JPS58205825A - 光波長分波合波装置 - Google Patents

光波長分波合波装置

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Publication number
JPS58205825A
JPS58205825A JP8920882A JP8920882A JPS58205825A JP S58205825 A JPS58205825 A JP S58205825A JP 8920882 A JP8920882 A JP 8920882A JP 8920882 A JP8920882 A JP 8920882A JP S58205825 A JPS58205825 A JP S58205825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
prism
wavelength
interference filter
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP8920882A
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English (en)
Inventor
Akihiro Adachi
明宏 足立
Yoshio Miyake
三宅 良雄
Toshio Takei
竹居 敏夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP8920882A priority Critical patent/JPS58205825A/ja
Publication of JPS58205825A publication Critical patent/JPS58205825A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light 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
    • G02B6/12007Light 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 forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical 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
    • G02B6/29346Optical 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 wave or beam interference
    • G02B6/29361Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
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    • G02B6/293Optical 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
    • G02B6/29379Optical 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
    • G02B6/2938Optical 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

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、1本の光伝送路を伝播してきた複数の異な
る波長の光をそれぞれ独立した方向に分離する分波機能
及び複数の独立しである異なる波長の光を1本の光伝送
路に入力する合波機能を有する。干渉フィルタを用いた
光波長分波装置に関するものである。
第1図に従来の干渉フィルタを用いた光波長分波合波装
置の一例を示す。一般に元伝送路には光ファイバを用い
る場合が多いので、ここでは具体的に元ファイバを用い
た場合について示す。又。
波長λ1と波長λ2の光を想定しこの2つの波長の光を
分波し合波する場合について示す。第1図において各フ
ァイバ(1a)、 (1b)、 (1c)  の端面は
各レンズ(2a)+ (2b)、 (20)  の焦点
面に置かれている。
干渉フィルタ(3)は同じ形状の直角プリズム(4a)
 。
(4b)のはり合わせ面(5)に形成されており直角プ
リズム(4a、)、 (4b)は、1つのプリズムブロ
ック(6)を形成している。ここではこの干渉フィルタ
(3)は波長λ1の元だけを透過し、波長λ2の光は反
射する機能を有しているものとする。又直角プリズム(
4)は2面(5)に対して垂直に斜111i +71に
入射する光線(8)のうち面(5)で反射する成分の元
(9)が斜面(7)で全反射をして入射光(8)に対し
て直角方向に出射するように設計されている。分波を行
なう場合は以下の動作をする。波長λ1.λ2の光は光
ファイバ(1a)を伝播してくる。干渉フィルタの透過
特性は光線の入射角度に依存し変化するので、ファイバ
(1a)より出射した波長λ1.λ2の元はレンズ(2
a)により平行光束(8)に変換される。平行光束(8
)はプリズム(4a)の斜面(7)に入射し屈折をして
干渉フィルタ(3)に斜めに入射する。ここで波長λ1
の光は透過し、波長λ2の光は反射する。透過した波長
λ1 の光はプリズム(4b)の斜面(7)に平行な斜
面顛より屈折をして入射光(8)と同方向に出射し、出
射した波長λ1の光at+はレンズ(2b)により光フ
ァイバ(1b)に集光される。一方干渉フィルタ+31
 テ反Itされた波長λ2の光(9)はプリズム(4a
)の斜面(7)で全反射をして面O2より入射光(8)
