JP3107246B2 - スターカプラー - Google Patents
スターカプラーInfo
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光不等分岐器を使用し
たスターカプラーに関する。
たスターカプラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、光通信ネットワークにおいて
は、複数のノードがスターカプラーにより相互に接続さ
れている。なお、スターカプラーについては、例えば、
Ｅ．Ｇ．Ｒａｗｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ，Ｖｏｌ．ＣＯＭ−２６，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ １
９７８，ｐ９８３−ｐ９９０，“Ｆｉｂｅｒｎｅｔ：
Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ
ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｏｗｏ
ｒｋｓ”等参照。
は、複数のノードがスターカプラーにより相互に接続さ
れている。なお、スターカプラーについては、例えば、
Ｅ．Ｇ．Ｒａｗｓｏｎ ｅｔ ａｌ．，ＩＥＥＥ Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏ
ｎｓ，Ｖｏｌ．ＣＯＭ−２６，Ｎｏ．７，Ｊｕｌｙ １
９７８，ｐ９８３−ｐ９９０，“Ｆｉｂｅｒｎｅｔ：
Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒｓ
ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｎｅｔｏｗｏ
ｒｋｓ”等参照。
【０００３】図４は、本出願人により出願された特願平
３−１５０４６０号明細書に記載された従来のスターカ
プラーの構成例を示している。このスターカプラーにお
いては、基板上２に、一つの１×２光等分波・合波器３
と、四つの１×２光不等分波・合波器４と、二つの２×
２光不等分配器５とが形成されており、各構成要素間が
光導波路１１〜１８により接続されている。基板２に対
しては、５本の光ファイバー６が接続されており、この
光ファイバー６を介して光信号１の入出力が行われる。
なお、図中のＲは、光導波路の曲率半径である。なお、
分波・合波器或いは分配器において、たとえば１×２と
は、一端側の光路が一つで他端側の光路が二つあること
を意味している。
３−１５０４６０号明細書に記載された従来のスターカ
プラーの構成例を示している。このスターカプラーにお
いては、基板上２に、一つの１×２光等分波・合波器３
と、四つの１×２光不等分波・合波器４と、二つの２×
２光不等分配器５とが形成されており、各構成要素間が
光導波路１１〜１８により接続されている。基板２に対
しては、５本の光ファイバー６が接続されており、この
光ファイバー６を介して光信号１の入出力が行われる。
なお、図中のＲは、光導波路の曲率半径である。なお、
分波・合波器或いは分配器において、たとえば１×２と
は、一端側の光路が一つで他端側の光路が二つあること
を意味している。
【０００４】図５は、１×２光不等分波・合波器４の構
成例を示しており、分岐元の光導波路１１の幅Ｗ1 に対
して、分岐先の二つの光導波路１２，１３をそれぞれ異
なる幅Ｗ2 ，Ｗ3 としている。そして、必要とする分岐
比に対応して光導波路１２，１３の幅Ｗ2 ，Ｗ3 を設定
している。たとえば、光を光導波路１２と１３に１：２
の割合で分岐したい場合には、Ｗ1 ＝４０μｍ、Ｗ2 ＝
１３μｍ、Ｗ3 ＝２７μｍに設定している。
成例を示しており、分岐元の光導波路１１の幅Ｗ1 に対
して、分岐先の二つの光導波路１２，１３をそれぞれ異
なる幅Ｗ2 ，Ｗ3 としている。そして、必要とする分岐
比に対応して光導波路１２，１３の幅Ｗ2 ，Ｗ3 を設定
している。たとえば、光を光導波路１２と１３に１：２
の割合で分岐したい場合には、Ｗ1 ＝４０μｍ、Ｗ2 ＝
１３μｍ、Ｗ3 ＝２７μｍに設定している。
【０００５】図６は、１×２光等分波・合波器９と１×
２光不等分波・合波器１０とから構成される２×２光不
等分配器５の構成例を示しており、一端側の２本の光導
波路１４ａ，１４ｂの幅をそれぞれ等しい幅Ｗ4 とし、
他端側の２本の光導波路１５，１６の幅をそれぞれ異な
る幅Ｗ5 ，Ｗ6 としている。
２光不等分波・合波器１０とから構成される２×２光不
等分配器５の構成例を示しており、一端側の２本の光導
波路１４ａ，１４ｂの幅をそれぞれ等しい幅Ｗ4 とし、
他端側の２本の光導波路１５，１６の幅をそれぞれ異な
る幅Ｗ5 ，Ｗ6 としている。
【０００６】また、図７は、１×２光等分波・合波器３
の構成例を示しており、分岐先の両方の光導波路１７
ａ，１７ｂの幅は等しい。なお、１８は分岐元の光導波
路である。
の構成例を示しており、分岐先の両方の光導波路１７
ａ，１７ｂの幅は等しい。なお、１８は分岐元の光導波
路である。
【０００７】図４に示すスターカプラーにおいて、端子
Ｐ1 から光ファイバー６を介して入力した光信号１は、
１×２光不等分波・合波器４を通って端子Ｐ2 へ光信号
の一部を分配した後、２×２光不等分配器５を通って端
子Ｐ3 、Ｐ4 へ光信号の一部を分配し、また、１×２光
等分波・合波器３を経て端子Ｐ0 へと伝達される。な
お、図中のｘn 、ｙn は入出力成分を表す。
Ｐ1 から光ファイバー６を介して入力した光信号１は、
１×２光不等分波・合波器４を通って端子Ｐ2 へ光信号
の一部を分配した後、２×２光不等分配器５を通って端
子Ｐ3 、Ｐ4 へ光信号の一部を分配し、また、１×２光
等分波・合波器３を経て端子Ｐ0 へと伝達される。な
お、図中のｘn 、ｙn は入出力成分を表す。
【０００８】図４に示すスターカプラーは、図８に示す
ように、端子Ｐ1 にＳなる信号が入力した場合、特定一
端子Ｐ0 へはｂＳの信号が分配され、他の３端子Ｐ2 、
Ｐ3、Ｐ4 にはａＳ信号が分配される。そして、自端子
Ｐ1 には信号は分配されない。ただし、ａ，ｂが分配係
数であり、ｂＳ＞＞ａＳ＞０である。Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4
に入力があった場合についても同様である。
ように、端子Ｐ1 にＳなる信号が入力した場合、特定一
端子Ｐ0 へはｂＳの信号が分配され、他の３端子Ｐ2 、
Ｐ3、Ｐ4 にはａＳ信号が分配される。そして、自端子
Ｐ1 には信号は分配されない。ただし、ａ，ｂが分配係
数であり、ｂＳ＞＞ａＳ＞０である。Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4
に入力があった場合についても同様である。
【０００９】また、図９に示すように、特定一端子Ｐ0
に入力があった場合は、信号Ｓは４端子Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 、Ｐ4 に等分配され、自端子Ｐ0 には信号は分配され
