JPS5848019A - 光分岐結合回路 - Google Patents

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−たとえば光通信用ファイバの元を複数の光
ファイバに分配もしくは結合させるなめの光分岐結合回
路に関するものである。

第１図は従来の光分岐結合回路を示す平面図である。同
図′ｒおいて、（１）、　＋２）、　（３１，（４）は
光ファイバ、＋５）、　ｔａ）、　（７）、　（ｓ）は
屈折率分布型レンズ−（９）。

ｊｏ）は半透過膜である。

つぎに動作について説明する。

屈折率θＳレソズＤ中心軸に垂直な方向で、径方向内方
から外方に回って半径の二乗に比例して減少するＬうな
分布を持つ媒質はレンズ作用を持っており、通常の光学
レンズ同様結像作用がある。

この屈折率分布型レンズ内での幾何光学的特性の関係を
以下に説明する。２次元の場合を考えろと−その屈折率
分布は式（１）で表わごれる。

ｎ　＝＝　ｎ６　（１−Ｔ　ａｚｌ　）　　　　　　　
　・・・（１）ここで、ｎｏは中心軸での屈折率、ａは
屈折率分布宙故、χは中心軸と垂直な方向の中心からの
和才ことが知らｎている。

・・・（２） ただし、ｔはレンズの長さ、χ、ａ−！　　はそれぞｚ れ光線の中心軸からの位置と傾きを表わしている。

βｔ＝πを満たす長さを持つ屈折率分布型レンズ（すな
わち、周期長ｒＯ２分の１の長さ）ｖｃ、そ・Ｄ中心軸
に対して光をずらせて入射させると−（２）式より、レ
ンズの他端に入射像と同一の大吉すの倒立像が中心軸と
対称な位置にできる。

つぎ°Ｃ第１図の従来の例について説明する。

周期の４分の１１７）長さを持つ屈折率分布型レンズ、
＋５）、　（６）の間で半透過膜（９）を形成して、２
分のを 作る。中心軸をずらせて光を入射させると、半透過＋ｌ
ｌ　１．９）で反射する光は入射端面上で、入射点と中
心軸対称な位置に結像され、半透過膜（９）を透過する
光は、レンズ＋６）　ｎ他端に中心軸と対称な位置に像
がｒ′きる。このようｃして構吸西れた光分岐レンズ１
００（１００ｔ　、１００２　）をｒｌｌ何個なぎ合わ
せて枝状光分岐回路を形戎する。

光ファイバ（１）から屈折率分布型レンズ（５）で入射
された光のうち、半透過膜（９）を透過した光はレンズ
（６）で集光され、元ファイバ（２）に結合伝搬され、
半透過膜（９）で反射した元は屈折率分布型レンズ（８
〕に導入される。また半透過膜（ｌＯ）を透過しな光は
光ファイバ（３）　’Ｃ、反射されｔ元は光ファイバ（
４）′ｒそれぞれ結合伝搬される。

このように、半透過膜＋９）、ｕ［相］を持った屈折率
分布型レンズ（５）〜（８）を組み合わせることにより
、分岐数を増すこ七ができる。

従来の光分岐結合回路は以上のように構成されているの
で、分岐の数が増すと屈折率分布型レンズと光ファイバ
の接続調整ｖｉ困＠になり、分岐故に制限が生じるとい
った欠点０≦あった。

この発明は上記７′１ｊうな従来ｒｎものの欠点を除去
するなめでなされをもので、偏光プリズムのような偏光
分離素子と波長板のような位相差板を組み合わせること
により、分岐数の増数化が容易な光分岐結合回路を提供
することを目的上していも以下、この発明ｎ−実施例を
図について説明する。第２図でおいて、（１１１＞、　
（１１１）〜（１１ｎ＋ｔ　）は光ファイバ（２’１１
）、　（２１２）〜（２１ｎ＋１’）はレンズ、（３ｂ
）（３１２）・・・（３１ｎ）ま偏光分離素子％たとえ
ば偏光ビームスプリッタ・（，１１１１ム（１，）８１
位相差板、＆とえば２分の１波長板である。

つぎにこの発明の動作′Ｃついて説明する。

２分力１波長板Ｃ４１１）、　（ａｉ□）に直線偏光を
入射させると、その直線偏光の振動方向と２分の１波長
板（１１）、　（４１，）＋７１結晶光軸とのなす角度
をθとしな場合、出射光は入射光の直線偏光に対して、
２θだけ回転した直線偏光に変換される。

光ファイバ（ｉｉｌ）から出た光はレンズ（２ｉｔ）に
よってほぼ平行光線でされた後−偏光ビームスプリッタ
（３１ｔ）ＶＣより入射１．ｆｉに平行な偏光をもつｐ
偏光と、垂直な偏光をもつＳ偏光に分離され・ｐ偏光は
透過し、Ｓｌ”薄光は反射されて９０度向きを変えて出
射されろ。反射され′７２：Ｓ偏光はレンズ（２１、）
ＶＣよって集光され光７了イバ（１１，）に結合伝搬さ
れる。つぎに透過したｐ偏光は２分の１波長板（１，）
に入射され２θだけ直線偏光面が回転される。

