JPH08234047A - 集積オプティックスの色消し装置 - Google Patents
集積オプティックスの色消し装置Info
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- JPH08234047A JPH08234047A JP7289165A JP28916595A JPH08234047A JP H08234047 A JPH08234047 A JP H08234047A JP 7289165 A JP7289165 A JP 7289165A JP 28916595 A JP28916595 A JP 28916595A JP H08234047 A JPH08234047 A JP H08234047A
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- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
- G02B6/2813—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs based on multimode interference effect, i.e. self-imaging
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 満足し得る程度の色消し性を呈示して、上述
したスペクトル窓における挿入損失の少ない集積オプテ
ィックスの２×２カプラを提供すること。 【解決手段】 この装置は長手方向の軸線Ｘ、長さＬお
よび幅Ｗを有するデュアルモ−ド導波路１と、それぞれ
入口および出口のための２つの対のモノモ−ド導波路
２、３および４、５よりなる。本発明によれば、デュア
ルモ−ド導波路１の長さＬおよび幅Ｗは、1480nmから15
80nmまでの窓内におけるよりも1260nmから1360nmまでの
窓内の方が大きい光結合をこの導波路内に確立して、一
方におけるモノモ−ド入口導波路２および３と他方にお
けるモノモ−ド出口導波路４および５の間に生ずるこれ
らの窓内の大きくて反対方向の近接結合を補償するよう
な態様で選択される。挿入損失が小さくかつ1260nmから
1360nmまでおよび1480nmから1580nmまでのスペクトル窓
内で色消し性である２×ｎカプラを作成するために適用
され得る。
したスペクトル窓における挿入損失の少ない集積オプテ
ィックスの２×２カプラを提供すること。 【解決手段】 この装置は長手方向の軸線Ｘ、長さＬお
よび幅Ｗを有するデュアルモ−ド導波路１と、それぞれ
入口および出口のための２つの対のモノモ−ド導波路
２、３および４、５よりなる。本発明によれば、デュア
ルモ−ド導波路１の長さＬおよび幅Ｗは、1480nmから15
80nmまでの窓内におけるよりも1260nmから1360nmまでの
窓内の方が大きい光結合をこの導波路内に確立して、一
方におけるモノモ−ド入口導波路２および３と他方にお
けるモノモ−ド出口導波路４および５の間に生ずるこれ
らの窓内の大きくて反対方向の近接結合を補償するよう
な態様で選択される。挿入損失が小さくかつ1260nmから
1360nmまでおよび1480nmから1580nmまでのスペクトル窓
内で色消し性である２×ｎカプラを作成するために適用
され得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は集積オプティックス
における色消し装置に関し、さらに詳細には、1260nmか
ら1360nmまでおよび1480nmから1580nmまでのスペクトル
窓内で低い挿入損失を有しており、 ａ）基板の表面に近くに配置されかつその基板の表面と
平行な長手方向軸線、長さおよび幅を有しているデュア
ルモ−ド集積導波路と、 ｂ）それぞれ入口および出口のための２対のモノモ−ド
導波路であって、それぞれデュアルモ−ド導波路の端部
の１つに接続され、各対における導波路がデュアルモ−
ド導波路で始まって長手方向軸線から対称的にかつ徐々
に散開する前記２対のモノモ−ド導波路を具備するこの
種の装置に関する。
における色消し装置に関し、さらに詳細には、1260nmか
ら1360nmまでおよび1480nmから1580nmまでのスペクトル
窓内で低い挿入損失を有しており、 ａ）基板の表面に近くに配置されかつその基板の表面と
平行な長手方向軸線、長さおよび幅を有しているデュア
ルモ−ド集積導波路と、 ｂ）それぞれ入口および出口のための２対のモノモ−ド
導波路であって、それぞれデュアルモ−ド導波路の端部
の１つに接続され、各対における導波路がデュアルモ−
ド導波路で始まって長手方向軸線から対称的にかつ徐々
に散開する前記２対のモノモ−ド導波路を具備するこの
種の装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特に本出願人の名義で出願されたフラン
ス特許出願第２ ６８０ ４１８号によって、現在２×２
カプラと呼ばれている装置が知られている。そのスラン
ス出願に記載された装置は、特に上述した２つの標準化
されたスペクトル窓内で、モノモ−ド・ファイバオプテ
ィック通信に使用されるように設計されている。問題の
装置の目標は、２つの出口導波路間の入口導波路から受
取られる光強度を、予め定められた分割比で分割できる
ようにするとともに、これら２つのスペクトル窓内では
本質的に色消しであるようにすることである。そのよう
にするために、問題の装置は入口導波路と出口導波路が
連結された２つの導波路のＸ接合部を含んでいる。その
接合部における導波路は、ガラス基板におけるイオンの
拡散によって得られる。Ｘ接合部における導波路の軸線
によって画定された角度を適当に選択することによっ
て、予め定められた分割比を得ることができる。しか
し、好ましい実施例に関しては、選定された半角が約0.
