JPH0519138A - フアイバ型立体光回路 - Google Patents

フアイバ型立体光回路

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JPH0519138A
JPH0519138A JP19853091A JP19853091A JPH0519138A JP H0519138 A JPH0519138 A JP H0519138A JP 19853091 A JP19853091 A JP 19853091A JP 19853091 A JP19853091 A JP 19853091A JP H0519138 A JPH0519138 A JP H0519138A
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JP
Japan
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optical coupling
cores
optical
fiber
core
Prior art date
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Pending
Application number
JP19853091A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Matsuda
美一 松田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Furukawa Electric Co Ltd filed Critical Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作に当って高価な装置と面倒な工程を必要
とせず、コア同士の不要な交差による伝送損失が生じな
いファイバ型立体光回路を提供する。 【構成】 互いに光結合しない独立なコア1が3個以上
クラッド内に配置されているファイバ2のうち、光伝送
方向に適宜間隔離した2か所以上に2本のコア1同士を
接近させて光結合が生じる光結合部3を設けた光回路に
おいて、二以上の光結合部3のうち、隣り合うコア1同
士の光結合部3は同コア1の配列方向に互いに接近し、
一本以上のコア1を飛び越えたコア1同士の光結合部3
はコア1の配列方向と垂直方向に互いに接近させた。光
ファイバ2のうち隣り合う光結合部3の間に、同間を通
る光波の位相をシフトする位相差制御領域4を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ通信、光ファ
イバセンサー、及び光情報処理等の分野において、光の
分岐、結合あるいは切り替えに使用されるファイバ型立
体光回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光の分岐、結合等に使用される光回路と
して、従来は導波路型平面光回路があった。この導波路
型平面光回路は例えば図5に示すように4×4光カプラ
として使用されている。同図において8a,8b,8
c,および8dは矩形状のコア、9はそれらを取り囲む
クラッドであり、それらは基板10の上に堆積および微
細加工によって形成されている。同図の11a,11
b,11c,および11dは光結合部であり、このうち
二つの光結合部11a、11bは隣接するコア8aと8
b、8cと8dを互いに並行に接近させてあり、他の一
つの光結合部11cはコア8cとコア8bを飛び越えた
コア8aとを互いに接近させてあり、更に、他の光結合
部11dはコア8bとコア8cを飛び越したコア8dと
を互いに接近させてある。図5のA、B、CおよびDは
入力ポート、E、F、GおよびHは出力ポートである。
図5の入力ポートAに入射された光波は、次のように分
岐されて夫々出力ポ−トE、F、G、およびHに出力さ
れる。 入力ポ−トA→光結合部11a→光結合部11c→出力ポ−トE 入力ポ−トA→光結合部11a→光結合部11d→出力ポ−トF 入力ポ−トA→光結合部11a→光結合部11c→出力ポ−トG 入力ポ−トA→光結合部11a→光結合部11d→出力ポ−トH 他の入力ポートB、C、Dに入射された光波も上記の場
合と同様に、光結合部を二カ所通過して分岐され、四つ
の出力ポートE、F、G、Hの夫々に出射される。
【0003】図5に示すような導波型平面光回路は、半
導体の電子集積回路と全く同じ技術で作成され、例え
ば、石英系の導波路の場合はファイバと同じ火炎堆積法
によって、基板10上にクラッド9およびコア8となる
スート層が堆積され、ガラス化工程を経てまず薄膜が形
成され、その後、図5に示す回路パターンを実現するた
めフォトリソグラフィー、エッチング等の微細加工を施
して回路が形成される。また、半導体導波路の場合には
CVD法あるいは液相エピタキシャル成長等の手段によ
って薄膜層が堆積され、その後は、ドーピング、フォト
リソグラフィー、エッチングなどの微細加工を施して回
路が形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の導波型平面光回
路には次のような課題があった。 .半導体の電子集積回路と全く同じ方法で作製される
ので、複雑で高精度を有する面倒な工程が多数必要であ
り、その上、作製に必要な装置も高価である。 .図5から明らかなように、ポートAに入射された光
波は光結合部11aを経てコア8aから光結合部11c
に至るとき、本来交差する必要のないコア8bと交差す
