JPH04367804A - 光分波回路 - Google Patents

光分波回路

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JPH04367804A
JPH04367804A JP14455491A JP14455491A JPH04367804A JP H04367804 A JPH04367804 A JP H04367804A JP 14455491 A JP14455491 A JP 14455491A JP 14455491 A JP14455491 A JP 14455491A JP H04367804 A JPH04367804 A JP H04367804A
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JP
Japan
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waveguide
directional coupler
loopback
monitor light
circuit
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14455491A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsutomu Kito
勤 鬼頭
Hiroyuki Suda
裕之 須田
Masashi Yamaguchi
真史 山口
Masao Kawachi
河内 正夫
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、製作が容易で、且つ、
高信頼化,低損失化,小型化となるように改良した光分
波回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光分波回路は、モニタ光を反射し、信号
光を透過する機能を有する光導波回路であり、本回路を
、ネットワークの端末の前に挿入することにより、TD
R(Time Domain Reflectomet
er)を使うことなく線路状況を常時、把握することが
できる。この為、光分波回路により、経済的なネットワ
ークを構成できると共に信頼性の高いサービスを提供す
ることが期待できる。
【0003】従来の光分波回路を図8に示す。同図に示
すようにネットワークに接続する左側を入力ポート、端
末に接続する右側を出力ポートとする。図中、1はクラ
ッド、2,3は主導波路、4はループバック用導波路、
5,6は波長分離回路である。ここで、波長分離回路5
,6は、波長λ1 の光をクロスポートへ分波し、波長
λ2 の光をスルーポートへ通過する波長特性を有する
【0004】光分波回路の製作は、SiCl4,GeC
l4,TiCl4,POCl3,BCl3の塩化物を出
発材料として、例えば図9に示すように、シリコン等の
基板7上にクラッドガラス層8、コアガラス層9を順次
堆積し、次いでエッチング加工によりコア部以外のコア
層をエッチングして光が伝搬する導波路2,3,4,5
,6を形成し、その後にクラッドガラス層10を堆積す
ることにより行なわれている(特開昭58−10511
1号)。
【0005】このような構成における光分波回路の機能
について説明する。主導波路1の入力ポートから入射し
た波長λ1 のモニタ光は、波長分離回路5で分波しク
ロスポートへ出力され、ループバック用導波路4を伝播
する。ループパック用導波路4は、約180度曲がって
いる。ループバック用導波路4を伝播したモニタ光は、
波長分離回路6で分波してクロスポートへ出力され、主
導波路3の入力ポートへ戻されていく。
【0006】一方、主導波路2の入力ポートから伝搬し
た波長λ2 の信号光は、波長分離回路5を透過してス
ルーポートへ出力され、主導波路2の出力ポートへ伝播
していく。また、主導波路2の出力ポートから入射した
信号光は、入力ポートから伝搬する場合と同じ経路を逆
方向に通り、主導波路2の入力ポートから出射する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した構成の光分波
回路は、ループバック用導波路4によって波長λ1 の
モニタ光の伝搬方向を転換する必要がある為、ループバ
ック用導波路4は所定の曲率半径で湾曲させる必要があ
る。しかしながら、図10に示すようにループバック用
導波路4の曲率半径Rとしたとき、主導波路1,2の間
隔は2R程度となる。一般に、光導波路は急激な曲り部
で放射損失を生じる。従って、放射損失を抑える為には
、曲率半径Rとしては50mm以上が要求され、回路寸
法は2R=100mmとなり小型化を実現することは極
めて困難である。
【0008】仮に、小型化を実現するため曲率半径Rを
1mm程度とすると、曲り部での放射損失を抑えるため
には、光導波路のコア・クラッド間の比屈折率差Δを2
%程度以上、コア部の断面寸法を1μm程度としなけれ
ばならず、光伝送用の石英系単一モード光ファイバ(Δ
=0.2〜1%,コア直径=5〜10μm)との整合性
が悪いという欠点が残る。本発明は、上記従来技術に鑑
みて成されたものであり、その目的は、小型、軽量性に
優れた光分波回路を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の第一の構成は信号光及びモニタ光が入力ポートか
ら入射する主導波路と、折り返し部分を有するループバ
ック用導波路と、前記主導波路を伝播するモニタ光のみ
を前記ループバック用導波路に分波する波長分離回路と
、前記ループバック用導波路の折り返し部分に折り返し
回路として直列に連結される方向性結合器と反射鏡とを
有することを特徴とする。上記目的を達成する本発明の
第二の構成は信号光及びモニタ光が入力ポートから入射
する第一の主導波路と、折り返し部分を有するループバ
