JPS59167136A - 光回路 - Google Patents

光回路

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JPS59167136A
JPS59167136A JP58039264A JP3926483A JPS59167136A JP S59167136 A JPS59167136 A JP S59167136A JP 58039264 A JP58039264 A JP 58039264A JP 3926483 A JP3926483 A JP 3926483A JP S59167136 A JPS59167136 A JP S59167136A
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JP
Japan
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optical
input
optical waveguide
output
core
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Application number
JP58039264A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Akihiro Hori
明宏 堀
Toshiaki Kita
敏昭 喜多
Katsuki Tanaka
田中 捷樹
Minoru Maeda
稔 前田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光波長分割多重伝送システムにおいて、異な
る複数の波長からなる光ビームを波長ごとに分けて散シ
出す光分波器、あるいはその逆の動作をする光合波器、
さらKは両方の機能をそなえた光合分波器等の光回路に
関する。
〔従来技術〕
光フアイバ伝送方式の適用領域拡大の一環として光波長
多重伝送方式の研究が盛んに行われている。光分波器は
上記方式を構成する上で不可欠なデバイスである。
従来、光分波器として第1図に示すようなものが検討さ
れている。これは凹面回折格子1と入力用および出力用
ファイバ3,4,5.6の間にガラスなどの透明な誘電
体2を挿入した構成のもので、3波の分波器の例である
。入力用ファイバ3から出射するλ1+λ2+λ3+・
・・の異なる波長からなる光線は誘電体2の中を進み、
凹面回折格子1で波長分散を受け、波長ごとに異なる角
度で反射されるとともに1この反射され不光線を凹面回
折格子全体の球面によって集束し出力用ファイバ4,5
.6・・・の位置に結像させ、各波長をそれぞれ異なる
出力用ファイバを介して取シ出す。この種分波器は干渉
膜フィルタを用いる方式に比し波長間隔を小さくでき、
チャネル数を多くとれるという利点がある。しかし、光
源の波長変動によって分波器の挿入損失が大幅に増える
という問題点があった。たとえば、凹面回折格子の曲率
半径50mm、溝本数300本/嗣とし、波長間隔20
nm、ファイバ間隔0.311OI+1人出力ファイバ
のコア径60μmで試作した結果、光源の波長1nmの
波長変化に対し、出力用ファイバへの光線結像位置が出
力用ファイバの配列方向へ20μm近くシフトすること
がわかった。半導体レーザを用いた実験では、温度がi
o数数置変化ると挿入損失は10dB近くにも増大する
ことがわかった。そのため、出力用ファイバのコア径を
150〜200μmとし、光源の波長変動による挿入損
失の増大を抑制するようにした。しかし、このようにコ
ア径の大きなファイバを出力用ファイバに用いると、(
1)同一の光フアイバ母材を用いて、コア径60μmの
ものと200μmのものを作った場合、ファイバ長はコ
ア径が200μmの場合には60μmの場合に比し1/
10程度しか作れず、コア径200μmのものを用いる
と非常に高価(約10倍)になる。
(2)またコア径200μmのファイバは通常の光通信
システムに用いるファイバの規格にはない特注品のため
、製造コストも高くつく。
(3)さらにコア径が太きいためにファイバ外径も大き
くなり、可撓性がそこなわれて折れ易くなる。
といった問題点があることがわかった。
したがって、標準のコア径(50〜80μm)を有する
ファイバを用いても光源の波長変動による挿入損失の増
加がほとんどない光回路が望まれる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記問題点を解決させるべく光分波器
、さらには逆の動作をする光合波器、あるいは両方の機
能をもたせた光合分波器等の光回路を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
本発明は、回折格子を用い、一本の入力用ファイバから
出射する複数の波長を有する光線をそれぞれ別々の出力
用ファイバに分けて取シ出す光分波器、あるいはその逆
の動作をする光合波器において、入力用および出力用フ
ァイバと回折格子の間に基板上に形成されてなる三次元
光導波路を設け、入射および出射光線を導く光導波路の
コア部のうち、少なくとも一つ以上はコア部をテーパ状
に変化させて形成したことを特徴とする光分波器、また
は光合波器等の光回路に関する。
〔発明の実施例〕
第2図に本発明の光回路の実施例(平面図)を示す。こ
