JPH09159851A - 導波路型光合波分波モジュール - Google Patents

導波路型光合波分波モジュール

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JPH09159851A JP7315385A JP31538595A JPH09159851A JP H09159851 A JPH09159851 A JP H09159851A JP 7315385 A JP7315385 A JP 7315385A JP 31538595 A JP31538595 A JP 31538595A JP H09159851 A JPH09159851 A JP H09159851A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型で安価な導波路型光合波分波モジュール
を提供する。 【解決手段】 波長λ１の第１の信号光を導波する第１
の導波路と、波長λ２の第２の信号光と第１の信号光を
導波する共通導波路と、第１と第２の信号光を合波分波
する光合波分波部を含む基板と、第１および共通導波路
にそれぞれ結合する光ファイバを備えている。合波分波
部は第１の導波路と共通導波路にそれぞれ接続される２
本の導波路によって形成される方向性結合型光合波分波
器であって、方向性結合型光合波分波器が第１の信号光
に対して完全結合長となり、長手方向のほぼ半分の位置
で長手方向に対して垂直な端面を有し、第２の光ファイ
バは端面に配置され第２の信号光に光学的に結合する。
基板は端面に配置され第１の信号光を反射し第２の信号
光を透過させる波長フィルタを備えている。従来の方向
性結合器の半分の長さで光合分波機能を持たせることが
でき小型化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、特に波長
多重伝送に用いられる導波路型光合波分波モジュールに
関する。
【０００１】
【従来の技術】従来の導波路型光合波分波モジュールの
構成として、例えば特開昭６３−３３７０８号公報に記
載された構成が知られている。図４は、従来技術の導波
路型光合波分波モジュールの構成を示した図である。
【０００２】図４において、ガラス板等の透明基板１３
に埋込み型の導波路１４、１５、１６が形成してあり、
このうち導波路１４、１５は使用する光波長で単一モー
ド導波路であり、一方、導波路１６は多モード導波路で
ある。導波路１４、１５、１６は基板１３の短辺の付近
では辺に対し垂直であり、また導波路１４、１５はフィ
ルタ挿入溝１７付近で直線の導波路２４で結合されてお
り、この直線路２４の箇所を溝１７が分断していて溝１
７中に干渉フィルタ１８が入れてある。
【０００３】導波路１６はフィルタ１８の面法線に関す
る導波路１４の鏡映像より大きい断面をもつ導波路であ
る。この導波路１６は導波路１４とは導通しておらず、
導波路１４に至る直前で終端となっており、且つ導波路
１４の最外層部分は、導波路１６の影響をほとんど受け
ない直線境界からなっている。干渉フィルタ１８として
はλ１の波長光を反射しλ２の波長光を透過するものが
用いられている。
【０００４】上記の合波分波器において矢印で示される
ように、ファイバ２１から共通導波路１４に入射された
λ１の光は干渉フィルタ１８で反射され、分波導波路１
６に結合されてファイバ２３に入射され。また、ファイ
バ２２から合波導波路１５に入射したλ２の光は干渉フ
ィルタ１８を透過し、共通導波路１４に結合されてファ
イバ２２に入射される。以上より、伝送路に単一モード
光ファイバが用いられたシステムへの適用が可能なよう
に、導波路型光合波分波器が構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術
は、分波導波路１６をフィルタ１８の面法線に関する共
通導波路１４の鏡映像より大きい断面をもつ多モード導
波路としているために、ファイバ２３は出射専用として
しか使用できず、ファイバ２２およびファイバ２３を入
射、ファイバ２１を出射とするような光合波分波モジュ
ールとしては使用できない。また、分波導波路１６は多
