JPH11133255A - 光モニタデバイス及びその装置 - Google Patents
光モニタデバイス及びその装置Info
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- JPH11133255A JPH11133255A JP9298059A JP29805997A JPH11133255A JP H11133255 A JPH11133255 A JP H11133255A JP 9298059 A JP9298059 A JP 9298059A JP 29805997 A JP29805997 A JP 29805997A JP H11133255 A JPH11133255 A JP H11133255A
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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
- G02B6/293—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
- G02B6/29382—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 including at least adding or dropping a signal, i.e. passing the majority of signals
- G02B6/29385—Channel monitoring, e.g. by tapping
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4286—Optical modules with optical power monitoring
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- 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
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
-
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- 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
- G02B6/29316—Light guides comprising a diffractive element, e.g. grating in or on the light guide such that diffracted light is confined in the light guide
- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
- G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光モニタデバイス及びその装置に関し、特定
の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精度で検出
できることを課題とする。 【解決手段】 コア部１ａに傾斜ブラッググレーティン
グ１ｃを有するグレーティングファイバ１と、透明な支
持基板２と、前記傾斜ブラッググレーティング１ｃから
のブラッグ条件を満足する特定の回折光φ1iを受光する
受光素子３とを一体化して備える。好ましくは、グレー
ティングファイバ１の上側に傾斜した透明な上部基板４
を設け、グレーティングファイバ１から放射される不用
光φ2 を外部に放射（屈折）又は受光素子３とは異なる
方向に反射させる。
の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精度で検出
できることを課題とする。 【解決手段】 コア部１ａに傾斜ブラッググレーティン
グ１ｃを有するグレーティングファイバ１と、透明な支
持基板２と、前記傾斜ブラッググレーティング１ｃから
のブラッグ条件を満足する特定の回折光φ1iを受光する
受光素子３とを一体化して備える。好ましくは、グレー
ティングファイバ１の上側に傾斜した透明な上部基板４
を設け、グレーティングファイバ１から放射される不用
光φ2 を外部に放射（屈折）又は受光素子３とは異なる
方向に反射させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光モニタデバイス及
びその装置に関し、更に詳しくは光通信信号の一部を電
気信号に変換する光モニタデバイス及びその装置に関す
る。例えば光増幅器では出力の光信号レベルを検出して
光出力一定制御が行われる。また、近い将来における光
波長多重通信では波長毎の信号レベルを効率よく検出す
ることが求められる。
びその装置に関し、更に詳しくは光通信信号の一部を電
気信号に変換する光モニタデバイス及びその装置に関す
る。例えば光増幅器では出力の光信号レベルを検出して
光出力一定制御が行われる。また、近い将来における光
波長多重通信では波長毎の信号レベルを効率よく検出す
ることが求められる。
【０００２】
【従来の技術】図１１，図１２は従来技術を説明する図
（１），（２）である。図１１（Ａ）は従来の光ファイ
アバ増幅器を説明する図で、従来の光モニタ構造の一応
用例を示している。図において、２１は信号光と励起光
を合波する光カプラ、２２は戻り光によるレーザ発振を
抑圧するための無偏波型光アイソレータ（Ｉ）、２３は
光ファイバ増幅を行うエルビウム（Ｅr 3+）ドープファ
イバ（ＥＤＦ）、２４は増幅された信号光、広帯域にわ
たる自然放出光及び吸収されなかった励起光から前記増
幅された信号光のみを抽出する狭帯域光バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）、２５は出力信号光の一部を分岐するビ
ームスプリッタ（ＢＳ）、２６は分岐光の光強度を検出
するフォトダイオード（ＰＤ）、２７は分岐光の検出出
力ＭＳに基づき出力信号光の光出力一定制御を行う自動
利得制御部（ＡＰＣ）、２８は励起光（例えば波長１．
４８μｍ）を発生する励起用レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）、２９はファイバコネクタ、３０は光伝送路等に接
続するためのファイバケーブルである。
（１），（２）である。図１１（Ａ）は従来の光ファイ
アバ増幅器を説明する図で、従来の光モニタ構造の一応
用例を示している。図において、２１は信号光と励起光
を合波する光カプラ、２２は戻り光によるレーザ発振を
抑圧するための無偏波型光アイソレータ（Ｉ）、２３は
光ファイバ増幅を行うエルビウム（Ｅr 3+）ドープファ
イバ（ＥＤＦ）、２４は増幅された信号光、広帯域にわ
たる自然放出光及び吸収されなかった励起光から前記増
幅された信号光のみを抽出する狭帯域光バンドパスフィ
ルタ（ＢＰＦ）、２５は出力信号光の一部を分岐するビ
ームスプリッタ（ＢＳ）、２６は分岐光の光強度を検出
するフォトダイオード（ＰＤ）、２７は分岐光の検出出
力ＭＳに基づき出力信号光の光出力一定制御を行う自動
利得制御部（ＡＰＣ）、２８は励起光（例えば波長１．
４８μｍ）を発生する励起用レーザダイオード（Ｌ
Ｄ）、２９はファイバコネクタ、３０は光伝送路等に接
続するためのファイバケーブルである。
【０００３】信号光は光カプラ２１で励起光と合波さ
れ、エルビウムドープファイバ２３で光増幅される。増
幅された信号光はビームスプリッタ２５で一部が分岐さ
れ、残りはファイバコネクタ２９，ファイバケーブル３
０を介して光伝送路等に送出される。また分岐光はＰＤ
２６で検出信号ＭＳに変換され、ＡＰＣ２７は該検出信
号ＭＳに基づき出力信号光の光出力一定制御を行う。か
くして、この様な光ファイアバ増幅器によれば、偏波に
依存しない高利得特性（４０ｄＢ以上）、高出力、低結
合損失、低雑音指数（３〜５ｄＢ）、信号光の広い増幅
帯域（波長１．５３μｍ〜１．５８μｍ）等が得られ
る。
れ、エルビウムドープファイバ２３で光増幅される。増
幅された信号光はビームスプリッタ２５で一部が分岐さ
れ、残りはファイバコネクタ２９，ファイバケーブル３
０を介して光伝送路等に送出される。また分岐光はＰＤ
２６で検出信号ＭＳに変換され、ＡＰＣ２７は該検出信
号ＭＳに基づき出力信号光の光出力一定制御を行う。か
くして、この様な光ファイアバ増幅器によれば、偏波に
依存しない高利得特性（４０ｄＢ以上）、高出力、低結
合損失、低雑音指数（３〜５ｄＢ）、信号光の広い増幅
帯域（波長１．５３μｍ〜１．５８μｍ）等が得られ
る。
【０００４】図１１（Ｂ）は従来の光モニタ構造（ＢＳ
２５，ＰＤ２６から成る構造）の詳細を示しており、図
において、４１はファイバ融着カプラ、４２はファイバ
スプライス部、４３は光コネクタ部、４４は集光レン
ズ、２６は光コネクタ部４３に固定されたフォトダイオ
ード（ＰＤ）である。図示の如く、従来の光モニタ構造
