JPH03156407A - 光分岐器 - Google Patents
光分岐器Info
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- JPH03156407A JPH03156407A JP1294908A JP29490889A JPH03156407A JP H03156407 A JPH03156407 A JP H03156407A JP 1294908 A JP1294908 A JP 1294908A JP 29490889 A JP29490889 A JP 29490889A JP H03156407 A JPH03156407 A JP H03156407A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
-
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
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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、光通信、光計測等で用いられるグレーデッド
インデックス型マルチモード光ファイバーを使用した導
波路型光分岐器に関する。
インデックス型マルチモード光ファイバーを使用した導
波路型光分岐器に関する。
光分岐器は、光通信や光計測に於て光を複数の系に分配
する目的で使用される重要なデバイスである。このよう
な光分岐器としては、ハーフミラ−を使用したもの、光
ファイバーを融着延伸したもの、合成高分子やガラス等
を材料とした平面導波路（以下導波路と略記）を使用し
たものなどが知られている。導波路型は設計の自由度が
高いこと、多分岐回路が容易に製作できること等の特徴
を有するため、これまで多くの研究がなされている。特
に、グレーデッドインデックス（Ｇｒａｄｅｄｌｎｄｅ
ｘ、以下Ｇｌと略記する）型マルチモード光ファイバー
は、光ローカルネットワークなどの比較的短距離の光通
信システムに一般的に使用されており、ＧＩ型ファイバ
ー用の優れた光分岐器が求められていた。
する目的で使用される重要なデバイスである。このよう
な光分岐器としては、ハーフミラ−を使用したもの、光
ファイバーを融着延伸したもの、合成高分子やガラス等
を材料とした平面導波路（以下導波路と略記）を使用し
たものなどが知られている。導波路型は設計の自由度が
高いこと、多分岐回路が容易に製作できること等の特徴
を有するため、これまで多くの研究がなされている。特
に、グレーデッドインデックス（Ｇｒａｄｅｄｌｎｄｅ
ｘ、以下Ｇｌと略記する）型マルチモード光ファイバー
は、光ローカルネットワークなどの比較的短距離の光通
信システムに一般的に使用されており、ＧＩ型ファイバ
ー用の優れた光分岐器が求められていた。
このような光分岐器の性能の主要な指標は、光損失と分
岐比である。イオン交換法によるガラス導波路のように
、導波路断面形状が円形に近く形成できる場合もあるが
、一般には導波路断面は矩形状となることが多い。この
ような導波路に断面形状が円形の光ファイバーを接続し
て光分岐器を製作する時には、形状不一致による結合損
失（以下形状損失と呼ぶ）が発生するが、光分岐器の光
損失のうち形状損失の寄与は大きく、光分岐器の性能向
上には、この形状損失の低減化が重要な課題であった。
岐比である。イオン交換法によるガラス導波路のように
、導波路断面形状が円形に近く形成できる場合もあるが
、一般には導波路断面は矩形状となることが多い。この
ような導波路に断面形状が円形の光ファイバーを接続し
て光分岐器を製作する時には、形状不一致による結合損
失（以下形状損失と呼ぶ）が発生するが、光分岐器の光
損失のうち形状損失の寄与は大きく、光分岐器の性能向
上には、この形状損失の低減化が重要な課題であった。
一方、マルチモード光分岐器の分岐比改善を目的として
、光ファイバでの伝搬光の強度分布が中央（中心）部で
強く端（周辺）部で弱いため、中央部の光導波路の幅を
端部に対して相対的に狭く設計する方法が提案されてい
る（特開昭６２−６９２０５）。しかし光導波路の設計
方法やその効果については開示されていない。
、光ファイバでの伝搬光の強度分布が中央（中心）部で
強く端（周辺）部で弱いため、中央部の光導波路の幅を
端部に対して相対的に狭く設計する方法が提案されてい
る（特開昭６２−６９２０５）。しかし光導波路の設計
方法やその効果については開示されていない。
〔発明が解決しようとしている問題点〕本発明の目的は
