JPH02198401A - 光分岐回路 - Google Patents
光分岐回路Info
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- JPH02198401A JPH02198401A JP1912489A JP1912489A JPH02198401A JP H02198401 A JPH02198401 A JP H02198401A JP 1912489 A JP1912489 A JP 1912489A JP 1912489 A JP1912489 A JP 1912489A JP H02198401 A JPH02198401 A JP H02198401A
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- optical waveguide
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- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
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- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
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。
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〕
本発明は光分岐回路、特に導波路型光分岐回路に関する
。
。
基板上に形成した光導波路により各種機能を実現する光
集積回路において、光分岐回路は最も基本的な光回路素
子の一つであり、光信号の分配、マツハツエンダ−型変
調器、分岐型光スイッチ等に用いられる。
集積回路において、光分岐回路は最も基本的な光回路素
子の一つであり、光信号の分配、マツハツエンダ−型変
調器、分岐型光スイッチ等に用いられる。
以下Ｔｉ拡散ＬｉＮｂ○３光導波路を用いた対称２分岐
回路を例にとって従来例を説明する。
回路を例にとって従来例を説明する。
第２図はこの光分岐回路を示す斜視図である。
ＬｉＮｂＯ３基板４１上にＴｉを拡散することにより単
一モード光導波路を形成する。入射光は光フアイバ直接
結合あるいはレンズ結合により光導波路端面４６より入
射光導波路４２に入射される。入射光導波路４２を伝幡
した光は２分岐４３で２つの光に分けられ、それぞれ出
射光導波路４４．４５を伝幡する。光分岐回路の過剰損
失は２分岐の分岐角θＢに比例して増加するためできる
だけ小さな角度とする。さらに分岐部分でのモード変換
による過剰損失を低減するための手段として分岐部分を
テーパ構造としたり（Ｍａｓａｍｉｔｓｕ Ｈａｒｕｎ
ａ ｅｔ ａｌ；“Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃａｌ Ｂ
ｒａｎｃｈｉｎｇＷａｖｅｇｕｉｄｅ ５ｗ１ｔｃｈ
ｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎｔｏ ＩＸ４０ｐｔｉｋａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉ
ｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ” ；Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ
、ＬＴ−１，ＮＯ，１，Ｐ２２３″８３）、モード結合
型分岐とする（清野他；「モード結合型Ｙ分岐導波路」
；昭８１６１年度電子通信学会光電波部門全国大会、講
演番号２５０）などの報告がある。これらの方法により
過剰損失０．３ｄＢ程度の光分岐が得られている。
一モード光導波路を形成する。入射光は光フアイバ直接
結合あるいはレンズ結合により光導波路端面４６より入
射光導波路４２に入射される。入射光導波路４２を伝幡
した光は２分岐４３で２つの光に分けられ、それぞれ出
射光導波路４４．４５を伝幡する。光分岐回路の過剰損
失は２分岐の分岐角θＢに比例して増加するためできる
だけ小さな角度とする。さらに分岐部分でのモード変換
による過剰損失を低減するための手段として分岐部分を
テーパ構造としたり（Ｍａｓａｍｉｔｓｕ Ｈａｒｕｎ
ａ ｅｔ ａｌ；“Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃａｌ Ｂ
ｒａｎｃｈｉｎｇＷａｖｅｇｕｉｄｅ ５ｗ１ｔｃｈ
ｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎｔｏ ＩＸ４０ｐｔｉｋａｌ Ｓｗｉｔｃｈｉ
ｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ” ；Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、ｖｏｌ
、ＬＴ−１，ＮＯ，１，Ｐ２２３″８３）、モード結合
型分岐とする（清野他；「モード結合型Ｙ分岐導波路」
；昭８１６１年度電子通信学会光電波部門全国大会、講
演番号２５０）などの報告がある。これらの方法により
過剰損失０．３ｄＢ程度の光分岐が得られている。
従来の光分岐回路では分岐部分の低損失化に重点が置か
れている。しかし光分岐回路では損失増加のため分岐角
θ８を大きくとれないので出射光導波路間の間隔を広げ
る曲がり光導波路が実用上必要不可欠である。このため
分岐部分は低損失であっても、回路を小型化するために
曲がり導波路の曲率半径を小さくすると放射損失が増加
してしまうこともある。よって光分岐回路の損失は分岐
部のモード変換損失と曲がり光導波路の放射損失の和と
して考えるべきである。
れている。しかし光分岐回路では損失増加のため分岐角
θ８を大きくとれないので出射光導波路間の間隔を広げ
る曲がり光導波路が実用上必要不可欠である。このため
分岐部分は低損失であっても、回路を小型化するために
曲がり導波路の曲率半径を小さくすると放射損失が増加
してしまうこともある。よって光分岐回路の損失は分岐
部のモード変換損失と曲がり光導波路の放射損失の和と
して考えるべきである。
光分岐回路トータルの損失を低減する場合、曲がり部分
の損失低減は重要な問題となる。そして出射光導波路の
曲がり部分では曲がりの曲率半径を大きくする、あるい
は光導波路幅を広くすることにより光導波路内での光閉
じ込めを強くする等の方法により放射損失を低減できる
ことが知られている。従来の光分岐回路を小型化するた
めに曲がり導波路の曲率半径を小さくした場合、曲がり
部分での放射損失を低減するために光導波路の光閉じ込
め強さを大きくしなければならない。しかしこの場合、
従来の光分岐回路では光導波炉幅が均一なため入射光導
波路も光閉じ込め強さが大きくなり、入射端面から入射
した光が光導波路内で定常状態になるに要する距離は長
くなる。もし入射光導波路の長さが従来と同じであれば
入射光の伝播モードが定常状態になる前に分岐すること
になり、分岐比が光の入射状態に依存して変動するため
安定な光分岐回路が得られない。このため入射光導波路
を十分に長くとらなけてはならないことになってしまい
、曲がり部の長さを短縮するためには入射光導波路を長
くしなければならないという矛盾が生じてしまう。
の損失低減は重要な問題となる。そして出射光導波路の
曲がり部分では曲がりの曲率半径を大きくする、あるい
は光導波路幅を広くすることにより光導波路内での光閉
じ込めを強くする等の方法により放射損失を低減できる
ことが知られている。従来の光分岐回路を小型化するた
めに曲がり導波路の曲率半径を小さくした場合、曲がり
部分での放射損失を低減するために光導波路の光閉じ込
め強さを大きくしなければならない。しかしこの場合、
従来の光分岐回路では光導波炉幅が均一なため入射光導
波路も光閉じ込め強さが大きくなり、入射端面から入射
した光が光導波路内で定常状態になるに要する距離は長
くなる。もし入射光導波路の長さが従来と同じであれば
入射光の伝播モードが定常状態になる前に分岐すること
になり、分岐比が光の入射状態に依存して変動するため
安定な光分岐回路が得られない。このため入射光導波路
を十分に長くとらなけてはならないことになってしまい
、曲がり部の長さを短縮するためには入射光導波路を長
くしなければならないという矛盾が生じてしまう。
本発明の光分岐回路は、少なくとも１つの入射光導波路
と、少なくとも２つ以上に分かれる分岐部と、曲がり部
を含み、分岐部に接続した少なくとも２つ以上の出射光
導波路とからなり、前記入射光導波路の光導波路幅が前
記出射光導波路の光導波路幅よりも狭いことを特徴とす
る構成になっている。
と、少なくとも２つ以上に分かれる分岐部と、曲がり部
を含み、分岐部に接続した少なくとも２つ以上の出射光
導波路とからなり、前記入射光導波路の光導波路幅が前
記出射光導波路の光導波路幅よりも狭いことを特徴とす
る構成になっている。
本発明では光分岐回路の入射光導波路の光導波路幅を狭
くすることにより光の閉じ込め強さを弱くし最短距離で
入射光が定常状態になるようにすることができる、また
出射光導波路の光導波路幅を広くすることにより導波光
を光導波路内に強く閉じ込め曲がり放射損失を最小にな
るよう低減させる。つまり本発明によれば光分岐回路の
入射光導波路と出射光導波路との光閉じ込め強さを独立
に最適化することによって、曲がり部の曲率半径を小さ
くし、入射光導波路を短かくしても安定な分岐比が得ら
れ、また、出射光導波路の長さが短かくても低損失な導