はファイバ融着カプラ４１で分岐した分岐光を接続ファ
イバで引回し、ＰＤ２６で受光する構成が一般的であっ
た。
２５，ＰＤ２６から成る構造）の詳細を示しており、図
において、４１はファイバ融着カプラ、４２はファイバ
スプライス部、４３は光コネクタ部、４４は集光レン
ズ、２６は光コネクタ部４３に固定されたフォトダイオ
ード（ＰＤ）である。図示の如く、従来の光モニタ構造
はファイバ融着カプラ４１で分岐した分岐光を接続ファ
イバで引回し、ＰＤ２６で受光する構成が一般的であっ
た。
【０００５】しかし、この方式によると、ファイバ融着
カプラ４１とＰＤ２６とが夫々個別のデバイスとして構
成されている上、更に分岐光を導くためのファイバ素片
やファイバスプライス部４２等が必要となるため、光モ
ニタ構造の実装面積が大きくなり、装置小型化の点で問
題があった。しかも、ファイバ融着カプラ４１は戻り光
（信号光の反射光）とも結合する可能性があるため、図
１１（Ａ）の用途では、光コネクタ２９にファバケーブ
ル３０が装着されている場合は良いが、もし外される
と、戻り光の結合により検出信号ＭＳが不安定となり、
ＡＰＣ２７の利得制御に支障を来す恐れがあった。
カプラ４１とＰＤ２６とが夫々個別のデバイスとして構
成されている上、更に分岐光を導くためのファイバ素片
やファイバスプライス部４２等が必要となるため、光モ
ニタ構造の実装面積が大きくなり、装置小型化の点で問
題があった。しかも、ファイバ融着カプラ４１は戻り光
（信号光の反射光）とも結合する可能性があるため、図
１１（Ａ）の用途では、光コネクタ２９にファバケーブ
ル３０が装着されている場合は良いが、もし外される
と、戻り光の結合により検出信号ＭＳが不安定となり、
ＡＰＣ２７の利得制御に支障を来す恐れがあった。
【０００６】また従来は、グレーティングカプラとその
導波端面に設けた反射膜とにより効率良い光検出を行う
光集積回路が知られている（特開平６−６７０４６）。
図１２に従いその内容を概説する。図において、５１は
ｎ形シリコン基板、５２はＰ形領域、５３はＳi Ｏ2 下
部クラッド層、５４は導波層、５５はＳi Ｏ2上部クラ
ッド層、５６はグレーティング構造、５７，５８は全反
射膜である。
導波端面に設けた反射膜とにより効率良い光検出を行う
光集積回路が知られている（特開平６−６７０４６）。
図１２に従いその内容を概説する。図において、５１は
ｎ形シリコン基板、５２はＰ形領域、５３はＳi Ｏ2 下
部クラッド層、５４は導波層、５５はＳi Ｏ2上部クラ
ッド層、５６はグレーティング構造、５７，５８は全反
射膜である。
【０００７】入力の導波光は、グレーティングカプラ
５６の存在によりその一部が下部クラッド層５３と上部
クラッド層５５とに分岐され、この内の下部クラッド層
５３への分岐光は直接光検出部５２に至り、また上部ク
ラッド層５５への分岐光は全反射膜５７で全反射さ
れ、これも光検出部５２に至る。一方、出力側の導波層
５４に抜けた残りの導波光は全反射膜５８で全反射さ
れ、戻り光となって再度グレーティングカプラ５６に至
り、下部クラッド層５３と上部クラッド層５５とに分岐
される。そして、下部クラッド層５３への分岐光は直接
光検出部５２に至り、また上部クラッド層５５への分岐
光は全反射膜５７で全反射され、これも光検出部５２
に至る。従って、信号光の全てを漏れなく検出できる。
５６の存在によりその一部が下部クラッド層５３と上部
クラッド層５５とに分岐され、この内の下部クラッド層
５３への分岐光は直接光検出部５２に至り、また上部ク
ラッド層５５への分岐光は全反射膜５７で全反射さ
れ、これも光検出部５２に至る。一方、出力側の導波層
５４に抜けた残りの導波光は全反射膜５８で全反射さ
れ、戻り光となって再度グレーティングカプラ５６に至
り、下部クラッド層５３と上部クラッド層５５とに分岐
される。そして、下部クラッド層５３への分岐光は直接
光検出部５２に至り、また上部クラッド層５５への分岐
光は全反射膜５７で全反射され、これも光検出部５２
に至る。従って、信号光の全てを漏れなく検出できる。
【０００８】しかし、この構成では導波光の一部を高精
度で検出できない。また導波光の一部を高精度で検出し
ようとすると、結局外部に図１１（Ｂ）に示す様なファ
イバ融着カプラ４１が必要となり、光モニタ構造の実装
面積が大きくなる。
度で検出できない。また導波光の一部を高精度で検出し
ようとすると、結局外部に図１１（Ｂ）に示す様なファ
イバ融着カプラ４１が必要となり、光モニタ構造の実装
面積が大きくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記の如く、従来は特
定の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精度で検
出できる光モニタデバイスが無かった。本発明の目的
は、特定の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精
度で検出できる小型な光モニタデバイス及びその装置を
提供することにある。
定の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精度で検
出できる光モニタデバイスが無かった。本発明の目的
は、特定の導波光（進行波又は逆行波等）の一部を高精
度で検出できる小型な光モニタデバイス及びその装置を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図１
の構成により解決される。即ち、本発明（１）の光モニ
タデバイスは、コア部１ａに傾斜ブラッググレーティン
グ１ｃを有するグレーティングファイバ１と、前記グレ
ーティングファイバを支持する透明な支持基板２と、前
記支持基板の下側主面に設けられ、前記傾斜ブラッググ
レーティングからの回折光φ1iを受光する受光素子３と
を備えるものである。
の構成により解決される。即ち、本発明（１）の光モニ
タデバイスは、コア部１ａに傾斜ブラッググレーティン
グ１ｃを有するグレーティングファイバ１と、前記グレ
ーティングファイバを支持する透明な支持基板２と、前
記支持基板の下側主面に設けられ、前記傾斜ブラッググ
レーティングからの回折光φ1iを受光する受光素子３と
を備えるものである。
【００１１】ファイバコア１ａに傾斜ブラッググレーテ
ィング１ｃを設けたので、従来の様なファイバ融着カプ
ラを用いずとも、主信号ラインの特定の導波光（進行波
φi又は逆行波φr 等）の一部を強く一定方向に高精度
で回折でき、この場所に受光素子３を一体化して設ける
ことで、光モニタデバイスを小型に提供できる。またこ
の光モニタデバイスはグレーティングファイバ１を光導
波路とするため、一般の主信号ラインの光ファイバとの
接続が容易であり、主信号ラインの任意の場所に容易に
接続（挿入）できる。なお、上記透明な支持基板とは、
導波光に対して透明な支持基板であり、好ましくはファ
イバクラッド１ｂと同一の屈折率を有する。
ィング１ｃを設けたので、従来の様なファイバ融着カプ
ラを用いずとも、主信号ラインの特定の導波光（進行波
φi又は逆行波φr 等）の一部を強く一定方向に高精度
で回折でき、この場所に受光素子３を一体化して設ける
ことで、光モニタデバイスを小型に提供できる。またこ
の光モニタデバイスはグレーティングファイバ１を光導
波路とするため、一般の主信号ラインの光ファイバとの
接続が容易であり、主信号ラインの任意の場所に容易に
接続（挿入）できる。なお、上記透明な支持基板とは、
導波光に対して透明な支持基板であり、好ましくはファ
イバクラッド１ｂと同一の屈折率を有する。
【００１２】好ましくは本発明（２）においては、上記
本発明（１）において、少なくとも下面の一部を前記グ
レーティングファイバ１の外周面に接し、かつ前記受光
素子３の受光面と対向する部分の外側端面が該受光面に
対して傾斜している透明の上部基板４を備える。従っ
て、傾斜ブラッググレーティング１ｃ等からの不用な放
射光φ2 は上部基板４の外側端面で外部に放射又は受光
素子３とは異なる方向に反射され、よって受光素子３は
傾斜ブラッググレーティング１ｃからの特定の回折光φ
1iのみを高精度で検出できる。
本発明（１）において、少なくとも下面の一部を前記グ
レーティングファイバ１の外周面に接し、かつ前記受光
素子３の受光面と対向する部分の外側端面が該受光面に
対して傾斜している透明の上部基板４を備える。従っ
て、傾斜ブラッググレーティング１ｃ等からの不用な放
射光φ2 は上部基板４の外側端面で外部に放射又は受光
素子３とは異なる方向に反射され、よって受光素子３は
傾斜ブラッググレーティング１ｃからの特定の回折光φ
1iのみを高精度で検出できる。
【００１３】また好ましくは本発明（３）においては、
上記本発明（２）において、前記グレーティングファイ
バ１と前記支持基板１及び又は上部基板４との接触面の
周囲に透明な接着剤５を充填したものである。従って、
傾斜ブラッググレーティング１ｃから受光素子３及び上
部基板４に至る各光路は屈折率の均一な媒体となり、途
中における不用な反射や屈折は生じない。
