JPH0659143A - フィルタ付き導波路 - Google Patents

フィルタ付き導波路

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JPH0659143A
JPH0659143A JP21126992A JP21126992A JPH0659143A JP H0659143 A JPH0659143 A JP H0659143A JP 21126992 A JP21126992 A JP 21126992A JP 21126992 A JP21126992 A JP 21126992A JP H0659143 A JPH0659143 A JP H0659143A
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JP
Japan
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waveguide
waveguides
filter
group
waveguide group
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Pending
Application number
JP21126992A
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English (en)
Inventor
Takeo Shimizu
健男 清水
Hisaharu Yanagawa
久治 柳川
Isao Oyama
功 大山
Izumi Mikawa
泉 三川
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
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導波路パラメータ制御の厳しい制約を受ける
ことなく製造することができるフィルタ付き導波路を提
供する。 【構成】 等しい間隔pで並行配置された複数本の導波
路11 〜15 から成る第1導波路群Aと、前記第1導波
路群Aと同じ本数の導波路21 〜25 から成り、各導波
路21 〜25 は前記第1導波路群Aの導波路間の間隔と
同じ間隔pで並行配置され、かつ前記第1導波路群Aの
導波路11 〜15 と所定の角度θで交差している第2導
波路群Bと、前記第1導波路群Aの導波路11 〜15
前記第2導波路群Bの導波路21 〜25 の全交差点31
〜35 を結ぶ直線上に刻設されたスリット溝4と、前記
スリット溝4に埋め込まれたフィルタ5とを備えている
フィルタ付き導波路。 【効果】 フィルタの透過率/反射率の比を変えること
により任意の分岐比が得られるので、製造時における導
波路パラメータを厳密に制御しなくてもよくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルタ付き導波路に関
し、更に詳しくは、導波路パラメータを精密に制御しな
くても製造することができるフィルタ付き導波路に関す
る。
【0002】
【従来の技術】光通信システムにおいて2入力・2出力
の光分波/合波を行なう場合には、例えば図6で示した
ように、図示しない平面基板の上に2本の導波路l1
2 を近接配置してエバネッセント結合を可能にした方
向性結合器が用いられる。そして、この方向性結合器を
多芯ファイバに接続して用いる場合には、図7で示した
ように、図6で示した方向性結合器を平面基板の上に所
望の個数だけ並設し、その各導波路のそれぞれを多芯フ
ァイバの心線に接続している。
【0003】しかしながら、これらの方向性結合器の場
合、光の分岐比は、形成した導波路の幅や厚み、比屈折
率差などの導波路パラメータに密接に依存するため、あ
る設計波長を用いた時に所望する分岐比を得ようとする
と、上記した導波路パラメータを精密に制御して導波路
を形成することが必要になる。分岐比が使用波長に依存
しない結合器としては、図8で示したように、2個の方
向性結合器A1 ,A3 の間に導波路の光路長を所定量変
化させた位相部A2 を設けたマッハツェンダ干渉計を応
用したものがある。
【0004】しかし、この干渉計の場合であっても、導
波路パラメータは図6と図7で示した例と同じように精
密に制御されることが必要である。ところで、図6と図
7で示した方向性結合器や図8のマッハツェンダ干渉計
における導波路は通常石英で構成されている。すなわ
ち、例えばSi基板の上に、火炎堆積法によってクラッ
ド,コアになるべき石英微粒子の層を積層したのち全体
を加熱してガラス化し、ついで、そこにドライエッチン
グを施して所定寸法の導波路を形成する。
【0005】したがって、これらの製造工程では不可避
的に寸法誤差が生ずることになるが、その誤差を上記し
たような導波路パラメータに要求される精度範囲内にお
さめることは非常に困難であり、そのため製造時の歩留
りは極めて低くなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
を解決し、導波路パラメータとは無関係に所望する分岐
比を得ることができ、したがって製作も容易になるの
で、高い歩留りで製造することができるフィルタ付き導
波路の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、等しい間隔で並行配置された複
数本の導波路から成る第1導波路群と、前記第1導波路
群と同じ本数の導波路から成り、各導波路は前記第1導
波路群の導波路間の間隔と同じ間隔で並行配置され、か
つ前記第1導波路群の導波路と所定の角度で交差してい
る第2導波路群と、前記第1導波路群の導波路と前記第
2導波路群の導波路の全交差点を結ぶ直線上に刻設され
たスリット溝と、前記スリット溝に埋め込まれたフィル
タとを備えていることを特徴とするフィルタ付き導波路
が提供される。
【0008】
【作用】本発明のフィルタ付き導波路においては、第1
導波路群の導波路と第2導波路群の導波路が交差する点
