JPS60262111A - Optical multiplexing and demultiplexing device - Google Patents

Optical multiplexing and demultiplexing device

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Publication number
JPS60262111A
JPS60262111A JP11933184A JP11933184A JPS60262111A JP S60262111 A JPS60262111 A JP S60262111A JP 11933184 A JP11933184 A JP 11933184A JP 11933184 A JP11933184 A JP 11933184A JP S60262111 A JPS60262111 A JP S60262111A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
filter
lens
prism
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP11933184A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Saihou Kitachi
北地 西峰
Takashi Yoshikawa
吉川 孝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11933184A priority Critical patent/JPS60262111A/en
Publication of JPS60262111A publication Critical patent/JPS60262111A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To improve the light convergence efficiency of a lens of the optical multiplexing and demultiplexing device and to hold characteristics of filters constant, to prevent reflected light from returning to a light source, and to reduce the number of lenses by arranging optical fibers nearby optical axes of lenses and installing the filters at specific angles to incident light beams. CONSTITUTION:Light beams of wavelengths lambda2 and lambda3 propagating in an optical fiber 22 for transmission are collimated by a cylindrical distributed index lens 27, transmitted through filters 32 and 33, and incident on a prism 30. A filter 35 is installed on one surface of the prism 30 at an angle alpha to a surface perpendicular to the optical axis, and the light of wavelength lambda2 is reflected by this filter 35, passed through a filter 34 installed on a surface (a) of the prism 30 at an angle beta to the surface perpendicular to the optical axis, and converged on an optical fiber 25 through a lens 29. Further, light of wavelength lambda1 is reflected by a filter 32 and light of wavelength lambda4 is reflected by a filter 33; and both are converged on the optical fiber 22.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光フアイバ伝送において波長多重伝送を行う
光合波分波装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an optical multiplexing/demultiplexing device that performs wavelength multiplexing transmission in optical fiber transmission.

従来例の構成とその問題点 第1図は従来の光合波分波装置を示している。Conventional configuration and its problems FIG. 1 shows a conventional optical multiplexing/demultiplexing device.

以下にこの従来例の構成について第1図とともに説明す
る。第1図において、1.2.3.4.5は光ファイバ
であシ、これらの光ファイバ1,2,3゜4.5はそれ
ぞれ円柱状屈折率分布形レンズ(以下レンズと呼ぶ) 
6.7.8.9.10.11の端面に設置されている。
The configuration of this conventional example will be explained below with reference to FIG. 1. In Figure 1, 1, 2, 3, 4, and 5 are optical fibers, and these optical fibers 1, 2, and 3°4.5 are cylindrical gradient index lenses (hereinafter referred to as lenses).
It is installed on the end face of 6.7.8.9.10.11.

12,13.14は波長選択フィルタ(以下フィルタと
呼ぶ)であシ、これらのフィルタ12,13.14はレ
ンズ6、9.11の光ファイバ1,3.5が設置されて
いない側の端面に貼シ合わされ、フィルタ12,13.
’14の他面にはレンズ7、8.10が図のように貼シ
合わされている。レンズ8はレンズ6とレンズ11から
構成される面において図のように貼シ合わされ、他面は
フィルタ13が貼シ合わされている。
Reference numerals 12, 13, and 14 are wavelength selection filters (hereinafter referred to as filters). filters 12, 13 .
Lenses 7, 8 and 10 are attached to the other side of '14 as shown in the figure. The lens 8 is bonded together as shown in the figure on the surface composed of the lenses 6 and 11, and the filter 13 is bonded to the other surface.