モード導波路なので伝送帯域が狭く長距離伝送には不向
きであるという問題もある。
【０００６】このため、双方向送受信モジュールとして
の用途に限られてしまい、他の用途への応用が困難であ
る。また、共通導波路１４から入射したλ１の光は干渉
フィルタ１８で反射され分波導波路１６に入射される
が、分波導波路１６への光の入射は干渉フィルタへの斜
め入射の入射角によって制御されるため、干渉フィルタ
挿入用の溝の作製に厳しい精度が要求されるという問題
があり、分波合波器を作製する場合の歩留りを低くする
原因となる。
【０００７】本発明の導波路型光合波分波モジュール
は、適用範囲が広く、しかも製作の容易な導波路型光合
波分波モジュールを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の導波路型光合波
分波モジュールは、上述の従来のモジュールの欠点を除
去するために、第１の波長を有する第１の信号光を導波
する第１の導波路と、第２の波長を有する第２の信号光
と第１の信号光を導波する共通導波路と、第１の信号光
と第２の信号光を合波分波する光合波分波部を含む基板
と、第１の導波路に光学的に結合する第１の光ファイバ
と、共通導波路に結合する共通光入出力ファイバと、第
２の信号光を入出力する第２の光ファイバとを備えてい
る。そして、さらに合波分波部は第１の導波路と共通導
波路にそれぞれ接続される２本の導波路によって形成さ
れる方向性結合型光合波分波器であって、方向性結合型
光合波分波器が第１の信号光に対して完全結合長とな
り、方向性結合型光合波分波器の長手方向のほぼ半分の
位置で長手方向に対して垂直な端面を有し、第２の光フ
ァイバは端面において第２の信号光に光学的に結合する
ことを特徴としているまた、基板は端面に配置され、第
１の信号光を反射し、第２の信号光を透過させる波長フ
ィルタを備えている。
【０００９】さらに、方向性結合型光合波分波器は、光
合波分波部の長さが第２の信号光に対する完全結合長に
ほぼ一致する長さであり、第２の光ファイバは端部にお
いて、第１の導波路に接続される導波路に光学的に結合
していることを特徴としている。 より具体的には、シ
リコン基板上に２本の光導波路の一部を近接させ、第１
の波長λ１と第２の波長λ２の光を合波分波する方向性
結合型合波分波部が形成された光合波分波光導波路がシ
リコン基板上に形成されており、合波分波部は波長λ１
に対し完全結合長の２分の１の位置で導波路の光軸に対
して垂直に切断され端面が鏡面状になっている。
【００１０】端面には波長λ２の光を透過し、波長λ１
の光を反射するフィルタが形成されている。フィルタが
形成された端面には、フィルタを通して光ファイバを配
置した時、方向性結合器部の近接した２本の導波路の
内、片側の導波路と光ファイバの光軸に一致する様端部
にＶ溝が設けられ、光導波路基板となっている。同様
に、２本の光導波路のもう一方の端部にも、光導波路と
光ファイバの光軸が一致する様端部にＶ溝が設けられ、
光導波路基板となっている。３本の導波路端のＶ溝には
光ファイバが配置され、伝送路と接続される。
【００１１】本発明の導波路型光合波分波モジュールで
は、２本の導波路を近接させて方向性結合型合波分波部
が形成され、合波分波部が波長λ１に対し完全結合長の
２分の１の位置で導波路に対して垂直に切断されてお
り、端面に波長λ２の光を透過し、波長λ１の光を反射
するフィルタが形成されている。これにより、フィルタ
が形成された端面に光ファイバが配置されていない方の
導波路に接続された伝送路１から入射した波長λ２の光
は導波路を通過し、合波分波部で近接したもう１本の導
波路にパワー移行しながらフィルタ面に達しフィルタを
透過して光ファイバに入射され、伝送路３に導かれる。
【００１２】一方、伝送路１から入射した波長λ１の光
は、導波路を通り合波分波部で徐々にパワー移行しなが
ら端部のフィルタに到達し反射され、合波分波部の分岐
部でもう一方の伝送路２に接続された光ファイバ側の導
波路に完全にパワー移行し、伝送路２に導かれる。以上
より、伝送路１が波長λ１＋波長λ２、伝送路２が波長
λ１、伝送路３が波長λ２の光合波分波モジュールが構
