JPH09243855A - 光合分波器 - Google Patents
光合分波器Info
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- JPH09243855A JPH09243855A JP4936996A JP4936996A JPH09243855A JP H09243855 A JPH09243855 A JP H09243855A JP 4936996 A JP4936996 A JP 4936996A JP 4936996 A JP4936996 A JP 4936996A JP H09243855 A JPH09243855 A JP H09243855A
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- diffraction grating
- wavelength
- light
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- 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
- G02B6/24—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
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
- G02B6/29307—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide components assembled in or forming a solid transparent unitary block, e.g. for facilitating component alignment
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光合分波器での不要光である回折格子４から
の０次回折光１０の光合分波光学系への影響を低減し、
低雑音化を図る。 【解決手段】 回折格子４によって回折されずに反射さ
れる０次回折光１０を、回折格子１０とコリメートレン
ズ３の間のモジュール筺体５１の側面で、かつ０次回折
光の進行方向に設けられた光通過部位１１からモジュー
ル筺体５１の外部に逃がすことにより、０次回折光１０
が迷光となることを防止し、モジュール筺体５１の内面
から散乱を防ぐ。
の０次回折光１０の光合分波光学系への影響を低減し、
低雑音化を図る。 【解決手段】 回折格子４によって回折されずに反射さ
れる０次回折光１０を、回折格子１０とコリメートレン
ズ３の間のモジュール筺体５１の側面で、かつ０次回折
光の進行方向に設けられた光通過部位１１からモジュー
ル筺体５１の外部に逃がすことにより、０次回折光１０
が迷光となることを防止し、モジュール筺体５１の内面
から散乱を防ぐ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信における波
長分割多重伝送システム及びその装置に用いる光合分波
器に関するものである。
長分割多重伝送システム及びその装置に用いる光合分波
器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信において、多チャンネルの信号を
１本のファイバで伝送する波長多重光伝送方式が知られ
ている。波長多重光伝送方式とは、光合波器により各チ
ャンネルの信号をそれぞれ波長の異なる光で波長多重
し、送信側より１本のファイバで受信側に伝送し、受信
側では光分波器により多重伝送された光を各波長ごとに
分離し、再生するものである。一般に、光合分波器の波
長分離素子として、干渉膜フィルター、回折格子、光導
波路等が用いられている。特に、送信信号光を数ナノメ
ーター間隔で波長多重する高密度波長多重伝送には、分
解能の高い回折格子が使用され、光ファイバやレンズ等
と組み合わされて光合分波器が構成されている。
１本のファイバで伝送する波長多重光伝送方式が知られ
ている。波長多重光伝送方式とは、光合波器により各チ
ャンネルの信号をそれぞれ波長の異なる光で波長多重
し、送信側より１本のファイバで受信側に伝送し、受信
側では光分波器により多重伝送された光を各波長ごとに
分離し、再生するものである。一般に、光合分波器の波
長分離素子として、干渉膜フィルター、回折格子、光導
波路等が用いられている。特に、送信信号光を数ナノメ
ーター間隔で波長多重する高密度波長多重伝送には、分
解能の高い回折格子が使用され、光ファイバやレンズ等
と組み合わされて光合分波器が構成されている。
【０００３】波長多重光伝送方式において、従来より用
いられている光合分波器の一例（中央部分の断面）を図
７を参照しつつ説明する。図７において、１は入力光フ
ァイバ、２１，２２，２３は出力光ファイバ、３はコリ
メートレンズ、４は回折格子、５５はモジュール筺体、
６は入力光ファイバ１及び出力光ファイバ２１，２２，
２３をアレイ状にして保持したファイバアレイ保持部、
８は入力光ファイバから出射する波長多重光、９は回折
格子４により波長分散された波長分散光、１０は回折格
子４で回折されずに反射する０次回折光、２０はモジュ
ール筺体内面からの反射光を表す。
いられている光合分波器の一例（中央部分の断面）を図
７を参照しつつ説明する。図７において、１は入力光フ
ァイバ、２１，２２，２３は出力光ファイバ、３はコリ
メートレンズ、４は回折格子、５５はモジュール筺体、
６は入力光ファイバ１及び出力光ファイバ２１，２２，
２３をアレイ状にして保持したファイバアレイ保持部、
８は入力光ファイバから出射する波長多重光、９は回折
格子４により波長分散された波長分散光、１０は回折格
子４で回折されずに反射する０次回折光、２０はモジュ
ール筺体内面からの反射光を表す。
【０００４】光分波器として使用する場合、図７に示す
ように、例えば３チャンネルの信号をそれぞれ異なる波
長λ1，λ2，λ3で波長多重し、入力光ファイバ１を介
して伝送する。波長多重光８はコリメートレンズ６によ
り平行光となり、回折格子４に入射する。回折格子４
は、各波長λ1，λ2，λ3に応じてそれぞれ異なった方
