JPH0140323B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば光フアイバ伝送における光
データバスの光の取り出しあるいは結合に利用す
る光分岐結合回路に関するものである。

データバスは多数の端末装置が一つの伝送路を
共用してデータ伝送を行うものであり、一方向の
信号だけを伝送し方向別に別の伝送路を使用する
場合と、一つの伝送路を共用し双方向に信号を伝
送させる場合がある。光データバスとして双方向
に信号を伝送する場合について考えると、光Ｔ形
分岐結合装置が必要になる。各端末装置は光Ｔ形
分岐結合装置を介して幹線光フアイバに接続され
る。

従来、この種の光Ｔ型分岐結合回路として、第
１図に示すものがあつた。この図において、１，
２，３は光フアイバ、４，５，６は屈折率分布型
レンズ、７は反射膜が垂直な二面につけられてい
る直角反射鏡、７ａ，７ｂはその反射膜である。

対向する光フアイバ２，３は同一光軸上に置か
れ、その先端にはコリメート用の屈折率分布型レ
ンズ５，６が取り付けられ、この光軸上に直角反
射鏡７の稜線が来るように、かつ反射膜７ａが光
軸上に対して45度の角度をなすように配置され、
この直角反射鏡７の稜線の延長線上を光軸とする
先端にコリメート用の屈折率分布型レンズ４を持
つ光フアイバ１があり、光フアイバ２，３がなす
光軸と光フアイバ１の光軸が同一平面上にあるよ
うにそれぞれが配置されている。屈折率分布型レ
ンズ４，５，６は屈折率レンズの中心軸から半径
方向に外径に向つて半径の２乗に比例して減少す
るような分布をしており、通常の光学レンズ同様
結像作用があり、そのレンズの周期長の1/4の長
さを持つレンズを使用すると端面の点光源の光は
平行光線に変換される。光フアイバのコアと呼ば
れる光の伝搬する部分は数10μmと小さいためほ
ぼ点光源とみなされ、このレンズ端面に光フアイ
バ端面を持つてくると、ほぼ平行光線とすること
ができる。上記従来例では、このことを利用して
１／４周期長を持つ屈折率分布型レンズを使用して
いる。

従つて、光フアイバ１から出射した光は屈折率
分布型レンズ４によつてほぼ平行光線に変換さ
れ、次に直角反射鏡７の２つの反射膜７ａ，７ｂ
によつて２分割され、それぞれ90度向きを変え、
一方は屈折率分布型レンズ５によつて集光され光
フアイバ２に、もう一方は屈折率分布型レンズ６
によつて集光され光フアイバ３に結合伝搬され
る。

同様に光フアイバ２から出た光は、屈折率分布
型レンズ５によつてほぼ平行光線にされ、半分は
直角反射鏡７によつて反射され屈折率分布型レン
ズ４により集光され光フアイバ１に、半分は反射
されずに屈折率分布型レンズ６により集光され光
フアイバ３に結合伝搬される。

また、光フアイバ３から出た光も同様に２分割
され、光フアイバ１，２に結合伝搬される。以上
のように、３端子の光Ｔ形分岐結合回路としての
機能を果す。

従来の光Ｔ形分岐結合回路は以上のように構成
されているので、２つの反射膜７ａ，７ｂのなす
稜線部はカケやダレが生じないように非常に精度
良く研磨する必要があるが、ある程度のカケやダ
レは避けられず損失の増加となる。

また、２つの反射膜７ａ，７ｂが高い精度で互
いに垂直になるように構成しておかなければ低損
失のものは得られないという欠点があつた。

この発明は、上記のような従来のものの欠点を
除去するためになされたもので、高い精度が要ら
ず、低損失な光Ｔ形分岐結合回路を提供すること
を目的としている。以下、この発明について説明
する。

第２図、第３図はこの発明の一実施例を示すも
ので、１，２，３は光フアイバ、４，５，６，８
は屈折率分布型レンズ、８ａは前記屈折率分布型
レンズ８の端面につけられた反射膜、９はキユー
ブプリズム、９ａは前記キユーブプリズム９の対
角接合面の一部につけられた反射膜である。

