JPS62123411A - グレ−テイング光結合器 - Google Patents
グレ−テイング光結合器Info
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- JPS62123411A JPS62123411A JP60262654A JP26265485A JPS62123411A JP S62123411 A JPS62123411 A JP S62123411A JP 60262654 A JP60262654 A JP 60262654A JP 26265485 A JP26265485 A JP 26265485A JP S62123411 A JPS62123411 A JP S62123411A
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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〕
本発明はグレーティング構造を用いた光結合器に関し、
特に先導波路を伝搬する光波の結合を行なうための光結
合器に関する。
特に先導波路を伝搬する光波の結合を行なうための光結
合器に関する。
光導波路中を伝搬する光を用いて種々の演算処理を行な
うに際し、先導波路としてはスラブ光導波路を用いるの
が有利である。スラブ光導波路を用いたデバイスとして
は、たとえば多重化光通信において用いられる波長分波
器や集積型スペクトラムアナライザーが例示できる。
うに際し、先導波路としてはスラブ光導波路を用いるの
が有利である。スラブ光導波路を用いたデバイスとして
は、たとえば多重化光通信において用いられる波長分波
器や集積型スペクトラムアナライザーが例示できる。
第７図は従来の波長分波器を示す概略斜視図である。
図において、２は先導波路基板であり、４はその表面に
形成されたスラブ光導波路である。該スラブ先導波路に
はコリメート用光導波路レンズ６０、分波用グレーティ
ング６２ａ、６２ｂ集光用光導波路レンズ５４ａ、６４
ｂ及び光検出器６６ａ、６６ｂが形成されている。先導
波路レンズとしてはジオデシックレンズ、ルネブルグレ
ンズ及びフレネルレンズ等がある。また、分波用グレー
ティング６２ａ、６２ｂは異なる波長選択性を有する。
形成されたスラブ光導波路である。該スラブ先導波路に
はコリメート用光導波路レンズ６０、分波用グレーティ
ング６２ａ、６２ｂ集光用光導波路レンズ５４ａ、６４
ｂ及び光検出器６６ａ、６６ｂが形成されている。先導
波路レンズとしてはジオデシックレンズ、ルネブルグレ
ンズ及びフレネルレンズ等がある。また、分波用グレー
ティング６２ａ、６２ｂは異なる波長選択性を有する。
基板２の端面には入力光導入用光ファイバ６８が結合さ
れている。該結合位置はコリメート用光導波路レンズ６
０の焦点位置となる様に配置されているので、波長多重
化された光信号が光ファイバ６８から伝送されてきてス
ラブ光導波路４に導入されて生ぜしめられた発散光７０
は光導波路レンズ６０を通過することによりコリメート
されて平行な導波光７２となる。そして、複数の波長成
分を含む導波光７２はグレーティング６２ａ、６２ｂに
よって回折せしめられ、回折導波光７４ａ、７４ｂを生
ずる。該回折導波光はブラック条件をほぼ満足する波長
を有している。すならち、グレーティング６２ａ、６２
ｂの周期をそれぞれΔａ、Ａｂとすれば、選択波長λａ
、λｂは λ １＝２Ｎｉ Δｉ ｓｉｎ θ ｉ ；
ｉ＝ａ、 ｂ （１１で与えられる。ここで、
Ｎｉは規格化伝搬定数（等価屈折率）、θｉはブラック
角（２θｉは偏向角）である。
れている。該結合位置はコリメート用光導波路レンズ６
０の焦点位置となる様に配置されているので、波長多重
化された光信号が光ファイバ６８から伝送されてきてス
ラブ光導波路４に導入されて生ぜしめられた発散光７０
は光導波路レンズ６０を通過することによりコリメート
されて平行な導波光７２となる。そして、複数の波長成
分を含む導波光７２はグレーティング６２ａ、６２ｂに
よって回折せしめられ、回折導波光７４ａ、７４ｂを生
