitted through an optical waveguide such as an optical fiber or a planar optical waveguide.
光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を伝送する信号光の分岐を行うデバイスとしては、下記特許文献1に記載されたものが知られている。この特許文献1に記載された光デバイスは、信号光が伝送する光ファイバが上面に固定された基板を有し、この基板と共に光ファイバに形成された溝内には、光ファイバを伝送する信号光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材(以下、反射フィルタという)が挿入され接着されている。また、基板上には、反射フィルタによって反射されることにより分岐した信号光(以下、分岐光という)をモニタする光検出器等の光学素子が配設されている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の光デバイスは、反射フィルタが樹脂によって溝に接着されており、反射フィルタと光検出器との間には多量の樹脂が介在している。従って、分岐光は樹脂を通過して光検出器に入射するが、樹脂を通過する際に拡散する虞がある。分岐光が拡散すると、複数本の光ファイバが並設されている場合では、隣り合う光検出器間でのクロストークが発生してしまう。
However, in the optical device described in
また、上記特許文献1に記載の光デバイスでは、基板上に配置された光検出器の光入射面に対して傾いた角度で分岐光が入射されるため、光入射面を透過する光の偏波依存性により、光検出器での分岐光の受光感度が信号光の偏波状態によって変化してしまうという問題が生じる。
In addition, in the optical device described in
本発明の目的は、分岐した信号光の拡散を抑制できると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide an optical branching element, an optical branching element unit, an optical branching device, and an optical branching element capable of suppressing the diffusion of the branched signal light and reducing the polarization dependence of the optical element that receives the branched signal light. It is to provide a wavelength division multiplexing optical transmission system.
本発明の光分岐素子は、光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第1光導波路を含んで構成される第1光回路と、第1光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、第1光回路に斜めに固定され、信号光が反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第2光導波路を含んで構成される第2光回路とを備えることを特徴とするものである。 An optical branching element according to the present invention includes a first optical circuit including a first optical waveguide having an end surface inclined with respect to a vertical axis orthogonal to the optical axis, and one of signal light transmitted through the first optical waveguide. A reflection filter that reflects the part with a predetermined reflectance, and a second optical waveguide that is fixed obliquely to the first optical circuit and that transmits the light branched by reflecting the signal light by the reflection filter. And a second optical circuit.
本発明によれば、第1光回路に第2光回路が光学的に接続されているため、反射フィルタで反射されることにより分岐した信号光が、第1光導波路から第2光導波路に到達する過程で拡散するのを抑制することができる。また、分岐した信号光を受光する光検出器等の光学素子を適用する場合、光学素子を第2光回路に垂直に接続することができるため、分岐した信号光を光学素子の入射面に対して垂直に入射させることが可能となる。このため、光学素子の偏波依存性を低減させることができる。 According to the present invention, since the second optical circuit is optically connected to the first optical circuit, the signal light branched by being reflected by the reflection filter reaches the second optical waveguide from the first optical waveguide. It is possible to suppress diffusion during the process. In addition, when an optical element such as a photodetector that receives the branched signal light is applied, the optical element can be connected perpendicularly to the second optical circuit, so that the branched signal light is directed to the incident surface of the optical element. Thus, it is possible to make the light incident vertically. For this reason, the polarization dependence of the optical element can be reduced.
この場合、第1光回路および第2光回路の少なくとも一方は、平面光導波路型光回路であってもよい。これにより、光ファイバの場合に比べて薄い基板を用いることが可能となるため、光分岐素子全体を小型化することができる。また、第1光回路が平面光導波路型光回路である場合は、上面が平坦となっているので、第2光回路を調心固定することが容易となる。 In this case, at least one of the first optical circuit and the second optical circuit may be a planar optical waveguide type optical circuit. Thereby, since it becomes possible to use a thin substrate compared with the case of an optical fiber, the whole optical branching element can be reduced in size. Further, when the first optical circuit is a planar optical waveguide type optical circuit, since the upper surface is flat, it is easy to align and fix the second optical circuit.
また、第1光導波路および第2光導波路の少なくとも一方は、光ファイバであってもよい。これにより、入出力光ファイバや測定器などを、融着接続やコネクタ接続を利用して容易に接続させることができる。 Further, at least one of the first optical waveguide and the second optical waveguide may be an optical fiber. Thereby, an input / output optical fiber, a measuring instrument, etc. can be easily connected using fusion splicing or connector connection.
好ましくは、第2光回路は、樹脂を介して第1光回路の側面に固定されている。これにより、光ファイバの周囲の空間が樹脂によって埋められるため、分岐した光の散乱を防ぐことができる。なお、樹脂は屈折率が調整されたものを用いるのが望ましい。 Preferably, the second optical circuit is fixed to a side surface of the first optical circuit via a resin. Thereby, since the space around the optical fiber is filled with the resin, scattering of the branched light can be prevented. Note that it is desirable to use a resin whose refractive index is adjusted.
