JPS59192225A - Optical circuit - Google Patents

Optical circuit

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JPS59192225A
JPS59192225A JP6646983A JP6646983A JPS59192225A JP S59192225 A JPS59192225 A JP S59192225A JP 6646983 A JP6646983 A JP 6646983A JP 6646983 A JP6646983 A JP 6646983A JP S59192225 A JPS59192225 A JP S59192225A
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JP
Japan
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refractive index
optical
optical waveguide
low
core layer
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JP6646983A
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Japanese (ja)
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Katsuyuki Imoto
克之 井本
Akihiro Hori
明宏 堀
Minoru Maeda
稔 前田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
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    • C03B37/018Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by glass deposition on a glass substrate, e.g. by inside-, modified-, plasma-, or plasma modified- chemical vapour deposition [ICVD, MCVD, PCVD, PMCVD], i.e. by thin layer coating on the inside or outside of a glass tube or on a glass rod
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Abstract

PURPOSE:To realize the mass production of an optical circuit and a small loss by forming a hollow glass tube or a columnar glass bar, which has a high- refractive index core layer and a low-refractive index clad layer, into a plane plate with wire drawing while rolling or stretching it. CONSTITUTION:A glass layer 6 which should become a core is formed on the surface of the inside wall of a hollow glass tube 5 by CVD, and a refractive index controlling dopant such as P, Ge, or the like is added to the glass film 6 to give a desired refractive index or refractive index distribution. This hollow glass tube is subjected to wire drawing while rolling or stretching it to obtain a plane plate-shaped optical waveguide. The glass film 6 and the hollow glass tube 5 become a core layer and a clad layer 7 of the optical waveguide respectively. Thus, the mass production and a small loss of the optical waveguide are realized.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光回路、特に導波路型の光条分配器(スターカ
ブラ)、光方向性結合器等に好適な光回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical circuit, particularly an optical circuit suitable for a waveguide type optical splitter (star coupler), an optical directional coupler, and the like.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

光フアイバ伝送技術の急速な進歩にともない、光CAT
V網、光構内網、光コンピユータリンクなどの研究開発
が盛んに行われるようになってきた。これらのシステム
を構成するうえで、光源や伝送路の状態を監視するため
のモニタ光取り出し、受光素子や伝送路を検査するため
の検査挿入などに使う光方向性結合器や、複数本の入方
用光ファイバからの光信号をミキシングして複数本の出
方用光ファイバに低損失で、かつ均等に分配し得る光ス
ターカプラは必須のデバイスである。
With the rapid progress of optical fiber transmission technology, optical CAT
Research and development of V-networks, optical local area networks, optical computer links, etc. has become active. In configuring these systems, optical directional couplers used for extracting monitor light to monitor the status of the light source and transmission line, and inserting inspection light to inspect the photodetector and transmission line, as well as multiple inputs, are required. An optical star coupler is an essential device that can mix optical signals from an output optical fiber and equally distribute the signal to multiple output optical fibers with low loss.

従来、これらのデバイスは、レンズs  ミ7  V、
Cどの個別部品を組合せて構成する方法、光ファイバを
加工して構成する方法などによって実現されていたが、
量産性、経済性に問題があった。これの解決策として、
最近、厚膜の導波路部のものが提案されている。
Conventionally, these devices have a lens s Mi7V,
C.This was achieved by combining individual parts, processing optical fibers, etc.
There were problems with mass production and economy. As a solution to this,
Recently, thick-film waveguide sections have been proposed.

第1図゛は、厚IM専波路型光スターカプラの従来例を
示したものである。
FIG. 1 shows a conventional example of a thick IM single waveguide type optical star coupler.

これは、高屈折率のコア層1を、それよりも低屈折率の
クラッド2.ゴで挾んだ構造のスラブ導波路の両端に、
久方用光ファイバアレイ3、および出力用光7アイバア
レイ4を接続したものである。
This combines a core layer 1 with a high refractive index with a cladding layer 2 with a lower refractive index. At both ends of the slab waveguide with a sandwiched structure,
A long optical fiber array 3 and an output optical fiber array 4 are connected.

スラブ導波路の製法には、(1)高屈折率のガラス板を
低屈折率のガラスで挾んだ構造のプリフォームを線引き
して得る方法、(2)石英基板上にクラッド層およびコ
ア層を成長させ、焼結ガラス化して作る方法の二通りが
ある。
Slab waveguide manufacturing methods include (1) drawing a preform with a structure in which a glass plate with a high refractive index is sandwiched between glass plates with a low refractive index, and (2) forming a cladding layer and a core layer on a quartz substrate. There are two ways to make it: by growing it and sintering it into glass.

