JPS61284708A - 光合分波装置 - Google Patents

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、光フアイバ通信用の光合波機能および光合波
機能を兼ね備えた光合分波装置あるいは上記装置に半導
体発光素子、半導体受光素子、駆動回路および光部品を
一体化した光モジュールに関する。

〔発明の背景〕

光フアイバ通信における双方向伝送技術・波長多重伝送
技術は、経済化をはかる上で重要である。

上記双方向伝送・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。しかし、現状の光合分波装置は
非常に高価という問題点を持っている。これは加工数・
時間および組立、調整数・時間が多いためである。特に
、ガラスの研摩加工。

ガラス部品の組立、光軸調整などがコストを引き上げて
いる。

このような背景のもとで、分布結合導波路は、２本の導
波路が近接すると、一方の導波路から他方の導波路へ光
が移行するため、光合波器あるいは光分波器として利用
できる。さらに、導波路構造を利用して、半導体発光（
あるいは受光）素子。

駆動回路、光学部品を一体化した光合分波器を構成する
ことが可能である。

第１図に示すのは、従来から知られている分布結合導波
路の概略図である。同図（ａ）は正面図。

１．２は導波路、５は基板である。同図（ｂ）（ｃ）（
ｄ）（ｅ）（ｆ）は側面図であり各種の導波路構造を示
す。これ以降の説明では、（ｂ）の構造を例にとって説
明を進める。同図の分布結合導波路を分波器として使用
する場合、導波路１に複数の波長の光信号を入射すると
、導波路出口４からは分波された光信号が、また導波路
出口３からは、それ以外の光信号が出射される。一方、
同図の分布結合導波路を合波器として使用する場合、合
波しようとする光信号を導波路２に、主となる光信号を
導波路１に入射すると、導波路出口３から合波された光
信号が出射される。導波路間の結合度の波長依存性は、
導波路構造、導波路間隔、導波路の結合長、各媒質の屈
折率等の調整により変化させることができる。

しかし、上記分布結合導波路では、波長間隔の狭い複数
の光信号を合分波するのには適さない。

これは、結合度が光の波長の変化に対して緩やかに変化
し、３ｄＢ低下波長幅が１１００ｎ程度にも及ぶためで
ある。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記欠点を解消するために、双方向伝
送、波長多重伝送を行なうための光合分波装置を、分布
結合導波路を用いて小形、低コストに実現させると共に
、波長間隔の狭い複数の光信号を合分波する方法を提供
することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、前記第１図の分布結合導波路において、結合
部の媒質に反射型グレーティングあるいは透過型グレー
ティングを形成したものである。

第２図（ａ）はグレーティング６を表面に形成した分布
結合導波路の正面図であり、（ｂ）は側面図である。グ
レーティング６の位置は導波路の真下（同図（Ｃ））あ
るいは基板内部（同図（ｄ））でも可能である。また、
グレーティング６の代わりに周期的に組成が変わる多層
構造７（同図（ｅ））あるいは周期的に不純物濃度が変
わる構造８（同図（ｆ））でも可能である。

第３図（ａ）〜（ｄ）に、反射型グレーティングを形成
した場合の分波特性を説明する。波長λ１とλ２との混
合光信号から波長λ１の光信号を分波する場合、方向性
結合器の結合の中心波長λ。

を波長λ１の近傍に選び、かつグレーティングの周期を
、λ２が反射されるように選べば、導波路間の結合率は
第３図（ａ）のようになる。この結果、同図（ｂ）のよ
うな二種類の波長λ１．λ２を有する光信号を分布結合
導波路（第２図（ａ）の１）に入射すると、波長λ、の
光信号は入射した導波路と同じ導波路の出口（第２図（
ａ）の３）から出射され、一方波長λ１の光信号は分波
されてもう一方の導波路出口（第２図（ａ）の４）より
出射される。すなわち、波長間隔の狭い光分波器が構成
でき、かつ、波長λ、とλ２の光信号の干渉を小さくす
ることができる。したがって漏話減衰量を大きくとれ、
双方向光伝送用合分波器に適用す６３″゛１６・　　　
　　　　　　　　　　　　　　　ｉグレーティングが透
過型の場合には、分布結合　　　　　　　ト導波路の結
合率を第３図（ｅ）のように設定する　　　　　　　１
８、あ、う、、−ケイ２ヶ、□□９１カー。

