JP3112030B2 - 導波路形光結合器 - Google Patents
導波路形光結合器Info
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- JP3112030B2 JP3112030B2 JP03120464A JP12046491A JP3112030B2 JP 3112030 B2 JP3112030 B2 JP 3112030B2 JP 03120464 A JP03120464 A JP 03120464A JP 12046491 A JP12046491 A JP 12046491A JP 3112030 B2 JP3112030 B2 JP 3112030B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光線路の故障診断を局
内側から行うための故障切分け器に適した、光結合器に
関するものである。
内側から行うための故障切分け器に適した、光結合器に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信において、光源と受光器を用いて
光線路の故障診断を行う場合、従来、光伝送路に故障が
発生した後、電話連絡等により線路保守者が局内側に光
源、加入者側に受光器を持参して行き、局内側の故障心
線に光源を接続して試験光を挿入し、加入者側では保守
者が伝送装置の直近から受光器により上記試験光を受
け、その光の有無により故障切分けを行っていた。従っ
て、保守者の駆けつけ時間及び故障切分け時間が長くか
かり、故障復旧時間が極めて長くかかっていた。この問
題を解決するため、最近、光線路と伝送装置との故障切
り分けを局内側から自動で行う方法及びこれを実現する
故障切分け器の提案がなされている（特願平２−２１８
３３９）。図３はこの方法による構成例を示す図であっ
て、１は伝送装置、２は通信光λ0の発光部、３は通信
光の受光部、４は光カプラ、５（５ａ，５ｂ）は光ファ
イバ、６は故障切分け器、７は試験光λ1の発光部、８
は試験光λ1の受光器部である。ここで、故障切分け器
６の機能は、端子６ａから入力されるλ0の光を端子６
ｃから出力し、端子６ｄから入力されるλ0の光を端子
６ｂから出力し、端子６ａから入力されるλ1の光を端
子６ｂに出力する。実際には、別の端子への漏れ光、例
えば端子６ａから入力されるλ0の光の一部が端子６
ｂ、６ｄから出力したり、端子６ａ自身に反射光として
戻る場合があるが、これらはできる限り小さく抑える必
要がある。この図３の構成によって、試験光の発光部７
から光カプラ４を介して下り心線５ａへ挿入された試験
光は加入者方向に伝搬後、切分け器の内部で光路が変わ
り上り心線５ｂを局側に向かって伝搬する。即ち、波長
試験光に関しては上り、下り心線間にループを形成す
る。一方、切分け器を上り、下り心線に挿入しても通信
波長λ0の伝搬には影響しないので、通信中においても
局内からの操作によって光線路の試験が瞬時に行える。
例えば、伝送装置に故障が発生したことを示すアラーム
が発生した場合、試験光の発生部から試験光を発生させ
る。この時、試験光の受光器に試験光が受光しない場合
には光線路の故障と判断され、受光のある場合には伝送
装置の故障と判断され、伝送装置と光線路間の故障の切
分けができる。
光線路の故障診断を行う場合、従来、光伝送路に故障が
発生した後、電話連絡等により線路保守者が局内側に光
源、加入者側に受光器を持参して行き、局内側の故障心
線に光源を接続して試験光を挿入し、加入者側では保守
者が伝送装置の直近から受光器により上記試験光を受
け、その光の有無により故障切分けを行っていた。従っ
て、保守者の駆けつけ時間及び故障切分け時間が長くか
かり、故障復旧時間が極めて長くかかっていた。この問
題を解決するため、最近、光線路と伝送装置との故障切
り分けを局内側から自動で行う方法及びこれを実現する
故障切分け器の提案がなされている（特願平２−２１８
３３９）。図３はこの方法による構成例を示す図であっ
て、１は伝送装置、２は通信光λ0の発光部、３は通信
光の受光部、４は光カプラ、５（５ａ，５ｂ）は光ファ
イバ、６は故障切分け器、７は試験光λ1の発光部、８
は試験光λ1の受光器部である。ここで、故障切分け器
６の機能は、端子６ａから入力されるλ0の光を端子６
ｃから出力し、端子６ｄから入力されるλ0の光を端子
６ｂから出力し、端子６ａから入力されるλ1の光を端
子６ｂに出力する。実際には、別の端子への漏れ光、例
えば端子６ａから入力されるλ0の光の一部が端子６
ｂ、６ｄから出力したり、端子６ａ自身に反射光として
戻る場合があるが、これらはできる限り小さく抑える必
要がある。この図３の構成によって、試験光の発光部７
から光カプラ４を介して下り心線５ａへ挿入された試験
光は加入者方向に伝搬後、切分け器の内部で光路が変わ
り上り心線５ｂを局側に向かって伝搬する。即ち、波長
試験光に関しては上り、下り心線間にループを形成す
る。一方、切分け器を上り、下り心線に挿入しても通信
波長λ0の伝搬には影響しないので、通信中においても
局内からの操作によって光線路の試験が瞬時に行える。