このようにして得られる等波路型光スターカプラは、前
記個別部品型、光フアイバ加工型に比べて量産性にすぐ
れている。しかし、伝送損失については考慮されておら
ず、低損失化という課題が残されている。
The equal wave path type optical star coupler thus obtained is superior in mass production compared to the individual component type or optical fiber processing type. However, transmission loss is not taken into consideration, and the problem of reducing loss remains.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、
量産化および低損失化を実現し得る光回路を提供するこ
とにある。
The purpose of the present invention is to solve the problems of the prior art,
The object of the present invention is to provide an optical circuit that can be mass-produced and achieve low loss.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を達成するため、本発明の光回路は、高純度で
堆積された高屈折率コア層および低屈折率クラッド層を
有する中空ガラス管または円柱状ガラス棒を圧延または
延伸しつつ線引きし、前記高屈折率コア層および低屈折
率クラッド層を平板状にし、平板状の低損失光導波路を
形成したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the optical circuit of the present invention is produced by rolling or drawing a hollow glass tube or cylindrical glass rod having a high refractive index core layer and a low refractive index cladding layer deposited with high purity, The present invention is characterized in that the high refractive index core layer and the low refractive index cladding layer are formed into a flat plate shape to form a flat low loss optical waveguide.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例により説明する。 The present invention will be explained below with reference to Examples.

第2図(a)、 (b)は本発明の一実施例に用いる中
空ガラス管の斜視図、側面図であり、第2図(c) 、
 (d)は第2図(b)のA−A面内の屈折率分布を示
したものである。
2(a) and 2(b) are a perspective view and a side view of a hollow glass tube used in an embodiment of the present invention, and FIG. 2(c),
(d) shows the refractive index distribution in the A-A plane of FIG. 2(b).

第2図(a)、 (b)に示す中空ガラス管5(石英ガ
ラス、バイコールガラスなどの石英系ガラスを用いる)
の内壁表面には、従来の内付けCVD法(化学気相沈積
法)により、光導波路のコアとなるガラス膜6が形成さ
れている。内付けCVD法は、中空ガラス管5内を通過
する原料ガスと0□との混合物を管外から加熱し、酸化
反応(SsCla+02→S 102 +2 C12)
により管内壁にガラス膜6を沈積させるものであり、こ
の膜は閉管中で形成され、かつ気相化学反応を利用して
いるので純度が高く、不純物が少ないので、不純物によ
る光エネルギーの吸収を低減でき、理論限界値の近くま
で伝送損失を少なくすることができる。また、ガラス膜
6の屈折率値n1屈折率分布は、ガラス(Si02)膜
6に例えばP、Geなとの屈折率制御用ドーパントを添
加することにより任意に実現できる。
Hollow glass tube 5 shown in FIGS. 2(a) and 2(b) (using quartz glass such as quartz glass and Vycor glass)
A glass film 6, which will become the core of the optical waveguide, is formed on the inner wall surface of the optical waveguide by a conventional internal CVD method (chemical vapor deposition method). In the internal CVD method, a mixture of raw material gas and 0□ passing through the hollow glass tube 5 is heated from outside the tube, and an oxidation reaction (SsCla+02→S 102 +2 C12) is carried out.
This method deposits a glass film 6 on the inner wall of the tube.This film is formed in a closed tube and uses a gas phase chemical reaction, so it has high purity and contains few impurities, so it reduces the absorption of light energy by impurities. transmission loss can be reduced to near the theoretical limit value. Further, the refractive index distribution of the glass film 6 with a refractive index value n1 can be arbitrarily realized by adding a refractive index control dopant such as P or Ge to the glass (Si02) film 6.

さらに管内壁に非常にち密なガラス膜を形成できるので
、コアとクラッドとの界面不整による散乱損失が極めて
少ない。第2図(C)は、ガラス膜6の屈折率が一様な
ステップ・インデックス型を、第2図(d)は中央部に
近くなるほど屈折率が太き(なるグレーデッド・インデ
ックス型を示している。
Furthermore, since a very dense glass film can be formed on the inner wall of the tube, scattering loss due to irregularities in the interface between the core and the cladding is extremely small. FIG. 2(C) shows a step index type in which the refractive index of the glass film 6 is uniform, and FIG. 2(d) shows a graded index type in which the refractive index becomes thicker toward the center. ing.

ガラス膜6の厚みは、単一モード伝送用光導波路の場合
:数μm以上、多モード伝送用光導波路の場合:数10
μm以上堆積させる。
The thickness of the glass film 6 is several μm or more in the case of an optical waveguide for single mode transmission, and several tens of micrometers in the case of an optical waveguide for multimode transmission.
Deposit more than μm.

