JP2764263B2 - 波長フィルタ - Google Patents
波長フィルタInfo
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29331—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by evanescent wave coupling
- G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
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- Optical Filters (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光伝送線路内、或いは、光計測等に利用さ
れる光ファイバや平板光導波路等を用いた波長フィルタ
に関するものである。 〔発明の概要〕 本発明は、光導波結合器を構成する２本以上の光ファ
イバや平板光導波路等のコア部、或いはガイド部に、あ
る特定波長で屈折率が等しくなり、かつ、屈折率の波長
分散性が異なる材料を用いて、結合長の適切な選択によ
る分岐機能と、コア部、或いはガイド部とクラッド部と
の屈折率差による光の閉じ込め効果を利用して、バンド
パスフィルタ等を高精度に、しかも高いSNRで異なる波
長を分離できる波長フィルタを得るものである。 〔従来の技術〕 従来の光導波結合器においては、隣接するファイバや
平板光導波路等には同じ材料が用いられていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本来、分岐比は結合定数と隣接する導波路間のコア
部、或いはガイド部の伝播定数差と結合長の関数によっ
て定まるものである。即ち、結合定数をC,伝播定数差の
1/2をΔ，結合が始まってから結合方向への長さをＺと
すると、第２図に示す入射ポート１に入力した光が光結
合器内部でコア３に隣接したコア４内にどれだけ結合し
たかを表わす分岐比Ｒは、両コア3,4中に存在する光の
強度比 の対数で次式によって表わされる。 ところが、従来例では隣接する導波路は同じ材質で作
製するので、伝播定数差はほぼ０となるが、実際には完
全に０ではなかった。これは、隣接するコア部、或いは
ガイド部の作製時に径等が全く同じにならず、異なって
しまう為に、伝播する光の伝播定数に僅かな差が生じる
からである。 従って、分岐比Ｒの最大値は、 となる。 この為、第３図に示す様に分岐比は、結合長Ｚの周期
関数で与えられ、 の長さでコア3,又はコア４に大部分の光のパワーが移行
する事になる。 さて、最近、波長の多重伝送の分野において、伝送さ
れてきた波長を完全に分離する波長フィルタが必要とな
っている。ところが、この目的を達成するには、波長Ａ
の光と波長Ｂの光を分離するとしても、従来の光導波結
合器では第４図に示す様に、波長Ａと波長Ｂにおいて分
岐比Ｒが最大値をとるとしても、（２）式から明らかな
様にRmaxは有限であるためSNRは充分にとれない。又、
２波長で分岐比Ｒを最大値する様に光導波結合器を作製
する事は、結合長の微妙な変化が分岐比Ｒに大きな変化
を与える為、非常に困難であり、歩留りが著しく悪かっ
た。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の問題点を解決する為に、本発明では光導波結合
器を構成する２本以上の光ファイバや平板光導波路等の
コア部、或いはガイド部に、各々ある特定波長で屈折率
が等しく、かつ、屈折率の波長分散性が異なる材料を用
いて、波長フィルタを構成した。 〔作用〕 隣接する導波路に上記の様な屈折率の材料を用いる
と、伝播定数差が現れる。従って、分岐比Ｒは前述の式
（１）より、 ここで、Ｃは結合定数，Δは伝播定数差の1/2,Zは光
ファイバの結合が始まってから結合方向への長さ， である。従って、この場合も前記した様に、分岐比Ｒの
最大値は、 ところがある波長で、一方のコアの屈折率と他方のコ
アの屈折率が等しくなるので、その波長において２つの
コア間の伝播定数差はなくなり、Δ＝０となる。 従って、この波長で分岐比Ｒが最大になる様に結合長
Ｚを選べば、この波長から離れれば離れるだけΔ≠０と
なり、かつ結合定数Ｃが小さくなるので、急激に分岐比
Ｒは小さくなっていく。 上記の様な効果を利用して、前記ある波長をピーク
に、あるバンド幅を有する波長フィルタを、容易に得る
事ができる。 〔実施例〕 （実施例１） 以下、本発明をその実施例に基づいて詳しく説明す
る。第１図は、本発明に係る光結合器の実施例を示す概
念図である。結合部５は、２本のシングルモード光ファ
イバーの一部を融着或いは研磨・接着して作られる。こ
の２本のシングルモード光ファイバのコア部3,4は、そ
れぞれ異なる屈折率n3,n4の材料で構成されている。こ
