JPS5928124A - 光を合波又は分波する光学素子 - Google Patents
光を合波又は分波する光学素子Info
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- JPS5928124A JPS5928124A JP13828882A JP13828882A JPS5928124A JP S5928124 A JPS5928124 A JP S5928124A JP 13828882 A JP13828882 A JP 13828882A JP 13828882 A JP13828882 A JP 13828882A JP S5928124 A JPS5928124 A JP S5928124A
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- Japan
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- light
- lens
- filter
- optical fiber
- wavelength
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- 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
- G02B6/293—Optical 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
- G02B6/29346—Optical 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
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/2937—In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package
-
- G—PHYSICS
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- G02B6/293—Optical 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
- G02B6/29379—Optical 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
- G02B6/2938—Optical 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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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (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】
この発明は、光を合波又は分波する光学素子。
特に例えば光フアイバ通信の光波長多重伝送に使用され
る光合波器あるいは光分波器に関するものである。
る光合波器あるいは光分波器に関するものである。
従来、この種の光分波器として第１図に示すものがあっ
た。図において、 ＋１＋、 ＋２１．１３１は入出力
光ファイバ群、（４）は屈折率分布型レンズ、（５）は
（４）の端面に被着されたフィルタ、即ちフィルタ膜、
（６）は反射鏡である。なお図中の矢印は光の進行方向
を示す。
た。図において、 ＋１＋、 ＋２１．１３１は入出力
光ファイバ群、（４）は屈折率分布型レンズ、（５）は
（４）の端面に被着されたフィルタ、即ちフィルタ膜、
（６）は反射鏡である。なお図中の矢印は光の進行方向
を示す。
次に動作について説明する。
屈折率がレンズの中心軸に垂直な方向に中心から外径洗
面って半径の二乗に比例して減少するような分布を持つ
媒質はレンズ作用を持っており。
面って半径の二乗に比例して減少するような分布を持つ
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とはよく知られ
ている。
ている。
この屈折率分布型レンズ内での幾何光学的特性について
説明する。二次元の場合について考えると、その屈折率
分布は式１１１で表わされる。
説明する。二次元の場合について考えると、その屈折率
分布は式１１１で表わされる。
ｎ ＝ ｎｏ （１−Ｔ ａｘ”） ・・曲・−−
−・ｍ−・・・（１）ここで、ｎｏは中心軸上での屈折
率、ａは屈折率分布定数、２は中心軸と両直な方向の中
心からの距離である。このような媒質での光線は＋２＋