上記本発明（２）において、前記グレーティングファイ
バ１と前記支持基板１及び又は上部基板４との接触面の
周囲に透明な接着剤５を充填したものである。従って、
傾斜ブラッググレーティング１ｃから受光素子３及び上
部基板４に至る各光路は屈折率の均一な媒体となり、途
中における不用な反射や屈折は生じない。
【００１４】また上記の課題は例えば図５の構成により
解決される。即ち、好ましくは本発明（４）において
は、上記本発明（１）において、前記グレーティングフ
ァイバ１の外周面に接する透明な第２の支持基板１２
と、前記第２の支持基板の上側主面に設けられ、前記傾
斜ブラッググレーティング１ｃからの第２の回折光φ1r
を受光する第２の受光素子１３とを備えるものである。
解決される。即ち、好ましくは本発明（４）において
は、上記本発明（１）において、前記グレーティングフ
ァイバ１の外周面に接する透明な第２の支持基板１２
と、前記第２の支持基板の上側主面に設けられ、前記傾
斜ブラッググレーティング１ｃからの第２の回折光φ1r
を受光する第２の受光素子１３とを備えるものである。
【００１５】係る構成では、今、入射端からの信号光φ
i の一部φ1iが受光素子３の側に回折されるとすると、
傾斜ブラッググレーティング１ｃの光学的対称性より、
出射端からの戻り光（信号光φi の反射光等）φr の一
部φ1rは反対側の受光素子１３の側に回折される。従っ
て、入射光φi と戻り光φr との各所定の分岐光φ1i，
φ1rを効率良く分離でき、これらを別々に検出できる。
i の一部φ1iが受光素子３の側に回折されるとすると、
傾斜ブラッググレーティング１ｃの光学的対称性より、
出射端からの戻り光（信号光φi の反射光等）φr の一
部φ1rは反対側の受光素子１３の側に回折される。従っ
て、入射光φi と戻り光φr との各所定の分岐光φ1i，
φ1rを効率良く分離でき、これらを別々に検出できる。
【００１６】また上記の課題は例えば図６の構成により
解決される。即ち、本発明（５）の光モニタデバイス
は、支持基板２と、前記支持基板の主面上に設けられ、
導波路７ａに傾斜ブラッググレーティング７ｃを有する
光導波層７と、前記支持基板２の側に設けられ、前記傾
斜ブラッググレーティングからの回折光を受光する受光
素子３と、前記光導波層７の主面上に設けられ、前記受
光素子３の受光面と対向する部分の外側端面が該受光面
に対して傾斜している上部基板８とを備えるものであ
る。
解決される。即ち、本発明（５）の光モニタデバイス
は、支持基板２と、前記支持基板の主面上に設けられ、
導波路７ａに傾斜ブラッググレーティング７ｃを有する
光導波層７と、前記支持基板２の側に設けられ、前記傾
斜ブラッググレーティングからの回折光を受光する受光
素子３と、前記光導波層７の主面上に設けられ、前記受
光素子３の受光面と対向する部分の外側端面が該受光面
に対して傾斜している上部基板８とを備えるものであ
る。
【００１７】従って、傾斜ブラッググレーティング７ｃ
等からの不用な放射光φ2 は上部基板８の外側端面で外
部に放射又は受光素子３とは異なる方向に反射され、よ
って受光素子３は傾斜ブラッググレーティング１ｃから
の特定の回折光φ1iのみを高精度で検出できる。なお、
図は上部基板８の外側端面をファイバ軸の回りに傾斜さ
せた場合を示しているが、ファイバ軸の方向に傾斜させ
ても良い。
等からの不用な放射光φ2 は上部基板８の外側端面で外
部に放射又は受光素子３とは異なる方向に反射され、よ
って受光素子３は傾斜ブラッググレーティング１ｃから
の特定の回折光φ1iのみを高精度で検出できる。なお、
図は上部基板８の外側端面をファイバ軸の回りに傾斜さ
せた場合を示しているが、ファイバ軸の方向に傾斜させ
ても良い。
【００１８】また上記の課題は例えば図７又は図８の構
成により解決される。即ち、本発明（６）の光モニタデ
バイスは、導波路７ａに傾斜ブラッググレーティング７
ｃを有する光導波層７と、前記光導波層の第１の主面上
に設けられ、前記傾斜ブラッググレーティングからの第
１の回折光φ1iを受光する第１の受光素子３を備える第
１の基板２（又は９）と、前記光導波層の第２の主面上
に設けられ、前記傾斜ブラッググレーティングからの第
２の回折光φ1rを受光する第２の受光素子１３を備える
第２の基板１２（又は１９）とを備えるものである。
成により解決される。即ち、本発明（６）の光モニタデ
バイスは、導波路７ａに傾斜ブラッググレーティング７
ｃを有する光導波層７と、前記光導波層の第１の主面上
に設けられ、前記傾斜ブラッググレーティングからの第
１の回折光φ1iを受光する第１の受光素子３を備える第
１の基板２（又は９）と、前記光導波層の第２の主面上
に設けられ、前記傾斜ブラッググレーティングからの第
２の回折光φ1rを受光する第２の受光素子１３を備える
第２の基板１２（又は１９）とを備えるものである。
【００１９】従って、入射光φi と戻り光φr との各所
定の分岐光φ1i，φ1rを効率良く分離でき、これらを別
々に検出できる。好ましくは本発明（７）においては、
上記本発明（１）〜（６）において、基板の少なくとも
一主面に誘電体多層膜よりなる光学膜を備える。従っ
て、傾斜ブラッググレーティングからの分岐光φ1i及び
又はφ1rに対して様々な光学的処理を施せる。
定の分岐光φ1i，φ1rを効率良く分離でき、これらを別
々に検出できる。好ましくは本発明（７）においては、
上記本発明（１）〜（６）において、基板の少なくとも
一主面に誘電体多層膜よりなる光学膜を備える。従っ
て、傾斜ブラッググレーティングからの分岐光φ1i及び
又はφ1rに対して様々な光学的処理を施せる。
【００２０】また好ましくは本発明（８）においては、
上記本発明（７）において、光学膜は無反射膜、短波長
通過フィルタ膜、帯域通過フィルタ膜又は長波長通過フ
ィルタ膜である。光学膜を無反射膜とすれば、ファイバ
コア１ａ（即ち、相手側受光素子）側に反射する様な不
用光φ2 等の成分を有効に抑圧できる。また光学膜を各
種のフィルタ膜とすれば受光素子は特定の波長帯域の光
のみを高精度で検出できる。
上記本発明（７）において、光学膜は無反射膜、短波長
通過フィルタ膜、帯域通過フィルタ膜又は長波長通過フ
ィルタ膜である。光学膜を無反射膜とすれば、ファイバ
コア１ａ（即ち、相手側受光素子）側に反射する様な不
用光φ2 等の成分を有効に抑圧できる。また光学膜を各
種のフィルタ膜とすれば受光素子は特定の波長帯域の光
のみを高精度で検出できる。
【００２１】また好ましくは本発明（９）においては、
上記本発明（１）〜（８）において、ブラッググレーテ
ィングの傾斜角が光軸に対して３０度乃至６０度の範囲
にある。傾斜ブラッググレーティングの傾斜角がこの範
囲にあれば、分岐光の垂直からの傾斜も比較的少ないの
で、光モニタデバイスを小型に構成できる。また、例え
ば図８に示す如く、分岐光φ1i，φ1rを互いに逆方向に
傾斜させると、これらの反射光は相手側の受光素子には
向かないので、不用光の干渉を大幅に低減できる。ま
た、分岐光の垂直からの射出角に余裕があると光導波層
７の上下に様々な構造の受光素子を形成できる利点もあ
る。
上記本発明（１）〜（８）において、ブラッググレーテ
ィングの傾斜角が光軸に対して３０度乃至６０度の範囲
にある。傾斜ブラッググレーティングの傾斜角がこの範
囲にあれば、分岐光の垂直からの傾斜も比較的少ないの
で、光モニタデバイスを小型に構成できる。また、例え
ば図８に示す如く、分岐光φ1i，φ1rを互いに逆方向に
傾斜させると、これらの反射光は相手側の受光素子には
向かないので、不用光の干渉を大幅に低減できる。ま
た、分岐光の垂直からの射出角に余裕があると光導波層
７の上下に様々な構造の受光素子を形成できる利点もあ
る。
【００２２】また上記の課題は例えば図９の構成により
解決される。即ち、本発明（１０）の光増幅装置は、光
増幅器（例えばＥＤＦ２３等）と、前記光増幅器の出力
ラインに設けられた上記本発明（１）〜（９）の光モニ
タデバイス３３と、前記光モニタデバイスの検出信号Ｍ
Ｓi に基づき前記光増幅器の光出力一定制御を行う制御
部２７とを備えるものである。
解決される。即ち、本発明（１０）の光増幅装置は、光
増幅器（例えばＥＤＦ２３等）と、前記光増幅器の出力
ラインに設けられた上記本発明（１）〜（９）の光モニ
タデバイス３３と、前記光モニタデバイスの検出信号Ｍ
Ｓi に基づき前記光増幅器の光出力一定制御を行う制御
部２７とを備えるものである。
【００２３】上記本発明（１）〜（９）の光モニタデバ
イス３３を備えることで、該光モニタデバイス３３は、
ファイバケーブル３０の挿抜によらず、常に入射信号光
φiの分岐光φ1iのみを高精度で検出できる。従って、
制御部２７は光モニタデバイス３３の検出信号ＭＳi に
基づき信号光φi の出力一定制御を安定に行える。また
上記の課題は例えば図９の構成により解決される。即
ち、本発明（１１）の光増幅装置は、光増幅器（例えば
ＥＤＦ２３等）と、前記光増幅器の出力ラインに設けら
れた上記本発明（１）〜（９）の光モニタデバイス３３
と、前記光モニタデバイスにおける戻り光φr の検出信
