JPS61284706A - 光装置 - Google Patents

光装置

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JPS61284706A
JPS61284706A JP12601585A JP12601585A JPS61284706A JP S61284706 A JPS61284706 A JP S61284706A JP 12601585 A JP12601585 A JP 12601585A JP 12601585 A JP12601585 A JP 12601585A JP S61284706 A JPS61284706 A JP S61284706A
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JP
Japan
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wavelength
optical
grating
directional coupler
waveguide
Prior art date
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Pending
Application number
JP12601585A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Minoru Maeda
稔 前田
Koji Ishida
宏司 石田
Hiroyoshi Matsumura
宏善 松村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、光を合波または分波する光学デバイス、特に
光フアイバ通信の光波長多重伝送に用いられる光合波器
、光分波器、あるいは光合分波器に関する。
〔発明の背景〕
光フアイバ通信における光波長多重伝送技術は経済化を
はかる上で重要である。上記光波長多重伝送において、
光合分波器は必須のデバイスである。
従来、簡易、小形化を目的として、斜め格子付三次元導
波路形光分波器が古屋氏、他によって信学会技術報告○
QE79−17.P121〜P127に報告されている
(第1図)。これは斜め格子材の2つの光導波路31.
32を並置させ、一方の光導波路31に複数の波長の異
なる光信号λ0.λ2を伝搬させ、上記斜め格子部で回
折されたある波長の光信号をもう一方の光導波路32の
斜め格子部で反射させて光導波路を伝搬させることによ
り分波を行なう構成である。しかしこの構成では1回折
された光信号は拡がりをもつために、もう一方の光導波
路内に効率よく閉じこめて伝搬させることができない。
すなわち、分波損失が大きいという問題点がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、前記問題点を解決させることにある。
すなわち、分波損失の低い光合分波器を提供することに
ある。
〔発明の概要〕
本発明は方向性結合器、あるいはリング共振器の結合領
域の先導波路にグレーティングを形成させた光合分波器
である。すなわち、方向性結合器の結合中心波長142
分波すべき波長λ、、グレーティングの回折波長λ、、
を略等しくなるように設定することにより、低分波損失
特性と、狭帯域なフィルタ特性を実現させる。したがっ
て、単一モード光ファイバによる長距離伝送が可能にな
る。また波長間隔の狭い複数の波長の光信号を用いた双
方向伝送も可能になる。
〔発明の実施例〕
第2図に本発明の光分波器の一実施例を示す。
これは三次元光導波路の平面図である。三次元光導波路
としては第1図のような盛土形以外に、リッジ形、装荷
形、埋込形、拡散形(大原、木村著。
光通信、コロナ社発行、昭和56年11月30日。
P142参照。)などを用いることができる。4の部分
が方向性結合器であり、それぞれ4つのポート7.8,
9,10を有している。5,6はグレーティングである
。グレーティングには、形状を周期的に変化させたもの
、屈折率を周期的に変化させたもの、あるいは周期すな
わち溝の間隔がなめらかに変化しているいわゆるチャー
プトゲレーティングなどを適用できる。方向性結合器の
結合中心波長λ1は分波すべき波長λ2に等しくしであ
る。グレーティング5,6は波長λ2なる光信号に対し
て。
λ2 で与えられる格子定数をもつように設定されている。た
だし、θは光信号の入射角である。このような構成にお
いて、ポート7に矢印1で示すように波長λ1.λ2の
2つの光信号が入射すると、グレーティング5で波長λ
2の光信号はブラッグ(Bragg )の条件を満足す
るので、上記グレーティングの格子面に対して反射角θ
なる方向に回折する。上記グレーティング5の格子面に
平行な格子面を有するグレーティング6を5と対抗する
ようにもう一方の光導波路9,10側に設けておくと、
上記回折光(波長λ2)はグレーティング6でふたたび
反射してポート10側へ伝搬し、矢印3のごとく分波さ
れる。ここで、前述したように、方向性結合器の結合中
心波長λ、、グレーティングの回折波長λ。が分波すべ
き波長λ2に等しく設定されているので、結合効率良く
、また回折効率良く分波され、結果として低分波損失に
なる。
また、方向性結合器単体での分波では帯域特性が広いの
で、ポート10側へ波長λ1の光信号の一部が漏洩し易
いが、グレーティング5,6を設け、その回折波長をλ
2に等しくすることにより狭帯域特性とすることができ
る。その結果、λ1とλ2が波長間隔が狭い場合でも漏
話による品質劣化の心配がいらない。なお、第2図にお
いて、波長λ1の光信号は回折されないので、グレーテ