、低光損失でかつ分岐比の優れたＧｌ型光ファイバーを
使用した光分岐器を提供することにある。
、低光損失でかつ分岐比の優れたＧｌ型光ファイバーを
使用した光分岐器を提供することにある。
まず光損失の主要因である形状損失の発生原因について
説明する。光ファイバーと導波路の接合状態（接合断面
）は、通常一般に、第１（ａ）図（入光側模式図）、お
よび、第１（ｂ）図（出光側模式図）のようである。一
般に入光側の光ファイバコア幅りの方が光フアイバーコ
ア径により大きい。従って、大光ファイバー７からの光
が光ファイバ２に入光する時の幅方向での損失は理論的
にゼロにできる。しかし、厚さ方向については、導波路
コアの厚さＴの如何によって斜線で示した部分の光の損
失をなくすことはできない。この光損失は導波路のコア
の厚さＴを光フアイバーコア径により大きくする（Ｔ＞
Ｋ）ことによって理論的にはゼロになるが、出光側で損
失が発生する。従って、光損失の少ない光分岐器を製造
するためには、先ず、導波路コア厚さＴを最適値に選定
・設計して形状損失の低減を図らなければならない。出
光側では、光導波路のコア幅Ｗが光フアイバーコア径Ｋ
に内接する寸法以下であれば、光導波路３からの出射光
は、すべて光ファイバー７に入り形状損失は発生しない
。しかし、導波路コア厚さＴを光フアイバーコア径Ｋに
極めて近い値に設定すると［第１（ｂ）図、点線コム光
側での光損失は低減するが、光導波路の幅Ｗを導波路の
コア厚さＴに対してあまり小さく設計すると回路形成や
組立・製作作業が困難となる場合が生じる。
説明する。光ファイバーと導波路の接合状態（接合断面
）は、通常一般に、第１（ａ）図（入光側模式図）、お
よび、第１（ｂ）図（出光側模式図）のようである。一
般に入光側の光ファイバコア幅りの方が光フアイバーコ
ア径により大きい。従って、大光ファイバー７からの光
が光ファイバ２に入光する時の幅方向での損失は理論的
にゼロにできる。しかし、厚さ方向については、導波路
コアの厚さＴの如何によって斜線で示した部分の光の損
失をなくすことはできない。この光損失は導波路のコア
の厚さＴを光フアイバーコア径により大きくする（Ｔ＞
Ｋ）ことによって理論的にはゼロになるが、出光側で損
失が発生する。従って、光損失の少ない光分岐器を製造
するためには、先ず、導波路コア厚さＴを最適値に選定
・設計して形状損失の低減を図らなければならない。出
光側では、光導波路のコア幅Ｗが光フアイバーコア径Ｋ
に内接する寸法以下であれば、光導波路３からの出射光
は、すべて光ファイバー７に入り形状損失は発生しない
。しかし、導波路コア厚さＴを光フアイバーコア径Ｋに
極めて近い値に設定すると［第１（ｂ）図、点線コム光
側での光損失は低減するが、光導波路の幅Ｗを導波路の
コア厚さＴに対してあまり小さく設計すると回路形成や
組立・製作作業が困難となる場合が生じる。
光分岐器の形状損失を低減するためには、光フアイバー
コア径Ｋに対応して導波路コア厚さＴと光導波路の幅Ｗ
との最適化を図らなければならないが、従来、試行錯誤
と経験に基づいてなされていたため容易なことではなか
った。
コア径Ｋに対応して導波路コア厚さＴと光導波路の幅Ｗ
との最適化を図らなければならないが、従来、試行錯誤
と経験に基づいてなされていたため容易なことではなか
った。
導波路の屈折率が中央部と周辺部で異なっていると、導
波路の終端でのパワーは、屈折率の値に対応して変化し
てしまう。即ち、十分長い導波路内を定状モードで伝搬
した光は、導波路の出力端では中央部で強く、周辺部で
弱くなって均一に分岐させることはできない。しかしな
がら、本発明者らは、光ファイバーを使用した光分岐器
の改良研究を実施した結果、光導波路の終端でのパワー
分布が、光ファイバの形状と長さと幅によって変化し、
それらの条件を最適化することによって分岐比の良好な
光分岐器を製作できることを見い出した。
波路の終端でのパワーは、屈折率の値に対応して変化し
てしまう。即ち、十分長い導波路内を定状モードで伝搬
した光は、導波路の出力端では中央部で強く、周辺部で
弱くなって均一に分岐させることはできない。しかしな
がら、本発明者らは、光ファイバーを使用した光分岐器
の改良研究を実施した結果、光導波路の終端でのパワー
分布が、光ファイバの形状と長さと幅によって変化し、
それらの条件を最適化することによって分岐比の良好な
光分岐器を製作できることを見い出した。
本発明者らは、低光損失でかつ分岐比の優れたＧｌ型の
マルチモード型光分岐器を製作するために、さらに鋭意
研究を進めた結果、光分岐器の回路構造、ならびに回路
