JP4696521B2 - デマルチプレクサ、光導波路、及び波長多重光伝送モジュール - Google Patents
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Description
チャープ型回折格子14により回折し集光された光線は、集光手段としてのシリンドリカルレンズ12bによりチャープ型回折格子14のz方向について受光用光導波路20に入射するように入射端面に集光される。
本実施例においては、第1コア36の上面及び下面には第2コア38を形成せず、第1コア36とクラッド40が直接接するようにして光導波路構造とした。光ファイバ10には、グレーデッドインデックス型(以下、単に「GI型」という。)のマルチモード光ファイバを用いた。第2コア38は、光ファイバコア42よりも大きくなるように寸法を定めた。
本実施例の拡がり角低減光導波路34においては、ビームの幅を光ファイバコア径と同程度に保ったまま、拡がり角度を上記したように、少なくとも20%以上低減できるため、光ファイバのコア径をd、拡がり角低減光導波路34からのビームの拡がり角度をφとし、このときのコア全体の幅をWとすると、次式(12)とすることができる。
本実施例においては、光ファイバ10として、コア径62.5μm、開口数0.275の62.5MMFを用いた。マルチモード光ファイバは開口数が大きいため、入射光線30の拡がり角が大きく、本実施例の場合、開口数から求まる拡がり角は±16°となる。
Claims (13)
- 波長多重された光ビームが入射する光入射部と、前記光入射部に入射した光ビームを伝送する光路と、前記光路で伝送される光ビームを照射して波長ごとに光信号を分離する回折格子とを有するデマルチプレクサにおいて、
前記光入射部にグレーデッドインデックス型のマルチモード光ファイバを接続して、前記光入射部に前記グレーデッドインデックス型のマルチモード光ファイバを通して光ビームを入射し、
前記回折格子は並行な格子溝からなる平面状のチャープ型回折格子であり、
前記光入射部と前記回折格子との間の前記光路中に、前記回折格子の格子ベクトルを含む面内において光ビームの拡がり角を低減する拡がり角低減手段を具備し、
前記拡がり角低減手段は、2層以上の複数のコアとクラッドとを有する拡がり角低減光導波路であって、
前記拡がり角低減手段で拡がり角度を低減した光ビームについて、前記回折格子の前記格子溝方向の拡がり角度を低減する集光手段を有し、
前記拡がり角低減光導波路は少なくとも光ビームの進行方向につれて前記回折格子の格子ベクトルを含む面内方向の拡がり角低減方向のコア幅が減少するテーパ形状の第1のコアと、前記拡がり角低減方向において前記第1のコアに両側から接し前記第1のコアよりも屈折率の低い第2のコアとを有し、
前記複数のコアの屈折率が、中心部から外周部にかけて順次減少し、前記複数のコアの屈折率は前記クラッドの屈折率よりも高く、
前記拡がり角低減光導波路において、前記第1のコアの屈折率をn1、前記第2のコアの屈折率をn2、前記第1のコアに入射する光線の最大の開口数をNAfとしたときに、前記第1のコアのテーパ角度αが、下式[9]を満たし、
前記拡がり角低減光導波路のコア全体の幅Wが、光ビームの進行方向において略一定であることにより、前記拡がり角低減光導波路に入射される光ビームと、前記拡がり角低減光導波路から出射される光ビームとで、拡がり角低減方向の幅が略等しく、
前記拡がり角低減手段及び前記集光手段により拡がり角度が低減した光ビームを前記回折格子に照射することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記回折格子で分離された光ビームを波長ごとに集光する複数のテーパ導波路部を有し、
前記テーパ導波路部が光ビームの進行方向につれて前記拡がり角低減手段により拡がり角度を低減した方向のコア幅が減少するテーパ形状を有する光導波路構造を有していることを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記テーパ導波路部からの光ビームの間隔を、当該光ビームの進行方向につれて拡げる曲率を有した光導波路構造のピッチ変換手段を有することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1から3の何れかに記載のデマルチプレクサにおいて、
複数の光検出器を有し、前記光検出器を用いて波長ごとに分離された光ビームを受光することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項4に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記光検出器に光を結合するためのレンズアレイを有することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1から3の何れかに記載のデマルチプレクサにおいて、
波長ごとに分離された光信号を複数の光ファイバに結合することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記回折格子で回折した光ビームを当該回折格子の回折溝方向に集光する集光手段と、前記集光手段で集光された光ビームが結合される受光用光導波路とを有し、
前記受光用光導波路は、スラブ導波路部と光進行方向につれて前記拡がり角低減手段により拡がり角度を低減した方向にコア幅が減少する複数のテーパ導波路部とを有することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項7に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記スラブ導波路部に接続して、光ビームの間隔を当該光ビームの進行につれて拡げる曲率を有した光導波路構造からなるピッチ変換手段を有することを特徴とするデマルチプレクサ。 - 請求項1に記載のデマルチプレクサにおいて、
前記第1のコアの入射端における幅をD、前記光導波路のコア全体の幅をWとしたときに、D/Wが0.2以上0.5以下であることを特徴とするデマルチプレクサ。 - 信号伝送用光ファイバとの接合部と、デマルチプレクサと、前記デマルチプレクサの光検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回路とを有する波長多重光伝送モジュールにおいて、
前記デマルチプレクサは請求項1乃至11に記載の何れか一つであり、
前記接合部と前記デマルチプレクサとを接続するグレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバを備えることを特徴とする波長多重光伝送モジュール。 - 信号伝送用光ファイバとの接合部と、デマルチプレクサと、前記デマルチプレクサの光検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回路と、光源アレイと、前記光源アレイを駆動する送信回路と、前記光源アレイからの光信号を合波するマルチプレクサとを有する波長多重光伝送モジュールにおいて、
前記デマルチプレクサは請求項1乃至11に記載の何れか一つであり、
前記接合部と前記デマルチプレクサとを接続するグレーデッドインデックス型マルチモード光ファイバと、前記接合部と前記マルチプレクサとを接続するシングルモード光ファイバとを備えることを特徴とする波長多重光伝送モジュール。
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