JPS6184611A - 回折格子形光合波分波器 - Google Patents
回折格子形光合波分波器Info
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- JPS6184611A JPS6184611A JP20556884A JP20556884A JPS6184611A JP S6184611 A JPS6184611 A JP S6184611A JP 20556884 A JP20556884 A JP 20556884A JP 20556884 A JP20556884 A JP 20556884A JP S6184611 A JPS6184611 A JP S6184611A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- demultiplexer
- optical multiplexer
- waveguides
- type optical
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
- G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
Landscapes
- Physics & Mathematics (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は光波長多重伝送方式において異る複数の波長の
光信号を合波又は分波するための光合波分波器に関し、
特に回折格子を基本素子とする回折格子形光合波分波器
に関する。
光信号を合波又は分波するための光合波分波器に関し、
特に回折格子を基本素子とする回折格子形光合波分波器
に関する。
従来、光合波分波器の原理としては、波長にょシ回折角
が異ることを利用した回折格子形の他に。
が異ることを利用した回折格子形の他に。
誘電体多層膜の透過（反射）波長特性を利用した干渉膜
形がある。これらの二方式は互いに対照的な長所、短所
を有する。すなわち１回折格子形は多重数が大きくなっ
ても構成が単純であるという長所の反面１通過帯域幅が
狭い、漏話が大きい等の短所がある。それに対して、干
渉膜形は多重数が大きくなると構成が複雑になるという
短所があるが２通過帯域幅が広く低漏話という長所があ
る。
形がある。これらの二方式は互いに対照的な長所、短所
を有する。すなわち１回折格子形は多重数が大きくなっ
ても構成が単純であるという長所の反面１通過帯域幅が
狭い、漏話が大きい等の短所がある。それに対して、干
渉膜形は多重数が大きくなると構成が複雑になるという
短所があるが２通過帯域幅が広く低漏話という長所があ
る。
光源の波長制御技術が研究開発段階の現状では。
広帯域特性が要求され、専ら干渉膜形光合波分波器が小
さい多重数（２〜４波）で実用化されている。
さい多重数（２〜４波）で実用化されている。
ところで２回折格子形光合波分波器の基本構成は２文献
（ｒｏ、ｓμｍ帯Ｍ）Ｍ伝送用グレーティング分波器の
検討」、青山等、電子通信学会（ＯＱＥ７８−１０４）
Ｅ等でも示されている通シ、７アイバアレイ、レンズ、
回折格子の３種類の素子より成る。通過域および阻止域
特性は、おもにファイバアレイにおけるファイバの・ぐ
ラメータおよびファイバの整列間隔によって決まる。回
折格子によりで回折され。
（ｒｏ、ｓμｍ帯Ｍ）Ｍ伝送用グレーティング分波器の
検討」、青山等、電子通信学会（ＯＱＥ７８−１０４）
Ｅ等でも示されている通シ、７アイバアレイ、レンズ、
回折格子の３種類の素子より成る。通過域および阻止域
特性は、おもにファイバアレイにおけるファイバの・ぐ
ラメータおよびファイバの整列間隔によって決まる。回
折格子によりで回折され。
出射ファイバのコア上に集光されたスポットは。
波長シフトに従ってそのコア上を移動する。従って２通
過帯域幅（０，５ｄＢ幅）Ｂは以上の作用をファイバ同
士の突合わせに置き換えることにより、近似的に以下の
式で表現できる。
過帯域幅（０，５ｄＢ幅）Ｂは以上の作用をファイバ同
士の突合わせに置き換えることにより、近似的に以下の
式で表現できる。
Ｂ＝Δλ×（δ／ａ）ｘ２ ・−・・・・・
・・（１）ここで、Δλ゛：チャンネル間の波長間隔ｄ