例えば、伝送装置に故障が発生したことを示すアラーム
が発生した場合、試験光の発生部から試験光を発生させ
る。この時、試験光の受光器に試験光が受光しない場合
には光線路の故障と判断され、受光のある場合には伝送
装置の故障と判断され、伝送装置と光線路間の故障の切
分けができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記切分け
器の従来の構成には各種のものがあるが、それぞれ以下
の問題がある。第１の従来例を図４に示す。図４におい
て、端子９ａより入力する試験光λ1は光ファイバ１２
を伝搬後に光フィルタ１０で反射され、試験光伝搬用光
ファイバ１３を伝搬し光フィルタ１１で反射され端子９
ｂより出力される。通信光λ0は光フィルタ１０および
１１を透過し端子９ｃおよび９ｂから出力される。光フ
ィルタは光ファイバの反射位置に予め設けた溝の中に配
設される。この従来例では、試験光の進行方向を変える
ために光ファイバ部１３を曲げる必要があり、曲げによ
る損失を抑えるためにある程度以上の曲げ半径が必要で
ある。例えば、光ファイバ１３が比屈折率差Δ＝０．３
％、コア径１０μｍの標準的ファイバの場合、損失を無
視できる程度に小さくしようとすると、曲げ半径は３０
ｍｍである。このため全体寸法は大きくなる。ここで、
光ファイバを光導波路にすれば、光が伝搬する部分１
２、１３、１４を基板上に作り込めるため製造上簡易で
あるが、寸法が大きい点では光ファイバの場合と同じで
ある。
器の従来の構成には各種のものがあるが、それぞれ以下
の問題がある。第１の従来例を図４に示す。図４におい
て、端子９ａより入力する試験光λ1は光ファイバ１２
を伝搬後に光フィルタ１０で反射され、試験光伝搬用光
ファイバ１３を伝搬し光フィルタ１１で反射され端子９
ｂより出力される。通信光λ0は光フィルタ１０および
１１を透過し端子９ｃおよび９ｂから出力される。光フ
ィルタは光ファイバの反射位置に予め設けた溝の中に配
設される。この従来例では、試験光の進行方向を変える
ために光ファイバ部１３を曲げる必要があり、曲げによ
る損失を抑えるためにある程度以上の曲げ半径が必要で
ある。例えば、光ファイバ１３が比屈折率差Δ＝０．３
％、コア径１０μｍの標準的ファイバの場合、損失を無
視できる程度に小さくしようとすると、曲げ半径は３０
ｍｍである。このため全体寸法は大きくなる。ここで、
光ファイバを光導波路にすれば、光が伝搬する部分１
２、１３、１４を基板上に作り込めるため製造上簡易で
あるが、寸法が大きい点では光ファイバの場合と同じで
ある。
【０００４】第２の従来例では曲げを避けるために図５
に示す様に全反射ミラー１８を設けたもので、端子１５
ａからの入力光は光フィルタ１６、ミラー１８、光フィ
ルタ１７により順次反射され端子１５ｂより出力され
る。この例では寸法は小さいが、小さい領域に光フィル
タとミラーを配設する必要があり、これらの作業に多大
な労力を要する問題がある。
に示す様に全反射ミラー１８を設けたもので、端子１５
ａからの入力光は光フィルタ１６、ミラー１８、光フィ
ルタ１７により順次反射され端子１５ｂより出力され
る。この例では寸法は小さいが、小さい領域に光フィル
タとミラーを配設する必要があり、これらの作業に多大
な労力を要する問題がある。
【０００５】第３の従来例は、交差させた光導波路２
５、２６の交差部に光フィルタ２４を設けたもので、端
子２３ａからの試験光λ1は光フィルタ２４で反射され
端子２３ｂから出力される。この構成は寸法も小さく光
フィルタの装着作業も簡易である。しかしながら、端子
２３ｄからの通信光λ0の一部λ0´が光フィルタ２４で
反射して、端子２３Ｃから出力されて同じ伝送装置の受
光器に戻される場合がある。この戻り光は光フィルタの
透過域の僅かな反射により生じるため強度も小さいもの
であるが、切分け器自体が伝送装置の直近にあり、従っ
て端子２３ｄからの通信光強度は大きく反射光λ0´の
影響は無視できない。例えば、通常の光フィルタの透過
域の透過率は９８〜９９％程度であり、このため１〜２
％程度は反射され、これが光線路を伝搬中に減衰を受け
た後、端子２３ａからの入力された通信光λ0と同一の
強度レベルとなる。このため、下り心線の通信品質が劣
化する。以上の様に、従来の切分け器には、寸法が大き
い、構成要素である光フィルタの配設作業が煩雑であ
る、通信光の反射戻り光があるという問題があった。こ
の発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小形で作
成が簡易でかつ端子間の漏れ光のない故障切分け用の光
結合器を提供することを目的としている。
５、２６の交差部に光フィルタ２４を設けたもので、端
子２３ａからの試験光λ1は光フィルタ２４で反射され
端子２３ｂから出力される。この構成は寸法も小さく光
フィルタの装着作業も簡易である。しかしながら、端子
２３ｄからの通信光λ0の一部λ0´が光フィルタ２４で
反射して、端子２３Ｃから出力されて同じ伝送装置の受
光器に戻される場合がある。この戻り光は光フィルタの
透過域の僅かな反射により生じるため強度も小さいもの