また、第1光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、光ファイバに対して配列部材の反対側には、配列基板に対向して配置される光学的に透明な板が備えられ、該板を介して光ファイバと第2光回路とが固定されていてもよい。このような板は、表面が平滑であるのが好ましい。これにより、第2光回路が固定される部分が平坦で平滑な面となるため、分岐した光の乱反射を抑制することができる。 In the first optical circuit, an optical fiber is fixed to the array substrate, and an optically transparent plate disposed opposite the array substrate is disposed on the opposite side of the array member with respect to the optical fiber. Provided, and the optical fiber and the second optical circuit may be fixed via the plate. Such a plate preferably has a smooth surface. Thereby, since the part to which the second optical circuit is fixed becomes a flat and smooth surface, irregular reflection of the branched light can be suppressed.
また、第1光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、光ファイバのクラッドには第2光回路が固定されており、クラッドの第2光回路が固定する部位は、光ファイバのコアと第2光回路との距離が光ファイバの半径よりも短くなるように形成されていてもよい。これにより、第2光回路を固定する部分が平坦な面となるため、分岐した光の乱反射を抑制することができる。また、第1光回路の光ファイバと第2光回路の第2光導波路との距離が短くなるため、反射フィルタで反射された光を効率よく第2光導波路に導入させることができる。なお、クラッドの加工は、表面の平滑度を上げるために、研磨にて行われるのが好ましい。 The first optical circuit has an optical fiber fixed to the array substrate, the second optical circuit is fixed to the clad of the optical fiber, and the portion to which the second optical circuit of the clad is fixed is an optical fiber. The distance between the fiber core and the second optical circuit may be shorter than the radius of the optical fiber. Thereby, since the part which fixes a 2nd optical circuit becomes a flat surface, the irregular reflection of the branched light can be suppressed. In addition, since the distance between the optical fiber of the first optical circuit and the second optical waveguide of the second optical circuit is shortened, the light reflected by the reflection filter can be efficiently introduced into the second optical waveguide. The cladding is preferably polished by polishing in order to increase the surface smoothness.
第1光回路は、N本(Nは複数)の第1光導波路を有し、第2光回路は、N本の第1光導波路にそれぞれ対応するN本の第2光導波路を有し、第1光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、隣り合う光ファイバの間のうち少なくとも一つには隔壁が備えられているのが好ましい。これにより、反射フィルタによって反射した光が、散乱等の影響で、対応する第2光導波路以外に、本来入射すべきではない隣の第2光導波路にも入射してしまう事態を防止することができる。 The first optical circuit has N (N is a plurality) first optical waveguides, and the second optical circuit has N second optical waveguides corresponding to the N first optical waveguides, respectively. In the first optical circuit, an optical fiber is fixed to the array substrate, and at least one of the adjacent optical fibers is preferably provided with a partition wall. This prevents the light reflected by the reflection filter from entering the adjacent second optical waveguide that should not be incident other than the corresponding second optical waveguide due to the influence of scattering or the like. it can.
この場合、光ファイバのクラッドに第2光回路が固定されており、クラッドの第2光回路が固定する部位は、光ファイバのコアと第2光回路との距離が光ファイバの半径よりも短くなるように形成されているのが好ましい。これにより、第1光回路の光ファイバと第2光回路の第2光導波路との距離が短くなるため、反射フィルタで反射された光を効率よく第2光導波路に導入させることができる。 In this case, the second optical circuit is fixed to the clad of the optical fiber, and the portion where the second optical circuit of the clad is fixed is such that the distance between the core of the optical fiber and the second optical circuit is shorter than the radius of the optical fiber. It is preferable to be formed as follows. Thereby, since the distance between the optical fiber of the first optical circuit and the second optical waveguide of the second optical circuit is shortened, the light reflected by the reflection filter can be efficiently introduced into the second optical waveguide.
また好ましくは、上記隔壁は、第1の面に溝が形成された位置決め用基板を、配列基板に固定された光ファイバに溝が係合するように配置した後、光ファイバのコアと第2光回路との距離が光ファイバの半径以下となるように第1の面の反対側に位置する第2の面から除去することによって形成されている。これにより、光ファイバを高精度に位置決めした状態で、隣り合う光ファイバの間に上記隔壁を設けることができる。 Preferably, the partition wall includes a positioning substrate having a groove formed on a first surface thereof, the groove being engaged with an optical fiber fixed to the array substrate, and a second core and an optical fiber core. It is formed by removing from the second surface located on the opposite side of the first surface so that the distance to the optical circuit is equal to or less than the radius of the optical fiber. Thereby, the said partition can be provided between adjacent optical fibers in the state which positioned the optical fiber with high precision.
反射フィルタに対して第1光回路の反対側に配置され、第1光導波路を伝送し反射フィルタを透過した信号光が伝送される第3光導波路を含んで構成される第3光回路を更に備える。これにより、例えば、傾斜角度が第1光導波路の端面に一致しない端面を有する平面光導波路などを適用させることが可能となる。 A third optical circuit that is disposed on the opposite side of the first optical circuit with respect to the reflection filter, and includes a third optical waveguide that transmits the signal light transmitted through the reflection filter and transmitted through the reflection filter; Prepare. Thereby, for example, a planar optical waveguide having an end face whose inclination angle does not coincide with the end face of the first optical waveguide can be applied.
