JPS61153603A - 導波形光アクセツサ - Google Patents

導波形光アクセツサ

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JPS61153603A
JPS61153603A JP27379784A JP27379784A JPS61153603A JP S61153603 A JPS61153603 A JP S61153603A JP 27379784 A JP27379784 A JP 27379784A JP 27379784 A JP27379784 A JP 27379784A JP S61153603 A JPS61153603 A JP S61153603A
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JP
Japan
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optical
optical waveguide
waveguide
main
fiber
Prior art date
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Pending
Application number
JP27379784A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasubumi Yamada
泰文 山田
Masao Kawachi
河内 正夫
Mitsuho Yasu
安 光保
Morio Kobayashi
盛男 小林
Hiroshi Terui
博 照井
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS61153603A publication Critical patent/JPS61153603A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/2804Optical 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、光加入者系や構内光通信IN等の光通信シス
テムにおいて、幹線と端末との間でのイキ号の入出力を
行なうための光アクセッサに関するものである。
〔従来技術〕
光加入者系や構内光通信網等においては、システムを伝
搬する光情報の一部を末端の加入者へ伝へ、また加入者
からの情報をメインルートへ伝える必要がある。そのた
めの機能を果たす部品として、光アクセッサがある。
光アクセッサの機能を第4図によって説明する。第4図
において、1は光アクセツサ部分であり、2はメインル
ート、3はメインルート2から端末5への分岐ルート、
4は端末5からメインルート2への合流ルートである。
分岐ルート3を経て端末5に入力されるイR号は長距離
にわたって伝搬してきたものであるので、信号光強度は
弱くなっている。一方、合流ルート4を経て、端末5か
らメインルート2へ向かう信号は、端末5から伝送路へ
入力した直後なので、)成衰して−おらず、分岐ルート
3を伝わる信号光強度に比べて、合諦ルート4の信号光
強度は非常に強い、したがって、合流ルート4と分岐ル
ート3との間に漏話かあると、分岐ルート3の信号光に
対しては大きな ・雑音となる。このため、分岐ルート
3と合波ルート4との間の漏話は、極力小さいことが必
要である。
以上の機能を果たす光アクセッサは、小型化が可能であ
り、経済性に優れる等の理由から、導波形部品として構
成することが望ましい、従来、このような導波形光アク
セッサは、第5A図または第5B図のように構成されて
いた。
第5A図または第5B図において、11は基板、12は
基板ll上のメインルート光導波路、13は分岐ルート
光導波路、14は合流ルート光導波路である。 2aは
メインルート入力ファイバ、2bはメインルート出力フ
ァイバ、3aは分岐ルート出力ファイバ、 4aは合流
ルート入力ファイバである0図中の矢印は、信号の伝搬
方向を示している。
このような構造の光アクセッサにおいては、合流ルート
入力ファイバ4aと合波ルート光導波路14との接続部
からの漏れ光および合流ルート光導波路14からの漏れ
光が分岐ルート出力ファイバ3aに漏れ込むため、合流
ルート入力ファイバ4aから分岐ルート出力ファイバ3
aへの漏話が生じるという問題があった。
〔目 的〕
そこで、本発明の目的は、合流入力導波路からの光入力
