JP2857330B2 - 光導波路部品および光導波路部品を利用した信号処理方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

【０００１】本発明は、光ファイバ通信や光センサシス
テムに用いられる光導波路部品および光導波路部品を利
用した信号処理方法に関するものである。

【従来の技術】

【０００２】光ファイバ通信の１つとして、例えば、電
話通信がある。各電話加入者の設備は光ファイバケーブ
ル（光ケーブル）により電話局側と接続されており、そ
の光ファイバケーブルを通して電話通信が行われてい
る。しかしながら、電話局側と電話加入者側を接続する
光ケーブルに断線等の何らかの支障が生じると、電話通
信を行うことができないため、電話局側ではこの光ケー
ブルの管理を行っており、光ケーブルの断線等の有無を
検出するために、図12に示すような、ＯＴＤＲ（Optica
l Time Domain Reflectmeter）による光ケーブルや光フ
ァイバの識別システムが提案されている。

【０００３】同図において、電話局側の光送信端末11に
は光の合波と分波を行う光合分波器２が光ファイバ30に
より接続されており、光合分波器２には光の分波と反射
を行う第１、第２の光導波路部品４ａ，４ｂがそれぞれ
光ケーブル５ａ，５ｂにより接続されており、各光導波
路部品４ａ，４ｂにはそれぞれ電話加入者側の光受信端
末６ａ，６ｂが光ファイバ14により接続されている。ま
た、光合分波器２には光ファイバ31によりＯＴＤＲ３が
接続されている。

【０００４】図13には、光導波路部品４ａが光ケーブル
５ａ（図12）から引き出された光ファイバ13、および光
受信端末６ａ（図12）に接続されている光ファイバ14と
接続状態で示されている。光導波路部品４ａは石英導波
路基板に光基幹通路として機能する基幹コア７と、この
コア７から分岐して読み出し用導波路として機能する読
み出し用コア12が形成されており、基幹コア７と読み出
し用コア12との分岐点にはフィルタ挿入用スリット９が
形成されており、スリット９には薄膜フィルタ10が挿入
固定されている。

【０００５】この薄膜フィルタ10は基幹コア７側の入射
光の一部を透過し、かつ、入射光の一部を読み出し用コ
ア12側に反射し、さらに、読み出し用コア12側からの戻
り光を反射して基幹コア７の入射側に逆行するものであ
り、例えば、同図に示されているように、基幹コア７の
入射側から波長λ₁ ，λ₂ の光を入射させたときに、波
長λ₁ の光は透過させ、波長λ₂ の光を読み出し用コア
12側に反射させ、さらに、読み出し用コア12側で反射し
て戻ってくる波長λ₂ の光（戻り光）を反射して基幹コ
ア７の入射側に逆行させるものである。

【０００６】また、読み出し用コア12には、コア12に沿
って光通過断面が長方形状の反射用スリット１ａ〜１ｄ
が間隔Ｌを介して等間隔で４枚配設されており、スリッ
ト１ａ〜１ｄには読み出し用コア12よりも低屈折率の材
料である空気が充填されており、この反射用スリット１
は、図14に示すように、それぞれ入射側の第１の反射面
15と第１の反射面15の裏面側の第２の反射面16を有して
おり、各反射面15，16は入射側から反射用スリット１に
入射する光のパワーの一部を、同図の矢印Ａ，Ｂに示さ
れるように、共に薄膜フィルタ10側に反射するようにな
っている。

【０００７】一方、第２の光導波路部品４ｂの読み出し
用コア12には、３枚の反射用スリット１ａ〜１ｃ（図示
せず）が間隔を介して配設されており、第２の光導波路
部品４ｂはその点が第１の光導波路部品４ａと異なる
が、それ以外の構造は第１の光導波路部品４ａと同じで
ある。

【０００８】以上のような光導波路部品４ａ，４ｂを配
設した図12のシステムにおいて、同図に示すように、光
送信端末11から波長λ₁ の信号光を出射し、ＯＴＤＲ３
から波長λ₂ の読み出し光を出射すると、各光は光合分
波器２に入射し、光合分波器２で各波長λ₁ ，λ₂ の光
が合波されて、光ケーブル５ａ，５ｂを通して第１、第
２の光導波路部品４ａ，４ｂに入射する。そして、第１
の光導波路部品４ａでは、図13に示すように、光ファイ
バ13を介して波長λ₁ ，λ₂ の光が基幹コア７に入射
し、波長λ₁ の信号光は薄膜フィルタ10を透過して光フ
ァイバ14側に通され、波長λ₂ の光は薄膜フィルタ10で
反射して読み出し用コア12に入射する。

【０００９】そして、図14に示すように、読み出し用コ
ア12に設けられた反射用スリット１ａの第１の反射面15
で読み出し光の一部が、図の矢印Ａのように薄膜フィル
タ10側に反射して薄膜フィルタ10に入射し、図の矢印
Ａ′のように薄膜フィルタ10で反射して基幹コア７の入
射側に逆行していく。また、第１の反射面15で反射しな
かった光は第１の反射面15を透過し、その光の一部は、
同様に第２の反射面16で図の矢印Ｂのように薄膜フィル
タ10側に反射し、反射した光は薄膜フィルタ10側から基
幹コア７の入射側に逆行していく。また、反射用スリッ
ト１ａの第２の反射面16を透過した光は、反射用スリッ
ト１ｂの第１の反射面15に入射し、前記と同様にして、
各反射用スリット１ｂ〜１ｄの第１、第２の反射面15，
16で順々に光の反射および透過が行われる。

【００１０】そして、このように、各反射用スリット１
ａ〜１ｄの各反射面15，16で反射して、基幹コア７の入
射側に進んだ波長λ₂ の読み出し光は、図12に示すよう
に、光ケーブル５ａを介して光合分波器２に入射し、Ｏ
ＴＤＲ３に戻り、ＯＴＤＲ３がその戻り光を検出して、
ＯＴＤＲ３内の信号処理機構による時系列信号処理が行
われる。