上記第3光回路は、平面光導波路型光回路であってもよい。また、上記第3光導波路は、光ファイバであってもよい。 The third optical circuit may be a planar optical waveguide type optical circuit. The third optical waveguide may be an optical fiber.
この場合、反射フィルタは、第3光導波路の端面に備えられており、第1光回路と第3光回路とが反射フィルタを介して固定されているのが好ましい。例えば、第1光導波路が光ファイバである第1光回路の端面に蒸着で反射フィルタを形成した場合、光ファイバの引き回し等の影響を受けるため作業性が悪い。従って、第3光回路に反射フィルタを蒸着すれば、そのような影響が低減されるため、作業性良く反射フィルタを形成することができる。 In this case, it is preferable that the reflection filter is provided on the end face of the third optical waveguide, and the first optical circuit and the third optical circuit are fixed via the reflection filter. For example, when a reflection filter is formed by vapor deposition on the end face of a first optical circuit in which the first optical waveguide is an optical fiber, the workability is poor because it is affected by the routing of the optical fiber. Therefore, if a reflective filter is vapor-deposited on the third optical circuit, such an influence is reduced, so that the reflective filter can be formed with good workability.
また、本発明の光分岐素子ユニットは、上記の光分岐素子を2つ備え、当該2つの光分岐素子は、第1光回路に対して第2光回路と反対側に位置する部位同士で接合され一体化していることを特徴とするものである。これにより、光導波路の光路の配列方向にスペースをとることなく、信号光の分岐する部分を高密度化することができる。 The optical branching element unit of the present invention includes two of the above-described optical branching elements, and the two optical branching elements are joined to each other at positions opposite to the second optical circuit with respect to the first optical circuit. It is characterized by being integrated. Thereby, it is possible to increase the density of the portion where the signal light branches without taking up a space in the arrangement direction of the optical path of the optical waveguide.
本発明の光分岐デバイスは、光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第1光導波路を含んで構成される第1光回路と、第1光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、信号光が反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第2光導波路を含んで構成される第2光回路と、第2光回路に接続され、第2光導波路を伝送する分岐した光を受光する光学素子とを備えることを特徴とするものである。 An optical branching device according to the present invention includes a first optical circuit including a first optical waveguide having an end face inclined with respect to a vertical axis orthogonal to the optical axis, and one of signal light transmitted through the first optical waveguide. A second optical circuit configured to include a reflection filter that reflects the part with a predetermined reflectance, a second optical waveguide that transmits the light branched when the signal light is reflected by the reflection filter, and the second light And an optical element connected to the circuit and receiving the branched light transmitted through the second optical waveguide.
本発明によれば、第1光回路に第2光回路が光学的に接続されているため、反射フィルタで反射されて分岐した信号光の大部分が拡散することなく第2光回路の第2光導波路に入射される。また、分岐した信号光を受光する光学素子に第2光回路が接続されているため、反射フィルタで反射され分岐した信号光を、光学素子の入射面に対して垂直に入射させることが可能となる。従って、光学素子の偏波依存性が低減されるため、受光感度を良好にすることができる。 According to the present invention, since the second optical circuit is optically connected to the first optical circuit, the second part of the second optical circuit is not diffused without most of the signal light reflected and branched off by the reflection filter. Incident into the optical waveguide. In addition, since the second optical circuit is connected to the optical element that receives the branched signal light, the branched signal light reflected by the reflection filter can be incident perpendicularly to the incident surface of the optical element. Become. Therefore, since the polarization dependency of the optical element is reduced, the light receiving sensitivity can be improved.
また、本発明は、多波長の信号光を多重化して光伝送を行う波長多重光伝送システムであって、上記の光分岐素子を含んで構成されていることを特徴とするものである。これにより、上述したように、分岐した信号光の拡散を抑制すると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる。 Further, the present invention is a wavelength division multiplexing optical transmission system that performs optical transmission by multiplexing multi-wavelength signal light, and is characterized by including the above optical branching element. Thereby, as described above, it is possible to suppress the diffusion of the branched signal light and reduce the polarization dependency of the optical element that receives the branched signal light.
本発明によれば、信号光が伝送する光導波路に、信号光の分岐した光が伝送する光導波路を接続したので、分岐した信号光の拡散を抑制できると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムを提供することができる。 According to the present invention, since the optical waveguide through which the branched signal light is transmitted is connected to the optical waveguide through which the signal light is transmitted, it is possible to suppress the diffusion of the branched signal light and to receive the branched signal light. It is possible to provide an optical branching element, an optical branching element unit, an optical branching device, and a wavelength division multiplexing optical transmission system that can reduce the polarization dependency of the element.
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
[第1実施形態]
図1(a)は、本発明の第1の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図1(b)は、図1(a)のI−I線矢視図である。図1において、光分岐素子1は、光回路2と、この光回路2の上面部に斜めに接続された光回路3とを有している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol shall be used for the same element and the overlapping description is abbreviate | omitted.
