JPS59201016A - 光スタ−カツプラ - Google Patents
光スタ−カツプラInfo
- Publication number
- JPS59201016A JPS59201016A JP58075787A JP7578783A JPS59201016A JP S59201016 A JPS59201016 A JP S59201016A JP 58075787 A JP58075787 A JP 58075787A JP 7578783 A JP7578783 A JP 7578783A JP S59201016 A JPS59201016 A JP S59201016A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- lens
- light
- loss
- lens array
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2808—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using a mixing element which evenly distributes an input signal over a number of outputs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光通信に用いられる光部品下、複数のファイバ
からの入力光を複数の出力ファイノくに、効率よく、シ
かも均等に分割するための光音す品に関するものである
。
からの入力光を複数の出力ファイノくに、効率よく、シ
かも均等に分割するための光音す品に関するものである
。
従来例の構成とその問題点
ミキシングロッドを用いた元スターカップラには第１図
に示す様な構造のものがあった。入カフプイーバ１は１
０本が一列に配列されており、厚膜導波路２はファイノ
（のコア径とほぼ等しい厚みｄとコア径の約１０倍の幅
ａｆ持っている。導波路の反対側には１０本の出力ファ
イ／＜ ３７５：接着されている。入力ファイノくの任
意の１本のファイノく力１ら出射した光４は導波路内で
反射依り返すうちに導波面゛で均一に分布する様になり
、１０本の出力ファイバに均等して出射される。
に示す様な構造のものがあった。入カフプイーバ１は１
０本が一列に配列されており、厚膜導波路２はファイノ
（のコア径とほぼ等しい厚みｄとコア径の約１０倍の幅
ａｆ持っている。導波路の反対側には１０本の出力ファ
イ／＜ ３７５：接着されている。入力ファイノくの任
意の１本のファイノく力１ら出射した光４は導波路内で
反射依り返すうちに導波面゛で均一に分布する様になり
、１０本の出力ファイバに均等して出射される。
この様な構造のカップラではファイバのコア以外の部分
に入射した元は損失となる。したがって通常の７フィバ
ミニ５０μｍ 、１）＝＝１２５μｍでは損失が大きい
ので損失を減少させるために、クラッド厚さきわめて薄
くする必要があり、この様なりラッドの薄いファイバ（
クラッド層厚約２μｍ）を作ることは困難である。しか
もファイバ径が細くなった元ファイバを一列に配列する
ことはファイバが折れやすくきわめて困難である。さら
に１元ファイバがグレーデッドインデクス（以下ＧＩフ
ァイバと呼ぶ）の場合、コアに入射した元であっても周
辺部に入射した角度の大きい元は伝搬出来す損失となる
。
に入射した元は損失となる。したがって通常の７フィバ
ミニ５０μｍ 、１）＝＝１２５μｍでは損失が大きい
ので損失を減少させるために、クラッド厚さきわめて薄
くする必要があり、この様なりラッドの薄いファイバ（
クラッド層厚約２μｍ）を作ることは困難である。しか
もファイバ径が細くなった元ファイバを一列に配列する
ことはファイバが折れやすくきわめて困難である。さら
に１元ファイバがグレーデッドインデクス（以下ＧＩフ
ァイバと呼ぶ）の場合、コアに入射した元であっても周
辺部に入射した角度の大きい元は伝搬出来す損失となる
。
一般に強度りで均一に分布し゛た元を元ファイバに入射
させると、ファイバを伝搬する光強度は（７１（Ｋ林ン の場舎人＝２であるから、ステップファイバ（以下ＳＩ
ファイバと呼ぶ）ではα＝〜となり比較するとＰはｙ２
となる。したがって本方式によるスターカップラでは損
失は本質的に３エフアイノ＜ヲ用いた時よりも、さらに
、３ｄＢ多くなる。以上記述した様に、従来法によれば
製作が困難である上に損失が大きくなる欠点がある。
させると、ファイバを伝搬する光強度は（７１（Ｋ林ン の場舎人＝２であるから、ステップファイバ（以下ＳＩ
ファイバと呼ぶ）ではα＝〜となり比較するとＰはｙ２
となる。したがって本方式によるスターカップラでは損
失は本質的に３エフアイノ＜ヲ用いた時よりも、さらに
、３ｄＢ多くなる。以上記述した様に、従来法によれば
製作が困難である上に損失が大きくなる欠点がある。
発明の目的
本発明は前記欠点を解決するためになされたもので製作
が比較的容易で、しかも挿入損失を小さくしたスターカ
ップラを提供するものである。
が比較的容易で、しかも挿入損失を小さくしたスターカ
ップラを提供するものである。
発明の構成
本発明は複数の入・出力ファイバとミキシングロッド間
に平板状レンズアレイを介在させたものである。
に平板状レンズアレイを介在させたものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例について第２図とともに説明す