7度より小さい場合、および特に導波路がイオン拡散に
よって作成された場合に、顕著な色度が再現することが
認められた。
ス特許出願第２ ６８０ ４１８号によって、現在２×２
カプラと呼ばれている装置が知られている。そのスラン
ス出願に記載された装置は、特に上述した２つの標準化
されたスペクトル窓内で、モノモ−ド・ファイバオプテ
ィック通信に使用されるように設計されている。問題の
装置の目標は、２つの出口導波路間の入口導波路から受
取られる光強度を、予め定められた分割比で分割できる
ようにするとともに、これら２つのスペクトル窓内では
本質的に色消しであるようにすることである。そのよう
にするために、問題の装置は入口導波路と出口導波路が
連結された２つの導波路のＸ接合部を含んでいる。その
接合部における導波路は、ガラス基板におけるイオンの
拡散によって得られる。Ｘ接合部における導波路の軸線
によって画定された角度を適当に選択することによっ
て、予め定められた分割比を得ることができる。しか
し、好ましい実施例に関しては、選定された半角が約0.
7度より小さい場合、および特に導波路がイオン拡散に
よって作成された場合に、顕著な色度が再現することが
認められた。
【０００３】さらに、最近では、挿入損失が小さく、す
なわち２つの入口と２つの出口の間における４つの可能
な光通路のそれぞれにおける光エネルギ−の損失が小さ
く、例えば前記光通路のそれぞれにおいて、それらの損
失が最大で４ｄＢでなければならない集積オプティック
スにおける２×２カプラが必要とされている。
なわち２つの入口と２つの出口の間における４つの可能
な光通路のそれぞれにおける光エネルギ−の損失が小さ
く、例えば前記光通路のそれぞれにおいて、それらの損
失が最大で４ｄＢでなければならない集積オプティック
スにおける２×２カプラが必要とされている。
【０００４】この目標を達成するために、過剰損失、言
換えると、２×２カプラの出口に伝達されずに基板内で
消失するヒカリエネルギ−を少なくすることが必須不可
欠であることが知られている。上記特許に記載された装
置のＸ接合部における導波路の半角の減少によって、例
えば0.7度以下の半角を選ぶことによって、過剰損失を
少なくすることができる。しかし、上述のように、この
ようにして得られる装置は、２つの上述したスペクトル
窓におけるファイバオプティック通信では許容できない
色度誤差によって影響される。
換えると、２×２カプラの出口に伝達されずに基板内で
消失するヒカリエネルギ−を少なくすることが必須不可
欠であることが知られている。上記特許に記載された装
置のＸ接合部における導波路の半角の減少によって、例
えば0.7度以下の半角を選ぶことによって、過剰損失を
少なくすることができる。しかし、上述のように、この
ようにして得られる装置は、２つの上述したスペクトル
窓におけるファイバオプティック通信では許容できない
色度誤差によって影響される。
【０００５】
【本発明が解決しようとする課題】したがって、本発明
の目的は、満足し得る程度の色消し性を呈示して、上述
したスペクトル窓における挿入損失の少ない集積オプテ
ィックスの２×２カプラを提供することである。
の目的は、満足し得る程度の色消し性を呈示して、上述
したスペクトル窓における挿入損失の少ない集積オプテ
ィックスの２×２カプラを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明のこの目的は、下
記の説明から明らかとなる目的とともに、1260〜1360nm
および1480〜1580nmのスペクトル窓において挿入損失が
小さく、そしてａ）基板の表面の近傍に集積され、かつ
その基板の表面に平行な長手方向の軸線Ｘ、長さＬおよ
び幅Ｗを有するデュアルモ−ド導波路（dual-mode wave
guide）、およびｂ）それぞれ入口および出口のための
２つの対のモノモ−ド導波路（monomodewaveguide）を
含む集積オプティックスの色消し装置でもって達成され
るものであり、前記モノモ−ド導波路の２つの対は前記
デュアルモ−ド導波路の端部の１つに接続され、各対に
おける導波路がデュアルモ−ド導波路の軸線Ｘから対称
的にかつ徐々に散開しており、この装置は、一方におけ
るモノモ−ド入口導波路と他方におけるモノモ−ド出口
導波路との間に生ずる、これらの窓における大きい反対
の近接結合を補償するように、デュアルモ−ド導波路の
長さＬと幅Ｗが、1480〜1580nmの窓におけるよりも1260
〜1360nmの窓において大きい光結合をこの導波路に確立
するような態様で選択される。
記の説明から明らかとなる目的とともに、1260〜1360nm
および1480〜1580nmのスペクトル窓において挿入損失が
小さく、そしてａ）基板の表面の近傍に集積され、かつ
その基板の表面に平行な長手方向の軸線Ｘ、長さＬおよ
び幅Ｗを有するデュアルモ−ド導波路（dual-mode wave
guide）、およびｂ）それぞれ入口および出口のための
２つの対のモノモ−ド導波路（monomodewaveguide）を
含む集積オプティックスの色消し装置でもって達成され
るものであり、前記モノモ−ド導波路の２つの対は前記
デュアルモ−ド導波路の端部の１つに接続され、各対に
おける導波路がデュアルモ−ド導波路の軸線Ｘから対称
的にかつ徐々に散開しており、この装置は、一方におけ
るモノモ−ド入口導波路と他方におけるモノモ−ド出口
導波路との間に生ずる、これらの窓における大きい反対
の近接結合を補償するように、デュアルモ−ド導波路の
長さＬと幅Ｗが、1480〜1580nmの窓におけるよりも1260
〜1360nmの窓において大きい光結合をこの導波路に確立
するような態様で選択される。
【０００７】
【発明の実施の形態】この装置の種々の部分で観察され