ることが避けられない。同様に、ポートDに入射された
光波は光結合部11bを経てコア8dから光結合部11
dに至るとき、本来交差する必要のないコア8cと交差
することが避けられない。このような不要な交差部は導
波路の一種の欠陥で、直接的には導波路の伝送損失の増
加要因となる。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、製作に当って高価な装
置と面倒な工程を必要とせず、通常のファイバの製法
と、簡単なファイバの延伸加工との組合わせによって製
作でき、コア同士の不要な交差をなくして交差による伝
送損失が生じないようにしたファイバ型立体光回路を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のうち請求項1の
ファイバ型立体光回路は、図1〜図4に示すように3以
上のコア1a、1b、1c、1dが光結合しないように
クラッド5内に配置されたファイバ2の、光伝送方向に
適宜間隔離した2か所以上に、2本のコア同士を互いに
接近させて光結合可能とした光結合部3a,3b、3
c、3dを設けてなる光回路において、二以上の光結合
部3a〜3dのうち、隣り合うコア1aと1b、1cと
1d同士の光結合部3a、3bはコア1a〜1cの配列
方向に互いに接近し、一本以上(図では1本)のコア1
bを飛び越えたコア1aと1c同士の光結合部3c、他
の一本以上(図では1本)のコア1cを飛び越えたコア
1bと1d同士の光結合部3dはコア1a〜1dの配列
方向と直交方向に互いに接近するようにしたものであ
る。本発明のうち請求項2のファイバ型立体光回路は、
図1〜図4に示すように前記2以上の光結合部3a〜3
dのうち隣り合う光結合部3a、3bと3c、3dの間
に、同間を通る光波の位相をシフトする位相差制御領域
4を設けたものである。
【0007】
【作用】本発明のうち請求項1のファイバ型立体光回路
では2か所以上の光結合部3a〜3dのうち、隣り合う
コア1aと1b、1cと1d同士の光結合部3a,3b
はコア1a〜1dの配列方向に互いに接近させ、一本の
コア1bを飛び越えたコア1aと1c、1bと1d同士
の光結合部3c、3dはコア1a〜1dの配列方向と直
交方向に互いに接近させてあるので、ファイバ2内でコ
ア1同士の不要な交差が起こらず、交差による伝送損失
が生じない。本発明のうち請求項2のファイバ型立体光
回路ではファイバ2の隣り合う光結合部3a、3bと3
c、3dの間に、同間を通る光波の位相をシフトする位
相差制御領域4を設けたことにより、入力ポートA、B
から入射された光波を出力ポートE、Fに切替えて出射
させる光スイッチの機能を持たせることができる。その
具体的内容は図2に示すようになる。図2は本発明のフ
ァイバ型立体光回路を用いた光スイッチの動作原理を説
明するためのコアだけの図である。図2のファイバ型立
体光回路は二つのコア1a、1bに二つの光結合部3a
および3bを形成して、丁度、二つのカプラが従属され
たマシツェンダー干渉系を構成する形になっている。そ
して、ポートAに入射された光波は別れて、以下の四つ
の光路を通って、ポートE及びポートFに出射される。
光波A1:ポートA→光結合部3a→コア1a→光結
合部3b→ポートE 光波A2:ポートA→光結合部3a→コア1b→光結
合部3b→ポートE 光波B1:ポートA→光結合部3a→コア1a→光結
合部3b→ポートF 光波B2:ポートA→光結合部3a→コア1b→光結
合部3b→ポートF
【0008】光波A1とA2はポートEで重ね合わされ
て干渉する。同様に、光波B1とB2はポートFで重ね
合わされて干渉する。その結果、ポートEにおける干渉
強度IaおよびポートFにおける干渉強度Ibはそれぞ
れ次式のように表される。 Ia=Iosin2 (φ/2) Ib=Iocos2 (φ/2) φは光結合部3aおよび3b間に設けられた位相差制御
領域4の部分でコア1aおよび1bを光波が通過する時
の位相シフトの差である。コア1aおよび1bが同じよ
うに作られて何の外力も加えられなければφ=0である
ので、光はポートFのみから出射される。位相差がφ=
πのときは光はポートEのみから出射される。位相差制
御領域4の部分で位相シフトの差φを制御することによ
り、光が出射されるコア1a、1bをポートEとFの間
で切り替えることが出来、スイッチ機能を実現出来る。
位相シフトの差を与える方法には、例えばファイバ2を
位相差制御領域4の部分のy面内で曲げる方法がある。
曲げによって、コア1aと1bの間では光路内の歪の大
きさが異なるので、光路長に差が生じ、位相シフトの差
を与えることが出来る。
【0009】
【実施例】本発明のファイバ型立体光回路の一実施例を
示す図1(a)において、2はファイバ、1a、1b、
1c及び1dは光結合しないようにクラッド5内に配置
されたコアである。図1(b)の3aは第1の光結合
部、3bは第2の光結合部、3cは第3の光結合部、3
dは第4の光結合部である。第1の光結合部3a、第2
の光結合部3bは図1(a)に示すように、ファイバ2
を外側からy方向(コアの配列方向)に凹ませてテ−パ
部50aを形成することにより、図1(b)に示すよう
にコア1aと1b、コア1cとコア1dを互いに接近さ
せて光結合可能としてある。第3の光結合部3c、第4
の光結合部3dは図1(a)に示すようにファイバ2を
外側からx方向(y方向と直交方向)に凹ませテ−パ部
50bを形成することにより、図1(b)に示すように
コア1aと1c、コア1bと1dを互いに接近させて光
