JPH02137805A - 光分波合波器 - 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〕 この発明は複数波長の光を分波・合波する光分波合波器
に関し、特に光の分波・合波を同時に行なうことができ
る光分波合波器に関する。

（従来の技術） 従来、この種の光分波合波器として第５図に示すものが
あった。この第５図は従来の光分波合波器の概略構成図
を示し、同図において従来の光分波合波器は、一端面に
光ファイバ取付部（１４）及び他端面にシリンドリカル
面の反射形の回折格子（クレーティング）　（１５）を
有する平面導波路（１）と、該平面導波路（１）の光フ
ァイバ取付部（１４）に接続される複数の光ファイバ（
２）　とを備える構成である。

上記光ファイバ（２）は、複数の波長（λ１．λ、。

λ３）の光を伝播する複数光光ファイバ（２１）と、該
複数光光ファイバ（２１）を伝播する複数の波長（λ１
．λ２．λコ）のうち単一の波長の光を各々伝播する複
数の単一光光ファイバ（２２）、　（２３）、　（２４
）とを備える構成である。

次に、上記構成に基づ〈従来の光分波合波器の動作を分
波器として使用する場合について説明する。まず、複数
波長光ファイバ（２１）を伝播する複合光（波長λ１．
λ２．λ、）は平面導波路（１）内に入射して伝播し、
反射形の回折格子（１４）で反射・回折され、その後再
び平面導波路（１）内を伝播し、波長（λ２．λ３．λ
３）毎に各々単一光光ファイバ（２２）、　（２３）、
　　（２４）の端面に集光される。

この各々集光された各波長（λ１．λ２．λ３）の光は
、各々単一光光ファイバ（２２）、　　（２３）、　（
２４）に分光され伝播することとなる。

なお、上記従来装置の動作は分波器として説明したが、
単一光光ファイバ（２２）　、　　（２３）　、　（２
４）から各々異なる波長（λ３．λ２．λ３）の光を入
射し、これを合波して複数光光ファイバ（２１）に伝播
させて合波器として使用することもできる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の光分波合波器は以上のように構成されているので
、車−の光分波合波器で分波又は合波のいずれか一方を
選択して行ない得るのみで、分波及び合波を同時に行な
うことができないという課題を有していた。また、２種
の光信号を分波又は４種の光信号を２種の光信号に分波
する場合にも、単一の機器では行ない得す、分波又は合
波いずれか機能する光分波合波器を二台必要とするとい
う課題を有していた。

この発明は上記課題を解決するためになされたもので、
単一の先導波路基板上で分波及び（又は）合波を同時に
行ない得る光分波合波器を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段〕 この発明に係る光分波合波器は、単一の平面導波路の一
端面に光ファイバ取付部を設けると共に他端面に円筒状
の回折格子を設け、上記光ファイバ取付部に複数の光フ
ァイバ群を所定間隔隔てて接続し、上記複数の光ファイ
バ群にて各々分波又は（及び）合波するものである。

〔作用〕

この発明における光分波合波器は、単一の平面導波路端
面に接続される複数の光ファイバ群により別個独立して
光信号の入射・射出を行ない、この入射された光信号を
平面導波路端面に設けらねた円筒状の回折格子にて回折
すると共に集光し、該回折及び集光した光信号を複数の
光ファイバ群の各光ファイバに分光・合波する。

（実施例） 以下、この発明に係る一実施例を第１図及び第２図に基
づいて説明する。この第１図は本実施例に係る光分波合
波器の概略構成図、第２図は本実施例に係る光分波合波
器の入射・射出態様図を示す。上記各図において本実施
例に係る光分波合波器は、単一の基板（１１）表面に導
波層（１２）が形成され、該導波層（１２）の一端面に
光ファイバ取付部（１４）及び他端面にシリンドリカル
状の回折格子（１５）を有する平面導波路（１）　と、
該平面導波路（１）の光ファイバ取付部（１４）に接続
され、複合光（波長λ３．λ７．λ、の複合光、以下同
様）を入射・射出する単一の複合光光ファイバ（２１）
及び該複合光光ファイバ（２１）を伝播する入射・射出
の複合光の回折結合像点に単一光（波長λ３．λ２．λ
。