第3図(a)は第2図(a)の中空ガラス管をその軸方
向に圧延、または延伸しつつ線引きして平板状にしだ光
導波路を示し、第3図(b)はその側面図、第3図(C
)、 (d)は第3図(b)のB −B’面内の屈折率
分布を示したものである。このように平板状に形成して
も、低伝送損失性が損なわれることはない。
FIG. 3(a) shows an optical waveguide formed by rolling or stretching the hollow glass tube of FIG. 2(a) in its axial direction and drawing it into a flat plate, and FIG. 3(b) is a side view thereof. , Figure 3 (C
) and (d) show the refractive index distribution in the B-B' plane of FIG. 3(b). Even if it is formed into a flat plate shape in this way, the low transmission loss property is not impaired.

第2図のガラス膜6.中空ガラス管5が、それぞれ光導
波路のコア層8.クラッド層7となる。
Glass film 6 in FIG. Hollow glass tubes 5 each form a core layer 8 of the optical waveguide. This becomes the cladding layer 7.

コア層8の厚さdは、この光導波路の両端面に接続する
光ファイバと整合がと扛るように光ファイバのコア径と
ほぼ等しくする。例えば、単一モード光ファイバの場合
、dは数μm、多モード光7アイバの場合、dは数10
μmとなる。コア層80幅Wは、この端面に接続する光
7アイバアレイの幅とほぼ等しくなるように選ぶ。
The thickness d of the core layer 8 is made approximately equal to the core diameter of the optical fiber so that it is well matched with the optical fibers connected to both end faces of this optical waveguide. For example, in the case of a single mode optical fiber, d is several μm, and in the case of a multimode optical fiber, d is several tens of μm.
It becomes μm. The width W of the core layer 80 is selected to be approximately equal to the width of the optical fiber array connected to this end face.

第4図は、第3図の光導波路9を用いて構成した光スタ
ーカプラの一実施例を示したものである。
FIG. 4 shows an embodiment of an optical star coupler constructed using the optical waveguide 9 of FIG. 3.

本図は、入力、および出力ポート数がともに13の場合
を示している。なお、過剰損失を少なくするため、出力
用光ファイバアレイ生のクラッド層厚は数μm程度の薄
さにしてもよい。3は入力用光7アイバアレイである。
This figure shows a case where the number of input and output ports are both 13. Note that in order to reduce excessive loss, the thickness of the cladding layer of the output optical fiber array may be made as thin as several micrometers. 3 is an input optical 7-eyebar array.

光導波路9は、そのコア層8の厚さが所望の値dになる
ように第2図の中空ガラス管5を延伸しつつ腺引きして
形成するので、この中空ガラス管5に外径が大きく、長
いものを用い、がっ、ガラス膜6の厚さを入出力用光フ
ァイバのコア径に比し十分厚(しておけば、一度に長い
先導波路を実現できる。一方、第4図に示す光スターカ
プラの光導波路9はその長さ!が数αから1o数儒程度
であるので、前述の長い先導波路から、光スターカプラ
用の光導波路音大量に(数10個以上)製作することが
できる。また、線引き比を大きくとれば、光ファイバの
線引きと同じように極めて高寸法精度でコアとクラッド
界面の均一な光導波路を得ることができ、さらに、吸収
損失、散乱損失も極めて小さくすることができる。
The optical waveguide 9 is formed by stretching and drawing the hollow glass tube 5 in FIG. 2 so that the thickness of the core layer 8 becomes a desired value d. If a large and long one is used and the thickness of the glass film 6 is sufficiently thick compared to the core diameter of the input/output optical fiber, a long leading wavepath can be realized at one time.On the other hand, as shown in FIG. The length of the optical waveguide 9 of the optical star coupler shown in the figure is from several α to several degrees, so it is possible to fabricate a large number of optical waveguides (several 10 or more) for the optical star coupler from the aforementioned long leading waveguide. In addition, by increasing the drawing ratio, it is possible to obtain an optical waveguide with extremely high dimensional accuracy and a uniform core and cladding interface, similar to drawing an optical fiber, and also to reduce absorption loss and scattering loss. It can be made extremely small.

第、5図は本発明の他の実施例に用いる中空ガラス管を
示すもので、第5図(a)は斜視図、(b)は側面図、
(C)は(b)のA−A断面円屈折率分布図である。
5 shows a hollow glass tube used in another embodiment of the present invention, FIG. 5(a) is a perspective view, FIG. 5(b) is a side view,
(C) is a cross-sectional circular refractive index distribution diagram taken along line A-A in (b).

