JPH06265752A - スターカップラ - Google Patents
スターカップラInfo
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- JPH06265752A JPH06265752A JP5556693A JP5556693A JPH06265752A JP H06265752 A JPH06265752 A JP H06265752A JP 5556693 A JP5556693 A JP 5556693A JP 5556693 A JP5556693 A JP 5556693A JP H06265752 A JPH06265752 A JP H06265752A
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- Japan
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- optical waveguide
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- optical waveguides
- waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 信号の分岐比が均一になるとともに、大規模
化に適したＮ×Ｎのスターカップラを提供することを目
的とする。 【構成】 光の分岐を、横方向には、光閉じ込め構造を
有しないスラブ光導波路３で行なわせるとともに、この
スラブ光導波路３の端面に相対向して配設する入出力光
導波路アレイＩ，ＩＩの中心部分のコア幅Ｗを、周辺部
分よりも小さく構成して信号の分岐が均一となるように
したものである。
化に適したＮ×Ｎのスターカップラを提供することを目
的とする。 【構成】 光の分岐を、横方向には、光閉じ込め構造を
有しないスラブ光導波路３で行なわせるとともに、この
スラブ光導波路３の端面に相対向して配設する入出力光
導波路アレイＩ，ＩＩの中心部分のコア幅Ｗを、周辺部
分よりも小さく構成して信号の分岐が均一となるように
したものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はＮ×Ｎのスターカップラ
に関し、特に大容量のＬＡＮ（Local Area Network) シ
ステムにおける光信号分配に必須の光部品として有用な
ものである。
に関し、特に大容量のＬＡＮ（Local Area Network) シ
ステムにおける光信号分配に必須の光部品として有用な
ものである。
【０００２】
【従来の技術】任意の一つの入力光導波路に入射した光
信号を、Ｎ本の出力光導波路に均一に分岐するＮ×Ｎス
ターカップラとして、従来、図４に示すような構造のも
のが知られていた。同図のスターカップラは、Ｎ＝８本
の入力光導波路４とＮ＝８本の出力光導波路６の間を１
２個の３ｄＢ方向性結合器５で結ぶ構造となっている。
信号を、Ｎ本の出力光導波路に均一に分岐するＮ×Ｎス
ターカップラとして、従来、図４に示すような構造のも
のが知られていた。同図のスターカップラは、Ｎ＝８本
の入力光導波路４とＮ＝８本の出力光導波路６の間を１
２個の３ｄＢ方向性結合器５で結ぶ構造となっている。
【０００３】この様な構造のスターカップラでは、３ｄ
Ｂ方向結合器５の数Ｍは Ｍ ＝ （Ｎ／２）ｌｏｇ2Ｎ ・・・（１） 個必要となる。
Ｂ方向結合器５の数Ｍは Ｍ ＝ （Ｎ／２）ｌｏｇ2Ｎ ・・・（１） 個必要となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記従来技術において
は、例えば、Ｎ＝１２８の大容量ＬＡＮシステムの場合
には、Ｍ＝４４８という膨大な数になってしまう。従っ
て、スターカップラのサイズが非常に大きくなることは
勿論、作製の歩留まりが悪く高価になるという欠点を有
していた。また、通常３ｄＢ方向結合器５の結合率は、
光の波長によって変化するため、従来構造のスターカッ
プラは、ある特定の波長でしか使用出来ないという欠点
も有していた。
は、例えば、Ｎ＝１２８の大容量ＬＡＮシステムの場合
には、Ｍ＝４４８という膨大な数になってしまう。従っ
て、スターカップラのサイズが非常に大きくなることは
勿論、作製の歩留まりが悪く高価になるという欠点を有
していた。また、通常３ｄＢ方向結合器５の結合率は、
光の波長によって変化するため、従来構造のスターカッ
プラは、ある特定の波長でしか使用出来ないという欠点
も有していた。
【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、信号の分
岐比が均一になるとともに、大規模化に適したＮ×Ｎの
スターカップラを提供することを目的とする。
岐比が均一になるとともに、大規模化に適したＮ×Ｎの
スターカップラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、横方向に光閉じ込め構造を有しないスラブ
光導波路と、このスラブ光導波路の両端に相対向して配
設されたＮ本（Ｎは整数）の入力及び出力光導波路とを