ずる。該回折導波光はブラック条件をほぼ満足する波長
を有している。すならち、グレーティング６２ａ、６２
ｂの周期をそれぞれΔａ、Ａｂとすれば、選択波長λａ
、λｂは λ １＝２Ｎｉ Δｉ ｓｉｎ θ ｉ ；
ｉ＝ａ、 ｂ （１１で与えられる。ここで、
Ｎｉは規格化伝搬定数（等価屈折率）、θｉはブラック
角（２θｉは偏向角）である。
選択され空間的に分離された波長λａ、λｂの光ビーム
７４ａ、７４ｂはそれぞれ集光レンズ６４ａ、６４ｂに
よって集光されて光検出器６６ａ。
７４ａ、７４ｂはそれぞれ集光レンズ６４ａ、６４ｂに
よって集光されて光検出器６６ａ。
６６ｂに入射し検出される。
第８図は従来の集積型スペクトラムアナライザ（ＩＯ３
Ａ）を示す概略斜視図である。
Ａ）を示す概略斜視図である。
図において、２は先導波路基板であり、４はその表面に
形成されたスラブ先導波路である。該スラブ先導波路に
はコリメート用光導波路レンズ７６、フーリエ変換用光
導波路レンズ７８、光検出器アレイ （たとえばＣ０Ｄ
）８０、及び弾性表面波励起用くし形電極８２が形成さ
れている。基板２の端面には半導体レーザ８４が結合さ
れている。該半導体レーザはコリメート用先導波路レン
ズ７６の焦点位置に配置されており、上記光検出器アレ
イ８０は上記フーリエ変換用先導波路レンズ７８の焦点
位置に配置されている。半導体−レーザ８４からスラブ
光導波路４内に導入された発散光８６は先導波路レンズ
７６を通過することによりコリメートされて平行な導波
光８８となる。くし形電極８２に高周波（ｒ ｆ）信号
を印加することにより弾性表面波９０が励起され、該弾
性表面波によりコリメート平行光８８はブラック回折を
受ける。回折角は弾性表面波９０の波長即ち入力印加γ
ｒ信号の周波数に対応して決まる。かくして、回折光９
２をフーリエ変換用レンズ７８で光検出器アレイ８０に
結像させることにより、回折角に応じて結像位置が変化
するので、回折光のスペクトル即ち入力ｒｆ信号のスペ
クトルが実時間で得られる。
形成されたスラブ先導波路である。該スラブ先導波路に
はコリメート用光導波路レンズ７６、フーリエ変換用光
導波路レンズ７８、光検出器アレイ （たとえばＣ０Ｄ
）８０、及び弾性表面波励起用くし形電極８２が形成さ
れている。基板２の端面には半導体レーザ８４が結合さ
れている。該半導体レーザはコリメート用先導波路レン
ズ７６の焦点位置に配置されており、上記光検出器アレ
イ８０は上記フーリエ変換用先導波路レンズ７８の焦点
位置に配置されている。半導体−レーザ８４からスラブ
光導波路４内に導入された発散光８６は先導波路レンズ
７６を通過することによりコリメートされて平行な導波
光８８となる。くし形電極８２に高周波（ｒ ｆ）信号
を印加することにより弾性表面波９０が励起され、該弾
性表面波によりコリメート平行光８８はブラック回折を
受ける。回折角は弾性表面波９０の波長即ち入力印加γ
ｒ信号の周波数に対応して決まる。かくして、回折光９
２をフーリエ変換用レンズ７８で光検出器アレイ８０に
結像させることにより、回折角に応じて結像位置が変化
するので、回折光のスペクトル即ち入力ｒｆ信号のスペ
クトルが実時間で得られる。
しかしながら、上記の様な従来の波長分波器に赫いては
入力側及び出力側に先導波路レンズを用いているために
デバイスの小型化には限界があるという問題点がある。
入力側及び出力側に先導波路レンズを用いているために
デバイスの小型化には限界があるという問題点がある。
また、上記の様な従来のスペクトラムアナライザにおい
ても光導波路レンズを用いているためにデバイスの小型
化には限界があり、特に高分解能のスペクトル分析を行
なうためには大口径のレンズを必要としデバイスの大型
化が避けられない。
ても光導波路レンズを用いているためにデバイスの小型
化には限界があり、特に高分解能のスペクトル分析を行
なうためには大口径のレンズを必要としデバイスの大型
化が避けられない。
更に、高分解能を得るためには光検出器アレ・イ８０の
空間分解能即ちビットサイズを小さくする必要があり、
作製が困難であるという問題点もある。
空間分解能即ちビットサイズを小さくする必要があり、