る光結合を補償するように構成することによって、問題
にしている２つのスペクトル窓におけるこの装置の色消
し性（achromaticity）を確保することができる。
る光結合を補償するように構成することによって、問題
にしている２つのスペクトル窓におけるこの装置の色消
し性（achromaticity）を確保することができる。
【０００８】本発明による装置の好ましい実施例の他の
特徴によれば、各モノモ−ド導波路の軸線は、その導波
路がデュアルモ−ド導波路の１つの端部に接続されてい
る点において、約0.7度より小さい角度だけ軸線Ｘに関
して傾斜される。この小さい接続角度によって、過剰損
失およびしたがって挿入損失が最小限度に抑えられる。
一般には、これらの損失を制限するために、できるだけ
小さい接続角度を選定するようにするのが得策である
が、もしこの角度が小さ過ぎると、モノモ−ド導波路間
に結合を生じさせるおそれがでてくる。
特徴によれば、各モノモ−ド導波路の軸線は、その導波
路がデュアルモ−ド導波路の１つの端部に接続されてい
る点において、約0.7度より小さい角度だけ軸線Ｘに関
して傾斜される。この小さい接続角度によって、過剰損
失およびしたがって挿入損失が最小限度に抑えられる。
一般には、これらの損失を制限するために、できるだけ
小さい接続角度を選定するようにするのが得策である
が、もしこの角度が小さ過ぎると、モノモ−ド導波路間
に結合を生じさせるおそれがでてくる。
【０００９】
【実施例】本発明にようる装置は、例えばガラスで作成
された基板に対して、図１に示された導波路構成をイン
プランテ−ション（implantation）することによって得
られる。このインプランテ−ションは、集積オプティッ
クス技術において公知であるように、マスキングおよび
タリウムイオンのようなイオンの拡散によって行うこと
ができる。
された基板に対して、図１に示された導波路構成をイン
プランテ−ション（implantation）することによって得
られる。このインプランテ−ションは、集積オプティッ
クス技術において公知であるように、マスキングおよび
タリウムイオンのようなイオンの拡散によって行うこと
ができる。
【００１０】図１に示された構成は、基板の表面に平行
な長手方向軸線Ｘ、長さＬおよび幅Ｗを有し、かつ基本
的な対称モ−ドおよび第２の、非対称モ−ドに従って光
波を前進させることができるようなサイズとなされたデ
ュアルモ−ド導波路１と、それぞれそのデュアルモ−ド
導波路の端部の１つに接続された２つの対のモノモ−ド
導波路２、３および４、５を具備している。各対におけ
る導波路は、デュアルモ−ド導波路で始まって、軸線Ｘ
から対称にかつ徐々に散開している。各対における導波
路は同じ幅を有しており、かつ光のモノモ−ド伝播に適
している。 R = I2/(I1 + I2)
な長手方向軸線Ｘ、長さＬおよび幅Ｗを有し、かつ基本
的な対称モ−ドおよび第２の、非対称モ−ドに従って光
波を前進させることができるようなサイズとなされたデ
ュアルモ−ド導波路１と、それぞれそのデュアルモ−ド
導波路の端部の１つに接続された２つの対のモノモ−ド
導波路２、３および４、５を具備している。各対におけ
る導波路は、デュアルモ−ド導波路で始まって、軸線Ｘ
から対称にかつ徐々に散開している。各対における導波
路は同じ幅を有しており、かつ光のモノモ−ド伝播に適
している。 R = I2/(I1 + I2)
【００１１】便宜上、導波路２および３を「入口」（en
try）導波路と呼び、導波路４および５を「出口」（exi
t）導波路と呼ぶ。したがって、強度I0を有し、導波路
２の入口Ｅ2を通じてこの装置に入った光は、光強度I1
およびI2が測定される出口Ｓ1およびＳ2において、出口
導波路４および５間で、損失を除いて、分配され、この
ようにすて本装置はそれの出口において比Rでもって光
パワ−を分割し、この場合、I2は、強度I0の光エネルギ
−が入って来た入口導波路２に対向した出口導波路５か
ら出て来る光エネルギ−の強度である。
try）導波路と呼び、導波路４および５を「出口」（exi
t）導波路と呼ぶ。したがって、強度I0を有し、導波路
２の入口Ｅ2を通じてこの装置に入った光は、光強度I1
およびI2が測定される出口Ｓ1およびＳ2において、出口
導波路４および５間で、損失を除いて、分配され、この
ようにすて本装置はそれの出口において比Rでもって光
パワ−を分割し、この場合、I2は、強度I0の光エネルギ
−が入って来た入口導波路２に対向した出口導波路５か
ら出て来る光エネルギ−の強度である。
【００１２】上述した特許の教示によれば、接合部Ｘの
色度を制限するために、約0.7度以下に制限されること
が好ましい角度範囲内で、Ｘ接合部における導波路の半
角に対する適当な選択が行なわれれば、この比は予め定
められた値に設定され得る。
色度を制限するために、約0.7度以下に制限されること
が好ましい角度範囲内で、Ｘ接合部における導波路の半
角に対する適当な選択が行なわれれば、この比は予め定
められた値に設定され得る。
【００１３】本発明によれば、予め定められた分割比R
を確立することができるとともに、挿入損失を所定のレ
ベル以下に低下させかつ色消し性の満足し得るレベルを
保持することができる２×２カプラが得られる。
を確立することができるとともに、挿入損失を所定のレ
ベル以下に低下させかつ色消し性の満足し得るレベルを
保持することができる２×２カプラが得られる。
【００１４】上述のように、過剰損失を少なくすること
によって挿入損失を少なくするためには、入口および出
口導波路の軸線の角度を小さくすることが必要である。
この点については、本発明によれば、各モノモ−ド導波
路の軸線が、その導波路がデュアルモ−ド導波路の１つ
の端部に接続された点において、約0.7度より小さい角