[First Embodiment]
Fig.1 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element concerning the 1st Embodiment of this invention, FIG.1 (b) is the II arrow directional view of Fig.1 (a). In FIG. 1, the optical branching
光回路2は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された配列基板4を有し、この配列基板4の上面部には、複数本の光ファイバ5が配列して固定されている。また、光回路2は、光ファイバ5の光軸L1に直交する垂直軸L2に対して所定の傾斜角度(以下、端面角度という)α(度)で傾斜した端面S1を有している。この端面S1の表面には、反射フィルタ6が備えられている。反射フィルタ6は、誘電体多層膜フィルタ等からなり、光ファイバ5を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させるようになっている。反射フィルタ6は、端面S1の表面に、樹脂などの接着剤によって貼り付けてもよいし、蒸着によって形成してもよい。
The
一方、光回路3は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された配列基板7を有し、配列基板7の上面部には、複数本の光ファイバ8が固定されている。このような光回路3は、光ファイバ8の一側の端部にフォトダイオードなどの光学素子が接続されるようになっている。また、光ファイバ8の他側の端部及び配列基板7の端部には、端面角度がβ(度)の端面S2が形成されており、この端面S2は光回路2の光ファイバ5におけるクラッド部5bの表面に固定されている。そして、その状態で、光回路2と光回路3とが、例えば、光ファイバに光学的に整合する樹脂9によって接着されている。これにより、光ファイバ5の周囲の空間が樹脂9によって埋められるため、分岐した光の散乱が防止される。樹脂9としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが用いられる。なお、本実施形態でいう「光学的に整合する」とは、屈折率が光ファイバのコア部(第1光導波路)5aに近似していることをいう。また、光回路2と光回路3との接続は、融着接続や溶接、接着剤を用いて行ってもよい。接着剤としては、UV硬化型を用いるのが望ましい。
On the other hand, the
光回路3の光ファイバ8は、光ファイバ5を伝送する信号光のうち、反射フィルタ6によって反射されることにより分岐した光が伝送されるようになっている。従って、端面角度βは、90−2α(度)、またはそれに近い値であることが望ましい。例えば、αは20度程度とする。
The
以上のような光分岐素子1では、光ファイバ5を伝送する信号光の一部が反射フィルタ6によって反射されることにより分岐する。このとき、光回路2の光ファイバ5に光回路3の光ファイバ8の端面が固定されているため、分岐した光の大部分は、図1(a)中の矢印Aに示すように、光ファイバ5のクラッド部5bを通過して光ファイバ8のコア部(第2光導波路)8a内に入射する。従って、分岐した光の拡散を抑え、隣り合う光ファイバ8に入射してしまう事態を防止することができる。また、光回路3の光ファイバ8は、例えば、光検出器等の光学素子の入射面に垂直に接続させることが可能であるため、反射フィルタ6で反射することにより分岐した信号光を、光学素子の入射面に対して垂直に入射させることができる。従って、光学素子の偏波依存性を低減することができる。
[第2実施形態]
図2(a)は、本発明の第2の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図2(b)は、図2(a)のII−II線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子10は、光回路2と光回路3との固定部が図1に示す光分岐素子1と異なっている。
In the optical branching
[Second Embodiment]
FIG. 2A is a cross-sectional view showing an optical branching element according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. The optical branching
光分岐素子10は、光回路2の光ファイバ5が樹脂9を介して光回路3に固定されている。樹脂9は、光回路3が固定される部位において、研磨や研削を施されたり溶かされたりすることによって一部が除去されている。従って、光回路3が固定される部位における樹脂9の層は、それ以外の部位における層よりも薄く、光ファイバ5のコア部8aと光回路3の端面S2との距離が短くなっている。また、樹脂9の光回路3が固定される面は、平坦かつ平滑となっているので、光の乱反射等を抑えることができる。これにより、樹脂9の一部を除去せずに光ファイバ5と光回路3の端面S2とを固定させる場合に比べ、反射フィルタ6で反射された光を効率よく光ファイバ8に導入させることができる。
[第3実施形態]
図3(a)は、本発明の第3の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図3(b)は、図3(a)のIII−III線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子20は、光回路2と光回路3との固定部が上記の光分岐素子1,10と異なっている。
In the optical branching
[Third Embodiment]
Fig.3 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, FIG.3 (b) is the III-III arrow directional view of Fig.3 (a). The optical branching
光分岐素子20は、光回路2の上面側、すなわち、光ファイバ5に対して配列基板4の反対側に、配列基板4に対向して配置された板21を備えている。この板21は、光学的に透明となっており、例えば、石英、パイレックスなどによって形成される。そして、板21に対して光回路2の反対側の面には、光回路3の端面S2が接続されており、光ファイバ5を伝送した後、反射フィルタ6で反射されることにより分岐した光が光回路3の光ファイバ8を伝送するようになっている。
The optical branching
このような光分岐素子20は、配列基板4上に光ファイバ5を配列した後、光ファイバ5の上に板21を載せ、配列基板4と板21との間の領域に樹脂11を注入して固定する。そして、板21と光回路3の端面S1とを、光ファイバに光学的に整合する樹脂等(図示せず)によって接着する。この樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが用いられる。なお、光ファイバ5を配列基板4に固定するための樹脂11は、光学的に整合していないものであってもよい。なお、接着剤として用いる樹脂は、UV光(紫外光)で硬化するものが望ましく、更には、石英やマイカのフィラーが充填されているものが望ましい。
