JP2967428B2 - Wavelength independent star coupler - Google Patents

Wavelength independent star coupler

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JP2967428B2
JP2967428B2 JP21148290A JP21148290A JP2967428B2 JP 2967428 B2 JP2967428 B2 JP 2967428B2 JP 21148290 A JP21148290 A JP 21148290A JP 21148290 A JP21148290 A JP 21148290A JP 2967428 B2 JP2967428 B2 JP 2967428B2
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勝就 岡本
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、大容量LAN(Local Aera Network)システ
ムにおける光信号分配に必須の光部品であるスターカッ
プラに関するものであり、特に光信号パワーの分岐比が
光波長に依存せず、略一定で、波長1.3μm〜1.6μmの
広い波長域で使用可能となるように改良したものであ
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a star coupler which is an essential optical component for optical signal distribution in a large-capacity LAN (Local Aera Network) system. The branching ratio is improved so that it can be used in a wide wavelength range of 1.3 μm to 1.6 μm, with the branching ratio being substantially constant without depending on the light wavelength.

<従来の技術> N本の入力光導波路中の任意の一本に入射した光パワ
ーをN本の出力光導波路に均一に分岐するN×Nスター
カップラとしては、従来、第12図に示す構造のものが知
られている。同図に示すスターカップラは、N=8とし
たものである。即ち、8本の入力光導波路11と、8本の
出力光導波路12とを有しており、これらの入力光導波路
11から出力光導波路12まで3dB方向性結合器13を介して
三段階にわたって結合している。
<Prior Art> An N × N star coupler that uniformly branches optical power incident on an arbitrary one of N input optical waveguides into N output optical waveguides has a structure shown in FIG. Are known. The star coupler shown in the figure has N = 8. That is, it has eight input optical waveguides 11 and eight output optical waveguides 12, and these input optical waveguides
The optical waveguide 11 is coupled to the output optical waveguide 12 via a 3 dB directional coupler 13 in three stages.

従って、8本の入力光導波路11の任意の1本に入射し
た光パワーは、3dB方向性結合器13により、段階的に1/
2、1/4、1/8に均等に分岐されて、全ての8本の出力光
導波路12に分岐されることになる。この為、この例では
12個の3dB方向性結合器13を必要としている。
Therefore, the optical power incident on an arbitrary one of the eight input optical waveguides 11 is stepwise reduced by the 3 dB directional coupler 13 to 1/1 /.
The light is equally branched into 2, 1/4, and 1/8, and is branched into all eight output optical waveguides 12. Therefore, in this example
Twelve 3 dB directional couplers 13 are required.

<発明が解決しようとする課題> 上述した従来の構造のスターカップラでは、任意の入
力光導波路11に入射した光パワーを複数の出力光導波路
12に均等に分岐することが出来るものの、下式に示すよ
うに多数の3dB方向性結合器13を必要とする問題があ
る。
<Problems to be Solved by the Invention> In the above-described star coupler having the conventional structure, the optical power incident on an arbitrary input optical waveguide 11 is converted into a plurality of output optical waveguides.
Although it can be equally branched into 12, there is a problem that a large number of 3 dB directional couplers 13 are required as shown in the following equation.

M=(N/2)log2N …(1) 但し、Mは必要な3dB方向性結合器13の数である。M = (N / 2) log 2 N (1) where M is the number of required 3 dB directional couplers 13.

例えば、N=128の大容量LANシステムの場合には、M
=448という膨大な数になってしまう。従って、スター
カップラのサイズが非常に大きくなることが勿論、作製
の歩留りが悪く高価になる欠点がある。
For example, in the case of a large-capacity LAN system with N = 128, M
= 448, a huge number. Accordingly, the size of the star coupler is extremely large, and the production yield is low and the cost is high.

また、通常、3dB方向性結合器の結合率は、光の波長
により変化するので、従来のスターカップラではある特
定の波長でしか使用できなかった。
In addition, since the coupling ratio of a 3 dB directional coupler usually changes depending on the wavelength of light, a conventional star coupler can be used only at a specific wavelength.