向に入射光を分離（回折）し、波長分散光９として反射
する。出力光ファイバ２１，２２，２３は、各波長λ
1，λ2，λ3に応じた回折方向の所定の位置に、コリメ
ートレンズ３を介してファイバアレイ保持部６により保
持されている。そのため、波長分離光９は波長λ1，λ
2，λ3に応じてそれぞれ異なった出力光ファイバ２１，
２２、２３に結合され、その中を伝送される。一方、光
合波器として使用する場合、この逆の原理で波長多重さ
れる。
ように、例えば３チャンネルの信号をそれぞれ異なる波
長λ1，λ2，λ3で波長多重し、入力光ファイバ１を介
して伝送する。波長多重光８はコリメートレンズ６によ
り平行光となり、回折格子４に入射する。回折格子４
は、各波長λ1，λ2，λ3に応じてそれぞれ異なった方
向に入射光を分離（回折）し、波長分散光９として反射
する。出力光ファイバ２１，２２，２３は、各波長λ
1，λ2，λ3に応じた回折方向の所定の位置に、コリメ
ートレンズ３を介してファイバアレイ保持部６により保
持されている。そのため、波長分離光９は波長λ1，λ
2，λ3に応じてそれぞれ異なった出力光ファイバ２１，
２２、２３に結合され、その中を伝送される。一方、光
合波器として使用する場合、この逆の原理で波長多重さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の回折格子を
用いた光合分波器では、回折格子４で回折されずに反射
される光、即ち０次回折光１０は、モジュール筺体５５
の内面で反射され、反射光２０となる。一般に、回折格
子４の回折効率は８０％以下程度であるので、波長に依
存しない０次回折光１０の光強度レベルは、通常の光学
部品で生じる散乱光に比べ非常に高い。従って、反射光
２０が上記光合分波光学系において同一波長帯の迷光と
なる。この迷光はコリメートレンズ３の方向に進行する
ため、その一部はレンズの有効径内で波長分散光９と同
じ経路をとり、波長分離光９の各々の波長の光に対して
重なり、見かけ上の多重反射光となり、雑音を増大させ
る可能性がある。この迷光対策として、モジュール鏡筒
５５の内面に黒体被膜を施す手法も提案されているが
（例えば、実開平２−４８９１４号公報参照）、あくま
で光学部品による散乱光がモジュール筺体５５の内面で
反射することを防止するためのものであり、０次回折光
のように光強度レベルの高い光の反射防止策としては十
分でない。
用いた光合分波器では、回折格子４で回折されずに反射
される光、即ち０次回折光１０は、モジュール筺体５５
の内面で反射され、反射光２０となる。一般に、回折格
子４の回折効率は８０％以下程度であるので、波長に依
存しない０次回折光１０の光強度レベルは、通常の光学
部品で生じる散乱光に比べ非常に高い。従って、反射光
２０が上記光合分波光学系において同一波長帯の迷光と
なる。この迷光はコリメートレンズ３の方向に進行する
ため、その一部はレンズの有効径内で波長分散光９と同
じ経路をとり、波長分離光９の各々の波長の光に対して
重なり、見かけ上の多重反射光となり、雑音を増大させ
る可能性がある。この迷光対策として、モジュール鏡筒
５５の内面に黒体被膜を施す手法も提案されているが
（例えば、実開平２−４８９１４号公報参照）、あくま
で光学部品による散乱光がモジュール筺体５５の内面で
反射することを防止するためのものであり、０次回折光
のように光強度レベルの高い光の反射防止策としては十
分でない。
【０００６】本発明は上記従来の光合分波器の問題点を
解決するためになされたものであり、０次回折光によっ
て生じる信号雑音を抑制し、安定した特性を有する光合
分波器を提供することを目的とする。
解決するためになされたものであり、０次回折光によっ
て生じる信号雑音を抑制し、安定した特性を有する光合
分波器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の光合分波器は、波長多重光信号及び
波長の異なる複数の光信号を入出力するための複数の光
ファイバと、前記光ファイバにより伝送された波長多重
光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複数の光信号
を波長多重させる回折格子と、前記光ファイバにより入
出力される光信号を前記回折格子にコリメートするコリ
メートレンズと、少なくとも前記複数の光ファイバの一
部分、前記回折格子及び前記コリメートレンズを内部に
収納する筐体とを具備し、前記筐体は、前記回折格子に
より反射される０次回折光が進行する部分に０次回折光
をパッケージ外部に導く通過部位を有し、かつ前記コリ
メートレンズは前記０次回折光の進行方向から離れた位
置に設けられている。
め、本発明の第１の光合分波器は、波長多重光信号及び
波長の異なる複数の光信号を入出力するための複数の光
ファイバと、前記光ファイバにより伝送された波長多重
光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複数の光信号
を波長多重させる回折格子と、前記光ファイバにより入
出力される光信号を前記回折格子にコリメートするコリ
メートレンズと、少なくとも前記複数の光ファイバの一
部分、前記回折格子及び前記コリメートレンズを内部に
収納する筐体とを具備し、前記筐体は、前記回折格子に
より反射される０次回折光が進行する部分に０次回折光
をパッケージ外部に導く通過部位を有し、かつ前記コリ
メートレンズは前記０次回折光の進行方向から離れた位
置に設けられている。
【０００８】上記構成において、前記通過部位は両面に
反射防止膜を設けた透明体であることが好ましい。
反射防止膜を設けた透明体であることが好ましい。
【０００９】また、本発明の第２の光合分波器は、波長
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、前記光ファイバにより伝送
された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又
は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、前記光フ
ァイバにより入出力される光信号を前記回折格子にコリ