【００１１】この時系列信号処理は、例えば、光が第１
の光導波路部品４ａの各反射用スリット１ａ〜１ｄで反
射してそれぞれＯＴＤＲ３に戻ってくる時間差を、ＯＴ
ＤＲ３から各反射用スリット１ａ〜１ｄまでの距離の差
に変換して、図15の（ａ）に示すように、距離と反射光
のパワーとの関係をモニタし、各反射用スリット１ａ〜
１ｄで反射した光のパワーを読み出し信号とし、この読
み出し信号に基づいて、例えば、図15の（ｂ）に示すよ
うに、基準位置から２Ｃ（200 μｍ）離れた位置を信号
の読み始め位置とし、その位置から一定距離Ｃ（100 μ
ｍ）ごとに光の反射の有無を検出し、光の反射が行われ
た箇所を１、光の反射が行われていない箇所を０として
デジタル変換し、読み出し光のビットパターンを判断す
ることにより行われる。

【００１２】そうすると、図15の（ａ）に示したモニタ
信号のビットパターンは１０１０１０１０であると判断
され、第１の光導波路部品４ａのビットパターンは１０
１０１０１０と認識される。また、第２の光導波路部品
４ｂ側についても同様に、各反射用スリット１ａ〜１ｃ
で反射してＯＴＤＲ３側に戻ってくる光を、ＯＴＤＲ３
により検出して時系列処理を行うと、光導波路部品４ｂ
の読み出し光のビットパターンは１０１０１０００と認
識される。したがって、ＯＴＤＲ３側でこのビットパタ
ーンの違いを区別することにより、第１の光導波路部品
４ａ側からＯＴＤＲ３側に戻ってくる読み出し光と、第
２の光導波路部品４ｂ側からＯＴＤＲ３側に戻ってくる
読み出し光との違いを判断することが可能となる。

【００１３】図12のシステムにおいて上記のような信号
処理を行えば、ＯＴＤＲ３側では、通常、光導波路部品
４ａの反射光のビットパターンと光導波路部品４ｂの反
射光のビットパターンがそれぞれ両方とも検出される
が、仮に、光ケーブル５ａ側に断線等があった場合に
は、光導波路部品４ａ側で反射した光はＯＴＤＲ３側に
戻らないために、ＯＴＤＲ３側で検出される反射光のビ
ットパターンは、光導波路部品４ｂ側で反射した光のビ
ットパターン１０１０１０００のみとなる。また、光ケ
ーブル５ｂ側に断線等があった場合には、ＯＴＤＲ３側
で検出される反射光のビットパターンはその逆に１０１
０１０１０のみとなる。したがって、ＯＴＤＲ３側で検
出される反射光の信号処理を利用することにより、光ケ
ーブル５ａ，５ｂの断線等の有無や、いずれの光ケーブ
ルが断線したかを識別することができる。

【００１４】すなわち、光導波路部品４の反射用スリッ
ト１の配設数や配列間隔等を変えることにより、各電話
加入者の光受信端末６ごとに異なる様々なビットパター
ンの光導波路部品４を形成し、電話加入者の光受信端末
６ごとにビットパターンの異なる光導波路部品４を光受
信端末６側に設け、上記のように、ＯＴＤＲ３による読
み出し光の検出およびその時系列信号処理を行うことに
より、電話局側と各電話加入者の設備とを接続する光ケ
ーブルに断線等の支障が生じたりしたときに、支障が生
じた光ケーブルの識別を行うことが可能となり、光ケー
ブルの管理を行うことができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各反射
用スリット１ａ〜１ｄは光通過断面が長方形状で第１、
第２の反射面15，16間隔が狭いスリットであり、各反射
用スリット１ａ〜１ｄに入射した光は第１、第２の反射
面15，16で、同様に薄膜フィルタ10側に反射してＯＴＤ
Ｒ３側に戻ってくるために、第１、第２の反射面15，16
で反射した光同士が干渉し合い、ＯＴＤＲ３側に戻らな
かったりするといったことが生じた。そのため、実際に
は、ＯＴＤＲ３側で図15に示したような信号を検出する
ことができず、その信号に基づいて信号処理を行うと、
ビットパターンを誤認してしまうことがあった。また、
各反射用スリット１ａ〜１ｄの間隔Ｌと第１、第２の反
射面15，16間隔が同程度の場合には、反射用スリット１
ａ〜１ｄの枚数等を誤認してしまうといったこともあ
り、ＯＴＤＲ３側でビットパターンを正確に識別するこ
とが困難であった。

【００１６】また、例えば、光導波路部品４ａのビット
パターンが１０１０となるように光導波路部品４ａ内の
反射用スリット１を配設し、ビットパターンが０１０１
となるように光導波路部品４ｂ内の反射用スリット１を
配設した場合に、ＯＴＤＲ３側には、図16の（ａ），
（ｂ）に示されるように、距離と反射光のパワーとの関
係がモニタされるが、このモニタ信号をデジタル変換す
る際の基準点が特に設けられていないために、例えば、
図16の（ａ）において、図のＤの位置を基準とし、Ｄの
位置から200 μｍ離れた位置を信号の読み始め位置とす
れば、このモニタ信号は１０１０とデジタル変換される
が、図のＥの位置を基準とすれば、モニタ信号は０１０
１とデジタル変換されてしまう。また、図16の（ｂ）に
おいて、基準位置をそれぞれＦ，Ｇとして、上記と同様
にしてデジタル変換すると、ビットパターンはそれぞ
れ、０１０１，１０１０と変換されることになる。

【００１７】このように、基準点を何れの位置にするか
により、変換されるビットパターンに違いが生じてしま
うために、従来の信号処理方法によれば、ＯＴＤＲ３側
で１０１０のビットパターンと０１０１のビットパター
ンを区別することができず、光導波路部品４からの反射
光の時系列信号処理を正確に行うことができなかった。