本発明は、上記従来技術に鑑みて成されたものであ
り、光パワーを波長に依らず一定に分岐することによ
り、大規模に適し、且つ波長多重化にも適用可能なスタ
ーカップラを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above prior art, and provides a star coupler suitable for a large scale and applicable to wavelength multiplexing by branching optical power constant regardless of wavelength. The purpose is to do so.

<課題を解決するための手段> 斯かる目的を達成する一又は二以上の入力光導波路中
の任意の一本に入射した光パワーを二以上の出力光導波
路に均一に分岐するスターカップラにおいて、前記入力
光導波路を扇形に配置してなる入力光導波路アレイと、
前記出力光導波路を扇形に配置してなる出力光導波路ア
レイとを相対向して配置すると共に前記入力光導波路ア
レイと前記出力光導波路アレイとを横方向には光閉じ込
め構造を有しないスラブ光導波路により結合し、前記入
力光導波路アレイの曲率中心が前記スラブ光導波路の円
弧端より前記出力光導波路アレイ側に位置にそれぞれ位
置することを特徴とする。
<Means for Solving the Problems> In a star coupler for uniformly branching the optical power incident on any one of one or more input optical waveguides to two or more output optical waveguides to achieve the object, An input optical waveguide array in which the input optical waveguides are arranged in a fan shape,
A slab optical waveguide having an output optical waveguide array in which the output optical waveguides are arranged in a sector shape and facing each other, and the input optical waveguide array and the output optical waveguide array having no lateral light confinement structure. And the center of curvature of the input optical waveguide array is located on the output optical waveguide array side from the arc end of the slab optical waveguide.

<作用> 任意の入力光導波路に入射した光は、スラブ光導波路
において、光の進行方向に対して横方向に対して閉じ込
められないので、横方向に広がる。その広がった光は、
入力光導波路アレイ、出力光導波路アレイは扇形に導波
路を配置しているので、均一に出力光導波路に分岐す
る。前記光導波路アレイの扇形の曲率中心が前記スラブ
光導波路の円弧端より前記光導波路アレイ側にそれぞれ
位置すると好適である。
<Operation> The light incident on an arbitrary input optical waveguide is not confined in the slab optical waveguide in the lateral direction with respect to the traveling direction of the light, and thus spreads in the lateral direction. The spread light
Since the input optical waveguide array and the output optical waveguide array have the waveguides arranged in a fan shape, the input optical waveguide array and the output optical waveguide array are uniformly branched into the output optical waveguide. It is preferable that the center of curvature of the sector of the optical waveguide array is located on the optical waveguide array side from the arc end of the slab optical waveguide.

<実施例> 以下、本発明について、図面に示す実施例を参照して
詳細に説明する。
<Example> Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples shown in the drawings.

第1図に本発明の一実施例を示す。本実施例はN×N
スターカップラに関するものである。即ち、同図に示す
ように本実施例のスターカップラは、入力光導波路1、
ダミー導波路2,3、スラブ光導波路4、出力光導波路5
及びダミー導波路6,7を有している。入力光導波路1
は、屈折率n1のコアを屈折率n0のクラッドで覆って構成
され、コアの幅2aと厚さ2tは通常等しく設計されてい
る。出力光導波路5、ダミー導波路2,3,6,7も、入力光
導波路1と同様な構成である。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. In this embodiment, N × N
It is related to a star coupler. That is, as shown in the figure, the star coupler of the present embodiment has the input optical waveguide 1,
Dummy waveguides 2 and 3, slab optical waveguide 4, output optical waveguide 5
And dummy waveguides 6 and 7. Input optical waveguide 1
Is constructed over the core of refractive index n 1 in the cladding of refractive index n 0, a width 2a and thickness 2t of the core are normally equally designed. The output optical waveguide 5 and the dummy waveguides 2, 3, 6, and 7 have the same configuration as the input optical waveguide 1.