ない。上述の図８，図９に示される関係を行列を用いて
表すと次式のようになる。
に入力があった場合は、信号Ｓは４端子Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ
3 、Ｐ4 に等分配され、自端子Ｐ0 には信号は分配され
ない。上述の図８，図９に示される関係を行列を用いて
表すと次式のようになる。
【００１０】
【数１】 ただし、Ｐ0 、Ｐ1 、Ｐ2 、Ｐ3 、Ｐ4 への入力信号を
それぞれ、ｘ0 、ｘ1、ｘ2 、ｘ3 、ｘ4 、出力信号を
それぞれ、ｙ0 、ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 、ｙ4 とする。
それぞれ、ｘ0 、ｘ1、ｘ2 、ｘ3 、ｘ4 、出力信号を
それぞれ、ｙ0 、ｙ1 、ｙ2 、ｙ3 、ｙ4 とする。
【００１１】上述の伝達行列の対角成分が全て０である
が他の成分が全て等しくはないスターカプラーを本明細
書ではハーフカプラーと呼ぶ。このハーフカプラーは、
本出願人により出願された前記特願平３−１５０４６０
号明細書に記載されているように、同じく本出願人によ
り出願された特願平２−４０９０７０号明細書に記載さ
れているような、伝達行列の対角成分が全て０で他の成
分は概ね等しい値となるスターカプラー（フルカプラー
と呼ぶ）と組み合わされて光通信ネットワークが構成さ
れる。なおここでは、ハーフカプラーの端子数を、特定
一端子を除いた端子数で表し、フルカプラーの端子数
を、その全端子数で表すこととする。
が他の成分が全て等しくはないスターカプラーを本明細
書ではハーフカプラーと呼ぶ。このハーフカプラーは、
本出願人により出願された前記特願平３−１５０４６０
号明細書に記載されているように、同じく本出願人によ
り出願された特願平２−４０９０７０号明細書に記載さ
れているような、伝達行列の対角成分が全て０で他の成
分は概ね等しい値となるスターカプラー（フルカプラー
と呼ぶ）と組み合わされて光通信ネットワークが構成さ
れる。なおここでは、ハーフカプラーの端子数を、特定
一端子を除いた端子数で表し、フルカプラーの端子数
を、その全端子数で表すこととする。
【００１２】図１０は、二つの４端子のハーフカプラー
ＨＣ１，ＨＣ２と、一つの４端子のフルカプラーＦＣか
らなるネットワークである。ハーフカプラーＨＣ１の一
端子Ｐ1aへの入力信号Ｓは、特定一端子Ｐ0aへ信号電力
の大半の信号ｂＳが分配されると同時に端子Ｐ2a、
Ｐ3a、Ｐ4aへも信号が分配される。端子Ｐ0aとフルカプ
ラーＦＣの一端子とは接続されているので、同図に示す
ようにフルカプラーＦＣの他の３端子には（１／３）ｂ
Ｓなる信号が分配される。
ＨＣ１，ＨＣ２と、一つの４端子のフルカプラーＦＣか
らなるネットワークである。ハーフカプラーＨＣ１の一
端子Ｐ1aへの入力信号Ｓは、特定一端子Ｐ0aへ信号電力
の大半の信号ｂＳが分配されると同時に端子Ｐ2a、
Ｐ3a、Ｐ4aへも信号が分配される。端子Ｐ0aとフルカプ
ラーＦＣの一端子とは接続されているので、同図に示す
ようにフルカプラーＦＣの他の３端子には（１／３）ｂ
Ｓなる信号が分配される。
【００１３】フルカプラーＦＣの一端子と接続されてい
る別のハーフカプラーＨＣ２の特定一端子Ｐ0bからハー
フカプラーＨＣ２の他の端子Ｐ1b、Ｐ2b、Ｐ3b、Ｐ4bへ
は１／４×（１／３）ｂＳ＝ｂＳ／１２の信号ａＳが分
配される。ここで、ａ＝ｂ／１２とすれば、Ｐ2a、
Ｐ3a、Ｐ4aへの分配比とＰ1b、Ｐ2b、Ｐ3b、Ｐ4bへの分
配比とを等しくすることができる。
る別のハーフカプラーＨＣ２の特定一端子Ｐ0bからハー
フカプラーＨＣ２の他の端子Ｐ1b、Ｐ2b、Ｐ3b、Ｐ4bへ
は１／４×（１／３）ｂＳ＝ｂＳ／１２の信号ａＳが分
配される。ここで、ａ＝ｂ／１２とすれば、Ｐ2a、
Ｐ3a、Ｐ4aへの分配比とＰ1b、Ｐ2b、Ｐ3b、Ｐ4bへの分
配比とを等しくすることができる。
【００１４】ハーフカプラーとフルカプラーとを組み合
わせて光通信ネットワークを構成することの意味につい
ては、前述した特願平３−１５０４６０号明細書に詳細
に記載してあるが、簡単に説明すると、スターカプラー
の分配比を適当に設計することにより、端子数の少ない
スターカプラーを組み合わせて大規模なネットワークを
容易に構築できるようになるという特徴がある。
わせて光通信ネットワークを構成することの意味につい
ては、前述した特願平３−１５０４６０号明細書に詳細
に記載してあるが、簡単に説明すると、スターカプラー
の分配比を適当に設計することにより、端子数の少ない
スターカプラーを組み合わせて大規模なネットワークを
容易に構築できるようになるという特徴がある。
【００１５】ところで、以上の説明においては、光信号
の損失については無視できるものと仮定していた。しか
しながら、現実には光ファイバーの伝送損失や、コネク
ターの接続損失、各カプラーの過剰損失は無視できな
い。なお、目的とする分岐比を得るための減衰量（挿入
損失）に過剰損失を加えたものが挿入損失となる。
の損失については無視できるものと仮定していた。しか
しながら、現実には光ファイバーの伝送損失や、コネク
ターの接続損失、各カプラーの過剰損失は無視できな
い。なお、目的とする分岐比を得るための減衰量（挿入
損失）に過剰損失を加えたものが挿入損失となる。
【００１６】図１１は、図１０に示されるネットワーク
を実際の装置に対応させて模式的に示したものであり、
ノードＮ1aは端子Ｐ1aに対応し、ノードＮ1bは端子Ｐ1b
に対応している。ノードＮ1a、ハーフカプラーＨＣ１、
フルカプラーＦＣ、ハーフカプラーＨＣ２、ノードＮ1b
は、光コネクターＰＣ1 〜ＰＣ8 及び全長１ｋｍの光フ
ァイバー６を介して接続されている。
を実際の装置に対応させて模式的に示したものであり、
ノードＮ1aは端子Ｐ1aに対応し、ノードＮ1bは端子Ｐ1b
に対応している。ノードＮ1a、ハーフカプラーＨＣ１、
フルカプラーＦＣ、ハーフカプラーＨＣ２、ノードＮ1b
は、光コネクターＰＣ1 〜ＰＣ8 及び全長１ｋｍの光フ
ァイバー６を介して接続されている。
【００１７】図１１に示されるネットワークにおいて、
光ファイバー６の伝送損失を−２ｄＢ／ｋｍ、光コネク
ターＰＣ1 〜ＰＣ8 の１ヶ所当たりの接続損失を−０．
２ｄＢ、各カプラーの過剰損失を−２ｄＢと仮定した場
合の、端子Ｐ1a（ノードＮ1aの送信ポートに対応）から
端子Ｐ1b（ノードＮ1bの送信ポートに対応）への信号光
のレベルの変化を示すレベルダイヤグラムを図１２に示
す。送信出力光の信号光強度を０ｄＢとすると、ハーフ
カプラーＨＣ１と三つの光コネクターＰＣ1 ，ＰＣ2 ，
ＰＣ3 において−３．６ｄＢ（＝−１ｄＢ−２ｄＢ−
０．２ｄＢ×３：区間Ａ1 における損失Ｂ1 ）減衰し、
フルカプラーＦＣと二つの光コネクターＰＣ4 ，ＰＣ5
と１ｋｍの光ファイバー６において−８．４ｄＢ（＝−
４ｄＢ−２ｄＢ−０．２ｄＢ×２−２ｄＢ：区間Ａ2 に
おける損失Ｂ2 ）減衰し、更にハーフカプラーＨＣ２と
三つの光コネクターＰＣ6 ，ＰＣ7 ，ＰＣ8 において−
８．４ｄＢ（＝−５．８ｄＢ−２ｄＢ−０．２ｄＢ×