を結んだ直線上に、透過率と反射率の比が所望の値とな
るように製作したフィルタが全交差点を共通する状態で
配置される。したがって、導波路の交差点における分岐
比は、そこに配置されているフィルタの透過率/反射率
の比で規定されるようになる。
【0009】そして、この透過率/反射率の比は、例え
ばフィルタが誘電体多層膜で構成してある場合、その層
の厚み,層の数,層の材料などのファクタを適宜に選択
することにより、所定の値に設定することができる。し
たがって、本発明のフィルタ付き導波路では、導波路パ
ラメータを精密に制御しなくても、所望する分岐比を有
する多数の光カップラを同時に得ることができるように
なる。
【0010】
【実施例】以下に添付図面に基づいて本発明のフィルタ
付き導波路を詳細に説明する。図1は本発明の導波路パ
ターン例の概略を示す平面図である。図において、Si
基板のような平面基板(図示せず)の上に、火炎堆積法
とドライエッチングを組合わせることにより、5本の導
波路11 ,12 ,13 ,14 ,15 が形成されて第1導
波路群Aを構成している。ここで、各導波路11
2 ,13 ,14 ,15 は互いに等しい間隔pを置いて
並行配置されている。図では導波路の数を5本とした
が、本発明においては、導波路本数はこれに限定される
ものではなく、任意の複数本(n本)であってよい。
【0011】上記した第1導波路群Aの各導波路に所定
の角度θで交差して、5本の導波路21 ,22 ,23
4 ,25 が同じく図示しない平面基板の上に形成され
て第2導波路群Bを構成している。ここで、各導波路2
1 ,22 ,23 ,24 ,25 は互いに並行配置され、こ
れら各導波路の間隔も、第1導波路群Aの各導波路間の
間隔pと同じ間隔になっている。
【0012】したがって、導波路11 と導波路21 ,導
波路12 と導波路22 ,導波路13と導波路23 ,導波
路14 と導波路24 ,導波路15 と導波路25 はいずれ
も角度θで交差し、各導波路の間では交差点31
2 ,33 ,34 ,35 がいずれも同一直線上に載る。
このときの交差角θをあまり小さい角度にすると、例え
ば、導波路11 から交差点31 に入射した光が、この交
差点で損失したり、または導波路21 との間でクロスト
ークを生ずることがある。そのため、交差角θとして
は、10°以上にすることが好ましい。
【0013】これら交差点を結ぶ線に沿って、所定の幅
と深さをもつ1本のスリット溝4が刻設され、この中に
1枚のフィルタ5が挿入され、このフィルタ5は例えば
光接着剤でフィルタ溝4の中に埋め込まれ固定されてい
る。その状態の1例を、導波路11 と導波路21 の交差
点31 の場合につき、平面図である図2と、図2の III
−III 線に沿う断面図である図3に示す。
【0014】図3の断面図で示したように、平面基板6
の上には、石英ガラスから成る下部クラッド層7,導波
路11 (21 ),上部クラッド層8がこの順序で形成さ
れている。上部クラッド層8の上面から平面基板6に到
るまでには、適宜な幅と深さのスリット溝4が刻設さ
れ、この中にフィルタ5が埋め込まれている。したがっ
て、図2の矢印のように導波路11 に光を導入すると、
フィルタ5の一方の面5aが反射面として作用する。
【0015】このとき、図2で示したように、導波路1
1 と導波路21 の各軸心の交点qよりも、スリット溝4
の幅方向における中心を光の下流側に偏倚させて、フィ
ルタ5の面5aをこのフィルタ5の正規の反射面として
機能させることが好ましい。フィルタとしては、例え
ば、所定厚みのガラス基板の上に、TiO2 とSiO 2
の薄膜を積層した誘電体多層膜フィルタをあげることが
できる。このフィルタは、薄膜の厚み、積層数などを変
えることにより、透過率/反射率の比を適宜な値に設定
することができる。
【0016】この導波路は次のように機能する。例えば
図2において、第1導波路群Aの導波路11 を矢印r1
のように伝搬してきた光は、フィルタ5の面5a(反射
面)で第2導波路群Bの導波路21 と交差する。そし
て、点qから反射面5aに立てた垂線に対し、導波路1
1 と導波路21 とはいずれも等しい角度θ/2で傾いて
いるので、r1 で示した入力光は、フィルタ5の光学特
性である透過率/反射率の比に対応して、一部は反射面
5aで反射して矢印r2 で示した反射光として導波路2
1 と結合し、残りは矢印r3で示した透過光として導波
路11 に再結合する。すなわち、交差点31 において
は、配置したフィルタ5の透過率/反射率の比に応じた
割合の分岐比が実現する。上記した機能は他の交差点3
2 ,33 ,34 ,35 においても同じように実現する。
【0017】図1〜図3に示した実施例において、平面
基板6として直径76.2mmφ,厚み1mmのSi基板を用
い、この上に、厚み25μmの下部クラッド層7,幅8
μm,厚み8μmの導波路11 〜15 ,21 〜25 ,厚
み25μmの上部クラッド層8を形成した。なお、導波
路とクラッドの比屈折率差を0.3%にした。また導波路
1 〜15 ,導波路21 〜25 の各導波路間の間隔pは
いずれも250μmとし、それぞれの導波路の交差角θ
は30°とした。
【0018】第1導波路群Aの導波路11 〜15 ,第2
導波路群の導波路21 〜25 はいずれも、カットオフ波
長が1.2μmであり、それ以上の波長の光に対してはシ
ングルモード導波路として機能する。ついで、各導波路
の交差点31 〜35 を結ぶ直線上に、全体の幅が20μ
m,深さ300μmのスリット溝4をブレードの厚みが
20μmのダイシングソーで刻設した。なお、そのスリ
ット溝4は、図2の点qと面5aとの距離を5μm、他
の面5bとの距離を15μmとなるように幅方向の中心
をずらして形成した。
【0019】一方、直径20mm,厚み5mmの石英ガラス
板を用意し、この板の上にSiO2とTiO2 の多層薄
膜を成膜し、ついで全体を研磨したのち切断して、縦1
mm,横2.5mm,厚み18μmの誘電体多層膜フィルタ5