中空ガラス管5の内壁表面には、内付けCVD法により
、コアとなるガラス膜6とクラッドとなるガラス膜10
が高純度で形成されている。第2図(C)から明らかな
ように、ガラス膜6の屈折率をガラス膜10の屈折率よ
りも大きくシ、ガラス膜6がコアとなり、ガラス膜10
がクラッドとなるようにしている。なお、本図ではコア
層の屈折率分布はステップ・インデックス型を示したが
、、グレーデッド・インデックス型であってもよい。第
5図のように、クラッドとなるガラス膜1oを形成させ
ると第2図のものに比し次のような効果がある。第2図
の中空ガラス管を圧延、または延伸しつつ線引きして平
板状にする工8においては、中空ガラス管が溶融温度近
くまで加熱されるため、ガラス膜6中の屈折率制御用ド
ーパントが蒸発してコアガラス層8の中心付近の屈折率
が低下するという良くない現象が生じていたが、第5図
のごとくガラス膜10を形成させてお(と平板状にする
工程において、上記ガラス膜10がバリア層となってコ
アガラス層6の屈折率低下を阻止することができるとい
う効果ももっている。また閉管中でコアガラス膜6を形
成後、高純度をたもったままただちにクラッドガラス膜
1oで被覆してしまうので、平板状にする工程などから
の不純物混入によるコア部の挿入損失の増加はまったく
心配ない。第2図の場合に比しこの点でもすぐれている
A glass film 6 serving as a core and a glass film 10 serving as a cladding are formed on the inner wall surface of the hollow glass tube 5 by an internal CVD method.
is formed with high purity. As is clear from FIG. 2(C), the refractive index of the glass film 6 is made larger than the refractive index of the glass film 10, so that the glass film 6 becomes a core and the glass film 10
is used as cladding. In this figure, the refractive index distribution of the core layer is of a step index type, but it may be of a graded index type. As shown in FIG. 5, forming a glass film 1o serving as a cladding has the following effects compared to that shown in FIG. In step 8 of FIG. 2, in which the hollow glass tube is rolled or stretched and drawn into a flat plate, the hollow glass tube is heated to near its melting temperature, so that the refractive index control dopant in the glass film 6 is An unfavorable phenomenon occurred in which the refractive index near the center of the core glass layer 8 decreased due to evaporation. The film 10 also has the effect of being able to function as a barrier layer and prevent a decrease in the refractive index of the core glass layer 6.Furthermore, after forming the core glass film 6 in a closed tube, the clad glass is immediately formed while maintaining high purity. Since it is covered with the film 1o, there is no need to worry about an increase in the insertion loss of the core due to the contamination of impurities during the step of forming it into a flat plate.It is also superior to the case shown in FIG. 2 in this respect.

第6図は、第5図の中空ガラス管を第3図の場合と同様
の方法で、平板状にしだ光導波路であり、(a)は斜視
図、(b)は側面図、(C)は屈折率分布図である。
FIG. 6 shows an optical waveguide formed by converting the hollow glass tube in FIG. 5 into a flat plate in the same manner as in FIG. 3; (a) is a perspective view, (b) is a side view, and (C) is a refractive index distribution map.

第5図のガラス膜6がコア層12となり、ガラス膜1o
がクラッド層13となる。ここで、第6図(b)に示す
C−C’、D−D’面に沿って平板状光等波路の長さ方
向に切断すると、第7図に示すような、コア層12が2
段の先導波路14を実現することができる。そして、入
力用光フアイバアレイ3、出力用光フアイバアレイ仝を
有する第1の光スフ−カプラと、入力用光ファイバアレ
イg、出力用光ファイバアレイ4を有する第2の光スタ
ーカプラを構成することができる。このように、コア用
ガラス膜6とクラッド用ガラス膜1oを交互にh層堆積
させれば、2h個の光スターカプラが積層された、いわ
ゆる積層型光スターカプラを実現することができる。
The glass film 6 in FIG. 5 becomes the core layer 12, and the glass film 1o
becomes the cladding layer 13. Here, when cutting in the length direction of the planar optical wave path along the planes CC' and D-D' shown in FIG.
A stage leading waveguide 14 can be realized. Then, a first optical fiber coupler having an input optical fiber array 3 and an output optical fiber array 2, and a second optical star coupler having an input optical fiber array g and an output optical fiber array 4 are constructed. be able to. In this way, by alternately depositing h layers of the core glass film 6 and the cladding glass film 1o, it is possible to realize a so-called stacked optical star coupler in which 2h optical star couplers are stacked.

