JPH01172921A - 光合波・分波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、波長多重光通信に用いる光合波・分波器に関
するものである。

従来の技術 従来、光合波・分波器に用いられる回折格子としては、
機械刻線によるエシェレット格子が使用されできた。こ
のエシェレット格子はその格子溝形状が鋸歯状をしてお
り、格子の傾きによって決まるブレーズ角とブレーズ波
長にたいして回折効率が高くなる。従って光分波器の場
合、１本の入射光ファイバから出た光は、回折格子で効
率良く分散・反射されて複数本の出射光ファイバにそれ
ぞれの波長ごとに分散された光が入射される。

第４図に従来の実施例を示す、入射光ファイバ３１より
出た光は、レンズ３７より平行光となリエシェレット格
子３８に入射される。入射光はそれぞれの波長に従い分
散された光が複数本の出射光ファイバ３２．３３．３４
．３５．３６に入射される。

（例えば、ｒ　１９７８年度電子通信学会技術研究報告
・Ｃ５７Ｂ−１６６３７ページ〜４２ページ」）。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記に述べた光合波・分波器に用いられるエシ
ェレット格子は主に機械刻線によって製作されるために
溝ピツチ誤差により発生するゴーストや迷光が発生する
とともに、格子定数の設定もネジピッチで制約される。

このためにレンズを含む光学系の設計に制約が生じる。

また機械刻線のエシェレット格子は製作に時間がかかり
、さらに刻線のためのルーリングエンジンは超精密機械
のために作成されたエシェレット格子は非常に高価なも
のになるので従来のエシェレット格子を用いた光合波、
分波器はコストが高くなる。

エシェレット格子を量産する方法にマスターの格子から
レプリカをとる方法があるが、機械刻線のエシェレット
格子の溝形状はルーリングエンジンのカッターの歯先の
形状や設定に依って完全な鋸歯状にはならず、第５図（
ａｌに示すように先端部が平になったり、第５図（ｂ）
社示すようにひげが生じたりする。このため、レプリカ
をとって形状を転写すると、元のオリジナルとは特性が
異なったり、レプリカがとれない場合もある。

また、エシェレット格子の溝深さと回折効率との関係は
図６のようになり、回折格子の溝方向と平行な方向に電
界成分を持つＥ偏光のピークと、溝方向に垂直なＨ偏光
のピークが離れており、無偏光（Ｅ偏光とＨ偏光を加え
たものの半分）で高い効率を望むことは難しい。

本発明は上記問題に鑑み、コストが安（、損失が少なく
、再現性の良い光合波・分波器を提供するものである。

問題点を解決するための手段。

上記問題点を解決するために本発明の光合波・分波器は
使用波長λと格子間隔ｄの比が、０．７＜λ／　ｄ　＜
　１．３の範囲を有し、かつ、格子溝深さ２ｈと格子間
隔ｄの比が０．２５＜　２　ｈ　／　ｄ　＜Ｑ、５の先
端突出形の溝形状を有するフーリエ平面回折格子と、複
数本の光ファイバと、前記フーリエ平面回折格子と複数
本の光ファイバとの間にレンズを具備し、前記フーリエ
平面回折格子を前記光ファイバに対しリトロ−角で配置
したものである。

作用 本発明は上記した構成によって、低損失で再現性の良い
光合波・分波器を提供するものである。

実施例 以下、本発明の一実施例における光合波・分波器の内、
光分波器の場合について図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例における光合波・分波器の構
成図を示すものである。１１２．３．４．５．６は光フ
ァイバ、７はレンズ、８はフーリエ平面回折格子である
。光ファイバｌよりでたλ１〜λ５の光は、レンズ７に
より平行光となりフーリエ平面回折格子８に入射される
。入射光は前記フーリエ平面回折格子８でそれぞれの波
長ごとに分散・反射され再びレンズ７を通って出射光フ
ァイバ２〜６に入射される。

前記フーリエ平面回折格子は前記光ファイバに対しりド
ロー角で配置されている。

フーリエ回折格子の回折効率は入射光の偏光方向及び波
長λと格子間隔ｄとの比λ／ｄに依存する。その様子を
第２図に示す。

Ｅ又はＨ偏光に対して特定のλ／４で効率が高くなる。

格子間隔のｄを効率を適当な値に設定すれば回折光強度
が高くなり光を分波あるいは合波する際の損失が少なく
なる。

一般に用いられる光合波・分波器においては、無偏光の
光が用いられることが多く、無偏光の時の回折効率が極
めて高くなる０、７＜λ／４＜１．３の範囲で用いるの
が望ましい。