であるが、切分け器自体が伝送装置の直近にあり、従っ
て端子２３ｄからの通信光強度は大きく反射光λ0´の
影響は無視できない。例えば、通常の光フィルタの透過
域の透過率は９８〜９９％程度であり、このため１〜２
％程度は反射され、これが光線路を伝搬中に減衰を受け
た後、端子２３ａからの入力された通信光λ0と同一の
強度レベルとなる。このため、下り心線の通信品質が劣
化する。以上の様に、従来の切分け器には、寸法が大き
い、構成要素である光フィルタの配設作業が煩雑であ
る、通信光の反射戻り光があるという問題があった。こ
の発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小形で作
成が簡易でかつ端子間の漏れ光のない故障切分け用の光
結合器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題を解
決するために、一対の導波路が並列に設けられて４端子
を有し、一方の導波路の一端側の端子からなる入力端子
から入力された波長λ0の光が他端側の端子からなる出
力端子から出力され、他方の導波路の他端側の端子から
なる入力端子から入力された波長λ0の光が一端側の端
子からなる出力端子から出力される光結合回路におい
て、一端側が前記一方の導波路近傍に配置されかつ他端
が前記他方の導波路に連結されて前記一方の導波路の入
力端子から入力された波長λ1の光を結合させて前記他
方の導波路へ導く導波路が設けられ、この導波路と前記
他方の導波路との連結箇所に、λ1の光を反射させて、
前記他方の導波路の出力端子から出力させる光フィルタ
が設けられたことを特徴とする導波路形光結合器を提案
する。
決するために、一対の導波路が並列に設けられて４端子
を有し、一方の導波路の一端側の端子からなる入力端子
から入力された波長λ0の光が他端側の端子からなる出
力端子から出力され、他方の導波路の他端側の端子から
なる入力端子から入力された波長λ0の光が一端側の端
子からなる出力端子から出力される光結合回路におい
て、一端側が前記一方の導波路近傍に配置されかつ他端
が前記他方の導波路に連結されて前記一方の導波路の入
力端子から入力された波長λ1の光を結合させて前記他
方の導波路へ導く導波路が設けられ、この導波路と前記
他方の導波路との連結箇所に、λ1の光を反射させて、
前記他方の導波路の出力端子から出力させる光フィルタ
が設けられたことを特徴とする導波路形光結合器を提案
する。
【０００７】
【作用】本発明では、結合後の光の出力の進行方向が結
合前の光の進行方向と同一である順方向性結合と、結合
後の光の出力が逆方向である光フィルタによる反射を用
いているので極めて寸法が小さくかつ簡易な、光線路の
故障切分け用の光結合器が実現できる。
合前の光の進行方向と同一である順方向性結合と、結合
後の光の出力が逆方向である光フィルタによる反射を用
いているので極めて寸法が小さくかつ簡易な、光線路の
故障切分け用の光結合器が実現できる。
【０００８】
【実施例】図１は本発明に係わる光結合器の第１の実施
例を示す構成図である。図１において、２８、２９、３
０は比屈折率差Δ＝０．３％、コア径８μｍ×８μｍの
単一モードの石英ガラス光導波路、３１は光導波路２８
と２９の間隔を使用する波長程度まで近接させた方向性
結合部、３２は厚さ数十μｍ程度の光フィルタで光導波
路２９と３０の交差部及び光導波路２８を横断するよう
に所定の角度と精度で形成された幅数十μｍ、深さ３０
０μｍ程度の溝内３３に配設される。光フィルタは、
１．５５μｍの試験光を反射させ、１．３μｍの通信光
を透過させる特性をもつ。石英ガラス光導波路は通常、
Ｓｉ基板上にスート堆積、ガラス化処理、ドライエッチ
ングによるパターン化によって作製される（河内：“導
波路形光回路素子”、オプトロニクス、ｖｏ１．８０、
ｐ．８５（１９８９．９））。ここで方向性結合部３１
において、端子２７ａの入力光のうち波長１．５５μｍ
の光は光導波路２９に結合し、１．３μｍの光はそのま
ま光導波路２８を伝搬する。
例を示す構成図である。図１において、２８、２９、３
０は比屈折率差Δ＝０．３％、コア径８μｍ×８μｍの
単一モードの石英ガラス光導波路、３１は光導波路２８
と２９の間隔を使用する波長程度まで近接させた方向性
結合部、３２は厚さ数十μｍ程度の光フィルタで光導波
路２９と３０の交差部及び光導波路２８を横断するよう
に所定の角度と精度で形成された幅数十μｍ、深さ３０
０μｍ程度の溝内３３に配設される。光フィルタは、
１．５５μｍの試験光を反射させ、１．３μｍの通信光
を透過させる特性をもつ。石英ガラス光導波路は通常、
Ｓｉ基板上にスート堆積、ガラス化処理、ドライエッチ
ングによるパターン化によって作製される（河内：“導
波路形光回路素子”、オプトロニクス、ｖｏ１．８０、
ｐ．８５（１９８９．９））。ここで方向性結合部３１
において、端子２７ａの入力光のうち波長１．５５μｍ
の光は光導波路２９に結合し、１．３μｍの光はそのま
ま光導波路２８を伝搬する。
【０００９】従って、端子２７ａからの波長１．５５μ
ｍの試験光は方向性結合部３１で光導波路２９に結合し
光フィルタ３２で反射された後、端子２７ｂより出力さ