度αだけ軸線Ｘに関して傾斜される。
によって挿入損失を少なくするためには、入口および出
口導波路の軸線の角度を小さくすることが必要である。
この点については、本発明によれば、各モノモ−ド導波
路の軸線が、その導波路がデュアルモ−ド導波路の１つ
の端部に接続された点において、約0.7度より小さい角
度αだけ軸線Ｘに関して傾斜される。
【００１５】この選択から生ずる色度を軽減することが
必要である。この軽減は、本発明の重要な特徴によれ
ば、図２に関して説明されるように、本発明による装置
で形成される種々の光結合が互いに補償し合うようにし
て1480〜1580nmの窓におけるよりも1260〜1360nmの窓の
方が大きい光結合をこの導波路に生じさせる態様でデュ
アルモ−ド導波路の長さろよび幅っを選定することによ
って実現される。
必要である。この軽減は、本発明の重要な特徴によれ
ば、図２に関して説明されるように、本発明による装置
で形成される種々の光結合が互いに補償し合うようにし
て1480〜1580nmの窓におけるよりも1260〜1360nmの窓の
方が大きい光結合をこの導波路に生じさせる態様でデュ
アルモ−ド導波路の長さろよび幅っを選定することによ
って実現される。
【００１６】本装置のデュアルモ−ド導波路１では、１
つの入口導波路から２つの出口導波路への光結合は、対
称な基本モ−ドと、非対称の第２のモ−ドとの間の干渉
によって生ずる。各出口導波路に伝達される光強度が、
これらの２つの伝播モ−ド間の累積する位相偏位または
変位の正弦波関数であり、分割比Rに対する下記の数式
が得られることが示され得る。 r = sin2［Δψ／2] Δψ = 2π[Δn(λ,W)・L]/λ ただし、Δψは２つのデュアルモ−ド導波路１間に与え
られた位相偏位または変位であり、λは光の波長であ
り、LおよびWはそれぞれデュアルモ−ド導波路の長さお
よび幅であり、Δn(λ,W)はデュアルモ−ド導波路中を
伝播される２つのモ−ド間のフェ−ズインデックス差
（pahse index difference）である。
つの入口導波路から２つの出口導波路への光結合は、対
称な基本モ−ドと、非対称の第２のモ−ドとの間の干渉
によって生ずる。各出口導波路に伝達される光強度が、
これらの２つの伝播モ−ド間の累積する位相偏位または
変位の正弦波関数であり、分割比Rに対する下記の数式
が得られることが示され得る。 r = sin2［Δψ／2] Δψ = 2π[Δn(λ,W)・L]/λ ただし、Δψは２つのデュアルモ−ド導波路１間に与え
られた位相偏位または変位であり、λは光の波長であ
り、LおよびWはそれぞれデュアルモ−ド導波路の長さお
よび幅であり、Δn(λ,W)はデュアルモ−ド導波路中を
伝播される２つのモ−ド間のフェ−ズインデックス差
（pahse index difference）である。
【００１７】この関係式から、位相偏位または変位Δψ
は光の波長に一次的に逆比例しており、1550nmにおける
よりも1310nmにおいて大きい値をとることが明らかであ
る。その結果、Δψの正弦波関数である光結合は、その
正弦波関数の変化の方向が増加する方向であれば、これ
も1550nmにおけるよりも13120nmにおける方が大きくな
る。
は光の波長に一次的に逆比例しており、1550nmにおける
よりも1310nmにおいて大きい値をとることが明らかであ
る。その結果、Δψの正弦波関数である光結合は、その
正弦波関数の変化の方向が増加する方向であれば、これ
も1550nmにおけるよりも13120nmにおける方が大きくな
る。
【００１８】一方におけるモノモ−ド入口導波路と、他
方における出口導波路のアプロ−チ区域の間では、光結
合は近接カプラにおけるのと同じ性質を有する。したが
って、良く知られているように、1550nmにおけるモ−ド
の幅の方が1310nmにおいて観察される幅よりも大きいの
で、またそのモ−ドの方が隣接導波路と強く相互作用す
るので、1310nmにおけるよりも1550nmにおける方が大き
くなる。この結合は、デュアルモ−ド導波路における伝
播によって導入される方向とは反対の方向に、波長の関
数として、生起することが判る。
方における出口導波路のアプロ−チ区域の間では、光結
合は近接カプラにおけるのと同じ性質を有する。したが
って、良く知られているように、1550nmにおけるモ−ド
の幅の方が1310nmにおいて観察される幅よりも大きいの
で、またそのモ−ドの方が隣接導波路と強く相互作用す
るので、1310nmにおけるよりも1550nmにおける方が大き
くなる。この結合は、デュアルモ−ド導波路における伝
播によって導入される方向とは反対の方向に、波長の関
数として、生起することが判る。
【００１９】２つのアプロ−チ区域２、３および４、５
と、デュアルモ−ド導波路１における光結合を考慮し
て、分割比Rは下記のように書換えることができる。 R = sin2{π[Δn(λ,W)・(L + L0(λ)]/λ} ただしL0は一方にける２つの入口導波路２および３と、
他方における２つの出口導波路４および５の結合に等価
な長さを表わす。
と、デュアルモ−ド導波路１における光結合を考慮し
て、分割比Rは下記のように書換えることができる。 R = sin2{π[Δn(λ,W)・(L + L0(λ)]/λ} ただしL0は一方にける２つの入口導波路２および３と、
他方における２つの出口導波路４および５の結合に等価
な長さを表わす。
【００２０】等価結合長L0は波長の関数であること、そ
してフェ−ズインデックス（phaseindex）の差はこの波
長とデュアルモ−ド導波路の幅Ｗの両方の関数であるこ
とに注目すべきである。
してフェ−ズインデックス（phaseindex）の差はこの波
長とデュアルモ−ド導波路の幅Ｗの両方の関数であるこ
とに注目すべきである。