構造と光フアイバーコア径との関係を関係式で表すこと
に成功して本発明を完成させた。
マルチモード型光分岐器を製作するために、さらに鋭意
研究を進めた結果、光分岐器の回路構造、ならびに回路
構造と光フアイバーコア径との関係を関係式で表すこと
に成功して本発明を完成させた。
本発明の目的は、ＧＩ型のマルチモード型光ファイバー
を使用した光分岐器の改良に関し、低光損失で分岐比の
優れた光分岐器を提供することにある。
を使用した光分岐器の改良に関し、低光損失で分岐比の
優れた光分岐器を提供することにある。
本発明の目的とする光分岐器は、第２図（模式図）に図
示したように、入党用光ファイバーが配列された入光部
１１と、入光した光を３以上の複数の系に分配（分岐）
する分岐部１２と、分岐された光を取り出すための出光
用光ファイバーが配列された出光部１３より構成されて
いる。入光部ＩＩには、１本の大光用光ファイバー７が
基板８の所定の位置に正しく取り付けられて固定されて
いる。基板８は、大光用光ファイバー７と分岐部１２と
の接合（結合）強度を補強するという機能をも併せて果
たしている。分岐部１２には、入光した光を３以上の複
数の系に分配（分岐）するための導波路１が基板９の所
定の位置に正しく取り付けられて固定されている。
示したように、入党用光ファイバーが配列された入光部
１１と、入光した光を３以上の複数の系に分配（分岐）
する分岐部１２と、分岐された光を取り出すための出光
用光ファイバーが配列された出光部１３より構成されて
いる。入光部ＩＩには、１本の大光用光ファイバー７が
基板８の所定の位置に正しく取り付けられて固定されて
いる。基板８は、大光用光ファイバー７と分岐部１２と
の接合（結合）強度を補強するという機能をも併せて果
たしている。分岐部１２には、入光した光を３以上の複
数の系に分配（分岐）するための導波路１が基板９の所
定の位置に正しく取り付けられて固定されている。
出光部１３には、分岐された光を取り出すた必の複数の
出光用光ファイバー７が基板１０の所定の位置に正しく
取り付けられて固定されている。基板１０は、出光用光
ファイバー７と分岐部１２との接合（結合）強度を補強
するという機能をも併せて果たしている。
出光用光ファイバー７が基板１０の所定の位置に正しく
取り付けられて固定されている。基板１０は、出光用光
ファイバー７と分岐部１２との接合（結合）強度を補強
するという機能をも併せて果たしている。
導波路１のコア厚さＴは実質的に均一である。
また、導波路１は、１本の光ファイバ２が、これに連続
して３本以上のＮ本の光導波路３に分割（分岐）された
構造に設計される（第３図）。
して３本以上のＮ本の光導波路３に分割（分岐）された
構造に設計される（第３図）。
光ファイバ２は、幅Ｄ、長さＭの直線導波路として、ま
た、光導波路３は、光ファイバ２の分岐部４から出光光
ファイバー７との接合部６まで、すなわち、光導波路３
０幅Ｗが全て実質的に均一になるように設計されている
。
た、光導波路３は、光ファイバ２の分岐部４から出光光
ファイバー７との接合部６まで、すなわち、光導波路３
０幅Ｗが全て実質的に均一になるように設計されている
。
本発明を実施するとき、分岐部１２の導波路、および、
光ファイバーの寸法が、次の関係式％式％ ［ここで、Ｔは導波路のコア厚さ、Ｋは光ファイバーの
コア径、Ｗは光導波路のコアの厚さ、Ｋは光ファイバの
コア径、Ｗは光ファイバの幅、Ｎは光導波路の分岐数（
Ｎ２２）を意味する］を満足するように設計されなけれ
ばならない。
光ファイバーの寸法が、次の関係式％式％ ［ここで、Ｔは導波路のコア厚さ、Ｋは光ファイバーの
コア径、Ｗは光導波路のコアの厚さ、Ｋは光ファイバの
コア径、Ｗは光ファイバの幅、Ｎは光導波路の分岐数（
Ｎ２２）を意味する］を満足するように設計されなけれ
ばならない。
上記の関係式を満足するように各部位の寸法を設計する
ことによって、光ファイバーと導波路の結合損失を極め
て小さくすることができ、光損失の少ない分岐比に優れ
た光分岐器を極めて容易に、しかも、工業的に大規模に
収率よく製造することができる。なお、上記（１）式、
および、（２）式は、導波路と光ファイバーの形状損失
との関係を示す式で、当該光ファイバーに対する導波路
のコア厚さＴと光導波路の幅Ｗとの許容範囲を求めるこ
とができる。
ことによって、光ファイバーと導波路の結合損失を極め
て小さくすることができ、光損失の少ない分岐比に優れ
た光分岐器を極めて容易に、しかも、工業的に大規模に
収率よく製造することができる。なお、上記（１）式、
および、（２）式は、導波路と光ファイバーの形状損失
