JPH10293219A - 光導波路カプラの構造 - Google Patents

光導波路カプラの構造

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JPH10293219A
JPH10293219A JP11617897A JP11617897A JPH10293219A JP H10293219 A JPH10293219 A JP H10293219A JP 11617897 A JP11617897 A JP 11617897A JP 11617897 A JP11617897 A JP 11617897A JP H10293219 A JPH10293219 A JP H10293219A
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JP
Japan
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optical
waveguide
optical waveguide
substrate
signal
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JP11617897A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Nakasendou
和之 中仙道
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Toyo Communication Equipment Co Ltd
Original Assignee
Toyo Communication Equipment Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の光導波路カプラは、光分岐回路が必要
でありそのため本質的な損失が生じたり、また、分岐部
のコア幅の変化によりマルチモードが生じるため、損失
が生じるという欠点があった。本発明はこれらの欠点を
解決するためになされたもので、簡単な構造で損失の少
ない光導波路カプラを提供することを目的とする。 【解決手段】 光導波路に1つの光導波路を埋設し、そ
の導波路に複数の溝加工を施した後に該溝に光フィルタ
または反射ミラーを埋設し、それらの上に受光素子ある
いは発光素子を接着して光導波路カプラを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は3チャンネルの双方
向波長多重通信用の光導波路カプラに関し、特に光導波
路に光フィルターを用いて構成を単純化したハイブリッ
ド光導波路カプラに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、64kb/s系のディジタルサー
ビスを提供するため、低速ディジタル光加入者システム
の開発が行われている。その応用の一例として、交換局
の加入者終端装置(SLT)とオフィス等の宅内終端装
置との間を光ケーブルで結び、該光ケーブルに光導波路
カプラを挿入することにより、2波長3チャネルの双方
向通信が可能となる。このようなシステムに用いる光導
波路カプラの一例が、NTT R&DVol.42No.7 1993
「低速光加入者分岐光モジュール」に開示されており、
この光導波路カプラは図2に示す模式図のように構成さ
た2波長3チャネルの双方向波長多重通信用光導波路カ
プラである。同図において、光導波路カプラCは、石英
系基板11にフォトリソ手法を用いて光導波路を形成し
たものである。石英系基板11に形成された光導波路1
2は主光回路であり、それぞれ入出力ポート用として用
いるポート13、14を有し、光導波路12のほぼ中央
には光分岐回路15が形成され、該光分岐回路15から
基板11の入出力ポート14と同じ側に設けた出力ポー
トまで光導波路が形成されている。更に、上記石英系基
板11上には2個の3dB光カプラ回路を接続して構成
した所謂マッハ・ツェンダ型光合波分波回路17が入出
力ポート13側に形成され、該マッハ・ツェンダ型光合
波分波回路17から基板11の入出力ポート14と同じ
側に設けた出力ポート18まで光導波路が形成されてい
る。ここで、前記マッハ・ツェンダ型光合波分波回路1
7は、波長1.55μmの光信号のみを分波するように
設計されている光デバイスである。一般に、入出力ポー
ト13を局側とし、入出力ポート14、16、18を宅
内終端装置側とする。局側からの電話、ファックス、コ
ンピュータ通信等には波長1.3μmを用い、画像等の
