JPH0740083B2 - 光分波器 - Google Patents
光分波器Info
- Publication number
- JPH0740083B2 JPH0740083B2 JP59179039A JP17903984A JPH0740083B2 JP H0740083 B2 JPH0740083 B2 JP H0740083B2 JP 59179039 A JP59179039 A JP 59179039A JP 17903984 A JP17903984 A JP 17903984A JP H0740083 B2 JPH0740083 B2 JP H0740083B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- waveguides
- output
- optical
- wavelength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 光通信の分野においては、波長多重通信が行われてお
り、１つの伝送路で波長の異なった複数の光信号を送受
信することが行われている。この場合、受信側ではそれ
ぞれの波長ごとに光信号を分波する必要があるが、本発
明は、このような用途に適する光分波器に関する。
り、１つの伝送路で波長の異なった複数の光信号を送受
信することが行われている。この場合、受信側ではそれ
ぞれの波長ごとに光信号を分波する必要があるが、本発
明は、このような用途に適する光分波器に関する。
第５図は従来の光分波器を示す側面図であり、１本の光
ファイバーF1から出射した光信号は、ある波長λ１のも
のは、干渉フィルター５を透過して光ファイバーF2に入
射し、他の波長λ２のものは干渉フィルター５で反射さ
れて光ファイバーF3に入射する。このように従来の光分
波器は、誘電体多層膜からなる干渉フィルター５を使用
すると共に、信号光が拡散するのを防止するレンズL
1や、入射光を光ファイバーF2、F3の中心に絞り込むた
めのレンズL2、L3などが必要であり、装置が大型にな
る。また位置合わせなどの調整も面倒であり、量産性に
欠け、価額も高くなる。
ファイバーF1から出射した光信号は、ある波長λ１のも
のは、干渉フィルター５を透過して光ファイバーF2に入
射し、他の波長λ２のものは干渉フィルター５で反射さ
れて光ファイバーF3に入射する。このように従来の光分
波器は、誘電体多層膜からなる干渉フィルター５を使用
すると共に、信号光が拡散するのを防止するレンズL
1や、入射光を光ファイバーF2、F3の中心に絞り込むた
めのレンズL2、L3などが必要であり、装置が大型にな
る。また位置合わせなどの調整も面倒であり、量産性に
欠け、価額も高くなる。
これに対し第６図のように、光導波路を２分岐させるこ
とで、入力光をその波長によって別々の出力導波路にガ
イドする分波器が試みられている。第６図は従来の導波
路型光分波器の平面図、第７図は第６図のVII−VII断面
図である。１はＹカットLiNbO3（ニオブ酸リチウム）等
の誘電体でできた基板で、この基板１の上にTi（チタ
ン）の熱拡散により、幅10μｍ、厚さ４μｍ程度の高屈
折率の導波路2a、2bが形成されている。導波路2aと2bと
は途中の交差部2cでＸ形に交差しているが、入力導波路
が2bのみのＹ形交差のものであってもよい。なお第７図
（イ）に示されるように、導波路2a、2bの表面が基板１
の面と同一面に揃っている場合のほか、（ロ）のように
導波路2a、2bの部分だけ基板１の面から凸状に突出し、
表面が保護膜３で覆われた構成であっても差支えない。
とで、入力光をその波長によって別々の出力導波路にガ
イドする分波器が試みられている。第６図は従来の導波
路型光分波器の平面図、第７図は第６図のVII−VII断面
図である。１はＹカットLiNbO3（ニオブ酸リチウム）等
の誘電体でできた基板で、この基板１の上にTi（チタ
ン）の熱拡散により、幅10μｍ、厚さ４μｍ程度の高屈
折率の導波路2a、2bが形成されている。導波路2aと2bと
は途中の交差部2cでＸ形に交差しているが、入力導波路
が2bのみのＹ形交差のものであってもよい。なお第７図
（イ）に示されるように、導波路2a、2bの表面が基板１
の面と同一面に揃っている場合のほか、（ロ）のように
導波路2a、2bの部分だけ基板１の面から凸状に突出し、
表面が保護膜３で覆われた構成であっても差支えない。
この構成においていま、波長がλ１及びλ２の２つの光
信号が到来すると、交差部2cにおける分波作用により、
ある波長λ１の光信号は、出力導波路2b側にガイドされ
るのに対し、他の波長λ２の光信号は、別の出力導波路
2a側にガイドされる。この分波作用は、２つの導波路2
a、2bの交差角φ、導波路2a、2bの屈折率差Δｎ、導波
路2a、2bの幅ｗなどで決定される。この現象は波長によ
ってもその条件が変化する。すなわち第８図に曲線ｂで
