JPH0676907U - 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ - Google Patents

光マルチプレクサ／デマルチプレクサ

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JPH0676907U
JPH0676907U JP021518U JP2151893U JPH0676907U JP H0676907 U JPH0676907 U JP H0676907U JP 021518 U JP021518 U JP 021518U JP 2151893 U JP2151893 U JP 2151893U JP H0676907 U JPH0676907 U JP H0676907U
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waveguide
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 可能な帯域幅を有効に使用できる光マルチプ
レクサ／デマルチプレクサを提供する。 【構成】 光入出力ファイバの線形アレイと、回折格子
と、フォーカスレンズとからなる。前記ファイバがシン
グルモードファイバであり、且つ、集積形光収束形導波
路アレイが前記ファイバと前記レンズとの間に挿入され
ている。 【効果】 チャンネルが緻密に一体化して実装されるの
で、可能な帯域幅をより有効に利用できる。

Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本考案は光マルチプレクサ、ならびに光デマルチプレクサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバの低損失波長領域が拡がるに伴って、各ファイバに沿って異なった 波長を有する種々の信号を同時に伝送することによって、この増加した帯域幅を 利用する技術が研究されている。ひとつの斯かる技術には、回折格子のように角 度方向放散形デバイスを利用している（例えば、ダブリュー・ジェー・トムリン ソン（Ｗ．Ｊ．Tomlinson)による“波長マルチプレクシングならびにデマルチプ レクシングを行なうための光デバイス”(Optlcal Devices for Wavelength Mult iplexing and Demultiplexing)と題する論文、ビー・ディー・メトカルフ（Ｂ． Ｄ．Metcalf)らにより“大口径ＧＲＩＮロッドレンズを使用した大容量波長デマ ルチプレクサ”(High-capacity Wavelength Demultiplexer with a Large Diame ter ＧＲＩＮ Rod Lens)と題して１９８２年３月１日に出版された応用光学誌(A pplied Optics)第２１巻第５号、並びにエム・セキ（Ｍ．Seki) らにより“短焦 点パラメータ式グレートインデクス形ロッドレンズを使用した１．１〜１．６μ m バンド用２０チャンネル・マイクロ光格子式デマルチプレクサ”（２０−Chan nel Micro-Optic Grating Demultiplexer for １．１〜１．６μm Band Using a Small Focusing Parameter Graded-Index Rod Lens)と題して１９８２年３月１ ８日に出版されたエレクトロニクスレターズ誌(Electronics Letters) 、第１８ 巻、第６号第２５７〜２５８を参照）。
【０００３】 斯かるデバイスは典型的にはファイバアレイと、レンズと、格子とから成立つ 。デマルチプレクサとして使用する場合には、異なった波長の複数の信号は入力 ファイバに沿ってデバイスに入り、レンズによりコリメートされ、波長の関数と して分散させるための格子上に指向されている。回折された各ビームは、残りの ファイバのそれぞれにフォーカスされている。このようにして、信号は空間的に 分離され、後続する独立した処理に備えてある。逆の方法で動作させる時には、 各ファイバにおける信号を多重化して共通ファイバに沿って同時に伝送させるこ とができる。
【０００４】
【考案が解決しようとする課題】
斯かるデバイスは、マルチモードならびにシングルモードの信号をデマルチプ レクスするのによく適している。しかしながら、前記トムリンソン(Tomlinson) の文献に記載されているように、多重化シングルモード信号に使用されている場 合には、これらのデバイスはあまり有効ではない。問題は、シングルモードファ イバにおいてコアの直径がクラッドの外径に比べて小さいと云うことに起因する 。結果的には、チャネルの緻密な実装が得られず、その結果として可能な帯域幅 を有効に使用できない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本考案によれば、複数のシングルモード形光入出力ファイバと、該入出力ファ イバ間で光波動エネルギを選択的に結合するための回折格子と、前記結合された エネルギをフォーカスするためのレンズと、ファイバとレンズとの間に挿入され た集積形光収束導波路アレイとから成る光マルチプレクサ、あるいは光デマルチ プレクサが提供される。
【０００６】
【実施例】
次に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。 図面を参照すれば、図１は公知技術による反射形回折格子式波長分割マルチプ レクサ／デマルチプレクサ１０を示す図である。図示して説明する目的のために 、デバイスは共通入力形マルチモード光ファイバ９と出力マルチモード光ファイ バ１１−１、１１−２、…１１−６の線形アレイとから成立つデマルチプレクサ として動作しているものとして示されている。ファイバ９から供給される異なっ た波長λ1 、λ2 、…λ6 の信号はブレーズ処理した反射形回折格子１３により 空間的に分離されている。ファイバアレイと格子との間に挿入されたレンズ１２ は、種々の光ビームをフォーカスさせる機能を有する。