送信には1.55μmの波長を用いて送信する。一方、
宅内終端装置側からの電話、ファックス、コンピュータ
通信等には波長1.3μmを用いる。
【0003】ここで、光導波路カプラCにおいて、光導
波路基板11に設けられた主光導波路12の光入出力ポ
ート13より波長1.3μmと1.55μmの光信号を
入射すると同時に光入出力ポート14より波長1.3μ
mの光信号を入射する場合の動作を図2を用いて説明す
る。はじめに、局側の光入出力ポート13より入射した
光信号(波長1.3μmと1.55μm )は、マッハ
・ツェンダ型光合波分波回路17により、波長1.55
μm(画像信号用)の光信号のみが分波されて光入出力
ポート18へ出力される。一方、波長1.3μm(電話
信号等)の光信号はマッハ・ツェンダ型光合波分波回路
17により分波されることなく、光分岐回路15にて2
分割されて、それぞれ入射光より3dB低下して光入出
力ポート14、16へ出力される。なお、マッハ・ツェ
ンダ型光合波分波回路17はフィルタの機能を有してい
るから、この光導波路カプラにおいては波長1.55μ
mの光は分波するが1.3μmの光は透過するフィルタ
として機能する。
【0004】一方、上記の場合とは逆に、宅内終端装置
側の光入出力ポート14より波長1.3μm(電話信号
等)の光信号を入射させると、光入出力ポート13へそ
のまま出力される。従って、波長1.3μmの光信号が
局側の光入出力ポート13より入射し、宅内終端装置側
の光入出力ポート14に出力される伝送(1チャネル)
と、波長1.3μmの光信号が宅内終端装置側の光入出
力ポート14より入射し、局側の光入出力ポート13へ
出力される伝送(1チャネル)とは送信と受信を時分割
して伝送することが可能である。即ち、上記の通信チャ
ネルは2チャネルとなる。更に、上記したように局側の
光入出力ポート13より1.55μmの波長を用いて画
像信号を宅内終端装置側の入出力ポート18に伝送(1
チャネル)することができる。従って、合計3チャネル
の通信が可能であり、且つ2波長(1.3μmと1.5
5μm )を用いているため、2波長3チャネル双方向
通信と称している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光入出
力ポート13を交換局側に接続するようにした上記光導
波路カプラにおいては、光同一波長双方向光通信を実現
するために光分岐回路15が必要であり、下り信号(交
換局からの信号)では本質的に3dBの損失があるとい
う欠点があった。更に、分岐部15のコア幅の変化によ
りマルチモードが生じるため、モード変換による損失が
生じるため、上り信号(交換局への信号)あるいは下り
信号においても分岐部15による損失が生ずるという欠
点があった。また、マッハ・ツェンダ型光合波分波回路
を必要とするためその構造が複雑となり、フォトリソ手
法で形成するとしても製作誤差に対するマッハ・ツェン
ダ型光合波分波回路の素子感度が非常に高く、製作歩留
まりが極めて低いという欠点があった。本発明は、上記
欠点を解決するためになされたものであり、構造が極め
て簡単で製造誤差に対する素子感度の小さい光合波分波
機能を有する3波長3チャネルの双方向波長多重通信を
可能にした光導波路カプラを提供することを目的とする
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る請求項1記載の発明は、光導波路基板上
に主光導波路を設け該導波路に複数の光フィルタを設け
た光導波路カプラにおいて、前記光フィルタを前記基板
の厚さ方向と傾斜をつけた溝に埋設しそれらの上に受光
素子あるいは発光素子を接着して前記主光導波路と光結
合させたことを特徴とする光導波路カプラの構造であ
る。請求項2記載の発明は、前記光フィルタの数を3個
とすると共にその傾斜角をほぼ30度とした請求項1記
載の光導波路カプラの構造である。
【0007】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示した実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係わる
光導波路カプラの一実施例を示す構成図であって、図1
(a)は斜視図、同(b)はその断面図である。同図に
示すようにまず、導波路基板1の長手方向と平行にダイ
シング等で浅い溝を堀り、直線導波路2を埋設したあ
と、該導波路の3カ所に前記導波路基板1の長手方向に
直角で厚さ方向に対して傾斜を付けて前記直線導波路2
を切断するように狭い溝をダイシング等を用いて設け、
光フィルタ3及び4と、反射ミラー5を前記溝に埋設す