このような入力光導波路1、ダミー導波路2,3は扇形
に配置して入力光導波路アレイ8を構成し、出力光導波
路5、ダミー導波路6,7も扇形に配列して出力光導波路
アレイ9を構成しており、これらの入力光導波路アレイ
8、出力光導波路アレイ9は、相対向して配置され、ス
ラブ光導波路4を介して結合している。スラブ光導波路
4は、その拡大図を第2図に示すように、相対向して扇
形に配置した入力導波路アレイと出力導波路アレイの中
間部分にあって、光の進行方向に対して横方向には光閉
じ込め構造を有していないものである。ここで、第2図
において、Narrayは、入力光導波路アレイ8(又は出力
光導波路アレイ9)におけるダミー導波路2,3(又は6,
7)を含めた導波路の総数、Oは扇形に配置された入力
光導波路アレイ8の曲率中心、O′は扇形に配置された
出力光導波路アレイ9の曲率中心、Lcは曲率中心OO′間
の距離、RsはNarray本の光導波路を隙間無く並べたとき
の曲率半径、(Rs+qf)は実際の扇形光導波路アレイの
曲率半径である。ここで、qf≧0である。曲率中心O又
はO′からN本の出力導波路アレイ或いは入力導波路ア
レイを見込む角度ψは次式で与えられる。
The input optical waveguide 1 and the dummy waveguides 2 and 3 are arranged in a fan shape to form an input optical waveguide array 8, and the output optical waveguides 5 and the dummy waveguides 6 and 7 are also arranged in a fan shape to form an output optical waveguide array. The input optical waveguide array 8 and the output optical waveguide array 9 are arranged to face each other and are connected via the slab optical waveguide 4. As shown in an enlarged view of FIG. 2, the slab optical waveguide 4 is located at an intermediate portion between the input waveguide array and the output waveguide array which are arranged in a fan shape facing each other, and is transverse to the light traveling direction. It does not have a light confinement structure in the direction. Here, in FIG. 2, N array is the dummy waveguides 2, 3 (or 6, 5) in the input optical waveguide array 8 (or the output optical waveguide array 9).
The total number of the waveguide, including 7), O is the center of curvature of the input optical waveguide array 8 arranged in a fan, O 'is the center of curvature of the output optical waveguide array 9 disposed in a fan, L c is the curvature center OO' The distance between them, R s is the radius of curvature when N array optical waveguides are arranged without gaps, and (R s + q f ) is the radius of curvature of the actual fan-shaped optical waveguide array. Here is a q f ≧ 0. The angle ψ at which N output waveguide arrays or input waveguide arrays are viewed from the center of curvature O or O ′ is given by the following equation.

また、Ysはスラブ光導波路中心部分長さであり、次式で
与えられる。
Further, Y s is a slab optical waveguide central portion length is given by the following equation.

Ys=2(Rs+qf)−Lc …(3) このように、YsはRs,qf,Lcを知れば与えられるた
め、Rs,qf,Lc及びψが波長無依存スターカップラの設
計上重要パラメータである。簡単な場合として、qf=0,
Lc=Rsの場合には、Ys=Rsとなる。従って、光導波路の
コア幅2a、スターカップラの次数Nが与えられた場合に
は、導波路アレイを見込む角度ψを指定すれば、Rsも決
まるため、ψが最も重要なパラメータとなる事が判る。
尚、第1図と第2図では、見やすくする為、導波路の数
が異なる。
Y s = 2 (R s + q f) -L c ... (3) Thus, for Y s is given Knowing R s, q f, L c , R s, q f, L c and ψ is This is an important parameter in the design of the wavelength-independent star coupler. As a simple case, q f = 0,
In the case of L c = R s becomes Y s = R s. Therefore, given the core width 2a of the optical waveguide and the order N of the star coupler, if the angle 込 む for which the waveguide array is to be specified is specified, R s is also determined, so that と is the most important parameter. I understand.
Note that the number of waveguides differs between FIG. 1 and FIG. 2 for easy viewing.