示すように、波長λによって屈折率ｎが異なるため、λ
１とλ２とでは屈折の条件が異なる。
信号が到来すると、交差部2cにおける分波作用により、
ある波長λ１の光信号は、出力導波路2b側にガイドされ
るのに対し、他の波長λ２の光信号は、別の出力導波路
2a側にガイドされる。この分波作用は、２つの導波路2
a、2bの交差角φ、導波路2a、2bの屈折率差Δｎ、導波
路2a、2bの幅ｗなどで決定される。この現象は波長によ
ってもその条件が変化する。すなわち第８図に曲線ｂで
示すように、波長λによって屈折率ｎが異なるため、λ
１とλ２とでは屈折の条件が異なる。
ところが曲線ｂは、波長依存性が小さいために、交差導
波路の形状だけを選択することで２波を分波するには限
界があり、特に交差角φを小さくしなければならないた
め、光分波器の素子長が極めて長くなる等の問題があ
り、実用化に至っていない。これに対し、特開昭56−42
202号公報には、誘電体多層膜フィルタを、２本の導波
路が結合する部分に設ける構成が開示されているが、誘
電体多層膜フィルタの波長選択性による反射あるいは透
過を原理として分波を行うものである。また、特開昭56
−150721号公報には、光導波体中に反射面を設ける構成
が開示されているが、この場合も反射面の波長選択性を
原理としている。さらに、特開昭58−113903号公報に
は、Ｙ型の分岐導波路の分岐部分にグレーティングを形
成し、導波路中に設けたグレーティングによる回折作用
を原理とする手法が開示されている。
波路の形状だけを選択することで２波を分波するには限
界があり、特に交差角φを小さくしなければならないた
め、光分波器の素子長が極めて長くなる等の問題があ
り、実用化に至っていない。これに対し、特開昭56−42
202号公報には、誘電体多層膜フィルタを、２本の導波
路が結合する部分に設ける構成が開示されているが、誘
電体多層膜フィルタの波長選択性による反射あるいは透
過を原理として分波を行うものである。また、特開昭56
−150721号公報には、光導波体中に反射面を設ける構成
が開示されているが、この場合も反射面の波長選択性を
原理としている。さらに、特開昭58−113903号公報に
は、Ｙ型の分岐導波路の分岐部分にグレーティングを形
成し、導波路中に設けたグレーティングによる回折作用
を原理とする手法が開示されている。
しかしながら、これらの手法はいずれも、製造が極めて
困難で実現性に欠ける、十分な分波特性が得られない、
小型化が困難で光集積回路に適しない、などの問題が有
る。
困難で実現性に欠ける、十分な分波特性が得られない、
小型化が困難で光集積回路に適しない、などの問題が有
る。
本発明の技術的課題は、従来の導波路型光分波器におけ
るこのような問題を解消し、光分波器素子が長くなった
りすることなしに、かつ分波特性に優れた光分波器を実
現することにある。
るこのような問題を解消し、光分波器素子が長くなった
りすることなしに、かつ分波特性に優れた光分波器を実
現することにある。
この技術的課題を解決するために講じた本発明による技
術的手段は、少なくとも１つの入力導波路と２つの出力
導波路を有すると共に、該入力導波路および出力導波路
がシングルモードの光導波路から成っており、入射光が
その波長によって異なった出力導波路にガイドされる光
分波器であって、入力導波路と２つの出力導波路との交
差部の一部または全部に、屈折率に対する波長分散の強
い材料が設置されている構成を採っている。
術的手段は、少なくとも１つの入力導波路と２つの出力
導波路を有すると共に、該入力導波路および出力導波路
がシングルモードの光導波路から成っており、入射光が
その波長によって異なった出力導波路にガイドされる光
分波器であって、入力導波路と２つの出力導波路との交
差部の一部または全部に、屈折率に対する波長分散の強
い材料が設置されている構成を採っている。
交差部は、入力導波路が１本の場合はＹ形交差路をな
し、入力導波路が２本の場合はＸ形交差路をなす。また
交差部は、複数の導波路が一体的に交差している場合の
ほか、ギャップをおいて交差している場合も含むものと
する。
し、入力導波路が２本の場合はＸ形交差路をなす。また
交差部は、複数の導波路が一体的に交差している場合の
ほか、ギャップをおいて交差している場合も含むものと
する。
この技術的手段によれば、交差部に設置された屈折率に
対する波長分散の強い材料により、交差部の実効的な屈
折率が波長によって大きく異なる。その結果、ある波長
の光信号は直進モードとなり、他の波長の光信号は分岐
モードとなって、別々の出力導波路にガイドされる。ま
た屈折率に対する波長分散の強い材料の設置量や設置位
置、材質などによっても、分波特性を制御することがで
きる。
対する波長分散の強い材料により、交差部の実効的な屈
折率が波長によって大きく異なる。その結果、ある波長
の光信号は直進モードとなり、他の波長の光信号は分岐
モードとなって、別々の出力導波路にガイドされる。ま