れる。一方、２７ａからの波長１．３μｍの通信光は光
導波路２８を伝搬して端子２７ｃから出力される。端子
２７ｄからの波長１．３μｍの通信光は光フィルタ３２
を透過して端子２７ｂから出力される。このうち、光フ
ィルタにより反射される光はクラッド部３２に逃げてし
まい端子２７ｃからは出力されない。ここで、通信光
１．３μｍが光フィルタを透過する際、導波路が溝幅に
相当する長さだけ消失しているためフィルタ透過光は回
折して広がり、再度光導波路に入力する際損失を受け
る。しかし、溝幅が数十μｍ以下であれば損失は０．５
ｄＢ程度以下にできる。また、光導波路２９からの試験
光を反射して光導波路３０に効率よく結合させるため、
光フィルタの反射面を光導波路２９と光導波路３０の中
心線の交点に±３μｍ程度の誤差内で一致させると反射
による損失は１ｄＢ程度以下になる。この構成による全
体の大きさは、光導波路２９の曲げ部分を曲率半径３０
ｍｍ、光導波路２９と３０の交差角を３０度とした場
合、７ｍｍ×１５ｍｍである。またこの構成は、通信光
および試験光の光の向きを逆にしても切分け器としての
動作は同じであるため、双方向性がある。
ｍの試験光は方向性結合部３１で光導波路２９に結合し
光フィルタ３２で反射された後、端子２７ｂより出力さ
れる。一方、２７ａからの波長１．３μｍの通信光は光
導波路２８を伝搬して端子２７ｃから出力される。端子
２７ｄからの波長１．３μｍの通信光は光フィルタ３２
を透過して端子２７ｂから出力される。このうち、光フ
ィルタにより反射される光はクラッド部３２に逃げてし
まい端子２７ｃからは出力されない。ここで、通信光
１．３μｍが光フィルタを透過する際、導波路が溝幅に
相当する長さだけ消失しているためフィルタ透過光は回
折して広がり、再度光導波路に入力する際損失を受け
る。しかし、溝幅が数十μｍ以下であれば損失は０．５
ｄＢ程度以下にできる。また、光導波路２９からの試験
光を反射して光導波路３０に効率よく結合させるため、
光フィルタの反射面を光導波路２９と光導波路３０の中
心線の交点に±３μｍ程度の誤差内で一致させると反射
による損失は１ｄＢ程度以下になる。この構成による全
体の大きさは、光導波路２９の曲げ部分を曲率半径３０
ｍｍ、光導波路２９と３０の交差角を３０度とした場
合、７ｍｍ×１５ｍｍである。またこの構成は、通信光
および試験光の光の向きを逆にしても切分け器としての
動作は同じであるため、双方向性がある。
【００１０】図６は本発明に係わる光結合器の第２の実
施例を示す構成図である。第１の実施とは、光フィルタ
が配設される光導波路部分のコア径がテーパ状に小さく
なっている点が異なる。公知のようにコア径を小さくす
ると、クラッド部への導波光の漏れ出しが増えモードフ
ィールド径が大きくなる。このため、光フィルタを透過
する通信光に対しては回折損失を減らす効果がある。ま
た光フィルタを反射する試験光に対しては、モードフィ
ールド径が大きいために光フィルタでの反射位置がずれ
た場合でも、これによる効率劣化が緩和される効果があ
る。
施例を示す構成図である。第１の実施とは、光フィルタ
が配設される光導波路部分のコア径がテーパ状に小さく
なっている点が異なる。公知のようにコア径を小さくす
ると、クラッド部への導波光の漏れ出しが増えモードフ
ィールド径が大きくなる。このため、光フィルタを透過
する通信光に対しては回折損失を減らす効果がある。ま
た光フィルタを反射する試験光に対しては、モードフィ
ールド径が大きいために光フィルタでの反射位置がずれ
た場合でも、これによる効率劣化が緩和される効果があ
る。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の方向性結
合器と光フィルタの組合せ、配置によって、小形で、作
製が簡易で、かつ端子間の漏れ光のない故障切分け用の
光結合器が実現できる。これによって、従来の光線路と
伝送装置の切分け器でみられた各種難点がほぼ完全に解
決される。
合器と光フィルタの組合せ、配置によって、小形で、作
製が簡易で、かつ端子間の漏れ光のない故障切分け用の
光結合器が実現できる。これによって、従来の光線路と
伝送装置の切分け器でみられた各種難点がほぼ完全に解
決される。
【図１】本発明の第１の実施例の光結合器を説明する構
成図である。
成図である。
【図２】本発明の第２の実施例の光結合器を説明する構
成図である。
成図である。
【図３】光線路と伝送装置の故障切分け方法を示す図で
ある。
ある。
【図４】第１の従来例の故障切分け器の構成図である。
【図５】第２の従来例の故障切分け器の構成図である。
【図６】第３の従来例の故障切分け器の構成図である。
１ 伝送装置 ２ 通信光の発光部 ３ 通信光の受光部 ４ 光カプラ ５ 光ファイバ ６ 故障切分け器 ７ 試験光の発光器 ８ 試験光の受光器 ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，１
５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ切分け器
の入出力端子 １０，１１，１６，１７，２４，３２ 光フィルタ１８