作製が困難であるという問題点もある。
上記の様なデバイスにおいては、精度向上のためには先
導波路レンズの焦点位置を所望の光結合位置に配置する
ことが必要であり、高度のアライメント技術を要し、デ
バイス作製が容易でなく歩留りも低いという難点がある
。また、光導波路レンズは種々提案されているが、いづ
れも焦点距離、口径などの点で設計の自由度がそれ程大
きくはなく、デバイスの仕様が限定されるという難点が
ある。
導波路レンズの焦点位置を所望の光結合位置に配置する
ことが必要であり、高度のアライメント技術を要し、デ
バイス作製が容易でなく歩留りも低いという難点がある
。また、光導波路レンズは種々提案されているが、いづ
れも焦点距離、口径などの点で設計の自由度がそれ程大
きくはなく、デバイスの仕様が限定されるという難点が
ある。
本発明によれば、以上の如き従来技術の問題点を解決す
るものとして、スラブ光４波路構造の−部に複数のチャ
ンネル光導波路が形成されており、該チャンネル光導波
路が少なくとも一部に１つ以上のグレーティング構造を
有し、各グレーティング構造はチャンネルＷ波路を伝搬
する光とスラブ導波路を伝搬する光とを結合せしめるこ
とができ且つ各グレーティング構造は他のグレーティン
グ構造の少なくとも１つと上記スラブ導波路伝搬光によ
り結合され得ることを特徴とする、グレーティング光結
合器が提供される。
るものとして、スラブ光４波路構造の−部に複数のチャ
ンネル光導波路が形成されており、該チャンネル光導波
路が少なくとも一部に１つ以上のグレーティング構造を
有し、各グレーティング構造はチャンネルＷ波路を伝搬
する光とスラブ導波路を伝搬する光とを結合せしめるこ
とができ且つ各グレーティング構造は他のグレーティン
グ構造の少なくとも１つと上記スラブ導波路伝搬光によ
り結合され得ることを特徴とする、グレーティング光結
合器が提供される。
以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す概略斜視図である
。本実施例は波長分波器に適用されたものである。
。本実施例は波長分波器に適用されたものである。
図において、２は光導波路基板であり、４は該基板の表
面に形成されたスラブ光導波路である。
面に形成されたスラブ光導波路である。
このスラブ光導波路構造の一部に入力側のチャンネル光
導波路６及び出力側のチャンネル光導波路８ａ、８ｂ、
８ｃが形成されている。入力側チャンネル光導波路６は
基板２の端面にまで延びていて、その一端には入力光の
ソースとして光ファイバｌＯが結合されている。該チャ
ンネル光導波路６上には３種類のグレーティング１２ａ
、１２ｂ１２ｃが形成されている。グレーティング１２
ａは上記出力側チャンネル光導波路８ａに対応する位置
に形成されており、グレーティング１２ｂは上記出力側
チャンネル先導波路８ｂに対応する位置に形成されてお
り、グレーティング１２ｃは上記出力側チャンネル光導
波路８ｃに対応する位置に形成されている。出力側チャ
ンネル光導波路８ａ、８ｂ、８ｃ上にはそれぞれグレー
ティング１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成されている。ま
た、出力側チャンネル光導波路８ａ、８ｂ、８ｃの一端
にはそれぞれスラブ光導波路４に形成された光検出器１
６ａ、１６ｂ、１６ｃが結合されている。
導波路６及び出力側のチャンネル光導波路８ａ、８ｂ、
８ｃが形成されている。入力側チャンネル光導波路６は
基板２の端面にまで延びていて、その一端には入力光の
ソースとして光ファイバｌＯが結合されている。該チャ
ンネル光導波路６上には３種類のグレーティング１２ａ
、１２ｂ１２ｃが形成されている。グレーティング１２
ａは上記出力側チャンネル光導波路８ａに対応する位置
に形成されており、グレーティング１２ｂは上記出力側
チャンネル先導波路８ｂに対応する位置に形成されてお
り、グレーティング１２ｃは上記出力側チャンネル光導
波路８ｃに対応する位置に形成されている。出力側チャ
ンネル光導波路８ａ、８ｂ、８ｃ上にはそれぞれグレー