このようにして得られた積層型光導波路と光ファイバの
接続部の正面図を第8図(a)、 (b)、 (C)に
示す。(a)は2段に積層された場合、(b)は3段、
(C)は4段の場合である。18,18,18,18 
 は光ファイバ、15,15’、17,17’、20&
’!先導波路のクラッド層、16.16’、19.19
’は光導波路のコア層である。光導波路のコア層の厚さ
は、光ファイバのコア径とほぼ等しく設定してある。な
お(alに示すように、、A−A/に沿って切断し、一
つの光スターカブラにしてもよい。
Front views of the thus obtained connecting portion between the laminated optical waveguide and the optical fiber are shown in FIGS. 8(a), 8(b), and 8(c). (a) is stacked in two stages, (b) is stacked in three stages,
(C) is a case of 4 stages. 18, 18, 18, 18
are optical fibers, 15, 15', 17, 17', 20 &
'! Leading waveguide cladding layer, 16.16', 19.19
' is the core layer of the optical waveguide. The thickness of the core layer of the optical waveguide is set to be approximately equal to the core diameter of the optical fiber. Note that, as shown in (al), it may be cut along A-A/ to form one optical star coupler.

第9図は、本発明による光導波路の製造方法の一実施例
を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining one embodiment of the method for manufacturing an optical waveguide according to the present invention.

第9図(a)に示す中空ガラス管5を、第9図(b)に
示す加熱源21内に速度V、で挿入し、加熱溶融された
中空ガラス管5を加熱源21内から引き出して圧延ロー
ラ22を矢印23方向に回転させることにより、平板状
の光導波路25を得ることができる。第9図(C)は、
上記方法により得られた光導波路の側面図である。
The hollow glass tube 5 shown in FIG. 9(a) is inserted into the heat source 21 shown in FIG. 9(b) at a speed V, and the heated and melted hollow glass tube 5 is pulled out from the heat source 21. By rotating the rolling roller 22 in the direction of the arrow 23, a flat optical waveguide 25 can be obtained. Figure 9(C) is
FIG. 3 is a side view of an optical waveguide obtained by the above method.

この方法において、中空ガラス管50抑入速度v1と延
伸速度v2の比を変えることにより、光導波路のコア層
8の厚さを満整することができる。
In this method, the thickness of the core layer 8 of the optical waveguide can be perfectly adjusted by changing the ratio between the compression speed v1 and the drawing speed v2 of the hollow glass tube 50.

また、中空ガラス管5の一端を閉じ、他端から矢印24
の方向に真壁引きして中空ガラス管5内を減圧すれば、
容易に平板状の光4波路を製造することができる。
Also, one end of the hollow glass tube 5 is closed, and the arrow 24
If the pressure inside the hollow glass tube 5 is reduced by pulling the wall in the direction of
A flat plate-shaped four-wavelength optical wave path can be easily manufactured.

中空ガラス管5の材質は通常、石英系ガラスであるので
、加熱源21にはカーボン電気炉のよう性材料(たとえ
ば、セラミックス、カーボン等)で作製したものを用い
る。
Since the material of the hollow glass tube 5 is usually quartz-based glass, the heating source 21 is made of a carbon electric furnace-like material (eg, ceramics, carbon, etc.).

なお、以上述べた光導波路の製造方法は、中空ガラス管
50代わりに円柱状ガラス棒を圧延して光導波路を作る
場合も適用することができる。また、第2図、第す図に
おいて、中空ガラス管の内壁ニまずクラッド用ガラス膜
を形成後、コアガラス膜6を形成させるようにすれば、
吸収損失、散乱損失のより小さいものを作れる。
Note that the method for manufacturing an optical waveguide described above can also be applied to the case where an optical waveguide is manufactured by rolling a cylindrical glass rod instead of the hollow glass tube 50. In addition, in FIGS. 2 and 3, if the cladding glass film is first formed on the inner wall of the hollow glass tube, then the core glass film 6 is formed.
It is possible to create products with lower absorption loss and scattering loss.

第10図は、第7図の積層型光スターカプラを変形した
構造の多分配型光スターカプラを示すもので、(a)は
正面図、(b)は底面図である。
FIG. 10 shows a multi-distribution optical star coupler having a structure that is a modification of the laminated optical star coupler shown in FIG. 7, in which (a) is a front view and (b) is a bottom view.