次に動作について説明する。

対向する光フアイバ２，３は同一光軸上に置か
れ、その先端にはコリメート用の屈折率分布型レ
ンズ５，６（従来例同様レンズの長さは周期長の
１／４に設定されている）が取り付けられ、この光
軸上にキユーブプリズム９の反射膜９ａの縁がく
るように、かつ反射膜９ａが光軸に対して45度の
角度をなすように配置され、先端に屈折率分布型
レンズ４を持つ光フアイバ１の光軸が反射膜９ａ
の縁を通るように、また、反射膜９ａと45度の角
度をなすように光フアイバ１は調整されている。
さらに、一端に反射膜８ａを持つ屈折率分布型レ
ンズ８が、キユーブプリズム９を介して光フアイ
バ１に対向して配置され、その光軸は同一線上に
置かれる。また、光フアイバ２，３がなす光軸と
光フアイバ１と屈折率分布型レンズ８のなす光軸
が同一平面上にあるように、またキユーブプリズ
ム９の反射膜９ａが上記平面上に対し、垂直にな
るようにそれぞれが配置されている。

従つて、光フアイバ１から出射した光は屈折率
分布型レンズ４によつてほぼ平行光線に変換さ
れ、次に、キユーブプリズム９の反射膜９ａによ
つて半分の光は反射され、屈折率分布型レンズ５
によつて集光され光フアイバ２に結合伝搬され
る。一方、キユーブプリズム９を透過した残り半
分の光は屈折率分布型レンズ８に入射し、その反
射膜８ａによつて戻されるが、屈折率分布型レン
ズ８の光軸に対し、対称な光ビームに変換される
ので、キユーブプリズム９の反射膜９ａによつて
反射され、屈折率分布型レンズ６によつて集光さ
れ光フアイバ３に結合伝搬される。

また、光フアイバ２から出た光は、屈折率分布
型レンズ５によつてほぼ平行光線にされ、半分の
光は反射膜９ａによつて反射され屈折率分布型レ
ンズ４により集光され光フアイバ１に、残り半分
の光は反射されずに光フアイバ３にそれぞれ結合
伝搬される。

さらに、光フアイバ３から出た光は、屈折率分
布型レンズ６でほぼ平行光線にされた後、その半
分の光は反射膜９ａで反射され、次に屈折率分布
型レンズ８の反射膜８ａによつて反射され、屈折
率分布型レンズ４によつて集光され光フアイバ１
に、残り半分の光は反射されずに屈折率分布型レ
ンズ５によつて集光され、光フアイバ２にそれぞ
れ結合伝搬される。

このようにして、光フアイバ１，２，３相互に
結合関係を持つ、３端子の光Ｔ形分岐結合回路と
しての機能を果す。

上記実施例では、中心軸から半径方向に外径に
向つて半径の２乗に比例して屈折率が減少するよ
うな分布を持つた屈折率分布型レンズ８を使用し
たが、紙面方向において光軸を中心に両側に距離
の２乗に比例して屈折率が減少し、紙面と垂直な
方向には屈折率が変化しないようなスラブ型レン
ズでも同様の機能を持つている。

第４図はこの発明の他の実施例を示すもので、
屈折率分布型レンズ４，５，６，８の替りに通常
の光学レンズ１１〜１４、反射鏡１５を使用した
もので同様の効果が期待できる。なお、この場
合、光学レンズ１４は球面レンズでなく円筒状レ
ンズでも構わない。

第５図はこの発明のさらに他の実施例を示すも
ので、光フアイバ１を使用しないで、発光素子１
９、受光素子２０と直接結合したものである。１
６は光分離用ハーフミラー、１７，１８は結合用
屈折率分布型レンズである。

第６図はこの発明のさらに他の実施例を示すも
ので、キユーブプリズム９の替りに断面が菱形を
なすプリズム２１を使用し、接合面の半分に反射
膜２１ａをつけたもので、前述した各実施例と同
様の効果が期待できる。