：ファイバの整列間隔 δ：入射ファイバと出射ファイバとを突合わせて０．５
ｄＢだけ損失を増加させるだめの軸ずれ量 上式より、与えられたΔλに対してＢを大きくするため
には、入射ファイ・ぐに対する出射ファイ・々のコア径
差を大きくすることによってδを大きくするか、または
ｄを小さく、即ちクラッド層を極力薄くする必要がある
がこれらの方法にはそれぞれ限界がある。前者の方法で
は、出射ファイ・ぐのコア径が伝送路のコア径で規定さ
れ、入射ファイバが光源につながる合波の際に特に広帯
域化が困難になる。即ち入射７アイノぐのコア径を小さ
くすると、光源との結合が困難になるということである
。一方、後者の方法では、光が漏れない範囲で限界まで
クラッド層を薄、＜シても、そのようなファイバはアレ
イ化する際に２曲げや接着固定等によるストレスのため
損失が増加し易いとともに。
・・（１）ここで、Δλ゛：チャンネル間の波長間隔ｄ
：ファイバの整列間隔 δ：入射ファイバと出射ファイバとを突合わせて０．５
ｄＢだけ損失を増加させるだめの軸ずれ量 上式より、与えられたΔλに対してＢを大きくするため
には、入射ファイ・ぐに対する出射ファイ・々のコア径
差を大きくすることによってδを大きくするか、または
ｄを小さく、即ちクラッド層を極力薄くする必要がある
がこれらの方法にはそれぞれ限界がある。前者の方法で
は、出射ファイ・ぐのコア径が伝送路のコア径で規定さ
れ、入射ファイバが光源につながる合波の際に特に広帯
域化が困難になる。即ち入射７アイノぐのコア径を小さ
くすると、光源との結合が困難になるということである
。一方、後者の方法では、光が漏れない範囲で限界まで
クラッド層を薄、＜シても、そのようなファイバはアレ
イ化する際に２曲げや接着固定等によるストレスのため
損失が増加し易いとともに。
細いためファイバアレイの組立が困難になる。
以上の観点から、入／出射ファイバを等しくコア径５０
μｍ、クラツド径６０μｍの集束形多モードファイバと
して、損失スペクトラムをシミュレーションした結果を
第４図に示す。この場合。
μｍ、クラツド径６０μｍの集束形多モードファイバと
して、損失スペクトラムをシミュレーションした結果を
第４図に示す。この場合。
Ｂ＝０．４４Δλであり、Δλ＝ｌＯＯｎｍとするとＢ
＝４４ｎｍとなり、実用化されている干渉膜形光合波分
波器と同程度になる。ところが、阻止域減衰量は隣シチ
ャンネルの同じ通過域幅における端の波長（図中、Ａ点
）で２０ ｄＢ以下となり、システムの要求（３０〜６
０ｄＢ）を満足することはできない。逆に阻止域減衰量
を大きくしようとすれば１通過域幅が狭くなり同様にシ
ステムの要求を満足することができない。よって、従来
の回折格子形光合波分波器は狭帯域で漏話特性が悪いと
いう欠点がある。
＝４４ｎｍとなり、実用化されている干渉膜形光合波分
波器と同程度になる。ところが、阻止域減衰量は隣シチ
ャンネルの同じ通過域幅における端の波長（図中、Ａ点
）で２０ ｄＢ以下となり、システムの要求（３０〜６
０ｄＢ）を満足することはできない。逆に阻止域減衰量
を大きくしようとすれば１通過域幅が狭くなり同様にシ
ステムの要求を満足することができない。よって、従来
の回折格子形光合波分波器は狭帯域で漏話特性が悪いと
いう欠点がある。
本発明の目的は、前に述べた合波の際の狭帯域特性およ
び分波の際の漏話特性を改善し、なおかつ構造が単純で
生産性の高い回折格子形光合波分波器を提供することで
ある。
び分波の際の漏話特性を改善し、なおかつ構造が単純で
生産性の高い回折格子形光合波分波器を提供することで
ある。
本発明によれば、複数の導波路が互いに結合することな
く一端側では密に、他端側では疎にそれぞれ配列されて
いるアレイ導波路と、該アレイ導波路の密に配列された
端面付近に焦点が位置するように配置されたレンズと、
該レンズに対向して配置された回折格子と、前記アレイ
導波路の疎に配列された端面に設けられた複数の干渉膜
フィルタ等とから成る回折格子形光合波分波器が得られ
る。
く一端側では密に、他端側では疎にそれぞれ配列されて
いるアレイ導波路と、該アレイ導波路の密に配列された
端面付近に焦点が位置するように配置されたレンズと、
該レンズに対向して配置された回折格子と、前記アレイ