ミラー １２，１３，１４，１９，２０，２１，２２，２５，２
６ 光導波路２８，２９，３０ 光導波路のコア部 ３２ 光導波路のコア部 ３１ 方向性結合部 ３３ 溝
５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ，２３ａ，２３ｂ，２３
ｃ，２３ｄ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ切分け器
の入出力端子 １０，１１，１６，１７，２４，３２ 光フィルタ１８
ミラー １２，１３，１４，１９，２０，２１，２２，２５，２
６ 光導波路２８，２９，３０ 光導波路のコア部 ３２ 光導波路のコア部 ３１ 方向性結合部 ３３ 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−249828（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279808（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−273428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−137160（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−202704（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−64506（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/28
Claims (1)
- 【請求項１】 一対の導波路が並列に設けられて４端子
を有し、一方の導波路の一端側の端子からなる入力端子
から入力された波長λ0の光が他端側の端子からなる出
力端子から出力され、他方の導波路の他端側の端子から
なる入力端子から入力された波長λ0の光が一端側の端
子からなる出力端子から出力される光結合回路におい
て、 一端側が前記一方の導波路近傍に配置されかつ他端が前
記他方の導波路に連結されて前記一方の導波路の入力端
子から入力された波長λ1の光を結合させて前記他方の
導波路へ導く導波路が設けられ、この導波路と前記他方
の導波路との連結箇所に、λ1の光を反射させて、前記
他方の導波路の出力端子から出力させる光フィルタが設
けられた ことを特徴とする導波路形光結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03120464A JP3112030B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路形光結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03120464A JP3112030B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路形光結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04346527A JPH04346527A (ja) | 1992-12-02 |
| JP3112030B2 true JP3112030B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=14786817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03120464A Expired - Fee Related JP3112030B2 (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 導波路形光結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3112030B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100353194C (zh) * | 2003-09-12 | 2007-12-05 | 日本电信电话株式会社 | 波长合波分波器 |
| US7457497B2 (en) | 2004-08-05 | 2008-11-25 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Optical multiplexer/demultiplexer and optical communication system |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP03120464A patent/JP3112030B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JPH04346527A (ja) | 1992-12-02 |
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