なお、上記実施例では、キユーブプリズム９の
接合面に反射膜９ａを形成した場合について述べ
たが、薄い板状透明体に反射膜を形成しても同様
の効果が期待できる。

また、反射膜を波長選択性のあるものを用いれ
ば、特定波長の光信号に対してのみ分岐結合回路
となるように構成できる。

以上詳細に説明したように、この発明によれ
ば、四辺形プリズムの接合面の半分に反射膜をつ
けたものと、反射鏡により光分岐結合回路を構成
したので、調整が容易で低損失なものが得られ、
かつ発光素子、受光素子と直接結合することがで
きる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光分岐結合回路を示す断面側面
図、第２図はこの発明の一実施例を示す光分岐結
合回路の断面側面図、第３図は上記実施例のキユ
ーブプリズム部の斜視略図、第４図〜第６図はこ
の発明の他の実施例をそれぞれ示す側断面図であ
る。 図中、１，２，３は光フアイバ、４〜６，８，
１７，１８は屈折率分布型レンズ、９はキユーブ
プリズム、８ａ，９ａは反射膜、１６は光分離用
ハーフミラー、１９は発光素子、２０は受光素子
である。なお、図中の同一符号は同一または相当
部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する先端にコリメート用の第１、第２の
   レンズを有する一対の第１、第２の光フアイバ間
   に、対角接合面の半分に反射膜を取りつけた断面
   が四辺形をなすプリズムを配置し、前記第１、第
   ２の光フアイバの光軸が前記反射膜の縁を通るよ
   うにし、前記反射膜によつて反射される方向の一
   方に先端にコリメート用の第３のレンズを有する
   第３の光フアイバをその光軸が前記反射膜の縁を
   通るように配置し、さらに前記第３の光フアイバ
   の光軸の延長線上に前記プリズムに対して反対側
   にコリメート用の第４のレンズと反射鏡を配置し
   たことを特徴とする光分岐結合回路。 ２ コリメート用の第１、第２、第３、第４のレ
   ンズをそれぞれ周期長の1/4（2n＋１）（ｎ＝０，
   １，……）の長さを持つ屈折率分布型レンズと
   し、第４のレンズの反射鏡として前記第４のレン
   ズの一端面に反射膜を形成したことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の光分岐結合回路。 ３ 第４のレンズを周期長の1/4（2n＋１）（ｎ
   ＝０，１，……）の長さを持つスラブ型屈折率分
   布型レンズとし、その一端面に反射膜を形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項または第
   ２項記載の光分岐結合回路。 ４ 対向する先端にコリメート用の第１、第２の
   レンズを有する一対の第１、第２の光フアイバ間
   に、対角接合面の半分に反射膜を取りつけた断面
   が四辺形をなすプリズムを配置し、前記第１、第
   ２の光フアイバの光軸が前記反射膜の縁を通るよ
   うにし、前記反射膜によつて反射される方向の一
   方にコリメート用の第４のレンズと反射鏡を配置
   し、さらに前記プリズムに対して反対側に半透過
   鏡と結合用レンズを持つ発光素子と受光素子とを
   配置したことを特徴とする光分岐結合回路。 ５ コリメート用の第１、第２、第４のレンズ群
   を周期長の1/4（2n＋１）（ｎ＝０，１，……）
   の長さを持つ屈折率分布型レンズとし、この第４
   の屈折率分布型レンズの反射鏡として前記第４の
   レンズの一端面に反射膜を形成したことを特徴と
   する特許請求の範囲第４項記載の光分岐結合回
   路。 ６ 第４のレンズを周期長の1/4（2n＋１）（ｎ
   ＝０，１，……）の長さを持つスラブ型屈折率分
   布型レンズとし、その一端面に反射膜を形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第５項または第
   ６項記載の光分岐結合回路。 ７ 反射膜は波長選択性を有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項または第６項のいずれか
   に記載の光分岐結合回路。