成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に、本発明の導波路型光合波分
波モジュールを図面を参照して、詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明の導波路型光合波分波モジ
ュールの一実施例の構成を示す図である。伝送路１に接
続された導波路１１及び伝送路２に接続された導波路１
２の２本の導波路が近接されて方向性結合型合波分波部
４が形成されている。合波分波部４は、、波長λ１に対
し完全結合長の２分の１の位置で導波路に対して垂直に
切断されている。
【００１５】端面５には波長λ２の光を透過し、波長λ
１の光を反射するフィルタ６が形成されている。フィル
タ６が形成された端面の導波路１２の側にはシリコンの
Ｖ溝が形成され、光ファイバ１０がＶ溝をガイドとし
て、光ファイバ１０の光軸と導波路１２の光軸と一致さ
せて無調整で実装されている。同様に、２本の導波路１
１、１２のもう一方の端部にもシリコンのＶ溝が形成さ
れ、それぞれ光ファイバ８、９の光軸と導波路１１、１
２の光軸と一致させて無調整で実装されている。
【００１６】導波路は、２本の導波路の一部を近接させ
たのみの簡易な構造であり、合波分波部は導波路のコア
サイズを４μｍ、クラッドの屈折率を１．４６９、比屈
折率差を０．２５％、導波路間距離を１０μｍとした場
合、発光素子の波長を１．３１μｍとして完全結合長の
２分の１の長さは約４．５ｍｍとなる。また、導波路の
曲率半径を１０ｍｍ、伝送路１、２側の２本の導波路の
間隔を２ｍｍとした場合合波分波部までの導波路の長さ
は約８．７ｍｍとなる。ファイバ実装用のＶ溝部の長さ
を４ｍｍとすると導波路基板の長さは２１．２ｍｍとな
る。
【００１７】伝送路１から入射された波長λ２の光は、
導波路１１を通り合波分波部４に達し、モード結合によ
り徐々に近接した導波路１２にパワー移行しながらフィ
ルタ６が形成された導波路端に達する。ここで、導波路
端に配置されたフィルタ６を透過して光ファイバ１０に
入射され、伝送路３に導かれる。
【００１８】一方、伝送路１から入射した波長λ１の光
は導波路１１を通り、合波分波部４に達した後端面のフ
ィルタ６で反射される。合波分波部４は、波長λ１に対
して完全結合長の２分の１であるため、反射された波長
λ１の光は完全に導波路１２に移行し伝送路２に伝わ
る。以上より、伝送路１が波長λ１＋波長λ２、伝送路
２が波長λ１、伝送路３が波長λ２の光分波モジュール
が構成される。
【００１９】図２は、本発明の一実施例の導波路型光合
波分波モジュールの構成を示す図であり、同一方向に信
号が伝送される場合を示している。伝送路への光の入射
方向は逆方向も可能であるので、伝送路２、３から入
射、伝送路１から出射とすることにより光合波モジュー
ルとしても利用できる。
【００２０】図３は、本発明の導波路型光合波分波モジ
ュールを双方向波長多重伝送に適用した場合の光合波分
波モジュールの構成を示す図である。波長λ１の光は伝
送路２から入射し伝送路１から出射、波長λ２の光は伝
送路１から入射し伝送路３から出射とすることにより、
伝送路１で双方向通信となる双方向伝送用光合波分波モ
ジュールとして利用することも可能である。波長λ１の
光を伝送路１から入射し伝送路２から出射、波長λ２の
光を伝送路３から入射し伝送路１から出射とした場合も
同様である。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の導波路型
光合波分波モジュールは、２本の導波路の一部を近接さ
せるだけで光合波分波モジュールが構成することができ
る。また、方向性結合器型合波分波部を波長λ１に対し
完全結合長の１／２のところでフィルタにより反射させ
る構造を用いているため、導波路基板の長さを短くする
ことが可能で小型化が可能となる。また、一枚のウエハ
上に形成される導波路の数量を増やすことができ低価格
化が可能となる。モジュール構造についても光導波路基
板にフィルタを貼り付け、Ｖ溝に光ファイバを実装する
だけの簡単な構造であるため、モジュール作製の歩留り