の場合入力ポート１より入射された光は、結合部５より
Ｚだけ離れるとその分岐比は、 λは真空中の光の波長である。 従って、上式が極大値となる条件、即ち、結合長を の奇数倍の長さで、分岐比 を得る事ができる。 ところが、第５図に示す様にコア部3,4の屈折率が波
長Ａにおいて等しくなり、かつ、波長分散性を有する様
に材料を選ぶ。例えば、n3の屈折率を有する材料として
BaCED1,n4の屈折率を有する材料としてPCD5,クラッド６
の材料としてADF10を選ぶと、波長Ａにおいて、Δ＝０
となるが、波長Ａより離れるにしたがい、Δは大きくな
る。さらに、結合長Ｚを の奇数倍の長さにすると、波長Ａの光は、一方のコア３
から他方のコア４へ完全にパワーが移行するが、波長Ａ
以外の光は波長Ａより離れるに従い、減衰振動しながら
急速にパワーの移行が減少する。上記現象を示した図
が、第６図である。コア間距離を10.5μｍにした場合を
実線で、コア間距離を12.0μｍにした場合を破線で示し
てある。波長フィルタとして、10dBのものを考えると、
コア間距離10.5μｍでは凡そピークの波長（＝波長Ａ）
が1.566μｍで、1.48μｍから、1.65μｍのバンド幅f1
を有し、又、コア間距離12.0μｍでは凡そピークの波長
（＝波長Ａ）が1.566μｍで、1.53μｍから1.61μｍの
バンド幅をf2を有するものが得られる。 尚、上記実施例において示した硝材以外にも、同様の
特性を得る材料の組み合わせは、当然他にも選定しうる
ものである。又、上記実施例においては、シングルモー
ド光ファイバを用いた例を示したが、多モード光ファイ
バ，平板型光導波路等においても、同様の特性を得る事
ができる。 又、例えば、硝材の屈折率の波長分散性によって決ま
るピーク値は、さらに構造分散を積極的に活用し、例え
ば互いに径の異なる上記構成のファイバを使う事によ
り、変える事もできる。 更に、光ファイバを３本,4本組み合わせてより複雑な
波長フィルタを構成する事も可能である。 〔発明の効果〕 上述の様に本発明の構成により、波長選択が自由にで
き、しかも、分離波長の上限，下限ともコア間距離で調
整でき、ピークの波長も比較的自由に選べる。また２つ
の導波路構造を変化させる必要がないので、サブミクロ
ンオーダでの加工技術の不用な、簡便な構造の波長フィ
ルタが得られ、よって、安定で、しかも歩留りの向上が
図れ、品質的に安定した安価な波長フィルタを容易に得
る事ができる。また、他の規定の寸法形状の光導波路と
接続した時に接続損失の少ない波長フィルタが得られ
る。
れる光ファイバや平板光導波路等を用いた波長フィルタ
に関するものである。 〔発明の概要〕 本発明は、光導波結合器を構成する２本以上の光ファ
イバや平板光導波路等のコア部、或いはガイド部に、あ
る特定波長で屈折率が等しくなり、かつ、屈折率の波長
分散性が異なる材料を用いて、結合長の適切な選択によ
る分岐機能と、コア部、或いはガイド部とクラッド部と
の屈折率差による光の閉じ込め効果を利用して、バンド
パスフィルタ等を高精度に、しかも高いSNRで異なる波
長を分離できる波長フィルタを得るものである。 〔従来の技術〕 従来の光導波結合器においては、隣接するファイバや
平板光導波路等には同じ材料が用いられていた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本来、分岐比は結合定数と隣接する導波路間のコア
部、或いはガイド部の伝播定数差と結合長の関数によっ
て定まるものである。即ち、結合定数をC,伝播定数差の
1/2をΔ，結合が始まってから結合方向への長さをＺと
すると、第２図に示す入射ポート１に入力した光が光結
合器内部でコア３に隣接したコア４内にどれだけ結合し
たかを表わす分岐比Ｒは、両コア3,4中に存在する光の
強度比 の対数で次式によって表わされる。 ところが、従来例では隣接する導波路は同じ材質で作
製するので、伝播定数差はほぼ０となるが、実際には完
全に０ではなかった。これは、隣接するコア部、或いは
ガイド部の作製時に径等が全く同じにならず、異なって
しまう為に、伝播する光の伝播定数に僅かな差が生じる
からである。 従って、分岐比Ｒの最大値は、 となる。 この為、第３図に示す様に分岐比は、結合長Ｚの周期
関数で与えられ、 の長さでコア3,又はコア４に大部分の光のパワーが移行
する事になる。 さて、最近、波長の多重伝送の分野において、伝送さ
れてきた波長を完全に分離する波長フィルタが必要とな
っている。ところが、この目的を達成するには、波長Ａ
の光と波長Ｂの光を分離するとしても、従来の光導波結
合器では第４図に示す様に、波長Ａと波長Ｂにおいて分
岐比Ｒが最大値をとるとしても、（２）式から明らかな
様にRmaxは有限であるためSNRは充分にとれない。又、
２波長で分岐比Ｒを最大値する様に光導波結合器を作製
する事は、結合長の微妙な変化が分岐比Ｒに大きな変化