ティング１４ａ、１４ｂ、１４ｃが形成されている。ま
た、出力側チャンネル光導波路８ａ、８ｂ、８ｃの一端
にはそれぞれスラブ光導波路４に形成された光検出器１
６ａ、１６ｂ、１６ｃが結合されている。
本実施例においては、入力側チャンネル先導波路６の光
ファイバ１０との結合部近傍の部分の厚さがグレーティ
ング１２ａ、１２ｂ、１２ｃの形成されている部分の厚
さよりも厚くなっており、１８はそれらの間の厚さ遷移
領域である。
ファイバ１０との結合部近傍の部分の厚さがグレーティ
ング１２ａ、１２ｂ、１２ｃの形成されている部分の厚
さよりも厚くなっており、１８はそれらの間の厚さ遷移
領域である。
本実施例においては、入力側チャンネル導波路６上のグ
レーティング１２８〜１２ｃはそれぞれ周期及び／また
は傾き角が異なっており、これにより光ファイバ１０か
ら導入される入力チャンネル導波光２０のうち特定の波
長の光のみをブラッグ回折せしめ、それぞれスラブ導波
光２２ａ。
レーティング１２８〜１２ｃはそれぞれ周期及び／また
は傾き角が異なっており、これにより光ファイバ１０か
ら導入される入力チャンネル導波光２０のうち特定の波
長の光のみをブラッグ回折せしめ、それぞれスラブ導波
光２２ａ。
２２ｂ、２２ｃに変換させる。即ち、グレーティング１
２２〜１２Ｃはそれぞれの選択波長λｉに応じたブラッ
グ条件 λ１＝２ＮｉΔｉ ｓｉｎ θｉ ： ｉ ＝ａ＋
ｂ＋ｃ （２）をほぼ満足する様に作製されている。
２２〜１２Ｃはそれぞれの選択波長λｉに応じたブラッ
グ条件 λ１＝２ＮｉΔｉ ｓｉｎ θｉ ： ｉ ＝ａ＋
ｂ＋ｃ （２）をほぼ満足する様に作製されている。
ここで、Ｎｉは導波光の等価屈折率、Δｉはグレーティ
ング周期、θｉは屈折角である。この様にブランク回折
を受けた光波は１次元方向にのみ閉じ込め作用を持つス
ラブ導波路４の導波光として出力されチャンネル導波路
６の長さ方向に沿っての各グレーティング構造１２ａ、
１２ｂ、１２ｃの長さに応じたビーム幅を得ることが可
能となる。尚、ここでのブラッグ回折は、入射光波はチ
ャンネル導波路を伝搬する導波光、回折光波はスラブ導
波路を伝搬する導波光（厳密にはチャンネル導波路にお
ける１次元方向にのみ閉じ込めを持つスラブモードの導
波光）であるという条件が必要である。
ング周期、θｉは屈折角である。この様にブランク回折
を受けた光波は１次元方向にのみ閉じ込め作用を持つス
ラブ導波路４の導波光として出力されチャンネル導波路
６の長さ方向に沿っての各グレーティング構造１２ａ、
１２ｂ、１２ｃの長さに応じたビーム幅を得ることが可
能となる。尚、ここでのブラッグ回折は、入射光波はチ
ャンネル導波路を伝搬する導波光、回折光波はスラブ導
波路を伝搬する導波光（厳密にはチャンネル導波路にお
ける１次元方向にのみ閉じ込めを持つスラブモードの導
波光）であるという条件が必要である。
この様に、入力側チャンネル導波路６のグレーティング
結合部においてはブラック条件をほぼ満足する光波のみ
が、結合に関与する。入射光が多モードを保持する場合
、すなわら異なる伝搬定数を有する離散的なスペクトル
を持っている場合には、ブラッグ条件をほぼ満足する伝
搬定数を有するモードのみが、グレーティング中で結合
に関与し、それ以外のモードは透過することになる。従
って、最大のパワー移行を実現するためには、グレーテ
ィング結合部において入射光は単一の伝搬定数すなわち
単一のモードであることが必要条件となる。この必要条
件は必ずしもグレーティング結合部分が単一モードのチ
ャンネル導波路となっていることを要求するものではな
く、入射波が選択的に単一モードの状態で励起されてい
ればよい。
結合部においてはブラック条件をほぼ満足する光波のみ
が、結合に関与する。入射光が多モードを保持する場合
、すなわら異なる伝搬定数を有する離散的なスペクトル
を持っている場合には、ブラッグ条件をほぼ満足する伝
搬定数を有するモードのみが、グレーティング中で結合
に関与し、それ以外のモードは透過することになる。従
って、最大のパワー移行を実現するためには、グレーテ
ィング結合部において入射光は単一の伝搬定数すなわち