号ＭＳr に基づき前記光増幅器の利得低下又は停止制御
を行う制御部３４とを備えるものである。
イス３３を備えることで、該光モニタデバイス３３は、
ファイバケーブル３０の挿抜によらず、常に入射信号光
φiの分岐光φ1iのみを高精度で検出できる。従って、
制御部２７は光モニタデバイス３３の検出信号ＭＳi に
基づき信号光φi の出力一定制御を安定に行える。また
上記の課題は例えば図９の構成により解決される。即
ち、本発明（１１）の光増幅装置は、光増幅器（例えば
ＥＤＦ２３等）と、前記光増幅器の出力ラインに設けら
れた上記本発明（１）〜（９）の光モニタデバイス３３
と、前記光モニタデバイスにおける戻り光φr の検出信
号ＭＳr に基づき前記光増幅器の利得低下又は停止制御
を行う制御部３４とを備えるものである。
【００２４】上記本発明（１）〜（９）の光モニタデバ
イス３３を備えることで、該光モニタデバイス３３は、
ファイバケーブル３０を外したことによる戻り光（信号
光φ i の反射光）φr の分岐光φ1rのみを高精度で検出
できる。従って、制御部３４は光モニタデバイス３３の
検出信号ＭＳr に基づき光増幅器の利得低下又は停止制
御を確実に行える。
イス３３を備えることで、該光モニタデバイス３３は、
ファイバケーブル３０を外したことによる戻り光（信号
光φ i の反射光）φr の分岐光φ1rのみを高精度で検出
できる。従って、制御部３４は光モニタデバイス３３の
検出信号ＭＳr に基づき光増幅器の利得低下又は停止制
御を確実に行える。
【００２５】好ましくは、上記本発明（４）又は（６）
の光モニタデバイスを使用すれば、分岐光φ1i，φ1rの
検出を一つの光モニタデバイス３３で行え、この種の光
増幅装置を小型に構成できる。また上記の課題は例えば
図１０の構成により解決される。本発明（１２）の光モ
ニタ装置は、上記本発明（１）〜（４）の複数の光モニ
タデバイスを直列に接続又は１本のファイバ上に形成し
たものである。
の光モニタデバイスを使用すれば、分岐光φ1i，φ1rの
検出を一つの光モニタデバイス３３で行え、この種の光
増幅装置を小型に構成できる。また上記の課題は例えば
図１０の構成により解決される。本発明（１２）の光モ
ニタ装置は、上記本発明（１）〜（４）の複数の光モニ
タデバイスを直列に接続又は１本のファイバ上に形成し
たものである。
【００２６】従って、光波長多重通信システムにおいて
も、各波長の信号光の一部又は全部を高精度で検出でき
る。
も、各波長の信号光の一部又は全部を高精度で検出でき
る。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全
図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。図２は実施の形態によるブラッググレーティングフ
ァイバを説明する図で、図２（Ａ）は２光束干渉法（ホ
ログラフィック干渉法とも呼ばれる）による屈折率分布
形傾斜グレーティングファイバの製法を示している。図
において、１はファイバ素線、１ａはそのコア部、１ｂ
は周囲のクラッド部、１ｃは傾斜ブラッググレーティン
グである。
好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。なお、全
図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとす
る。図２は実施の形態によるブラッググレーティングフ
ァイバを説明する図で、図２（Ａ）は２光束干渉法（ホ
ログラフィック干渉法とも呼ばれる）による屈折率分布
形傾斜グレーティングファイバの製法を示している。図
において、１はファイバ素線、１ａはそのコア部、１ｂ
は周囲のクラッド部、１ｃは傾斜ブラッググレーティン
グである。
【００２８】ファイバ素線１のコア１ａ（グレーティン
グ材）としては、光又は電子ビームの照射により屈折率
変化を生じる様な感光性（例えばＧe をドープした）の
光導波路材料を用いる。またファイバ１の外形は円筒形
であるが、そのコア径は十分に小さいので、コア１ａの
部分に関しては、その上下を略平板のクラッド材１ｂで
挟まれた形と考えられる。従って、以下の方法により傾
斜ブラッググレーティングを形成可能である。
グ材）としては、光又は電子ビームの照射により屈折率
変化を生じる様な感光性（例えばＧe をドープした）の
光導波路材料を用いる。またファイバ１の外形は円筒形
であるが、そのコア径は十分に小さいので、コア１ａの
部分に関しては、その上下を略平板のクラッド材１ｂで
挟まれた形と考えられる。従って、以下の方法により傾
斜ブラッググレーティングを形成可能である。
【００２９】図示しないが、光源のレーザビーム（波長
λ）をハーフミラーで２分割（好ましくは強度比１：
１）し、夫々をビーム拡大レンズで拡大した後、コリメ
ーションレンズで２つの平面波Ｂ1 ，Ｂ2 となす。更に
これらの光路長を等しく保ち、かつ必要ならファイバ軸
の方向に所要のグレーティング長Ｌを得るためのマスク
を介して、各平面波Ｂ1 ，Ｂ2 をファイバ素線１に照射
する。
λ）をハーフミラーで２分割（好ましくは強度比１：
１）し、夫々をビーム拡大レンズで拡大した後、コリメ
ーションレンズで２つの平面波Ｂ1 ，Ｂ2 となす。更に
これらの光路長を等しく保ち、かつ必要ならファイバ軸
の方向に所要のグレーティング長Ｌを得るためのマスク
を介して、各平面波Ｂ1 ，Ｂ2 をファイバ素線１に照射
する。
【００３０】なお、ファイバクラッド１ｂの円筒形がレ
ンズ作用をしてコア部１ａにおける結像に問題がある時
は、ファイバ素線１をクラッド１ｂと同一屈折率の液体
に浸すか、又はマスクのスリット幅を狭くする。図にお
いて、各平面波Ｂ1 ，Ｂ2 のコア１ａへの照射は法線と
の角θ1 ，θ2をなすように行う。２光束干渉法で生じ
る干渉縞は感光材料層１ａ内で立体構造を持っており、
クラッド１ｂとコア１ａとの境界面での屈折後の進行角
を夫々θ 1 ´，θ2 ´とすると、干渉縞面の傾斜角θ´
は前記θ1 ´，θ2 ´を２等分する角となる。また、干
渉縞の周期Λ＝λ／（ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎθ2 ）の関係
があり、レーザ波長λと入射角θ1 ，θ2 とを適当に選
ぶことで所望の周期Λ，傾斜角θ´の干渉縞が得られ
る。好ましくは、この傾斜角θ´が６０度〜３０度（即
ち、光ファイバ軸に対して３０度〜６０度）の範囲とな
る様に選ぶ。なお、この様な傾斜グレーティングは電子
ビーム描画法によっても制作できる。
ンズ作用をしてコア部１ａにおける結像に問題がある時
は、ファイバ素線１をクラッド１ｂと同一屈折率の液体
に浸すか、又はマスクのスリット幅を狭くする。図にお
いて、各平面波Ｂ1 ，Ｂ2 のコア１ａへの照射は法線と
の角θ1 ，θ2をなすように行う。２光束干渉法で生じ
る干渉縞は感光材料層１ａ内で立体構造を持っており、
クラッド１ｂとコア１ａとの境界面での屈折後の進行角
を夫々θ 1 ´，θ2 ´とすると、干渉縞面の傾斜角θ´
は前記θ1 ´，θ2 ´を２等分する角となる。また、干
渉縞の周期Λ＝λ／（ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎθ2 ）の関係
があり、レーザ波長λと入射角θ1 ，θ2 とを適当に選
ぶことで所望の周期Λ，傾斜角θ´の干渉縞が得られ
る。好ましくは、この傾斜角θ´が６０度〜３０度（即
ち、光ファイバ軸に対して３０度〜６０度）の範囲とな
る様に選ぶ。なお、この様な傾斜グレーティングは電子
ビーム描画法によっても制作できる。
【００３１】図２（Ｂ）は上記ブラッググレーティング
ファイバによる導波モード−放射モード結合の作用を示
している。入射端からの信号光φi は傾斜ブラッググレ
ーティング１ｃを通過する際にその一部が高屈折率によ
り反射（散乱）され、残りφ o は出射端の側に導かれ
る。上記反射された光のうち、ブラッグ条件を満たす光
は互いに強め合い、一定方向への回折光φ1iとなって現
れる。因みに、この場合のブラッグ条件は次式で与えら
れる。
ファイバによる導波モード−放射モード結合の作用を示
している。入射端からの信号光φi は傾斜ブラッググレ
ーティング１ｃを通過する際にその一部が高屈折率によ
り反射（散乱）され、残りφ o は出射端の側に導かれ
る。上記反射された光のうち、ブラッグ条件を満たす光
は互いに強め合い、一定方向への回折光φ1iとなって現
れる。因みに、この場合のブラッグ条件は次式で与えら
れる。
【００３２】２Λｓｉｎθ＝Ｎ（λ／ｎ） 但し、Λ：ブラッググレーティングの周期 Ｎ：整数 λ／ｎ：コアの屈折率ｎにおける信号光波長 この場合に、分岐光φ1iの分岐比はファイバ軸方向のグ
レーティング長Ｌにより選択可能である。従って、分岐
光φ1iを受光する位置に受光素子を設けることで、入力
信号光φi の一部（又は全部）を高精度に検出できる。
なお、実際は上記回折光φ1i以外にも、散乱光が生じ得
る。ここでは、その内の前記受光素子と反対方向（図の
上向き）に散乱する様な光をまとめて散乱光φ2 と呼