メートするコリメートレンズと、少なくとも前記複数の
光ファイバの一部分、前記回折格子及び前記コリメート
レンズを内部に収納する筐体とを具備し、前記筐体は、
前記回折格子により反射される０次回折光が進行する部
分に０次回折光の波長の光により蛍光又は燐光を発する
材料が塗布されている。
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、前記光ファイバにより伝送
された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又
は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、前記光フ
ァイバにより入出力される光信号を前記回折格子にコリ
メートするコリメートレンズと、少なくとも前記複数の
光ファイバの一部分、前記回折格子及び前記コリメート
レンズを内部に収納する筐体とを具備し、前記筐体は、
前記回折格子により反射される０次回折光が進行する部
分に０次回折光の波長の光により蛍光又は燐光を発する
材料が塗布されている。
【００１０】また、本発明の第３の光合分波器は、波長
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、前記光ファイバにより伝送
された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又
は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、前記光フ
ァイバにより入出力される光信号を前記回折格子にコリ
メートする屈折率分布レンズとを具備し、前記回折格子
はプリズム状の透明体の一端面に設けられ、前記透明体
の他の一端面は前記屈折率分布レンズに固定され、前記
透明体及び前記屈折率分布レンズの前記回折格子からの
０次回折光が進行する部分の側面に反射防止膜が設けら
れている。
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、前記光ファイバにより伝送
された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又
は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、前記光フ
ァイバにより入出力される光信号を前記回折格子にコリ
メートする屈折率分布レンズとを具備し、前記回折格子
はプリズム状の透明体の一端面に設けられ、前記透明体
の他の一端面は前記屈折率分布レンズに固定され、前記
透明体及び前記屈折率分布レンズの前記回折格子からの
０次回折光が進行する部分の側面に反射防止膜が設けら
れている。
【００１１】上記本発明の第１から第３の光合分波器に
おいて、前記回折格子は、格子溝間隔ｄ、波長λ、格子
溝深さｈとして、前記（数１）の関係を満足するフーリ
エ回折格子であることが好ましい。
おいて、前記回折格子は、格子溝間隔ｄ、波長λ、格子
溝深さｈとして、前記（数１）の関係を満足するフーリ
エ回折格子であることが好ましい。
【００１２】また、上記各構成において、前記回折格子
は平面直線回折格子であることが好ましい。
は平面直線回折格子であることが好ましい。
【００１３】
（第１の実施形態）本発明の光合分波器の第１の実施形
態（第１の光合分波器）を図１及び図２を参照しつつ説
明する。図１は本発明の第１の光合分波器の一構成例を
示す断面図であり、図２は他の構成例を示す断面図であ
る。
態（第１の光合分波器）を図１及び図２を参照しつつ説
明する。図１は本発明の第１の光合分波器の一構成例を
示す断面図であり、図２は他の構成例を示す断面図であ
る。
【００１４】図１に示す本発明の第１の光合分波器は、
入力光ファイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２
１，２２，２３と、コリメートレンズ３と、回折格子４
と、モジュール筺体５１と、入力光ファイバ１及び出力
光ファイバ２１，２２，２３をアレイ状にして保持する
ファイバアレイ保持部６と、コリメートレンズ３のファ
イバアレイ保持部６及び回折格子４のそれぞれの光路上
に設けられた光ファイバ１，２１〜２３の開口数（Ｎ
Ａ）に即した外径を有するアパーチャ７１及び７２等で
構成されている。また、モジュール筺体５１には、回折
格子４で回折されずに反射される０次回折光１０が進行
する部分に、光通過部位１１としての開口が設けられて
いる。
入力光ファイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２
１，２２，２３と、コリメートレンズ３と、回折格子４
と、モジュール筺体５１と、入力光ファイバ１及び出力
光ファイバ２１，２２，２３をアレイ状にして保持する
ファイバアレイ保持部６と、コリメートレンズ３のファ
イバアレイ保持部６及び回折格子４のそれぞれの光路上
に設けられた光ファイバ１，２１〜２３の開口数（Ｎ
Ａ）に即した外径を有するアパーチャ７１及び７２等で
構成されている。また、モジュール筺体５１には、回折
格子４で回折されずに反射される０次回折光１０が進行
する部分に、光通過部位１１としての開口が設けられて
いる。
【００１５】次に、第１の光合分波器を光分波器として
使用する場合の動作について説明する。なお、光合波器
として使用する場合の動作は、光の進行方向を逆にして
考えればよい。例えば、３チャンネルの信号をそれぞれ
異なる波長λ1，λ2，λ3の光で波長多重し、入力光フ
ァイバ１を介して伝送する。入力光ファイバ１から出射
される波長多重光８は、コリメートレンズ６により平行
光となり、回折格子４に入射する。回折格子４は、各波
長λ1，λ2，λ3に応じてそれぞれ異なった方向に入射
光を分離（回折）し、反射する。回折格子４により回折
された波長分散光９の各波長λ1，λ2，λ3の光は、コ
リメートレンズ３で集光され、ファイバアレイ保持部６
により保持された出力光ファイバ２１，２２，２３に結
合される。波長分離された波長λ1，λ2，λ3の光は、
それぞれ異なった出力光ファイバ２１，２２，２３中を
伝送される。一方、回折格子４によって回折されずに反