In such an optical branching
以上のような本実施形態に係る光分岐素子20は、板21を光ファイバ5上に配置することによって、光回路3が固定される部分が平坦な面となるため、上記分岐した光の乱反射が抑制される。
[第4実施形態]
図4(a)は、本発明の第4の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図4(b)は、図4(a)のIV−IV線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子30は、光回路2と光回路3との固定部が上記の光分岐素子1,10,20と異なっている。
In the optical branching
[Fourth Embodiment]
Fig.4 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element concerning the 4th Embodiment of this invention, FIG.4 (b) is the IV-IV arrow line view of Fig.4 (a). The optical branching
光分岐素子30は、光ファイバ5のクラッド部5bおよび樹脂9の一部が研磨、研削等によって除去されている。そして、その除去された部分に光回路3の端面S2が固定されている。これにより、光ファイバ5と光回路3の端面S2との距離がより短くなるため、反射フィルタ6で反射された光を更に効率よく光ファイバ8に導入させることができる。
[第5実施形態]
図5(a)は、本発明の第5の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図5(b)は、図5(a)のV−V線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子40では、上記実施形態の光分岐素子の光回路2が平面光導波路型の光回路41となっている。つまり、光分岐素子40は、平面光導波路型の光回路41と、この光回路41の上面部に斜めに固定された光回路3とによって構成されている。
In the optical branching
[Fifth Embodiment]
Fig.5 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element based on the 5th Embodiment of this invention, FIG.5 (b) is a VV arrow directional view of Fig.5 (a). In the optical branching
光回路41は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板42と、この基板42上に形成された平面光導波路部43とによって構成されている。平面光導波路部43は、クラッド部43aと、クラッド部43aの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部43bとによって構成されている。
The
また、平面光導波路部43は、コア部43bの光軸L1に直交する垂直軸L2に対して所定の傾斜角度α(度)で傾斜した端面S3を有している。そして、端面S3の表面には、上記光分岐素子1と同様に、反射フィルタ6が備えられている。この場合の反射フィルタ6も、光回路2の端面S1の表面に、樹脂などの接着剤によって貼り付けてもよいし、蒸着によって形成してもよい。
The planar
そして、平面光導波路部43のクラッド部43aの上面に光回路3の端面S2が固定されており、コア部43bを伝送する信号光の一部が、反射フィルタ6で反射されることにより分岐し、光回路3の各光ファイバ8に入射するようになっている。なお、平面光導波路部43と光回路3とは、例えば、上述した樹脂9(図示せず)等によって接着されている。
The end surface S 2 of the
このような光分岐素子40は、平面光導波路部43の上面部に光回路3の光ファイバ8の端面が固定されていることにより、上述した実施形態の光分岐素子と同様に、分岐した光の拡散を抑え、隣り合う光ファイバに入射してしまう事態を防止することができる。また、光回路3の光ファイバ8を、例えば、光検出器等の光学素子の入射面に垂直に接続させることが可能であるため、光学素子の偏波依存性を低減することができる。更に、光ファイバの場合に比べて薄い基板を用いて構成することが可能となるため、小型化された光分岐素子を実現することができる。
In such an optical branching
図6(a)は、図5に示す光分岐素子40の変形例を示す断面図であり、図6(b)は、図6(a)のVI−VI線矢視図である。図6に示すように、光分岐素子40は、光回路41の基板42を備えない形態としてもよい。これにより、光分岐素子40をより小型化することができる。
[第6実施形態]
図7(a)は、本発明の第6の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図7(b)は、図7(a)のVII−VII線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子50は、図6に示す光分岐素子40の光回路3が平面光導波路型の光回路51となっている。
6A is a cross-sectional view showing a modification of the optical branching
[Sixth Embodiment]
Fig.7 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element based on the 6th Embodiment of this invention, FIG.7 (b) is a VII-VII line arrow directional view of Fig.7 (a). In the optical branching
光回路51は、光回路41と同様の構造を有しており、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板52と、この基板52上に形成された平面光導波路部53とによって構成されている。そして、平面光導波路部53は、クラッド部53aと、クラッド部53aの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部53bとによって構成されている。
The
このような光分岐素子50は、光ファイバの場合に比べてより薄い基板を用いることが可能である平面光導波路型の光回路を用いて構成されているため、小型化された光分岐素子を実現することができる。
Since such an optical branching
図8(a)は、図7に示す光分岐素子50の変形例を示す断面図であり、図8(b)は、図8(a)のVIII−VIII線矢視図である。図8に示すように、光分岐素子50は、光回路41,51の基板42,52を備えない形態としてもよい。これにより、光分岐素子50をより小型化することができる。
[第7実施形態]