信号が分岐出力導波路に漏れ込まないように適切に構成
し、以て低漏話特性をもつ導波形光アクセッサを提供す
ることにある。
〔発明の構成〕
このような目的を達成するために、本発明では、光導波
路と同一基板上において、光導波路端部に対応して光フ
アイバ結合用ガイドを設ける。
すなわち、本発明は、基板と、該基板上に配置され、分
岐出力光導波路および合流入力光導波路を有する光導波
路と、前記基板上において、前記光導波路の光入力端部
、光出力端部、前記分岐出力光導波路の端部および前記
合流人力光導波路の端部に配置され、前記端部の各々に
結合され5光フアイバを案内する案内部材とを具えたこ
とを詰機とする。
ここで、分岐出力光導波路の端部色合流入力光導波路の
端部よりも光入力部に近く配置するのが好適である。
本発明の好適例では、光導波路は1本のメイン光導波路
を有し、メイン光導波路に対して、分岐出力光導波路お
よび合流人力光導波路がそれぞれ7字形状をなし、分岐
出力光導波路と分岐出力ファイバとの接続位置を、合流
人力光導波路と合流入力ファイバとの接続位置より上流
側、すなわち、メインルート入力部に近い位置に配設す
る。
[実施例] る。
第1図は本発明の導波形光アクセッサの−実施例を示す
第1図において、シリコン基板21.I−、に1木のメ
イン光導波路22を設ける。このメイン光道波路22の
一方の端部、すなわちメイン入力部23のδくには略々
Y形状の分岐部24を設ける。メイン光導波路22の他
方の端部、すなわちメイン出力部25の近くにはY形状
の合流部26を設ける。分岐部24からは分岐出力光導
波路27を延存させる。合流部26からは合流入力光導
波路28を延存させる。
ここで、分岐出力光導波路27の分岐ルート出力ファイ
バ3aと結合する側の端部27Aが、合流入力光導波路
28の合流ルート入力ファイバ4aと結合する側の端部
28Aよりもメイン入力部23に近い位置に位置するよ
うにする。
さらに、基板21上において、メイン入力部2aの付近
には、メインルート入力ファイバ2aをメイン入力部2
3に正確に導くための光フアイバガイド29および30
を光ファイバ2aを挿入可能に対向して設ける。光ファ
イバ2aをこれらガイド28と30とにより形成された
ガイド溝に挿入するだけで、この光ファイバ2aとメイ
ン光導波路22との位置合わせを正確に行うことができ
る。
メイン出力部25の付近には、メインルート出力ファイ
バ2bをメイン出力部25に正確に導くための光フアイ
バガイド31および32を光ファイバ2bを挿入可能に
対向して設ける。光ファイバ2bを、これらガイド31
と32とにより形成されたガイド溝に挿入するだけで、
この光ファイバ2bとメイン光導波路22との位置合わ
せを正確に行うことができる。
同様に、分岐出力光導波路27の端部27Aの付近には
分岐ルート出力ファイバ3aを案内して位置合わせを正
確に行う光フアイバガイド33および34を設け、それ
により形成されたガイド溝にファイバ3dを挿入する0
合流入力光導波路28のKfa 2+1Aの付近には合
流ルート入力ファイバ4aを案内して位置合わせを正確
に行う光フアイバガイド35および3Gを設け、それに
より形成されたガイド溝にファイバ4aを挿入する。
第1図示の光アクセッサにおいては1分岐出力光導波路
27と分岐ルート出力ファイバ3aとの接続部が、合流
入力光導波路28と合流ルート入力ファイバ4aとの接
続部よりも上流側、すなわち、メインルート入力ファイ
バ2aとメイン光導波路22との接続部に近い側に位置
するので、合流ルート入力ファイバ4aと合流入力光導
波路28との接続部において散乱した漏れ光が分岐ルー
ト出力ファイバ3aに漏れ込むことはない。
このように光漏話が生じない理由をさらに詳細に説明す
るために、分岐ルート出力ファイバ3aと合流ルート入
力ファイバ4aとの位置関係を第2図に示す、光ファイ
バ4aからの光は、この光ファイバ4aの開口数(N、
A、)に従って、角度20に広がって放射される。一方
、光ファイバ3aは、角度2θの範囲で入射してきた光
を受光する。このとき、第2図から明らかなように、フ
ァイバ4aから放射した光を、ファイバ3aが受光する
ことはできない、したがって、第1図に示した光アクセ
ッサによれば、光ファイバ4aから光ファイバ3aへの
漏れ光を大幅に防ぐことができる。
このような導波形光アクセッサは、例λば、シリコン基
板21上に形成した石英系光導波路を用いて製作するこ
とができる。
その−例を第3図に示す0本例では、まず、シリコン基