３：区間Ａ3 における損失Ｂ3）減衰する。すなわち、
ハーフカプラーＨＣ１の端子Ｐ1aに入った信号Ｓは、ハ
ーフカプラーＨＣ２の端子Ｐ1b〜Ｐ4bから出てくるとき
には、元の信号に対して−２０．４ｄＢ減衰した信号ａ
Ｓとなる。なお、上述のハーフカプラーＨＣ１部分にお
ける−１ｄＢ、フルカプラーＦＣ部分における−４ｄ
Ｂ、ハーフカプラーＨＣ２における−５．８ｄＢが、各
部分における理想減衰量である。ハーフカプラーＨＣ１
の端子Ｐ2a〜Ｐ4aに得られる信号の光レベルは、ハーフ
カプラーＨＣ２の端子Ｐ1b〜Ｐ4bの信号ａＳと同じでな
くてはならないので、ハーフカプラーＨＣ１の端子Ｐ1a
に入った信号Ｓは、−２０．４ｄＢ減衰してハーフカプ
ラーＨＣ１の端子Ｐ2a〜Ｐ4aに出力されるようにハーフ
カプラーＨＣ１における分配係数ａを設計する必要があ
る。いま、説明を簡単にするために減衰量を−２０ｄＢ
とすると、分配係数ａが１／１００、すなわち、分岐比
を１００：１にする必要がある。
光ファイバー６の伝送損失を−２ｄＢ／ｋｍ、光コネク
ターＰＣ1 〜ＰＣ8 の１ヶ所当たりの接続損失を−０．
２ｄＢ、各カプラーの過剰損失を−２ｄＢと仮定した場
合の、端子Ｐ1a（ノードＮ1aの送信ポートに対応）から
端子Ｐ1b（ノードＮ1bの送信ポートに対応）への信号光
のレベルの変化を示すレベルダイヤグラムを図１２に示
す。送信出力光の信号光強度を０ｄＢとすると、ハーフ
カプラーＨＣ１と三つの光コネクターＰＣ1 ，ＰＣ2 ，
ＰＣ3 において−３．６ｄＢ（＝−１ｄＢ−２ｄＢ−
０．２ｄＢ×３：区間Ａ1 における損失Ｂ1 ）減衰し、
フルカプラーＦＣと二つの光コネクターＰＣ4 ，ＰＣ5
と１ｋｍの光ファイバー６において−８．４ｄＢ（＝−
４ｄＢ−２ｄＢ−０．２ｄＢ×２−２ｄＢ：区間Ａ2 に
おける損失Ｂ2 ）減衰し、更にハーフカプラーＨＣ２と
三つの光コネクターＰＣ6 ，ＰＣ7 ，ＰＣ8 において−
８．４ｄＢ（＝−５．８ｄＢ−２ｄＢ−０．２ｄＢ×
３：区間Ａ3 における損失Ｂ3）減衰する。すなわち、
ハーフカプラーＨＣ１の端子Ｐ1aに入った信号Ｓは、ハ
ーフカプラーＨＣ２の端子Ｐ1b〜Ｐ4bから出てくるとき
には、元の信号に対して−２０．４ｄＢ減衰した信号ａ
Ｓとなる。なお、上述のハーフカプラーＨＣ１部分にお
ける−１ｄＢ、フルカプラーＦＣ部分における−４ｄ
Ｂ、ハーフカプラーＨＣ２における−５．８ｄＢが、各
部分における理想減衰量である。ハーフカプラーＨＣ１
の端子Ｐ2a〜Ｐ4aに得られる信号の光レベルは、ハーフ
カプラーＨＣ２の端子Ｐ1b〜Ｐ4bの信号ａＳと同じでな
くてはならないので、ハーフカプラーＨＣ１の端子Ｐ1a
に入った信号Ｓは、−２０．４ｄＢ減衰してハーフカプ
ラーＨＣ１の端子Ｐ2a〜Ｐ4aに出力されるようにハーフ
カプラーＨＣ１における分配係数ａを設計する必要があ
る。いま、説明を簡単にするために減衰量を−２０ｄＢ
とすると、分配係数ａが１／１００、すなわち、分岐比
を１００：１にする必要がある。
【００１８】ところが、先に図５及び図６を参照して説
明したような、光導波路の幅の比を変えることにより所
定の分岐比を得るようにした従来の光不等分岐路では、
あまり大きな分岐比のものは実現が困難であるという問
題がある。たとえば、−２０ｄＢの減衰を得るために
は、光導波路の幅の比を１００：１とする必要がある
が、広い方の光導波路の幅を４０μｍ程度であるとする
と狭い方の光導波路の幅は０．４μｍ程度になってしま
う。しかしながら、このような極細の光導波路を作るこ
とは製造技術上の問題から非常に困難である。また、光
導波路の幅が、伝送すべき光の波長より短くなってしま
うために光が通過せず、分岐路として正常に機能しなく
なってしまう。
明したような、光導波路の幅の比を変えることにより所
定の分岐比を得るようにした従来の光不等分岐路では、
あまり大きな分岐比のものは実現が困難であるという問
題がある。たとえば、−２０ｄＢの減衰を得るために
は、光導波路の幅の比を１００：１とする必要がある
が、広い方の光導波路の幅を４０μｍ程度であるとする
と狭い方の光導波路の幅は０．４μｍ程度になってしま
う。しかしながら、このような極細の光導波路を作るこ
とは製造技術上の問題から非常に困難である。また、光
導波路の幅が、伝送すべき光の波長より短くなってしま
うために光が通過せず、分岐路として正常に機能しなく
なってしまう。
【００１９】また、構造上の制約から光導波路を湾曲し
なければならない場合には、一般に、湾曲に起因する放
射損失を抑えるため、可能な限り曲率半径を大きくして
いる。このため、光導波路を形成する基板として広い面
積を有するものを使用する必要があり、装置のサイズが
大きくなってしまうという問題もあった。
なければならない場合には、一般に、湾曲に起因する放
射損失を抑えるため、可能な限り曲率半径を大きくして
いる。このため、光導波路を形成する基板として広い面
積を有するものを使用する必要があり、装置のサイズが
大きくなってしまうという問題もあった。
【００２０】更に、図４に示す４端子ハーフカプラーに
おいては、基板２の四つの端面にそれぞれ光ファイバー
６が接続されているので、基板２と光ファイバー６とを
光学的に結合するため、基板２の四つの端面を研磨する
必要があり、製造に手間がかかるという問題があった。
おいては、基板２の四つの端面にそれぞれ光ファイバー
６が接続されているので、基板２と光ファイバー６とを
光学的に結合するため、基板２の四つの端面を研磨する
必要があり、製造に手間がかかるという問題があった。
【００２１】本発明は、前記問題点を解決するために案
出されたものであって、大きな比で光を分岐することが
できるスターカプラーを提供することを目的とする。ま
た、本発明は、小さな基板上に形成することができるス
ターカプラーを提供することを目的とする。更に本発明
は、研磨が必要な基板の端面の数を少なくして製造が容
易なスターカプラーを提供することを目的とする。
出されたものであって、大きな比で光を分岐することが
できるスターカプラーを提供することを目的とする。ま
た、本発明は、小さな基板上に形成することができるス
ターカプラーを提供することを目的とする。更に本発明
は、研磨が必要な基板の端面の数を少なくして製造が容
易なスターカプラーを提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明のスターカプラー
は、前記目的を達成するため、少なくとも３個の端子を
有し、光信号の入出力が同一の端子で行われ、自端子へ
の入力信号が自端子からの出力信号としては分配され
ず、かつ、前記自端子以外の他の端子には出力信号とし
て分配される伝送特性を有するスターカプラーにおい
て、二つの光不等分波・合波器と、一つの光等分波・合
波器と、前記二つの光不等分波・合波器間を接続する第
１の光導波路と、前記二つの光不等分波・合波器と等分
波・合波器との間を接続する第２、第３の導波路とを備
え、第１の導波路が第１，第２，第３の導波路が形成す
る三角形の内側に湾曲する第１の曲率半径を有し、第２
及び第３の導波路が第２の曲率半径を有し、第１の曲率