単一のモードであることが必要条件となる。この必要条
件は必ずしもグレーティング結合部分が単一モードのチ
ャンネル導波路となっていることを要求するものではな
く、入射波が選択的に単一モードの状態で励起されてい
ればよい。
かくして、光ファイバ１０からチャンネル導波路６に入
力された光波２０は単一のモードを保持したまま、すな
わち単一の伝搬定数および偏向状態を保持した状態でグ
レーティング結合部１２ａ〜１２Ｃに入射する。この目
的のために、光フアイバ結合部とグレーティング結合部
のチャンネル導波部の遷移領域１８において導波路厚さ
及び幅は十分にゆるやかに変化させである。
力された光波２０は単一のモードを保持したまま、すな
わち単一の伝搬定数および偏向状態を保持した状態でグ
レーティング結合部１２ａ〜１２Ｃに入射する。この目
的のために、光フアイバ結合部とグレーティング結合部
のチャンネル導波部の遷移領域１８において導波路厚さ
及び幅は十分にゆるやかに変化させである。
スラブ導波光２２ ａ、 ２２ ｂ、 ２２ ｃは
それぞれ出力側チャンネル導波路３ａ、３ｂ、３ｃにお
いてそれぞれグレーティング１４ａ、１４ｂ。
それぞれ出力側チャンネル導波路３ａ、３ｂ、３ｃにお
いてそれぞれグレーティング１４ａ、１４ｂ。
１４ｃによりブラッグ回折を受けてチャンネル導波光と
なり、集光された状態でそれぞれ光検出器１６ａ、１６
ｂ、１６ｃに入射し検出される。かくして、各波長の持
つ光信号を効率良く分離することができる。
なり、集光された状態でそれぞれ光検出器１６ａ、１６
ｂ、１６ｃに入射し検出される。かくして、各波長の持
つ光信号を効率良く分離することができる。
高効率を得るためにはグレーティング結合部でブラッグ
条件を満足し位相整合がとれていること及び出力側チャ
ンネル導波路のグレーティング結合部１４ａ−１４ｃに
おいては強度分布の整合がとれていることが必要である
。これらの条件については従来の薄膜導波路におけるグ
レーティング光結合器の考察が適用できる。例えば、次
の論文に詳しい記述がある。
条件を満足し位相整合がとれていること及び出力側チャ
ンネル導波路のグレーティング結合部１４ａ−１４ｃに
おいては強度分布の整合がとれていることが必要である
。これらの条件については従来の薄膜導波路におけるグ
レーティング光結合器の考察が適用できる。例えば、次
の論文に詳しい記述がある。
Ｒ，Ｕｌｒｉｃｈ ” Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ
ｏｐｔｉｃａｌ−ｇｒａｔｉｎｇｃｏｕｐｌｅｒｓ、
”Ｊ、Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ、６３，１１．ｐｐ、１
４１９〜１４３１出力側グレーティング結合部における
強度分布を整合させるためには、第２図に示す様にスラ
ブ導波光２２に対して入出力グレーティング１２゜１４
が互いに対称でグレーティング結合係数が等しく分布さ
れている様にすれば良い。対称構造によって導波光２２
は反射させ折り返したものと同様の効率を実現できるた
め、高効率の入出力結合が可能となる。
ｏｐｔｉｃａｌ−ｇｒａｔｉｎｇｃｏｕｐｌｅｒｓ、
”Ｊ、Ｏｐｔ、Ｓｏｃ、Ａｍ、６３，１１．ｐｐ、１
４１９〜１４３１出力側グレーティング結合部における
強度分布を整合させるためには、第２図に示す様にスラ
ブ導波光２２に対して入出力グレーティング１２゜１４
が互いに対称でグレーティング結合係数が等しく分布さ
れている様にすれば良い。対称構造によって導波光２２
は反射させ折り返したものと同様の効率を実現できるた
め、高効率の入出力結合が可能となる。
出力の結合効率７についてはチャンネル導波路中Ｗが波
長及びグレーティング周期に対して十分大きい場合には
結合波理論が適用でき ７ ＝ ｔａｎｈ”（ｒ： Ｌ ） （３）
を得る。ここでにはグレーティング部での結合係数、Ｌ
は結合部の長さである。
長及びグレーティング周期に対して十分大きい場合には
結合波理論が適用でき ７ ＝ ｔａｎｈ”（ｒ： Ｌ ） （３）
を得る。ここでにはグレーティング部での結合係数、Ｌ
