JPS6049882B2 - 光ビ−ム用光波多重分波回路 - Google Patents

光ビ−ム用光波多重分波回路

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JPS6049882B2
JPS6049882B2 JP52081736A JP8173677A JPS6049882B2 JP S6049882 B2 JPS6049882 B2 JP S6049882B2 JP 52081736 A JP52081736 A JP 52081736A JP 8173677 A JP8173677 A JP 8173677A JP S6049882 B2 JPS6049882 B2 JP S6049882B2
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JP
Japan
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optical
light
convergent
multiplexing
central axis
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JP52081736A
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JPS5417045A (en
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功郎 小林
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Nippon Selfoc Co Ltd
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Nippon Selfoc Co Ltd
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Publication date
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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光通信用回路、特に異なる波長の複数の光ビ
ームをまとめたり(多重)、互いに異なる複数の波長成
分を含む光ビームをその波長に従つて分離したり(分波
)する光ビーム用光波多重分波回路に関する。
光ファイバや半導体レーザ等の性能の向上にともなつて
、光ファイバ通信が将来の新しい通信システムとして期
待され、実用化へ向けて開発が急速に進められている。
実用的な光ファイバ通信システムを構成する上で重要な
光回路のひとつに、複数の光ビームをまとめて一本の光
フアイバヘ結合したり、一本の光ビームを波長に従つて
分離したりする光多重分波回路がある。光多重化の方法
は種々あるが、複数の光ビームの波長の差を利用する光
波長多重が比較的光ファイバ通信に適しているように思
われる。これまでに光波長多重分波を行なうために、誘
電体多層膜等で作られた波長依存性のある反射鏡(ある
いは反射膜)を用いる方法や、プリズムや回折格子等の
独立の光分散素子を用いる方法が考えられている。波長
依存性反射鏡を用いる方法は、反射率の波長依存性の鋭
い反射鏡が得られにくいために複数の光ビームの波長の
差をあまり小さくできないこと、光ビームの光路中に反
射鏡を設置するために挿入損失が増加すること、さらに
反射鏡とレンズ等の組み合わせがやや複雑であること等
の理由であまり多重度を上げられないという欠点を有し
ている。一方、独立のプリズムや回折格子等を用いる方
法は、従来のそれらの素子が比較的大型で光ファイバと
の光・学的および形状的な整合がとりにくいので、小型
で安定な光回路が得られにくいという欠点を有している
。この発明の目的は、高多重化が可能で、小型、安定な
光ビーム用光波多重分波回路を提供するこフとにある。
この発明によれば、中心軸にほぼ垂直な断面内で屈折率
が中心から周辺に向つて徐々に減少している第1および
第2のふたつの集束性光伝送体と、その中心軸を横切る
それぞれの一方の端面の5間に設置された透過型の回折
格子と、第1の集束性光伝送体の他方の端面に端部が設
置された少なくとも1本の光ファイバとを含む光ビーム
用光波多重分波回路が得られる。
内部の屈折率分布が中心から周辺に向つて徐々に減少し
ているいわゆる集束性光伝送体に、中心を横切る一方の
端面の中心以外の位置から光ビームを入射させると、光
ビームの軌跡は屈折率の減少の度合によつてきまる周期
で蛇行し、その径は蛇行周期の半分の周期で変化するこ
とが知られている。
集束性光伝送体のこのような一種のレンズ作用は内部の
屈折率分布によるものであつて、端面の形状によるもの
てはないので、集束性光伝送体では平面端面を用いて上
述のレンズ作用を実現することができる。この発明の光
ビーム用光波多重分波回路ては、回折格子を用いて光の
波長多重分波を行なうが、その場合に、集束性光伝送体
のこのレンズ作用と端面の平面性とを有効に利用するも
のてある。すなわち第1の集束性光伝送体の入射端面に
光ファイバの端部を設置し、この光ファイバから光ビー
ムを入射させると、進行するにつれて前述のようにビー
ム径が変動する。それでそのビーム径がほぼ最大となる
位置に第1の集束性光伝送体の出射端面を形成し、それ