式の光線方程式を満たすことが知られている。
−・ｍ−・・・（１）ここで、ｎｏは中心軸上での屈折
率、ａは屈折率分布定数、２は中心軸と両直な方向の中
心からの距離である。このような媒質での光線は＋２＋
式の光線方程式を満たすことが知られている。
・・・・・・・・・ （２）
ただし、ｌはレンズの長さ”’ａｔはそれぞれ光線の中
心軸からの位置と傾きを表わしている。
心軸からの位置と傾きを表わしている。
６１−π／２を満たす長さを持つ屈折率分布型レンズ（
４）（すなわち、同期長の４分の１の長さ）の端面に第
２図で示す特性を持つフィルタ膜（５）を付ける。さら
にこの端面に対しである角度をなすように反射鏡＋ｅ＋
を配置する。ｔ／ンズ（４）の反対の端面に入射用光フ
ァイバ（１）、出射用光ファイバ＋２１ 、 ＋３１を
置く。このｆｉ＋ 、 １２１ 、１３１を総称して入
出力光ファイバ群と称する。光ファイバ（１）はレンズ
（４）の中心軸をずらせて、平行に置かれていて、この
光ファイバ（１）から出た光はレンズ（４）の他端面の
フィルタ膜（５）でλ２の波長の光は反射され、レンズ
（４）の入射端面上に、入射点（光ファイバ（１）の位
置）と中心軸対称な位置に結像され、光ファイバ（３）
に結合伝搬される。λ１の波長の光はフィルタ膜（５）
を透過し反射鏡（６）によって角度を少し変えて反射さ
れ、再びレンズ（４）に入射されるが、λ２の波長の結
像位置とは少Ｌ２違った位置に結像され、光ファイバ＋
２１に結合伝搬される。従って、二つの異る波長の光を
分離することができ、光分波器が構成される。
４）（すなわち、同期長の４分の１の長さ）の端面に第
２図で示す特性を持つフィルタ膜（５）を付ける。さら
にこの端面に対しである角度をなすように反射鏡＋ｅ＋
を配置する。ｔ／ンズ（４）の反対の端面に入射用光フ
ァイバ（１）、出射用光ファイバ＋２１ 、 ＋３１を
置く。このｆｉ＋ 、 １２１ 、１３１を総称して入
出力光ファイバ群と称する。光ファイバ（１）はレンズ
（４）の中心軸をずらせて、平行に置かれていて、この
光ファイバ（１）から出た光はレンズ（４）の他端面の
フィルタ膜（５）でλ２の波長の光は反射され、レンズ
（４）の入射端面上に、入射点（光ファイバ（１）の位
置）と中心軸対称な位置に結像され、光ファイバ（３）
に結合伝搬される。λ１の波長の光はフィルタ膜（５）
を透過し反射鏡（６）によって角度を少し変えて反射さ
れ、再びレンズ（４）に入射されるが、λ２の波長の結
像位置とは少Ｌ２違った位置に結像され、光ファイバ＋
２１に結合伝搬される。従って、二つの異る波長の光を
分離することができ、光分波器が構成される。
なお、第１図のものを光分波器として説明したが、出射
用光ファイバｔ２ｊ 、 ＋３１より異なる波長の光を
入射し、入射用光ファイバ（１）からそれらの合成波を
取シ出すように使用することもできる。つまり光合波器
として使用することもできる。
用光ファイバｔ２ｊ 、 ＋３１より異なる波長の光を
入射し、入射用光ファイバ（１）からそれらの合成波を
取シ出すように使用することもできる。つまり光合波器
として使用することもできる。
従来の光分波器又は合波器は以上のように三沢の分離又
は合成しか行えず、三液以上の光分波器又は光合波器を
構成することができないという欠点があった。
は合成しか行えず、三液以上の光分波器又は光合波器を
構成することができないという欠点があった。
この発明は−に記のような従来のものの欠点を除去する
だめになされたもので、屈折率分布型し／ンズの一端面
側に入出力光ファーイバ群を配置し、他端面側に互に異
なる特定の波長の光を反射源ぜると共に光を透過させる
フィルタ群を、レンズの端面に対する角度が互に異なる
ように配置し、さらにフィルタ群を透過した光を反射す
る反射鏡を備えることにより、三液以上の光を分波又は
合波できる光学素子を提供することを目的としている。
だめになされたもので、屈折率分布型し／ンズの一端面
側に入出力光ファーイバ群を配置し、他端面側に互に異
なる特定の波長の光を反射源ぜると共に光を透過させる
フィルタ群を、レンズの端面に対する角度が互に異なる
ように配置し、さらにフィルタ群を透過した光を反射す
る反射鏡を備えることにより、三液以上の光を分波又は
合波できる光学素子を提供することを目的としている。
以下、この発明の原理的な動作を光分波器について第３
図をもとに説明する。第３図において（１１〜＋４１
、 ＋６１は従来の光分波器と同じものである。（７）
はフィルタ膜が被着されたフィルタ板である。
図をもとに説明する。第３図において（１１〜＋４１
、 ＋６１は従来の光分波器と同じものである。（７）
はフィルタ膜が被着されたフィルタ板である。