半径を第２の曲率半径より小さくすることにより前記伝
送特性を実現したことを特徴とする。
は、前記目的を達成するため、少なくとも３個の端子を
有し、光信号の入出力が同一の端子で行われ、自端子へ
の入力信号が自端子からの出力信号としては分配され
ず、かつ、前記自端子以外の他の端子には出力信号とし
て分配される伝送特性を有するスターカプラーにおい
て、二つの光不等分波・合波器と、一つの光等分波・合
波器と、前記二つの光不等分波・合波器間を接続する第
１の光導波路と、前記二つの光不等分波・合波器と等分
波・合波器との間を接続する第２、第３の導波路とを備
え、第１の導波路が第１，第２，第３の導波路が形成す
る三角形の内側に湾曲する第１の曲率半径を有し、第２
及び第３の導波路が第２の曲率半径を有し、第１の曲率
半径を第２の曲率半径より小さくすることにより前記伝
送特性を実現したことを特徴とする。
【００２３】また、本発明のスターカプラーは、前記目
的を達成するため、４個以上の端子を有し、光信号の入
出力が同一の端子で行われ、自端子への入力信号が自端
子からの出力信号としては分配されず、かつ、前記自端
子以外の他の端子には出力信号として分配される伝送特
性を有するスターカプラーにおいて、二つの光不等分波
・合波器と、一つの光等分波・合波器と、前記二つの光
不等分波・合波器間を接続する第１の光導波路と、前記
二つの光不等分波・合波器と等分波・合波器との間を接
続する第２，第３の導波路とを持つ複数組の光回路を備
え、ある光回路の光等分波・合波器が他の光回路の光不
等分波・合波器に接続され、第１の導波路が第１，第
２，第３の導波路が形成する三角形の内側に湾曲する第
１の曲率半径を有し、第２及び第３の導波路が第２の曲
率半径を有し、第１の曲率半径を第２の曲率半径より小
さくすることにより前記伝送特性を実現したことを特徴
とする。更に、本発明のスターカプラーは、前記目的を
達成するため、第１の端子と第２の端子との間を第１の
曲率半径を有する第１の光導波路で接続し、前記第１，
第２の端子と第３の端子との間を前記第１の曲率半径よ
り大きな第２の曲率半径を有する第２，第３の光導波路
でそれぞれ接続したスターカプラーであって、前記第
１，第２及び第３の光導波路は同一基板上に形成されて
おり、前記第１及び第２の端子は前記基板の一方の端部
に導出され、前記第３の端子は前記基板の他方の端部に
導出されているものである。
的を達成するため、４個以上の端子を有し、光信号の入
出力が同一の端子で行われ、自端子への入力信号が自端
子からの出力信号としては分配されず、かつ、前記自端
子以外の他の端子には出力信号として分配される伝送特
性を有するスターカプラーにおいて、二つの光不等分波
・合波器と、一つの光等分波・合波器と、前記二つの光
不等分波・合波器間を接続する第１の光導波路と、前記
二つの光不等分波・合波器と等分波・合波器との間を接
続する第２，第３の導波路とを持つ複数組の光回路を備
え、ある光回路の光等分波・合波器が他の光回路の光不
等分波・合波器に接続され、第１の導波路が第１，第
２，第３の導波路が形成する三角形の内側に湾曲する第
１の曲率半径を有し、第２及び第３の導波路が第２の曲
率半径を有し、第１の曲率半径を第２の曲率半径より小
さくすることにより前記伝送特性を実現したことを特徴
とする。更に、本発明のスターカプラーは、前記目的を
達成するため、第１の端子と第２の端子との間を第１の
曲率半径を有する第１の光導波路で接続し、前記第１，
第２の端子と第３の端子との間を前記第１の曲率半径よ
り大きな第２の曲率半径を有する第２，第３の光導波路
でそれぞれ接続したスターカプラーであって、前記第
１，第２及び第３の光導波路は同一基板上に形成されて
おり、前記第１及び第２の端子は前記基板の一方の端部
に導出され、前記第３の端子は前記基板の他方の端部に
導出されているものである。
【００２４】
【作用】入射光は、第１の光導波路から第２の光導波路
と第３の光導波路とに分岐するが、第２の光導波路の曲
率半径と第３の光導波路との曲率半径は異なっているの
で、第２，第３の光導波路を通過する光は、それぞれの
曲率半径に応じた放射損失に起因する減衰を受ける。放
射損失は曲率半径が小さくなるにつれて急激に増加する
ので、第２，第３の光導波路を通過した各光には大きな
出力差が生じる。すなわち、大きな分岐比が得られる。
と第３の光導波路とに分岐するが、第２の光導波路の曲
率半径と第３の光導波路との曲率半径は異なっているの
で、第２，第３の光導波路を通過する光は、それぞれの
曲率半径に応じた放射損失に起因する減衰を受ける。放
射損失は曲率半径が小さくなるにつれて急激に増加する
ので、第２，第３の光導波路を通過した各光には大きな
出力差が生じる。すなわち、大きな分岐比が得られる。
【００２５】
【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。
本発明の特徴を具体的に説明する。
【００２６】図１は本発明の実施例である光集積回路と
して構成された２端子のハーフカプラーの概略図であ
る。なおここでいう２端子とは、従来例の項で説明した
特定一端子を除いた端子数を意味している。図１に示す
ハーフカプラーにおいては、基板２上に一つの１×２光
等分波・合波器３と二つの１×２光不等分波・合波器４
ａ，４ｂとが形成されている。１×２光等分波・合波器
３は丸枠Ａ内に拡大して示されるように、分岐側の光導
波路の幅が等しく設定されている。また、１×２光不等
分波・合波器４ａ，４ｂは、丸枠Ｂ内に拡大して示され
るように、分岐側の光導波路の幅が異なっている。
して構成された２端子のハーフカプラーの概略図であ
る。なおここでいう２端子とは、従来例の項で説明した
特定一端子を除いた端子数を意味している。図１に示す
ハーフカプラーにおいては、基板２上に一つの１×２光
等分波・合波器３と二つの１×２光不等分波・合波器４
ａ，４ｂとが形成されている。１×２光等分波・合波器
３は丸枠Ａ内に拡大して示されるように、分岐側の光導
波路の幅が等しく設定されている。また、１×２光不等
分波・合波器４ａ，４ｂは、丸枠Ｂ内に拡大して示され
るように、分岐側の光導波路の幅が異なっている。
【００２７】各分波・合波器３，４ａ，４ｂは、長方形
の基板２上に１×２光等分波・合波器３を頂点とする２
等辺三角形の形状に配置される。長方形の基板２のサイ
ズは、たとえば、長さＬ1 が１０ｍｍ、幅Ｌ2 が５ｍｍ
である。
の基板２上に１×２光等分波・合波器３を頂点とする２
等辺三角形の形状に配置される。長方形の基板２のサイ
ズは、たとえば、長さＬ1 が１０ｍｍ、幅Ｌ2 が５ｍｍ
である。
【００２８】二つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４
ｂの間には、分波・合波器４ａ，４ｂの略中間点を中心
とした曲率半径Ｒ1 の半円状の光導波路２１が形成され
ている。Ｒ1 は、たとえば３ｍｍである。分波・合波器
３と各光分波・合波器４ａ，４ｂとの間には、基板２外
の点を中心とした曲率半径Ｒ2 の円弧状の光導波路２２
が形成されている。Ｒ2 はたとえば３０ｍｍである。二
つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂからは、光導
波路２３が基板の端部に導出され、各光導波路２３に光
ファイバー６が結合される。また、１×２光等分波・合
波器３からは、光導波路２４が基板の反対側の端部に導
出され、この光導波路２４に光ファイバー６が結合され
る。上述の１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂにおい
ては、分岐側の光導波路の幅の比は、光導波路２１側と
光導波路２２側とで１：９程度に選んである。
ｂの間には、分波・合波器４ａ，４ｂの略中間点を中心
とした曲率半径Ｒ1 の半円状の光導波路２１が形成され
ている。Ｒ1 は、たとえば３ｍｍである。分波・合波器
３と各光分波・合波器４ａ，４ｂとの間には、基板２外
の点を中心とした曲率半径Ｒ2 の円弧状の光導波路２２
が形成されている。Ｒ2 はたとえば３０ｍｍである。二
つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂからは、光導
波路２３が基板の端部に導出され、各光導波路２３に光
ファイバー６が結合される。また、１×２光等分波・合
波器３からは、光導波路２４が基板の反対側の端部に導
出され、この光導波路２４に光ファイバー６が結合され
る。上述の１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂにおい
ては、分岐側の光導波路の幅の比は、光導波路２１側と
光導波路２２側とで１：９程度に選んである。
【００２９】図１に示すハーフカプラーにおいて、端子
Ｐ1 から光ファイバー６を介して光信号が供給される
と、この光は、一方の１×２光不等分波・合波器４ａで
９：１に分岐され、９／１０が光導波路２２側へ進んで
約−０．５ｄＢ減衰し、１／１０が光導波路２１側へ進
んで−１０ｄＢ減衰する。光導波路２１側に分岐された
光は、光導波路２１を通過して他方の１×２光不等分波
・合波器４ｂに供給される。ここで本実施例において
は、光導波路２１を比較的小さな曲率半径Ｒ1 で曲げて
いるので、かなり大きな放射損失が発生する。すなわ
ち、図２に示すように、光導波路の曲率半径が小さくな
ればなる程、放射損失が急激に大きくなる。たとえば、
光導波路２１の曲率半径Ｒ1 は３ｍｍであるので、放射
損失は−１０ｄＢとなる。但し、図２に示す放射損失
は、光導波路を１８０度曲げたときの放射損失である。
したがって、光導波路２１の放射損失を考慮に入れたと
きの１×２光不等分波・合波器４ａの光導波路２１側の
損失は−２０ｄＢとなる。すなわち、端子Ｐ1 から入力
された光は、−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ2 に出力される
ことになり、十分な減衰が得られる。
Ｐ1 から光ファイバー６を介して光信号が供給される
と、この光は、一方の１×２光不等分波・合波器４ａで
９：１に分岐され、９／１０が光導波路２２側へ進んで
約−０．５ｄＢ減衰し、１／１０が光導波路２１側へ進
んで−１０ｄＢ減衰する。光導波路２１側に分岐された
光は、光導波路２１を通過して他方の１×２光不等分波
・合波器４ｂに供給される。ここで本実施例において
は、光導波路２１を比較的小さな曲率半径Ｒ1 で曲げて
いるので、かなり大きな放射損失が発生する。すなわ
ち、図２に示すように、光導波路の曲率半径が小さくな
ればなる程、放射損失が急激に大きくなる。たとえば、
光導波路２１の曲率半径Ｒ1 は３ｍｍであるので、放射
損失は−１０ｄＢとなる。但し、図２に示す放射損失
は、光導波路を１８０度曲げたときの放射損失である。
したがって、光導波路２１の放射損失を考慮に入れたと
きの１×２光不等分波・合波器４ａの光導波路２１側の
損失は−２０ｄＢとなる。すなわち、端子Ｐ1 から入力
された光は、−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ2 に出力される
ことになり、十分な減衰が得られる。
【００３０】一方、光導波路２２側へ進んだ光は、光導
波路２２を通過して１×２光等分波・合波器３へ供給さ
れる。光導波路２２の曲率半径Ｒ2 は３０ｍｍであるの
で、図２から推定できるように放射損失は非常に小さく
略０ｄＢと見做すことができる。したがって、端子Ｐ1
から入力された光は、約−０．５ｄＢだけ減衰して特定
一端子Ｐ0 に出力される。
波路２２を通過して１×２光等分波・合波器３へ供給さ
れる。光導波路２２の曲率半径Ｒ2 は３０ｍｍであるの
で、図２から推定できるように放射損失は非常に小さく
略０ｄＢと見做すことができる。したがって、端子Ｐ1
から入力された光は、約−０．５ｄＢだけ減衰して特定
一端子Ｐ0 に出力される。
【００３１】上述したように、１×２光不等分波・合波
器４における分岐比は１：９程度であるので、光導波路
を容易に製造することができる。また、光導波路の曲率
半径を小さくすることには、光集積回路を製造する技術
上の困難性はない。また、光導波路の曲率半径を小さく
することにより、光導波路を配置するための基板の面積
を狭くすることができ、装置が小型化される。更に、光
導波路の曲率半径を小さくすることにより、光ファイバ
ー６と基板２とを、基板の短辺側の２端面においてのみ
接するように配置することができ、研磨が必要な基板の
端面を２端面に減らすことができ、製造が容易となる。
器４における分岐比は１：９程度であるので、光導波路
を容易に製造することができる。また、光導波路の曲率
半径を小さくすることには、光集積回路を製造する技術
上の困難性はない。また、光導波路の曲率半径を小さく
することにより、光導波路を配置するための基板の面積
を狭くすることができ、装置が小型化される。更に、光
導波路の曲率半径を小さくすることにより、光ファイバ
ー６と基板２とを、基板の短辺側の２端面においてのみ
接するように配置することができ、研磨が必要な基板の
端面を２端面に減らすことができ、製造が容易となる。
【００３２】以上、２端子のハーフカプラーについて説
明したが、同様に４端子のハーフカプラーを構成するこ
とができる。図３は、本発明の他の実施例である４端子
のハーフカプラーの概略図である。なお、図２に示す実
施例と対応する部材等には同一の符号を付している。
明したが、同様に４端子のハーフカプラーを構成するこ
とができる。図３は、本発明の他の実施例である４端子
のハーフカプラーの概略図である。なお、図２に示す実
施例と対応する部材等には同一の符号を付している。
【００３３】図３に示される４端子のハーフカプラーに
おいては、図２に示される２端子のハーフカプラーと同
様な構成を有する、それぞれ一つの１×２光等分波・合
波器３と、二つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂ
と、各分波・合波器３，４間を接続する光導波路２１，
２２とから構成される二つの光回路３１ａ，３１ｂが、
長方形の基板２の一端側に並列的に設けられている。長
方形の基板２のサイズは、たとえば、長さＬ3 が２０ｍ