との関係を示す式で、当該光ファイバーに対する導波路
のコア厚さＴと光導波路の幅Ｗとの許容範囲を求めるこ
とができる。
また、発明者らは、光損失と分岐比を改善方法について
詳細な検討を行い、過剰損失と分岐比が導波路１のコア
厚さＴと光導波路３の幅Ｗに密接な関係のあることを見
いだして第４図、および、第５図に例示する結果を得た
（第１図参照）。ここで、過剰損失とは、入射光強度Ｉ
。
詳細な検討を行い、過剰損失と分岐比が導波路１のコア
厚さＴと光導波路３の幅Ｗに密接な関係のあることを見
いだして第４図、および、第５図に例示する結果を得た
（第１図参照）。ここで、過剰損失とは、入射光強度Ｉ
。
とＮ本に分岐・分配された光の出射光強度の和ΣＩ、、
との関数であって、次式を意味する。
との関数であって、次式を意味する。
１゜
また、分岐比とは、Ｎ本の光導波路の出射光強度をｄＢ
単位で表した時の最大値と最小値の差を意味する。
単位で表した時の最大値と最小値の差を意味する。
また、上記の関係式（３）は、光分岐器の導波路寸法と
分岐比との関係を示す式で、当該光ファイバーに対する
光ファイバの寸法、即ち、幅りと長さＭの許容設計範囲
を求めることができる。発明者らは、分岐比の改善方法
について詳細な検討を行い、分岐比が光ファイバ２の幅
りと長さＭに密接な関係のあることを見いだし、第６図
、及び、第７図に例示する結果を得た（第２図参照）。
分岐比との関係を示す式で、当該光ファイバーに対する
光ファイバの寸法、即ち、幅りと長さＭの許容設計範囲
を求めることができる。発明者らは、分岐比の改善方法
について詳細な検討を行い、分岐比が光ファイバ２の幅
りと長さＭに密接な関係のあることを見いだし、第６図
、及び、第７図に例示する結果を得た（第２図参照）。
第６図、及び、第７図の関係は、実用範囲において、分
岐数Ｎ１および、光導波路の幅Ｗに無関係に成立し、Ｍ
／Ｄの値を１５≦Ｍ／Ｄ≦７０ 更に好ましくは、 １５≦Ｍ／Ｄ≦６０ の範囲内の値に選ぶことによって分岐比に優れた光分岐
器を、容易に、効率良く製造することができる。
岐数Ｎ１および、光導波路の幅Ｗに無関係に成立し、Ｍ
／Ｄの値を１５≦Ｍ／Ｄ≦７０ 更に好ましくは、 １５≦Ｍ／Ｄ≦６０ の範囲内の値に選ぶことによって分岐比に優れた光分岐
器を、容易に、効率良く製造することができる。
また、上記の関係式（４）は、分岐数Ｎと分枝導波路の
幅Ｗと、光ファイバの幅０との関係を表す式である。光
損失の少ない光分岐器を設計するためには、光ファイバ
の幅りを接合する光ファイバーのコア径にと同等以上（
Ｋ≦Ｄ＝Ｎ ＸＷ）の寸法に設計しなければならない。
幅Ｗと、光ファイバの幅０との関係を表す式である。光
損失の少ない光分岐器を設計するためには、光ファイバ
の幅りを接合する光ファイバーのコア径にと同等以上（
Ｋ≦Ｄ＝Ｎ ＸＷ）の寸法に設計しなければならない。
光ファイバの幅り、および、または、光導波路の幅Ｗの
選定が不適切であると光ファイバーと光ファイバ、およ
び、または、光導波路と光ファイバーとの形状不一致が
生じて結合損失が増加する。また、光導波路の幅Ｗを光
ファイバーのコア径によりも極端に小さく選ぶと、光フ
ァイバの幅りが光ファイバーのコア径によりも極端に小
さくなり、入光側での幅方向での形状損失による光損失
が発生するようになる。
選定が不適切であると光ファイバーと光ファイバ、およ
び、または、光導波路と光ファイバーとの形状不一致が
生じて結合損失が増加する。また、光導波路の幅Ｗを光
ファイバーのコア径によりも極端に小さく選ぶと、光フ
ァイバの幅りが光ファイバーのコア径によりも極端に小
さくなり、入光側での幅方向での形状損失による光損失
が発生するようになる。
上述したように、本発明は、導波路の材料の種類や、導
波路の製法に無関係に、導波路の断面形状が矩形となる
導波路を使用したマルチモード型光分岐器の全てに適用
することが可能である。
波路の製法に無関係に、導波路の断面形状が矩形となる
導波路を使用したマルチモード型光分岐器の全てに適用
することが可能である。
本発明の目的とする導波路の製作方法とじては、具体的
に例示すれば、特公昭５６−３５２２において開示され
た高分子マトリックス中での光反応性モノマーの選択重
合によって高分子導波路を形成する方法、特願平１−７
８３０１において開示された多孔質ガラスへの金属塩ド
ーピングによりガラス導波路を形成する方法などがあげ
られる。
に例示すれば、特公昭５６−３５２２において開示され
た高分子マトリックス中での光反応性モノマーの選択重
合によって高分子導波路を形成する方法、特願平１−７