のいずれかの単一光以下同様）を射出・入射する複数の
単一光光ファイバ＜２２）　、　　（２３）　、　（２
４）を有する第１の光ファイバ群（２）と、該第１の光
ファイバ群（２）の各光ファイバ（２１）、　＜２２）
、　（２３）。

（２４）から各々所定間隔（長さｘ、ｘ’）隔てて上記
光ファイバ取付部（１４）に接続され、単一の複合光光
ファイバ（３１）及び複数の単一光光ファイバ（３２）
。

（３３）、　　（３４）を有する第２の光ファイバ群（
３）とを備える構成である。

上記第１の光ファイバ群（２）と第２の光ファイバ群（
３）　との所定間隔（長さｘ、ｘ’）は、少なくともア
イソレーションを確保できる範囲内における最少限の間
隔とし、またローランド円の円周と平面導波路（１）端
面の直線との誤差に起因する回折格子（１５）による回
折結像誤差が生じない範囲内における最大限の間隔とす
る構成である。

次に、上記構成に基づく本実施例の動作を光信号の分波
・増巾・合波について説明する。この光信号の分波・増
巾・合波を行なう概略構成ブロック図を第３図に示し、
同図及び第１．２図において、まず第１の光ファイバ群
（２）を伝播する光信号を分波し、第２の光ファイバ群
（３）を伝播する光信号を合波する場合について説明す
る。上記第１の光ファイバ群（２）の複合光光ファイバ
（２１）を伝播した複合光は、平面導波路（１）の導波
層（１２）に入射し、この導波層（１２）を伝播して回
折格子（１５）で回折する（第１図、第２図に実線で示
す）。この回折格子（１５）で回折した光信号は、回折
格子（１５）のシリンドリカル面の収束作用により光フ
ァイバ取付部（１４）の端面上に各波長（λいえ７．λ
、）毎にスペクトル像が形成され、各波長（λ１．λ７
．λ３）に分波されることとなる。この分波された光信
号は対応する単一光光ファイバ（２２）、　（２３）、
　（２４）に入射され、伝播される。

上記単一光光ファイバ（２２）、　　（２３）、　（２
４）を伝播した各光信号は光・電気変換器（４）で電気
信号に変換された後、増巾器（５）で増巾され、この増
巾された電気信号が再度光・電気変換器（４）で光信号
に変換される。

さらに、上記増幅されて光信号に変換された各車−光（
波長λ１．λ２．λ、）は、第２の光ファイバ群（３）
　の単一光光ファイバ（３２）、　　（３３）、　　（
３４）に入射されて伝播し、再度平面導波路（１）内に
導かれることとなる（第１図、第２図中に一点鎖線で示
す）。この平面導波路（１）を伝播した各単色光（波長
λｈλ２．λ３）は、各々回折格子（１５・）で回折す
ると共に、回折格子（１５）のシリンドリカル面の収束
作用により光ファイバ取付部（１４）端面の一点に集束
し、複合光光ファイバ（３１）へ射出されることにより
合波されることとなる。

上記第２の光ファイバ群（３）と第１の光ファイバ群（
２）との回折結像点の関係は、複合光光ファイバ（３１
）を複合光光ファイバ（２１）の内側へ距１１ｘの位置
に設けて光信号を入射すると、該光信号の回折像（各波
長のスペクトル像）が単一光光ファイバ（２２）、　（
２３）、（２４）から距離Ｘ’（Ｘ’〜Ｘ）の位置に結
像し、この位置に設けられた単一光光ファイバ（３２）
、　（３３）、　（３４）に入射・射出される関係とな
る。即ち、回折格子（反射型）の明線を作る条件はｄ（
ｓｉｎ±ｓｉｎθ）ｌλである（ここでｄは格子定数、
ｉは入射角、θは回折角、ｌ１１（±１．±２・・・）
は次数を示す）、・上式より入射角ｉと回折角θとが回
折格子の法線に対し反対側（同一側）にある場合には、
上記第１及び第２の光ファイバ（２）　、　（３）によ
る回折像は互いに接近（１１反）する関係にある。よっ
て第１及び第２の光ファイバ（２）　、　（３）の接続
位置は入射角、取り扱う波長等により決定する。