ック用導波路と、前記主導波路を伝播するモニタ光のみ
を前記ループバック用導波路に分波する波長分離回路と
、前記ループバック用ファイバを伝播したモニタ光を第
二の主ファイバの入力ポートへ分波する波長分離回路と
、前記ループバック用導波路の折り返し部分に折り返し
回路として直列に連結される方向性結合器と反射鏡とを
有することを特徴とする。また、前記導波路はシリコン
基板上に形成されてなる石英系ガラス単一モード光導波
路とすることができる。
【0010】
【実施例】以下、本発明について、図面に示す実施例に
基づいて具体的に説明する。尚、前述した従来技術と同
一部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 (実施例1)図1は本発明の第一の実施例に係る光分波
回路を示す。図中、1はクラッド、2は主導波路、12
は結合率50%の方向性結合器、13は反射鏡、14a
,14bはループバック用導波路、11は波長分離用方
向性結合器である。ここで、波長分離用方向性結合器1
1は、図2に示すように、波長λ1 の光をクロスポー
トへ出力し、波長λ2 の光をスルーポートへ出力する
波長特性を有する。方向性結合器12、反射鏡13は折
り返し回路を構成し、ループバック用導波路14a,1
4bの折り返し部分に直列に設けられている。本実施例
において、主導波路2は信号光の伝送路として、また、
導波路14bはモニタ光の伝送路として使用される。モ
ニタ光は、障害を監視するために使用されるものである
【0011】このような構成の光回路の機能について説
明する。主導波路2の入力ポートから入射した波長λ1
 のモニタ光は、方向性結合器11で分波してクロスポ
ートへ出力され、ループバック用導波路14aを伝播し
た後、方向性結合器12、反射鏡13に至る。折り返し
回路である方向性結合器12と反射鏡13との共同作用
で、モニタ光は、ループバック用導波路14bへ折り返
して伝播される。即ち、反射鏡13においては鏡像の原
理により、方向性結合器12の鏡像が形成される。この
為、図中、左側から方向性結合器及びその鏡像を見ると
、二個の方向性結合器が直列したものと等価となる。 この為、ループバック用導波路14aを伝播したモニタ
光は、実質的に二個の方向性結合器によりループバック
用導波路14bへ結合されることになる。ここで、方向
性結合器12の結合率は50%であるので、モニタ光の
100%がループバック用ファイバ14bに結合するこ
とになる。
【0012】一方、主導波路2の入力ポートから伝播す
る波長λ2 の信号光は、方向性結合器11を透過して
スルーポートへ出力し、主導波路2の出力ポートへ伝搬
していく。 (実施例2)図3は本発明の第三の実施例に係る光分波
回路の構成図である。図中、1はクラッド、2,3は主
導波路、12は結合率50%の方向性結合器、13は反
射鏡、14a,14bはループバック用導波路、11,
15は波長分離用方向性結合器である。波長分離用方向
性結合器11及び15の波長特性は第1の実施例で示す
ように波長λ1 の光をクロスポートへ出力し、波長λ
2 の光をスルーポートへ出力する。方向性結合器12
、反射鏡13は折り返し回路を構成し、ループバック用
導波路14a,14bの折り返し部分に直列に接続して
いる。 本実施例の光分波回路は、左右対称な構成である為、主
導波路2,3の何れか一方を信号光の伝送路とし、他方
をモニタ光の伝送路とすることができる。例えば、主導
波路2を信号光の導波路、主導波路3をモニタ光の導波
路とした場合の動作について説明する。
【0013】主導波路2の入力ポートから入射した波長
λ1 のモニタ光は、方向性結合器11で分波してクロ
スポートへ出力され、ループバック用導波路14aを伝
播した後、方向性結合器12、反射鏡13に至る。折り
返し回路である方向性結合器12と反射鏡13との共同
作用で、モニタ光は、ループバック用導波路14bへ折
り返して伝播される。前述したように折り返し回路にお
いては鏡像の原理により実質的に二個の方向性結合器が
形成されるため、モニタ光の100%がループバック用
導波路14bに折り返して伝播される。
【0014】一方、主導波路2の入力ポートから伝播す
る波長λ2 の信号光は、方向性結合器11を透過して
スルーポートへ出力し、主導波路2の出力ポートへ伝搬
していく。 (実施例3)図4は本発明の第三の実施例に係る光分波
回路の構成図である。図中、1はクラッド、2,3は主
導波路、12は結合率50%の方向性結合器、13は反
射鏡、14a,14bはループバック導波路、16,1
7は波長分離用マッハツェンダ干渉計である。ここで、
マッハツェンダ干渉計16,17は、図5に示すように
2個の方向性結合器18,19と微小な光路長差ΔLを
有する2本のアーム導波路20,21により構成される
【0015】マッハツェンダ干渉計16,17は、第1
の実施例で示した波長分離用方向性結合器と同様の波長
特性が得られる為(小湊他:「MZ干渉計で構成した導
波型光WDM回路」,信学会論文誌,vol.J73−
Cl,pp.354−359,1990)、本実施例に
おいても、前述した第二の実施例と基本的に同様に動作
するものである。 (実施例4)図6は本発明の第四の実施例に係る光分波
回路の構成図である。図中、1はクラッド、2,3は主
導波路、12は結合率50%の方向性結合器、14a,
14bはループバック導波路、16,17は波長分離用
マッハツェンダ干渉計、22は波長選択反射フィルムで
ある。第一〜第三の実施例では、波長分離回路11の消
光比が劣化し、クロスポートに信号光が洩れた場合、折
返し回路によって伝送路2の入力ポートへ再び信号光が
戻されてしまう虞がある。
【0016】このような戻り光は信号源であるレーザ・
ダイオードの発振スペクトルを不安定にする問題が生じ
る。そこで、本実施例では、反射鏡として信号光を透過