８３０１において開示された多孔質ガラスへの金属塩ド
ーピングによりガラス導波路を形成する方法などがあげ
られる。
本発明は、Ｇｌ型光ファイバーに適した高性能光分岐器
を得ることにある。従来、導波路の設計は、試行錯誤と
経験に基すいて詳細設計がなされていたが、本発明によ
って、容易に最適設計をすることが可能となり、高品質
・高性能の光分岐器を好収率に製造して提供することが
可能となった。
を得ることにある。従来、導波路の設計は、試行錯誤と
経験に基すいて詳細設計がなされていたが、本発明によ
って、容易に最適設計をすることが可能となり、高品質
・高性能の光分岐器を好収率に製造して提供することが
可能となった。
以下、本発明について実施例を示して、その効果を更に
具体的に、かつ詳細に説明する。なお、以下に例示する
実施例は具体的に説明するためのものであって、本発明
の実施態様や発明範囲を限定するものとしては意図され
ていない。
具体的に、かつ詳細に説明する。なお、以下に例示する
実施例は具体的に説明するためのものであって、本発明
の実施態様や発明範囲を限定するものとしては意図され
ていない。
実施例１〜３
■フォトマスクの設計
コア径Ｋが５０μｍのＧｌファイバー用の４分岐器用の
全長３Ｑｍｍ、光導波路幅Ｗ ２５μｍ（Ｗ／に判、５
）、光ファイバの幅０１００μｍ（２５Ｘ４μｍ）、長
さＭ １０ｍｍの回路構造を持った石英フォトマスクを
製作した（第３図参照）。
全長３Ｑｍｍ、光導波路幅Ｗ ２５μｍ（Ｗ／に判、５
）、光ファイバの幅０１００μｍ（２５Ｘ４μｍ）、長
さＭ １０ｍｍの回路構造を持った石英フォトマスクを
製作した（第３図参照）。
■導波路の製作
第８図は、本発明に用いた高分子導波路の製作工程を示
す模式図である。光反応性モノマーとしてアクリル酸メ
チノペ光重合開始剤としてベンゾインエチルエーテルを
含むポリカーボネートフィルム２０を作製〔第８図（イ
）参照〕した。ここに得たフィルムに、上記■で製作し
たフォトマスク２１を重ねて、常法に従って紫外線露光
を行い露光部２２のアクリル酸メチルモノマーを光重合
させた〔第８図（ロ）参照〕。
す模式図である。光反応性モノマーとしてアクリル酸メ
チノペ光重合開始剤としてベンゾインエチルエーテルを
含むポリカーボネートフィルム２０を作製〔第８図（イ
）参照〕した。ここに得たフィルムに、上記■で製作し
たフォトマスク２１を重ねて、常法に従って紫外線露光
を行い露光部２２のアクリル酸メチルモノマーを光重合
させた〔第８図（ロ）参照〕。
次いで、常法に従って非露光部２３のアクリル酸メチル
モノマーを真空乾燥して除去〔第８図（ハ）参照〕して
、非露光部２３がポリカーボネートの単独相（高屈折率
のコアになる）で露光部２２がポリカーボネートとアク
リル酸メチルポリマーの混合相（低屈折率のクラッドに
なる）のポリマーフィルムを得た。
モノマーを真空乾燥して除去〔第８図（ハ）参照〕して
、非露光部２３がポリカーボネートの単独相（高屈折率
のコアになる）で露光部２２がポリカーボネートとアク
リル酸メチルポリマーの混合相（低屈折率のクラッドに
なる）のポリマーフィルムを得た。
此処に得たポリマーフィルムの表面、および、裏面に、
常法に従って非露光部２３よりも低屈折率の相２４を形
成させて〔第８図（ニ）参照〕表裏方向のクラッド２４
として表１の導波路を製作した。
常法に従って非露光部２３よりも低屈折率の相２４を形
成させて〔第８図（ニ）参照〕表裏方向のクラッド２４
として表１の導波路を製作した。
表 １
■光分岐器の組立
（分岐部の製作）
導波路を形成したフィルムを、接着剤で基板に固定した
後、両側を切断したのち光学的に平坦となるまで研磨し
て、光ファイバの長さＭが５ ＋ｔ＋ｍ （Ｍ／Ｄ＝５
０）、全長２５ｍｍの分岐部１２を作製した。このよう
な導波路の補強に用いる基板としては、例えば、特願昭
６３−８５１５４に開示されている導波路を配置固定す
るための貫通孔を持つ構造のものを使用するのが好まし
い。このような基板を採用することによって強固で、か
つ、性能の優れた光分岐器を製作することができる。
後、両側を切断したのち光学的に平坦となるまで研磨し
て、光ファイバの長さＭが５ ＋ｔ＋ｍ （Ｍ／Ｄ＝５
０）、全長２５ｍｍの分岐部１２を作製した。このよう
な導波路の補強に用いる基板としては、例えば、特願昭
６３−８５１５４に開示されている導波路を配置固定す
るための貫通孔を持つ構造のものを使用するのが好まし
い。このような基板を採用することによって強固で、か
つ、性能の優れた光分岐器を製作することができる。
（入光部および出光部の製作）
１本の光フアイバー素線を基板のほぼ中央部の所定の位