を与える為、非常に困難であり、歩留りが著しく悪かっ
た。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の問題点を解決する為に、本発明では光導波結合
器を構成する２本以上の光ファイバや平板光導波路等の
コア部、或いはガイド部に、各々ある特定波長で屈折率
が等しく、かつ、屈折率の波長分散性が異なる材料を用
いて、波長フィルタを構成した。 〔作用〕 隣接する導波路に上記の様な屈折率の材料を用いる
と、伝播定数差が現れる。従って、分岐比Ｒは前述の式
（１）より、 ここで、Ｃは結合定数，Δは伝播定数差の1/2,Zは光
ファイバの結合が始まってから結合方向への長さ， である。従って、この場合も前記した様に、分岐比Ｒの
最大値は、 ところがある波長で、一方のコアの屈折率と他方のコ
アの屈折率が等しくなるので、その波長において２つの
コア間の伝播定数差はなくなり、Δ＝０となる。 従って、この波長で分岐比Ｒが最大になる様に結合長
Ｚを選べば、この波長から離れれば離れるだけΔ≠０と
なり、かつ結合定数Ｃが小さくなるので、急激に分岐比
Ｒは小さくなっていく。 上記の様な効果を利用して、前記ある波長をピーク
に、あるバンド幅を有する波長フィルタを、容易に得る
事ができる。 〔実施例〕 （実施例１） 以下、本発明をその実施例に基づいて詳しく説明す
る。第１図は、本発明に係る光結合器の実施例を示す概
念図である。結合部５は、２本のシングルモード光ファ
イバーの一部を融着或いは研磨・接着して作られる。こ
の２本のシングルモード光ファイバのコア部3,4は、そ
れぞれ異なる屈折率n3,n4の材料で構成されている。こ
の場合入力ポート１より入射された光は、結合部５より
Ｚだけ離れるとその分岐比は、 λは真空中の光の波長である。 従って、上式が極大値となる条件、即ち、結合長を の奇数倍の長さで、分岐比 を得る事ができる。 ところが、第５図に示す様にコア部3,4の屈折率が波
長Ａにおいて等しくなり、かつ、波長分散性を有する様
に材料を選ぶ。例えば、n3の屈折率を有する材料として
BaCED1,n4の屈折率を有する材料としてPCD5,クラッド６
の材料としてADF10を選ぶと、波長Ａにおいて、Δ＝０
となるが、波長Ａより離れるにしたがい、Δは大きくな
る。さらに、結合長Ｚを の奇数倍の長さにすると、波長Ａの光は、一方のコア３
から他方のコア４へ完全にパワーが移行するが、波長Ａ
以外の光は波長Ａより離れるに従い、減衰振動しながら
急速にパワーの移行が減少する。上記現象を示した図
が、第６図である。コア間距離を10.5μｍにした場合を
実線で、コア間距離を12.0μｍにした場合を破線で示し
てある。波長フィルタとして、10dBのものを考えると、
コア間距離10.5μｍでは凡そピークの波長（＝波長Ａ）
が1.566μｍで、1.48μｍから、1.65μｍのバンド幅f1
を有し、又、コア間距離12.0μｍでは凡そピークの波長
（＝波長Ａ）が1.566μｍで、1.53μｍから1.61μｍの
バンド幅をf2を有するものが得られる。 尚、上記実施例において示した硝材以外にも、同様の
特性を得る材料の組み合わせは、当然他にも選定しうる
ものである。又、上記実施例においては、シングルモー
ド光ファイバを用いた例を示したが、多モード光ファイ
バ，平板型光導波路等においても、同様の特性を得る事
ができる。 又、例えば、硝材の屈折率の波長分散性によって決ま
るピーク値は、さらに構造分散を積極的に活用し、例え
ば互いに径の異なる上記構成のファイバを使う事によ
り、変える事もできる。 更に、光ファイバを３本,4本組み合わせてより複雑な
波長フィルタを構成する事も可能である。 〔発明の効果〕 上述の様に本発明の構成により、波長選択が自由にで
き、しかも、分離波長の上限，下限ともコア間距離で調
整でき、ピークの波長も比較的自由に選べる。また２つ
の導波路構造を変化させる必要がないので、サブミクロ
ンオーダでの加工技術の不用な、簡便な構造の波長フィ
ルタが得られ、よって、安定で、しかも歩留りの向上が
図れ、品質的に安定した安価な波長フィルタを容易に得
る事ができる。また、他の規定の寸法形状の光導波路と
接続した時に接続損失の少ない波長フィルタが得られ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による光結合器の実施例を示す概念図、
第２図は光結合器における光の伝播，分岐の原理を示す
概念図、第３図は従来の光結合器の結合長と分岐比の関
係を示す説明図、第４図は従来の光結合器の波長と分岐
比の関係を示す説明図、第５図は本発明のコア部，クラ
ッド部に用いた材料の屈折率の波長分散性を示す説明
図、第６図は本発明の光結合器における結合パワーと波
長の関係を表わす説明図である。
第２図は光結合器における光の伝播，分岐の原理を示す