ｍ、幅Ｌ4 が１０ｍｍである。各光回路３１の各光導波
路２３は、基板２の一方の短辺側に導出され、各光ファ
イバー６と結合される。
おいては、図２に示される２端子のハーフカプラーと同
様な構成を有する、それぞれ一つの１×２光等分波・合
波器３と、二つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂ
と、各分波・合波器３，４間を接続する光導波路２１，
２２とから構成される二つの光回路３１ａ，３１ｂが、
長方形の基板２の一端側に並列的に設けられている。長
方形の基板２のサイズは、たとえば、長さＬ3 が２０ｍ
ｍ、幅Ｌ4 が１０ｍｍである。各光回路３１の各光導波
路２３は、基板２の一方の短辺側に導出され、各光ファ
イバー６と結合される。
【００３４】各光回路３１ａ，３１ｂの各１×２光等分
波・合波器３の共通側光導波路は、光回路３１ａ，３１
ｂと類似の構成を有する光回路３２の１×２光不等分波
・合波器４ａ，４ｂに接続される。但し、光回路３２に
おいては、二つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂ
間に設けられる光導波路２５の曲率半径は、Ｒ1 より大
きくＲ2 より小さなＲ3 である。たとえば、Ｒ3 は５ｍ
ｍである。なお、各１×２光不等分波・合波器４と１×
２光等分波・合波器３との間に設けられる光導波路２６
の曲率半径はＲ2 である。光回路３２の１×２光等分波
・合波器３の光導波路２７は、基板２の他方の短辺側に
導出され、特定一端子ＰO に対応する光ファイバー６と
結合される。
波・合波器３の共通側光導波路は、光回路３１ａ，３１
ｂと類似の構成を有する光回路３２の１×２光不等分波
・合波器４ａ，４ｂに接続される。但し、光回路３２に
おいては、二つの１×２光不等分波・合波器４ａ，４ｂ
間に設けられる光導波路２５の曲率半径は、Ｒ1 より大
きくＲ2 より小さなＲ3 である。たとえば、Ｒ3 は５ｍ
ｍである。なお、各１×２光不等分波・合波器４と１×
２光等分波・合波器３との間に設けられる光導波路２６
の曲率半径はＲ2 である。光回路３２の１×２光等分波
・合波器３の光導波路２７は、基板２の他方の短辺側に
導出され、特定一端子ＰO に対応する光ファイバー６と
結合される。
【００３５】図３に示す４端子のハーフカプラーにおい
て、端子Ｐ1 から光ファイバー６を介して光信号が供給
されると、この光は、光回路３１ａの一方の１×２光不
等分波・合波器４ａで９：１に分岐され、９／１０が光
導波路２２側へ進んで約−０．５ｄＢ減衰し、１／１０
が光導波路２１側へ進んで−１０ｄＢ減衰する。光導波
路２１側に分岐された光は、曲率半径Ｒ1 ＝３ｍｍで湾
曲した光導波路２１を通過して光回路３１ａの他方の１
×２光不等分波・合波器４ｂに供給される。したがっ
て、図１に示す２端子のハーフカプラーと同様に、端子
Ｐ1 から入力された光は、−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ2
に出力される。
て、端子Ｐ1 から光ファイバー６を介して光信号が供給
されると、この光は、光回路３１ａの一方の１×２光不
等分波・合波器４ａで９：１に分岐され、９／１０が光
導波路２２側へ進んで約−０．５ｄＢ減衰し、１／１０
が光導波路２１側へ進んで−１０ｄＢ減衰する。光導波
路２１側に分岐された光は、曲率半径Ｒ1 ＝３ｍｍで湾
曲した光導波路２１を通過して光回路３１ａの他方の１
×２光不等分波・合波器４ｂに供給される。したがっ
て、図１に示す２端子のハーフカプラーと同様に、端子
Ｐ1 から入力された光は、−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ2
に出力される。
【００３６】一方、光導波路２２側へ進んだ光は、曲率
半径Ｒ2 ＝３０ｍｍで湾曲した光導波路２２を通過して
殆ど減衰を受けずに１×２光等分波・合波器３へ供給さ
れる。したがって、端子Ｐ1 から入力された光は、約−
０．５ｄＢだけ減衰して光回路３２の１×２光不等分波
・合波器４ａに供給される。この分波・合波器４ａにお
いては、入力光は９：１に分岐されて光導波路２６側に
進んだ光は更に約−０．５ｄＢだけ減衰し、曲率半径Ｒ
2 ＝３０ｍｍで湾曲した光導波路２６を通過して１×２
光等分波・合波器３へ供給される。したがって、端子Ｐ
1 から入力された光は、−１ｄＢ減衰して特定端子Ｐ0
に出力される。
半径Ｒ2 ＝３０ｍｍで湾曲した光導波路２２を通過して
殆ど減衰を受けずに１×２光等分波・合波器３へ供給さ
れる。したがって、端子Ｐ1 から入力された光は、約−
０．５ｄＢだけ減衰して光回路３２の１×２光不等分波
・合波器４ａに供給される。この分波・合波器４ａにお
いては、入力光は９：１に分岐されて光導波路２６側に
進んだ光は更に約−０．５ｄＢだけ減衰し、曲率半径Ｒ
2 ＝３０ｍｍで湾曲した光導波路２６を通過して１×２
光等分波・合波器３へ供給される。したがって、端子Ｐ
1 から入力された光は、−１ｄＢ減衰して特定端子Ｐ0
に出力される。
【００３７】また、光回路３２の一方の１×２光不等分
波・合波器４ａにおいて、光導波路２５側へ分岐して−
１０ｄＢ減衰した光は、曲率半径Ｒ3 ＝５ｍｍで湾曲し
た光導波路２５を通過して光回路３２の他方の１×２光
不等分波・合波器４ｂに供給される。図２から判るよう
に、曲率半径Ｒ3 ＝５ｍｍである場合の放射損失は−７
ｄＢであるので、光導波路２５を通過した後の光は、元
の光に対して約−１７．５ｄＢ減衰することになる。こ
の１×２光不等分波・合波器４ｂからの光は、光回路３
１ｂの１×２光等分波・合波器３で１：１に分岐されて
約−３ｄＢ減衰する。したがって、端子Ｐ1 から入力さ
れた光は、約−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ3 ，Ｐ4 に出力
される。
波・合波器４ａにおいて、光導波路２５側へ分岐して−
１０ｄＢ減衰した光は、曲率半径Ｒ3 ＝５ｍｍで湾曲し
た光導波路２５を通過して光回路３２の他方の１×２光
不等分波・合波器４ｂに供給される。図２から判るよう
に、曲率半径Ｒ3 ＝５ｍｍである場合の放射損失は−７
ｄＢであるので、光導波路２５を通過した後の光は、元
の光に対して約−１７．５ｄＢ減衰することになる。こ
の１×２光不等分波・合波器４ｂからの光は、光回路３
１ｂの１×２光等分波・合波器３で１：１に分岐されて
約−３ｄＢ減衰する。したがって、端子Ｐ1 から入力さ
れた光は、約−２０ｄＢ減衰して端子Ｐ3 ，Ｐ4 に出力
される。
【００３８】逆に、特定一端子Ｐ0 から光信号が供給さ
れると、この光は、光回路３２の１×２光等分波・合波
器３で１：１に分岐され約−３ｄＢ減衰する。分岐され
た光は、曲率半径Ｒ2 ＝３０ｍｍで湾曲した両方の光導
波路２６を通過して各１×２光不等分波・合波器４ａ，
４ｂに供給される。光回路３２の各１×２光不等分波・
合波器４ａ，４ｂからの光は、それぞれ二つの光回路３
１ａ，３１ｂの１×２光等分波・合波器３に供給されて
１：１に分岐され約−３ｄＢ減衰する。したがって、特
定端子Ｐ0 から入力された光は、約−６ｄＢ減衰して各