を製造した。このフィルタ5は、波長1.2〜1.6μmの
光に対し、入射角が15°のときに、透過率/反射率の
比が80/20になる光学特性を備えている。
【0020】このフィルタ5を前記したスリット溝4の
中に挿入し、エポキシ系接着剤を用いてスリット溝内に
固定し、図1で示したような導波路パターンを構成し
た。このフィルタ付き導波路では、各交差点における分
岐比は配置されているフィルタ5の透過率/反射率の比
になる。そして、その分岐比を除外した交差点における
過剰損失は、1ヶ所の交差点において、反射率で0.8d
B, 透過率で0.3dBであり、全体ではそれぞれ4.0dB,
1.5dBであった。
【0021】図4は、第1導波路群Aの導波路本数が8
本,第2導波路群Bの導波路本数が8本の場合における
実施例を示す平面パターン図である。また図5は、第1
導波路群Aの各導波路と第2導波路Bの各導波路を直交
配置した場合を示す平面パターン図である。ここで、フ
ィルタ5として、波長1.3μmの光は100%透過し、
波長1.55μmの光は100%反射するものを用い、導
波路に関するパラメータは図1の実施例と同じにしたと
ころ、このフィルタ付き導波路は図1の実施例のものと
同様の過剰損失特性を示した。
【0022】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
フィルタ付き導波路は、配置したフィルタの透過率/反
射率の比によって分岐比が規定されるので、製造時にお
いて従来のように導波路パラメータを精密に制御するこ
とを必要としない。また、導波路の本数が多くなって
も、それらの交差点に1枚のフィルタを配置するだけで
よいので、集積化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例導波路を示す概略平面パターン
図である。
【図2】図1における交差点31 近辺を示す拡大平面図
である。
【図3】図2の III−III 線に沿う断面図である。
【図4】本発明の他の実施例を示す概略平面パターン図
である。
【図5】本発明の更に別の実施例を示す概略平面パター
ン図である。
【図6】方向性結合器の導波路パターン図である。
【図7】複数の方向性結合器を並列配置した導波路パタ
ーン図である。
【図8】マッハツェンダ干渉計を示す導波路パターン図
である。
【符号の説明】
A 第1導波路群 11 ,12 ,13 ,14 ,15 第1導波路群Aの導波
路 B 第2導波路群 21 ,22 ,23 ,24 ,25 第2導波路群Bの導波
路 C 第1導波路群Aと第2導波路群Bの交差点 31 ,32 ,33 ,34 ,35 交差点 4 スリット溝 5 フィルタ 5a フィルタ5の一方の面(反射面) 5b フィルタ5の他方の面 6 平面基板 7 下部クラッド 8 上部クラッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大山 功 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 (72)発明者 三川 泉 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 等しい間隔で並行配置された複数本の導
    波路から成る第1導波路群と、前記第1導波路群と同じ
    本数の導波路から成り、各導波路は前記第1導波路群の
    導波路間の間隔と同じ間隔で並行配置され、かつ前記第
    1導波路群の導波路と所定の角度で交差している第2導
    波路群と、前記第1導波路群の導波路と前記第2導波路
    群の導波路の全交差点を結ぶ直線上に刻設されたスリッ
    ト溝と、前記スリット溝に埋め込まれたフィルタとを備
    えていることを特徴とするフィルタ付き導波路。
JP21126992A 1992-08-07 1992-08-07 フィルタ付き導波路 Pending JPH0659143A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003032032A1 (fr) * 2001-10-04 2003-04-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Module filtre optique et procede de fabrication
US7457497B2 (en) 2004-08-05 2008-11-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical multiplexer/demultiplexer and optical communication system

Cited By (3)

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WO2003032032A1 (fr) * 2001-10-04 2003-04-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Module filtre optique et procede de fabrication
US7044649B2 (en) 2001-10-04 2006-05-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical filter module, and manufacturing method thereof
US7457497B2 (en) 2004-08-05 2008-11-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical multiplexer/demultiplexer and optical communication system

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