に近接して透過型の回折格子を設置すれば、この光ビー
ムはその波長に従つて異なる角度に回折される。この回
折格子に近接して第2の集束性光伝送体を設置し、ビー
ム径がほぼ最小となる位置に出射端面を形成すれば、前
述のビーム軌跡の蛇行現象により、異なる角度に回折さ
れた光ビームは出射端面の異なる位置から出射される。
したがつてこれらの位置にそれぞれ別の光ファイバの端
部か、光検。出器を設置すれば波長の異なる光ビームを
別々の光ファイバへ結合させて取り出したり、別々の光
検出器で検出したりすることができ、光波長分波が実現
する。逆にこれらの複数の光ファイバを通すか、または
直接光源をこの端面に設置するかしjて波長の異なる複
数の光ビームを多重することもできる。出射端面と、第
2の集束性光伝送体の入射端面の間に別個に製作したも
のを挿入しても良いが、集束性光伝送体はすでに述べた
ように端面が平面でもレンズ作用を持つので、上記の出
射ありるいは入射端面を直接加工して製作しても良い。
この発明の光ビーム用光波多重分波回路では、複数の光
ファイバの入、出射光ビームのビーム径や角度、位置等
の変換を小型な光ビーム用光波長多重分波回路が得られ
る。また、この発明の光ビーム用光波長多重分波回路で
は光の分散素子として回折格子を用いているので、高多
重度が実現できる。さらに集束性光伝送体と透過型の回
折格子は一体化して製作することができるのて、安定な
光ファイバ用光波長多重分波回路が容易に実現できる。
以下、図面を参照してこの発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の第1の実施例の断面図を、第2図は
その斜視図をそれぞれあられす。X,Y,Z軸を図示の
ように定める。直径約1.8?のガラス丸棒にすでによ
く知られたイオン交換法により中心から周辺に向つて徐
々に減少する屈折率分布をつけた第1の集束性光伝送体
1には、7中心軸50にほぼ垂直な入射端面11と、中
心軸50に対して約60度の傾いた出射端面12が形成
されている。第1の集束性光伝送体1の出射端面12に
は、透過型の回折格子10を近接配置し、さらに、第1
の集束性光伝送体1とほぼ同様な方・法で製作した第2
の集束性光伝送体2を、その中心軸51を第1の集束性
光伝送体1の中心軸50とほぼ一致させ、かつその中心
軸51に対して約60度傾いた入射端面21を回折格子
10に近接させて設置した。第1の集束性光伝送体1の
入射端面11上の中心軸50と交わりy軸に平行な線上
で中心から0.66Tr0fLの位置に光ファイバ31
の端部を、第2の集束性光伝送体2の中心軸51にほぼ
垂直な出射端面22上の中心軸51と交わりy軸に平行
な線上で中心から0.33?、0.43?、0.53?
の位置に光ファイバ61,62,63の端部をそれぞれ
設置した。透過型の回折格子10は、厚さ約0.5糖の
透明アクリル板にフォトレジストを塗布し、レーザービ
ームの干渉パターンを利用して露出した後に斜め方向か
らのイオンビームエッチングにより間隔約0.99μm
の平行な多数の溝をつけて製作したいわゆるフレーズ回
折格子である。第1および第2の集束性光伝送体1,2
は、そのおのおのの入、出射端面11と12および21
と22がそれぞれの中心軸を切る長さが、用いた集束性
光伝送体への異軸入射光ビームの蛇行周期18.87W
1の約114の4.7順になるようにした。したがつて
、光ファイバ31を伝搬してきて第1の集束性光伝送体
1に入射した入射光ビーム41は第1の集束性光伝送体
1の出射端面12の附近ではビーム径が大きくほぼ平行
な光ビームに変換され、透過型の回折格子10にその法
線100に対して約43度の角度で入射し、そこで波長
ごとに異なる角度に第1、第2、第3の光ビーム71,
72,73として回折される。この実施例では、入射光
.ビーム41の波長が0.81pmのとき第1の集束性
光伝送体1の中心軸50に対して19度、0.85μm
のとき16度、0.89μmのとき13度の方向にそれ
ぞれ回折され、第2の集束性光伝送体2により集束され
て、それぞれ第1、第2、第3の光ファイバ,61,6
2,63から波長0.81,0.85,0.89μmの
光ビームを入射させたところ、どれも入射側ファイバ3
1へ効率よく結合でき、光ビームの多重化がてきたこと
は言うまでもない。この発明では、直型1.8?、中心
軸の長さが4.7順という小型な集束性光伝送体を用い
ているのできわめて小型な光ファイバ用光波長多重分波
回路が実現できた。
また第1および第2の集束性光伝送体1および2、透過
型の回折格子10は一体化して固定したので安定な光回
路が得られた。ま5た、光分散素子として回折格子を用
いているために分解能を上げることができ、高密度の多
重が可能になつた。第3図はこの発明の第2の実施例の
断面図を示す。
この実施例ては、第1の実施例に使用したものとほぼ同
様な集束性光伝送体を長さが約4.7wnて入、出射端
面13,14が中心軸52に対してほぼ垂直になるよう
に研磨した第1の集束性光伝送体3の出射端面14に第
1の実施例で用いたのとほぼ同様な方法で製作した間隔
0.96μmの平行溝からなる透過型の回折格子110
が直接形成されている。この透過型の回折格子110に
近接して第2の集束性光伝送体4がその中心軸53を第
1の集束性光伝送体1の中心軸52とほぼ一致させて設
置されている。第1の集束性光伝送体3の入射端面13
上にはその中心軸52を通りy軸に平行な線上の中心か