た屈折率に対する波長分散の強い材料の設置量や設置位
置、材質などによっても、分波特性を制御することがで
きる。
次に本発明による光分波器が実際上どのように具体化さ
れるかを実施例で説明する。第１図は本発明による光分
波路の第１実施例を示す平面図、第２図はそのII−II断
面図であり、第６図の構成と同一部分には、同じ符号が
付されている。すなわち2ai、2biが入力導波路、2ao、2
boが出力導波路であり、交差部2cで４本の導波路がＸ状
（４差路状）に交差している。これらの導波路すなわち
入力導波路2bi、2aiおよび出力導波路2bo、2aoは、従来
と同様にＹカットLiNbO3（ニオブ酸リチウム）等の誘電
体単結晶の基板１の上に、Ti（チタン）の熱拡散によ
り、幅10μｍ、厚さ４μｍ程度の高屈折率の導波路を形
成することで作製される。
れるかを実施例で説明する。第１図は本発明による光分
波路の第１実施例を示す平面図、第２図はそのII−II断
面図であり、第６図の構成と同一部分には、同じ符号が
付されている。すなわち2ai、2biが入力導波路、2ao、2
boが出力導波路であり、交差部2cで４本の導波路がＸ状
（４差路状）に交差している。これらの導波路すなわち
入力導波路2bi、2aiおよび出力導波路2bo、2aoは、従来
と同様にＹカットLiNbO3（ニオブ酸リチウム）等の誘電
体単結晶の基板１の上に、Ti（チタン）の熱拡散によ
り、幅10μｍ、厚さ４μｍ程度の高屈折率の導波路を形
成することで作製される。
そして４本の導波路の交差部2c上に、長い方の対角線方
向に波長分散の強い材料から成る蒸着膜４が被着されて
いる。この蒸着膜４としては、アモルファスシリコン
（ａ−Si）などが波長分散が強く、有効であり、例えば
第８図の曲線ａのような優れた波長分散性を示す。なお
ガラス基板へのイオン交換によっても、交差部2c上に波
長分散の強い材料の膜４を設けることができる。
向に波長分散の強い材料から成る蒸着膜４が被着されて
いる。この蒸着膜４としては、アモルファスシリコン
（ａ−Si）などが波長分散が強く、有効であり、例えば
第８図の曲線ａのような優れた波長分散性を示す。なお
ガラス基板へのイオン交換によっても、交差部2c上に波
長分散の強い材料の膜４を設けることができる。
このように入力導波路2bi、2aiと出力導波路2bo、2aoと
の交差部2cに波長分散の強い材料の膜４を設けて、導波
路の一部とすることで、入力導波路2biから波長λ１、
λ２の２つの光信号が到来した場合、ある波長λ１の光
信号は直進モードとなって出力導波路2boに出力し、他
の波長λ２の光信号は、分岐モードとなって出力導波路
2aoから出力する。そして２つの出力導波路2bo、2aoの
交差角φや導波路の幅ｗ、導波路の屈折率差Δｎなどの
条件に応じて、波長分散の強い材料の膜４の材質や蒸着
量、蒸着位置などを調節することで、それぞれの波長λ
１、λ２の光信号が確実にそれぞれの出力導波路2bo、2
aoにガイドされるように制御することができる。
の交差部2cに波長分散の強い材料の膜４を設けて、導波
路の一部とすることで、入力導波路2biから波長λ１、
λ２の２つの光信号が到来した場合、ある波長λ１の光
信号は直進モードとなって出力導波路2boに出力し、他
の波長λ２の光信号は、分岐モードとなって出力導波路
2aoから出力する。そして２つの出力導波路2bo、2aoの
交差角φや導波路の幅ｗ、導波路の屈折率差Δｎなどの
条件に応じて、波長分散の強い材料の膜４の材質や蒸着
量、蒸着位置などを調節することで、それぞれの波長λ
１、λ２の光信号が確実にそれぞれの出力導波路2bo、2
aoにガイドされるように制御することができる。
第３図は別の実施例を、第２図に対応して示す断面図で
ある。この実施例は、基板１上にガラスで導波路を形成
する例であり、このような場合は、先に波長分散の強い
材料の膜４を設けてから、その上に導波路を形成し、最
後に保護膜３でカバーする構成も可能である。したがっ
て膜４は交差部2cの下側または上側のどちらに配設して
も差支えない。この例のように、基板１から独立した位
置に導波路を形成する構成では、基板材料の制約がな
く、また導波路も種々の材料で構成できる。
ある。この実施例は、基板１上にガラスで導波路を形成
する例であり、このような場合は、先に波長分散の強い
材料の膜４を設けてから、その上に導波路を形成し、最
後に保護膜３でカバーする構成も可能である。したがっ
て膜４は交差部2cの下側または上側のどちらに配設して
も差支えない。この例のように、基板１から独立した位
置に導波路を形成する構成では、基板材料の制約がな
く、また導波路も種々の材料で構成できる。
以上の実施例では、入力導波路2bi、2aiと出力導波路2b
o、2aoの交差部で一体になっているが、第４図のように
方向性結合と称して、２つの入力導波路2bi、2aiと２つ