屈折率分布型レンズ（４）は従来例と同様にＶａｌ＝π
／２を晶だす４分の１周期の長さのものを使用する。フ
ィルタ板（７１はレンズ（４）の端面に対して、ある角
度を為すように配置され、さらにレンズ（４）の端面と
平行に反射鏡（６）が配置されている。
／２を晶だす４分の１周期の長さのものを使用する。フ
ィルタ板（７１はレンズ（４）の端面に対して、ある角
度を為すように配置され、さらにレンズ（４）の端面と
平行に反射鏡（６）が配置されている。
レンズ＋４１の端面から出射した光がフィルタ板＋７１
で反射される場合の光線について第４図を使って調べる
。ただし、レンズ（４）の端面とフィルタ板（７１はθ
の角度を為すとする。
で反射される場合の光線について第４図を使って調べる
。ただし、レンズ（４）の端面とフィルタ板（７１はθ
の角度を為すとする。
光ファイバ（１）からレンズ（４）に入射する点Ａでの
光線の位置と傾き、レンズ（４）から出射する点Ｂでの
光線の位置と傾き、フィルタ板１７；で反射して再びレ
ンズ（４）に入射する点Ｃでの光線の位置と傾き。
光線の位置と傾き、レンズ（４）から出射する点Ｂでの
光線の位置と傾き、フィルタ板１７；で反射して再びレ
ンズ（４）に入射する点Ｃでの光線の位置と傾き。
レンズ（４）から出射して光ファイバ（２）に入射する
点りでの光線の位置と傾きをそれぞれ（ＺＩ＋ Ｔ＠
）＋（Ｚｚ＋ Ｂｚ ）＋ （Ｚｓ＋ Ｂｙ ）＋ （
ｊ；ｎ＋ Ｂｙ ）で表わす。
点りでの光線の位置と傾きをそれぞれ（ＺＩ＋ Ｔ＠
）＋（Ｚｚ＋ Ｂｚ ）＋ （Ｚｓ＋ Ｂｙ ）＋ （
ｊ；ｎ＋ Ｂｙ ）で表わす。
４分の１周期の長さの屈折率分布型レンズを使用してい
るので、（１）式にｆａｌ＝π／２ を代入すると、Ｂ
点は で表わされる。また、０点は で表わされる。ここでｒ。は屈折率分布型レンズの半径
である。
るので、（１）式にｆａｌ＝π／２ を代入すると、Ｂ
点は で表わされる。また、０点は で表わされる。ここでｒ。は屈折率分布型レンズの半径
である。
＋２１ 、１３１ 、 ＋４１式を使って、Ｄ点での光
線の位置と傾きは。
線の位置と傾きは。
ｚａ−ｎｏ’ｆｆ （−ｖ７ｎｏ町＋２０）となる。従
って、フィルタ板（７１によって反射されず１反射鏡（
６）で反射されるλ２の波長の光は、ｚ、の対称の位置
に出射され、フィルタ板（７１によって反射されるλ１
の波長の光は２．の対称の位置からずれて出射され分波
される。そこで、それぞれ、光ファイバ＋３１ 、 ＋
２１を配置すれば、それぞれの波長の光が分波されて結
合伝搬される。
って、フィルタ板（７１によって反射されず１反射鏡（
６）で反射されるλ２の波長の光は、ｚ、の対称の位置
に出射され、フィルタ板（７１によって反射されるλ１
の波長の光は２．の対称の位置からずれて出射され分波
される。そこで、それぞれ、光ファイバ＋３１ 、 ＋
２１を配置すれば、それぞれの波長の光が分波されて結
合伝搬される。
フィルタ板（７１の波長特性は第２図のような短波長透
過フィルタの他、特定の波長（この場合λ１）のみを反
射させる誘電体多層膜フィルタ、長波長透過フィルタで
もよい。
過フィルタの他、特定の波長（この場合λ１）のみを反
射させる誘電体多層膜フィルタ、長波長透過フィルタで
もよい。
この発明の一実施例を第５図に示す。これは圧波以上の
ｎ波の分波器を示す。（８）は例えばガラス等の楔形断
面を有する透明体で、この透明体（８）の接合面に、レ
ンズ（４）の端面に対してそれぞれ異なる角度をなすよ
うにフィルタＨψ（９１や反射鏡Ｕαを形成１７．それ
ぞれのフィルタ膜（９）２反射鏡０Ｉｌｌ及び屈折率分
布型レンズ（４）を光学接着剤などを使って貼シ合わせ
ている。各フィルタ膜＋９１の特性は第６図に示すよう
に、互いに異なる特定の波長の光のみ反射するものであ
る。入射用光ファイバ（１−１）より入射した波長λｉ
の光は、レンズ（４）を通り、フィルタ膜（９−ｉ）に
よって反射されて出射用光ファイバ（１−（ｎ＋１））
に結合伝搬するというように、多数の波長の光を分波す
ることができる。ただし波長）ｏの光は反射鏡ａαによ
り反射される。フィルタ膜１９１０角度差を△θとする
と、三沢長のレンズ（４）の端面での位置のずれΔ２は
（５１式より２Δθ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （６）へ、”
”’ １１．マ〒 で表わされ、各出射用光ファイバーの間隔をこの値に設
定すればよい。フィルタ膜（９）は２例えば誘電体多層
膜干渉フィルタによって構成できる。なお上記実施例の
ようにレンズ（４）、フィルタＪＩｉＥ ＋９１ 。
ｎ波の分波器を示す。（８）は例えばガラス等の楔形断
面を有する透明体で、この透明体（８）の接合面に、レ