ぶ。この散乱光φ2 については、後述の上部基板により
受光素子の側には戻らないように処理される。
レーティング長Ｌにより選択可能である。従って、分岐
光φ1iを受光する位置に受光素子を設けることで、入力
信号光φi の一部（又は全部）を高精度に検出できる。
なお、実際は上記回折光φ1i以外にも、散乱光が生じ得
る。ここでは、その内の前記受光素子と反対方向（図の
上向き）に散乱する様な光をまとめて散乱光φ2 と呼
ぶ。この散乱光φ2 については、後述の上部基板により
受光素子の側には戻らないように処理される。
【００３３】ところで、現実には射出端の側より上記信
号光φi と同等の戻り光（反射光）φr が入射する場合
がある。この場合は傾斜ブラッググレーティング１ｃに
おける光学的構造の対称性により、上記同様にして出射
端からの戻り光φr はその一部が他の一定方向への回折
光φ1rとなって現れ、残りは入射端の側に導かれる。従
って、この分岐光φ1rを受光する位置にも受光素子を設
けることで、信号光φ i の分岐光φ1iと戻り光φr の分
岐光φ1rとを個別に検出できる。
号光φi と同等の戻り光（反射光）φr が入射する場合
がある。この場合は傾斜ブラッググレーティング１ｃに
おける光学的構造の対称性により、上記同様にして出射
端からの戻り光φr はその一部が他の一定方向への回折
光φ1rとなって現れ、残りは入射端の側に導かれる。従
って、この分岐光φ1rを受光する位置にも受光素子を設
けることで、信号光φ i の分岐光φ1iと戻り光φr の分
岐光φ1rとを個別に検出できる。
【００３４】図３は第１の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、図において、１は光ファイバ素
線、１ａはそのコア部、１ｂはクラッド部、１ｃはコア
部１ａに設けた屈折率変調形の傾斜ブラッググレーティ
ング、２は石英ガラス等による透明な支持基板、２ａは
光ファイバ素線１を支持するためのＶ溝、２ｂは長波長
通過フィルタ、２ｃは屈折率分布型の集光レンズ（例え
ばセルフォックレンズ）、３は受光素子（例えばカンパ
ッケージのフォトダイオード）、４は石英ガラス等によ
る透明な上部基板、４ａは無反射膜、５は透明な接着剤
である。
バイスを説明する図で、図において、１は光ファイバ素
線、１ａはそのコア部、１ｂはクラッド部、１ｃはコア
部１ａに設けた屈折率変調形の傾斜ブラッググレーティ
ング、２は石英ガラス等による透明な支持基板、２ａは
光ファイバ素線１を支持するためのＶ溝、２ｂは長波長
通過フィルタ、２ｃは屈折率分布型の集光レンズ（例え
ばセルフォックレンズ）、３は受光素子（例えばカンパ
ッケージのフォトダイオード）、４は石英ガラス等によ
る透明な上部基板、４ａは無反射膜、５は透明な接着剤
である。
【００３５】なお、例えば光ファイバ素線１が石英ガラ
スからなる場合は、好ましくはそのクラッド部１ｂ，支
持基板２，上部基板４及び接着材５の各屈折率を共に同
一に選ぶ。支持基板２上に彫られたＶ溝２ａの上にファ
イバ素線１を搭載し、これを接着剤５で固定する。その
際には、ファイバ素線１の外周面とＶ溝２ａとの間に空
気層が残らない様に、隙間に十分に接着剤５を充填す
る。更に、支持基板２の下面の傾斜ブラッググレーティ
ング１ｃからの分岐光φ1iを受光する位置に受光素子３
を固定する。この場合に、一般にグレーティング１ｃか
らの分岐光φ1iはコア部１ａから遠ざかるに従ってビー
ムが広がる傾向にあるので、受光素子３との結合効率を
低下させないため、必要なら支持基板２における受光素
子３の側にイオン交換法等により屈折率分布型の集光レ
ンズ２ｃを設ける。更に、光増幅器等による励起波長
（１．４８μｍ等）を阻止する必要がある場合には、例
えば支持基板２の下面の受光素子３の手前側に励起波長
１．４８μｍを阻止するための長波長通過フィルタ２ｂ
を蒸着法等により設ける。
スからなる場合は、好ましくはそのクラッド部１ｂ，支
持基板２，上部基板４及び接着材５の各屈折率を共に同
一に選ぶ。支持基板２上に彫られたＶ溝２ａの上にファ
イバ素線１を搭載し、これを接着剤５で固定する。その
際には、ファイバ素線１の外周面とＶ溝２ａとの間に空
気層が残らない様に、隙間に十分に接着剤５を充填す
る。更に、支持基板２の下面の傾斜ブラッググレーティ
ング１ｃからの分岐光φ1iを受光する位置に受光素子３
を固定する。この場合に、一般にグレーティング１ｃか
らの分岐光φ1iはコア部１ａから遠ざかるに従ってビー
ムが広がる傾向にあるので、受光素子３との結合効率を
低下させないため、必要なら支持基板２における受光素
子３の側にイオン交換法等により屈折率分布型の集光レ
ンズ２ｃを設ける。更に、光増幅器等による励起波長
（１．４８μｍ等）を阻止する必要がある場合には、例
えば支持基板２の下面の受光素子３の手前側に励起波長
１．４８μｍを阻止するための長波長通過フィルタ２ｂ
を蒸着法等により設ける。
【００３６】一方、ファイバ素線１の上側には、例えば
矩形状の上部基板４をファイバ素線１の軸の回りで例え
ば受光素子３の受光面に対して３０度程度傾斜するよう
に接着剤５で固定する。その際には、ファイバ素線１の
外周面と上部基板４との間に空気層が存在しないよう
に、接触面の周囲に接着剤５を十分に充填する。好まし
くは、上部基板４の上面に無反射膜４ａを蒸着法等によ
り形成し、不用光φ2 が受光素子３の側に反射しないよ
うにする。
矩形状の上部基板４をファイバ素線１の軸の回りで例え
ば受光素子３の受光面に対して３０度程度傾斜するよう
に接着剤５で固定する。その際には、ファイバ素線１の
外周面と上部基板４との間に空気層が存在しないよう
に、接触面の周囲に接着剤５を十分に充填する。好まし
くは、上部基板４の上面に無反射膜４ａを蒸着法等によ
り形成し、不用光φ2 が受光素子３の側に反射しないよ
うにする。
【００３７】なお、上部基板４そのものをプリズム形状
となし、かつ該上部基板４の下面にファイバ素線１に嵌
め込むためのＶ溝を形成しても良い。また上部基板４の
上側端面は、図示の如くファイバ素線１の軸の回りに傾
斜していても良いし、及び又は軸方向に傾斜していても
良い。また、上記長波長通過フィルタ２ｂに代えて、無
反射膜、短波長通過フィルタ膜又は帯域通過フィルタ膜
等の各種光学膜を形成しても良い。
となし、かつ該上部基板４の下面にファイバ素線１に嵌
め込むためのＶ溝を形成しても良い。また上部基板４の
上側端面は、図示の如くファイバ素線１の軸の回りに傾
斜していても良いし、及び又は軸方向に傾斜していても
良い。また、上記長波長通過フィルタ２ｂに代えて、無
反射膜、短波長通過フィルタ膜又は帯域通過フィルタ膜
等の各種光学膜を形成しても良い。
【００３８】係る構成によれば、入射端からの信号光φ
i はその一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検
出され、残りの信号光φo は出射端に導かれる。また、
傾斜ブラッググレーティング１ｃにより上部基板４の側
に放射される様な不用光φ2は該上部基板４の上側端面
より外部に放射（屈折）され、又は受光素子３とは異な
る方向に反射される。
i はその一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検
出され、残りの信号光φo は出射端に導かれる。また、
傾斜ブラッググレーティング１ｃにより上部基板４の側
に放射される様な不用光φ2は該上部基板４の上側端面
より外部に放射（屈折）され、又は受光素子３とは異な
る方向に反射される。
【００３９】図４は第２の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、上記屈折率分布型の集光レンズ
２ｃに代えて、球状の集光レンズ６ｂを備える場合を示
している。支持基板２の下面に凹部６ａを設け、ここに
透明な集光レンズ６ｂを挿入する。従って、簡単な加工
により分岐光φ1iを受光素子に効率良く集光できる。な
お、集光レンズ６ｂに代えて、支持基板２の下面そのも
のをシリンドリカルレンズ状に加工しても良い。またこ
の例では長波長通過フィルタ膜２ｂが支持基板２の中間
に設けられている。
バイスを説明する図で、上記屈折率分布型の集光レンズ
２ｃに代えて、球状の集光レンズ６ｂを備える場合を示
している。支持基板２の下面に凹部６ａを設け、ここに
透明な集光レンズ６ｂを挿入する。従って、簡単な加工
により分岐光φ1iを受光素子に効率良く集光できる。な
お、集光レンズ６ｂに代えて、支持基板２の下面そのも
のをシリンドリカルレンズ状に加工しても良い。またこ
の例では長波長通過フィルタ膜２ｂが支持基板２の中間
に設けられている。
【００４０】図５は第３の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、光ファイバ素線１の上下に夫々
受光素子を備える場合を示している。図において、１２
は石英ガラス等による透明な上側の支持基板、１２ａは
光ファイバ素線１を挟み込むためのＶ溝、１２ｂは長波