は結合部の長さである。
一方、波長選択性については結合係数にに反比例し、チ
ャンネル導波路中Ｗ、波長λ、周期への関数となる。
ャンネル導波路中Ｗ、波長λ、周期への関数となる。
上記の実施例においては入力側チャンネル導波路の結合
用グレーティング部として均一周期のグレーティング１
２ａ〜１２ｃを多段接続した構成が用いられているが、
この代わりに周期が空間的に変化しているチャープグレ
イティングを用いることもできる。
用グレーティング部として均一周期のグレーティング１
２ａ〜１２ｃを多段接続した構成が用いられているが、
この代わりに周期が空間的に変化しているチャープグレ
イティングを用いることもできる。
第３図は本発明の第２の実施例を示す概略斜視図である
。本実施例は波長分波器に適用されたものである。
。本実施例は波長分波器に適用されたものである。
本実施例においては、入力側チャンネル導波路６に形成
されるグレーティング１２として波長選択性の広いグレ
ーティングが用いられており、出力側チャンネル導波路
８ａ〜８Ｃに形成されるグレーティング１４ａ〜１４ｃ
として波長選択性の狭いグレーティングが用いられてい
る。入力側のグレーティング結合部１２においてはチャ
ンネル導波路中が狭いため波長選択中が広くブラッグ条
件付近の複数の波長を回折することができる。出射スラ
ブ導波光２２ａ〜２２ｃはそれぞれ波長の異なる光波で
あり、出射角度が異なっている。出力側のグレーティン
グ結合部１４ａ−１４ｃにおいてはチャンネル幅を広く
し波長選択性を鋭くしているため、特定の入射条件の光
波（波長および入射角）のみが選択的に結合され、光検
出器１６ａ〜１６ｃによってそれぞれの波長成分が分離
検出される。
されるグレーティング１２として波長選択性の広いグレ
ーティングが用いられており、出力側チャンネル導波路
８ａ〜８Ｃに形成されるグレーティング１４ａ〜１４ｃ
として波長選択性の狭いグレーティングが用いられてい
る。入力側のグレーティング結合部１２においてはチャ
ンネル導波路中が狭いため波長選択中が広くブラッグ条
件付近の複数の波長を回折することができる。出射スラ
ブ導波光２２ａ〜２２ｃはそれぞれ波長の異なる光波で
あり、出射角度が異なっている。出力側のグレーティン
グ結合部１４ａ−１４ｃにおいてはチャンネル幅を広く
し波長選択性を鋭くしているため、特定の入射条件の光
波（波長および入射角）のみが選択的に結合され、光検
出器１６ａ〜１６ｃによってそれぞれの波長成分が分離
検出される。
上記実施例においては入力側のグレーティング結合部１
２では波長選択幅の広い均一グレーティングを用いたが
第４図に示す様に複数のグレーティングを多重化するこ
とによって複数の波長の光波を結合しても良い。
２では波長選択幅の広い均一グレーティングを用いたが
第４図に示す様に複数のグレーティングを多重化するこ
とによって複数の波長の光波を結合しても良い。
尚、本実施例においては遷移領域１８はチャンネル巾及
びチャンネル厚さの双方が連続的に変化している。
びチャンネル厚さの双方が連続的に変化している。
第５図は本発明の第３の実施例を示す概略斜視図である
。本発明は波長合波器に適用されたものである。
。本発明は波長合波器に適用されたものである。
図において、２６３〜２６ｃはスラブ導波路４に形成さ
れた発振波長の異なるＤＦＢレーザである。２８ａ〜２
８ｃはスラブ導波路４の一部に形成された入力側チャン
ネル導波路であり、これらの一端はそれぞれ上記ＤＦＢ
レーザ２６ａ〜２６ｃに結合されている。３０はスラブ
導波路４の一部に形成された出力側チャンネル導波路で
あり、該導波路は基板２の端面にまで延びていて、その
一端には出力のための光ファイバ３２が結合されている
。出力側チャンネル導波路３０上には３種類のグレーテ
ィング３４ａ〜３４ｃが形成されている。該グレーティ
ングに対応する上記入力側導波路２８ａ〜２８ｃの部分
にはそれぞれグレーティング３６３〜３６ｃが形成され
ている。
れた発振波長の異なるＤＦＢレーザである。２８ａ〜２
８ｃはスラブ導波路４の一部に形成された入力側チャン
ネル導波路であり、これらの一端はそれぞれ上記ＤＦＢ