有し、入力光導波路中の任意の一本に入射した光パワー
をＮ本の出力光導波路に分岐するＮ×Ｎのスターカップ
ラにおいて、スラブ光導波路の中心部分の入力及び出力
光導波路のコア幅あるいはコア厚がそれ以外の周辺部分
の入力及び出力光導波路のコア幅あるいはコア厚より小
さいことを特徴とする。
明の構成は、横方向に光閉じ込め構造を有しないスラブ
光導波路と、このスラブ光導波路の両端に相対向して配
設されたＮ本（Ｎは整数）の入力及び出力光導波路とを
有し、入力光導波路中の任意の一本に入射した光パワー
をＮ本の出力光導波路に分岐するＮ×Ｎのスターカップ
ラにおいて、スラブ光導波路の中心部分の入力及び出力
光導波路のコア幅あるいはコア厚がそれ以外の周辺部分
の入力及び出力光導波路のコア幅あるいはコア厚より小
さいことを特徴とする。
【０００７】
【作用】上記構成の本発明によれば、任意の一本の入力
光導波路に入射した光パワーがＮ本の出力光導波路に均
一に分岐される。
光導波路に入射した光パワーがＮ本の出力光導波路に均
一に分岐される。
【０００８】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【０００９】図１に示すように、入力光導波路アレイＩ
は、多数（本例ではＮ＝１６本）の入力光導波路１の集
合体である。また、出力光導波路アレイＩＩは、入力光
導波路１と同数の出力光導波路２の集合体である。これ
ら入出力光導波路１，２は、本実施例の場合、コア幅Ｗ
（通常、コア厚Ｔ＝Ｗ）、屈折率ｎ1 のコアを屈折率ｎ
0 のクラッドで覆った矩形光導波路で構成してあり、ス
ラブ光導波路３の両端に相対向して配設してある。スラ
ブ光導波路３は横方向には光閉じ込め構造を有しない光
導波路である。
は、多数（本例ではＮ＝１６本）の入力光導波路１の集
合体である。また、出力光導波路アレイＩＩは、入力光
導波路１と同数の出力光導波路２の集合体である。これ
ら入出力光導波路１，２は、本実施例の場合、コア幅Ｗ
（通常、コア厚Ｔ＝Ｗ）、屈折率ｎ1 のコアを屈折率ｎ
0 のクラッドで覆った矩形光導波路で構成してあり、ス
ラブ光導波路３の両端に相対向して配設してある。スラ
ブ光導波路３は横方向には光閉じ込め構造を有しない光
導波路である。
【００１０】なお、スターカップラのスラブ光導波路近
傍の詳細な構造に関しては、特開平４−９６００７号公
報及び特開平４−２０４５０８号公報に記載されてい
る。
傍の詳細な構造に関しては、特開平４−９６００７号公
報及び特開平４−２０４５０８号公報に記載されてい
る。
【００１１】コアとクラッドの比屈折率差が△＝（ｎ1
−ｎ0 ）／ｎ1 ＝0.７５％、Ｗ＝Ｔ＝６μｍの場合、入
出力光導波路１，２の最小曲げ半径（曲げ損失が0.１ｄ
Ｂ以下）はＲ＝５mmである。したがって、スラブ光導波
路３の最外部の入出力光導波路１，２の最小曲げ半径は
５mmとなり、スラブ光導波路３の中心部の入出力光導波
路１，２程その曲げ半径は大きくなる。
−ｎ0 ）／ｎ1 ＝0.７５％、Ｗ＝Ｔ＝６μｍの場合、入
出力光導波路１，２の最小曲げ半径（曲げ損失が0.１ｄ
Ｂ以下）はＲ＝５mmである。したがって、スラブ光導波
路３の最外部の入出力光導波路１，２の最小曲げ半径は
５mmとなり、スラブ光導波路３の中心部の入出力光導波
路１，２程その曲げ半径は大きくなる。
【００１２】通常、光導波路に光を入射するとき、その
光導波路に伝搬する固有のモードの他に不要なモードの
光が励起される。スラブ光導波路３の周辺部により近い
入出力光導波路１，２においては、曲げ半径が小さく、
これらの不要モードの光は入出力光導波路１，２外に捨
てられるので、スターカップラの特性に悪影響を及ぼす
ことはない。これに対して、中心部の入出力光導波路
１，２においては、曲げ半径が大きく直線に近いので励
起された不要モードはそのまま伝搬する。このため、光
が入力光導波路アレイＩからスラブ光導波路３に放射さ
れる際の光パターンが乱れ均一な光分布が得られない。
光導波路に伝搬する固有のモードの他に不要なモードの
光が励起される。スラブ光導波路３の周辺部により近い
入出力光導波路１，２においては、曲げ半径が小さく、
これらの不要モードの光は入出力光導波路１，２外に捨
てられるので、スターカップラの特性に悪影響を及ぼす
ことはない。これに対して、中心部の入出力光導波路
１，２においては、曲げ半径が大きく直線に近いので励
起された不要モードはそのまま伝搬する。このため、光
が入力光導波路アレイＩからスラブ光導波路３に放射さ
れる際の光パターンが乱れ均一な光分布が得られない。
【００１３】この様子を図２（ａ），（ｂ）に示す。図
２は入出力光導波路アレイＩ，ＩＩのコア幅Ｗがすべて
同じ６４×６４スターカップラにおいて、（ａ） 最外
部の入力光導波路１に光を入力した場合と、（ｂ） 中
心部の入力光導波路２に光を入力した場合の出力光導波
路２の光分布を測定した結果である。ここで、最外部の
入出力光導波路１，２の曲げ半径はＲ＝５mmであり、中
心部の入出力光導波路１，２の曲げ半径はＲ＝１２０mm
である。図２（ａ）においては曲げ半径が小さいので不