概念図、第３図は従来の光結合器の結合長と分岐比の関
係を示す説明図、第４図は従来の光結合器の波長と分岐
比の関係を示す説明図、第５図は本発明のコア部，クラ
ッド部に用いた材料の屈折率の波長分散性を示す説明
図、第６図は本発明の光結合器における結合パワーと波
長の関係を表わす説明図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 武居 利治
東京都江東区亀戸６丁目31番１号 セイ
コー電子工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭61−248008（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−250607（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．第１の材料からなる第１の光導波路と、前記第１の
光導波路とほぼ平行に近接して配置される第２の光導波
路であって、ある特定の波長で前記第１の材料と屈折率
が等しくなり、前記特定の波長付近において前記特定の
波長から離れるにしたがい前記第１の材料との屈折率差
がしだいに大きくなる第２の材料からなる第２の光導波
路とからなり、前記第１の光導波路に入射された光のう
ち前記特定の波長をパワーピークとするあるバンド幅の
波長を前記第２の光導波路に導波させることを特徴とす
る波長フィルタ。 ２．前記バンド幅は前記第１の導波路と前記第２の導波
路間の距離を変えることにより調整されることを特徴と
する請求項１記載の波長フィルタ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62231883A JP2764263B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 波長フィルタ |
| US07/245,467 US5031989A (en) | 1987-09-16 | 1988-09-16 | Optical filter coupler |
| EP88308593A EP0308244A3 (en) | 1987-09-16 | 1988-09-16 | Optical filter coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62231883A JP2764263B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 波長フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169407A JPH01169407A (ja) | 1989-07-04 |
| JP2764263B2 true JP2764263B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=16930521
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62231883A Expired - Fee Related JP2764263B2 (ja) | 1987-09-16 | 1987-09-16 | 波長フィルタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031989A (ja) |
| EP (1) | EP0308244A3 (ja) |
| JP (1) | JP2764263B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04138427A (ja) * | 1990-09-28 | 1992-05-12 | Oki Electric Ind Co Ltd | 光波長フィルタ装置 |
| JPH0720329A (ja) * | 1993-06-23 | 1995-01-24 | Canon Inc | 光合分波器 |
| US5515461A (en) * | 1994-06-20 | 1996-05-07 | The Regents Of The University Of California | Polarization-independent optical wavelength filter for channel dropping applications |
| SE507445C2 (sv) * | 1996-03-22 | 1998-06-08 | Ericsson Telefon Ab L M | Optiskt element |