レーザ２６ａ〜２６ｃに結合されている。３０はスラブ
導波路４の一部に形成された出力側チャンネル導波路で
あり、該導波路は基板２の端面にまで延びていて、その
一端には出力のための光ファイバ３２が結合されている
。出力側チャンネル導波路３０上には３種類のグレーテ
ィング３４ａ〜３４ｃが形成されている。該グレーティ
ングに対応する上記入力側導波路２８ａ〜２８ｃの部分
にはそれぞれグレーティング３６３〜３６ｃが形成され
ている。
各レーザ２６ａ〜２６ｃからそれぞれ入力側チャンネル
導波路２８ａ〜２８ｃ内にチャンネル導波光３８ａ〜３
８ｃが入力せしめられ、これらはそれぞれグレーティン
グ３６ａ〜３６ｃにより回折せしめられてスラブ導波光
４０ａ〜４０ｃに変換される。該スラブ導波光はそれぞ
れ出力用チャンネル導波路３０のグレーティング３４３
〜３４ｅにより結合され、合波されてチャンネル導波光
４１となる。該チャンネル導波光は光ファイバ３２に端
面結合され、かくして波長多重化された光が光ファイバ
３２へと出力される。
導波路２８ａ〜２８ｃ内にチャンネル導波光３８ａ〜３
８ｃが入力せしめられ、これらはそれぞれグレーティン
グ３６ａ〜３６ｃにより回折せしめられてスラブ導波光
４０ａ〜４０ｃに変換される。該スラブ導波光はそれぞ
れ出力用チャンネル導波路３０のグレーティング３４３
〜３４ｅにより結合され、合波されてチャンネル導波光
４１となる。該チャンネル導波光は光ファイバ３２に端
面結合され、かくして波長多重化された光が光ファイバ
３２へと出力される。
本実施例の構成は上記第１実施例と基本的に等価であり
、光波の伝搬方向が逆転している点が異なるのみである
。
、光波の伝搬方向が逆転している点が異なるのみである
。
第６図は本発明の第４の実施例を示す概略斜視図である
。本実施例は集積型の高周波（ｒｆ）スペクトラムアナ
ライザに適用されたものである。
。本実施例は集積型の高周波（ｒｆ）スペクトラムアナ
ライザに適用されたものである。
図において、４２は入力側のチャンネル導波路６の一端
に結合された光源たる半導体レーザである。スラブ導波
路４には弾性表面波励起用くし形電極４４が形成されて
いる。
に結合された光源たる半導体レーザである。スラブ導波
路４には弾性表面波励起用くし形電極４４が形成されて
いる。
半導体レーザ４２から出射された光波は端面結合によっ
て入力側チャンネル導波路６に導入される。励起された
チャンネル導波光４６はグレーティング結合部１２によ
ってコリメートされたスラブ導波光４８に変換される。
て入力側チャンネル導波路６に導入される。励起された
チャンネル導波光４６はグレーティング結合部１２によ
ってコリメートされたスラブ導波光４８に変換される。
本コリメート部分は従来例におけるコリメータレンズ（
第８図におけるレンズ７６）と同等の働きを示している
。
第８図におけるレンズ７６）と同等の働きを示している
。
コリメートされた導波光４８はｒｆ倍信号印加によって
くし形電極４４により励起された弾性表面波５０と相互
作用を起こし、ブラッグ回折される。印加ｒｆ倍信号周
波数は弾性表面波の波長に比例するためブラッグ回折さ
れた光波５２はｒｆ倍信号比例する回折角（偏向角）を
持つことになる。
くし形電極４４により励起された弾性表面波５０と相互
作用を起こし、ブラッグ回折される。印加ｒｆ倍信号周
波数は弾性表面波の波長に比例するためブラッグ回折さ
れた光波５２はｒｆ倍信号比例する回折角（偏向角）を
持つことになる。
出力側のチャンネル導波路８ａ、８ｂ、８ｃ・・・上に
形成されたグレーティング１４ａ、１４ｂ。
形成されたグレーティング１４ａ、１４ｂ。
１４ｃ、・・・はそれぞれ周期及び／または傾き角が異
なり、かくして、ここで回折角に応じたスペクトル選択
を行う。即ち、弾性表面波５０によりブラッグ回折され
た光波５２は所定の回折角を有し、出力側チャンネル導
波路においては該回折角にて回折せしめられた光により
ブラッグ回折を生ずるグレーティング結合部でのみ結合
が起こり、所定の光検出器において所定のｒｆ信号周波
数の成分が検出されることになる。木部骨は従来例にお