結合可能としてある。従って、例えばポートAに入射さ
れた光波は、以下の光路を通って分岐され、ポ−トE、
F、G、及びHに出力される。 ポ−トA→光結合部3a→光結合部3c→ポ−トE ポ−トA→光結合部3a→光結合部3d→ポ−トF ポ−トA→光結合部3a→結合領域3c→ポ−トG ポ−トA→光結合部3a→結合領域3d→ポ−トH
【0010】コア/クラッド屈折率差約0.3%、コア
径約9μmのコア1a〜1dを、図1(a)のx、y方
向に間隔125μm設けてクラッド5内に配置し、クラ
ッド5の外形約500μmのファイバ2を作製した。こ
のファイバ2を加熱軟化の状態にし、その外周面に耐熱
材質の円柱二本をx、yの夫々の方向から押し当てて図
1(a)のようにテ−パ部50a、50bを形成した。
このようにして作製したファイバ2にポートAから光を
入射したところ入射された光が分岐されてE、F、G、
Hに出射された。
【0011】図2に示す光スイッチを組合わせて構成し
た4×4の切り替えが可能な光スイッチの一実施例を図
3に示す。ファイバ2を二つの区間JとKに区分し、区
間Jにはy方向にコア1aと1b、コア1cと1dが光
結合する4つの光結合部3a、3bを設け、区間Kでは
x方向にコア1aと1c、コア1bと1dが光結合する
4つの光結合部3c、3dを設けてある。これにより区
間Jには光スイッチS1、S2が形成され、区間Kには
光スイッチS3、S4が形成される。この結果、入力ポ
ートAと出力ポートE〜Hで1×4の切替えスイッチ
が、入力ポートBと出力ポートE〜Hで1×4の切替え
スイッチが、入力ポートCと出力ポートE〜Hで1×4
の切替えスイッチが、入力ポートDと出力ポートE〜H
で1×4の切替えスイッチが形成され、ト−タルで4×
4の切り替えスイッチが実現できる。
【0012】図4は本発明のファイバ型立体光回路の他
の実施例であり、これはファイバ2のクラッド5内に、
8本のコア1を4本づつ1列に配列し、それを2列平行
に配置し、そのファイバ2を加熱軟化した上で、各列の
間隔を狭くするようにテ−パ加工した。これにより2×
2方向性結合器が4個並列に配置された回路を構成する
ことができた。このファイバ型立体光回路は多数の方向
性結合器を使用する装置に使用するのに適し、そのよう
にすれば方向性結合器の使用数が少なくなり、装置がコ
ンパクト化する。
【0013】
【発明の効果】本発明のファイバ型立体光回路は、以下
のような効果がある。 .広く実用されているファイバの作製技術とガラスの
加工技術を用いることによって製作できるので、従来の
ように高価な装置と、面倒で精密さが要求される微細加
工技術を使用する必要がなく、手軽に、安価に製作でき
る。 .コアの不必要な交差が無くなるため、伝搬損失を防
止できるので伝送特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明のファイバ型立体光回路の一実
施例を示す外観図、(b)は同光回路のコアの説明図。
【図2】本発明のファイバ型立体光回路を用いた光スイ
ッチの動作原理図。
【図3】本発明のファイバ型立体光回路を用いた光スイ
ッチを組合わせて構成した4×4の切り替えが可能な光
スイッチの一例を示す説明図。
【図4】本発明のファイバ型立体光回路の他の例を示す
説明図。
【図5】従来の光回路の一例を示す説明図。
【符号の説明】
1 コア 2 ファイバ 3 光結合部 4 位相差制御領域 5 クラッド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 3以上のコアが光結合しないようにクラ
    ッド内に配置されたファイバの、光伝送方向に適宜間隔
    離したか所以上に、2本のコア同士を互いに接近させて
    光結合可能とした光結合部を設けてなる光回路におい
    て、二以上の光結合部のうち、隣り合うコア同士の光結
    合部は同コアの配列方向に互いに接近し、一本以上のコ
    アを飛び越えたコア同士の光結合部はコアの配列方向と
    直交方向に互いに接近するようにしたことを特徴とする
    ファイバ型立体光回路。
  2. 【請求項2】 前記2以上の光結合部のうち隣り合う光
    結合部の間に、同間を通る光波の位相をシフトする位相
    差制御領域を設けたことを特徴とする請求項1のファイ
    バ型立体光回路。
JP19853091A 1991-07-12 1991-07-12 フアイバ型立体光回路 Pending JPH0519138A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737486A (en) * 1986-11-10 1988-04-12 Eastman Kodak Company Inorganic polymer subbing layer for dye-donor element used in thermal dye transfer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4737486A (en) * 1986-11-10 1988-04-12 Eastman Kodak Company Inorganic polymer subbing layer for dye-donor element used in thermal dye transfer

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