【００２１】前述の説明よれいば、図２に表わされた分
割比はデュアルモ−ド導波路の実効長Lの関数として正
弦波的に変化する。L = 0の場合には、モノモ−ド入口
および出口導波路間の近接結合だけで光結合が生ずる。
この結合に等価な長さL(λ)は分割比においてのみ重要
な役割を果す。この近接結合は、λ1=1310nmにおけるよ
りもλ1=1550nmにける方が大きいので、この結合を表わ
す長さL0(λ2)も長さL0(λ1)より大きく、したがって
（正弦波関数の曲線はL=0の領域では負の傾斜を有して
いるから）分割比R12は分割比R11より小さくしたがって
それより前進（in front of）している。
割比はデュアルモ−ド導波路の実効長Lの関数として正
弦波的に変化する。L = 0の場合には、モノモ−ド入口
および出口導波路間の近接結合だけで光結合が生ずる。
この結合に等価な長さL(λ)は分割比においてのみ重要
な役割を果す。この近接結合は、λ1=1310nmにおけるよ
りもλ1=1550nmにける方が大きいので、この結合を表わ
す長さL0(λ2)も長さL0(λ1)より大きく、したがって
（正弦波関数の曲線はL=0の領域では負の傾斜を有して
いるから）分割比R12は分割比R11より小さくしたがって
それより前進（in front of）している。
【００２２】一般的に、分割比R1の振動周期はλ/Δn
(λ,W)に等しい。一次的にはこの周期は波長λに依存す
るので、比R11の振動周期は比R12のそれより短いことが
観察され得る。この結果は、デュアルモ−ド導波路１中
での伝播時には、光結合は1550nmにおけるよりも1310nm
における方が大きくなると言うことをも表わしている。
分割比R12が若干「前進」（in front）しているので、
それは、それよりも短い振動周期を有する比R11によっ
て交差されるであろう。
(λ,W)に等しい。一次的にはこの周期は波長λに依存す
るので、比R11の振動周期は比R12のそれより短いことが
観察され得る。この結果は、デュアルモ−ド導波路１中
での伝播時には、光結合は1550nmにおけるよりも1310nm
における方が大きくなると言うことをも表わしている。
分割比R12が若干「前進」（in front）しているので、
それは、それよりも短い振動周期を有する比R11によっ
て交差されるであろう。
【００２３】本発明によれば、デュアルモ−ド導波路の
幅Ｗの調節によって結合補償が正確に行われ、これが、
２次依存によって、分割比Rに関する上記の式において
重要なフェ−ズインデックスΔn(λ,W)の差に影響を及
ぼすことができる。
幅Ｗの調節によって結合補償が正確に行われ、これが、
２次依存によって、分割比Rに関する上記の式において
重要なフェ−ズインデックスΔn(λ,W)の差に影響を及
ぼすことができる。
【００２４】実際には、例えば0.5の分割比を確保する
本発明による２×２カプラを作成するためには、デュア
ルモ−ド導波路の幅Ｗと長さＬは、図２に示された曲線
が近接した傾斜をもって縦座標0.5で交差するように選
定されなければならない。この関数点において、２つの
窓内における結合比が実質的に等しくなり、それによっ
て所望の色消し性が得られることになる。もちろん、分
割比を0.5以外の値に設定するためにも同様の操作が行
われるであろう。
本発明による２×２カプラを作成するためには、デュア
ルモ−ド導波路の幅Ｗと長さＬは、図２に示された曲線
が近接した傾斜をもって縦座標0.5で交差するように選
定されなければならない。この関数点において、２つの
窓内における結合比が実質的に等しくなり、それによっ
て所望の色消し性が得られることになる。もちろん、分
割比を0.5以外の値に設定するためにも同様の操作が行
われるであろう。
【００２５】図３は、モノモ−ドファイバオプティック
通信で用いられる２つの窓をカバ−するスペクトル範囲
において、本発明による装置における種々の光通路、す
なわちＥ1からＳ1まで、Ｅ１からＳ2まで、Ｅ2からＳ1
まで、そしてＥ2からＳ2までの光通路でそれぞれ測定さ
れた挿入損失の変化の曲線Ｖ1〜Ｖ4を示している。
通信で用いられる２つの窓をカバ−するスペクトル範囲
において、本発明による装置における種々の光通路、す
なわちＥ1からＳ1まで、Ｅ１からＳ2まで、Ｅ2からＳ1
まで、そしてＥ2からＳ2までの光通路でそれぞれ測定さ
れた挿入損失の変化の曲線Ｖ1〜Ｖ4を示している。
【００２６】上述した選択を行うことができるように、
下記の変更を行なった複数の組のカプラが作成された。 − 角度αが0.2度のステップで0.4度から0.8度まで変
化された。 − デュアルモ−ド導波路の幅が1μmのステップで7μm
から10μmまで変化された。 − 長さＬが25μmのステップで0から900μmまで変化さ
れ、そして図２および図３における曲線に対応した曲線
が各カプラについて作成された。このようにして得られ
た上方はカプラの特性パラメ−タを挿入損失（この損失
はできるだけ小さくなければならない）について確立さ
れた仕様の関数として選定することを可能にする。この
観点から、角度α=0.8のカプラは満足し得ないものであ
ることが判った。
下記の変更を行なった複数の組のカプラが作成された。 − 角度αが0.2度のステップで0.4度から0.8度まで変
化された。 − デュアルモ−ド導波路の幅が1μmのステップで7μm
から10μmまで変化された。 − 長さＬが25μmのステップで0から900μmまで変化さ
れ、そして図２および図３における曲線に対応した曲線
が各カプラについて作成された。このようにして得られ
た上方はカプラの特性パラメ−タを挿入損失（この損失
はできるだけ小さくなければならない）について確立さ
れた仕様の関数として選定することを可能にする。この
観点から、角度α=0.8のカプラは満足し得ないものであ