図9(a)は、本発明の第7の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図9(b)は、図9(a)のIX−IX線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子60は、光回路61と、この光回路61の上面部に斜めに固定された光回路3とを有している。光回路61は、図1に示す光分岐素子1の光回路2において、隣り合う光ファイバ5の間に隔壁62が備えられている。このような光分岐素子60によれば、反射フィルタ6によって反射した光が拡散した場合であっても、その拡散した光が隔壁によって遮られるため、反射フィルタ6によって反射した光は光回路3の対応する光ファイバ8にのみ入射する。従って、反射フィルタ6によって反射した光が、入射すべきでない隣の光ファイバ8に入射してしまう事態を防止することができる。
Fig.8 (a) is sectional drawing which shows the modification of the optical branching
[Seventh Embodiment]
Fig.9 (a) is sectional drawing which shows the optical branching element based on the 7th Embodiment of this invention, FIG.9 (b) is a IX-IX arrow directional view of Fig.9 (a). The optical branching
図10は、隔壁62の形成工程を示す図である。図10(a)において、まず、複数本(図では8本)の光ファイバ5が配列して固定されている配列基板4を用意する。このときの光ファイバ5の配列ピッチPは、例えば、127μm程度である。そして、一側の面S4に複数のV形溝63が形成された位置決め用基板62aを用意し、V形溝63に光ファイバ5が係合するように位置決め用基板62aを光ファイバ5上に載置する。これにより、光ファイバ5が配列基板4上に高精度で位置決めされる。尚、V形溝63の深さDは、例えば、105μm程度である。なお、位置決め用基板62aは、切削性の良好なシリコンで形成されているのが望ましい。
FIG. 10 is a diagram illustrating a process of forming the
次に、図10(b)を参照する。図10(a)において、光ファイバ5上に位置決め用基板62aを載置した後、位置決め用基板62aと配列基板4との間に樹脂64を充填する。そして、樹脂64を固化させることによって、位置決め用基板62aを、配列基板4及び光ファイバ5に固定する。次いで、研磨機65によって、位置決め用基板62aにおける面S4の反対側に位置する面S5側を研磨し、光ファイバ5の側面を露出させる。これにより、隣り合う光ファイバ5の間に隔壁62を備えた光回路61を得ることができる(図10(C)参照)。このとき、隣り合う光ファイバの間に位置する隔壁62は、三角形状を呈している。なお、上記樹脂64は、研磨機65で研磨する際の抵抗によって光ファイバ5が動くのを防止するため、石英やマイカのフィラーが充填された高ヤング率のものを用いるのが望ましい。
Next, refer to FIG. 10A, after positioning
図11(a)は、本実施形態に係る光分岐素子60の変形例を示す断面図であり、図11(b)は、図11(a)のX−X線矢視図である。図11に示す光分岐素子60は、光ファイバ5のクラッド部5bが光回路3の固定する部位において一部除去されており、光ファイバ5のコア部5aと光回路3の端面S1との距離が光ファイバ5の半径Rよりも短くなっている。これにより、光回路61の光ファイバ5と光回路3の光ファイバ8との距離が短くなるため、反射フィルタ6で反射された光を効率よく光ファイバ8に導入することができる。
Fig.11 (a) is sectional drawing which shows the modification of the optical branching
このような光回路61を形成する場合は、図10に示す隔壁62の形成方法と同様にして行い、図12(a)に示すように、位置決め用基板62aの面S5からクラッド部5bの一部までを除去していく。これにより、光ファイバ5のクラッドの一部が除去されると共に、隣り合う光ファイバ5の間に隔壁62を備えた光回路61を得ることができる(図12(b)参照)。
[第8実施形態]
図13(a)は、本発明の第8の実施形態に係る光分岐素子ユニットを示す断面図であり、図13(b)は、図13(a)のXI−XI線矢視図である。光分岐素子ユニット70は、上記第1の実施形態に係る光分岐素子1を2つ備えて構成されている。そして、この2つの光分岐素子1は、それぞれの光回路2の下面同士、すなわち、光回路2における光回路3が固定された面と反対側に位置する面同士で接合され一体化されている。
When such an
[Eighth Embodiment]
FIG. 13A is a cross-sectional view showing an optical branching element unit according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a view taken along line XI-XI in FIG. . The optical branching
このような光分岐素子ユニット70は、光分岐素子1に比べ、信号光の分岐する部分の数が2倍となる。このため、光ファイバ5の配列方向にスペースが取れない場合などに有効である。
In such an optical branching
なお、本実施形態の光分岐素子ユニット70は、上記第1の実施形態に係る光分岐素子1を用いて構成されているが、上記第2〜第7の実施形態に係る光分岐素子10,20,30,40,50,60を用いて構成されていてもよい。
[第9実施形態]
図14は、本発明の第9の実施形態に係る光分岐素子デバイスの一形態を示す図であり、図15は、そのブロック図である。図14及び図15では、本実施形態に係る光分岐素子デバイス80に、光学素子の一例である光ファイバアレイ81が適用された状態を示している。
In addition, although the optical branching
[Ninth Embodiment]
FIG. 14 is a diagram showing an embodiment of an optical branch device according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a block diagram thereof. 14 and 15 show a state in which an
光分岐素子デバイス80は、光分岐素子1における光回路3の光ファイバ8の一側の端部82が、フォトダイオード83の入射面84に対して垂直に接続されている。フォトダイオード83は、光ファイバ8と同じ数だけ備えられており、各光ファイバ8に対応している。光ファイバ8は、光ファイバ5を伝送する信号光が反射フィルタ6で反射されることによって分岐した分岐光が伝送されるようになっている。そして、この分岐光は、光ファイバ8を伝送してフォトダイオード83に入射される。尚、フォトダイオード83は、光ファイバ8の配列方向(図14の紙面に垂直な方向)に並んでいるため、図14では、一つのフォトダイオード83を示している。