要モードの光は導波路外に捨てられ良好な光分岐特性が
得られている。これに対して、図２（ｂ）においては曲
げ半径が大きいために不要モードはそのまま光導波路を
伝搬するので光分岐特性が大きく劣化していることが分
かる。
２は入出力光導波路アレイＩ，ＩＩのコア幅Ｗがすべて
同じ６４×６４スターカップラにおいて、（ａ） 最外
部の入力光導波路１に光を入力した場合と、（ｂ） 中
心部の入力光導波路２に光を入力した場合の出力光導波
路２の光分布を測定した結果である。ここで、最外部の
入出力光導波路１，２の曲げ半径はＲ＝５mmであり、中
心部の入出力光導波路１，２の曲げ半径はＲ＝１２０mm
である。図２（ａ）においては曲げ半径が小さいので不
要モードの光は導波路外に捨てられ良好な光分岐特性が
得られている。これに対して、図２（ｂ）においては曲
げ半径が大きいために不要モードはそのまま光導波路を
伝搬するので光分岐特性が大きく劣化していることが分
かる。
【００１４】そこで、本実施例では、中心部の入出力光
導波路１，２のコア幅Ｗを周辺部のそれよりも小さく
し、中心部で発生し易い不要モードの光をコア幅を絞る
ことにより導波路外に捨てるように構成している。
導波路１，２のコア幅Ｗを周辺部のそれよりも小さく
し、中心部で発生し易い不要モードの光をコア幅を絞る
ことにより導波路外に捨てるように構成している。
【００１５】例えば、曲げ半径Ｒ（mm）の入出力光導波
路１，２のコア幅Ｗを、
路１，２のコア幅Ｗを、
【００１６】 Ｗ＝Ｗ0 ＋（Ｃ／Ｒ）（μｍ） ・・・（２） のように曲げ半径Ｒの大きい中心部の入出力光導波路
１，２程、コア幅Ｗを小さくしている。ここで、式
（２）において、Ｗ0 は直線光導波路（Ｒ＝∞）のコア
幅Ｗであり、Ｃ（μｍ・mm）は定数である。
１，２程、コア幅Ｗを小さくしている。ここで、式
（２）において、Ｗ0 は直線光導波路（Ｒ＝∞）のコア
幅Ｗであり、Ｃ（μｍ・mm）は定数である。
【００１７】なお、コア厚Ｔ及びコア径を絞ることによ
っても同等の効果を得る。
っても同等の効果を得る。
【００１８】次に、上述のスターカップラを石英系光導
波路を用いて作製する場合の作製方法を説明する。ま
ず、Ｓｉ基板上に火災堆積法によってＳｉＯ2 下部クラ
ッド層を堆積し、次にＴｉＯ2 あるいは、ＧeＯ2 をド
ーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積
した後に、電気炉で透明ガラス化する。続いて、式
（２）を元に作製したマスクパターンを用いてコア層を
エッチングし、所定の入出力光導波路アレイＩ，ＩＩ、
及びスラブ光導波路３を形成し、最後に、ＳｉＯ2 上部
クラッド層を堆積する。
波路を用いて作製する場合の作製方法を説明する。ま
ず、Ｓｉ基板上に火災堆積法によってＳｉＯ2 下部クラ
ッド層を堆積し、次にＴｉＯ2 あるいは、ＧeＯ2 をド
ーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコア層を堆積
した後に、電気炉で透明ガラス化する。続いて、式
（２）を元に作製したマスクパターンを用いてコア層を
エッチングし、所定の入出力光導波路アレイＩ，ＩＩ、
及びスラブ光導波路３を形成し、最後に、ＳｉＯ2 上部
クラッド層を堆積する。
【００１９】図３はＷ0 ＝４（μｍ）、Ｃ＝１０（μｍ
・mm）とした場合の６４×６４スターカップラにおい
て、（ａ） 最外部の入力光導波路１に光を入力した場
合と、（ｂ） 中心部の入力光導波路１に光を入力した
場合の出力光導波路２の光分布を測定した結果である。
ここで、最外部の入力光導波路１の曲げ半径はＲ＝５mm
（Ｗ＝６μｍ）であり、中心部の入力光導波路１の曲げ
半径はＲ＝１２０mm（Ｗ＝４.0８μｍ）である。図３
（ａ）においては、曲げ半径が小さいので従来の図２
（ａ）と同様に不要モードの光は導波路外に捨てられ良
好な光分岐特性が得られている。一方、図３（ｂ）にお
いては、従来とは異なりコア幅Ｗが小さいので曲げ半径
が大きくても不要モードの光は導波路外に捨てられ良好
な光分岐特性が得られており、本発明の固有な効果が確
認された。また、この測定において、Ｗ 0 ＝４（μ
ｍ）、Ｃ＝１０（μｍ・mm）としたが、これはあくまで
一例に過ぎない。
・mm）とした場合の６４×６４スターカップラにおい
て、（ａ） 最外部の入力光導波路１に光を入力した場
合と、（ｂ） 中心部の入力光導波路１に光を入力した
場合の出力光導波路２の光分布を測定した結果である。
ここで、最外部の入力光導波路１の曲げ半径はＲ＝５mm
（Ｗ＝６μｍ）であり、中心部の入力光導波路１の曲げ
半径はＲ＝１２０mm（Ｗ＝４.0８μｍ）である。図３
（ａ）においては、曲げ半径が小さいので従来の図２
（ａ）と同様に不要モードの光は導波路外に捨てられ良
好な光分岐特性が得られている。一方、図３（ｂ）にお
いては、従来とは異なりコア幅Ｗが小さいので曲げ半径
が大きくても不要モードの光は導波路外に捨てられ良好
な光分岐特性が得られており、本発明の固有な効果が確
認された。また、この測定において、Ｗ 0 ＝４（μ
ｍ）、Ｃ＝１０（μｍ・mm）としたが、これはあくまで