波長無依存スターカップラの設計は、ビーム伝搬法を
用いて行った(M.D.Feit他、「Light propagation in g
raded−index optical fiber,Appl.Opt.,Vol.17,no.24,
pp3990〜3998(1978))。第3図は、次数N=16のスタ
ーカップラに対する光伝搬のシミュレーション結果を示
すものである。スターカップラのパラメータは、Narray
=24(ダミー導波路が左右に各々4本)、Lc=2650μ
m、Rs=1850μm、qf=400μm、Ys=1850μm、光の
波長λ=1.55μmである。第3図(a)は、中心の入力
光導波路1(左から、数えて12番目)に光が入射された
場合、同図(b)は、左端の入力光導波路1(左から、
数えて5番目)に光が入射された場合の光伝搬強度分布
である。同図に示すように、任意の入力光導波路1から
入力された光は、スラブ光導波路4において横方向に広
がって均等に分散し、入射光位置に依らず、16本の出力
光導波路5に均一に光パワーが分岐されていることが判
る。
The wavelength-independent star coupler was designed using the beam propagation method (MDFeit et al., “Light propagation in g
raded-index optical fiber, Appl.Opt., Vol.17, no.24,
pp3990-3998 (1978)). FIG. 3 shows a simulation result of light propagation for a star coupler of order N = 16. The star coupler parameter is N array
= 24 (four dummy waveguides on each side), L c = 2650μ
m, is R s = 1850μm, q f = 400μm, Y s = 1850μm, the wavelength of light lambda = 1.55 .mu.m. FIG. 3 (a) shows the case where light is incident on the center input optical waveguide 1 (12th from the left), and FIG. 3 (b) shows the leftmost input optical waveguide 1 (from the left).
(Fifth in counting) is a light propagation intensity distribution when light is incident. As shown in the figure, light input from an arbitrary input optical waveguide 1 spreads in the lateral direction in the slab optical waveguide 4 and is uniformly dispersed, and is transmitted to the 16 output optical waveguides 5 irrespective of the incident light position. It can be seen that the optical power is branched uniformly.

第4図は、第3図のシミュレーション結果を光伝搬波
形として示したものである。同図(a)は、中心の入力
光導波路(左から、数えて12番目)に光が入射された場
合、同図(b)は、左端の入力光導波路(左から、数え
て5番目)に光が入射された場合の光の伝搬波形であ
る。入射光導波路アレイ8とスラブ光導波路4との境界
における光波形を見ると、光は隣接する数本の導波路に
結合しており、このサイドローブがスラブ光導波路4と
出力光導波路アレイ9との境界で均一な光の分布を実現
するうえで非常に重要なことが判る。第4図(b)に示
すように、左端(或いは右端)の入力光導波路1に対し
ては、その左(或いは、右)側にダミー導波路2(3)
設けて、他の入射位置におけるの同様のサイドローブを
形成する必要があることが判る。
FIG. 4 shows the simulation result of FIG. 3 as a light propagation waveform. FIG. 9A shows the case where light is incident on the center input optical waveguide (12th from the left), and FIG. 9B shows the leftmost input optical waveguide (5th from the left). 7 shows a light propagation waveform when light is incident on the light source. Looking at the optical waveform at the boundary between the incident optical waveguide array 8 and the slab optical waveguide 4, the light is coupled to several adjacent waveguides, and the side lobes of the light are coupled to the slab optical waveguide 4 and the output optical waveguide array 9. Is very important in realizing a uniform light distribution at the boundary of. As shown in FIG. 4 (b), for the input optical waveguide 1 at the left end (or right end), a dummy waveguide 2 (3) is provided on the left (or right) side thereof.
It can be seen that it is necessary to provide similar side lobes at other incident positions.

第3図及び第4図に光の入射位置に依らない均一な光
の分岐を、更に波長に依らず一定とするために、波長無
依存スターカップラの構造パラメータの設計を行った結
果を第5図〜第7図に示す。
FIGS. 3 and 4 show the results of designing the structural parameters of the wavelength-independent star coupler in order to make the uniform light branching independent of the incident position of the light and to keep it constant regardless of the wavelength. This is shown in FIGS.

第5図(a)(b)は下記の条件の光導波路につき、
波長無依存スターカップラ(次数N=16)を得るための
Lc(●印)、Rs(○印)、qf(◎印)を計算した結果を
示すものである。
FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the optical waveguide under the following conditions.
For obtaining a wavelength-independent star coupler (order N = 16)
It shows the result of calculation of L c (●), R s (○), and q f (、).