の実施例は入力用および出力用ファイバの後に三次元光
導波路7を接続したものである。
入力用ファイバ3(コア径60μm)と結合したコア部
8の形状は光導波路7中で同一形状に保っである。これ
に対し、出力用ファイバ4,5.6とそれぞれ結合した
コア部9,10.11はその形状をテーパ状に変化させ
である。すなわち、凹面回折格子1からの反射光線の光
導波路7へのそれぞれの入力部12,13.14のコア
形状を太きくシ、出力用ファイバと結合する出方端面1
5のコア形状を出力ファイバのコア径と整合するように
小さくしたものである。このようにすると入出力ファイ
バ3,4,5.6は同一規格のものが使える。しかも光
源の波長変動による回折格子1からの反射光線の結像位
置ずれを補うように先導波路7の入力部12,13.1
4のコア形状を大きくしである都で、光源の波長変動に
よる挿入損失の増加を抑 することが可能である。光導
波路7はクラッド部を共通にしであるので、入力部12
.13.14のコア形状をお互いに接近する程度まで大
きくできる。たとえば、人出方用ファイバの外径が30
0μmのものを用いると、入力部12,13.14のコ
ア形状を200μm程度の方形状1円形状、あるいは楕
円形状にすることができ、光源の波長変動量を約±6n
m許容しても挿入損失の増加はほとんどない光分波器を
得ることが可能である。
第3図は本発明の光分波器の別の実施例(平面図)を示
したものである。凹面回折格子1と光導波路7との間に
透明な誘電体2を挿入したものである。
第4図は第3図の光分波器の概観図を示したものである
第5−1から第5−3図は本発明に用いる三次元光導波
路7の実施例を示したものである。これらの実施例の光
導波路は埋込形で構成されているが、拡散形、装荷形、
リッジ形、盛土形などの光導波路構成でもかまわない。
同図において、(a)は左側面図、(b)は正面図、(
C)は右側面図をそれぞれ示す。第5−1図はコア部1
2,13,14゜16.12’、13’、14’、16
’が方形状のものである。コア部8は光導波路7の長さ
tにわたって同一形状に保たれているが、コア部9゜1
0.11は同図の左から右に向ってテーパ状に形状が小
さくなっている。入力端部12,13゜14のコア幅W
2間隔dは光源の波長変動量、各波長間のクロストーク
量などを考慮に入れて決定することができる。出力端部
12’、13’。
14′は出力用ファイバ4,5.6 (第2,3図参照
)との整合を考慮に入れて決定することができる。光導
波路7の長さtはコア形状のテーパ比。
光ηメ波路吸収損失、コアとクラッド部17との屈折率
差を考慮に入れて決定することができる。たとえば、テ
ーパ比が大きい場合は長く、逆に小さい場合には短かく
設計できる。コア部8.9゜10、!1とクラッド部1
7の屈折率差は入出力用ファイバの屈折率差と同等か、
それ以上が好ましい。第5−2図はコア部9,10.1
1の断面が円形の場合、第5−3図は楕円形の場合であ
る。
なおコア部の屈折率分布はステップ型、グレーテッドイ
ンデックス型のいずれでもよいが、好ましくはステップ
型のほうがよい。
第6図は、本発明の光回路の別の実施例であシ、これは
凹面回折格子の代わシに平面回折格子18とレンズ19
を用いた構成のものである。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば光分波器
の分波数nは3以外に、2,4,5,6゜7、・・・・
・・の値であってもよい。入力および出力用ファイバの
形状、屈折率分布は従来使用されているものが使え、ま
た入力と出力用ファイバの形状、屈折率分布はちがって
いてもよい。光導波路7は部分的にテーパ状になってお
ればよく、たとえば、部分的に同一形状のところがあっ
てもかまわない。
第7図は、本発明の光合波器の実施例を示したものであ
る。これは光ファイバ6.5.4内をそれぞれ異なった
波長λ1.λ2.λ3の光を伝送させ、光ファイバ3か
ら合波λ、十λ2+λ3を得るものである。光導波路7
のそれぞれのコア部11.10.9はその形状が均一に
保たれ、コア部8のみがテーパ状に構成されている。す
なわち、コア部8の入力端部16は大きくしであるが、
出力端部15側に行くにしたがって小さくなシ、光ファ
イバ3のコア径と整合がとれるようにしである。なお、
コア部11,10.9の先端部14゜13.12は反対
の先端部15の形状に比し若干小さくしてもよい。
第8図は光合波および分波の機能をもたせた本発明の光
合分波器の実施例を示したものである。
この場合、光ファイバ18から波長λl十λ3の光を、
光ファイバ20から波長λ2の光を、そして光ファイバ
22から波長λ4の光をそれぞれ光導波路へ出射させる
。光導波路7.誘電体2.凹面回折格子1.誘電体2.
光導波路7を伝搬してきた光のうち、波長λ1の光は光
ファイバ19へ、波長λ2+λ4の光は光ファイバ18
へ、波長λ3の光は光ファイバ21へそれぞれ入射する
構成になっている。そしてこの実施例では光導波路7の
一方の先端部15のそれぞれのコア部の形状は同じとし
、光ファイバのコア径d、と整合がとれる値(通常50
〜60mn角、あるいは円)に選んである。光導波路7
の反対の先端部のそれぞれのコア径(あるいは幅)を次
式で示すように選んである。
’  d3 (d s (dt <dx       
−(1)以上のような構成にすることによシ、光源の波