波路構造が可能となり、低損失で小型な光分岐回路を実
現することができる。
くすることにより光の閉じ込め強さを弱くし最短距離で
入射光が定常状態になるようにすることができる、また
出射光導波路の光導波路幅を広くすることにより導波光
を光導波路内に強く閉じ込め曲がり放射損失を最小にな
るよう低減させる。つまり本発明によれば光分岐回路の
入射光導波路と出射光導波路との光閉じ込め強さを独立
に最適化することによって、曲がり部の曲率半径を小さ
くし、入射光導波路を短かくしても安定な分岐比が得ら
れ、また、出射光導波路の長さが短かくても低損失な導
波路構造が可能となり、低損失で小型な光分岐回路を実
現することができる。
次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。Ｚｖｉ
ＬｉＮｂ○、基板１１上に以下の条件でＴｉを拡散する
ことにより光導波路を形成する。分岐前の入射導波路１
２の幅Ｗ１＝６μｍ、分岐後の出射導波路１４．１５の
幅Ｗ２＝１０μｍとする。拡散前のＴｉ膜厚を８０ＯＡ
とし、１０５０℃・８時間、空気雰囲気中で拡散を行う
、この結果、分岐前の入射導波路１３の光導波路幅Ｗ１
は光の閉じ込め強さが１次モードカットオフよりも十分
に弱くなるように設定される。また分岐後の出射導波路
１４の先導波路幅Ｗ２は１次モードカットオフ近傍の閉
じ込め強さとなるように設定される。
ＬｉＮｂ○、基板１１上に以下の条件でＴｉを拡散する
ことにより光導波路を形成する。分岐前の入射導波路１
２の幅Ｗ１＝６μｍ、分岐後の出射導波路１４．１５の
幅Ｗ２＝１０μｍとする。拡散前のＴｉ膜厚を８０ＯＡ
とし、１０５０℃・８時間、空気雰囲気中で拡散を行う
、この結果、分岐前の入射導波路１３の光導波路幅Ｗ１
は光の閉じ込め強さが１次モードカットオフよりも十分
に弱くなるように設定される。また分岐後の出射導波路
１４の先導波路幅Ｗ２は１次モードカットオフ近傍の閉
じ込め強さとなるように設定される。
上記の条件によって作成された光分岐回路において入射
光導波路１３では光導波路幅を狭くする一 ことにより分岐部に入る入射光の伝播モード分布が最短
距離で定常状態になり安定な分岐比が得られる。分岐後
の出射導波路１４では光導波路幅を広くすることにより
導波光の光閉じ込めが強くなるため曲がり部分での放射
損失を低減することができる。
光導波路１３では光導波路幅を狭くする一 ことにより分岐部に入る入射光の伝播モード分布が最短
距離で定常状態になり安定な分岐比が得られる。分岐後
の出射導波路１４では光導波路幅を広くすることにより
導波光の光閉じ込めが強くなるため曲がり部分での放射
損失を低減することができる。
このように光導波路幅を変えることにより分岐への入射
導波路と出射導波路の光閉じ込め強さを最適化すること
ができる。よって入射光導波路を短縮しても安定な分岐
比が得られ、かつ出射光導波路の曲がりの曲率半径を従
来より小さくしても損失増加の無い光導波路構造が可能
となる。これにより従来と同等の損失でより小型な、あ
るいは同等のサイズでより低損失な光分岐回路が実現て
きる。
導波路と出射導波路の光閉じ込め強さを最適化すること
ができる。よって入射光導波路を短縮しても安定な分岐
比が得られ、かつ出射光導波路の曲がりの曲率半径を従
来より小さくしても損失増加の無い光導波路構造が可能
となる。これにより従来と同等の損失でより小型な、あ
るいは同等のサイズでより低損失な光分岐回路が実現て
きる。
以上Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ３光導波路の場合を例にとって
説明したが他の石英系ガラス、半導体等の導波路材料に
よる拡散型あるいはリッジ型光導波路を用いて形成した
光分岐回路の本発明を適用した場合でも同様の効果を得
られる。
説明したが他の石英系ガラス、半導体等の導波路材料に
よる拡散型あるいはリッジ型光導波路を用いて形成した
光分岐回路の本発明を適用した場合でも同様の効果を得
られる。
また光分岐回路をカスゲートに多段接続する場合も本発
明を適用して、出射光導波路の幅を広くし、次段の光分
岐回路の入射光導波路の幅を狭くすることにより分岐へ
の入射導波路と出射導波路の光閉じ込め強さを最適化す
ることができる。よって入射光導波路を短縮化しても安
定な分岐比が得られ、かつ出射光導波路の曲がりの曲率
半径を従来より小さくしても損失増加の無い光導波路構
造が可能となる。
明を適用して、出射光導波路の幅を広くし、次段の光分
岐回路の入射光導波路の幅を狭くすることにより分岐へ
の入射導波路と出射導波路の光閉じ込め強さを最適化す
ることができる。よって入射光導波路を短縮化しても安
定な分岐比が得られ、かつ出射光導波路の曲がりの曲率
半径を従来より小さくしても損失増加の無い光導波路構
造が可能となる。
以上説明したように本発明によれば光分岐回路の入射光