導波路の疎に配列された端面に設けられた複数の干渉膜
フィルタ等とから成る回折格子形光合波分波器が得られ
る。
本発明の原理構成について、第１図によシ説明する。第
１図において、基板１の上または内部にアレイ状に導波
路２１〜２５が設けられておシ。
１図において、基板１の上または内部にアレイ状に導波
路２１〜２５が設けられておシ。
その間隔は一端で狭く他端で広くなっている。導波路２
１の密に配列された端面から出射したビームは、レンズ
４２回折格子５を介して導波路２２〜２５と結合する。
１の密に配列された端面から出射したビームは、レンズ
４２回折格子５を介して導波路２２〜２５と結合する。
導波路２１〜２５の密に配列された部分とレンズ４と回
折格子５とで先に述べた広帯域な通過域特性を有する光
合波分波器を構成する様にアレイ導波路の・ぞラメータ
を設定する。
折格子５とで先に述べた広帯域な通過域特性を有する光
合波分波器を構成する様にアレイ導波路の・ぞラメータ
を設定する。
阻止域減衰量は、第１図に示す様に、導波路の疎に配列
された端面またはその先に構成される光学系に干渉膜フ
ィルタ３１〜３４を設けるか、または各導波路の一部に
フィルタ機能を付加することによって大きな値が実現で
きる。
された端面またはその先に構成される光学系に干渉膜フ
ィルタ３１〜３４を設けるか、または各導波路の一部に
フィルタ機能を付加することによって大きな値が実現で
きる。
以下に９本発明の実施例について述べる。第２図（ａ）
、 （ｂ） 、 （Ｃ）は第１の実施例を示す。この
例は構成的には第１図と同じであるが、アレイ導波路が
ガラス基板６の中に、以下に述べるエレクトロマイグレ
ーションにより導波路２１〜２５として形成されている
点で異る。即ち、ガラス基板６の材質としては硼硅酸ガ
ラスを用い、そのガラス基板６の上にフォトリングラフ
ィにより２石英ガラスのアレイ状の導波路・ぐター／の
マスクを形成し。
、 （ｂ） 、 （Ｃ）は第１の実施例を示す。この
例は構成的には第１図と同じであるが、アレイ導波路が
ガラス基板６の中に、以下に述べるエレクトロマイグレ
ーションにより導波路２１〜２５として形成されている
点で異る。即ち、ガラス基板６の材質としては硼硅酸ガ
ラスを用い、そのガラス基板６の上にフォトリングラフ
ィにより２石英ガラスのアレイ状の導波路・ぐター／の
マスクを形成し。
電界を印加しなからＴｔ＋イオンを選択的に拡散させる
ことによシ、アレイ導波路を作成した。各導波路のコア
径を等しく、５０μｍとし、密配列の整列間隔を６０μ
ｍとした。この導波路の損失は波長１．３μｍで０．２
ｄＢであった。一方、線配列の整列間隔は２ｒＩｒｍと
し、その端面には干渉膜フィルタとして２３層のパント
ノ４スフイルタフ１〜７４を直接蒸着した。
ことによシ、アレイ導波路を作成した。各導波路のコア
径を等しく、５０μｍとし、密配列の整列間隔を６０μ
ｍとした。この導波路の損失は波長１．３μｍで０．２
ｄＢであった。一方、線配列の整列間隔は２ｒＩｒｍと
し、その端面には干渉膜フィルタとして２３層のパント
ノ４スフイルタフ１〜７４を直接蒸着した。
以上のフィルタ機能を付加したアレイ導波路を。
２５０本／―のシリコン・エシェレット形回折格子と組
合せて、波長が１．２μｍ ＋ １．３μｍ ＋ １．
４μｍ。
合せて、波長が１．２μｍ ＋ １．３μｍ ＋ １．
４μｍ。
１．５μｍの４波長用回折格子形光合波分波器を構成し
た。各ポートの挿入損失は通過帯域幅４０ ｎｍで２ｄ
Ｂ以下、また阻止域減衰量は５０ ｄＢ以上が実現。
た。各ポートの挿入損失は通過帯域幅４０ ｎｍで２ｄ
Ｂ以下、また阻止域減衰量は５０ ｄＢ以上が実現。
できた。この性能は現在、実用化されている干渉膜形光
合波分波器とほぼ同等のものである。
合波分波器とほぼ同等のものである。
第３図は本発明の第２の実施例を示したものである。ア
レイ導波路は第１の実施例と同一品を使用したが、バン
ド・母スフイルタフ１〜７４は、集束性口、ドレンズ８
の端面に蒸着した後、それをアレイ導波路の線配列端面
に結合させることにょシ実装した。以上のフィルタ機能
を付加したアレイ導波路を用いて第１の実施例と同様な
回折格子形光合波分波器を構成した。各ポートの通過帯
域の挿入損失は集束性ロッドレンズ８の挿入損失が加算
