JP4101806B2 - 光合分波器 - Google Patents
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Description
図1において、本光合分波器は、例えば、スラブ導波路1と、該スラブ導波路1の端面1aに接続された入力導波路2と、その入力導波路2と同じ側に位置するスラブ導波路1の端面1aに接続された複数(ここでは2つ)の出力導波路群3A,3Bと、入力導波路2とは反対側に位置するスラブ導波路1の端面1bに設けられ、出力導波路群3A,3Bの各配置方向に対応させてブレーズ化された2つの反射面4A,4Bを有する凹面回折格子4と、を備えて構成される。
上記のような構成の光合分波器では、入射光LIが入力導波路2を通ってスラブ導波路1の端面1aに到達すると、その入射光LIはスラブ導波路1内を反対側の端面1bに向かって自由伝搬し、端面1bに達した入射光LIが凹面回折格子4で反射される。このとき、図1(B)の矢印線に示したように、入射光LIは凹面回折格子4の2つの反射面4A,4Bによってそれぞれ反射されることになる。このため、凹面回折格子4で反射された光(回折光)は2つの方向に分かれてスラブ導波路1内を伝搬するようになる。ここでは、反射面4Aで反射された回折光をLDAとし、反射面4Bで反射された回折光をLDBとする。
この具体例の構成では、光導波路の材質を石英ガラスとして、アンダークラッド層の厚みが20μm、オーバークラッド層の厚みが20μmとされる。入出力導波路については、コアの断面形状が5.4×5.4μmとされ、比屈折率差が0.80%とされる。また、スラブ導波路1の全長を決める焦点距離fは73.1mmとされ、各出力導波路の間隔Δxが20μmとされる。凹面回折格子4については、格子間隔dが12μmとされ、ブレーズ角εA,εBが共に16度、ブレーズ波長が1550nmとされる。出力導波路群3A,3Bの配置に関しては、出力導波路群3Aの中央に位置する出力導波路が回折角32度の方向に配置される。一方、出力導波路群3Bの中央に位置する出力導波路は、回折角−32度の方向に対してスラブ導波路1の端面1a上で10μmずれた位置に配置される。
図3は、第2実施形態の光合分波器の構成を示す平面図である。
図3において、本光合分波器の構成が前述した第1実施形態の場合と異なる部分は、入力導波路2の途中に光増幅器5を接続した部分である。上記以外の他の部分の構成は第1実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
図4は、第3実施形態の光合分波器の構成を示す平面図であって、(A)は主要部分の構成図、(B)は(A)の破線で囲まれたY部分の拡大図である。
図4に示す光合分波器の構成は、上述した第1実施形態の光合分波器について、各出力導波路から取り出される光の回折次数mをより大きくして焦点距離fを短くし、光合分波器のさらなる小型化を図るようにした応用例である。具体的に、光合分波器における回折次数mを大きくするためには、凹面回折格子4に対する光の入射角度αを大きく取る必要がある。しかし、入射角度αを大きくした場合には、その入射角度αよりも角度の大きい側に出力導波路群を配置することは難しいため、入射角度αよりも角度の小さい側に出力導波路群を配置することが必要になる。
この具体例の構成では、光導波路の材質を石英ガラスとして、アンダークラッド層の厚みが20μm、オーバークラッド層の厚みが20μmとされる。入出力導波路については、コアの断面形状が5.4×5.4μmとされ、比屈折率差が0.80%とされる。また、スラブ導波路1’の全長を決める焦点距離fは34.3mmとされ、各出力導波路の間隔Δxが20μmとされる。凹面回折格子4については、格子間隔dが15μmとされ、ブレーズ角εAが32.1度、ブレーズ角εBが34.5度とされる。入力導波路2に関しては、入射角度αが36.9度となるように配置される。出力導波路群3A,3Bの配置に関しては、出力導波路群3Aの中央に位置する出力導波路が回折角−32度の方向に配置される。一方、出力導波路群3Bの中央に位置する出力導波路は、回折角−27.4度の方向に対してスラブ導波路1’の端面1a’上で10μmずれた位置に配置される。
上記のように第3実施形態の光合分波器によれば、上述した第1実施形態の場合と同様の効果が得られるのに加えて、焦点距離fを短くすることができるため、より小型の光合分波器を実現することが可能になる。
図5において、本光合分波器の構成が前述した第3実施形態の場合と異なる部分は、入力導波路2の途中に光増幅器5’を接続した部分である。上記以外の他の部分の構成は第3実施形態の構成と同様であるため、ここでの説明を省略する。光増幅器5’は、上述した第2実施形態の光合分波器に用いられる光増幅器5と同様のものであって、入力導波路2を伝搬する入射光LIのパワーを所要のレベルまで増幅するための一般的な光増幅器である。
Claims (7)
- 層状の導波路面に沿って光が自由に伝搬するスラブ導波路と、
該スラブ導波路群の端面に接続される1本以上の入力導波路からなる入力導波路群と、
該入力導波路群と同じ側に位置する前記スラブ導波路の端面に接続される1本以上の出力導波路からなる2つの出力導波路群と、
前記入力導波路群とは反対側に位置する前記スラブ導波路の端面に格子面が配置され、前記2つの出力導波路群の各配置方向にそれぞれ対応させてブレーズ化された一対の反射面を有し、該一対の反射面が前記入力導波路群の配置方向について対称に配置されて構成される格子溝が前記格子面上に連続的に形成され、前記入力導波路からの光を等しいブレーズ角を有する2方向に反射する回折格子とを備えて構成され、
前記入力導波路群から入射される光が前記スラブ導波路を伝搬して前記回折格子の各反射面でそれぞれ反射されることにより生じる2方向の回折光について、互いに波長の異なる光が前記2つの出力導波路群の各出力導波路にそれぞれ到達するように、各々の出力導波路群が配置されたことを特徴とする光合分波器。 - 請求項1に記載の光合分波器であって、
前記2つの出力導波路群は、前記スラブ導波路の端面に対して前記入力導波路群の両側に配置されたことを特徴とする光合分波器。 - 請求項1に記載の光合分波器であって、
前記2つの出力導波路群は、前記スラブ導波路の端面に対して前記入力導波路群の一方の側に配置されたことを特徴とする光合分波器。 - 請求項3に記載の光合分波器であって、
前記2つの出力導波路群は、前記回折格子の格子面の法線に対する配置方向のなす角度が、前記入力導波路群から入射される光の入射角度よりも小さくなるようにそれぞれ配置されたことを特徴とする光合分波器。 - 請求項1に記載の光合分波器であって、
前記入力導波路群を伝搬する光を増幅する光増幅器を備えたことを特徴とする光合分波器。 - 請求項5に記載の光合分波器であって、
前記光増幅器は、半導体光増幅器であることを特徴とする光合分波器。 - 請求項1に記載の光合分波器であって、
前記回折格子は、前記2つの出力導波路群にそれぞれ到達する回折光のパワーが実質的に等しくなるように、前記一対の反射面についての面積比が設定されたことを特徴とする光合分波器。
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