次に、上記従来例の動作について説明する。第2図に上
記従来例で使用するフィルタ12,13゜14の分光特
性と光源(ここでは半導体レーザ)の分光特性、および
その波長軸における位置関係を示す。光ファイバ1より
レンズ6へ第2図に示す分光特性16,1.7を有する
波長λ2.λ3の光を入射する。分光特性19を有する
フィルタ12で反射した波長λ1.λ2の光はレンズ6
を逆行し、レンズ8に入射する。入射した波長λ2の光
は分光特性20を有するフィルタ13を透過し、し/ズ
 9により集光され、光ファイバ3より出射する。レン
ズ8に入射した波長λ3の光はフィルタ13で反射し、
レンズ8を逆行する。逆行した波長λ3の光はレンズ1
1に入射し、分光特性21を有するフィルタ14を透過
した後、レンズ10により集光され、光ファイバ4よシ
出射される。光ファイバ2よりレンズ7に分光特性15
を有する波長λ1の光はレンズ7,分光特性19を有す
るフィルタ12を透過後、レンズ6により光ファイバ1
に集光され、出射される。光ファイバ5よりレンズ11
に分光特性18を有する波長λ4の光はレンズ11に入
射し、分光特性21を有するフィルタ]4で反射する。
Next, the operation of the above conventional example will be explained. FIG. 2 shows the spectral characteristics of the filters 12, 13, and 14 used in the conventional example, the spectral characteristics of the light source (here, a semiconductor laser), and their positional relationship on the wavelength axis. From the optical fiber 1 to the lens 6 is a wavelength λ2. having the spectral characteristics 16, 1.7 shown in FIG. Light of λ3 is incident. The wavelength λ1. reflected by the filter 12 having the spectral characteristic 19. The light of λ2 is transmitted through lens 6.
The light travels backwards and enters the lens 8. The incident light with a wavelength λ2 passes through a filter 13 having a spectral characteristic 20, is focused by a lens 9, and is emitted from an optical fiber 3. The light of wavelength λ3 that entered the lens 8 is reflected by the filter 13,
Move lens 8 backwards. The retrograde light of wavelength λ3 is transmitted through lens 1
After passing through a filter 14 having a spectral characteristic 21, the light is condensed by a lens 10 and emitted from an optical fiber 4. Spectral characteristics 15 from optical fiber 2 to lens 7
After passing through a lens 7 and a filter 12 having a spectral characteristic 19, the light having a wavelength λ1 is transmitted through a lens 6 to an optical fiber 1
The light is focused and emitted. Lens 11 from optical fiber 5
Light with a wavelength λ4 having a spectral characteristic 18 enters the lens 11 and is reflected by the filter 4 having a spectral characteristic 21.

反射した波長λ4の光はレンズ11を逆行し、レンズ8
に入射する。入射した波長λ4の光は分光特性20を有
するフィルタ13で反射し、レンズ8を逆行し、レンズ
6に入射する。
The reflected light with the wavelength λ4 travels backward through the lens 11 and passes through the lens 8.
incident on . The incident light of wavelength λ4 is reflected by filter 13 having spectral characteristics 20, travels backward through lens 8, and enters lens 6.

入射した波長λ4の光は分光特性19を有するフィルタ
12で反射し、レンズ6を逆行し、光ファイバ1に集光
され、出射される。第1図に示す従来例では、光ファイ
バとレンズ6、7.8.9. 10゜11が光軸をはず
して配置されているため、レンズの集光効率の低下や、
フィルタの分光特性がずれてしまう欠点があシ、更に多
数のレンズ(従来例では6ケ)を使用しなければならな
いという問題があった。
The incident light of wavelength λ4 is reflected by a filter 12 having spectral characteristics 19, travels backward through a lens 6, is focused on an optical fiber 1, and is emitted. In the conventional example shown in FIG. 1, optical fibers and lenses 6, 7.8.9. Since the 10° 11 is placed off the optical axis, the light collection efficiency of the lens decreases,
This method has the disadvantage that the spectral characteristics of the filter are shifted, and there is also the problem that a large number of lenses (six in the conventional example) must be used.

発明の目的 本発明は、上記の欠点を除去するものであり、光ファイ
バをレンズの光軸に近づける構造にし、更にレンズの数
を減らすことを目的とするものである。
OBJECTS OF THE INVENTION The present invention aims to eliminate the above-mentioned drawbacks, and aims to create a structure in which the optical fiber is brought closer to the optical axis of the lens, and to further reduce the number of lenses.