の出力導波路2bo、2aoが交差部2cにおいて、ギャップＧ
を挟んで分離しているものがあるが、この構成でも、本
発明を適用することが可能である。したがってこのよう
に交差部の構成の如何に拘わらず実施できる。なお以上
の例では、入力導波路が2biと2aiの２本あるが、入力導
波路が１本のＹ型交差でも、同様な効果が得られる。
o、2aoの交差部で一体になっているが、第４図のように
方向性結合と称して、２つの入力導波路2bi、2aiと２つ
の出力導波路2bo、2aoが交差部2cにおいて、ギャップＧ
を挟んで分離しているものがあるが、この構成でも、本
発明を適用することが可能である。したがってこのよう
に交差部の構成の如何に拘わらず実施できる。なお以上
の例では、入力導波路が2biと2aiの２本あるが、入力導
波路が１本のＹ型交差でも、同様な効果が得られる。
以上のように本発明によれば、少なくとも１つの入力導
波路と２つの出力導波路との交差部に、屈折率に対する
波長分散の強い材料を配設し、交差部の実効的な屈折率
を変化させることで、容易に波長ごとに出力導波路を選
択することができる。そのため素子長の短い導波路形の
光分波器を実現でき、干渉フィルターや数個のレンズを
使用することなしに、特性の優れた光分波器を実用化で
きる。また導波路型の光分波器は、光ファイバーを直
接、光分波器の入力導波路や出力導波路に突き当てて結
合でき、従来のようにレンズなどを必要とせず、位置合
わせも簡単確実に行うことができる。
波路と２つの出力導波路との交差部に、屈折率に対する
波長分散の強い材料を配設し、交差部の実効的な屈折率
を変化させることで、容易に波長ごとに出力導波路を選
択することができる。そのため素子長の短い導波路形の
光分波器を実現でき、干渉フィルターや数個のレンズを
使用することなしに、特性の優れた光分波器を実用化で
きる。また導波路型の光分波器は、光ファイバーを直
接、光分波器の入力導波路や出力導波路に突き当てて結
合でき、従来のようにレンズなどを必要とせず、位置合
わせも簡単確実に行うことができる。
第１図は本発明による光分波器の第１実施例を示す平面
図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は本発明の
第２実施例を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例
を示す平面図である。第５図は従来の光分波器の側面
図、第６図は従来の導波路型光分波器の平面図、第７図
は第６図のVII−VII断面図、第８図は屈折率の波長依存
性を示す図である。 図において、１は基板、2bi、2aiは入力導波路、2bo、2
aoは出力導波路、2cは交差部、４は波長分散の強い材料
から成る膜をそれぞれ示す。
図、第２図は第１図のII−II断面図、第３図は本発明の
第２実施例を示す断面図、第４図は本発明の第３実施例
を示す平面図である。第５図は従来の光分波器の側面
図、第６図は従来の導波路型光分波器の平面図、第７図
は第６図のVII−VII断面図、第８図は屈折率の波長依存
性を示す図である。 図において、１は基板、2bi、2aiは入力導波路、2bo、2
aoは出力導波路、2cは交差部、４は波長分散の強い材料
から成る膜をそれぞれ示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐脇 一平 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−42202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−150721（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−113903（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】少なくとも一つの入力導波路と二つの出力
導波路を有すると共に、該入力導波路および出力導波路
がシングルモードの光導波路から成っており、入射光が
その波長によって異なった出力導波路にガイドされる光
分波器であって、入力導波路と二つの出力導波路との交
差部の一部または全部に、屈折率に対する波長分散の強
い材料が設置されていることを特徴とする光分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59179039A JPH0740083B2 (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59179039A JPH0740083B2 (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光分波器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156306A JPS6156306A (ja) | 1986-03-22 |