板21上に石英系ガラス光導波膜を一様に形成し、その
光導波膜の不要部分をフッ素系ガスを用いた反応性イオ
ンエツチング等の手法で除去して、先導波路22 、2
?および28と光フアイバガイド28〜36の部分を残
す。
石英系光導波膜を形成するには、本出願人が先に提案し
た「光導波膜の製造方法」 (特願昭58−1473号
)に記載の方法を用いることができる。すなわち、Si
C文a  +  T+C,114等のガラス形成原料ガ
スの火炎加水分解反応を利用してシリコン基板21上に
ガラス微粒子膜を堆積させた後、電気炉中で、ガラス微
粒子膜を加熱して透明ガラス化することにより形成でき
る。
光導波膜は、メイン光導波路22に示すように、通常、
バッファ層41.コア層42およびクラッド層43の3
層から成っている。コア層42の厚みは−緒に用いる光
ファイバ2a、2b、3aおよび4aのコア径とほぼ等
しくなるように設定する。なお、これら光ファイバのコ
ア径は多モード用で50gm、虫−モード用で5〜10
gm程度である。
光フアイバガイド28〜36は第3図に示した光導波路
22 、27および28のエツチングによる形成時に光
導波膜の一部を残しておくことにより形成するのが好都
合であるが、この方法にのみ限られるものではない。し
かし、このような形成法を用いる場合には、1枚のフォ
トマスクをベースにしてフォトリングラフィの手法で光
導波路用および光フアイバガイド用パターンを精度良く
転写することができるので、光導波路22 、27およ
び28とガイド29〜3Bとの位置合わせは自動的に正
確に達成される。
第1図には実際に製作した素子の寸法および角度の一例
を示す、メイン光導波路22および合流入力光導波路2
8の各導波路幅を404m、分岐出力光導波路27の導
波路幅を25 p、 mとし1分岐および合流角度はい
ずれも2度とした。
さらに、これら導波路22 、27および28の各コア
層の厚さを50gmとした。また、比〜屈折率差Δn 
= 1.0%とした。メイン先導波路22の長さは12
mmとした。
この光アクセツサ素子を用いて、合流ルート入力ファイ
バ4aから分岐ルート出力ファイバ3aへの漏話特性を
波長λ= 0J33 g mにおいて測定した。光ファ
イバ4aからの入力光強度I4a、=−111,0de
llのとき、光ファイバ3aからの出力光強度I3a、
<−84dBm(測定器の測定限界)であり、 S話特
性−85dB以下という非常に低い値が得られた。なお
、このほかの光学特性は以下のようであった。
分岐過剰損・・・(I24 + I3L ) / l2
L= 3.1 dB分 岐 比・・・I  :I  =
2.5:124     几 合流過剰損・・・工繕/工。L=2.5dB一方、第5
B図の従来の導波形光アクセッサについては、漏話特性
はhL/ I4L = −45dBであり、分岐過剰損
(12,+ I、、) / I、お=3.0dB、分岐
比重、。:l3L=3:1.合流過剰損Izt/I福=
3.8 dBであった。これらデータと、上述の本発明
実施例のデータとを比較すると、漏話特性の点で、本発
明の方が大岬に優れていることがわかる。
このように、本発明の導波形光アクセッサでは、光導波
路端部に光フアイバ結合用のガイド溝を設けたことによ
り低漏話特性が得られたが、これに対比して、従来の端
面接続法では、光ファイバと光導波路との接続は、基板
端面で行なう必要があり、この結果、第5A図または第
5B図の構造にならざるを得ない6本発明のように光フ
アイバ接続にガイド溝を用いると、基板上の任意所望の
位置での光入出力が可能となり、したがって、本発明で
は、分岐出刃先導波路と分岐出力ファイバとの接続位置
を、合流入力光導波路と合流入力ファイバとの接続位置
より上流側、すなわち、メインルート入力部に近い位置
に配設して導波形光アクセッサを構成する。
〔効 果〕
以上説明したように、本発明導波形光アクセッサでは、
光導波路と同一の基板面上に、光導波路と対応して光フ
アイバ結合用ガイドを設けたので、かかるガイドを適切
に配置することによゎて、先導波路と光ファイバとの結
合部の位置関係を最適に定めることができ、したがって
1合流信号が分岐信号に漏れ込む漏話特性を極めて低く
抑えることができる。実際に、シリコン基板上に形成し
た石英系光導波路を用いて製作した光アクセッサでは−
85dB以下の漏話特性が得られ、従来の導波形光アク
セッサの−40〜−50dB程度の漏話特性と比較して
極めて良好である。したがって、本発明導波形光アクセ