の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の導波路型光合波分波モジュールの一実
施例を示す図である。
【図２】本発明の導波路型光合波分波モジュールを同一
方向の波長多重伝送に適用する場合の構成を示す図であ
る。
【図３】本発明の導波路型光合波分波モジュールを双方
向の波長多重伝送に適用する場合の構成を示す図であ
る。
【図４】従来の導波路型光合波分波モジュールの構成を
示す図である。
【符号の説明】
１ 伝送路 ２ 伝送路 ３ 伝送路 ４ 合波分波器 ５ 端面 ６ フィルタ ７ 光導波路基板 ８ 光ファイバ ９ 光ファイバ １０ 光ファイバ １１ 導波路 １２ 導波路 １３ 基板 １４ 共通導波路 １５ 合波導波路 １６ 分波導波路 １７ 溝 １８ 干渉フィルタ １９ ファイバ配列具 ２０ ファイバ配列具 ２１ 光ファイバ ２２ 光ファイバ ２３ 光ファイバ ２４ 導波路直線部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の波長を有する第１の信号光を導波
    する第１の導波路と、第２の波長を有する第２の信号光
    と前記第１の信号光を導波する共通導波路と、前記第１
    の信号光と前記第２の信号光を合波分波する光合波分波
    部を含む基板と、 前記第１の導波路に光学的に結合する第１の光入出力手
    段と、 前記共通導波路に結合する共通光入出力手段と、 前記第２の信号光を入出力する第２の光入出力手段とを
    備え、さらに前記合波分波部は、前記第１の導波路と前
    記共通導波路にそれぞれ接続される２本の導波路によっ
    て形成される方向性結合型光合波分波器であって、 前記方向性結合型光合波分波器は、前記第１の信号光に
    対して完全結合長となり、該方向性結合型光合波分波器
    の長手方向のほぼ半分の位置で前記長手方向に対して垂
    直な端面を有し、 前記第２の光入出力手段は、前記端面において前記第２
    の信号光に光学的に結合する結合手段を備えていること
    を特徴とする導波路型光合波分波器
  2. 【請求項２】 前記基板は、前記端面に配置された、前
    記第１の信号光を反射し、前記第２の信号光を透過させ
    る波長選択手段を備えていることを特徴とする請求項１
    記載の導波路型光合波分波器。
  3. 【請求項３】 前記波長選択手段は、干渉膜フィルタで
    あることを特徴とする請求項２記載の導波路型光合波分
    波器。
  4. 【請求項４】 前記方向性結合型光合波分波器は、前記
    光合波分波部の長さが前記第２の信号光に対する完全結
    合長にほぼ一致する長さであり、 前記第２の光入出力手段は、前記端部において、前記第
    １の導波路に接続される導波路に光学的に結合している
    ことを特徴とする請求項２記載の導波路型光合波分波モ
    ジュール。
  5. 【請求項５】 前記第１の光入出力手段、前記第２の入
    出力手段および前記共通光入出力手段は、第１の光ファ
    イバ、第２の光ファイバおよび共通光ファイバをそれぞ
    れ含むことを特徴とする請求項２記載の導波路型光合波
    分波モジュール。
  6. 【請求項６】 前記基板は、シリコン基板であることを
    特徴とする請求項５記載の導波路型光合波分波モジュー
    ル。
  7. 【請求項７】 前記第第１の導波路、前記第２の導波
    路、前記共通導波路および前記合波分波部は二酸化シリ
    コンにより形成されていることを特徴とする請求項６記
    載の導波路型光合波分波モジュール。
  8. 【請求項８】 前記基板は、前記第１の光ファイバと前
    記共通光ファイバを配置するＶ溝を備えていることを特
    徴とする請求項７記載の導波路型光合波分波モジュー
    ル。
JP07315385A 1995-12-04 1995-12-04 導波路型光合波分波モジュール Expired - Fee Related JP3092499B2 (ja)

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