長通過フィルタ、１２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
１３は受光素子、５は透明な接着剤である。光ファイバ
素線１の上側の構成は下側の構成と対称的に構成されて
いる。
バイスを説明する図で、光ファイバ素線１の上下に夫々
受光素子を備える場合を示している。図において、１２
は石英ガラス等による透明な上側の支持基板、１２ａは
光ファイバ素線１を挟み込むためのＶ溝、１２ｂは長波
長通過フィルタ、１２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
１３は受光素子、５は透明な接着剤である。光ファイバ
素線１の上側の構成は下側の構成と対称的に構成されて
いる。
【００４１】係る構成によれば、入射端からの信号光φ
i はその一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検
出され、残りの信号光φo は出射端に導かれる。一方、
出射端からの戻り信号光φr はその一部が分岐光φ1rと
なって受光素子１３により検出され、残りの戻り信号光
は入射端に導かれる。従って、信号光φi の分岐光φ 1i
と戻り信号光φr の分岐光φ1rとを夫々独立に検出で
き、光モニタデバイスの用途が広がる。
i はその一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検
出され、残りの信号光φo は出射端に導かれる。一方、
出射端からの戻り信号光φr はその一部が分岐光φ1rと
なって受光素子１３により検出され、残りの戻り信号光
は入射端に導かれる。従って、信号光φi の分岐光φ 1i
と戻り信号光φr の分岐光φ1rとを夫々独立に検出で
き、光モニタデバイスの用途が広がる。
【００４２】図６は第４の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、支持基板２の上面に、上記光フ
ァイバ素線１に代えて、平板状の光導波層７を備える場
合を示している。図において、２は支持基板、２ｂは長
波長通過フィルタ、２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
７は光導波層、７ａは二次元又は三次元の光導波路、７
ｂは光導波路左右のクラッド層、７ｃは光導波路７ａに
設けられた傾斜ブラッググレーティング、８は上部基
板、８ａは無反射膜である。
バイスを説明する図で、支持基板２の上面に、上記光フ
ァイバ素線１に代えて、平板状の光導波層７を備える場
合を示している。図において、２は支持基板、２ｂは長
波長通過フィルタ、２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
７は光導波層、７ａは二次元又は三次元の光導波路、７
ｂは光導波路左右のクラッド層、７ｃは光導波路７ａに
設けられた傾斜ブラッググレーティング、８は上部基
板、８ａは無反射膜である。
【００４３】なお、光導波層７については、光ファイバ
の如く石英ガラス等が一般的とは限らないので、支持基
板２や上部基板８等をシリコン等の半導体基板とでき
る。また、傾斜ブラッググレーティング８ｃは上記図２
（Ａ）で説明したと同様に形成出来る。更に、この上部
基板８はプリズム形状をしており、光導波層７の上面に
設けられる。上部基板８の上側端面は受光素子３の受光
面に対して傾斜しており、これにより光導波層７の上側
に向かう不用光φ2 は外部に放射（屈折）され、又は受
光素子３とは異なる方向に反射される。
の如く石英ガラス等が一般的とは限らないので、支持基
板２や上部基板８等をシリコン等の半導体基板とでき
る。また、傾斜ブラッググレーティング８ｃは上記図２
（Ａ）で説明したと同様に形成出来る。更に、この上部
基板８はプリズム形状をしており、光導波層７の上面に
設けられる。上部基板８の上側端面は受光素子３の受光
面に対して傾斜しており、これにより光導波層７の上側
に向かう不用光φ2 は外部に放射（屈折）され、又は受
光素子３とは異なる方向に反射される。
【００４４】図７は第５の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、図６の上部基板８に代えて、光
導波層７の上下に夫々受光素子を備える場合を示してい
る。図において、１２は上側の支持基板、１２ｂは長波
長通過フィルタ、１２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
１３は受光素子、５は接着剤である。光導波層７の上側
の構成は下側の構成と対称的に構成されている。従っ
て、上記図５の場合と同様に信号光φi の分岐光φ1iと
戻り信号光φr の分岐光φ1rとを夫々独立に検出でき、
光モニタデバイスの用途が広がる。
バイスを説明する図で、図６の上部基板８に代えて、光
導波層７の上下に夫々受光素子を備える場合を示してい
る。図において、１２は上側の支持基板、１２ｂは長波
長通過フィルタ、１２ｃは屈折率分布型の集光レンズ、
１３は受光素子、５は接着剤である。光導波層７の上側
の構成は下側の構成と対称的に構成されている。従っ
て、上記図５の場合と同様に信号光φi の分岐光φ1iと
戻り信号光φr の分岐光φ1rとを夫々独立に検出でき、
光モニタデバイスの用途が広がる。
【００４５】図８は第６の実施の形態による光モニタデ
バイスを説明する図で、支持基板９と上部基板１９内に
夫々受光素子３，１３を形成した場合を示している。図
において、受光素子３は、ｎ型ＩｎＰの素子基板９ａ上
にプレーナ技術により積層されたｎ+ 型ＩｎＰバッファ
層９ｂと、非ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層９ｃ（光吸収
層）と、ｎ- 型ＩｎＰ層９ｄと、かつ該ｎ- 型ＩｎＰ層
９ｄにＺｎが拡散された２つのｐ型ＩｎＰ拡散領域９
ｅ，９ｆとを備え、更に、このｐ型ＩｎＰ拡散領域９
ｅ，９ｆの各表面にＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ層を順次蒸着した
後、加熱処理することで、金属とのオーミック接続可能
なｐ電極１０（＋，−）が形成される。
バイスを説明する図で、支持基板９と上部基板１９内に
夫々受光素子３，１３を形成した場合を示している。図
において、受光素子３は、ｎ型ＩｎＰの素子基板９ａ上
にプレーナ技術により積層されたｎ+ 型ＩｎＰバッファ
層９ｂと、非ドープＩｎＧａＡｓ光吸収層９ｃ（光吸収
層）と、ｎ- 型ＩｎＰ層９ｄと、かつ該ｎ- 型ＩｎＰ層
９ｄにＺｎが拡散された２つのｐ型ＩｎＰ拡散領域９
ｅ，９ｆとを備え、更に、このｐ型ＩｎＰ拡散領域９
ｅ，９ｆの各表面にＡｕ／Ｚｎ／Ａｕ層を順次蒸着した
後、加熱処理することで、金属とのオーミック接続可能
なｐ電極１０（＋，−）が形成される。
【００４６】かかる構成では、ｎ+ 型ＩｎＰバッファ層
９ｂを共通として、ｐ型ＩｎＰ拡散領域９ｅ，９ｆとの
間に２つのｐｉｎダイオードＤ１，Ｄ２が形成される。
この場合に、ダイオードＤ１は順バイアスされ、電流の
供給源となる。一方、ダイオードＤ２は逆バイアスさ
れ、光検出部（ホトダイオード）ＰＤとなる。受光素子
１３の構成も同様であり、各対応する構成の番号の上位
桁に１を付加して表している。これらの受光素子を中間
の光導波層７の上下に設ける。
９ｂを共通として、ｐ型ＩｎＰ拡散領域９ｅ，９ｆとの
間に２つのｐｉｎダイオードＤ１，Ｄ２が形成される。
この場合に、ダイオードＤ１は順バイアスされ、電流の
供給源となる。一方、ダイオードＤ２は逆バイアスさ
れ、光検出部（ホトダイオード）ＰＤとなる。受光素子
１３の構成も同様であり、各対応する構成の番号の上位
桁に１を付加して表している。これらの受光素子を中間
の光導波層７の上下に設ける。
【００４７】係る構成では、入射端からの信号光φi は
その一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検出さ
れ、残りの信号光φo は出射端に導かれる。一方、出射
端からの戻り信号光φr はその一部が分岐光φ1rとなっ
て受光素子１３により検出され、残りの戻り信号光は入
射端に導かれる。図９は実施の形態による光送信装置を
説明する図で、本発明による光モニタデバイスの一応用
例を示している。図において、３１は光源用レーザダイ
オード（ＬＤ）、３２はマッハツエンダ（ＭＺ）光変調
器、３３は光検出部（ＭＤ）、３４は光コネクタ３０の
出力開放検出部である。ここで、光検出部３３として
は、図５，図７，図８に示す両方向検出形の光モニタデ
バイスを１つ使用しても良いし、又は図３，図４，図６
に示す片方向検出形の光モニタデバイスを逆向きに直列
接続して使用しても良い。他の構成は図１１（Ａ）と同
様で良い。
その一部が分岐光φ1iとなって受光素子３により検出さ
れ、残りの信号光φo は出射端に導かれる。一方、出射
端からの戻り信号光φr はその一部が分岐光φ1rとなっ
て受光素子１３により検出され、残りの戻り信号光は入
射端に導かれる。図９は実施の形態による光送信装置を
説明する図で、本発明による光モニタデバイスの一応用