る。５と９は、それぞれ人・出力ファイバ群である。ミ
キシングロッド７は円柱形をしているが従来例の矩形導
波路と本質的に同じであり。
る。５と９は、それぞれ人・出力ファイバ群である。ミ
キシングロッド７は円柱形をしているが従来例の矩形導
波路と本質的に同じであり。
ファイバを２次元的に配列しやすい様に円柱となってい
る。レンズアレイ６と８は図中の破線円内に示した様な
焦点距離が異なる２つのレンズを共焦点に配列したレン
ズ（以下ペアレンズと呼ぶ）をファイバの配列と同じ周
期で配列したものである。
る。レンズアレイ６と８は図中の破線円内に示した様な
焦点距離が異なる２つのレンズを共焦点に配列したレン
ズ（以下ペアレンズと呼ぶ）をファイバの配列と同じ周
期で配列したものである。
次にこのペアレンズの作用について記述する。
第３図で、ＩＱ、、１１はそれぞれファイバのコア及び
クラッドである。レンズＬ１とＬ２は共焦点に２ｂ なっており、焦点距離ｆ１とｆ２には７〒＝７の関係が
あるものとする（但し、ａ、ｂはファイバのコア径とフ
ァイバ径である）。この様に配置すると、ファイバ・コ
アの端面１２の像が焦点面１３に結像し１倍率が−とな
るから、第２図における結像面６ｂで（１クラツドのな
いファイバが稠密構造に配列しているのと等価になり、
従来例で記述した様なりラッド部に入射する元が存在し
なくなる。したがって損失を小さくすることが出来る。
クラッドである。レンズＬ１とＬ２は共焦点に２ｂ なっており、焦点距離ｆ１とｆ２には７〒＝７の関係が
あるものとする（但し、ａ、ｂはファイバのコア径とフ
ァイバ径である）。この様に配置すると、ファイバ・コ
アの端面１２の像が焦点面１３に結像し１倍率が−とな
るから、第２図における結像面６ｂで（１クラツドのな
いファイバが稠密構造に配列しているのと等価になり、
従来例で記述した様なりラッド部に入射する元が存在し
なくなる。したがって損失を小さくすることが出来る。
又ファイバは通常のファイバ（ｂ：’１’２５μｍ）を
使用することが出来るのでファイバアレイの製作が簡単
である。
使用することが出来るのでファイバアレイの製作が簡単
である。
さらにファイバがＧエファイバの場合、ファイバ端面を
均一に励振すると従来方法では、損失がさらにｓｄＢ増
加することを述べたが、レンズ系全くふうすることによ
り、この損失を低減出来る。
均一に励振すると従来方法では、損失がさらにｓｄＢ増
加することを述べたが、レンズ系全くふうすることによ
り、この損失を低減出来る。
今、簡単のためファイバがクラッド層のないＧエフアイ
バー４だとすると、定常状態におけるパワー分布は（１
−ρ２）２ に比例する。但しρはファイバの軸中心
からの距離である。即ち、ファイバ軸近傍に元が集中し
ている。又ＧＩファイバではファイバのＮＡはρの関数
となっており。
バー４だとすると、定常状態におけるパワー分布は（１
−ρ２）２ に比例する。但しρはファイバの軸中心
からの距離である。即ち、ファイバ軸近傍に元が集中し
ている。又ＧＩファイバではファイバのＮＡはρの関数
となっており。
ＮＡ（ρ）＝・。伍〔・−（１）・六
ここで、Δ＝ ｎｏ−ｎｃ／ ｎ０
ｎｏＨフアイバ中心の屈折率
ｎｏ はファイバ周辺の屈折率
と表現出来る。これは第４図に示した様に軸近傍の光程
ＮＡが大きく、光の出射角が大きい元を含んでいること
を意味する。匙ち軸近傍の元の出射角を小さく１１周辺
部に分布させることが出来れば、結像面での光強度分布
は比較的均一となる。
ＮＡが大きく、光の出射角が大きい元を含んでいること
を意味する。匙ち軸近傍の元の出射角を小さく１１周辺
部に分布させることが出来れば、結像面での光強度分布
は比較的均一となる。
反対にこの様な光が入射すると光強度分布の変換によ９
１元を効率よくファイバに入射させることが出来る。
１元を効率よくファイバに入射させることが出来る。
この様な光学系として１例えば、第４図に示した収差の
非常に大きなペアレンズ系が考えられる。
非常に大きなペアレンズ系が考えられる。
第１のレンズＬ３は軸近傍光に対して焦点距離が短く、
軸外光に対しては焦点距離が長いレンズで。
軸外光に対しては焦点距離が長いレンズで。
第２のレンズＬ４は反対に軸外光に対して焦点距離が短
かいレンズである。この様なレンズ系ではファイバの軸
近傍から出た光（例えば１７）はＬ３の焦点距離ｆ３の
方がＬ４の焦点距離よりも短かいから、ファイバの出射
角にはθ１〉θ２の関係がある。一方、軸から離れた入
射ｆｔ、（例えば１８）に対してはＬ５の焦点距離ｆ３
′とＬ４の焦点距離 ｆ：とはｆ（≧ｆ； の関係と
なり、０３と０４となる。
かいレンズである。この様なレンズ系ではファイバの軸
近傍から出た光（例えば１７）はＬ３の焦点距離ｆ３の
方がＬ４の焦点距離よりも短かいから、ファイバの出射
角にはθ１〉θ２の関係がある。一方、軸から離れた入
射ｆｔ、（例えば１８）に対してはＬ５の焦点距離ｆ３
′とＬ４の焦点距離 ｆ：とはｆ（≧ｆ； の関係と
なり、０３と０４となる。
以上記述した様に、このレンズ系を通過すれば。
結像面１６（但しピンボケ像である）上で元はほぼ均一
に分布する。
に分布する。
次にこの様なレンズの製造方法について記述する。これ
は平板ガラス基板にマスクを通して選択的にドーバン）
ｋ拡散する（電子通信学会５７年総合全国大会８６２・
８６３）。この方法を利用し、両面からドーバントヲ拡
散すれば、比較的容易にベアレンズアレイを製作するこ
とが出来る。
は平板ガラス基板にマスクを通して選択的にドーバン）