しモニタ光を反射する波長選択反射フィルタ22を適用
することで上記の問題点を改善した。 (実施例5)図7は本発明の第五の実施例に係る光分波
回路の構成図である。図中、1はクラッド、2は主導波
路、12は50%結合の方向性結合器、14a,14b
はループバック導波路、16は波長分離用マッハツェン
ダ干渉計である。
【0017】前述した実施例において、波長分離用マッ
ハツェンダ干渉計16の消光比が劣化し、クロスポート
に信号光が洩れた場合、折返し回路によって伝送路2の
入力ポートへ再び信号光が戻されてしまう虞がある。そ
こで、本実施例では光導波路14aに信号光カットフィ
ルタ23を挿入することで上記の問題点を改善した。 尚、上記実施例では、波長分離用光導波回路として光方
向性結合器、マッハツェンダ干渉計を用いたが、交差導
波路、および2モード結合器等の他の波長分離用導波光
回路を使用しても良いものである。また、前記導波路と
してはシリコン基板上に形成されてなる石英系ガラス単
一モード光導波路を使用することができる。
【0018】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明は、ループバック用導波路を湾曲させ
ずに、折り返し部分を有する構造とすると共に折り返し
部分に折り返し回路として方向性結合器及び反射鏡を設
ける構造としたので、低挿入損失,小型,生産性に優れ
た光分波回路を提供できる利点がある。即ち、ループバ
ック用導波路を湾曲させない為、集積化が図られる結果
、小型、軽量となり、更に、回路が小型なため、スルー
フットも向上し生産性の観点からも優れている。特に本
発明では、反射鏡の鏡像の原理により、方向性結合器の
鏡像を形成したので、実質的に二つの方向性結合器を設
けたと等価な効果があり、結合効率が向上する利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施例に係る光分波回路を示す
構成図である。
【図2】波長分離用方向性結合器の波長特性を説明する
説明図である。
【図3】本発明の第二の実施例に係る光分波回路を示す
構成図である。
【図4】本発明の第三の実施例に係る光分波回路を示す
構成図である。
【図5】波長分離用マッハツェンダ干渉計を説明する説
明図である。
【図6】本発明の第四の実施例に係る光分波回路を示す
構成図である。
【図7】本発明の第五の実施例に係る光分波回路を示す
構成図である。
【図8】従来の光分波回路の構成図である。
【図9】シリコン基板への光導波回路製作工程を示す工
程図である。
【図10】従来の光分波回路の構造を示す説明図である
【符号の説明】
1  クラッド 2  主導波路 3  主導波路 4  ループパック用曲り導波路 5  波長分離回路 6  波長分離回路 7  シリコン等の基板 8  下部クラッド層 9  コア 10  上部クラッド層 11  波長分離用方向性結合器 12  方向性結合器(結合率50%)13  反射鏡 14  ループバック導波路 15  波長分離用方向性結合器 16  波長分離用マッハツェンダ干渉計17  波長
分離用マッハツェンダ干渉計18  方向性結合器 19  方向性結合器 20  アーム導波路 21  アーム導波路 22  波長選択反射フィルタ 23  信号光カットフィルタ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  信号光及びモニタ光が入力ポートから
    入射する主導波路と、折り返し部分を有するループバッ
    ク用導波路と、前記主導波路を伝播するモニタ光のみを
    前記ループバック用導波路に分波する波長分離回路と、
    前記ループバック用導波路の折り返し部分に折り返し回
    路として直列に連結される方向性結合器と反射鏡とを有
    することを特徴とする光分波回路。
  2. 【請求項2】  信号光及びモニタ光が入力ポートから
    入射する第一の主導波路と、折り返し部分を有するルー
    プバック用導波路と、前記主導波路を伝播するモニタ光
    のみを前記ループバック用導波路に分波する波長分離回
    路と、前記ループバック用ファイバを伝播したモニタ光
    を第二の主ファイバの入力ポートへ分波する波長分離回
    路と、前記ループバック用導波路の折り返し部分に折り
    返し回路として直列に連結される方向性結合器と反射鏡
    とを有することを特徴とする光分波回路。
  3. 【請求項3】  請求項1又は2において、前記導波路
    はシリコン基板上に形成されてなる石英系ガラス単一モ
    ード光導波路であることを特徴とする光分波回路。
JP14455491A 1991-06-17 1991-06-17 光分波回路 Withdrawn JPH04367804A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0649038A1 (en) * 1993-10-14 1995-04-19 Nec Corporation Optical waveguide mirror

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0649038A1 (en) * 1993-10-14 1995-04-19 Nec Corporation Optical waveguide mirror
US5546488A (en) * 1993-10-14 1996-08-13 Nec Corporation Waveguide-type optical path converter for converting a propagation direction of a light

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