されて、最大で２．５ｄＢとなったが１通過帯域幅およ
び阻止減衰量は第１の実施例と同様であった。なお、こ
の実施例では各バンド・母スフィルタを２つの口、ドレ
ンズ８の間に介在させているが。
レイ導波路は第１の実施例と同一品を使用したが、バン
ド・母スフイルタフ１〜７４は、集束性口、ドレンズ８
の端面に蒸着した後、それをアレイ導波路の線配列端面
に結合させることにょシ実装した。以上のフィルタ機能
を付加したアレイ導波路を用いて第１の実施例と同様な
回折格子形光合波分波器を構成した。各ポートの通過帯
域の挿入損失は集束性ロッドレンズ８の挿入損失が加算
されて、最大で２．５ｄＢとなったが１通過帯域幅およ
び阻止減衰量は第１の実施例と同様であった。なお、こ
の実施例では各バンド・母スフィルタを２つの口、ドレ
ンズ８の間に介在させているが。
バンドパスフィルタは第２図のようにアレイ導波路の線
配列端面に設けても良いし、線配列端面と２つのロッド
レンズ８の間との２箇所に設けても良いＯ 〔発明の効果〕 以下に本発明の効果について述べる。
配列端面に設けても良いし、線配列端面と２つのロッド
レンズ８の間との２箇所に設けても良いＯ 〔発明の効果〕 以下に本発明の効果について述べる。
本発明は既に報告されているほとんどすべての回折格子
形光合波分波器に適用可能である。即ち。
形光合波分波器に適用可能である。即ち。
ファイバアレイをフィルタ機能を付加したアレイ導波路
に置き換えることによってである。
に置き換えることによってである。
本発明の回折格子形光合波分波器では従来の回折格子形
光合波分波器の構成にくらべて、アレイ導波路および干
渉膜フィルタがその構成要素として追加されるか、アレ
イ導波路は、その作製時に高精度な光軸調整が不要であ
るため、生産性が非常に高い。その上、干渉膜フィルタ
の設定角度ずれに対して、敏感な反射光は不要な波長の
光であるため、干渉膜形光合波分波器と異シ、その設定
角度精度は著しく緩和される。また、アレイ導波路、レ
ンズ、回折格子の光軸調整は従来通り、容 −易であ
る。さらに合波分波器への光・ぐワ一の入出力手段につ
いても各ポート毎に独立した一軸の光学系になっている
ため、干渉膜形光合波分波器で。
光合波分波器の構成にくらべて、アレイ導波路および干
渉膜フィルタがその構成要素として追加されるか、アレ
イ導波路は、その作製時に高精度な光軸調整が不要であ
るため、生産性が非常に高い。その上、干渉膜フィルタ
の設定角度ずれに対して、敏感な反射光は不要な波長の
光であるため、干渉膜形光合波分波器と異シ、その設定
角度精度は著しく緩和される。また、アレイ導波路、レ
ンズ、回折格子の光軸調整は従来通り、容 −易であ
る。さらに合波分波器への光・ぐワ一の入出力手段につ
いても各ポート毎に独立した一軸の光学系になっている
ため、干渉膜形光合波分波器で。
必要な複雑な光軸調整が不要である。
以上の説明よシ明らかな様に１本発明によって非常に低
価格でしかも、干渉膜形光合波分波器と同程度の実用的
な特性を有する回折格子形光合波分波器が実現できる。
価格でしかも、干渉膜形光合波分波器と同程度の実用的
な特性を有する回折格子形光合波分波器が実現できる。
本発明の光合波分波器は。
特に加入者系やＣＡＴＶシステムの低価格化に大幅に寄
与するため、その工業的価値は高い。
与するため、その工業的価値は高い。
第１図は本発明の構成を示し、第２図（ａ） 、 （ｂ
） 。 （ｃ）はそれぞれアレイ導波路をエレクトロマイグレ−
ジョンにより形成した場合の実施例を平面図。 左側面図、右側面図で示し、第３図は本発明の第２の実
施例を示し、第４図は通過域の広帯域化のために入出射
ファイバのクラッド層を薄くした場合の損失ス４クトラ
ムの通過域特性を示す。 図において。 １・・・基板、２１〜２５・・・導波路、３１〜３４・
・・干渉膜フィルタ、４・・・レンズ、５・・・回折格
子、６・・−ｔｔうｘ基板ｌ ７１〜７４・・・パント
ノ＜’スフィルタ。 ８・・・集束性ロッドレンズ。 第１図 Ｗ１１ｊ２図 第４図
） 。 （ｃ）はそれぞれアレイ導波路をエレクトロマイグレ−
ジョンにより形成した場合の実施例を平面図。 左側面図、右側面図で示し、第３図は本発明の第２の実
施例を示し、第４図は通過域の広帯域化のために入出射
ファイバのクラッド層を薄くした場合の損失ス４クトラ