【００１８】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、その目的は、例えば、ＯＴＤＲ
から光導波路部品に光を入射させたときに、光導波路部
品内で反射する光が、ＯＴＤＲにより正確に時系列信号
処理されるような光導波路部品と光導波路部品を利用し
た信号処理方法を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明の光導波路部品は、光基幹通路と、この光基幹通路
から分岐した読み出し用導波路とを形成し、光基幹通路
と読み出し用導波路との分岐点に、光基幹通路側の入射
光の一部を透過し、かつ、前記入射光の一部を読み出し
用導波路側に反射し、さらに読み出し用導波路からの戻
り光を反射して光基幹通路の入射側に送行させるフィル
タを設け、前記読み出し用導波路には１個以上の反射用
スリットを間隔を介して配設し、この反射用スリットは
入射側の第１の反射面と、該第１の反射面の裏面側の第
２の反射面を有し、第１、第２の反射面のうちの一方側
の反射面は前記フィルタ側から読み出し用導波路を通っ
て入射する光のパワーの一部を前記フィルタ側に反射す
る読み出し用反射面とし、他方側の反射面は前記入射す
る光のパワーの一部を読み出し用導波路から外れる方向
に反射する読み出し外反射面としたことを特徴として構
成されている。

【００２０】また、前記読み出し用導波路には複数の反
射用スリットが配列され、各反射用スリットは光通過断
面が略台形形状又は三角形形状を呈しており、その略台
形又は三角形の両斜面の一方側を第１の反射面とし、他
方側を第２の反射面として形成されており、隣り合う反
射用スリットは略台形形状又は三角形形状の頭部と底部
を互い違いに配設し、読み出し用反射面同士を対向させ
て配設したことも本発明の光導波路部品の特徴的な構成
とされている。

【００２１】さらに、前記光導波路部品がハウジング内
に収容され、該ハウジングには接続相手のコネクタ側の
光ファイバと接続するための接続軸合わせ用のピン嵌合
孔が形成されていることも本発明の光導波路部品の特徴
的な構成とされている。

【００２２】また、本発明の光導波路部品を利用した信
号処理方法は、前記光導波路部品を用い、光基幹通路の
入射側から光を入射し、フィルタで直接反射する光のパ
ワーと各反射用スリットで順々に反射する光のパワーを
検出して信号処理する方法であって、前記各反射用スリ
ットで反射した光のパワーを読み出し信号とし、前記フ
ィルタで直接反射した光を前記読み出し信号の読み出し
位置を定める基準光としたことを特徴として構成されて
いる。さらに、前記基準光はフィルタで直接反射した光
の代わりに複数配列した反射用スリットのうちの１つの
反射用スリットで反射した光としたことも本発明の光導
波路部品を利用した信号処理方法の特徴的な構成とされ
ている。

【００２３】

【作用】上記構成の本発明において、読み出し用導波路
に配設した反射用スリットの第１、第２の反射面のうち
の一方側は読み出し用反射面とし、他方側は読み出し外
反射面とされており、フィルタ側から読み出し用導波路
を通って一方側の反射面（読み出し用反射面）に入射し
た光は、光のパワーの一部をフィルタ側に反射し、他方
側の反射面（読み出し外反射面）に入射した光は、光の
パワーの一部を読み出し用導波路から外れる方向に反射
する。そのため、反射用スリットの第１、第２の反射面
で反射した光が、両方とも読み出し用導波路を通してフ
ィルタ側で反射し、光基幹通路の入射側に逆行すること
はなく、読み出し用反射面での反射光のみを利用して、
光基幹通路の入射側に設けた信号処理機構により、正確
に反射光の信号処理を行うことができる。

【００２４】また、その信号処理を行うときに基準光を
設定し、その基準光の位置を基準位置として時系列信号
処理を行えば、各反射用スリットの配設位置を的確に判
断することが可能となり、信号処理をより正確に行うこ
とが可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略する。
図１には、本発明に係る光導波路部品の第１の実施例が
光ファイバ13，14と接続状態で示されている。本実施例
が従来例と異なる特徴的なことは、反射用スリット１を
光通過断面が台形形状のスリットとし、第１の反射面15
は、薄膜フィルタ10側から読み出し用コア12を通って入
射する光のパワーの一部を薄膜フィルタ10側に反射する
読み出し用反射面とし、第２の反射面16は、入射する光
のパワーの一部を読み出し用コア12側から外れる方向に
反射する読み出し外反射面としたことである。読み出し
用コア12に対する第１の反射面15の角度は90度、第２の
反射面16の角度は82度となっている。

【００２６】本実施例では、入射側のシングルモード光
ファイバ13および出射側のシングルモード光ファイバ14
と光導波路部品４の光導波路チップとの間に、単心のフ
ァイバブロック20が介設されており、このファイバブロ
ック20を用いて、各光ファイバ13，14のコア（図示せ
ず）と光導波路チップ26の基幹コア７が軸合わせされて
おり、光導波路チップ26、ファイバブロック20、光ファ
イバ13，14はそれぞれ端面同士がＵＶ（紫外線）硬化接
着剤により固定されている。

【００２７】光導波路部品４である光導波路チップは、
厚さ１mmのシリコン基板上に、火炎堆積法およびフォト
リソグラフィとドライエッチングによりクラッド18と各
コア７，12を形成した後、ダイシングソウにより幅７m
m、長さ７mmに切裂することにより作製されており、ま
ず、シリコン基板上に石英ガラスを厚さ20μｍとなるよ
うに火炎堆積法により形成して下部クラッド層とし、次
に、その上に、ＴｉＯ₂またはＧｅＯ₂ をドーパントと
する石英ガラスを厚さ８μｍとなるように、火炎堆積法
により形成してコア層とし、そのコア層にフォトグラフ
ィおよびドライエッチングを施すことにより、コアパタ
ーン（基幹コア７と読み出し用コア12）を形成した後、
上側から再び石英ガラスを厚さ20μｍとなるように形成
して上部クラッド層としている。