ｋ拡散する（電子通信学会５７年総合全国大会８６２・
８６３）。この方法を利用し、両面からドーバントヲ拡
散すれば、比較的容易にベアレンズアレイを製作するこ
とが出来る。
発明の効果
以上のように１本発明によれば、ファイバのクラッド層
を薄くする必要がなく、比較的容易にファイバ束を製作
出来るとともに、クラッド部に入射する光の損失をなく
し、さらに効率よくファイバに入射させることにより、
損失をきわめて小さくすることが出来る。
を薄くする必要がなく、比較的容易にファイバ束を製作
出来るとともに、クラッド部に入射する光の損失をなく
し、さらに効率よくファイバに入射させることにより、
損失をきわめて小さくすることが出来る。
第１図は従来の一実施例の元スターカップラの構成図、
第２図は本発明の一実施例の元スターカ５．９・・・・
・・ファイバアレイ、６．８・・・・・・ベアレンズア
レイ板、７・・・・・・ミキシングロッド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名花
１ 図 ノ 第２図 第３図 １θ 第４図
第２図は本発明の一実施例の元スターカ５．９・・・・
・・ファイバアレイ、６．８・・・・・・ベアレンズア
レイ板、７・・・・・・ミキシングロッド。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名花
１ 図 ノ 第２図 第３図 １θ 第４図
Claims (3)
- （１）複数の入・出力ファイバとミキシングロッドの間
の少なくとも一方に、ガラス板又はプラスチック板に、
ファイバアレイのピッチと同じピッチで屈折率分布をつ
けたレンズアレイ板を挿入したことを特徴とする元スタ
ーカップラ。 - （２）レンズアレイ板の各レンズが、異なる焦点圧Ｍ
ｆ、 、 ｆ２の２組の共焦点系レンズアレイ（焦ｂ／
ａ （但し、ａは一ファイバのコア径、ｂはファイバ
径）の関係にあるベア・レンズアレイとなっていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の元スターカッ
プラ。 - （３）レンズアレイ板が収差が非常に大きい第ルンズ群
と第２レンズ群のペアレンズで構成され。 第１のレンズ群は軸近傍光に対して焦点距離が短く、軸
外光に対しては焦点距離が長いレンズで、第２のレンズ
群は軸外光に対して焦点距離が短かいレンズであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の元スターカツ
フ゛う。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075787A JPS59201016A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 光スタ−カツプラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58075787A JPS59201016A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 光スタ−カツプラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59201016A true JPS59201016A (ja) | 1984-11-14 |
Family
ID=13586268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58075787A Pending JPS59201016A (ja) | 1983-04-28 | 1983-04-28 | 光スタ−カツプラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59201016A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057791A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Lissotschenko, Vitalij | Optisches emitter-array mit kollimationsoptik |
| EP1283428A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-02-12 | JDS Uniphase Inc. | System and method of optical switching |
-
1983
- 1983-04-28 JP JP58075787A patent/JPS59201016A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999057791A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-11 | Lissotschenko, Vitalij | Optisches emitter-array mit kollimationsoptik |
| EP1283428A1 (en) * | 2001-07-12 | 2003-02-12 | JDS Uniphase Inc. | System and method of optical switching |
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