ることが判った。
【００２７】接続角度αが0.4度である本発明によるカ
プラの場合には、モノモ−ド導波路の曲率半径が100mm
であり、イオン交換技術を用いて作成されたカプラの場
合には、デュアルモ−ド導波路の幅Ｗ（導波路を作成す
るために用いられたマスク上で測定された）は7μmであ
り、モノモ−ド導波路の幅は3μmであり、そしてデュア
ルモ−ド導波路の長さは375μmであり、４つの光通路の
組について、問題の窓内で、観察された最大挿入損失は
1480nmにおいて４ｄＢであることが明らかである。した
がって、本発明は前述した目的を達成すること、すなわ
ち挿入損失が４ｄＢより小さく、前記スペクトル窓内で
良好なレベルの色消し性を呈示し、図３の曲線で観察さ
れた色度誤差が0.5dBを超えない２×２カプラを得るこ
とを可能にする。
プラの場合には、モノモ−ド導波路の曲率半径が100mm
であり、イオン交換技術を用いて作成されたカプラの場
合には、デュアルモ−ド導波路の幅Ｗ（導波路を作成す
るために用いられたマスク上で測定された）は7μmであ
り、モノモ−ド導波路の幅は3μmであり、そしてデュア
ルモ−ド導波路の長さは375μmであり、４つの光通路の
組について、問題の窓内で、観察された最大挿入損失は
1480nmにおいて４ｄＢであることが明らかである。した
がって、本発明は前述した目的を達成すること、すなわ
ち挿入損失が４ｄＢより小さく、前記スペクトル窓内で
良好なレベルの色消し性を呈示し、図３の曲線で観察さ
れた色度誤差が0.5dBを超えない２×２カプラを得るこ
とを可能にする。
【００２８】一般的に言って、3.8dBより小さい挿入損
失を得るためには、本発明によるカプラの特性は好まし
くは下記の範囲内で選定されるであろう。 0.1度＜α＜0.7度、そして好ましくは0.2度＜α＜0.7度 100μm＜L＜1000μm、そして好ましくは100μm＜L＜100
0μm 4μm＜W＜9μm、そして好ましくは6μm＜W＜9μm 20μm＜r＜200μm、そして好ましくは50μm＜r＜200μm
失を得るためには、本発明によるカプラの特性は好まし
くは下記の範囲内で選定されるであろう。 0.1度＜α＜0.7度、そして好ましくは0.2度＜α＜0.7度 100μm＜L＜1000μm、そして好ましくは100μm＜L＜100
0μm 4μm＜W＜9μm、そして好ましくは6μm＜W＜9μm 20μm＜r＜200μm、そして好ましくは50μm＜r＜200μm
【００２９】便宜上、角度αは、デュアルモ−ド導波路
の隣接端部から1μmに位置決めされたモノモ−ド導波路
内の１つの点において測定される。
の隣接端部から1μmに位置決めされたモノモ−ド導波路
内の１つの点において測定される。
【００３０】幅Ｗに関して、上述した下限および上限は
利用した集積光技術に依存し、かつそれぞれ導波路１に
おけるモノモ−ド伝播とデュアルモ−ド伝播の間、およ
びデュアルモ−ド伝播とトリプルモ−ド伝播の間の遷移
にそれぞれ対応する。
利用した集積光技術に依存し、かつそれぞれ導波路１に
おけるモノモ−ド伝播とデュアルモ−ド伝播の間、およ
びデュアルモ−ド伝播とトリプルモ−ド伝播の間の遷移
にそれぞれ対応する。
【００３１】もちろん、本発明は上述の例示として呈示
された実施例に限定されるものではない。したがって、
本発明は、上述した特許出願に記載されているように、
ｎ箇の出口ポ−ト（ただしｎは２より大きい整数）の間
に入来光パワ−を分配するのに適した集積導波路を有す
る分割手段に出口のうちの少なくとも１つによって接続
された２×２カプラを含んだ２×ｎカプラにも及ぶ。本
発明はまた、異なる幅を有するモノモ−ド導波路によら
なくても所望の色消し性を得ることができるが、モノモ
−ド導波路が同一の幅を有しないカプラにも及ぶ。
された実施例に限定されるものではない。したがって、
本発明は、上述した特許出願に記載されているように、
ｎ箇の出口ポ−ト（ただしｎは２より大きい整数）の間
に入来光パワ−を分配するのに適した集積導波路を有す
る分割手段に出口のうちの少なくとも１つによって接続
された２×２カプラを含んだ２×ｎカプラにも及ぶ。本
発明はまた、異なる幅を有するモノモ−ド導波路によら
なくても所望の色消し性を得ることができるが、モノモ
−ド導波路が同一の幅を有しないカプラにも及ぶ。
【図１】本発明による装置における導波路の構成を示す
平面図である。
平面図である。
【図２】本発明による装置におけるデュアルモ−ド導波
路のサイジングの説明に供する曲線を示している。
路のサイジングの説明に供する曲線を示している。
【図３】上述した２つのスペクトル窓をカバ−する周波
数領域における、図１に示された装置の場合の挿入損失
の曲線を示している。
数領域における、図１に示された装置の場合の挿入損失
の曲線を示している。
１ デュアルモ−ド導波路 ２ モノモ−ド入口導波路 ３ モノモ−ド入口導波路 ４ モノモ−ド出口導波路 ５ モノモ−ド出口導波路
Claims (9)
- 【請求項１】 1260nmから1360nmまでのおよび1480nmか
ら1580nmまでのスペクトル窓内において挿入損失が小さ
い集積オプティックスの色消し装置であって、 ａ）基板の表面の近くに集積されかつ前記基板の表面と
平行な長手方向の軸線Ｘ、長さＬおよび幅Ｗを有するデ
ュアルモ−ド導波路１と、 ｂ）入口および出口のための２つの対のモノモ−ド導波
路２、３および４、５を具備しており、前記モノモ−ド
導波路のそれぞれが前記デュアルモ−ド導波路１の端部
の１つに接続されており、各対における導波路は前記デ
ュアルモ−ド導波路１で始まって前記軸線Ｘから対称に
かつ徐々に散開しており、前記デュアルモ−ド導波路１
の長さＬおよび幅Ｗは、1480nmから1580nmまでの窓内よ