射される０次回折光１０は、回折格子４とコリメートレ
ンズ３の間のモジュール筺体５１の側面で、かつ０次回
折光の進行方向に設けられた光通過部位１１からモジュ
ール筺体５１の外部に導かれる。
使用する場合の動作について説明する。なお、光合波器
として使用する場合の動作は、光の進行方向を逆にして
考えればよい。例えば、３チャンネルの信号をそれぞれ
異なる波長λ1，λ2，λ3の光で波長多重し、入力光フ
ァイバ１を介して伝送する。入力光ファイバ１から出射
される波長多重光８は、コリメートレンズ６により平行
光となり、回折格子４に入射する。回折格子４は、各波
長λ1，λ2，λ3に応じてそれぞれ異なった方向に入射
光を分離（回折）し、反射する。回折格子４により回折
された波長分散光９の各波長λ1，λ2，λ3の光は、コ
リメートレンズ３で集光され、ファイバアレイ保持部６
により保持された出力光ファイバ２１，２２，２３に結
合される。波長分離された波長λ1，λ2，λ3の光は、
それぞれ異なった出力光ファイバ２１，２２，２３中を
伝送される。一方、回折格子４によって回折されずに反
射される０次回折光１０は、回折格子４とコリメートレ
ンズ３の間のモジュール筺体５１の側面で、かつ０次回
折光の進行方向に設けられた光通過部位１１からモジュ
ール筺体５１の外部に導かれる。
【００１６】以上のような構成により、回折格子４によ
って生じる０次回折光１０をモジュール筐体５１の外部
に逃がすことにより、０次回折光１０が迷光となること
を防止することができる。また、仮にモジュール筺体５
１の内側で散乱光のような迷光が発生しても、アパーチ
ャ７１及び７２により、出力光ファイバ２１，２２，２
３への光の漏れ込みを最小限に抑えることができる。そ
の結果、雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器
を得ることができる。
って生じる０次回折光１０をモジュール筐体５１の外部
に逃がすことにより、０次回折光１０が迷光となること
を防止することができる。また、仮にモジュール筺体５
１の内側で散乱光のような迷光が発生しても、アパーチ
ャ７１及び７２により、出力光ファイバ２１，２２，２
３への光の漏れ込みを最小限に抑えることができる。そ
の結果、雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器
を得ることができる。
【００１７】次に、第１の実施形態における他の構成例
を図２に示す。図１の示す光合分波器ではモジュール筐
体５１の光通過部位１１として単に開口を設けたが、図
２に示す光合分波器ではモジュール筺体５２の光通過部
位１１に両面に反射防止膜１５を設けた透明体１４を配
置している。図２に示す構成の場合、図１に示す構成の
効果に加えて、光合分波器全体のモジュールとしての気
密性を確保することができる。
を図２に示す。図１の示す光合分波器ではモジュール筐
体５１の光通過部位１１として単に開口を設けたが、図
２に示す光合分波器ではモジュール筺体５２の光通過部
位１１に両面に反射防止膜１５を設けた透明体１４を配
置している。図２に示す構成の場合、図１に示す構成の
効果に加えて、光合分波器全体のモジュールとしての気
密性を確保することができる。
【００１８】（第２の実施形態）本発明の光合分波器の
第２の実施形態（第２の光合分波器）を図３を参照しつ
つ説明する。図３は本発明の第２の光合分波器の一構成
例を示す断面図である。
第２の実施形態（第２の光合分波器）を図３を参照しつ
つ説明する。図３は本発明の第２の光合分波器の一構成
例を示す断面図である。
【００１９】図３に示す第２の光合分波器は、入力光フ
ァイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２１，２２，
２３と、コリメートレンズ３と、回折格子４と、モジュ
ール筺体５３と、入力光ファイバ１及び出力光ファイバ
２１，２２，２３をアレイ状にして保持するファイバア
レイ保持部６と、コリメートレンズ３のファイバアレイ
保持部６及び回折格子４のそれぞれの光路上に設けられ
た光ファイバ１，２１〜２３の開口数（ＮＡ）に即した
外径を有するアパーチャ７１及び７２等で構成されてい
る。また、モジュール筺体５３の内面で、かつ回折格子
４で回折されずに反射される０次回折光１０が進行する
部分には、蛍光材又は燐光材１３が塗布されている。な
お、図中１２は０次回折光が蛍光材１３に入射して発生
する蛍光又は燐光１２であり、ここでは１３を蛍光材、
１２を蛍光として説明する。また、図１に示す第１の光
合分波器と同じ番号を付した部材は実質的に同じものを
意味する。
ァイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２１，２２，
２３と、コリメートレンズ３と、回折格子４と、モジュ
ール筺体５３と、入力光ファイバ１及び出力光ファイバ
２１，２２，２３をアレイ状にして保持するファイバア
レイ保持部６と、コリメートレンズ３のファイバアレイ
保持部６及び回折格子４のそれぞれの光路上に設けられ
た光ファイバ１，２１〜２３の開口数（ＮＡ）に即した
外径を有するアパーチャ７１及び７２等で構成されてい
る。また、モジュール筺体５３の内面で、かつ回折格子
４で回折されずに反射される０次回折光１０が進行する
部分には、蛍光材又は燐光材１３が塗布されている。な
お、図中１２は０次回折光が蛍光材１３に入射して発生
する蛍光又は燐光１２であり、ここでは１３を蛍光材、
１２を蛍光として説明する。また、図１に示す第１の光
合分波器と同じ番号を付した部材は実質的に同じものを
意味する。
【００２０】回折格子４からの０次回折光１０がモジュ
ール筺体５３の内面に塗布された蛍光材１３に入射する
と、蛍光材１３は入射光により蛍光１２を発する。一般
に、蛍光１２は０次回折光の波長とは異なる波長光であ
る。従って、０次回折光１０やモジュール筺体５３の内
面で反射される高次回折光等の波長λ1，λ2，λ3の光
は、実質的に蛍光材１３により波長変換される。そのた
め、蛍光材１３からの蛍光１２が、仮に光路上で出力光
ファイバ２１，２２，２３に結合されてたとしても、そ
の光は受信端の光検出器（図示せず）には感度のない波