【００２８】このような方法で光導波路チップを作製す
ることにより、８μｍ角のコア７，12の周り側をクラッ
ド18で覆った光導波路チップが形成され、読み出し用コ
ア12に沿って光通過断面が台形形状の反射用スリット１
をフォトリソグラフィおよびドライエッチングにより10
0 μｍ間隔で形成し、反射用スリット１に空気を充填し
て図１の光導波路部品４が形成されている。なお、第１
番目の反射用スリット１ａは薄膜フィルタ10から200 μ
ｍ離れた位置に形成されている。

【００２９】基幹コア７と読み出し用コア12の分岐点に
は、ダイシングソウにより幅25μｍのフィルタ挿入用ス
リット９が形成されており、フィルタ挿入用スリット９
には厚さ20μｍの薄膜フィルタ10が挿入され、光学接着
剤により固定されている。この薄膜フィルタ10は波長が
1.60μｍ未満の光を透過させ、波長1.60μｍ以上の光を
反射させる短波長域通過型フィルタであり、光ファイバ
通信において、通常使用される波長1.3 μｍ、1.55μ
ｍ、1.65μｍの光を薄膜フィルタ10に入射させると、波
長1.3 μｍおよび1.55μｍの光は透過させ、波長1.65μ
ｍの光は反射するようになっている。

【００３０】ところで、周知のように、光は、ある媒質
から別の屈折率の異なる媒質に入射したときに、その境
界面で入射光のパワーの一部が反射し、残りのパワーの
光は透過していく。境界面で反射する光は入射角θ₁ と
同じ反射角θ₁ で反射して進むため、入射角θ₁ が０で
ある場合、すなわち、入射光と境界面との角度が90度の
場合は、反射光も境界面と垂直に進み、入射光と同一線
上を逆行して進む。したがって、本実施例の反射用スリ
ット１の第１の反射面15のように、読み出し用コア12に
対して垂直となるように形成されている反射面では、入
射光は必ず読み出し用コア12内に戻り、その反射面は読
み出し用反射面として機能することになる。

【００３１】また、本実施例の反射用スリット１の第２
の反射面16のように読み出し用コア12に対して垂直でな
い場合には、図11に示されるように、第２の反射面16に
対して垂直な方向である図の点線Ａの方向に対して、入
射角θ₁ と同じ反射角θ₁ だけずれた方向に反射するた
め、その方向が読み出し用コア12から外れた方向であれ
ば読み出し外反射面として機能させることができること
になる。そこで、予め実験等により上記のような条件を
満たす入射角θ₁ を求めたところ、θ₁ が８度以上であ
ればよいことがわかったため、本実施例ではθ₁ を８度
として、読み出し用コア12と第２の反射面16との角度α
を82度に設定した。

【００３２】また、同様にして、第２の反射面16のよう
に読み出し用コア12に対して垂直でない場合に、第２の
反射面16を透過した光は境界面を堺にして屈折して進む
ことも周知であり、屈折角θ₂ は光の入射角θ₁ と入射
側の媒質の屈折率ｎ₁ と、屈折後の媒質の屈折率ｎ₂ と
によって次式（１）により求めることができる。

【００３３】 ｎ₁ sin θ₁ ＝ｎ₂ sin θ₂ ・・・・・（１）

【００３４】そこで、この式から求められる屈折角θ₂
にあわせて読み出し用コア12の形成角度も設定し、読み
出し用コア12を形成した。なお、この屈折角は、同図に
示されるように、入射側の媒質、すなわち、反射用スリ
ット１の屈折率ｎ₁ が屈折後の媒質、すなわち、読み出
し用コア12の屈折率ｎ₂ よりも低い場合には第２の反射
面16に入射する光の入射角θ₁ よりも小さい角度とな
る。

【００３５】本実施例の光導波路部品４は以上のように
構成されており、次に、その動作について説明する。例
えば、入射側の光ファイバ13からコアブロック20を介し
て光導波路チップ26の基幹コア７に波長1.55μｍの信号
光と波長1.65μｍの読み出し光を合わせて入射させる
と、それらの光は薄膜フィルタ10に入射し、波長1.55μ
ｍの信号光は薄膜フィルタ10を透過して基幹コア７、コ
アブロック20のコアを通って出射側の光ファイバ14に入
射し、光ファイバ14から出射される。また、波長1.65μ
ｍの読み出し光の一部は薄膜フィルタ10で反射して基幹
コア７の入射側に戻り、残りの光は薄膜フィルタ10で読
み出し用コア12側に反射し、読み出し用コア12を通って
反射用スリット１ａに入射する。

【００３６】そして、図２の（ａ）の矢印Ａに示すよう
に、反射用スリット１ａの第１の反射面15で光のパワー
の一部が薄膜フィルタ10側に反射し、読み出し用コア12
に入って同図の矢印Ａ′のように進み、薄膜フィルタ10
で図の矢印Ａ″のように反射して基幹コア７の入射側に
逆行して行く。

【００３７】また、反射用スリット１ａの第１の反射面
15に入射した光のうち、第１の反射面15で反射しなかっ
た光は第１の反射面15を透過して第２の反射面16に入射
し、その入射光の一部が第２の反射面16で、図の矢印Ｂ
のように、読み出し用コア12から外れた方向に反射す
る。そのため、第２の反射面16での反射光は第１の反射
面15で反射した光のように、読み出し用コア12側から基
幹コア７側に戻ることはない。

【００３８】そして、第２の反射面16で反射しなかった
光は第２の反射面16を透過して、図の矢印Ｃのように読
み出し用コア12内を反射用スリット１ｂ側に進み、上記
と同様にして、図２の（ｂ）に示すように、各反射用ス
リット１ｂ，１ｃに入射して、それぞれ、第１の反射面
15では図の矢印Ａのように薄膜フィルタ10側に反射し、
第２の反射面16では図の矢印Ｂのように、読み出し用コ
ア12から外れた方向に反射する。そして、各反射用スリ
ット１ｂ，１ｃの第１の反射面15で反射した光のみが上
記と同様に基幹コア７の入射側に逆行していく。