これは、光導波路26の中心付近を他の部分より長く引
き延ばしてテーパ部27を形成させたもので、その結果
、入力用光フアイバアレイ3,3′のうちのどれか1つ
の光ファイバへ入射した光を、出力用光フアイバアレイ
4,4′のすべての光ファイバへ等分配させるようにし
たものである。出力用光7アイバアレイキの各出力光フ
ァイバへの分配出力と、4′の各出力光ファイバアレイ
への分配出力の比は、コア層37とδデの結合状態によ
って制御できる。すなわち、テーパ部27のテーパ比、
テーパ長に依存する。さらには、上記コア層37.37
の屈折率とクラッドfJ3Bの屈折率の差にも依存して
おり、たとえばこの差を小さくしておけば、比較的小さ
いテーパ比、テーパ長で分配比を均一にすることができ
る。またクラッド層38の厚さをうすくしてもよい。さ
らにはテーパ部の中心部に向ってこのクラッド層38を
うずくなるようにガラス膜を形成させてもよい。
This is made by elongating the center of the optical waveguide 26 longer than the other parts to form a tapered part 27, and as a result, the light enters one of the optical fibers of the input optical fiber arrays 3 and 3'. The resulting light is equally distributed to all the optical fibers of the output optical fiber arrays 4, 4'. The ratio of the output power distributed to each output optical fiber of the output optical fiber array 7 and the output power distributed to each output optical fiber array 4' can be controlled by the coupling state of the core layer 37 and δD. That is, the taper ratio of the tapered portion 27,
Depends on taper length. Furthermore, the core layer 37.37
For example, if this difference is kept small, the distribution ratio can be made uniform with a relatively small taper ratio and taper length. Further, the thickness of the cladding layer 38 may be made thinner. Furthermore, the glass film may be formed so as to curve the cladding layer 38 toward the center of the tapered portion.

第11図は、入力用光ファイバのポート数が1で、出力
用光ファイバのポート数がm(>2)。
In FIG. 11, the number of input optical fiber ports is 1, and the number of output optical fiber ports is m (>2).

すなわち、l対mの光スターカプラの製造方法および構
造の概略図を示したものである。まず(a)において、
光導波路28の中心付近を加熱源29で加熱しながら矢
印30.30’方向へ引張り応力を加えるか、あるいは
上記矢印30.30’方向のいずれか一力向に引張り応
力を加える。そして(b)に示すように、中心付近にテ
ーパ部31を形成させる。引張り応力はA −A/断面
内のコア形状が光ファイバのコア径とほぼ等しくなるよ
うに加える。
That is, it shows a schematic diagram of the manufacturing method and structure of an 1:m optical star coupler. First, in (a),
Tensile stress is applied in the direction of arrow 30, 30' while heating the vicinity of the center of optical waveguide 28 with heating source 29, or tensile stress is applied in one of the directions of arrow 30, 30'. Then, as shown in (b), a tapered portion 31 is formed near the center. The tensile stress is applied so that the core shape in the A-A/cross section is approximately equal to the core diameter of the optical fiber.

次に、A−A断面を切断して(C)の構造を得る。ここ
で、コア層33は、この端面に接続する光ファイバのコ
ア径とほぼ等しいが、クラッド層32は光ファイバのク
ラツド径と特に等しくなくてもよい。(d)は1対mの
光スターカプラの概略図であり、mが6の場合を示して
いる。光ファイバ35へ入射した光は、テーパ型光導波
路34で拡げられ、出力用光ファイバ36−1.36−
2.36−3゜36−4.36−5.36−6へ等分配
される。
Next, the structure shown in (C) is obtained by cutting the AA cross section. Here, the core layer 33 is approximately equal to the core diameter of the optical fiber connected to this end face, but the cladding layer 32 does not have to be particularly equal to the cladding diameter of the optical fiber. (d) is a schematic diagram of a 1:m optical star coupler, where m is 6. The light incident on the optical fiber 35 is expanded by the tapered optical waveguide 34 and output to the output optical fiber 36-1.36-.
Equally distributed to 2.36-3°36-4.36-5.36-6.

第12図(a)は円柱状元ファイバ母材、(b)はその
側面図、 (C)、 (d)は(b)のA −A’面内
の屈折率分布であり、(C)はステップ・インデックス
型、(d)はグレーデッド・インデックス型を示してい
る。39はクラッド層、40はコア層である。
Figure 12 (a) shows the cylindrical original fiber base material, (b) shows its side view, (C) and (d) show the refractive index distribution in the A-A' plane of (b), and (C) shows the refractive index distribution in the A-A' plane of (b). A step index type is shown, and (d) shows a graded index type. 39 is a cladding layer, and 40 is a core layer.