端子Ｐ1 〜Ｐ4に出力される。
れると、この光は、光回路３２の１×２光等分波・合波
器３で１：１に分岐され約−３ｄＢ減衰する。分岐され
た光は、曲率半径Ｒ2 ＝３０ｍｍで湾曲した両方の光導
波路２６を通過して各１×２光不等分波・合波器４ａ，
４ｂに供給される。光回路３２の各１×２光不等分波・
合波器４ａ，４ｂからの光は、それぞれ二つの光回路３
１ａ，３１ｂの１×２光等分波・合波器３に供給されて
１：１に分岐され約−３ｄＢ減衰する。したがって、特
定端子Ｐ0 から入力された光は、約−６ｄＢ減衰して各
端子Ｐ1 〜Ｐ4に出力される。
【００３９】以上に述べた図３に示す４端子のハーフカ
プラーにおいても、図１に示す２端子のハーフカプラー
と同様に光導波路の曲率半径を小さくして所定の減衰量
すなわち分岐比を得ているので、４端子のハーフカプラ
ーを１０ｍｍ×２０ｍｍ程度の小さな基板上に光集積回
路として形成することができる。図４に示されるような
従来の構成を採用した場合には、光導波路の曲率半径は
１０ｍｍ程度以上とする必要があるため、４０ｍｍ×２
０ｍｍ程度の基板が必要となるのに対し、本実施例によ
れば光集積回路の大きさを１／４程度にすることができ
る。
プラーにおいても、図１に示す２端子のハーフカプラー
と同様に光導波路の曲率半径を小さくして所定の減衰量
すなわち分岐比を得ているので、４端子のハーフカプラ
ーを１０ｍｍ×２０ｍｍ程度の小さな基板上に光集積回
路として形成することができる。図４に示されるような
従来の構成を採用した場合には、光導波路の曲率半径は
１０ｍｍ程度以上とする必要があるため、４０ｍｍ×２
０ｍｍ程度の基板が必要となるのに対し、本実施例によ
れば光集積回路の大きさを１／４程度にすることができ
る。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
光導波路の放射損失が光導波路の曲率に応じて変化する
ことに着目し、光導波路を小さな曲率半径で曲げること
によって意図的に放射損失を発生させ、この放射損失に
よって小さな分配係数を得ている。これにより、大きな
比で光を分岐することができるスターカプラーを容易に
製造することができる。また、スターカプラーを小面積
の基板上に形成することができる。更に、基板と光ファ
イバーとの結合部が基板の２端面のみとすることがで
き、研磨が必要とされる面の数が減少するため、製造工
程が簡略化される。
光導波路の放射損失が光導波路の曲率に応じて変化する
ことに着目し、光導波路を小さな曲率半径で曲げること
によって意図的に放射損失を発生させ、この放射損失に
よって小さな分配係数を得ている。これにより、大きな
比で光を分岐することができるスターカプラーを容易に
製造することができる。また、スターカプラーを小面積
の基板上に形成することができる。更に、基板と光ファ
イバーとの結合部が基板の２端面のみとすることがで
き、研磨が必要とされる面の数が減少するため、製造工
程が簡略化される。
【図１】 本発明の実施例である２端子のハーフカプラ
ーの概略図である。
ーの概略図である。
【図２】 光導波路の曲率半径と放射損失との関係を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】 本発明の他の実施例である４端子のハーフカ
プラーの概略図である。
プラーの概略図である。
【図４】 ４端子のハーフカプラーを基板上に光集積回
路として実現した平面図である。
路として実現した平面図である。
【図５】 １×２光不等分波・合波器の平面図である。
【図６】 ２×２光不等分配器の平面図である。
【図７】 １×２光等分波・合波器の平面図である。
【図８】 図４に示す４端子のハーフカプラーにおい
て、特定の一端子以外の端子へ入力した信号の分配の様
子を示す概念図である。
て、特定の一端子以外の端子へ入力した信号の分配の様
子を示す概念図である。
【図９】 図４に示す４端子のハーフカプラーにおい
て、特定の一端子から入力した信号の分配の様子を示す
概念図である。
て、特定の一端子から入力した信号の分配の様子を示す
概念図である。
【図１０】 ４端子ハーフカプラーと４端子フルカプラ
ーを接続して構成したネットワークにおける信号の分配
の様子を示す概念図である。
ーを接続して構成したネットワークにおける信号の分配
の様子を示す概念図である。
【図１１】 図１０に示されるネットワークを実際の装
置に対応させて模式的に示した説明図である。
置に対応させて模式的に示した説明図である。
【図１２】 図１１に示されるネットワークにおける光
信号の減衰の状態を示すレベルダイヤグラムである。
信号の減衰の状態を示すレベルダイヤグラムである。
１ 光信号、２ 基板、３ １×２光等分波・合波器、
４，４ａ，４ｂ １×２光不等分波・合波器、５ ２×
２光不等分配器、６ 光ファイバー、９ １×２光等分
波・合波器、１０ １×２光不等分波・合波器、１１〜
１８，２１〜２７光導波路、３１ａ，３１ｂ，３２ 光
回路、Ａ1 〜Ａ3 区間、Ｂ1 〜Ｂ3損失、ＦＣ フル
カプラー ＨＣ１，ＨＣ２ ハーフカプラー、Ｎ1a，Ｎ
1b ノード、Ｐ0 〜Ｐ4 ，Ｐ1a〜Ｐ4a，Ｐ1b〜Ｐ4b，Ｐ
0a〜Ｐ0b 端子、ＰＣ1 〜ＰＣ8 光コネクター、Ｒ，
Ｒ1 〜Ｒ3 光導波路の曲率半径、Ｓ 光信号、Ｗ1 〜
Ｗ6 幅、ｘn 入力光信号、ｙn 出力光信号、ａ
信号分配係数
４，４ａ，４ｂ １×２光不等分波・合波器、５ ２×
２光不等分配器、６ 光ファイバー、９ １×２光等分
波・合波器、１０ １×２光不等分波・合波器、１１〜
１８，２１〜２７光導波路、３１ａ，３１ｂ，３２ 光
回路、Ａ1 〜Ａ3 区間、Ｂ1 〜Ｂ3損失、ＦＣ フル
カプラー ＨＣ１，ＨＣ２ ハーフカプラー、Ｎ1a，Ｎ
1b ノード、Ｐ0 〜Ｐ4 ，Ｐ1a〜Ｐ4a，Ｐ1b〜Ｐ4b，Ｐ
0a〜Ｐ0b 端子、ＰＣ1 〜ＰＣ8 光コネクター、Ｒ，
Ｒ1 〜Ｒ3 光導波路の曲率半径、Ｓ 光信号、Ｗ1 〜
Ｗ6 幅、ｘn 入力光信号、ｙn 出力光信号、ａ
信号分配係数
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28 - 6/293 H04B 10/12 - 10/213 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】 少なくとも３個の端子を有し、光信号の
入出力が同一の端子で行われ、自端子への入力信号が自
端子からの出力信号としては分配されず、かつ、前記自
端子以外の他の端子には出力信号として分配される伝送
特性を有するスターカプラーにおいて、 二つの光不等分波・合波器と、一つの光等分波・合波器
と、前記二つの光不等分波・合波器間を接続する第１の
光導波路と、前記二つの光不等分波・合波器と等分波・
合波器との間を接続する第２、第３の導波路とを備え、
第１の導波路が第１，第２，第３の導波路が形成する三
角形の内側に湾曲する第１の曲率半径を有し、第２及び
第３の導波路が第２の曲率半径を有し、第１の曲率半径
を第２の曲率半径より小さくすることにより前記伝送特
性を実現したこと を特徴とするスターカプラー。 - 【請求項２】 ４個以上の端子を有し、光信号の入出力