但し、比屈折率差Δは(n1−n2)/n1である。 However, the relative refractive index difference Δ is (n 1 −n 2 ) / n 1 .

尚、比屈折率差Δが1%以上の場合には、光導波路の
損失が増加し、また、光ファイバとの結合損失その結合
損失も増えるため、比屈折率差Δが1%以下の光導波路
を用いるスターカップラが実用的であると考えられる。
第6図は比屈折率差Δが0.3%の光導波路につき、スタ
ーカップラの次数Nを変えて、Lc、Rs、qfを計算した結
果である。更に、第7図は、導波路アレイの見込み角ψ
を計算した結果である。実用的な屈折率の範囲では、ψ
=0.06〜0.10であることがわかる。第5図〜第7図にお
ける直線は、各々の設計パラメータのフィッティング直
線であり次式で示される。
When the relative refractive index difference Δ is 1% or more, the loss of the optical waveguide increases, and the coupling loss with the optical fiber also increases. It is considered that a star coupler using a wave path is practical.
FIG. 6 shows the results of calculating L c , R s , and q f for an optical waveguide having a relative refractive index difference Δ of 0.3% while changing the order N of the star coupler. Further, FIG. 7 shows the estimated angle ψ of the waveguide array.
Is the result of calculating. In the range of practical refractive index,
= 0.06 to 0.10. The straight lines in FIGS. 5 to 7 are fitting straight lines for the respective design parameters, and are represented by the following equations.

Lc=(218−175)・N(μm) …(4) Rs=(150−115)・N(μm) …(5) qr=(34−30)・N(μm) …(6) ψ=0.0496Δ+0.054(ラディアン) …(7) 但し、比屈折率差Δは%である 上記のスターカップラの計算機シュミレーションを基
に、石英形光導波路を用いて波長無依存スターカップラ
を作製した。
L c = (218−175) · N (μm)… (4) R s = (150−115) · N (μm)… (5) qr = (34−30) · N (μm)… (6) Ψ = 0.0496Δ + 0.054 (radian)… (7) However, the relative refractive index difference Δ is% Based on the above computer simulation of the star coupler, a wavelength-independent star coupler is manufactured using a quartz optical waveguide. did.

先ず、Si基板上に火炎堆積法によってSiO2下部クラッ
ド層を堆積させ、次ぎにTiO2或いはGeO2をドーパントと
して添加したSiO2ガラスのコア層を堆積させ、その後
に、電気炉で透明ガラス化した。次いで、計算機シュミ
レーションを基に作製したマスクパターンを用いてコア
層をエッチングして、所定の入出力導波路アレイ及びス
ラブ光導波路領域を形成し、最後にSiO2上部クラッド層
を堆積した。
First, an SiO 2 lower cladding layer is deposited on a Si substrate by a flame deposition method, and then a SiO 2 glass core layer doped with TiO 2 or GeO 2 as a dopant is deposited. did. Next, the core layer was etched using a mask pattern produced based on computer simulation to form a predetermined input / output waveguide array and slab optical waveguide region, and finally, a SiO 2 upper clad layer was deposited.

第8図(a)はスターカップラの光分岐特性を、波長
λ=1.3μmについて、同図(b)は波長λ=1.425μm
について、同図(c)は波長λ=1.55μmについてそれ
ぞれ測定した結果を示すものである。第8図(a)〜
(c)において、横軸は入力光導波路アレイへの光入射
位置(m)であり、ダミー導波路が左右に4本づつある
のでm=5〜20であり、縦軸は入力パワーをPin、n番
目の出力導波路(n=5〜20)の出力パワーをPout.n
するとき、下式のように定義される規格化分岐出力Pn
ある。
FIG. 8 (a) shows the optical branching characteristics of the star coupler for a wavelength λ = 1.3 μm, and FIG. 8 (b) shows a wavelength λ = 1.425 μm.
FIG. 3C shows the results of measurement for the wavelength λ = 1.55 μm. Fig. 8 (a)-
In (c), the horizontal axis is the light incident position (m) on the input optical waveguide array, and m = 5 to 20 because there are four dummy waveguides on the left and right, and the vertical axis is the input power Pin. When the output power of the n-th output waveguide (n = 5 to 20) is P out.n , it is a normalized branch output P n defined as the following equation.