ムの通過域特性を示す。 図において。 １・・・基板、２１〜２５・・・導波路、３１〜３４・
・・干渉膜フィルタ、４・・・レンズ、５・・・回折格
子、６・・−ｔｔうｘ基板ｌ ７１〜７４・・・パント
ノ＜’スフィルタ。 ８・・・集束性ロッドレンズ。 第１図 Ｗ１１ｊ２図 第４図
Claims (3)
- （１）複数の導波路が互いに結合することなく平面上に
、しかも一方の端面では密に、他方の端面では疎にそれ
ぞれ配列されたアレイ導波路と、該アレイ導波路の密に
配列された端面の付近に焦点が位置する様に配置された
レンズと、該レンズに対向配置された回折格子と、前記
アレイ導波路の疎に配列された端面に設けられた複数の
フィルタ手段とから成る回折格子形光合波分波器。 - （２）特許請求の範囲第１項記載の回折格子形光合波分
波器において、前記フィルタ手段は干渉膜フィルタであ
ることを特徴とする回折格子形光合波分波器。 - （３）特許請求の範囲第１項記載の回折格子形光合波分
波器において、前記フィルタ手段は、前記アレイ導波路
の疎に配列された端面に結合するように置かれた複数の
レンズと、前記アレイ導波路の疎に配列された端面及び
前記レンズの少なくとも一方に設けられた干渉膜フィル
タとから成ることを特徴とする回折格子形光合波分波器
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20556884A JPS6184611A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 回折格子形光合波分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20556884A JPS6184611A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 回折格子形光合波分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6184611A true JPS6184611A (ja) | 1986-04-30 |
Family
ID=16509044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20556884A Pending JPS6184611A (ja) | 1984-10-02 | 1984-10-02 | 回折格子形光合波分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6184611A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400498B1 (en) | 1997-05-29 | 2002-06-04 | Nec Corporation | Optical signal repeating and amplifying device and optical level adjusting device |
| JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
-
1984
- 1984-10-02 JP JP20556884A patent/JPS6184611A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6400498B1 (en) | 1997-05-29 | 2002-06-04 | Nec Corporation | Optical signal repeating and amplifying device and optical level adjusting device |
| JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
| JP4657515B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2011-03-23 | 株式会社フジクラ | 誘電体多層膜付光コリメータ部品の製造方法 |
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