例を示している。図において、３１は光源用レーザダイ
オード（ＬＤ）、３２はマッハツエンダ（ＭＺ）光変調
器、３３は光検出部（ＭＤ）、３４は光コネクタ３０の
出力開放検出部である。ここで、光検出部３３として
は、図５，図７，図８に示す両方向検出形の光モニタデ
バイスを１つ使用しても良いし、又は図３，図４，図６
に示す片方向検出形の光モニタデバイスを逆向きに直列
接続して使用しても良い。他の構成は図１１（Ａ）と同
様で良い。
【００４８】光源用ＬＤ３１のレーザ光はＭＺ変調器３
２でデータ信号ＤＡＴＡにより変調され、信号光とな
る。該信号光はＥＤＦ２３で光増幅され、光検出部３３
を介して光コネクタ２９に出力される。通常は、光コネ
クタ２９には光ファイバケーブル３０が接続されてお
り、出力の信号光は光伝送路（不図示）に送出される。
この状態で、光検出部３３は信号光の一部を分岐し、分
岐光の光強度に比例するモニタ信号ＭＳi を出力する。
ＡＰＣ２７は上記図１１（Ａ）で述べたと同様に信号光
の出力一定制御を行い、こうして光ファイバケーブル３
０に一定出力の信号光が送出される。また、この状態で
は光コネクタ２９からの戻り光は無く、よって光検出部
３３の他方のモニタ信号ＭＳr （検出電流Ｉp ）は小さ
く、オペアンプＡＭＰの出力電圧も小さい。従って、コ
ンパレータＣＭＰの出力はＬＯＷレベルとなり、励起用
ＬＤ２８は付勢された状態にある。
２でデータ信号ＤＡＴＡにより変調され、信号光とな
る。該信号光はＥＤＦ２３で光増幅され、光検出部３３
を介して光コネクタ２９に出力される。通常は、光コネ
クタ２９には光ファイバケーブル３０が接続されてお
り、出力の信号光は光伝送路（不図示）に送出される。
この状態で、光検出部３３は信号光の一部を分岐し、分
岐光の光強度に比例するモニタ信号ＭＳi を出力する。
ＡＰＣ２７は上記図１１（Ａ）で述べたと同様に信号光
の出力一定制御を行い、こうして光ファイバケーブル３
０に一定出力の信号光が送出される。また、この状態で
は光コネクタ２９からの戻り光は無く、よって光検出部
３３の他方のモニタ信号ＭＳr （検出電流Ｉp ）は小さ
く、オペアンプＡＭＰの出力電圧も小さい。従って、コ
ンパレータＣＭＰの出力はＬＯＷレベルとなり、励起用
ＬＤ２８は付勢された状態にある。
【００４９】しかし、例えば保守者が誤って光ファイバ
ケーブル３０を外してしまうと、光コネクタ２９の端面
で反射された戻り光が光検出部３３に逆方向から入力す
る。これにより、光検出部３３の他方のモニタ信号ＭＳ
r には戻り光の光強度に比例した検出電流Ｉp が流れ、
これによりオペアンプＡＭＰの出力電圧は上昇する。そ
して、該電圧が所定閾値ＴＨを越えると、コンパレータ
ＣＭＰの出力はＨＩＧＨレベルとなり、これにより励起
用ＬＤ２８は消勢される。なお、同時に光源用ＬＤ３１
を消勢しても良い。これにより、光コネクタ２９の出力
信号光は大幅に低下（又は停止）し、保守者の安全が図
られる。
ケーブル３０を外してしまうと、光コネクタ２９の端面
で反射された戻り光が光検出部３３に逆方向から入力す
る。これにより、光検出部３３の他方のモニタ信号ＭＳ
r には戻り光の光強度に比例した検出電流Ｉp が流れ、
これによりオペアンプＡＭＰの出力電圧は上昇する。そ
して、該電圧が所定閾値ＴＨを越えると、コンパレータ
ＣＭＰの出力はＨＩＧＨレベルとなり、これにより励起
用ＬＤ２８は消勢される。なお、同時に光源用ＬＤ３１
を消勢しても良い。これにより、光コネクタ２９の出力
信号光は大幅に低下（又は停止）し、保守者の安全が図
られる。
【００５０】図１０は実施の形態による光モニタデバイ
スの他の応用例を説明する図で、図において、３５1 〜
３５3 は上記各実施の形態による光モニタデバイスであ
る。但し、各デバイス３５1 〜３５3 におけるブラッグ
条件は異なっている。この様な各デバイス３５1 〜３５
3 は連続した１本の光ファイバ１上に構成しても良く、
又は各光ファイバ素線からなる各デバイス３５1 〜３５
3 を直列に接続しても良い。
スの他の応用例を説明する図で、図において、３５1 〜
３５3 は上記各実施の形態による光モニタデバイスであ
る。但し、各デバイス３５1 〜３５3 におけるブラッグ
条件は異なっている。この様な各デバイス３５1 〜３５
3 は連続した１本の光ファイバ１上に構成しても良く、
又は各光ファイバ素線からなる各デバイス３５1 〜３５
3 を直列に接続しても良い。
【００５１】今、入力信号φi が波長λ1 〜λ3 の光波
長多重信号λ1 〜λ3 であるとすると、光モニタデバイ
ス３５1 は波長λ1 の分岐光φ1ia を検出して対応する
モニタ信号ＭＳiaを出力し、光モニタデバイス３５2 は
波長λ2 の分岐光φ1ib を検出して対応するモニタ信号
ＭＳibを出力し、そして光モニタデバイス３５3 は波長
λ3 の分岐光φ1ic を検出して対応するモニタ信号ＭＳ
icを出力する。従って、この場合の各モニタ信号ＭＳia
〜ＭＳicを波長毎の出力一定制御に利用できる。また、
各傾斜ブラッググレーティング１ｃの光軸方向の長さを
夫々十分に長くすれば、波長毎の各導波光パワーの大部
分を分岐光φ1ia 〜φ1ic に分岐させて、これらを検出
できる。従って、この場合の各モニタ信号ＭＳia〜ＭＳ
icは光波長多重通信における波長分波検出信号として利
用できる。
長多重信号λ1 〜λ3 であるとすると、光モニタデバイ
ス３５1 は波長λ1 の分岐光φ1ia を検出して対応する
モニタ信号ＭＳiaを出力し、光モニタデバイス３５2 は
波長λ2 の分岐光φ1ib を検出して対応するモニタ信号
ＭＳibを出力し、そして光モニタデバイス３５3 は波長
λ3 の分岐光φ1ic を検出して対応するモニタ信号ＭＳ
icを出力する。従って、この場合の各モニタ信号ＭＳia
〜ＭＳicを波長毎の出力一定制御に利用できる。また、
各傾斜ブラッググレーティング１ｃの光軸方向の長さを
夫々十分に長くすれば、波長毎の各導波光パワーの大部
分を分岐光φ1ia 〜φ1ic に分岐させて、これらを検出
できる。従って、この場合の各モニタ信号ＭＳia〜ＭＳ
icは光波長多重通信における波長分波検出信号として利
用できる。
【００５２】なお、上記各実施の形態ではエルビウムド
ープファイバ２３による光増幅器への適用例を述べた
が、本発明による光モニタデバイスは半導体光増幅器に
も適用できる。また、上記本発明に好適なる複数の実施
の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各
部の構成、制御、及びこれらの組合せの様々な変更が行
えることは言うまでも無い。
ープファイバ２３による光増幅器への適用例を述べた
が、本発明による光モニタデバイスは半導体光増幅器に
も適用できる。また、上記本発明に好適なる複数の実施
の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各
部の構成、制御、及びこれらの組合せの様々な変更が行
えることは言うまでも無い。
【００５３】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、傾斜ブ
ラッググレーティングを有するグレーティングファイバ
と受光素子との組合せによる光モニタ構造により、主信
号ラインにおける特定の導波光（進行波又は逆行波等）
の一部又は全部を高精度で検出できる光モニタデバイス
を小型、かつ安価に提供できる。
ラッググレーティングを有するグレーティングファイバ
と受光素子との組合せによる光モニタ構造により、主信
号ラインにおける特定の導波光（進行波又は逆行波等）
の一部又は全部を高精度で検出できる光モニタデバイス
を小型、かつ安価に提供できる。
【図１】本発明の原理的構成図である。
【図２】実施の形態によるブラッググレーティングファ
イバを説明する図である。
イバを説明する図である。
【図３】第１の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図４】第２の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図５】第３の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図６】第４の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図７】第５の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図８】第６の実施の形態による光モニタデバイスを説
明する図である。
明する図である。
【図９】実施の形態による光送信装置を説明する図であ
る。
る。
【図１０】実施の形態による光モニタデバイスの他の応
用例を説明する図である。
用例を説明する図である。
【図１１】従来技術を説明する図（１）である。
【図１２】従来技術を説明する図（２）である。