発明の構成 本発明は、上記目的を達成するために、第1゜第2のレ
ンズを第1のプリズムに結合し、第2のプリズムを第1
のプリズムに結合し、さらに第2のプリズムに第3のレ
ンズを結合することにより、光ファイバをレンズの光軸
近傍に配置し、フィルタを光線の入射角に対して所定の
角度に設置したものであシ、これによシ集光効率の向上
とフィルタの特性を一定に保ち、フィルタ面からの反射
光が光源に戻らない効果を得るものである。更に、フィ
ルタの透過と反射の組合わせにより、レンズの数を減ら
すことができるものである。
Structure of the Invention In order to achieve the above object, the present invention combines a first lens and a second lens to a first prism, and connects the second prism to the first prism.
A prism is coupled to the second prism, and a third lens is coupled to the second prism, so that the optical fiber is placed near the optical axis of the lens, and the filter is placed at a predetermined angle with respect to the incident angle of the light beam. This improves the light collection efficiency, keeps the characteristics of the filter constant, and prevents the reflected light from the filter surface from returning to the light source. Furthermore, by combining transmission and reflection of the filter, the number of lenses can be reduced.

実施例の説明 以下に本発明の一実施例の構成について、図面とともに
説明する。第3図において、 22.23゜24.25
.26は第1図に示す]、、 2.’3.4.、5の光
ファイバに対応する光ファイバであり、光ファイバ22
には異なる4つの波長λ1.λ2.λ3.λ4(λ1と
λ4が同一方向、λ2とλ3が逆方向に進む)が伝送さ
れる。2.7.28.29はレンズであシ、光ファイバ
からの出射光を平行光にしたり、逆に光ファイバに集光
するものである。32.33,34゜35はフィルタで
あり、第4図にそれぞれのフィルタの分光特性を示す。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS The configuration of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In Figure 3, 22.23°24.25
.. 26 is shown in FIG. 1], 2. '3.4. , 5, and the optical fiber 22
has four different wavelengths λ1. λ2. λ3. λ4 (λ1 and λ4 go in the same direction, λ2 and λ3 go in opposite directions) is transmitted. 2.7.28.29 is a lens that converts the light emitted from the optical fiber into parallel light or converges the light onto the optical fiber. 32, 33, 34, and 35 are filters, and FIG. 4 shows the spectral characteristics of each filter.

分光特性40はフィルタ32の、分光特性41はフィル
タ35の、分光特性42はフィルタ34の、分光特性4
3はフィルタ33の特性である。これらのフィルタは4
つの波長の光を反射及び透過させて合波したり、分波す
るものである。第4図において、36.37.38゜3
9は第2図に示す15.16.1.7.18と同じ光源
λ1.λ2.λ3.への分光特性である。第3図の30
.31はプリズムであり、光はこの中で平行光である。
Spectral characteristics 40 are of the filter 32, spectral characteristics 41 are of the filter 35, spectral characteristics 42 are of the filter 34, spectral characteristics 4
3 is the characteristic of the filter 33. These filters are 4
It reflects and transmits light of two wavelengths and combines or separates it. In Figure 4, 36.37.38°3
9 is the same light source λ1.15.16.1.7.18 shown in FIG. λ2. λ3. These are the spectral characteristics of 30 in Figure 3
.. 31 is a prism, and light is parallel light in this prism.

なお、(イ)、(ロ)、()→はプリズム30の面を示
し、それぞれ光軸と垂直な面から所定の角度を有してい
る。
Note that (a), (b), and ()→ represent the surfaces of the prism 30, each having a predetermined angle from a surface perpendicular to the optical axis.

次に、上記実施例の動作について説明する。第1図の従
来例と同様、波長λ2.λ3の光を出力し、波長λ0.
λ4の光を入力する場合について説明する。伝送用光フ
ァイバ22を伝搬してきた波長λ2とλ3の光はレンズ
27で平行光に変換され、分光特性40を有するフィル
タ322分光特性43を有するフィルタ33を透過後、
プリズム30に入射する。このプリズム30の一面(ロ
)に分光特性41を有するフィルタ35が光軸と垂直な
面と角度α(20°以下)だけ傾いて設置されている。
Next, the operation of the above embodiment will be explained. Similar to the conventional example shown in FIG. 1, the wavelength λ2. Outputs light of wavelength λ3, and outputs light of wavelength λ0.
The case where light of λ4 is input will be explained. The lights of wavelengths λ2 and λ3 that have propagated through the transmission optical fiber 22 are converted into parallel lights by a lens 27, and after passing through a filter 322 having a spectral characteristic 40 and a filter 33 having a spectral characteristic 43,
The light enters the prism 30. A filter 35 having a spectral characteristic 41 is installed on one surface (b) of this prism 30 at an angle α (20° or less) with respect to a surface perpendicular to the optical axis.