【００３９】すなわち、本実施例の光導波路部品４を図
12で示した光ファイバ識別システム内に組み込み、ＯＴ
ＤＲ３側から1.65μｍの読み出し光を出射し、光導波路
部品４で反射してＯＴＤＲ３に戻ってくる戻り光を検出
すれば、ＯＴＤＲ３側では薄膜フィルタ10で直接反射し
た光と各反射用スリット１ａ〜１ｃの第１の反射面15で
順々に反射した後、薄膜フィルタ10で反射した光が読み
出し信号として検出されることになる。そこで、薄膜フ
ィルタ10で直接反射した光を読み出し信号の読み出し位
置を定める基準光と決め、図３に示すように、基準光の
位置を基準位置として基準位置から200 μｍ離れた位
置、すなわち、第１番目の反射用スリット１ａの位置を
信号の読み始めとして50μｍ間隔で信号をデジタル変換
するといった方法で検出光の時系列信号処理を行えば、
ビットパターンは１０１０１０と判断される。

【００４０】本実施例によれば、ＯＴＤＲ３から出射し
た読み出し光を入射側の光ファイバ13側から入射させた
ときに、上記動作により、各反射用スリット１ａ〜１ｃ
の第２の反射面16で反射した光は読み出し用コア12から
外れた方向に反射し、第１の反射面15で反射した光のみ
が読み出し用コア12を通って基幹コア７の入射側に逆行
し、ＯＴＤＲ３側に戻るため、従来例のように、第１、
第２の反射面15，16の両方で同様に反射した光がいずれ
も読み出し用コア12を通り、その両方の光が干渉し合っ
て結果的にＯＴＤＲ３側には戻ることができないといっ
たことはなく、確実に第１の反射面15での反射光がＯＴ
ＤＲ３側に戻ることができる。そのため、ＯＴＤＲ３側
では明確な反射光を検出することができ、検出信号処理
を正確に行うことができる。

【００４１】また、信号処理をする際に、薄膜フィルタ
10で直接反射した光を基準光と決め、その基準光の位置
を基準位置として時系列信号処理を行っており、このよ
うに、基準点を決めて信号処理を行うことにより、信号
の読み始めを明確にすることができる。そのため、例え
ば、図４に示すように、従来は信号の読み始めが不明確
なために区別がつき難かった１０１０と０１０１のビッ
トパターンを明確に区別することができ、信号処理を正
確に行うことができる。

【００４２】図５には、本発明の光導波路部品の第２の
実施例が示されている。第２の実施例が第１の実施例と
違う特徴的なことは、隣り合う反射用スリット１ａと１
ｂ、１ｂと１ｃの頭部21と底部22を互い違いに配設した
ことである。反射用スリット１ａ〜１ｃは光通過断面が
略台形形状を呈しており、その両斜面が、それぞれ第
１、第２の反射面15，16となっており、反射用スリット
１ａ，１ｃの第１の反射面15と反射用スリット１ｂの第
２の反射面16が読み出し用反射面として機能し、反射用
スリット１ａ，１ｃの第２の反射面16と反射用スリット
１ｂの第１の反射面15が読み出し外反射面として機能す
るように構成されている。すなわち、第２の実施例にお
いては、各反射用スリット１ａ〜１ｃの読み出し用反射
面同士が対向し、読み出し外反射面同士が対向するよう
に配設されている。

【００４３】また、本実施例では、隣り合う反射用スリ
ット１ａと１ｂ、１ｂと１ｃの第１の反射面15と第２の
反射面16は、ほぼ平行になるように配設されており、読
み出し用コア12は、第１の実施例の読み出し用コア12が
弧を描くような形に形成されていたのに比べて、ほぼ直
線的に形成されている。また、第１の実施例と同様に、
読み出し用反射面として機能する面と読み出し用コア12
との角度は90度、読み出し外反射面として機能する面と
読み出し用コア12との角度は82度となっている。

【００４４】なお、本明細書の実施例に示した反射用ス
リット１はその光通路断面を略台形形状としたが、三角
形でもよいものである。

【００４５】ところで、前記のように、屈折率ｎ₁ の媒
質から、ｎ₁ とは屈折率の異なる屈折率ｎ₂ の媒質に、
入射角θ₁ で光が入射したときの屈折角θ₂ は、前述し
た式（１）により表すことができるが、式（１）からわ
かるように、ｎ₁ ＞ｎ₂ のときには、θ₁ ＜θ₂ という
関係が成り立つ。したがって、本実施例の２番目の反射
用スリット１ｂの第１の反射面15に入射する光は、屈折
率の高い読み出し用コア12から屈折率の低い反射用スリ
ット１ｂに入射するため、ｎ₁ ＞ｎ₂ となり、光の屈折
角θ₂ は光の入射角θ₁ よりも大きくなる。そして、こ
のような関係が成り立つときには、θ₂ が90度となると
きに光のパワーが全て境界面で反射してしまうことにな
る。なお、θ₂ が90度となるときの光の入射角度θ
_1cは、式（１）より、sin θ_1c＝ｎ₂ ／ｎ₁ と表すこと
ができる。

【００４６】もしも、２番目の反射用スリット１ｂの第
１の反射面15で光のパワーが全て反射されてしまうと、
２番目の反射用スリット１ｂの第２の反射面16や３番目
の反射用スリット１ｃまで読み出し光が届かなくなり、
反射用スリット１ｂ，１ｃを配設した意味がなくなって
しまうため、読み出し用コア12に対する第１の反射面15
の角度を設定する際に、θ₁ をθ_1cよりも光のパワーの
全てが反射しないような角度を設定する必要がある。そ
のためには、入射角θ₁ が角度θ_1cよりも小さい値とす
る必要があり、第１の反射面15と読み出し用コア12との
角度は（90−θ_1c）よりも大きい角度とする必要があ
る。