に対してm角方向に出射し、出射した波長λ2の光(9
)はレンズ(2c)Kより光ファイバ(1C)に集光さ
れる。以上のように波長λ1と波長λ2の元は分波され
るが、波長λ1と波長λ2の光の合波は上述した光路を
逆にとる事により行なわれる。このような構成では3つ
の入出力ボートがたがいに直交しているため、全体の構
成を中心点に向って小形化していくことが可能である。
又2枚鏡の原理より反射光(9)のプリズムブロック(
6)の設置誤差による方向ズレが小さいという利点があ
る。しかし2以上の構成では。
面a’tが光路に対して垂直に入っているためこの地点
でのワレネル反射が入射ファイバにもどってきて再入射
してしまう。この現象を第2図で説明する。ここでは合
波の場合を例にとる。発光素子α3で発光した波長λ2
の光は光ファイバ(1C)に入射し光波長分波合波装置
に導かれる。光ファイバ(1C)より出射した波長λ2
の光は上述した過程を経て元ファイバ(1a)に合波さ
れるが2面aSが光路に対して垂直に門っているため、
ここで生じたフレネル反射光α4ぽファイバ(1C)に
再入射してしまう。貴入射したフレネル反射光Iはファ
イバ(1C)を伝播して結局発光素子−にもどる。とこ
ろで現在光通信に角いられる発光素子は2発光ダイオー
、ド(LED)  とレーザダイオード(LD)の2種
類であるが、光波長分波合波装置の用いられる光波長分
割多重伝送では、単一発振波長を持つレーザダイオード
が多く発光素子として使用される。
しかしこのレーザダイオードは1反射光の入射により、
雑音が生じたり発振波長の変動を生じる等の性質を有し
ている。この反射光はほんの微かな量でもレーザダイオ
ードに上述した悪影響をおよぼす。したがって上述した
従来の構成の光波長分波合波装置では、プリズムブロッ
クの入射面での反射が発光素子に再入射し悪影響をおよ
ばすという欠点があった。
この発明はこの欠点を除去するため、プリズムブロック
の入射面を全て光路に対し、て傾けて反射光を逃がすよ
うにしたもので、以下図面についてこの発明の詳細な説
明する。
第3図はこの発明の一実施例を示す図である。
プリズムブロックa9は、以下に示す第(11式と第(
2)式の関係を満足する角θ1と角θ2を有するプリズ
ム(16a)、(16b)を面(5)において平行四辺
形を成すように接合したもので1面(5)に波長λ1の
光を透過し波長λ2の光を反射する干渉フィルタ(3)
が形成されている。
π=3θ1+θ2+5in−’ (r cosθ2)−
sin−’ (”E sinθ1)nl       
           nl・・・(1) θ1+θ2−−十sin  (−co8θ2) (co
o  −−(212nl             n
1上弐においてnlはプリズムの屈折率、n2はプリズ
ムの周囲の媒質の屈折率である。プリズムブロックaS
はファイバ(1a)より出射した光線(8)に対して干
渉フィルタ(3)が形成された接合面(5)が垂直とな
るように設置する。又、ファイバ(1a)、 (tb)
(1C)の各端面はレンズ(2a)# (21))s 
(20)の各焦点面に設置する。光ファイバ(1a)を
伝播して来た波長λ1.λ2の光は以下のように光ファ
イバ(1b)#(1C)にそれぞれ分波される。ファイ
バ(1a)より出射した波長λ1.λ2の光はレンズ(
2a)により平行光束(8)に変換され、プリズム(1
6a)の直面に入射し屈折して干渉フィルタ(3)に斜
めに大斜する。ここで波長λ1の光は透過し、波長λ2
の光は反射する。透過した波長λ1の光αBはプリズム
(16b)の面α・で屈折して入射光(8)と同方向に
出射し、出射した波長λ1の光αBはレンズ(2b)に
より光ファイバ(1b)に集光される。一方干渉フィル
タ(3)で反射された波長λ2の光(91はプリズム(
16a)の直面で全反射をして面filに達し、ここで
は屈折をして入射光(8)に対して直角方向に出射し、
出射した波長λ2の光(91はレンズ(2C)により光
ファイバ(1C)に集光される。ここで第il1式は反
射光(9)が入射光(8)に対して直角方向に出射する
ための条件式であり、第(2)式は反射光(9)が直面
において全反射するための条件式である。例えばプリズ
ム(z6a)、 (t6b)を光学ガラスでもつとも一
般的に用いられるBH3で作るものとし9周囲の媒質は
空気であるとすれば、BH3の屈折率は n1= 1.
51 、空気の屈折率はn2=1 であるので第(11
式より01を39度。
θ2を83度とすれはよい。この時角θ1は第(21式
の全反射条件を充分満足している。又干渉フィルタ(3
)への光の入射角は一般に20度をこえると。
干渉フィルタの特性′に劣下な生じるので望ましくない
が、上記の場合入射角は約15度となるので干渉フィル
タの特性を充分引き出す事ができる。
したがって上述した構成のプリズムブロックは容易に実
現できるものであり、これを用いる事により干渉フィル
タ(3)で反射された光(9)を入射光(8)に対して
直角方向に取り出す事ができる。又プリズムブロックα
Sの入射、出射面は全で光路に対して傾いているため、
ここで生じるフレネル反射光は。
もとの光ファイバに再入射することがない。したがって
この構成の光波長分波合波装置では、全体の構成を小形
にできるという利点に加えて9反射光が発光素子にもど
らないため1発元素子を劣下させないという利点がある
第4図は、この発明のもう一つの実施例を示す図である
。プリズムブロック■は、前記プリズム(16a)、 
(t6b)を面(5)において対称形となるように接合
したもので9面(5)に波長λ1の光を透過し。
波長 λ2の光を反射する干渉フィルタ(3)が形成さ
れている。プリズムブロック翰は、ファイバ(1a)よ
り出射した光線(8)に対して干渉フィルタ(3)が形
成された接合面(5)が平行となるように設置する。
又、ファイバ(1a)、 (11))# (1りの各端
面は、レンズ(2a)t (2b)I (2(り  の