ら0.8圏の位置に入射光ファイバ31の端部を、第2
の集束性光伝送体4の出射端面24上にはその中心軸5
3を通りy軸に平行な線上の中心から0.65,0.7
6TwLの位置に第1および第2の光ファイバ61,6
2の端部を、それぞれ設置した。この実施例では透過型
の回折格子110は中心軸52に対して傾いていないが
、入射光ファイバ31を中心からずれた位置に設置する
ことにより集束性光伝送体中の光ビームの蛇行を利用し
て入射光ビーム43を透過型の回折格子110へ斜めに
入射させている。この実施例においても、入射光ファイ
バ31を伝搬してきた波長0.80,0.85μmの波
長成分を含む入射光ビーム43をそれぞれ第1および第
2の光ファイバ61,62へ分配することができた。以
上のふたつの実施例において、第1および第2の集束性
光伝送体1,2,3および4の中心軸50,51,52
および53の長さは、異軸入射光ビームの蛇行周期の約
114に選んだが、これはこの長さに限られることはな
く、これと蛇行周期の半整数倍の和であつても良いこと
は、集束性光伝送体の性質より明らかである。
さらに光ファイバの先端を集束性光伝送体の入、出射端
面から少し離して設置すれば、上記の長さよりも少し短
くてもほぼ同様な効果が得られる。これらの実施例にお
いてはいくつかの変形が可能である。
また実施例ては光ファイバと集束性光伝送体端面を直接
つき合わせて両者を結合させたが、両者の間に他の集合
素子を含む結合回路を用いても良いし、コネクタ等を用
いて光ファイバが脱着できるようにしても良い。さらに
実施例では第2の集束性光伝送体の出射端面に複数の光
ファイバの端部を結合し、これらの光ファイバを通して
分波された光を光検出器に結合させたり、また光源から
の光を光多重波回路へ結合させたりしたが、これらの光
ファイバはかならずしも必要なく、例えばアレイ状にな
らべられた受光素子を第2の集束性光伝送体の出射端面
に近接して設置し、直接その出射光ビームを受光するこ
ともできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の第1の実施例の断面図、第2図はそ
の斜視図、第3図はこの発明の第2の実施例の断面図を
それぞれあられす。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 中心軸にほぼ垂直な断面内で屈折率が中心から周辺
    に向つて徐々に減少しほぼ1/4ピツチの奇数倍の長さ
    を有する第1および第2の集束性光伝送体と、前記中心
    軸を横切る前記第1および第2の集束性光伝送体の一方
    の端面の間に設置され互いに平行な複数の溝が周期的に
    形成された透過型の回折格子と、前記第1の集束性光伝
    送体の他方の端面に端部が設置された少なくとも1本の
    光ファイバとを含む光ビーム用光波多重分波回路。
JP52081736A 1976-12-28 1977-07-07 光ビ−ム用光波多重分波回路 Expired JPS6049882B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52081736A JPS6049882B2 (ja) 1977-07-07 1977-07-07 光ビ−ム用光波多重分波回路
US05/865,205 US4198117A (en) 1976-12-28 1977-12-28 Optical wavelength-division multiplexing and demultiplexing device

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JP52081736A JPS6049882B2 (ja) 1977-07-07 1977-07-07 光ビ−ム用光波多重分波回路

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Publication Number Publication Date
JPS5417045A JPS5417045A (en) 1979-02-08
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2916234A1 (de) * 1979-04-21 1980-10-30 Philips Patentverwaltung Kopplungsvorrichtung zum ein- bzw. auskoppeln von optischen signalen in eine bzw. aus einer uebertragungsglasfaser
DE3023147A1 (de) * 1980-06-20 1982-01-07 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Planare wellenleiterlinse, ihre verwendung und verfahren zu ihrer herstellung

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KR20220023478A (ko) * 2020-08-21 2022-03-02 동아대학교 산학협력단 파장 선택 필터

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