ィングを通過し、ポート8側に矢印2のごとく伝搬する
以上のようにして、2波長分波器が実現される。
第3図は本発明の光合分波器の一実施例を示したもので
ある。これも三次元光導波路の上から見た図である。矢
印1方向へ波長λ1.λ2の光信号を、矢印19方向へ
波長λ3の光信号を伝搬させる3波長多重双方向伝送用
光合分波器である。
ポート8側へ伝搬した波長λ1の光信号(矢印2で示す
)は、レンズ12を通して受光素子14で受光される。
ポート10側へ伝搬した波長λ2の光信号(矢印3で示
す)はテーバ導波路J1を通ることにより、波長λ□の
漏洩光をカットオフ状態にさせ、光導波路から放射させ
る。ただし、λ1〉λ2の関係にある。テーパ導波路1
1での波長λ、のカットオフは、導波路の幅、あるいは
厚み、さらには屈折率をテーバ状に細くすることによっ
て実現できる。テーパ導波路11を通過した波長λ2の
光信号はレンズ13を通して受光素子15で受光される
。半導体発光素子16がらの波長λ3(λ、〈λ2くλ
、)の光信号は分岐導波路17を通って光導波路7内に
入り、矢印18゜19のごとく伝搬される。ここで分岐
導波路17内には波長λ1.λ2の光信号が伝搬しない
ように設定する。すなわち、分岐導波路17の幅Wをの
ように設定すると、波長λ1.λ2に対してはカットオ
フとなり、分岐導波路17内へは波長λ1.λ2の光信
号は伝搬しない6 第4図は本発明の光合分波器の別の実施例を示したもの
である。これも3波長多重双方向伝送用光合分波器であ
る。半導体発光素子20.21の出射光(波長λ1.λ
2)はY分岐導波路22で合波され、方向性結合器4を
通して矢印1のごとく伝送される。一方、矢印19のご
とく伝搬してきた波長λ、の光信号はグレーティング2
6゜27で回折9反射され、テーパ導波路23.レンズ
24を通して受光素子25で受光される。テーパ導波路
23は波長λ1.λ2の光信号をカットオフさせるため
のものである。
第5図は方向性結合器の代わりにリング共振器28を用
いた実施例である。リング共振器28の共振波長はλ2
となるように設定しておく、ここで、λ2は、 nL λ2=□          ・・・(3) C で表わされる。ただし、Lはリング共振器長、nは実効
屈折率、Cは光速、mは任意の整数である。
29.30はグレーティングである。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば波長多重
数は4以上でもよい。また、第2図(あるいは3,4.
5図)を縦続接続して波長多重数を増やすようにしても
よい。さらに第2〜5図の種々の組合せでもよい。
第3,4図において、合波用の光信号の波長を分波用の
光信号の波長よりも長くなるように選んでおくと、合波
用光信号の近端および遠端反射による分波用受光素子へ
の漏洩をテーパ導波路などによって抑制できるという特
徴がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、簡単、かつ小形な1チツプ。
モノリシック構成で低分波損失特性を有する光分波器、
あるいは光合分波器を得ることができる。
また、波長間隔の狭い複数の光信号を用いた場合にも漏
話量の非常に小さい光合分波器を構成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の斜め格子付三次元導波路形光分波器の概
略図、第2,5図は本発明の光分波器の実施例、第3,
4図は本発明の光合分器の実施例である。 1.2,3,18.19・・・光の伝搬方向を示す矢印
、4・・・方向性結合器、5,6,26.27゜29.
30・・・グレーティング、7〜1o・・・方向性結合
器の導波路ポート、11,23・・・テーパ導波路、1
2,13.24・・・レンズ、14,15゜25・・・
受光素子、16,20,21・・・半導体発光素子、1
7.22・・・分岐導波路、28・・・リング共振器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、方向性結合器、あるいはリング共振器の結合領域の
    各々の光導波路にグレーテイングを設けたけたことを特
    徴とする光装置。 2、各々の光導波路に設けたグレーテイングの特性を等
    しくしたことを特徴とする第1項記載の、光装置。 3、分波すべき波長、方向性結合器の結合中心波長、グ
    レーテイングの回折波長を略等しくしたことを特徴とす
    る第1、2項記載の光装置。 4、方向性結合器の光導波路の一部に分岐導波路を設け
    、該方向性結合器で分波される光信号の波長よりも短い
    波長の光信号を該分岐導波路より送出し、該分波される
    波長の光信号の伝搬方向に伝搬させるようにしたことを
    特徴とする第1〜3項記載の装置。 5、方向性結合器の出力ポート側光導波路に多分岐導波
    路を設け、波長の異なる複数の光信号を合波させて該方
    向性結合器に送り込むようにしたことを特徴とする第1
    〜3項記載の光装置。 6、方向性結合器の出力ポート側の分波信号伝搬用光導
    波路をテーパ状光導波路としたことを特徴とする第1〜
    5項記載の光装置。 7、レンズ、半導体発光素子、受光素子などの光デバイ
    スを光導波路上に一体的に構成させたことを特徴とする
    第1〜6項記載の光装置。 8、合波用の光信号の波長が分波用の光信号の波長より
    も長いことを特徴とする第4〜7項記載の光装置。
JP12601585A 1985-06-12 1985-06-12 光装置 Pending JPS61284706A (ja)

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