置に配置し、常法に従って接着剤で固定して入光部１１
を製作した。また、同様にして４本の光フアイバー素線
を基板上に隣り同士が相接するように配置し、接着剤で
固定して出光部１３を製作した。
置に配置し、常法に従って接着剤で固定して入光部１１
を製作した。また、同様にして４本の光フアイバー素線
を基板上に隣り同士が相接するように配置し、接着剤で
固定して出光部１３を製作した。
（接 続）
光学微動台上において１分岐部１２の両側に入光部１１
、および、出光部１３を配置して入光部より波長０．８
５μｍの光を入射して出光部１３からの出射光強度の和
が最小で、かつ、４本の出射光強度が均等になるように
位置調整して最適化したのち、接着剤を入光部１１と分
岐部１２の間、および、出光部１３と分岐部１２の間に
塗布して接着し、光分岐器１４を製作した。
、および、出光部１３を配置して入光部より波長０．８
５μｍの光を入射して出光部１３からの出射光強度の和
が最小で、かつ、４本の出射光強度が均等になるように
位置調整して最適化したのち、接着剤を入光部１１と分
岐部１２の間、および、出光部１３と分岐部１２の間に
塗布して接着し、光分岐器１４を製作した。
■測 定
安藤電気■製ＬＥＤ光源（ＡＱ−１３０４型）、および
、安藤電気■製光パワーメータ（ＡＱ−１１１１型）を
使用して、常法に従って試料光分岐器の出力光強度（光
源二波長０．８５μｍのＬＥＤ光）の測定を行い第４図
（○、△）の結果を得た。
、安藤電気■製光パワーメータ（ＡＱ−１１１１型）を
使用して、常法に従って試料光分岐器の出力光強度（光
源二波長０．８５μｍのＬＥＤ光）の測定を行い第４図
（○、△）の結果を得た。
実施例４〜７
■フォトマスクの設計
コア径にが５０μｍのＧｌファイバー用の４分岐器用の
全長３０ｍｍ、光ファイバの長さＭ １０ｍｍ、光導波
路の幅Ｗ１および、光ファイバの幅りが表２の回路構造
を持った石英フォトマスクを製作した。
全長３０ｍｍ、光ファイバの長さＭ １０ｍｍ、光導波
路の幅Ｗ１および、光ファイバの幅りが表２の回路構造
を持った石英フォトマスクを製作した。
〔以下空白］
表 ２
■導波路の製作
実施例１と同様にして高分子導波路を製作した。導波路
コアの厚さＴは全て４０μｍとした。
コアの厚さＴは全て４０μｍとした。
従って、導波路コアの厚さＴと光フアイバーコアの径に
との比Ｔ／には全て０．８であった。
との比Ｔ／には全て０．８であった。
■光分岐器の組立
光ファイバの長さＭと幅りの比Ｍ／Ｄは全て５０となる
ように光ファイバの長さを切断して実施例１と同様にし
て光分岐器を製作した。
ように光ファイバの長さを切断して実施例１と同様にし
て光分岐器を製作した。
■測定
実施例１と同様にして測定を行い、第５図（○、△）の
結果を得た。
結果を得た。
実施例８〜１２
■フォトマスクの設計
実施例５に用いたフォトマスクを使用した。
■導波路の製作
実施例１と同様にして導波路コアの厚さ７４０μｍ （
Ｔ／に＝０．８）の高分子導波路を製作した。
Ｔ／に＝０．８）の高分子導波路を製作した。
■光分岐器の組立
光ファイバの長さＭが、表３に示した値になるように光
ファイバを切断して実施例１と同様にして光分岐器を製
作した。
ファイバを切断して実施例１と同様にして光分岐器を製
作した。
表 ３
■測定
実施例１と同様にして測定を行い、第６図○印の結果を
得た。
得た。
実施例１３〜１７
■フォトマスクの設計
コア径Ｋが５０μｍのＧｌファイバー用の６分岐器用と
して、全長が４９ｍｍで、光導波路の幅Ｗ ４０μｍ、
光ファイバの幅０２４０μｍ、長さＭ２２ｍｍの石英フ
ォトマスクを製作した。
して、全長が４９ｍｍで、光導波路の幅Ｗ ４０μｍ、
光ファイバの幅０２４０μｍ、長さＭ２２ｍｍの石英フ
ォトマスクを製作した。
■導波路の製作
実施例１と同様にして高分子導波路を製作した。導波路
コアの厚さＴは、実施例８と同じ４０μｍとした。
コアの厚さＴは、実施例８と同じ４０μｍとした。
■光分岐器の組立
光ファイバの長さＭが表４に示した値になるように光フ
ァイバを切断して実施例１と同様にして光分岐器を製作
した。
ァイバを切断して実施例１と同様にして光分岐器を製作
した。
表
■測 定
実施例１と同様にして測定を行い、第７図○印の結果を
得た。
得た。
比較例１〜４
実施例１のフォトマスクを用いて、導波路コアの厚さＴ
が、３０ μｍ （Ｔ／に＝０．６）、３３ μｍ （
Ｔ／に＝０゜６５）、４５ μｍ （Ｔ／に＝０．９）
、および、４８ μｍ （Ｔ／に＝０゜９５）の４分岐
器を製作し、実施例１と同様にして測定を行い第４図（