In the optical
また、本実施形態では、光分岐素子デバイス80の反射フィルタ6における光回路2と反対側の面に、基板85上に複数本の光ファイバ86が配列された光ファイバアレイ81が固定されている。光ファイバアレイ81の光ファイバ86は、光回路2の各光ファイバ5に対応して設けられており、反射フィルタ6を透過した透過光が伝送される。
In the present embodiment, an
本実施形態に係る光分岐素子デバイス80によれば、光回路2に固定された光回路3の光ファイバ8がフォトダイオード83の入射面84に対して垂直に接続されている。従って、光ファイバ8を伝送する分岐光をフォトダイオード83の入射面84に垂直に入射させることができるため、フォトダイオード83の偏波依存性が低減され、受光感度を良好にすることができる。
According to the optical
なお、本実施形態の光分岐素子デバイス80は、上記第1の実施形態に係る光分岐素子1を用いて構成されているが、上記第2〜第7の実施形態に係る光分岐素子10,20,30,40,50,60を用いて構成してもよい。
[第10実施形態]
図16は、本発明の第10の実施形態に係る光分岐素子を備えた光分岐デバイスを示す図であり、図17は、そのブロック図である。図16において、光分岐素子90は、光分岐部91と光回路92とを有している。光分岐部91は、上記第1の実施形態に係る光分岐素子1と同様の構造となっているが、図17に示すように、光ファイバ5の数が光ファイバ8の2倍となっている点と、光回路2の端面S1に反射フィルタ6が備えられていない点とが異なっている。
In addition, although the optical
[Tenth embodiment]
FIG. 16 is a diagram showing an optical branching device including an optical branching element according to the tenth embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a block diagram thereof. In FIG. 16, the optical branching
光回路92は、平面光導波路型の光回路となっており、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板93と、この基板93上に形成された平面光導波路部94とによって構成されている。平面光導波路部94は、クラッド部94aと、クラッド部94aの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部94bとによって構成されている。
The
また、光回路92の一側の端面S6には、反射フィルタ6が備えられている。この反射フィルタ6は、例えば、端面S6上に蒸着によって形成する。蒸着を用いることにより、多数の反射フィルタの形成を容易に行うことができる。また、光回路2よりも小型で構造が簡易な光回路92側に反射フィルタ6を形成することにより、光ファイバの引き回し等の影響が低減されるため、より作業性よく反射フィルタ6を形成することができる。なお、反射フィルタ6は、樹脂などの接着剤によって光回路2の端面S1に貼り付けてももちろんよい。このような光回路92は、反射フィルタ6が光回路2の端面S1に接着されていることによって、光回路2に固定されている。
A
図18は、図16の領域Zを示す拡大図であり、光回路2と光回路92との固定部を示す図である。図18に示すように、光回路92の反射フィルタ6と光回路2の端面S1とは、屈折率を整合する樹脂等の接着剤95によって接着されている。なお、光分岐部91は、光回路2側に反射フィルタ6を備えた形態、すなわち光分岐素子1と同様の構造としてもよい。その場合、反射フィルタ6と光回路92の端面S6との間に、上記接着剤95の層が形成される。
FIG. 18 is an enlarged view showing a region Z of FIG. 16, and is a view showing a fixing portion between the
本実施形態の光分岐デバイス96は、以上のような光分岐素子90とフォトダイオード83とを有している。そして、光回路92の端面S7には、微小電子機械システム(MEMS)技術を用いて形成された可変光減衰器97が接続されている。可変光減衰器97は基板98を有し、この基板98上には、平面光導波路部99が形成されている。
The
図17に示すように、可変光減衰器97の平面光導波路部99は、反射フィルタ6を透過した透過光が通る光路Mと、光路Nとを有している。また、平面光導波路部99には、光路M上を通る光を光路Nに向けて反射させるミラー100が備えられている。このような可変光減衰器97は、ミラー100を制御部101によって制御しながら駆動させることにより、反射光の強度を調整する。
As shown in FIG. 17, the planar
以上のような本実施形態に係る光分岐デバイス96によれば、上記可変光減衰器などの素子の端面が光回路2の端面S1に一致しない傾斜角度であっても、その傾斜角度に適合する端面S7を有する光回路92を用いることによって、適用可能とすることができる。
According to the optical branching
なお、光回路92は、光ファイバが配列されたものであってもよい。また、本実施形態の光分岐素子デバイス96は、光回路2と光回路3との固定部分が、上記第2〜第7の実施形態に係る光分岐素子10,20,30,40,50,60のような構造となっていてもよい。
[第11実施形態]
図19は、上述した光分岐素子を備えた波長多重光伝送システムの一例を示す模式図である。なお、本実施形態に係る波長多重光伝送システムは、本発明に係る光分岐素子が適用される光通信システムの一例に過ぎず、本発明に係る光分岐素子は、他の様々な光通信システムに適用可能である。
The
[Eleventh embodiment]
FIG. 19 is a schematic diagram illustrating an example of a wavelength division multiplexing optical transmission system including the above-described optical branching element. The wavelength division multiplexing optical transmission system according to the present embodiment is merely an example of an optical communication system to which the optical branching element according to the present invention is applied, and the optical branching element according to the present invention is a variety of other optical communication systems. It is applicable to.