【０００７】 動作において、ファイバ９から放射され、波長λ1 、λ2 …λ6 を有する波動 エネルギは、選択的に光を反射するように構成した格子１３上にフォーカスされ る。ファイバアレイに沿った距離Ｄの関数として得られた光強度分布は、図２に 示すようになっている。或る任意の基準点Ｏから測定すれば、波長λ1 において 第１の強度尖頭値がＤ軸に沿って距離Ｄ1 の点で生じている。同様に、波長λ2 、λ3 …λ6 における尖頭値は距離ｄ2 、ｄ3 …ｄ6 の点で生じている。斯くし て、それぞれ個々の信号チャネルに対応する入射信号の種々の成分は、図１に示 すように、回折された各信号のフォーカス点にファイバを置くことにより空間的 に分離することができる。有利なことに、強度尖頭値間の距離Ｄがファイバの外 径に等しいように格子１３は設計してある。これによって、可能な光帯域幅を最 も有効に利用できる。チャネルの帯域幅はコア直径ｃの関数である。マルチモー ドファイバにおいては、コア直径のクラッド直径に対する比はほぼ０．５であり 、可能な帯域幅は有効に利用されている。対照的に、シングルモードファイバに 対するコア対クラッドの比は非常に低い。典型的なコアとクラッドとの直径比は 、それぞれ８μm および１２５μm であり、利用効率は５０％からほぼ６％へと 減少するように構成されている。必要なものは、チャネルの実装密度を増加させ るための手段である。図３に示すように、ファイバと反射形格子との間に収束導 波路アレイを挿入することにより、これは達成されている。特に、マルチプレク サ／デマルチプレクサは入出力ファイバ部３１−１、３１−２…３１−ｎのアレ イ３１と、集積形光収束導波路アレイ３０と、レンズ３２と、ブレーズ処理され た回折格子３４とから成立つ。有利なことに、各ファイバ部はシステムファイバ に接続するための適当なコネクタ（図示してない）で終端されている。本実施例 においては、レンズ３２は１／４ピッチのＧＲＩＮレンズであり、個別形レンズ よりも容易に導波路アレイに結合できるものである。くさび３３は、レンズ３２ と格子３４との間をより有効に結合するために具備したものである。
【０００８】 上に説明したように、信号チャネルの緻密な実装は、小さなコア対クラッド比 ゆえに、従来のシングルモードファイバを使用して行うことは不可能である。き わめて薄いクラッドを備え、相当する大きなコア対クラッド比を有する標準品で はないシングルモードファイバを使用することには、手に負えない困難性が存在 する。集積形導波路アレイを使用すれば、これらの両方の問題が避けられる。図 示したように、ファイバ３１−１、３１−２、…３１−ｎのそれぞれは、導波路 ３０−１、３０−２、…３０−ｎのひとつの一端において終端されている。レン ズを備えた端部において導波路間の間隙が標準形シングルモードファイバのクラ ッド直径よりも小さく構成されるように導波路アレイは収束している。クロスト ークは究極的に、導波路実装密度を制限するものである。しかしながら、クロス トークはモードサイズの２倍のオーダの間隙に対して小さく、必要ならば、図４ に示すように隣接導波路間の導波路基板に溝を設置することによりさらに減少で きる。この図においては、レンズに隣接したアレイの端部が示してある。図示す る目的で、５本の導波路４１、４２、４３、４４、４５が適当な基板４６内に実 装されているのが示されている。種々のチャネルをさらに有効に隔離するために 、溝５０、５１、５２、５３が隣接導波路間の領域における基板４６内に形成さ れている。隣接導波路の伝達定数を等しくないように設定することにより、大き な隔離が実現できる。
【０００９】 上記マルチプレクサは共通基板上に集積できる。薄膜光導波路の一次元フォー カス技術および回折技術は、ガラス基板を使用して示しておいた。ＬｉＮｂＯ3 のような電子光学的に能動な基板を使用すれば、同じ基板上へ他の回路を集積す ることもできる。例えば、それぞれ導波路６０−１、６０−２、６０−３、６０ −４に沿って変調器６０−１、６１−２、６１−３、６１−４が設置されている 導波路アレイの変更したものを図５に示す。この実施例においては、波長λ1 、 λ2 、λ3 、λ4 のＣＷ信号は導波路アレイ６０に結合されている。導波路６５ に沿って得られた出力は、波長多重した被変調信号から成立つ。
【００１０】
【考案の効果】
収束導波路アレイを使用してシングルモードファイバで可能なものよりも緻密 に一体化してチャネルが実装されているので、可能な帯域幅をより有効に利用で きると云う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、公知技術による反射形回折格子式光マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサを示す図である。
【図２】図２は、図１の光マルチプレクサ／デマルチプ
レクサの応答特性を示す説明図である。
【図３】図３は、本考案による光マルチプレクサ／デマ
ルチプレクサを示す図である。
【図４】図４は、本考案による変形実施例を部分的に示
す図である。
【図５】図５は、本考案による変形実施例を部分的に示
す図である。
【符号の説明】
３０ 導波路アレイ ３１ ファイバ ３２ レンズ ３４ 回折格子 ４１〜４５ 導波路ストリップ ４６ 基板 ６２ 光変調手段
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年５月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】実用新案登録請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【実用新案登録請求の範囲】