一方、溝の深さについて考えると、こ、の先端突出形の
溝形状を有するフーリエ平面回折格子の溝深さに対する
Ｅ、偏光とＨ偏光の効率の特性は、図３に示すように、
正弦波状の回折格子の特性である図７と比較しても、Ｅ
偏光のピークと、Ｈ偏光のピークが近づいており無偏光
で高い効率を得ることができる。

６０％以上の高い効率を得るには、格子溝深さ２ｈと格
子間隔ｄとの比は０．２５＜２ｈ／ｄ＜０．６であるこ
とが望ましい。

フーリエ回折格子はレーザの三光束干渉露光法でフォト
レジストを感光し、現像することで作成することができ
る。

また、フーリエ格子はその形状が滑らかでかつ、対称で
あるため形状の転写が行いやすく、オリジナルの溝構造
がそのまま転写される。

したがって転写されてできたレプリカは、元のオリジナ
ルのフーリエ回折格子の特性をそのまま有する。レプリ
カを作成することによって、同一特性のフーリエ格子を
簡単にかつ大量に生産することができる。従ってフーリ
エ回折格子を用いてコストの安い光合波・分波器を構成
することができる。

また三光束干渉露光法によって作成されたフーリエ格子
は機械刻線によるエシェレット格子にくらベピンチ誤差
によるゴーストが少ないために、特性が良くなるなどの
利点を持つ。

なお、本実施例では光分波器についてのべたが光合波器
については、入射光ファイバと出射光ファイバとの関係
を逆にすれば構成することができる。

発明の効果 以上のように本発明は使用する波長λと格子間隔ｄに対
して０．７５＜λ／　ｄ　＜　１．３のフーリエ回折格
子を有し、かつ、格子溝深さ２ｈと格子間隔ｄの比が０
．２５＜　２　ｈ　／　ｄ　＜　０．６の先端突出形の
溝形状を有するフーリエ平面回折格子は、従来のエシェ
レット格子よりも加工が容易で効率が高い格子が得られ
、このフーリエ格子を用いることによって低損失でかつ
再現性の良い光合波・分波器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における光合波・分波器
の構成図、第２図はフーリエ回折格子の偏光と効率を示
したグラフ、第３図はフーリエ格子の溝深さと効率の関
係を示すグラフ、第４図は従来の実施例における光合波
・分波器の構成図、第５図は機械刻線エシェレット格子
の断面図、第６図はエシェレット格子の溝深さと効率の
関係を示すグラフ、第７図は正弦波状格子の溝深さと効
率の関係を示すグラフである。 １．２，３．４，５．６・・・・・・光ファイバ、７・
・・・・・レンズ、８・・・・・・フーリエ回折格子、
１１．１２．１３゜１４、１５．１６・・・・・・光フ
ァイバ。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１．２．３
．４．！；、６−　　先ファイバ８−・−フーゾエＦＦ
Ｊ折格子 Ｍ１図 ｇ　　　　　　　　ｃ３　　　　　　　。 区　　　　　　　だ 第３図 ３１．ジ、！Ｊ３．３４．Ｍ、３ｔ−’先フ１イバ９７
　＝−レンズ ３８−　　エシェレット格子 第　４　図 詔−−−エシェレット格子 第５０　　− 第６図 へ７＼／＼ｊｚｈ ｅ　ｈ　／ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 使用波長λと格子間隔ｄの比が、０．７＜λ／ｄ＜１．
   ３の範囲を有し、かつ、格子溝深さ２ｈと格子間隔ｄの
   比が０．２５＜２ｈ／ｄ＜０．６の先端突出形の溝形状
   を有するフーリエ平面回折格子と、複数本の光ファイバ
   と、前記フーリエ平面回折格子と複数本の光ファイバと
   の間にレンズを具備し、前記フーリエ平面回折格子を前
   記光ファイバに対しリトロー角で配置したことを特徴と
   する光合波分波器。