長であるため、光電変換されない。結果的に、本来の光
路上の波長λ1，λ2，λ3の光のみが受光されることと
等価となり、雑音を小さくすることができる。なお、蛍
光材又は燐光材１３として、光通信用の波長の光（０．
８〜１．５μｍ帯）を可視化するセンサに用いられる材
料、例えばＰＬＺＴ、蛍光セラミッス等を用いる。
ール筺体５３の内面に塗布された蛍光材１３に入射する
と、蛍光材１３は入射光により蛍光１２を発する。一般
に、蛍光１２は０次回折光の波長とは異なる波長光であ
る。従って、０次回折光１０やモジュール筺体５３の内
面で反射される高次回折光等の波長λ1，λ2，λ3の光
は、実質的に蛍光材１３により波長変換される。そのた
め、蛍光材１３からの蛍光１２が、仮に光路上で出力光
ファイバ２１，２２，２３に結合されてたとしても、そ
の光は受信端の光検出器（図示せず）には感度のない波
長であるため、光電変換されない。結果的に、本来の光
路上の波長λ1，λ2，λ3の光のみが受光されることと
等価となり、雑音を小さくすることができる。なお、蛍
光材又は燐光材１３として、光通信用の波長の光（０．
８〜１．５μｍ帯）を可視化するセンサに用いられる材
料、例えばＰＬＺＴ、蛍光セラミッス等を用いる。
【００２１】（第３の実施形態）本発明の光合分波器の
第３の実施形態（第３の光合分波器）を図４を参照しつ
つ説明する。図４は本発明の第３の光合分波器の一構成
例を示す断面図である。
第３の実施形態（第３の光合分波器）を図４を参照しつ
つ説明する。図４は本発明の第３の光合分波器の一構成
例を示す断面図である。
【００２２】図４に示す第３の光合分波器は、入力光フ
ァイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２１，２２，
２３と、コリメートレンズとして機能する屈折率分布レ
ンズ３１と、屈折率分布レンズ３１に密着するように設
けられたプリズム状の透明体１７と、接着層１６を介し
てプリズム状の透明体１７に接合された回折格子４と、
モジュール筺体５４と、入力光ファイバ１及び出力光フ
ァイバ２１，２２，２３をアレイ状にして保持するファ
イバアレイ保持部６等で構成されている。また、モジュ
ール筺体５４の側面で、かつ回折格子４で回折されずに
反射される０次回折光１０が進行する部分には、０次回
折光１０をモジュール筐体５４の外部に導くための通過
部位１１（開口）が形成され、この部分の透明体１７及
び屈折率分布レンズ３１の側面のには、反射防止膜１５
が設けられている。なお、図１に示す第１の光合分波器
と同じ番号を付した部材は実質的に同じものを意味す
る。
ァイバ１と、例えば３本の出力光ファイバ２１，２２，
２３と、コリメートレンズとして機能する屈折率分布レ
ンズ３１と、屈折率分布レンズ３１に密着するように設
けられたプリズム状の透明体１７と、接着層１６を介し
てプリズム状の透明体１７に接合された回折格子４と、
モジュール筺体５４と、入力光ファイバ１及び出力光フ
ァイバ２１，２２，２３をアレイ状にして保持するファ
イバアレイ保持部６等で構成されている。また、モジュ
ール筺体５４の側面で、かつ回折格子４で回折されずに
反射される０次回折光１０が進行する部分には、０次回
折光１０をモジュール筐体５４の外部に導くための通過
部位１１（開口）が形成され、この部分の透明体１７及
び屈折率分布レンズ３１の側面のには、反射防止膜１５
が設けられている。なお、図１に示す第１の光合分波器
と同じ番号を付した部材は実質的に同じものを意味す
る。
【００２３】第３の光合分波器では、屈折率分布レンズ
３１は第１及び第２の光合分波器におけるコリメートレ
ンズ３と同じ働きを行うため、光合分波器の動作として
は前記第１及び第２の光合分波器と同様である。また、
回折格子４で回折されずに反射される０次回折光１０
は、モジュール筐体５４の開口部から外部へ導出される
ため、回折格子４からの０次回折光が迷光とならず、雑
音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得ること
ができる。
３１は第１及び第２の光合分波器におけるコリメートレ
ンズ３と同じ働きを行うため、光合分波器の動作として
は前記第１及び第２の光合分波器と同様である。また、
回折格子４で回折されずに反射される０次回折光１０
は、モジュール筐体５４の開口部から外部へ導出される
ため、回折格子４からの０次回折光が迷光とならず、雑
音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得ること
ができる。
【００２４】第３の光合分波器は、特にコリメートレン
ズとして屈折率分布レンズ３１を用い、屈折率分布レン
ズ３１と回折格子４とをプリズム状の透明体１７を介し
て一体的に接合したので、光学系を一体化することがで
き、光合分波器の小型化が可能となる。なお、各光学部
品の接着には屈折率が整合した透明接着剤を用いること
はいうまでもない。ガラス系の材料を用いる場合、近接
する部位での屈折率差が比屈折率差で０．０３以下であ
れば、反射率を−４０ｄＢ以下とすることができる。
ズとして屈折率分布レンズ３１を用い、屈折率分布レン
ズ３１と回折格子４とをプリズム状の透明体１７を介し
て一体的に接合したので、光学系を一体化することがで
き、光合分波器の小型化が可能となる。なお、各光学部
品の接着には屈折率が整合した透明接着剤を用いること
はいうまでもない。ガラス系の材料を用いる場合、近接
する部位での屈折率差が比屈折率差で０．０３以下であ
れば、反射率を−４０ｄＢ以下とすることができる。
【００２５】なお、上記第１から第３の光合分波器で
は、単に回折格子としたが、格子溝間隔ｄ、波長λ、格
子溝深さｈとして、前記（数１）の条件を満足するフー
リエ回折格子を用いることが望ましい。フーリエ回折格
子は、その断面が基本正弦波とその有限の高調波の重ね
合わせで表現される、なめらかな形状を有する回折格子
である。フーリエ回折格子における格子溝間隔と１次回
折光の効率の特性を図５に示す。また、フーリエ回折格
子における格子溝深さと１次回折光の効率の特性を図６
にその一例を示す。図５及び図６において、実線は格子
の溝に対して入射光の偏光が垂直な場合、一点鎖線は格