従って、Pn=1(for all n)のとき、挿入損失ゼロ
の均一な光分布が得られることを示す。尚、第8図の測
定に使用されたスターカップラは、次数N=16、比屈折
率差Δ=0.3%、コア幅2a=8μm、Lc=2650μm、Rs
=1850μm、qf=400μm、Narray=24(ダミー導波路
を左右に4本づつ含む)である。
Therefore, when P n = 1 (for all n), a uniform light distribution with zero insertion loss is obtained. The star coupler used for the measurement in FIG. 8 has an order N = 16, a relative refractive index difference Δ = 0.3%, a core width 2a = 8 μm, L c = 2650 μm, R s
= 1850μm, a q f = 400μm, N array = 24 ( including four increments the dummy waveguide right and left).

第9図は、第8図に示す光分岐比の平均値、各々の波
長に対して示すものである。第9図中、◎は波長λ=1.
3μm、■は波長λ=1.425μm、○は波長λ=1.55μm
について示すものである。この図から明らかなように、
波長1.3μm〜1.55μmの広い波長域にわたって光分布
が略一定の、波長無依存スターカップラが実現できるこ
とが確認できる。
FIG. 9 shows the average value of the optical branching ratio shown in FIG. 8 for each wavelength. In FIG. 9, ◎ indicates that the wavelength λ = 1.
3 μm, Δ: wavelength λ = 1.425 μm, ○: wavelength λ = 1.55 μm
It is shown about. As is clear from this figure,
It can be confirmed that a wavelength-independent star coupler having a substantially constant light distribution over a wide wavelength range of 1.3 μm to 1.55 μm can be realized.

第10図は、次数N=16、比屈折率差Δ=0.5%、コア
幅2a=7μm、Lc=2050μm、Rs=1450μm、qf=300
μm、Narray=24のスターカップラの光分岐比を、波長
λ=1.3μm、1.425μm、1.55μmの光を用いて測定
し、各々の波長における分岐比の平均値を示したもので
ある。
FIG. 10 shows that the order N = 16, the relative refractive index difference Δ = 0.5%, the core width 2a = 7 μm, L c = 2050 μm, R s = 1450 μm, and q f = 300.
[mu] m, the light branching ratio of the star coupler of N array = 24, the wavelength lambda = 1.3 .mu.m, determined using 1.425Myuemu, light of 1.55 .mu.m, shows the average of the branching ratio in each wavelength.

これら第9図〜第12図より、計算機シュミレーション
による波長無依存スターカップラの設計(第5図〜第7
図、及び式(4)〜(7))の妥当性が確認された。
From FIGS. 9 to 12, the design of a wavelength-independent star coupler by computer simulation (FIGS. 5 to 7)
The validity of the figure and equations (4) to (7)) was confirmed.