このフィルタ35によシ波長λ2の光は反射され、プリ
ズム30の面(ハ)に光軸と垂直な面と角度βだけ傾い
て設置されている分光特性42を有するフィルタ34を
透過し、レンズ28に入射する。入射しだ波長λ2の光
はレンズ28で光ファイバ24に集光され、出射される
。一方、波長λ3の光はフィルタ35を透過し、プリズ
ム31に入射する。この波長λ3の光はレンズ29に入
射し、レンズ29によシ光ファイバ25に集光され、出
射される。
Light with wavelength λ2 is reflected by this filter 35, and transmitted through a filter 34 having spectral characteristics 42, which is installed on the surface (c) of the prism 30 at an angle β with respect to a surface perpendicular to the optical axis, and passes through the lens. 28. The incident light having a wavelength λ2 is focused onto the optical fiber 24 by the lens 28 and is emitted. On the other hand, the light having the wavelength λ3 passes through the filter 35 and enters the prism 31. This light of wavelength λ3 enters the lens 29, is focused by the lens 29 onto the optical fiber 25, and is emitted.

光ファイバ23よ逆入射する波長λ1の光はレンズ27
で平行光に変換され、レンズ27のファイバを設けてい
ない側の端面に設けられている分光特性40を有するフ
ィルタ32により反射される。
The light of wavelength λ1 that enters the optical fiber 23 in the opposite direction passes through the lens 27.
The light is converted into parallel light and reflected by a filter 32 having spectral characteristics 40 provided on the end face of the lens 27 on the side where the fiber is not provided.

、::□゛ 反射した波長λ1の光はレンズ27を逆行
し、レンズ27により光ファイバ22に集光され、出射
される。光ファイバ26よ逆入射する波長λ1の光はレ
ンズ27で平行光に変換され、分光特性40を有するフ
ィルタ32の透過後、光軸と垂直な面と僅かな角度γを
有して設置されている分光特性43を有するフィルタ3
3で反射される。反射した波長λ4の光はフィルタ32
を再び透過し、レンズ27に入射する。レンズ27に入
射した波長λ4の光はレンズ27で光ファイバ22に集
光され、出射される。ここで上記の波長λ2の光路にフ
ィルタ34を光軸に対して斜めに設けているのは、フィ
ルタ35により反射した光の成分中に波長λ3の一部が
混っているので、この成分を取り除くためと、フィルタ
34で反射する一部の光が同じ光路を逆行し、光ファイ
バ22に戻り、さらに光源へ戻って雑音を誘起させない
ためである。なお、第3図から明らかなようにフィルタ
は全て光路に対して斜めに設けられており、フィルタ面
からの反射光が光源に逆行しない。
, ::□゛ The reflected light of wavelength λ1 travels backward through the lens 27, is focused by the lens 27 onto the optical fiber 22, and is emitted. Light with a wavelength λ1 entering the optical fiber 26 in the opposite direction is converted into parallel light by a lens 27, and after passing through a filter 32 having a spectral characteristic 40, the light is placed at a slight angle γ with a plane perpendicular to the optical axis. Filter 3 having spectral characteristics 43
It is reflected at 3. The reflected light with wavelength λ4 is passed through filter 32
is transmitted again and enters the lens 27. The light of wavelength λ4 that has entered the lens 27 is focused onto the optical fiber 22 by the lens 27, and is emitted. The reason why the filter 34 is provided obliquely with respect to the optical axis in the optical path of the wavelength λ2 is that a part of the wavelength λ3 is mixed in the component of the light reflected by the filter 35, so this component is This is to remove the light and to prevent a portion of the light reflected by the filter 34 from traveling back along the same optical path, returning to the optical fiber 22, and further returning to the light source, inducing noise. Note that, as is clear from FIG. 3, all the filters are provided obliquely to the optical path, so that the reflected light from the filter surface does not go back to the light source.