| JP6939360B2 (ja) * | 2017-10-02 | 2021-09-22 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4342499A (en) * | 1979-03-19 | 1982-08-03 | Hicks Jr John W | Communications tuning construction |
| FR2506954A1 (fr) * | 1981-06-01 | 1982-12-03 | Centre Nat Rech Scient | Dispositif de couplage de fibres optiques et son procede de fabrication |
| US4490163A (en) * | 1982-03-22 | 1984-12-25 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a fiber-optical coupling element |
| JPS5918965A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 複写機の露光量検出装置 |
| US4546476A (en) * | 1982-12-10 | 1985-10-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Fiber optic amplifier |
| US4632513A (en) * | 1983-05-26 | 1986-12-30 | Gould Inc. | Method of making a polarization-insensitive, evanescent-wave, fused coupler with minimal environmental sensitivity |
| JPS61248008A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 光合分波器 |
| JPS61250607A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-07 | Hitachi Ltd | 光合分波器 |
| US4673270A (en) * | 1985-06-28 | 1987-06-16 | Amp Incorporated | Channel add/drop filter-coupler |
| JPS6371826A (ja) * | 1986-09-16 | 1988-04-01 | Hitachi Ltd | 光半導体装置 |
| JPH0721599B2 (ja) * | 1987-01-21 | 1995-03-08 | 国際電信電話株式会社 | 導波路型光スイツチ |
| US4755037A (en) * | 1987-04-13 | 1988-07-05 | Mcdonnell Douglas Corporation | Fiber optic coupler |
| US4846540A (en) * | 1988-01-25 | 1989-07-11 | Bell Communications Research, Inc. | Optical wavegide junction |
| US4900119A (en) * | 1988-04-01 | 1990-02-13 | Canadian Patents & Development Ltd. | Wavelength selective optical devices using optical directional coupler |
| US4861127A (en) * | 1988-05-09 | 1989-08-29 | Canadian Instrumentation & Research Ltd. | Optical coupler |
-
1987
- 1987-09-16 JP JP62231883A patent/JP2764263B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1988
- 1988-09-16 EP EP88308593A patent/EP0308244A3/en not_active Withdrawn
- 1988-09-16 US US07/245,467 patent/US5031989A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0308244A3 (en) | 1990-08-16 |
| EP0308244A2 (en) | 1989-03-22 |
| US5031989A (en) | 1991-07-16 |
| JPH01169407A (ja) | 1989-07-04 |
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