導波路及び、出射光導波路の光導波路幅を変えることに
より光閉じ込め強さを独立に制御し、入射光導波路の分
岐比を安定化すると同時に出射光導波路では損失を低減
するという従来の光分岐回路では不可能であった効果が
得られる。これにより従来より大幅に小型・低損失で安
定な光分岐比が得られる光分岐回路を実現することがで
きる。
導波路及び、出射光導波路の光導波路幅を変えることに
より光閉じ込め強さを独立に制御し、入射光導波路の分
岐比を安定化すると同時に出射光導波路では損失を低減
するという従来の光分岐回路では不可能であった効果が
得られる。これにより従来より大幅に小型・低損失で安
定な光分岐比が得られる光分岐回路を実現することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。第２図
は従来の光分岐回路を示す斜視図である。 １１．４１・・・ＬｉＮｂＯ３基板、１２．４２・・・
入射光導波路、１３．４３・・・光導波路分岐部、１４
．１５，４４．４５・・・出射光導波路、４６・・・光
導波路端面。
は従来の光分岐回路を示す斜視図である。 １１．４１・・・ＬｉＮｂＯ３基板、１２．４２・・・
入射光導波路、１３．４３・・・光導波路分岐部、１４
．１５，４４．４５・・・出射光導波路、４６・・・光
導波路端面。
Claims (1)
- 少なくとも１つの入射光導波路と、１つの光導波路が少
なくとも２つ以上に分かれる分岐部と、曲がり部を含み
、前記分岐部に接続した少なくとも２つ以上の出射光導
波路とからなる光分岐回路において、前記入射光導波路
の光導波路幅が前記出射光導波路の光導波路幅よりも狭
いことを特徴とする光分岐回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1912489A JPH02198401A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 光分岐回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1912489A JPH02198401A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 光分岐回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198401A true JPH02198401A (ja) | 1990-08-06 |
Family
ID=11990714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1912489A Pending JPH02198401A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 光分岐回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02198401A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542806A (ja) * | 2005-05-25 | 2008-11-27 | フォトリヌ テクノロジー | 少なくとも一つの光学的分離を形成する光導波器を備える光学的集積回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269205A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐・結合器 |
| JPS6269204A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐・結合器 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1912489A patent/JPH02198401A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269205A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐・結合器 |
| JPS6269204A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 分岐・結合器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542806A (ja) * | 2005-05-25 | 2008-11-27 | フォトリヌ テクノロジー | 少なくとも一つの光学的分離を形成する光導波器を備える光学的集積回路 |
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