が得られる。すなわち、狭帯域型光合分波器が得　　　
　　　［られる。

分波された光信号は、分布結合導波路の構成に　　　　
　　　１より、第２図（ａ）の２から出射させることも
可能である。

〔発明の実施例〕

第４図に本発明の光合分波装置の第一の実施例を示す。

図中の１３は、光ファイバ（図示せず）との結合部であ
る。光ファイバから入射した光信号１４は複数の結合部
６−１．・・・、６−ｎで分波され、光信号１１−１．
・・・、１１−ｎとして出射される。また、光信号１２
−１．・・・、１２−ｎはそれぞれ導波路を伝搬し、結
合部１０−１．・・・。

１０−ｎで合波され、光信号１５として出射される。６
−１．・・・、６−ｎはグレーティングであり、その周
期は合波あるいは分波しようとする光の波長により調整
する。同図は光信号の入出力を分布結合導波路の順方向
で行なっている構成例である。

第５図には、本発明の第２の実施例を示す。同図では、
分布結合導波路の逆方向で光信号の入出力を行なってい
る。同図の機能および図中の番号は、第４図の場合と同
じである。

第６図に本発明の第３の実施例を示す。同図は第４図に
示した光合分波装置に、レンズなどの光学部品（第６図
１８−１．・・・、１８ｎ）＊半導体発光素子（同図１
９−１．・・・、ｌ９−ｎ）、半導体受光素子（同図１
６−１．・・・、ｌ６−ｎ）および各種駆動回路（１７
−１，・・・、１７・−ｎ）を一体化したものである。

図中２１は一体化のための基板である。

第７図に示すのは１本発明の第４の実施例である。図中
の番号は第４〜６図の場合と同じである。

図中２２−１．・・・、２２−５は反射型あるいは透過
型のグレーティング多層構造あるいは周期的に不純物濃
度が変化した構造である。導波路上に形成したこのグレ
ーティングは、各受光素子へ所望以外の光信号が入力さ
れるのを抑制すること、あるいは、発光素子に他の光信
号が入射するのを防止することを目的とする。第７図の
実施例では、合分波する光信号の波長が合計６種類であ
るが。

本発明による光合分波装置では、合分波する光信号の数
に制限はない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、光ファイバを用い
て波長多重伝送、双方向伝送を行なうための光合分波装
置を小形で低コストに実現させることができると共に、
波長間隔の狭い複数の波長の光信号を用いた高アイソレ
ーシヨン形゛の光合分波装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の分布結合導波路の概略を示す平面および
側面図、第２図は第１図の分布結合導波路にグレーティ
ングを形成した例を示す平面および側面図、第３図は第
２図の光合分波装置の分波特性例を示す図、第４〜７図
は本発明の光合分波装置の実施例を示す平面図である。 ６．６−１〜６−　ｎ・・・グレーティング、７・・・
組成が周期的に変化する多層構造、８・・・媒質の不純
物濃が周期的に変化する構造、９−１〜９−ｎ・・・分
波機能を有する結合部、１０−１〜１０−ｎ・・・合波
機能を有する結合部、１１−１〜１１−ｎ・・・分波さ
れた光信号、１２−１〜１２−ｎ・・・合波する光信号
、１３・・・光合分波装置と光ファイバとの結合部、１
４・・・光ファイバから光合分波装置に入射する光信号
、１５・・・光合分波装置から光ファイバへ出射する信
号光、１６−１〜１６−ｎ・・・半導体受光素子、１７
−１〜１７−ｎ・・・駆動回路、１８−１〜１８−ｎ・
・・レンズ等の光部品、１９−１〜１９−ｎ・・・半導
体発光素子、２０・・・光ファイバ、２１・・・基板。 第　ｌ　　国 第４１！］

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、分布結合導波路の導波路間の媒質の屈折率あるいは
   形状が周期的に変化した構造を有する光合分波装置にお
   いて、媒質の表面あるいは内部に周期的にグレーテイン
   グあるいは組成が周期的に変化し多層構造あるいは不純
   物濃度が周期的に変化した構造を有することを特徴とす
   る光合分波装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、合分波する光信号
   の波長に共振する周期的な形状変化あるいは屈折率変化
   を有することを特徴とする光合分波装置。 ３、合分波する光信号の波長に隣接する波長を有する光
   信号を反射する周期的な形状変化あるいは屈折率変化を
   有することを特徴とする第１項記載の光合分波装置。 ４、特許請求の範囲第１〜３項において、複数の結合部
   を有することを特徴とする光合分波装置。 ５、特許請求の範囲第１〜４項において、半導体発光素
   子、半導体受光素子、駆動回路および光学部品を一体化
   した構造を有することを特徴とする光合分波装置。 ６、特許請求の範囲第１〜５項において、導波路の一部
   に屈折率が周期的に変化した構造を有することを特徴と
   する光合分波装置。