【００４７】例えば、本実施例のように、読み出し用コ
ア12が石英導波路で反射用スリット１ｂが空気により充
填されている場合は、θ_1cは43度であることがわかって
いるので、読み出し用コア12と反射用スリット１ｂの第
１の反射面15との角度を47度より大きい角度としなけれ
ばならず、本実施例では、その角度を82度として上記条
件を満たすようにした。もちろん、82度という角度は、
第１の実施例で述べたように、上記第１の反射面15に入
射した光が読み出し用コア12から外れる方向に反射する
角度である。

【００４８】第２の実施例も入射側の光ファイバ14から
信号光と読み出し光を入射させると、第１の実施例と同
様に、信号光は薄膜フィルタ10を透過し、薄膜フィルタ
10で読み出し光の一部は読み出し用コア12側に反射し
て、反射用スリット１ａに入射し、入射した光の一部
が、図６の（ａ）の矢印Ａに示すように薄膜フィルタ10
側に反射し、読み出し用コア12を通って基幹コア７およ
び光ファイバ14の入射側に逆行していき、反射用スリッ
ト１ａの第１の反射面15を透過した光は、同図の矢印Ｂ
に示すように読み出し用コア12から外れた方向に反射す
る。

【００４９】また、１番目の反射用スリット１ａの第２
の反射面16を透過した光は、２番目の反射用スリット１
ｂの第１の反射面15に入射するが、本実施例では、反射
用スリット１ｂの第１の反射面15は読み出し外反射面と
して機能するため、図６の（ｂ）の矢印Ｃのように、光
は読み出し用コア12から外れる方向に反射する。そし
て、この第１の反射面15を透過した光は第１の反射面15
で屈折し、図の点線Ｄで示すように進んで反射用スリッ
ト１ｂに入射し、第２の反射面16で図の矢印Ｅに示すよ
うに反射し、第１の反射面15で屈折して読み出し用コア
12内に入り、読み出し用コア12を通して基幹コア７の入
射側に逆行していく。そして、２番目の反射用スリット
１ｂの第２の反射面16を透過した光は、同様にして３番
目の反射用スリット１ｃの第１、第２の反射面15，16に
入射し、図６の（ｃ）の矢印Ｆ，Ｇに示すように、それ
ぞれ反射する。

【００５０】したがって、第２の実施例においても、各
反射用スリット１ａ〜１ｃの第１、第２の反射面15，16
に入射した読み出し光のうち、読み出し用反射面として
機能する一方側の反射面で反射した光のみが読み出し用
コア12を通って光ファイバ14の入射側に戻るため、図12
で示したシステムに組み込むことにより、第１の実施例
と同様の効果を奏することができる。

【００５１】さらに、第２の実施例においては、光通過
断面が略台形形状の隣り合う反射用スリット１ａと１
ｂ、１ｂと１ｃの頂面21と底面22が互い違いに配設され
ており、読み出し用コア12がほぼ直線的に形成されるた
めに、図１で示した第１の実施例のように、読み出し用
コア12が弧を描くような形に形成される場合よりも光導
波路部品４の縦方向（図のＸ−Ｘ′方向）の長さが短く
ても反射用コア12の長さを長くすることが可能となり、
同じ枚数の反射用スリット１を配設する場合には、光導
波路部品４の光導波路チップを縦方向の長さを短くして
小型化することが可能となる。

【００５２】また、縦方向の長さが同じ導波路基板を用
いて導波路チップ26を形成する場合には、多くの反射用
スリット１を配設することが可能となるために、反射用
スリット１によるビットパターンの種類も増やすことが
できる。反射用スリット１によるビットパターンの種類
が多ければ光ケーブルの識別可能数を増やすことができ
るため、より多くの光ケーブル等の識別に利用すること
ができる。

【００５３】図７には、本発明の光導波路部品４の第３
の実施例が接続相手側のコネクタ29と接続用クリップ35
と共に示されている。同図において、光導波路部品４の
ハウジング23内には光導波路チップ26が収容されてお
り、ハウジング23には２つの接続軸合わせ用のピン嵌合
孔24が形成されている。

【００５４】光導波路チップ26は、図８に示されるよう
に、上記第１、第２の実施例の光導波路部品４、すなわ
ち、基幹コア７、読み出し用コア12、反射用スリット
１、薄膜フィルタ10等を有する基板38を、図示されてい
ない２枚を含み４枚並べて固定したものであり、各基板
38の読み出し用コア12には、それぞれ反射用スリット１
が２枚、３枚、４枚、５枚配設されている。また、各基
幹コア７の端面17は、図７に示すように、ハウジング23
の端面37に露出している。

【００５５】一方、コネクタ29側には４本の光ファイバ
（図示せず）が配設されており、光ファイバの端面28が
コネクタ29の端面36に露出しており、光ファイバのピッ
チ間隔と光導波路部品４の基幹コア７のピッチ間隔は等
しく形成されている。また、コネクタ29の端面36には２
本の接続用のピン25が突設しており、接続用のピン25を
ハウジング23のピン嵌合穴24に嵌合することにより、コ
ネクタ29の光ファイバと光導波路部品４の基幹コア７が
光軸が合わされて着脱自在に光接続されるようになって
おり、接続用ピン25嵌合後に接続用クリップ35により固
定できるようになっている。

【００５６】本実施例の光導波路部品４は、上記のよう
にして、コネクタ29と着脱自在に嵌合されて光ファイバ
と基幹コア７が着脱自在に光接続され、コネクタ29の各
光ファイバから上記第１、第２の実施例と同様に信号光
と読み出し光を併せて入射させると、第２の実施例と同
様に動作し、同様の効果を奏することができる。また、
本実施例によれば、上記のようにコネクタ29と着脱自在
に光接続できるように構成したために、コネクタ29側の
４本の光ファイバと光導波路部品４の４本の基幹コア７
を同時に、しかも容易に接続することができる。

【００５７】なお、本発明の光導波路部品４および光導
波路部品を利用した信号処理方法は、上記実施例に限定
されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例え
ば、上記第１、第２の実施例では、光導波路部品４の基
幹コア７と読み出し用コア12は１本ずつ形成されていた
が、複数の基幹コア７を形成し、各基幹コア７から読み
出し用コア12が分岐した構成としても構わない。