このようにして、2つの波長λ2.λ3を分波し、2つ
の波長λ1.λ4を合波することができる。本実施例に
おいては、光ファイバをレンズの光軸の近傍に置くこと
ができるので、集光効率を改良することができ、まだ光
軸をはずすことによ誘起るフィルタの分光特性のずれを
改良することができる。
In this way, two wavelengths λ2. λ3 is split into two wavelengths λ1. λ4 can be multiplexed. In this example, since the optical fiber can be placed near the optical axis of the lens, the light collection efficiency can be improved, and the shift in the spectral characteristics of the filter caused by moving the optical axis can be improved. can do.

発明の効果 本発明は上記のような構成であり、以下に示す効果が得
られるものである。
Effects of the Invention The present invention has the above-described configuration, and provides the following effects.

(a) 光ファイバをレンズの光軸の近傍に置くことが
できるので、集光効率を改良することができ、まだ光軸
をはずすことにより生じるフィルタの分光特性のずれを
改良することができる。
(a) Since the optical fiber can be placed near the optical axis of the lens, it is possible to improve the light collection efficiency, and it is also possible to improve the shift in the spectral characteristics of the filter caused by moving the optical axis off.

(bl 少ないレンズ数と安価なプリズムを使用してい
るので低価格にすることができる。
(bl) Since it uses a small number of lenses and inexpensive prisms, the price can be kept low.

(C) 光路に対してフィルタが斜めに設置しであるの
で、フィルタ面からの反射光が光源へ戻らない。
(C) Since the filter is installed obliquely to the optical path, reflected light from the filter surface does not return to the light source.

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

第1図は従来の光合波分波装置の要部平面図、第2図は
従来例に用いるフィルタの分光特性と光源の分光特性を
示す図、第3図は本発明の一実施例における光合波分波
装置の要部平面図、第4図は本発明の一実施例に用いる
フィルタの分光特性と光源の分光特性を示す図である。 22.23,24,25.26・・光ファイバ、 27
゜28.29・レンズ、30.31・・プリズム、32
゜33.34.35・・・フィルタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 ↓ 区イ 第4図
FIG. 1 is a plan view of essential parts of a conventional optical multiplexing/demultiplexing device, FIG. 2 is a diagram showing the spectral characteristics of a filter and a light source used in the conventional example, and FIG. 3 is a diagram showing the spectral characteristics of a filter and a light source used in the conventional example. FIG. 4, which is a plan view of the main part of the wave demultiplexing device, is a diagram showing the spectral characteristics of a filter and the spectral characteristics of a light source used in an embodiment of the present invention. 22.23,24,25.26...optical fiber, 27
゜28.29・Lens, 30.31・・Prism, 32
゜33.34.35...Filter. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person 2nd
Figure ↓ Ward I Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1.第2の面にそれぞれ第1.第2の波長選択フィル
タが設けられた第1のプリズムと、1本の光伝送用光フ
ァイバと2本の光入力用光ファイバとが焦点面に設けら
れ、他面が第3の波長選択フィルタを介して、上記第1
の波長選択フィルタに所定の角度で配置された第1の円
柱状屈折率分布形レンズと、1本の光出力用光ファイバ
が焦点面に設けられ、他面が上記第2の波長選択フィル
タに所定の角度で配置された第2の円柱状屈折率分布形
レンズと、第1の面が第4の波長選択フィルタを介して
上記第1のプリズムの第3の面に接合された第2のプリ
ズムと、1本の光出力用光ファイバの焦点面に設けられ
、他面が上記第2のプリズムの第2の面に接合された第
3の円柱状屈折率分布形レンズとからなる光合波分波装
置。
1st. 1 on each second side. A first prism provided with a second wavelength selection filter, one optical fiber for optical transmission, and two optical fibers for optical input are provided on the focal plane, and the other surface is provided with a third wavelength selection filter. via the above first
A first cylindrical gradient index lens arranged at a predetermined angle on the wavelength selection filter, one light output optical fiber is provided on the focal plane, and the other surface is arranged on the second wavelength selection filter. a second cylindrical gradient index lens arranged at a predetermined angle; and a second prism whose first surface is joined to the third surface of the first prism via a fourth wavelength selection filter. Optical multiplexing comprising a prism and a third cylindrical gradient index lens provided at the focal plane of one optical fiber for outputting light and whose other surface is joined to the second surface of the second prism. Demultiplexing device.
JP11933184A 1984-06-11 1984-06-11 Optical multiplexing and demultiplexing device Pending JPS60262111A (en)

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