ンズ（４）の端面に対してそれぞれ異なる角度をなすよ
うにフィルタＨψ（９１や反射鏡Ｕαを形成１７．それ
ぞれのフィルタ膜（９）２反射鏡０Ｉｌｌ及び屈折率分
布型レンズ（４）を光学接着剤などを使って貼シ合わせ
ている。各フィルタ膜＋９１の特性は第６図に示すよう
に、互いに異なる特定の波長の光のみ反射するものであ
る。入射用光ファイバ（１−１）より入射した波長λｉ
の光は、レンズ（４）を通り、フィルタ膜（９−ｉ）に
よって反射されて出射用光ファイバ（１−（ｎ＋１））
に結合伝搬するというように、多数の波長の光を分波す
ることができる。ただし波長）ｏの光は反射鏡ａαによ
り反射される。フィルタ膜１９１０角度差を△θとする
と、三沢長のレンズ（４）の端面での位置のずれΔ２は
（５１式より２Δθ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ （６）へ、”
”’ １１．マ〒 で表わされ、各出射用光ファイバーの間隔をこの値に設
定すればよい。フィルタ膜（９）は２例えば誘電体多層
膜干渉フィルタによって構成できる。なお上記実施例の
ようにレンズ（４）、フィルタＪＩｉＥ ＋９１ 。
及び反射鏡１１Ｇを貼シ合わせなくても圧波以上の分波
器を構成できるが、それぞれ貼シ合わせることにより、
フィルタ膜（９１の角度調整が不要になり。
器を構成できるが、それぞれ貼シ合わせることにより、
フィルタ膜（９１の角度調整が不要になり。
また空気中に光線を出さないため、湿度等の影響を受け
ず、信頼性の向上を図ることができる。
ず、信頼性の向上を図ることができる。
また、フィルタ膜をささえる楔形断面を有する透明体（
８）を使わずに第３図で示すフィルタ板（７）を互に角
度を変えて並べても圧波以上の光分波器を構成すること
ができる。
８）を使わずに第３図で示すフィルタ板（７）を互に角
度を変えて並べても圧波以上の光分波器を構成すること
ができる。
なお、上記実施例では、光分波器として使用する場合に
ついて述べたが、逆に光合波器として利用できることは
言うまでもない。
ついて述べたが、逆に光合波器として利用できることは
言うまでもない。
また２反射鏡として、特定波長の光を反射するフィルタ
で構成してもよい。
で構成してもよい。
以上のように、この発明によれば、屈折率分布型レンズ
の一端面側に入出力光ファイバ群を配置し、他端面側に
互いに異なる特定の波長の光を反射させると共に光を透
過させるフィルタ群を、レンズの端面に対する角度が互
いに異なるように配置し、さらにフィルタ群を透過した
光を反射する反射鏡を備えることにより、圧波以上の光
を分波又は合波できる光学素子が得られる効果がめる。
の一端面側に入出力光ファイバ群を配置し、他端面側に
互いに異なる特定の波長の光を反射させると共に光を透
過させるフィルタ群を、レンズの端面に対する角度が互
いに異なるように配置し、さらにフィルタ群を透過した
光を反射する反射鏡を備えることにより、圧波以上の光
を分波又は合波できる光学素子が得られる効果がめる。
第１図は従来の光分波器を示す構成図、第２図はその従
来例のフィルタの波長特性を示す特性図。 第３図はこの発明の原理的動作を示す構成図、第４図は
この発明の原理的動作の説明図、第５図はこの発明の一
実施例を示す構成図、第６図は第５図の構成のフィルタ
群の波長特性図である。 図において、 （１−１）、（１−２） −（１−（
ｎ＋１））は入出力光ファイバ群、（４）は屈折率分布
型レンズ、（６）は反射鏡、（８）は楔形断面を有する
透明体、（”−１）＋・・・（９−（ｎ−１））でフィ
ルタ群を構成する。ＵＯは反射鏡である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第１図 第３図 第２図 λ ′ｉ長 第４図 第５図 第６図 λ 波、１ 手続補正書（１発） 特許庁長官殿 ■、事件の表示 特願昭 ５７−１３８２８８号
２、発明の名称 光を合波又拡分波する光学素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第３頁第８行の「同期長」を「周期長」と訂正
する。 以上
来例のフィルタの波長特性を示す特性図。 第３図はこの発明の原理的動作を示す構成図、第４図は
この発明の原理的動作の説明図、第５図はこの発明の一
実施例を示す構成図、第６図は第５図の構成のフィルタ
群の波長特性図である。 図において、 （１−１）、（１−２） −（１−（
ｎ＋１））は入出力光ファイバ群、（４）は屈折率分布
型レンズ、（６）は反射鏡、（８）は楔形断面を有する
透明体、（”−１）＋・・・（９−（ｎ−１））でフィ