各焦点面に設置する。光ファイバ(1a)を伝播して来
た波長λ1.λ2の光は以下のように光ファイバ(Ib
)I (1C)にそれぞれ分波される。ファイバ(1a
)より出射した波長λ1.λ2の光はレンズ(2a)に
より平行光束(8)に変換され、プリズム(16a)の
面+11に入射し屈折を受は直面に至る。ここにおいて
光束(8)は全反射をして干渉フィルタ(3)に斜めに
入射し、干渉フィルタ(3)では波長λ1の光は透過し
、波長λ2の光は反射する。透過した波長λ1の光α1
)はプリズム(16′b)の面Qゆで屈折をして入射光
(8)に対して直角方向に出射し。
出射した波長λ1の元圓はレンズ(2b)により光ファ
イバ(1b)C集光される。一方干渉フィルタ(3)で
反射された波長λ2の光(9)はプリズム(16a)の
直面で屈折をして、入射光(8)に対してm角方向に出
射し、出射した波長λ2の光(9)はレンズ(2C)に
より光ファイバ(1C)に集光される。このようにこの
構成においては、干渉フィルタ(3)を透過する光αB
反射する光(91を入射光(8)に対して直角方向に取
り出すことができる。又プリズムブロック■の入射。
出射面は全て光路に対して傾いているため、ここで生じ
るフレネル反射光は、もとの元ファイバに再入射するこ
とがない。したがってこの構成の光波長分波合波装置で
は、全体の構成を小形にできるという利点に加えて9反
射光が発光素子にもどらないため発光素子を劣下させな
いという利点がある。
なお2以上は2つの波長の光を分波9合波する光波長分
波合波装置について説明したが、この発明はこれに限ら
ず1つの方向より入射した光を2方向にある強度比で分
離する光分配器に使用してもよい。
以上のように、この発明に係る光波長分波合波装置では
、角度θ1.θ2およびプリズムの屈折率nt、  プ
リズムの周囲の屈折率n2の間にπ=301+02+s
in  (−cooθ2)−sin  (−sinθ1
)。
nl                   nl及び
θ1+02−y−1−sin  に co8θ2)(c
o8−Hlの関係がある三角プリズム2個を角θ1と角
θ2に挾(11) まれた面で互いに対向させて平行四辺形状、あるいは対
称形に接合し、その際この接合面に多層膜干渉フィルタ
を形成してなるプリズムブロックを用いることにより、
全体の構成を小形にできる。
反射光の発光素子へのもどりを防止でき2発光素子の特
性を劣下させないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光波長分波合波装置の上面図。 第2図は従来の光波長分波合波装置における反射光の影
舎を説明する図、第3図はこの発明装置の一実施例の上
面図、第4図はこの発明装置の別の実施例の上面図でお
る。図中(1a)、 (11))# (10)は入出力
光ファイバ、  (2a)# (21))s (2Q)
はレンズ、(3)は多層膜干渉フィルタ、  (4a)
、 (4b)は従来の直角プリズム、(5)は接合面、
 (71,01,112はプリズムブロックの入射出射
面、(8)は入射光、(9)は反射光、aDは透過光、
asは発光素子、 aaけ反射光、αり、(社)はプリ
ズムブロック、  (16a)、 (161))はプリ
ズム、α9゜al、09はプリズムブロックa9の入射
出射面、なお。 図中、同一あるいけ相当部分には同一符号を付し02) て示しである。 (13)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11プリズムの三つの角のうち二つの角の角度を01
    .θ2.プリズムの材質の屈折率をnl、  プリズム
    の周囲の媒質の屈折率をnl  とし、上記θ1゜θ2
    およびnl、 nlの間に次式 %式%) (1) (21 の関係があるプリズム、あるいは上記関係をはは満足す
    るプリズム2個を角θ1と角02に挾まれた面で互いに
    対向させて平行四辺形状に接合し、その際この接合面に
    多層膜干渉フィルタを形成してなるプリズムブロックを
    用いた事を特徴とする光波長分波合波装置。 (2)  プリズムの三つの角のうち二つの角の角度を
    θ1.θ2.プリズムの材質の屈折率をnl、プリズム
    の胸囲の媒質の屈折率をnlとし、上記θ1゜θ2およ
    びnl、 nlの間に次式 %式%) (11 (21 の関係があるプリズム、あるいは上記関係なtナホ満足
    するプリズム2仰を角θ1と角θ2に挾まれた面で互い
    に対向させて上記面で対称となるように接合し、その際
    この接合面に多層膜干渉フィルタを形成してなるプリズ
    ムブロックを用いた事ヲ%徴とする光波長分波合波装置
JP8920882A 1982-05-26 1982-05-26 光波長分波合波装置 Pending JPS58205825A (ja)

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JP (1) JPS58205825A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108572415A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 合钧科技股份有限公司 光学分色元件及光学分色模块
CN109143490A (zh) * 2017-06-16 2019-01-04 合钧科技股份有限公司 光学模块

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CN108572415A (zh) * 2017-03-10 2018-09-25 合钧科技股份有限公司 光学分色元件及光学分色模块
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