【００５８】また、上記第３の実施例では、光導波路チ
ップ26は４枚の基板38を並べて固定することにより作製
されていたが、光導波路チップ26は４枚の基板38を並べ
て固定するとは限らず、基板38の枚数は接続相手側のコ
ネクタ28に配設されている光ファイバの数に合わせて適
宜設定すればよく、１枚でも２枚以上でも構わない。ま
た、複数の基板38を並べることをせず、１枚の基板38に
複数の基幹コア７や読み出し用コア12等を形成した光導
波路チップ26をハウジング23内に収容しても構わない。

【００５９】さらに、上記実施例では、反射用スリット
１の第１、第２の反射面15，16と読み出し用コア12との
角度を90度、または82度に設定したが、これらの角度は
特に限定されるものではなく、第１、第２の反射面15，
16のうち一方側の反射面は略90度として、その反射面で
は光のパワーの一部が薄膜フィルタ10側に反射し、他方
側の反射面は、例えば、読み出し用コア12が石英導波路
で反射用スリット１に空気が充填されている場合には、
47度より大きく、かつ、82度以下の角度とする等して、
その反射面では光のパワーの一部が読み出し用コア12か
ら外れる方向に反射するように構成されていればよい。

【００６０】また、反射用スリット１の配設数は特に限
定されるものではなく、１枚でもそれ以上の枚数でも構
わないし、反射用スリット１の形状も必ずしも台形また
は略台形形状とは限らず、第１、第２の反射面15，16の
うちいずれか一方側が読み出し用反射面として機能し、
他方側が読み出し外反射面として機能すればよい。

【００６１】さらに、反射用スリット１は上記実施例の
ように、必ずしも100 μｍで等間隔に配設されていると
は限らず、反射用スリット１同士の間隔は100 μｍ以外
でもよく、まちまちでも構わない。例えば、図９に示す
ように、３枚の反射用スリット１ａ〜１ｃを配設すると
きに、反射用スリット１ａと１ｂとの間隔を150 μｍ、
反射用スリット１ｂと１ｃとの間隔を100 μｍとして50
μｍ間隔ごとに時系列信号処理を行い、信号の読み始め
位置を反射用スリット１ａの位置にすれば、この信号の
ビットパターンは１００１０１となる。このように、反
射用スリット１同士の間隔や時系列信号処理間隔を様々
な間隔にすることにより、光導波路部品のビットパター
ンを様々なビットパターンとしてとらえることができ、
この信号処理方法を利用して、光ファイバや光ファイバ
ケーブルの識別を自在に行うことができるようになる。

【００６２】さらに、上記実施例では、反射用スリット
１には空気が充填されていたが、必ずしも空気を充填す
るとは限らず、読み出し用コア12と違う屈折率を持つ物
質が充填されていれば構わない。

【００６３】また、光導波路部品４の作製方法は特に限
定されるものではなく、必ずしも火炎堆積法やフォトリ
ソグラフィおよびドライエッチングにより作製するとは
限らないし、導波路チップの大きさやコア７，12の寸
法、材質等も特に限定されるものではなく、接続相手側
の光ファイバ等の光部品に合わせて適宜設計されるもの
である。

【００６４】さらに、上記実施例では、薄膜フィルタ10
は波長が1.60μｍ未満の光は透過し、波長が1.60μｍ以
上の光は透過するフィルタとしたが、薄膜フィルタ10が
透過および反射する光の波長の範囲は特に限定されるこ
とはなく、例えば、波長が1.40μｍ未満の光は透過し、
1.40μｍ以上の光は反射するようなフィルタとし、基幹
コア７の入射側から波長が1.55μｍの信号光と波長が1.
3 μｍの光を合わせて入射し、波長1.3 μｍの信号光を
透過させて波長1.55μｍの読み出し光を反射するように
しても構わない。

【００６５】さらに、本発明の光導波路部品を利用した
信号処理方法は、上記実施例のように、薄膜フィルタ10
で直接反射した光を基準光として時系列信号処理を行う
とは限らず、例えば、図１の反射用スリット１ａ〜１ｃ
のうち１番目の反射用スリット１ａ内に空気以外の別の
屈折率の物質を充填することにより、反射用スリット１
ａの第１の反射面15で反射する光のパワーを他の反射用
スリット１ｂ，１ｃの各第１の反射面15で反射する光の
パワーとは異なるようにして、図10の（ａ）に示すよう
に、反射用スリット１ａの第１の反射面15で反射する光
を基準光とし、その光の位置を基準位置として時系列信
号処理を行ってもよい。

【００６６】このようにした場合も、基準位置が明確な
ため、図10の（ｂ）に示したように、ビットパターンを
０１０１と形成したものとは区別することができるた
め、従来例のように、例えば、１０１０と０１０１のビ
ットパターンの区別がつきにくく、正確に信号処理が行
えないといったことはなく、正確に信号処理を行うこと
ができる。

【００６７】また、このように、複数配列した反射用ス
リット１のうちの１つの反射用スリットで反射した光を
基準光とする場合に、必ずしも１番目の反射用スリット
の反射光を基準光とするとは限らず、２番目以降の反射
用スリットの反射光を基準光としても構わない。

【００６８】さらに、本発明の光導波路部品は、ＯＴＤ
Ｒ３による光ケーブル等の識別にのみ利用されるとは限
らず、光導波路部品の反射光を利用した様々な光通信シ
ステムに利用することが可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、反射用スリットの一方
側の反射面を読み出し用反射面とし、反射光をフィルタ
側に反射して光基幹通路の入射側に逆行させ、他方側の
反射面を読み出し外反射面として、反射光を読み出し用
導波路から外れる方向に反射するように構成したため、
読み出し用反射面で反射した光のみを利用して、光基幹
通路の入射側に設けた信号処理機構により、正確に反射
光の信号処理を行うことが可能となる。すなわち、従来
例のように、反射用スリットの両方の反射面で同様にフ
ィルタ側に反射して、それらの光が干渉し合って打ち消
し合い、光基幹通路の入射側に戻らなくなるといったト
ラブルは完全に防ぐことができる。また、従来例のよう
に、反射用スリットの両反射面間隔と隣り合う反射用ス
リット同士の間隔が近い場合にも、信号処理機構側で反
射用スリットの数等を誤認するといったことも全くな
く、常に正確な判断のもとに信号処理を行うことができ
る。