が同一の端子で行われ、自端子への入力信号が自端子か
らの出力信号としては分配されず、かつ、前記自端子以
外の他の端子には出力信号として分配される伝送特性を
有するスターカプラーにおいて、 二つの光不等分波・合波器と、一つの光等分波・合波器
と、前記二つの光不等分波・合波器間を接続する第１の
光導波路と、前記二つの光不等分波・合波器と等分波・
合波器との間を接続する第２，第３の導波路とを持つ複
数組の光回路を備え、ある光回路の光等分波・合波器が
他の光回路の光不等分波・合波器に接続され、第１の導
波路が第１，第２，第３の導波路が形成する三角形の内
側に湾曲する第１の曲率半径を有し、第２及び第３の導
波路が第２の曲率半径を有し、第１の曲率半径を第２の
曲率半径より小さくすることにより前記伝送特性を実現
したこと を特徴とするスターカプラー。 - 【請求項３】 第１の端子と第２の端子との間を第１の
曲率半径を有する第１の光導波路で接続し、前記第１，
第２の端子と第３の端子との間を前記第１の曲率半径よ
り大きな第２の曲率半径を有する第２，第３の光導波路
でそれぞれ接続したスターカプラーであって、 前記第１，第２及び第３の光導波路は同一基板上に形成
されており、前記第１及び第２の端子は前記基板の一方
の端部に導出され、前記第３の端子は前記基板の他方の
端部に導出されていることを特徴とするスターカプラ
ー。 - 【請求項４】 前記第１，第２及び第３の光導波路を一
組の光回路として複数組の光回路を構成し、ある光回路
における第３の光導波路を他の光回路における第１ある
いは第２の光導波路に接続することを特徴とする請求項
３記載のスターカプラー。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04025407A JP3107246B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | スターカプラー |
| US08/015,161 US5487122A (en) | 1992-02-12 | 1993-02-09 | Star coupler including waveguides having different radius of curvatures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04025407A JP3107246B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | スターカプラー |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05224048A JPH05224048A (ja) | 1993-09-03 |
| JP3107246B2 true JP3107246B2 (ja) | 2000-11-06 |
Family
ID=12165064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04025407A Expired - Fee Related JP3107246B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | スターカプラー |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5487122A (ja) |
| JP (1) | JP3107246B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE19728388A1 (de) * | 1997-07-03 | 1999-01-07 | Daimler Benz Ag | Transmissiver Sternkoppler |
| JP4946346B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2012-06-06 | 日本電気株式会社 | 光導波路デバイスおよびその伝送損失の調整方法 |
| US9164241B2 (en) * | 2013-07-18 | 2015-10-20 | Honeywell International Inc. | Low loss passive optical hub for use in the plastic optical fiber networks |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0204980A1 (de) * | 1985-06-03 | 1986-12-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen von drei- oder mehrtorigen Lichtwellenleiterkopplern nach dem Strahlteilerprinzip |
| GB2191631B (en) * | 1986-06-09 | 1990-01-31 | Stc Plc | Laser array |
| US5109448A (en) * | 1989-01-12 | 1992-04-28 | Codenoll Technology Corporation | Injection molded star-couplers and methods of making same |
| US5093876A (en) * | 1990-07-27 | 1992-03-03 | At&T Bell Laboratories | WDM systems incorporating adiabatic reflection filters |
| US5282257A (en) * | 1990-12-28 | 1994-01-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Star coupler and optical communication network |
| JPH0634839A (ja) * | 1992-07-14 | 1994-02-10 | Fuji Xerox Co Ltd | 相互接続可能な多端子スターカプラ |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP04025407A patent/JP3107246B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-02-09 US US08/015,161 patent/US5487122A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05224048A (ja) | 1993-09-03 |
| US5487122A (en) | 1996-01-23 |
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