Claims (4)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一本が波長多重光ビームを入力するため
    の入力ファイバであり複数本が出力ファイバであるとこ
    ろのシングルモード光ファイバの線形アレイと、入力フ
    ァイバからそれぞれの出力ファイバまでの間で光ビーム
    の成分を結合するための回折格子（例えば３４）及びレ
    ンズ（例えば３２）と、低屈折率の基板（例えば４６）
    に実装された複数の導波路ストリップ（例えば４１乃至
    ４５）を有し前記ファイバと前記レンズとの間に挿入さ
    れた集積形光収束形導波路アレイ（例えば３０）とから
    成り、また隣接導波路ストリップ間の距離が、レンズ
    （例えば３２）に隣接した前記導波路アレイの端部にお
    けるよりもファイバ（例えば３１）に隣接した前記導波
    路アレイの端部における方が大きい、光マルチプレクサ
    ／デマルチプレクサにおいて、溝（例えば５０乃至５
    ３）が、レンズに隣接した前記導波路アレイの端部にお
    いて、前記導波路ストリップ間で基板（例えば４６）の
    方に延びていることを特徴とする、光マルチプレクサ／
    デマルチプレクサ。
  2. 【請求項２】 一本が波長多重光ビームを入力するため
    の入力ファイバであり複数本が出力ファイバであるとこ
    ろのシングルモード光ファイバの線形アレイと、入力フ
    ァイバからそれぞれの出力ファイバまでの間で光ビーム
    の成分を結合するための回折格子（例えば３４）及びレ
    ンズ（例えば３２）と、低屈折率の基板（例えば４６）
    に実装された複数の導波路ストリップ（例えば４１乃至
    ４５）を有し前記ファイバと前記レンズとの間に挿入さ
    れた集積形光収束形導波路アレイ（例えば３０）とから
    成り、また隣接導波路ストリップ間の距離が、レンズ
    （例えば３２）に隣接した前記導波路アレイの端部にお
    けるよりもファイバ（例えば３１）に隣接した前記導波
    路アレイの端部における方が大きい、光マルチプレクサ
    ／デマルチプレクサにおいて、前記導波路アレイにおけ
    る隣接する導波路の伝搬定数が等しくないことを特徴と
    する、光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の光マルチプレク
    サ／デマルチプレクサにおいて、前記基板（例えば４
    ６）が電子光学材料で作られるものであることを特徴と
    する光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の光マルチプレクサ／デ
    マルチプレクサにおいて、前記導波路アレイの導波路ス
    トリップに沿って含まれた光信号を変調するための手段
    （例えば６２）を設けることを特徴とする光マルチプレ
    クサ／デマルチプレクサ。
JP021518U 1983-04-25 1993-04-26 光マルチプレクサ／デマルチプレクサ Pending JPH0676907U (ja)

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US48853783A 1983-04-25 1983-04-25
US488537 1983-04-25

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59082099A Pending JPS59210413A (ja) 1983-04-25 1984-04-25 光多重通信用デバイス
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GB (1) GB2139374B (ja)
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SE (1) SE454121B (ja)

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