子の溝に対して入射光の偏光が平行な場合、破線は平均
値をそれぞれ表わす。
は、単に回折格子としたが、格子溝間隔ｄ、波長λ、格
子溝深さｈとして、前記（数１）の条件を満足するフー
リエ回折格子を用いることが望ましい。フーリエ回折格
子は、その断面が基本正弦波とその有限の高調波の重ね
合わせで表現される、なめらかな形状を有する回折格子
である。フーリエ回折格子における格子溝間隔と１次回
折光の効率の特性を図５に示す。また、フーリエ回折格
子における格子溝深さと１次回折光の効率の特性を図６
にその一例を示す。図５及び図６において、実線は格子
の溝に対して入射光の偏光が垂直な場合、一点鎖線は格
子の溝に対して入射光の偏光が平行な場合、破線は平均
値をそれぞれ表わす。
【００２６】図５において、波長λを格子間隔ｄで規格
したλ／ｄが０．７より大きい場合、２次以上の回折光
は発生せず、１次の回折効率が高い。また、λ／ｄが
１．１より大きい場合、回折効率が急激に減少する。次
に、図６において、格子溝深さｈを格子間隔ｄで規格し
たｈ／ｄが０．５より深い場合、回折効率は急激に減少
し、またｈ／ｄが０．３より浅い場合も回折効率が急激
に減少する。従って上記（数１）に示す条件を満たすフ
ーリエ回折格子は、入射光に対する偏光依存性が小さ
く、かつ回折効率が高い。従って、本来発生する０次回
折光自体の光強度を減少させることができ、結果的に、
雑音をより小さくすることができる。
したλ／ｄが０．７より大きい場合、２次以上の回折光
は発生せず、１次の回折効率が高い。また、λ／ｄが
１．１より大きい場合、回折効率が急激に減少する。次
に、図６において、格子溝深さｈを格子間隔ｄで規格し
たｈ／ｄが０．５より深い場合、回折効率は急激に減少
し、またｈ／ｄが０．３より浅い場合も回折効率が急激
に減少する。従って上記（数１）に示す条件を満たすフ
ーリエ回折格子は、入射光に対する偏光依存性が小さ
く、かつ回折効率が高い。従って、本来発生する０次回
折光自体の光強度を減少させることができ、結果的に、
雑音をより小さくすることができる。
【００２７】
【発明の効果】以上のように、本発明の第１の光合分波
器は、波長多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を
入出力するための複数の光ファイバと、光ファイバによ
り伝送された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分
離し又は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、光
ファイバにより入出力される光信号を回折格子にコリメ
ートするコリメートレンズと、少なくとも複数の光ファ
イバの一部分、回折格子及びコリメートレンズを内部に
収納する筐体とを具備し、筐体は、回折格子により反射
される０次回折光が進行する部分に０次回折光をパッケ
ージ外部に導く通過部位を有し、かつコリメートレンズ
は０次回折光の進行方向から離れた位置に設けられてい
る。そのため、回折格子によって回折されずに反射され
る０次回折光を、回折格子とコリメートレンズの間のモ
ジュール筺体の側面で、かつ０次回折光の進行方向に設
けられた光通過部位からモジュール筺体の外部に逃が
し、０次回折光が迷光となることを防止することがで
き、雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得
ることができる。また、通過部位を両面に反射防止膜を
設けた透明体とすることにより、光合分波器全体のモジ
ュールとしての気密性を確保することができる。
器は、波長多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を
入出力するための複数の光ファイバと、光ファイバによ
り伝送された波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分
離し又は複数の光信号を波長多重させる回折格子と、光
ファイバにより入出力される光信号を回折格子にコリメ
ートするコリメートレンズと、少なくとも複数の光ファ
イバの一部分、回折格子及びコリメートレンズを内部に
収納する筐体とを具備し、筐体は、回折格子により反射
される０次回折光が進行する部分に０次回折光をパッケ
ージ外部に導く通過部位を有し、かつコリメートレンズ
は０次回折光の進行方向から離れた位置に設けられてい
る。そのため、回折格子によって回折されずに反射され
る０次回折光を、回折格子とコリメートレンズの間のモ
ジュール筺体の側面で、かつ０次回折光の進行方向に設
けられた光通過部位からモジュール筺体の外部に逃が
し、０次回折光が迷光となることを防止することがで
き、雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得
ることができる。また、通過部位を両面に反射防止膜を
設けた透明体とすることにより、光合分波器全体のモジ
ュールとしての気密性を確保することができる。
【００２８】また、本発明の第２の光合分波器は、波長
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、光ファイバにより伝送され
た波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複
数の光信号を波長多重させる回折格子と、光ファイバに
より入出力される光信号を回折格子にコリメートするコ
リメートレンズと、少なくとも複数の光ファイバの一部
分、回折格子及びコリメートレンズを内部に収納する筐
体とを具備し、筐体は、回折格子により反射される０次
回折光が進行する部分に０次回折光の波長の光により蛍
光又は燐光を発する材料が塗布されている。そのため、
回折格子からの０次回折光がモジュール筺体の内面に塗
布された蛍光材又は燐光材に入射すると、蛍光材又は燐
光材は入射光により蛍光又は燐光を発する。一般に、蛍
光又は燐光は０次回折光の波長とは異なる波長の光であ
るため、０次回折光１０やモジュール筺体５３の内面で
反射される高次回折光等の光は、実質的に蛍光材又は燐
光材により波長変換されるので、蛍光材又は燐光材から