以上のようにして順次送信される光信号を同時に分波・
合波することにより、単一の光分波合波器で光信号の増
巾処理を行なうこととなる。

次に、本発明の他の実施例に係る光分波合波器を第４図
に基づいて説明する。この第４図は他の実施例に係る光
分波合波器の概略構成図を示し、同図においてこの他の
実施例に係る光分波合波器は、平面導波路（１）と第１
及び第２の光ファイバ（２）　、　（３）　との間に線
状導波路（６）　を設ける構成である。この線状導波路
（６）は、上記第１１び第２の光ファイバ（２）　、　
（３）の各光ファイバ（２１）〜（２４）、　（３１）
〜（３４）に対応する数の三次元導波路として形成され
る。この線状導波路（６）を設けることにより、平面導
波路（１）の光ファイバ取付部を狭くでき平面導波路（
１）を小型化できることとなる。

なお、上記実施例においては、第１及び第２の光ファイ
バ群（２）　、　（３）を有する構成としたが、光ファ
イバ群を任意の複数の組合せとすることもできる。

なお、上記実施例においては光信号を分波及び合波を同
時に行なう構成としたが、２　ｆｉの光信号を各々同時
に分波することもでき、また複数の光信号を各々同時に
分波する構成とすることもできる。

また、上記実施例においては光信号を増巾する場合につ
いて説明したが、単に分波又は（及び）合波する場合等
にも適用することができる。

さらに、上記導波路はガラスイオン交換導波路、火災た
い積厚波路、異屈折ガラスサンドイッチ導波路等にて構
成することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば単一の平面導波
路の一端面に光ファイバ取付部を設けると共に他端面に
円筒状の回折格子を設けると共に、上記光ファイバ取付
部に複数の光ファイバ群を所定間隔隔てて並設し、複数
の光ファイバ群にて各々分波又は（及び）合波する構成
を採ったことから、複数の光ファイバ群から別個独立し
て光信号を平面導波路に入射・射出でとることとなり、
単一の平面導波路及び回折格子を用いて分波又は（及び
）合波同時に行なうことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る光分波合波器の概略
構成図、第２図は第１図記載の実施例の入射・射出態様
図、第３図はこの発明を光信号の増巾に適用する場合の
ブロック構成図、第４図はこの発明の他の実施例に係る
光分波合波器の概略構成図、第５図は従来の光分波合波
器の概略構成図を示す。 ｌ）・・・平面導波路 ２）・・・Ｎ１の光ファイバ群 ３）・・・第２の光ファイバ群 ４）・・・光・電気変換器 ５）・・・増巾器 ６）・・・線状導波路部 （２１）、　　（３１）・・・複合光光ファイバ（２２
）〜（２４）、　　（３２）〜（３４）・・・単一光光
ファイバ（１２）・・・導波層 （１５）・・・回折格子

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光を導波する平面状の導波部の一端面に光ファイバ取付
   部及び他端面に円筒状の回折格子を有する単一の平面導
   波路を設けると共に、該平面導波路の光ファイバ取付部
   に接続され、複合光を入射・射出する単一の複合光光フ
   ァイバ及び該複合光光ファイバを伝播する入射・射出の
   複合光の回折結像点に単一光を射出・入射する複数の単
   一光光ファイバを有する光ファイバ群を各々所定間隔隔
   てて複数並設することを特徴とする光分波合波器。