りも1260nmから1360nmまでの窓内の方が大きい光結合を
この導波路に確立し、一方におけるモノモ−ド入口導波
路２および３と他方におけるモノモ−ド出口導波路４お
よび５間に生ずるこれらの窓内の大きい反対方向の近接
結合を補償するような態様で選択されることを特徴とす
る集積オプティックスの色消し装置。 - 【請求項２】 各モノモ−ド導波路の軸線が、前記デュ
アルモ−ド導波路１の１つの端部に導波路が接続された
点において、約0.7度より小さい角度αだけ前記軸線Ｘ
に関して傾斜されていることを特徴とする請求項１の装
置。 - 【請求項３】 前記デュアルモ−ド導波路の長さＬが10
0μmと750μmの間であることを特徴とする請求項１また
は２の装置。 - 【請求項４】 前記デュアルモ−ド導波路の幅Ｗは4μm
と9μmの間、好ましくは6μmと9μmの間であることを特
徴とする請求項１〜３のうちの１つに記載された装置。 - 【請求項５】 前記２つのスペクトル窓内の最大挿入損
失が3.8dBより小さいことを特徴とする請求項１〜４の
うちの１つに記載された装置。 - 【請求項６】 最大色度誤差が0.5dBより小さいことを
特徴とする請求項１〜５のうちの１つに記載された装
置。 - 【請求項７】 前記モノモ−ド入口および出口導波路が
20μmと200μmの間、好ましくは50μmと200μmの間であ
る曲率半径を有することを特徴とする請求項１〜６のう
ちの１つに記載された装置。 - 【請求項８】 出口における光パワ−が比R=0.5で分割
される請求項１〜７の１つに記載された装置。 - 【請求項９】 請求項１〜９のうちの１つによる装置
と、装置の出口のうちの少なくとも１つとカプラのｎの
出口との間に接続された付加的な分割手段を具備してい
ることを特徴とする２×ｎ型の集積オプティックスの色
消しカプラ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9412247 | 1994-10-13 | ||
| FR9412247A FR2725795A1 (fr) | 1994-10-13 | 1994-10-13 | Dispositif achromatique en optique integree |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08234047A true JPH08234047A (ja) | 1996-09-13 |
Family
ID=9467837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7289165A Pending JPH08234047A (ja) | 1994-10-13 | 1995-10-12 | 集積オプティックスの色消し装置 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5835651A (ja) |
| EP (1) | EP0707222A1 (ja) |
| JP (1) | JPH08234047A (ja) |
| KR (1) | KR960014979A (ja) |
| CN (1) | CN1071029C (ja) |
| AU (1) | AU701910B2 (ja) |
| CA (1) | CA2159436A1 (ja) |
| FR (1) | FR2725795A1 (ja) |
| TW (1) | TW330250B (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505812A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | ティーム、フォトニクス | 光集積回路内における２対ｎ構成の光分波器 |
| KR100863523B1 (ko) * | 2007-04-16 | 2008-10-15 | 주식회사 피피아이 | 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6834145B2 (en) | 2002-11-04 | 2004-12-21 | Teem Photonics | 2 to n optical divider with integrated optics |
| EP3431918B1 (en) * | 2017-07-20 | 2021-03-31 | Fogale Nanotech | Multichannel confocal sensor and related method for inspecting a sample |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4355864A (en) * | 1980-03-26 | 1982-10-26 | Sperry Corporation | Magnetooptic switching devices |
| FR2579044B1 (fr) * | 1985-03-13 | 1988-02-26 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de multiplexage de plusieurs signaux lumineux en optique integree |
| JPS63223712A (ja) * | 1987-03-13 | 1988-09-19 | Hitachi Ltd | 光導波路およびその製造方法 |
| JP2749107B2 (ja) * | 1989-03-20 | 1998-05-13 | 株式会社日立製作所 | 光ヘッド |