ルタ群を構成する。ＵＯは反射鏡である。 なお１図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 代理人 葛 野 信 − 第１図 第３図 第２図 λ ′ｉ長 第４図 第５図 第６図 λ 波、１ 手続補正書（１発） 特許庁長官殿 ■、事件の表示 特願昭 ５７−１３８２８８号
２、発明の名称 光を合波又拡分波する光学素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名 称（６０１） 三菱電機株式会社代表者片山仁
八部 ４、代理人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
５、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 明細書の第３頁第８行の「同期長」を「周期長」と訂正
する。 以上
Claims (2)
- （１）屈折率分布型レンズ、この屈折率分布型レンズの
一端面側に配置した入出力光ファイバ群。 上記屈折率分布型レンズの他端側に、端面に対する角度
が互に異なるように配置し、かつ互いに異なる特定の波
長の光を反射させると共に光を透過させるフィルタ群、
このフィルタ群を透過した光を反射する反射鏡を備えた
光を合波又は分波する光学素子。 - （２） フィルタ群を、楔形断面を有する透明体の表
面に被着したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の光を合波又は分波する光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13828882A JPS5928124A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 光を合波又は分波する光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13828882A JPS5928124A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 光を合波又は分波する光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5928124A true JPS5928124A (ja) | 1984-02-14 |
Family
ID=15218388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13828882A Pending JPS5928124A (ja) | 1982-08-09 | 1982-08-09 | 光を合波又は分波する光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5928124A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255306A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| JPS61255308A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| JPS62147407A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| KR100536437B1 (ko) * | 2002-07-12 | 2005-12-16 | 김미화 | 단면이 경사진 grin 렌즈 미러를 이용한 광도파로 탭 |
-
1982
- 1982-08-09 JP JP13828882A patent/JPS5928124A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61255306A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| JPS61255308A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| JPS62147407A (ja) * | 1985-12-20 | 1987-07-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光分波・合波器 |
| KR100536437B1 (ko) * | 2002-07-12 | 2005-12-16 | 김미화 | 단면이 경사진 grin 렌즈 미러를 이용한 광도파로 탭 |
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