<発明の効果> 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本
発明のスターカップラは、任意の一本導波路に均一に分
岐し、且つ光パワーの分岐比が波長に依らず略一定であ
るので、大規模LANシステムや波長多重方式等における
信号分配において大きな利点を有する。
<Effects of the Invention> As described above in detail based on the embodiments, the star coupler of the present invention uniformly branches into any single waveguide, and the branching ratio of the optical power does not depend on the wavelength. Since it is substantially constant, it has a great advantage in signal distribution in a large-scale LAN system, a wavelength multiplexing system, and the like.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例に係る波長無依存スターカッ
プラの構成図、第2図はスラブ光導波路の拡大図、第3
図(a)(b)はそれぞれN=16のスターカップラに対
し、入射位置を変えた光伝搬のシミュレーション結果を
示す説明図、第4図(a)(b)はそれぞれN=16のス
ターカップラに対し、入射位置を変えた光伝搬波形のシ
ミュレーション結果を示す説明図、第5図(a)は比屈
折率差に対するパラメータLc,Rsの関係を示すグラフ、
第5図(b)は比屈折率差に対するパラメータqfの関係
を示すグラフ、第6図は次数Nに対するパラメータLc
Rs,qfの関係を示すグラフ、第7図は、比屈折率差Δに
対する角度ψの関係を示すグラフ、第8図(a)(b)
(c)はそれぞれスターカップラの光分岐特性を測定し
た結果を示すグラフ、第9図は第8図に示す光分岐比の
平均値を各々の波長に対して示すグラフ、第10図は各波
長において測定した光分岐比の平均値を示すグラフ、第
11図は各波長において測定した光分岐比の平均値を示す
グラフ、第12図は従来のN×Nスターカップラの構造を
示す説明図である。 図面中、 1,11は入力光導波路、2,3,6,7はダミー導波路、4はス
ラブ光導波路、5,12は出力光導波路、8は入力光導波路
アレイ、9は出力光導波路アレイ、13は3dB方向性結合
器である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength-independent star coupler according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of a slab optical waveguide, FIG.
4 (a) and 4 (b) are explanatory diagrams showing simulation results of light propagation at different incident positions for N = 16 star couplers, and FIGS. 4 (a) and 4 (b) are respectively N = 16 star couplers. FIG. 5 (a) is a graph showing the relationship between the relative refractive index difference and the parameters L c and R s , while FIG.
FIG. 5 (b) is a graph showing the relationship between the relative refractive index difference and the parameter q f , and FIG. 6 is a graph showing the parameter L c ,
7 is a graph showing the relationship between R s and q f , FIG. 7 is a graph showing the relationship between the relative refractive index difference Δ and the angle 、, and FIGS. 8 (a) and (b).
(C) is a graph showing the result of measuring the optical branching characteristic of the star coupler, FIG. 9 is a graph showing the average value of the optical branching ratio shown in FIG. 8 for each wavelength, and FIG. 10 is each wavelength. Graph showing the average value of the optical branching ratio measured in
FIG. 11 is a graph showing the average value of the optical branching ratio measured at each wavelength, and FIG. 12 is an explanatory diagram showing the structure of a conventional N × N star coupler. In the drawing, 1,11 is an input optical waveguide, 2,3,6,7 are dummy waveguides, 4 is a slab optical waveguide, 5 and 12 are output optical waveguides, 8 is an input optical waveguide array, and 9 is an output optical waveguide array. , 13 are 3 dB directional couplers.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一又は二以上の入力光導波路中の任意の一
本に入射した光パワーを二以上の出力光導波路に均一に
分散するスターカップラにおいて、前記入力光導波路を
扇形に配置してなる入力光導波路アレイと、前記出力光
導波路を扇形に配置してなる出力光導波路アレイとを相
対向して配置すると共に、前記入力光導波路アレイと前
記出力光導波路アレイとを横方向には光閉じ込め構造を
有しないスラブ光導波路により結合し、前記入力光導波
路アレイの曲率中心が前記スラブ光導波路の前記出力光
導波路アレイ側円弧端より前記出力光導波路アレイ側に
位置し、かつ前記出力光導波路アレイの曲率中心が前記
スラブ光導波路の前記入力光導波路アレイ側円弧端より
前記入力光導波路アレイ側に位置することを特徴とする
波長無依存スターカップラ。
1. A star coupler for uniformly dispersing optical power incident on an arbitrary one of one or two or more input optical waveguides to two or more output optical waveguides, wherein the input optical waveguides are arranged in a fan shape. An input optical waveguide array and an output optical waveguide array in which the output optical waveguides are arranged in a sector shape are arranged to face each other, and the input optical waveguide array and the output optical waveguide array Coupled by a slab optical waveguide having no confinement structure, wherein the center of curvature of the input optical waveguide array is located closer to the output optical waveguide array than the output optical waveguide array-side arc end of the slab optical waveguide, and the output optical waveguide A wavelength-independent star, wherein a center of curvature of an array is located on the input optical waveguide array side from an arc end on the input optical waveguide array side of the slab optical waveguide. Ppura.
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