偏光ビームスプリッタ（３１□）でよって２分の１波長
板（Ａ１１）を透過した光のうちｃｏｓ”　（２θ）が
ｐ偏光に相当し、１−瀉２（２θ）がＳ偏光に相当する
。こｒＯうち、Ｓ偏光は反射されレンズ（２１，）でよ
って集光され、光ファイバ（１１ｊ）ｆ結合伝搬される
。

同様τ透過したｐ偏光は順次分割され元ファイバ（Ｕｎ
）、　（１１ｎ＋ｓ　）に結合伝搬される。

このように複数の偏光ビームスプリッタ００と２分の１
波長板（４０を組み合わせることにより、光を順次枝状
に分岐させることθ≦できる。光フフイバ（１１ｇ）以
降”光ファイバＩｉ結合される光赦は２分の１波長板６
カの光軸を入射直線偏光面・ｒ対して回転可能′Ｅ設宇
すれば、分岐比を容易に変えることができる。

第３図は、この発明の他の実施例を示し、放射状に分岐
してさせる場合である。図でおいて、（１１１、）〜（
１１１ｎ＋ｔ’）は光ファイバ、（１２１１）〜（１２
１ｎ＋１）はレンズ、（１３１，）〜（１３１，）は偏
光ビームスプリッタ、（１４１１）〜（１４１４）は２
分の１波長板、（１ｓｃ＋Ｎ；に？１ｉ角プリズムであ
る。この構成ではスヘての光ファイバ（１０１’）〜（
１１１ｎ＋ｔ）に対して自由な分岐比に設定することが
できる。

上記各実施例′Ｃおいては位相差板として２分の１波長
板（４１）、　（ｉａｉ　）を使用する場合について述
べたが、４分の１波長板を使用しても同様の効果を奏し
うる。

また上記各実施例においては、偏光分離素子として誘電
体多層膜を使った偏光ビームスプリッタ（３１）、　（
１３１）を使用したが偏光プリズム、たとえばグラント
ムソンプリズムを使用しても同様の効果が期待される＠ ざらに−上記各実施例ではレンズＣ２１）＋　（１２１
）ｋして通常の光学レンズを使用した場合について述べ
ｆｉ　ｆ）ｉ、屈折率分布型レンズを使用しても同様の
効果が期待される。

上記実施例では元を分岐する場合について述べたが逆に
光結合器シしても利用できるものである。

以上のとうに、この発明゛Ｅよれば一複畝の偏光分離素
子と位相差板とを組み合せた簡単な構成により、容易に
分岐数を大吉（できる精度の高い光分岐結合回路が得ら
４る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光分岐結合回路を示す平面図、第２図は
この発明の一実施例でよる光分岐結合回路を示す斜視図
−第３図はこの発明の他の実施例による光分岐結合回路
を示す斜視図である。 （１１１）、　　（１１□　）〜（１１ｎ＋ｉ　　）、
　　（１１１□）、　　（１１１□）〜　（１１１ｎ＋
ｔ　）−・・光ファイバ、（２１ｔ）、（２１１）〜（
２１ｎ＋１　）（１２１１）、　（１２１ｍ）〜（１２
１ｎ’）・・・レンズ、（３１ｔ）〜（３１ｎ）（１３
１，）−／（１３１，）・・・偏光分離素子、（４１１
）、　（４１，）。 （１４４１）〜（１４１，）・・・位相差板。 なむ、１Δ中同−符号は同一もしくは相当部分を示す。 代理人　葛野信−（外１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）光ファイバから出た光をほぼ平行光線にさせるレ
   ンズと、このレンズからの平行光線を受は入れる複数の
   偏光分離素子と、これら複数の偏光分離素子の各間に配
   置された位相差板と、上記偏光分離素子と位相差板とに
   より複数に分岐された光をそれぞれレンズを介して受光
   する複数の光ファイバとを具備した光分岐結合回路。 ＋２）　上記偏光分離素子が偏光ビームスプリッタであ
   る特許請求の範囲第１項記載の光分岐結合回路。 （３）上記位相差板が波長板である特許請求の範囲第１
   項まｔは第２項記載の光分岐結合回路。 （４）上記波長板が２分の１波長板である特許請求範囲
   第２項または第３項記載の光分岐結合回路。 （５）上記波長板が４分ｑ′）１波長板であろ特許請求
   範囲第２項または第６項記載の光分岐結合回路。 （６）上記波長板を光線に対して回転可能で設定してな
   る特許請求範囲第２項、第３項第４項まなは第５項Ｊ己
   載の光分岐結合回路。