【００７０】また、光導波路部品をハウジング内に収容
して、ハウジングに設けた接続軸合わせ用のピン嵌合孔
により、コネクタの接続用ピンと着脱自在に嵌合できる
ようにした光導波路部品によれば、コネクタとの接続が
容易に、しかも着脱自在に光接続することが可能とな
り、光ファイバ識別システムに組み込みやすくなるし、
複数の光基幹通路を有する光導波路部品を着脱自在に嵌
合できるようにすれば、複数の光ファイバとの光接続も
同時に容易に行え、光導波路部品をより有効に利用する
ことができる。

【００７１】また、本発明の光導波路部品を利用した信
号処理方法によれば、フィルタで直接反射する光や、複
数配列した反射用スリットのうちの１つの反射用スリッ
トで反射した光を基準光として、その基準光の位置を基
準位置として時系列信号処理を行うため、各反射用スリ
ットの配設位置を的確に判断することが可能となり、光
導波路部品を利用した信号処理をより正確に行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光導波路部品の第１の実施例を光
ファイバ13，14と接続状態で示す断面構成図である。

【図２】上記第１の実施例の動作を示す説明図である。

【図３】上記第１の実施例の光導波路部品４を利用した
信号処理例を示す説明図である。

【図４】異なるビットパターンを形成した光導波路部品
の反射光を薄膜フィルタで直接反射した光を基準光とし
てモニタした例を示す説明図である。

【図５】本発明に係る光導波路部品４の第２の実施例を
光ファイバ13，14と接続状態で示す断面構成図である。

【図６】上記第２の実施例の動作を示す説明図である。

【図７】本発明に係る光導波路部品の第３の実施例をコ
ネクタ29と接続用のクリップ35と共に示す構成図であ
る。

【図８】上記第３の実施例の光導波路チップ26を示す説
明図である。

【図９】本発明に係る光導波路部品の他の実施例の反射
光の信号処理例を示す説明図である。

【図10】本発明の光導波路部品を利用し、１番目の反射
用スリットで反射した光を基準光として時系列信号処理
した信号処理例を示す説明図である。

【図11】屈折率の低い反射用スリットから屈折率の高い
読み出し用コアへ入射する光の反射および屈折を示す説
明図である。

【図12】光導波路部品を利用した、ＯＴＤＲによる光ケ
ーブルおよび光ファイバの識別システム例を示す説明図
である。

【図13】従来の光導波路部品を光ファイバ13，14と接続
状態で示す説明図である。

【図14】従来の光導波路部品の動作を示す説明図であ
る。

【図15】光導波路部品を利用した時系列信号処理方法の
一例を示す説明図である。

【図16】従来の異なるビットパターンを形成した光導波
路部品の信号処理例を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 反射用スリット ３ ＯＴＤＲ ７ 基幹コア 10 薄膜フィルタ 12 読み出し用コア 15 第１の反射面 16 第２の反射面 21 頂面 22 底面 23 ハウジング

フロントページの続き (72)発明者 清水 健男 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 柳川 久治 東京都千代田区丸の内２丁目６番１号 古河電気工業株式会社内 (72)発明者 岩田 秀行 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−159106（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 6/293 G02B 6/12

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光基幹通路と、この光基幹通路から分岐
   した読み出し用導波路とを形成し、光基幹通路と読み出
   し用導波路との分岐点に、光基幹通路側の入射光の一部
   を透過し、かつ、前記入射光の一部を読み出し用導波路
   側に反射し、さらに読み出し用導波路からの戻り光を反
   射して光基幹通路の入射側に送行させるフィルタを設
   け、前記読み出し用導波路には１個以上の反射用スリッ
   トを間隔を介して配設し、この反射用スリットは入射側
   の第１の反射面と、該第１の反射面の裏面側の第２の反
   射面を有し、第１、第２の反射面のうちの一方側の反射
   面は前記フィルタ側から読み出し用導波路を通って入射
   する光のパワーの一部を前記フィルタ側に反射する読み
   出し用反射面とし、他方側の反射面は前記入射する光の
   パワーの一部を読み出し用導波路から外れる方向に反射
   する読み出し外反射面としたことを特徴とする光導波路
   部品。
2. 【請求項２】 読み出し用導波路には複数の反射用スリ
   ットが配列され、各反射用スリットは光通過断面が略台
   形形状又は三角形形状を呈しており、その略台形又は三
   角形の両斜面の一方側を第１の反射面とし、他方側を第
   ２の反射面として形成されており、隣り合う反射用スリ
   ットは略台形形状又は三角形形状の頭部と底部を互い違
   いに配設し、読み出し用反射面同士を対向させて配設し
   たことを特徴とする請求項１記載の光導波路部品。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の光導波路部
   品がハウジング内に収容され、該ハウジングには接続相
   手のコネクタ側の光ファイバと接続するための接続軸合
   わせ用のピン嵌合孔が形成されていることを特徴とする
   光導波路部品。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれか１つに
   記載の光導波路部品を用い、光基幹通路の入射側から光
   を入射し、フィルタで直接反射する光のパワーと各反射
   用スリットで順々に反射する光のパワーを検出して信号
   処理する方法であって、前記各反射用スリットで反射し
   た光のパワーを読み出し信号とし、前記フィルタで直接
   反射した光を前記読み出し信号の読み出し位置を定める
   基準光としたことを特徴とする光導波路部品を利用した
   信号処理方法。
5. 【請求項５】 基準光はフィルタで直接反射した光の代
   わりに複数配列した反射用スリットのうちの１つの反射
   用スリットで反射した光としたことを特徴とする請求項
   ４記載の光導波路部品を利用した信号処理方法。