一例に過ぎない。
【００２０】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明した通
り、本発明のスターカップラは、任意の一本の光導波路
に入射した光パワーを、Ｎ本の出力光導波路に均一に分
岐できるので、大規模ＬＡＮシステムや、波長多重方式
等における光信号分配において大きな利点を有する。
り、本発明のスターカップラは、任意の一本の光導波路
に入射した光パワーを、Ｎ本の出力光導波路に均一に分
岐できるので、大規模ＬＡＮシステムや、波長多重方式
等における光信号分配において大きな利点を有する。
【図１】本発明の実施例に係るスターカップラを示す説
明図である。
明図である。
【図２】入出力光導波路のコア幅Ｗがすべて同じ６４×
６４スターカップラにおいて、（ａ）最外部の入力光導
波路に光を入力した場合と、（ｂ）中心部の入力光導波
路に光を入力した場合の出力光導波路の光分布を測定し
た結果を示す特性図である。
６４スターカップラにおいて、（ａ）最外部の入力光導
波路に光を入力した場合と、（ｂ）中心部の入力光導波
路に光を入力した場合の出力光導波路の光分布を測定し
た結果を示す特性図である。
【図３】Ｗ0 ＝４（μｍ）、Ｃ＝１０（μｍ・mm）とし
た場合の６４×６４スターカップラにおいて、（ａ）最
外部の入力光導波路に光を入力した場合と、（ｂ）中心
部の入力光導波路に光を入力した場合の出力光導波路の
光分布を測定した結果を示す特性図である。
た場合の６４×６４スターカップラにおいて、（ａ）最
外部の入力光導波路に光を入力した場合と、（ｂ）中心
部の入力光導波路に光を入力した場合の出力光導波路の
光分布を測定した結果を示す特性図である。
【図４】従来のＮ×Ｎスターカップラの構造を示す図で
ある。
ある。
１ 入力光導波路 ２ 出力光導波路アレイ ３ スラブ光導波路
Claims (1)
- 【請求項１】 横方向に光閉じ込め構造を有しないスラ
ブ光導波路と、このスラブ光導波路の両端に相対向して
配設されたＮ本（Ｎは整数）の入力及び出力光導波路と
を有し、入力光導波路中の任意の一本に入射した光パワ
ーをＮ本の出力光導波路に分岐するＮ×Ｎのスターカッ
プラにおいて、 スラブ光導波路の中心部分の入力及び出力光導波路のコ
ア幅あるいはコア厚がそれ以外の周辺部分の入力及び出
力光導波路のコア幅あるいはコア厚より小さいことを特
徴とするスターカップラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5556693A JP3184358B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | スターカップラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5556693A JP3184358B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | スターカップラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265752A true JPH06265752A (ja) | 1994-09-22 |
| JP3184358B2 JP3184358B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=13002265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5556693A Expired - Lifetime JP3184358B2 (ja) | 1993-03-16 | 1993-03-16 | スターカップラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3184358B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309066A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐モジュール |
-
1993
- 1993-03-16 JP JP5556693A patent/JP3184358B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006309066A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐モジュール |
| JP4651012B2 (ja) * | 2005-05-02 | 2011-03-16 | 日本電信電話株式会社 | 光分岐モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3184358B2 (ja) | 2001-07-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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