１ 光ファイバ素線 １ａ コア部 １ｂ クラッド部 １ｃ 傾斜ブラッググレーティング ２ 支持基板 ２ａ Ｖ溝 ２ｂ 長波長通過フィルタ ２ｃ 屈折率分布型レンズ ３ 受光素子 ４ 上部基板 ４ａ 無反射膜 ５ 接着剤 ６ａ 凹部 ６ｂ 集光レンズ ７ 光導波層 ７ａ 光導波路 ７ｂ クラッド層 ７ｃ 傾斜ブラッググレーティング ８ 上部基板 ８ａ 無反射膜 １２ 支持基板 １２ａ Ｖ溝 １２ｂ 長波長通過フィルタ １２ｃ 屈折率分布型レンズ １３ 受光素子 ２１ 光カプラ ２２ 光アイソレータ（Ｉ） ２３ エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ） ２４ 光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ２５ ビームスプリッタ（ＢＳ） ２６ フォトダイオード（ＰＤ） ２７ 自動利得制御部（ＡＰＣ） ２８ 励起用レーザダイオード（ＬＤ） ２９ ファイバコネクタ ３０ ファイバケーブル ３１ 光源用レーザダイオード（ＬＤ） ３２ マッハツェエンダ（ＭＺ）光変調器 ３３ 光検出部（ＭＤ） ３４ 出力開放検出部 ３５ 光モニタデバイス ４１ ファイバ融着カプラ ４２ ファイバスプライス部 ４３ 光コネクタ部 ４４ 集光レンズ
フロントページの続き (72)発明者 磯野 秀樹 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 池田 誠一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 コア部に傾斜ブラッググレーティングを
有するグレーティングファイバと、 前記グレーティングファイバを支持する透明な支持基板
と、 前記支持基板の下側主面に設けられ、前記傾斜ブラッグ
グレーティングからの回折光を受光する受光素子とを備
えることを特徴とする光モニタデバイス。 - 【請求項２】 少なくとも下面の一部を前記グレーティ
ングファイバの外周面に接し、かつ前記受光素子の受光
面と対向する部分の外側端面が該受光面に対して傾斜し
ている透明の上部基板を備えることを特徴とする請求項
１に記載の光モニタデバイス。 - 【請求項３】 前記グレーティングファイバと前記支持
基板及び又は上部基板との接触面の周囲に透明な接着剤
を充填したことを特徴とする請求項２に記載の光モニタ
デバイス。 - 【請求項４】 前記グレーティングファイバの外周面に
接する透明な第２の支持基板と、 前記第２の支持基板の上側主面に設けられ、前記傾斜ブ
ラッググレーティングからの第２の回折光を受光する第
２の受光素子とを備えることを特徴とする請求項１に記
載の光モニタデバイス。 - 【請求項５】 支持基板と、 前記支持基板の主面上に設けられ、導波路に傾斜ブラッ
ググレーティングを有する光導波層と、 前記支持基板の側に設けられ、前記傾斜ブラッググレー
ティングからの回折光を受光する受光素子と、 前記光導波層の主面上に設けられ、前記受光素子の受光
面と対向する部分の外側端面が該受光面に対して傾斜し
ている上部基板とを備えることを特徴とする光モニタデ
バイス。 - 【請求項６】 導波路に傾斜ブラッググレーティングを
有する光導波層と、 前記光導波層の第１の主面上に設けられ、前記傾斜ブラ
ッググレーティングからの第１の回折光を受光する第１
の受光素子を備える第１の基板と、 前記光導波層の第２の主面上に設けられ、前記傾斜ブラ
ッググレーティングからの第２の回折光を受光する第２
の受光素子を備える第２の基板とを備えることを特徴と
する光モニタデバイス。 - 【請求項７】 基板の少なくとも一主面に誘電体多層膜
よりなる光学膜を備えることを特徴とする請求項１乃至
６の何れか１に記載の光モニタデバイス。 - 【請求項８】 光学膜は無反射膜、短波長通過フィルタ
膜、帯域通過フィルタ膜又は長波長通過フィルタ膜であ
ることを特徴とする請求項７に記載の光モニタデバイ
ス。 - 【請求項９】 ブラッググレーティングの傾斜角が光軸
に対して３０度乃至６０度の範囲にあることを特徴とす
る請求項１乃至８の何れか１に記載の光モニタデバイ
ス。 - 【請求項１０】 光増幅器と、 前記光増幅器の出力ラインに設けられた請求項１乃至９
の何れか１に記載の光モニタデバイスと、 前記光モニタデバイスの検出信号に基づき前記光増幅器
の光出力一定制御を行う制御部とを備えることを特徴と
する光増幅装置。 - 【請求項１１】 光増幅器と、 前記光増幅器の出力ラインに設けられた請求項１乃至９
の何れか１に記載の光モニタデバイスと、 前記光モニタデバイスにおける戻り光の検出信号に基づ
き前記光増幅器の利得低下又は停止制御を行う制御部と
を備えることを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項１２】 請求項１乃至４に記載の複数の光モニ
タデバイスを直列に接続又は１本のファイバ上に形成し
たことを特徴とする光モニタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298059A JPH11133255A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光モニタデバイス及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9298059A JPH11133255A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光モニタデバイス及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133255A true JPH11133255A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17854608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9298059A Withdrawn JPH11133255A (ja) | 1997-10-30 | 1997-10-30 | 光モニタデバイス及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11133255A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7174062B2 (en) | 2002-03-29 | 2007-02-06 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device and method of manufacturing same |
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| US7308174B2 (en) | 2002-12-20 | 2007-12-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device including a filter member for dividing a portion of signal light |
| US7321703B2 (en) | 2002-12-20 | 2008-01-22 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| US7324729B2 (en) | 2003-06-02 | 2008-01-29 | Ngk Insulators, Ltd. | Optical device |
| WO2011122566A1 (ja) | 2010-03-30 | 2011-10-06 | 株式会社フジクラ | 光強度モニタ回路、およびファイバレーザシステム |
| WO2011125746A1 (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-13 | 株式会社フジクラ | 光モジュールおよび光検出方法 |
| WO2015025808A1 (ja) * | 2013-08-19 | 2015-02-26 | 株式会社ニコン | ファイバの固定方法、ファイバ保持部材に固定されたファイバ固定構造体、該ファイバ固定構造体を備えたレーザ装置、露光装置及び検査装置 |
| JP2017167529A (ja) * | 2017-02-27 | 2017-09-21 | レイア、インコーポレイテッドＬｅｉａ Ｉｎｃ． | 表示画面で使用される指向性画素 |
| WO2022059205A1 (ja) * | 2020-09-18 | 2022-03-24 | 日本電信電話株式会社 | 光側方入出力回路及び光コネクタ |
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-
1997
- 1997-10-30 JP JP9298059A patent/JPH11133255A/ja not_active Withdrawn
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