ッサは、デジタル信号の伝送系だけでなく、アナログ信
号の伝送系にも有効に適用できる。さらに加えて1本発
明では、同一基板上に形成した光導波膜から光導波路と
光フアイバガイドとを同時にエツチングなどにより形成
できるので、その製造プロセスが簡単であり、かつ先導
波路とガイドとの双方を高い精度に保って配置できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の低漏話導波形光アクセッサの構造の一
実施例を示す平面図、 第2図は第1図示の光アクセッサが低漏話であることを
説明するための線図、 第3図は本発明の他の実施例としての石英系導波形光ア
クセッサの構成を示す斜視1図、第4図は光アクセツサ
機能の説明図、 第5A図および第5B図は、従来の導波形光アクセッサ
の構造の2例を示す線図である。 1・・・光アクセッサ、 2・・・メインルート、 2a・・・メインルート入カフアイ/曳、2b・・・メ
インルート出力ファイバ、3・・・分岐ルート、 3a・・・分岐ルート出力光導波路、 4・・・合流ルート、 4a・・・合流ルート入力ファイバ、 5・・・端末、 11・・・基板、 12・・・メ1インルート光導波路、 13・・・分岐ルート出力光1波路、 14・・・合流ルート入力光導波路、 21・・・シリコン基板、 22・・・メイン光導波路、 23・・・メイン入力部、 24・・・分岐部、 25・・・メイン出力部、 26・・・合流部、 27・・・分岐出力光導波路、 27A・・・端部、 2B・・・合流入力光導波路、 28A・・・端部、 29〜38・・・光フアイバガイド、 41・・・バッファ層、 42・・・コア層、 43・・・クラッド層。 特許出願人    日本電信電話公社 代 理 人    弁理士 谷 義− 第4図 第5A図   第58図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)基板と、 該基板上に配置され、分岐出力光導波路および合流入力
    光導波路を有する光導波路と、 前記基板上において、前記光導波路の光入力端部、光出
    力端部、前記分岐出力光導波路の端部および前記合流入
    力光導波路の端部に配置され、前記端部の各々に結合さ
    れる光ファイバを案内する案内部材とを具えたことを特
    徴とする導波形光アクセッサ。 2)特許請求の範囲第1項記載の導波形光アクセッサに
    おいて、前記分岐出力光導波路の端部を前記合流入力光
    導波路の端部よりも前記光入力部に近く配置したことを
    特徴とする導波形光アクセッサ。 3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の導波形光
    アクセッサにおいて、前記光導波路は1■のメイン光導
    波路を有し、該メイン光導波路に対して、前記分岐出力
    光導波路および前記合流入力光導波路がそれぞれY字形
    状をなすことを特徴とする導波形光アクセッサ。 4)特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかの項
    に記載の導波形光アクセッサにおいて、前記基板はシリ
    コン基板であることを特徴とする導波形光アクセッサ。 5)特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかの項
    に記載の導波形光アクセッサにおいて、前記基板上に配
    置した石英系光導波膜から前記光導波路および前記案内
    部材を形成したことを特徴とする導波形光アクセッサ。
JP27379784A 1984-12-27 1984-12-27 導波形光アクセツサ Pending JPS61153603A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4789214A (en) * 1987-09-21 1988-12-06 Tacan Corporation Micro-optical building block system and method of making same
US5463705A (en) * 1992-11-24 1995-10-31 International Business Machines Corporation Optical waveguide isolation

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