長変動による挿入損失の増加がほとんどない光合分波器
を実現することが可能である。
第9図は、本発明の光分波器の別の実施例を示したもの
である。これは三次元光導波路を用いる代わシに、入力
および出力用ファイバの先端部を、少なくとも一つ以上
テーパ状に変化させて形成した光分波器である。同図に
おいて、光ファイバ3はその長さ方向に同一形状のもの
を用りているが、光ファイバ4/ 、S/ 、 6/は
その長さ方向に形状がテーパに変化したものを用いてい
る。すなわち、光フアイバ先端部24,25.26の径
が大きくなっている。
第10図は第9図に用いた光ファイバ4 ’ I  5
’16′の製造法の概略図を示したものである。まず同
図(a)において、光フアイバ先端部付近を加熱しなが
ら矢印27.27’で示す方向から圧力を加える。そし
て同図(b)K示すように先端部付近28を楕円形状に
する方法である。なお、本発明に用いる光導波路は、通
常の方法によって作成することができる。たとえば、ガ
ラスで作成する場合にはCVD法、蒸着法など、高分子
材料で作成する場合には、選択的光重合法などが使える
〔発明の効果〕
本発明によれば、次のような効果がある。
(1)光源の波長変動による挿入損失の増加を抑制でき
る。
(2)入力および出力用ファイバに同一規格のものを使
えるため、経済的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光分波器の構成例、第2,3図は本発明
の光分波器の実施例、第4図は第3図の本発明の光分波
器の概観図、第5−1から第5−3図は本発明の光分波
器に用いる光導波路の実施例、第6図は本発明の光分波
器の別の実施例、第7図は本発明の光合波器の実施例、
第8図は本発明の光合分波器の実施例、第9図は本発明
の光分波器の別の実施例、第10図は本発明に用いる光
ファイバの製造法の概略図である。 1・・・凹面回折格子、2・・・透明な誘電体、3,2
0゜22・・・入力用ファイバ、4,5,6,19,2
1゜4/ 、5/ 、6/・・・出力用ファイバ、7・
・・光導波路、8,9,10,11.17・・・先導波
路のコア部、12,13,14,16.12’、13’
。 14’ 、16’ 、23,24,25.26・・・光
導波路の人、出力端部、15・・・光導波路の端面、1
7・・・光導波路のクラッド部、18・・・平面回折格
子、19・・・ンンズ、18・・・入出力用ファイバ、
27.27’・・・圧力を加える方向、28・・・光フ
ァ第6図 6 第 7  図 ′f−3′i3  図 ¥J q 図 葛/θ図 (ρ−)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、回折格子を用い、一本の入力用ファイバから出射す
    る複数の波長を有する光線をそれぞれ態別の出力用ファ
    イバに分けて取り出す光分波器、あるいは上記動作と逆
    の動作をする光合波器において、上記入力および出力用
    ファイバと回折格子の間に三次元光導波路を設け、入射
    および出射光線を導く光導波路のコア部のうち、少なく
    とも一つ以上はコア部をテーパ状に変化させて形成した
    ことを特徴とする光回路。 2、特許請求の範囲第1項記載の光回路において、三次
    元光導波路の代わりに、入力および出力用ファイバの先
    端部を、少なくとも一つ以上はテーバ状に変化させて形
    成したことを特徴とする光回路。
JP58039264A 1983-03-11 1983-03-11 光回路 Pending JPS59167136A (ja)

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JP58039264A JPS59167136A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 光回路

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JP58039264A JPS59167136A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 光回路

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JP58039264A Pending JPS59167136A (ja) 1983-03-11 1983-03-11 光回路

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JP (1) JPS59167136A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0797160A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Kajima Corp 建築資材の揚重方法および揚重装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0797160A (ja) * 1993-09-29 1995-04-11 Kajima Corp 建築資材の揚重方法および揚重装置

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