図19において、波長多重光伝送システム110は、複数の光導波路111を有する光分岐素子112,113と、複数の光可変減衰器114を有する光可変減衰器アレイ115と備えている。光可変減衰器アレイ115は、光分岐素子112と光分岐素子113との間に配されており、光分岐素子112,113の各光導波路111と各光可変減衰器114とは、光導波路116を介してそれぞれ接続されている。
In FIG. 19, the wavelength division multiplexing
また、光分岐素子112の各光導波路111は、光導波路117を介して光源118と接続されている。一方、光分岐素子113の各光導波路111は、光導波路119を介してアレイ導波路格子(AWG;Arrayed Waveguide Grating)120と接続されている。このアレイ導波路格子120は、各波長の光信号を合波して1本の光導波路121に導く。この光導波路121には、光増幅器122が接続されている。
Each
光分岐素子112,113の各光導波路111を伝送する光の一部は、反射フィルタ6によって分岐され、光導波路123を伝送するようになっている。光分岐素子112の光導波路123には、光源118からの光のパワーを検出する光モニタ124が接続されている。また、光分岐素子113の光導波路123には、光可変減衰器121で減衰された光のパワーを検出する光モニタ125が接続されている。
A part of the light transmitted through each
光分岐素子112,113、光可変減衰器アレイ115は、コントローラ126と接続されている。このコントローラ126は、各光可変減衰器114に電圧を供給する電圧源と、供給電圧制御部とを有している。コントローラ126は、光モニタ124,125の検出値に基づいて、出力光量が所望値となるように各光可変減衰器114に送出する電圧信号を制御する。
The optical branching
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光分岐素子の光導波路(平面光導波路部のコア部または光ファイバ)が複数本となっているが、1本であってもよい。 As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the optical branching device has a plurality of optical waveguides (core portion or optical fiber of the planar optical waveguide portion), but may be one.
1…光分岐素子、2,3…光回路、4…配列基板、5…光ファイバ、5a…コア部、5b…クラッド部、6…反射フィルタ、7…配列基板、8…光ファイバ、8a…コア部、9…樹脂、10…光分岐素子、20…光分岐素子、21…板、30…光分岐素子、40…光分岐素子、41…光回路、41,51…光回路、42…基板、43…平面光導波路部、43a…クラッド部、43b…コア部、50…光分岐素子、51…光回路、52…基板、53…平面光導波路部、53a…クラッド部、53b…コア部、60…光分岐素子、61…光回路、62a…位置決め用基板62a、62…隔壁、63…V形溝、64…樹脂、70…光分岐素子ユニット、80…光分岐素子デバイス、81…光ファイバアレイ、82…端部、83…フォトダイオード(光学素子)、84…入射面、85…基板、86…光ファイバ、90…光分岐素子、91…光分岐部、92…光回路、93…基板、94…平面光導波路部、94a…クラッド部、94b…コア部、95…接着剤、96…光分岐デバイス、96…光分岐素子デバイス、97…可変光減衰器、98…基板、99…平面光導波路部、110…波長多重光伝送システム、112,113…光分岐素子、114…光可変減衰器、115…光可変減衰器アレイ、125…光モニタ、L1…光軸、L2…垂直軸、R…半径、S1,S2,S3…端面、S4…第1の面、S5…第2の面、S6,S7…端面、α…傾斜角度、β…端面角度。
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記第1光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、
前記第1光回路に斜めに固定され、前記信号光が前記反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第2光導波路を含んで構成される第2光回路とを備えることを特徴とする光分岐素子。 A first optical circuit including a first optical waveguide having an end face inclined with respect to a vertical axis orthogonal to the optical axis;
A reflection filter that reflects a part of the signal light transmitted through the first optical waveguide with a predetermined reflectance;
A second optical circuit configured to include a second optical waveguide that is obliquely fixed to the first optical circuit and that transmits the light branched when the signal light is reflected by the reflection filter. An optical branching device characterized.
前記第1光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、
前記信号光が前記反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第2光導波路を含んで構成される第2光回路と、
前記第2光回路に接続され、第2光導波路を伝送する前記分岐した光を受光する光学素子とを備えることを特徴とする光分岐デバイス。 A first optical circuit including a first optical waveguide having an end face inclined with respect to a vertical axis orthogonal to the optical axis;
A reflection filter that reflects a part of the signal light transmitted through the first optical waveguide with a predetermined reflectance;
A second optical circuit configured to include a second optical waveguide through which light branched by reflecting the signal light by the reflection filter is transmitted;
An optical branching device comprising: an optical element connected to the second optical circuit and receiving the branched light transmitted through the second optical waveguide.
請求項1〜9いずれか一項記載の光分岐素子を含んで構成されていることを特徴とする波長多重光伝送システム。 A wavelength division multiplexing optical transmission system that performs optical transmission by multiplexing multi-wavelength signal light,
A wavelength division multiplexing optical transmission system comprising the optical branching element according to any one of claims 1 to 9.
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