・、ム）の結果を得た。
が、３０ μｍ （Ｔ／に＝０．６）、３３ μｍ （
Ｔ／に＝０゜６５）、４５ μｍ （Ｔ／に＝０．９）
、および、４８ μｍ （Ｔ／に＝０゜９５）の４分岐
器を製作し、実施例１と同様にして測定を行い第４図（
・、ム）の結果を得た。
比較例５〜６
コア径Ｋが５０μｍのＧＩファイバー用の４分岐器用と
して、全長が３０ｍｍで、光導波路の幅Ｗ １３μｍ（
Ｔ／に＝０．２５）と４５ μｍ （Ｔ／に＝０．９）
の石英フォトマスクを製作し、実施例１と同様にして導
波路を製作して測定を行い、第５図（・、ム）の結果を
得た。なお、導波路コアの厚さＴは、全て４０μｍとし
た。また、光ファイバの長さＭと幅りの比Ｍ／Ｄは、全
て実施例４〜７と同じ５０ とした。
して、全長が３０ｍｍで、光導波路の幅Ｗ １３μｍ（
Ｔ／に＝０．２５）と４５ μｍ （Ｔ／に＝０．９）
の石英フォトマスクを製作し、実施例１と同様にして導
波路を製作して測定を行い、第５図（・、ム）の結果を
得た。なお、導波路コアの厚さＴは、全て４０μｍとし
た。また、光ファイバの長さＭと幅りの比Ｍ／Ｄは、全
て実施例４〜７と同じ５０ とした。
比較例７〜９
実施例１の方法に従って、実施例５のフォトマスクを用
いて導波路を作製し、光ファイバの長さＭが０．７ｍｍ
（Ｍ／Ｄ＝７）、１ｍｍ （Ｍ／Ｄ＝１０）、および
、９ｍｍ （Ｍ／Ｄ・９０）の光分岐器を製作して測定
を行い第６図・印の結果を得た。
いて導波路を作製し、光ファイバの長さＭが０．７ｍｍ
（Ｍ／Ｄ＝７）、１ｍｍ （Ｍ／Ｄ＝１０）、および
、９ｍｍ （Ｍ／Ｄ・９０）の光分岐器を製作して測定
を行い第６図・印の結果を得た。
比較例１０〜１２
実施例１３で使用したフォトマスクを用いて導波路を製
作し、光ファイバの長さＭが１，７ｍｍ（Ｍ／Ｄ＝７＞
、２．４ｍｍ （Ｍ／Ｄ＝１０）、および、２１．６ｍ
ｍ （Ｍ／１）＝９０）の光分岐器を製作して測定を行
い第７図・印の結果を得た。
作し、光ファイバの長さＭが１，７ｍｍ（Ｍ／Ｄ＝７＞
、２．４ｍｍ （Ｍ／Ｄ＝１０）、および、２１．６ｍ
ｍ （Ｍ／１）＝９０）の光分岐器を製作して測定を行
い第７図・印の結果を得た。
比較例１３〜１４
コア径が５０μｍのＧｌ型ファイバー用の８分岐器用と
して、全長が３０ｍｍで、出力側の８本の光導波路の内
、最外側の２本の幅Ｗが２９μｍで内側の６本の幅Ｗが
２５μｍのフォトマスク（光ファイバの幅０２０８μｍ
、長さＭ １０ｍｍ）を用いて、実施例１と同様にして
導波路を製作した。
して、全長が３０ｍｍで、出力側の８本の光導波路の内
、最外側の２本の幅Ｗが２９μｍで内側の６本の幅Ｗが
２５μｍのフォトマスク（光ファイバの幅０２０８μｍ
、長さＭ １０ｍｍ）を用いて、実施例１と同様にして
導波路を製作した。
次いで、実施例１と同様にして光ファイバの長さＭが１
．０ｒｏｍ （Ｍ／［１＝５）、および、３．７ｍｍ
（Ｍ／Ｄ；１８）の光分岐器を製作し、光導波路の出力
光強度を測定して第９図の結果を得た。
．０ｒｏｍ （Ｍ／［１＝５）、および、３．７ｍｍ
（Ｍ／Ｄ；１８）の光分岐器を製作し、光導波路の出力
光強度を測定して第９図の結果を得た。
本発明によれば、光通信機器や光計測機器等で使用され
ている光ファイバーのコア径に最も適した光損失の少な
い分岐比に優れた光分岐器を、経験と熟練を要すること
なく、誰でも容易に最適設計をすることが可能であり、
高品質・高性能の光分岐器を好収率に製造して提供する
ことが出来る。
ている光ファイバーのコア径に最も適した光損失の少な
い分岐比に優れた光分岐器を、経験と熟練を要すること
なく、誰でも容易に最適設計をすることが可能であり、
高品質・高性能の光分岐器を好収率に製造して提供する
ことが出来る。
第１図は光ファイバーと光導波路との形状不一致による
形状損失発生状況を模式的に示したものである。第２図
は本発明の光分岐器を示す斜視図であり、第３図は本発
明の光回路パターンを模式的に示した平面図である。 第４図は導波路コア厚さと過剰損失、分岐比との関係を
、第５図は光導波路幅と過剰損失、分岐比の関係を示し
たものである。 第６図は４分岐器の光ファイバの長さと幅の比に対する
分岐比の関係を示し、第７図は６分岐器の光ファイバの
長さと幅の比に対する分岐比の関係を示したものである
。 第８図は本発明に用いた高分子導波路の製作工程を模式
的に示したものである。 第９図はポート幅の異なる光分岐器の出光ポート別の光
強度を示した図である。
形状損失発生状況を模式的に示したものである。第２図
は本発明の光分岐器を示す斜視図であり、第３図は本発