| GB2239715B (en) * | 1990-01-06 | 1994-04-27 | Plessey Co Plc | Integrated optical device |
| US4979788A (en) * | 1990-03-05 | 1990-12-25 | Eastman Kodak Company | Achromatic mode-index elements for integrated optical systems |
| IT1240124B (it) * | 1990-03-07 | 1993-11-27 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Metodo per ritoccare le caratteristiche di funzionamento di dispositivi ottici integrati. |
| GB9018384D0 (en) * | 1990-08-22 | 1990-10-03 | Marconi Gec Ltd | Integrated optic waveguide coupler |
| US5101458A (en) * | 1990-11-08 | 1992-03-31 | The University Of Rochester | Achromatic input/output coupler for integrated optical circuits |
| FR2680418B1 (fr) * | 1991-08-13 | 1995-01-20 | Corning Inc | Diviseur achromatique en optique integree et coupleur de m entrees vers n sorties incorporant un tel diviseur. |
| US5428635A (en) * | 1994-01-11 | 1995-06-27 | American Biogenetic Sciences, Inc. | Multi-wavelength tunable laser |
| US5420947A (en) * | 1994-06-17 | 1995-05-30 | Eastman Kodak Company | Method for achromatically coupling a beam of light into a waveguide |
| US5526439A (en) * | 1994-12-30 | 1996-06-11 | At&T Corp. | Optical filter using electro-optic material |
-
1994
- 1994-10-13 FR FR9412247A patent/FR2725795A1/fr active Granted
-
1995
- 1995-09-28 CA CA002159436A patent/CA2159436A1/en not_active Abandoned
- 1995-10-04 AU AU33031/95A patent/AU701910B2/en not_active Ceased
- 1995-10-06 EP EP95115774A patent/EP0707222A1/en not_active Ceased
- 1995-10-12 US US08/542,239 patent/US5835651A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-12 JP JP7289165A patent/JPH08234047A/ja active Pending
- 1995-10-13 KR KR1019950035430A patent/KR960014979A/ko active IP Right Grant
- 1995-10-13 CN CN95116768A patent/CN1071029C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-01-23 TW TW084112275A patent/TW330250B/zh active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006505812A (ja) * | 2002-11-04 | 2006-02-16 | ティーム、フォトニクス | 光集積回路内における２対ｎ構成の光分波器 |
| KR100863523B1 (ko) * | 2007-04-16 | 2008-10-15 | 주식회사 피피아이 | 멀티모드를 갖는 비대칭 마하젠더 구조의 도파형 광분배기 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR960014979A (ko) | 1996-05-22 |
| TW330250B (en) | 1998-04-21 |
| EP0707222A1 (en) | 1996-04-17 |
| FR2725795A1 (fr) | 1996-04-19 |
| CN1071029C (zh) | 2001-09-12 |
| AU3303195A (en) | 1996-04-26 |
| FR2725795B1 (ja) | 1997-02-14 |
| CN1149139A (zh) | 1997-05-07 |
| AU701910B2 (en) | 1999-02-11 |
| CA2159436A1 (en) | 1996-04-14 |
| US5835651A (en) | 1998-11-10 |
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