このような母材は、従来のVAD(気相軸付は成長)法
、ロッドインチューブ法、外付けCVD法などによって
製造され、超低損失化が図られたものである。第12図
の円柱状光フアイバ母材を第9図に示す方法によって圧
延または線引きしながら延伸することによって、第13
図に示すような、クラッド層41およびコア層42から
なる平板状の光導波路を実現することができる。
Such a base material is manufactured by the conventional VAD (vapor phase axial growth) method, rod-in-tube method, external CVD method, etc., and is designed to achieve ultra-low loss. By stretching the cylindrical optical fiber base material of FIG. 12 while rolling or drawing it by the method shown in FIG.
A flat optical waveguide consisting of a cladding layer 41 and a core layer 42 as shown in the figure can be realized.

第14図(a)は、複数の同心円状ガラス層からなる低
損失化を図った円柱状光フアイバ母材、(b)はその側
面図、(C)、 (d)、(e)、 (f)は(b)の
A −A’面内の屈折率分布を示したものである。この
場合は、クラッド層43.コア層44.クラッド層45
という構成であるが、さらにコア層、クラッド層を交互
に複数層形成してもよい。なお、コア層およびクラッド
層の屈折率値n、屈屈折率分布ツノ−厚さなどを任意に
選べることは、これまでの説明から明らかである。たと
えば、第14図の光フアイバ用母材の場合、屈折率値n
ば、コア層で最も高いことはもちろんのこととして、(
C)、 (d)では、クラッド層43.45で等しく、
(e)ではクラッド層45の方がクラッド層43より高
<、(f)ではクラッド層45の方がクラッド層43よ
り低くなっている。
FIG. 14(a) shows a cylindrical optical fiber base material with a low loss made from a plurality of concentric glass layers, FIG. 14(b) is a side view thereof, (C), (d), (e), ( f) shows the refractive index distribution in the A-A' plane of (b). In this case, the cladding layer 43. Core layer 44. Cladding layer 45
However, a plurality of core layers and cladding layers may be alternately formed. It is clear from the above description that the refractive index value n, the refractive index distribution horn thickness, etc. of the core layer and the cladding layer can be arbitrarily selected. For example, in the case of the optical fiber base material shown in FIG. 14, the refractive index value n
For example, as well as being the highest in the core layer, (
In C), (d), the cladding layer 43.45 is equal;
In (e), the cladding layer 45 is higher than the cladding layer 43, and in (f), the cladding layer 45 is lower than the cladding layer 43.

このような光フアイバ用母材を、前述した方法で圧延ま
たは線引きしながら延伸することにより、第6図に示し
たような積層型光導波路を得ることができる。
A laminated optical waveguide as shown in FIG. 6 can be obtained by stretching such an optical fiber base material while rolling or drawing it in the manner described above.

以上、いくつかの実施例を説明したが、本発明はこれら
の実施例に限定されることはない。たとえば、第2図の
中空ガラス管は、内付げCVD法以外に、中空ガラス管
の外側にそのガラス管の屈折率より低い屈折率のガラス
膜を外付けCVD法で形成してもよく、また径の異なる
中空ガラス管を岨み合わせてチューブインチューブ法で
実現するようにしてもよい。また、第8図の積層型先導
波路の両側面46.46に光の漏洩防止用にクラッドガ
ラス膜を形成してもよい。第9図の光導波路製造方法に
おいて、圧延ローラ22で圧延する代わりに、中空ガラ
ス管あるいは円柱状光フアイバ母材を、加熱されたルツ
ボに通して圧延してもよい。また、延伸方向は、垂直方
向、水平方向、または傾斜をもたせた方向のいずれであ
ってもよい。さらに、中空ガラス管2円柱状光フアイバ
の軟化点が低い、いわゆる多成分ガラスの場合には、通
常のガラスプレス法により製造してもよい。第10図の
多分配型光スターカプラは、第8図(b)。
Although several embodiments have been described above, the present invention is not limited to these embodiments. For example, in the hollow glass tube shown in FIG. 2, in addition to the internal CVD method, a glass film having a refractive index lower than that of the glass tube may be formed on the outside of the hollow glass tube using the external CVD method. Alternatively, hollow glass tubes with different diameters may be fitted together to realize the tube-in-tube method. Further, clad glass films may be formed on both side surfaces 46 and 46 of the stacked leading waveguide shown in FIG. 8 to prevent light leakage. In the optical waveguide manufacturing method shown in FIG. 9, instead of rolling with the rolling rollers 22, a hollow glass tube or a cylindrical optical fiber preform may be passed through a heated crucible and rolled. Further, the stretching direction may be a vertical direction, a horizontal direction, or an inclined direction. Furthermore, in the case of the hollow glass tube 2 and the cylindrical optical fiber having a low softening point, so-called multi-component glass, it may be manufactured by a normal glass press method. The multi-distribution optical star coupler shown in FIG. 10 is shown in FIG. 8(b).