の蛍光又は燐光が、仮に光路上で出力光ファイバに結合
されてたとしても、その光は受信端の光検出器には感度
のない波長であるため光電変換されず、雑音を小さくす
ることができる。
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、光ファイバにより伝送され
た波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複
数の光信号を波長多重させる回折格子と、光ファイバに
より入出力される光信号を回折格子にコリメートするコ
リメートレンズと、少なくとも複数の光ファイバの一部
分、回折格子及びコリメートレンズを内部に収納する筐
体とを具備し、筐体は、回折格子により反射される０次
回折光が進行する部分に０次回折光の波長の光により蛍
光又は燐光を発する材料が塗布されている。そのため、
回折格子からの０次回折光がモジュール筺体の内面に塗
布された蛍光材又は燐光材に入射すると、蛍光材又は燐
光材は入射光により蛍光又は燐光を発する。一般に、蛍
光又は燐光は０次回折光の波長とは異なる波長の光であ
るため、０次回折光１０やモジュール筺体５３の内面で
反射される高次回折光等の光は、実質的に蛍光材又は燐
光材により波長変換されるので、蛍光材又は燐光材から
の蛍光又は燐光が、仮に光路上で出力光ファイバに結合
されてたとしても、その光は受信端の光検出器には感度
のない波長であるため光電変換されず、雑音を小さくす
ることができる。
【００２９】また、本発明の第３の光合分波器は、波長
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、光ファイバにより伝送され
た波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複
数の光信号を波長多重させる回折格子と、光ファイバに
より入出力される光信号を回折格子にコリメートする屈
折率分布レンズとを具備し、回折格子はプリズム状の透
明体の一端面に設けられ、透明体の他の一端面は屈折率
分布レンズに固定され、透明体及び屈折率分布レンズの
回折格子からの０次回折光が進行する部分の側面に反射
防止膜が設けられている。そのため、屈折率分布レンズ
が第１及び第２の光合分波器におけるコリメートレンズ
と同じ働きを行うため、光合分波器の動作としては前記
第１及び第２の光合分波器と同様である。また、回折格
子で回折されずに反射される０次回折光は、透明体及び
屈折率分布レンズの側面に反射防止膜から外部へ導出さ
れるため、回折格子からの０次回折光が迷光とならず、
雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得るこ
とができる。特に、コリメートレンズとして屈折率分布
レンズを用い、屈折率分布レンズと回折格子とをプリズ
ム状の透明体を介して一体的に接合したので、光学系を
一体化することができ、光合分波器の小型化が可能とな
る。
多重光信号及び波長の異なる複数の光信号を入出力する
ための複数の光ファイバと、光ファイバにより伝送され
た波長多重光をそれぞれの波長の光信号に分離し又は複
数の光信号を波長多重させる回折格子と、光ファイバに
より入出力される光信号を回折格子にコリメートする屈
折率分布レンズとを具備し、回折格子はプリズム状の透
明体の一端面に設けられ、透明体の他の一端面は屈折率
分布レンズに固定され、透明体及び屈折率分布レンズの
回折格子からの０次回折光が進行する部分の側面に反射
防止膜が設けられている。そのため、屈折率分布レンズ
が第１及び第２の光合分波器におけるコリメートレンズ
と同じ働きを行うため、光合分波器の動作としては前記
第１及び第２の光合分波器と同様である。また、回折格
子で回折されずに反射される０次回折光は、透明体及び
屈折率分布レンズの側面に反射防止膜から外部へ導出さ
れるため、回折格子からの０次回折光が迷光とならず、
雑音が少なく、クロストークの高い光合分波器を得るこ
とができる。特に、コリメートレンズとして屈折率分布
レンズを用い、屈折率分布レンズと回折格子とをプリズ
ム状の透明体を介して一体的に接合したので、光学系を
一体化することができ、光合分波器の小型化が可能とな
る。
【００３０】また、上記各構成において、回折格子は、
格子溝間隔ｄ、波長λ、格子溝深さｈとして、（数１）
の関係を満足するフーリエ回折格子とすることにより、
フーリエ回折格子は、入射光に対する偏光依存性が小さ
く、かつ回折効率が高いため、本来発生する０次回折光
自体の光強度を減少させることができ、結果的に、雑音
をより小さくし、特性のより安定した光合分波器を提供
することができる。また、上記各構成において、回折格
子は平面直線回折格子であるので、上記フーリエ回折格
子を容易に実現することができる。
格子溝間隔ｄ、波長λ、格子溝深さｈとして、（数１）
の関係を満足するフーリエ回折格子とすることにより、
フーリエ回折格子は、入射光に対する偏光依存性が小さ
く、かつ回折効率が高いため、本来発生する０次回折光
自体の光強度を減少させることができ、結果的に、雑音
をより小さくし、特性のより安定した光合分波器を提供
することができる。また、上記各構成において、回折格
子は平面直線回折格子であるので、上記フーリエ回折格
子を容易に実現することができる。
【図１】本発明の光合分波器の第１の実施形態における
一構成例を示す断面図
一構成例を示す断面図
【図２】本発明の光合分波器の第１の実施形態における
他の構成例を示す断面図
他の構成例を示す断面図
【図３】本発明の光合分波器の第２の実施形態における
一構成例を示す断面図
一構成例を示す断面図
【図４】本発明の光合分波器の第３の実施形態における
一構成例を示す断面図
一構成例を示す断面図
【図５】フーリエ回折格子の格子溝間隔で規格した波長
に対する回折効率の計算例を示す特性図
に対する回折効率の計算例を示す特性図
【図６】フーリエ回折格子の格子溝間隔で規格した格子
溝深さに対する回折効率の計算例を示す特性図
溝深さに対する回折効率の計算例を示す特性図
【図７】従来の光合分波器の構成例を示す断面図