| JPH0740083B2 true JPH0740083B2 (ja) | 1995-05-01 |
Family
ID=16059044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59179039A Expired - Lifetime JPH0740083B2 (ja) | 1984-08-28 | 1984-08-28 | 光分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0740083B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2685786B1 (fr) * | 1991-12-27 | 1994-12-30 | Corning Inc | Coupleur de proximite en optique integree. |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5642202A (en) * | 1979-09-14 | 1981-04-20 | Fujitsu Ltd | Photocoupling circuit with filter |
| DE3012184A1 (de) * | 1980-03-28 | 1981-10-08 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Lichtwellenleiterverzweigung |
| JPS58113903A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-07 | Fujitsu Ltd | 導波路型光波長フイルタ |
-
1984
- 1984-08-28 JP JP59179039A patent/JPH0740083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6156306A (ja) | 1986-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6243516B1 (en) | Merging optical waveguides having branch angle within a specific range | |
| US4790615A (en) | Demultiplexing and/or multiplexing optical circuit | |
| JP2000503140A (ja) | 様々な伝搬定数を有する波長マルチプレクサ／デマルチプレクサ | |
| JP2614365B2 (ja) | 偏波無依存導波型光デバイス | |
| US5764825A (en) | Optical wavelength division multiplexer device | |
| EP1001288A1 (en) | Coupling of light into a monolithic waveguide device | |
| JP2871893B2 (ja) | フィルタ付き分岐結合器 | |
| JPH0660982B2 (ja) | 導波形マツハ・ツエンダ光干渉計 | |
| JPH05203830A (ja) | 光合分波器 | |
| JPH0740083B2 (ja) | 光分波器 | |
| US6134361A (en) | Optical multiplexer/demultiplexer | |
| JP3201554B2 (ja) | 交差光導波路 | |
| JPH0361924B2 (ja) | ||
| JP3083015B2 (ja) | 導波路型光分岐結合素子 | |
| JPH01231006A (ja) | 光合分波器 | |
| US20020141697A1 (en) | Variable group delay unit and variable group delay optical fiber module | |
| JPH0749430A (ja) | 光回路部品 | |
| JP3070881B2 (ja) | 導波路型光合分波器 | |
| JPS63106606A (ja) | 光合分波器 | |
| JP3088822B2 (ja) | フィルタ付き分岐結合器 | |
| JP2788762B2 (ja) | 光回路 | |
| JP3379658B2 (ja) | 光スイッチ | |
| JPS63279627A (ja) | 双方向光通信モジュ−ル | |
| Miyashita | Planar waveguide devices on silicon | |
| JPS60173502A (ja) | 導波形光分岐回路 |