(C)のような積層型光導波路を用いても実現できる。It can also be realized using a laminated optical waveguide as shown in (C).

第11図は1対Inの光スターカプラであったが、2対
rn、3対n1等の41゛4成でもよいことは明らかで
ある。
Although FIG. 11 shows a 1-to-In optical star coupler, it is clear that 41゜4 configurations such as 2-to-rn, 3-to-n1, etc. may also be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の光回路は量産性にすぐれ
、かつ低損失化を実現することができる。
As explained above, the optical circuit of the present invention has excellent mass productivity and can realize low loss.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の厚膜尋波回型スターカプラの斜視図、第
2図、第5図、第12図、第14図は、本発明に用いる
素材をMil明するための図、第3図。 第6図、第13図は、それぞれ第2図、第5図および第
14図、第12図の素材により形成された本発明の光回
路(光導波路)の例を示す図、第4図、第7図、第8図
、第10図、第11図は本発明の光回路を用いたデバイ
スの例を説明するだめの図、第9図は本発明に用いる素
材の圧延方法を説明するための図である。 7、 13. 32.4.1 :本発明の光回路(光導
波路)のクラッド層、8,12,33,42:本発明の
光回路(光導波路)のコア層 −夕′ 第   1   図 3 第   2   図 (a)        (t))     (C)  
  (d)(a)        (b)     (
c)    (d)l( 第   5   図 (a)            (b)      (
c)第6図 (a)            (b)第   8  
 図 第   9   図 第1○図 (a) 第11図 つ0 .5el−Φ 第12図 (a)           (b)      (c
)     (d)第   13   図 14図 (b)    (c)    (d)
FIG. 1 is a perspective view of a conventional thick film star coupler; FIGS. 2, 5, 12, and 14 are diagrams for explaining the materials used in the present invention; figure. 6 and 13 are diagrams showing examples of optical circuits (optical waveguides) of the present invention formed from the materials shown in FIGS. 2, 5, 14, and 12, respectively, and FIG. Figures 7, 8, 10, and 11 are diagrams for explaining examples of devices using the optical circuit of the present invention, and Figure 9 is for explaining a method of rolling the material used in the present invention. This is a diagram. 7, 13. 32.4.1: Cladding layer of the optical circuit (optical waveguide) of the present invention, 8, 12, 33, 42: Core layer-layer of the optical circuit (optical waveguide) of the present invention Fig. 1 Fig. 3 Fig. 2 ( a) (t)) (C)
(d) (a) (b) (
c) (d) l( Figure 5 (a) (b) (
c) Figure 6 (a) (b) No. 8
Figure 9 Figure 1○(a) Figure 11 0. 5el-Φ Figure 12 (a) (b) (c
) (d) Figure 13 Figure 14 (b) (c) (d)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)高純度で堆積された高屈折率コア層および低屈折
率クラッド層を有する中空ガラス管または円柱状ガラス
棒を圧延または延伸しつつ線引きし、前記高屈折率コア
層および低屈折率クラッド層を平板状にじ、平板状の低
損失光導波路を形成したことを特徴とする光回路。
(1) A hollow glass tube or cylindrical glass rod having a high refractive index core layer and a low refractive index cladding layer deposited with high purity is drawn while rolling or stretching, and the high refractive index core layer and low refractive index cladding layer are An optical circuit characterized by forming a flat, low-loss optical waveguide by folding the layers into a flat plate.
(2)前記低損失光導波路は、光か伝送され得る前後左
右の総ての端面に前記高屈折率コア層および低屈折率ク
ラッド層が形成されている借造であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の光回路。
(2) A patent characterized in that the low-loss optical waveguide is a borrowed one in which the high refractive index core layer and the low refractive index cladding layer are formed on all front, rear, left, and right end faces through which light can be transmitted. An optical circuit according to claim 1.
(3)前記低損失光導波路は、その中央部付近がテーパ
状であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
光回路。
(3) The optical circuit according to claim 1, wherein the low-loss optical waveguide has a tapered shape near its center.
(4)前記低損失光導波路は、一端の幅がテーパ状で狭
く、それに対向する端面の幅が広い形状であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の光回路。
(4) The optical circuit according to claim 1, wherein the low-loss optical waveguide has a narrow tapered width at one end and a wide width at the opposite end.
(5)前記低損失光導波路は、その対向する両端面の前
記高屈折率コア層に光ファイバが接続され、光分配機能
を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
光回路。
(5) The optical circuit according to claim 1, wherein the low-loss optical waveguide has an optical fiber connected to the high refractive index core layer on both opposing end faces thereof, and has an optical distribution function. .
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