明の光回路パターンを模式的に示した平面図である。 第４図は導波路コア厚さと過剰損失、分岐比との関係を
、第５図は光導波路幅と過剰損失、分岐比の関係を示し
たものである。 第６図は４分岐器の光ファイバの長さと幅の比に対する
分岐比の関係を示し、第７図は６分岐器の光ファイバの
長さと幅の比に対する分岐比の関係を示したものである
。 第８図は本発明に用いた高分子導波路の製作工程を模式
的に示したものである。 第９図はポート幅の異なる光分岐器の出光ポート別の光
強度を示した図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 入光用光ファイバーが配列された入光部と、入光した光
を３以上の複数の系に分配（分岐）する分岐部と、分岐
された光を取り出す出光用光ファイバーが配列された出
光部より構成される光分岐器において、分岐部の光導波
路、及び光ファイバーが、次の関係式 （１）０．７≦Ｔ／Ｋ≦０．８５ （２）０．３５≦Ｗ／Ｋ≦０．８０ （３）１５≦Ｍ／Ｄ≦７０ （４）Ｄ＝Ｎ×Ｗ ［ここで、Ｔは光導波路のコアの厚さ、Ｋは光ファイバ
のコア径、Ｗは分岐導波路の幅、Ｍは主線導波路の長さ
、Ｄは主線導波路の幅、Ｎは分岐導波路の分岐数（Ｎ≧
３）を意味する］を満足する寸法に設計されている光分
岐器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294908A JP3066868B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光分岐器 |
| US07/610,680 US5091986A (en) | 1989-11-15 | 1990-11-08 | Optical divider for multimode optical fiber systems |
| CA002029608A CA2029608C (en) | 1989-11-15 | 1990-11-08 | Optical divider for multimode optical fiber systems |
| EP90121510A EP0428951B1 (en) | 1989-11-15 | 1990-11-09 | Optical divider for multimode optical fiber systems |
| DE69011817T DE69011817T2 (de) | 1989-11-15 | 1990-11-09 | Optischer Verteiler für multimodale faseroptische Systeme. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1294908A JP3066868B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光分岐器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156407A true JPH03156407A (ja) | 1991-07-04 |
| JP3066868B2 JP3066868B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=17813814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294908A Expired - Lifetime JP3066868B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光分岐器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5091986A (ja) |
| EP (1) | EP0428951B1 (ja) |
| JP (1) | JP3066868B2 (ja) |
| CA (1) | CA2029608C (ja) |
| DE (1) | DE69011817T2 (ja) |
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| US5255336A (en) * | 1992-04-20 | 1993-10-19 | Hoechst Celanese Corp. | Injection molded optical coupling elements |
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