る。更に、光フィルタ3及び4の上には導波路基板1の
主面とほぼ平行にフォトダイオード等の受光素子6及び
7を接着し、反射ミラー5の上にはレーザダイオード等
の発光素子を接着固定する。前記光フィルタ素子3及び
4と反射ミラー5の角度は、これらの素子と前記直線光
導波路2とが光結合するように約30度の傾斜を付けて
埋設され、UV接着剤等で接着固定される。
【0008】なお、前記光フィルタ3、4及び反射ミラ
ー5は有機薄膜等の上にSiO2、TiO2等の誘電体
物質を交互にλ/8あるいはλ/4ずつ約30層積層し
て構成した光デバイスをダイシング等を用いて小片に切
断した小型で極めて薄いものを用いる。ここで波長λは
光信号の波長であり、前記光フィルタ3、4は光直線導
波路に対する角度と共に所望の光信号を反射しそれ以外
の波長の光信号を透過するように形成されている。光フ
ィルタ3の特性は1.58μm〜1.48μmの波長は
ほぼ100%反射し、1.26μm〜1.26μmの波
長はほぼ100%透過するように設計されている。ま
た、光フィルタ4はハーフミラーであり反射と透過の比
はほぼ50:50である。
【0009】次に、光導波路カプラAの動作について図
1(b)を用いて説明する。受信(交換局からの信号)
においては、入力出力ポートポートBに入射した2波長
(例えば1.3μmと1.55μm)の光信号は上記の
ように作成された光フィルタ3により反射光信号(1.
55μm)と透過光信号(1.3μm)に分離され、前
記反射光信号は受光素子6により電気信号に変換され
る。また、前記透過光信号(1.3μm)は上記のよう
に作成された光フィルタ4により、50%の反射光信号
(1.3μm)と50%の透過光信号(1.3μm )
に分離される。
【0010】次に局側への送信時の動作について説明す
る。図1(b)に示すように、1.3μmの波長の発光
素子8によって出射された光信号(電話等の信号)は全
反射ミラー5によって全反射されて直線光導波路2に光
結合し、光信号の入力出力ポートBより局側に出射す
る。この際、前記出射された光信号の損失は発光素子
8、全反射ミラー5及び直線光導波路2それぞれの光結
合効率により決まるが、ほぼ0.数%であり光伝送効率
としては従来例に比較して極めて高効率であり、長距離
通信等に適している。
【0011】以上、本発明の実施の一例を説明したが本
発明は構成が極めて簡単であり、直線導波路自身の製造
誤差の影響をほとんど受けることはない。また、構成
上、光分岐による損失を受けることなく受光素子6、7
あるいは発光素子8と光導波路の光結合効率によって損
失が決まるのため、従来の光導波路カプラCに比べて低
損失化が可能である。なお、直線光導波路としては、石
英光導波路、プラスチック光導波路、光半導体光導波
路、光学結晶(ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム
他)を用いた光導波路等の各種の光導波路を用いること
が可能であることはいうまでもない。
【0012】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成したの
で、2波長3チャネル双方向波長多重通信用に本発明に
係る光導波路カプラを用いるに当たり、伝送損失が極め
て少なく、且つその構成を単純な直線光導波路、光フィ
ルタ、反射ミラー及び受光素子等を用いて構成したため
製造誤差の影響を受けることなく、光導波路カプラを容
易に、且つ低価格で実現できるという優れた効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る光導波路カプラの実施の一形態例
を示す図であって、(a)は斜視図、(b)は断面図で
ある。
【図2】フォトリソ手法を用いて形成した従来の光導波
路カプラの平面図である。
【符号の説明】
1・・光導波路基板 2・・直線光導波路 3、 4・・光フィルタ 5・・反射ミラー 6、 7・・受光素子 8・・発光素子 A・・光導波路カプラ B・・入出力ポート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波路基板上に主光導波路を設け該導
    波路を横切るように基板に複数の溝を設け、該溝にそれ
    ぞれ光フィルタを埋設し、各光フィルタの埋設位置に対
    応する基板の上に受光素子あるいは発光素子を配設して
    前記主光導波路と光結合させたことを特徴とする光導波
    路カプラの構造。
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