１ ：入力ファイバ ３ ：コリメートレンズ ４ ：回折格子 ６ ：ファイバアレイ保持部 ８ ：波長多重光 ９ ：波長分散光凸球面 １０ ：０次回折光 １１ ：光通過部位 １２ ：蛍光 １３ ：蛍光材 １４ ：透明体 １５ ：反射防止膜 １６ ：接着層 １７ ：透明体 ２１ ：出力ファイバ ２２ ：出力ファイバ ２３ ：出力ファイバ ３１ ：屈折率分布レンズ ５１ ：モジュール筺体 ５２ ：モジュール筺体 ５３ ：モジュール筺体 ５４ ：モジュール筺体 ７１ ：アパーチャ ７２ ：アパーチャ
Claims (6)
- 【請求項１】 波長多重光信号及び波長の異なる複数の
光信号を入出力するための複数の光ファイバと、 前記光ファイバにより伝送された波長多重光をそれぞれ
の波長の光信号に分離し又は複数の光信号を波長多重さ
せる回折格子と、 前記光ファイバにより入出力される光信号を前記回折格
子にコリメートするコリメートレンズと、 少なくとも前記複数の光ファイバの一部分、前記回折格
子及び前記コリメートレンズを内部に収納する筐体とを
具備し、 前記筐体は、前記回折格子により反射される０次回折光
が進行する部分に０次回折光をパッケージ外部に導く通
過部位を有し、かつ前記コリメートレンズは前記０次回
折光の進行方向から離れた位置に設けられている光合分
波器。 - 【請求項２】 前記通過部位は両面に反射防止膜を設け
た透明体である請求項１記載の光合分波器。 - 【請求項３】 波長多重光信号及び波長の異なる複数の
光信号を入出力するための複数の光ファイバと、 前記光ファイバにより伝送された波長多重光をそれぞれ
の波長の光信号に分離し又は複数の光信号を波長多重さ
せる回折格子と、 前記光ファイバにより入出力される光信号を前記回折格
子にコリメートするコリメートレンズと、 少なくとも前記複数の光ファイバの一部分、前記回折格
子及び前記コリメートレンズを内部に収納する筐体とを
具備し、 前記筐体は、前記回折格子により反射される０次回折光
が進行する部分に０次回折光の波長の光により蛍光又は
燐光を発する材料が塗布された光合分波器。 - 【請求項４】 波長多重光信号及び波長の異なる複数の
光信号を入出力するための複数の光ファイバと、 前記光ファイバにより伝送された波長多重光をそれぞれ
の波長の光信号に分離し又は複数の光信号を波長多重さ
せる回折格子と、 前記光ファイバにより入出力される光信号を前記回折格
子にコリメートする屈折率分布レンズとを具備し、 前記回折格子はプリズム状の透明体の一端面に設けら
れ、前記透明体の他の一端面は前記屈折率分布レンズに
固定され、前記透明体及び前記屈折率分布レンズの前記
回折格子からの０次回折光が進行する部分の側面に反射
防止膜を設けた光合分波器。 - 【請求項５】 前記回折格子は、格子溝間隔ｄ、波長
λ、格子溝深さｈとして、 【数１】 を満足するフーリエ回折格子である請求項１から４のい
ずれかに記載の光合分波器。 - 【請求項６】 前記回折格子は平面直線回折格子である
請求項５記載の光合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4936996A JPH09243855A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4936996A JPH09243855A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 光合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09243855A true JPH09243855A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12829119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4936996A Pending JPH09243855A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09243855A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239891B1 (en) | 1998-03-11 | 2001-05-29 | Nippon Sheet Glass Ltd., Co | Optical demultiplexer and method of assembling same |
| US7139139B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-11-21 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical module |
| JP2020201453A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP4936996A patent/JPH09243855A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6239891B1 (en) | 1998-03-11 | 2001-05-29 | Nippon Sheet Glass Ltd., Co | Optical demultiplexer and method of assembling same |
| US6373606B1 (en) | 1998-03-11 | 2002-04-16 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical demultiplexer |
| US7139139B2 (en) | 2002-02-06 | 2006-11-21 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Optical module |
| JP2020201453A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 住友電気工業株式会社 | 光モジュール |
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