けるフーリエ変換部（第８図のフーリエ変換レンズ７８
）に対応するものである。
なり、かくして、ここで回折角に応じたスペクトル選択
を行う。即ち、弾性表面波５０によりブラッグ回折され
た光波５２は所定の回折角を有し、出力側チャンネル導
波路においては該回折角にて回折せしめられた光により
ブラッグ回折を生ずるグレーティング結合部でのみ結合
が起こり、所定の光検出器において所定のｒｆ信号周波
数の成分が検出されることになる。木部骨は従来例にお
けるフーリエ変換部（第８図のフーリエ変換レンズ７８
）に対応するものである。
本実施例においてはスペクトルの選択幅が出力側のグレ
ーティング結合部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。
ーティング結合部１４ａ、１４ｂ、１４ｃ。
・・・の角度選択幅で決まるという特徴があり、選択幅
を調整したり並べ変えたりすることによって注目スペク
トルの選択、拡大等の機能的動作が可能となる。
を調整したり並べ変えたりすることによって注目スペク
トルの選択、拡大等の機能的動作が可能となる。
以上の実施例においてはチャンネル導波路としてリブ型
のものが用いられているが、その他ストリップ型、埋め
込み型のもの等を用いることができる。また、グレーテ
ィングとしてはレリーフ型屈折率分布型など適宜のもの
を採用することができる。
のものが用いられているが、その他ストリップ型、埋め
込み型のもの等を用いることができる。また、グレーテ
ィングとしてはレリーフ型屈折率分布型など適宜のもの
を採用することができる。
以上の如き本発明によれば、小型且つ高効率の光結合器
が容易に得られ、かくして小型かつ高効率の波長および
／または角度ｊ′Ａ択デバイスを実現することができる
。本発明を応用すれば集積度の高い光波長多重用の合波
／分波デバイスや高周波スペクトラムアナライザ等を実
現することができる。また、グレーティング結合部の選
択幅を調整したり、複合化することにより、より機能的
な光演算処理を実現でき、設計の自由度を著しく高める
ことができる。
が容易に得られ、かくして小型かつ高効率の波長および
／または角度ｊ′Ａ択デバイスを実現することができる
。本発明を応用すれば集積度の高い光波長多重用の合波
／分波デバイスや高周波スペクトラムアナライザ等を実
現することができる。また、グレーティング結合部の選
択幅を調整したり、複合化することにより、より機能的
な光演算処理を実現でき、設計の自由度を著しく高める
ことができる。
第１図、第３図、第５図及び第６図は本発明光結合器の
斜視図である。 第２図及び第４図は本発明光結合器の拡大平面図である
。 第７図及び第８図はそれぞれ従来の波長分波器及び集積
型スペクトラムアナライザの斜視図である。 ２：導波路基板、４ニスラブ導波路、６．８ａ。 ８ｂ、８ｃ：チャンネル導波路、１０：光ファイバ、１
２ａ〜１２ｃ、１４ａ〜１４ｃニゲレーテイング、１６
ａ−１６ｃ：光検出器、２０：チャンネル導波光、２２
ａ〜２２ｃニスラブ導波光。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第６図 第７図 第８図 手続補正書 昭和６１年 ２月 ５日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１ 事件の
表示 特願昭６０−２６２６５４号 ２ 発明の名称 グレーティング光結合器 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 （ｉｏｏ）キャノン株式会社 ４ 代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６ 補正の内容 （１）明細ど第３頁１７〜１８行「１の「すならち」を
「すなわち」と訂正する。 （２）明細書第１１頁２行「１の「偏向」を「偏光」と
訂正する。 （３）明細書第１１頁２行目の「結合効率７」を「結合
効率η」と訂正する。 （４）明細書第１１頁２行目の「７＝」を「η＝」と訂
正する。
斜視図である。 第２図及び第４図は本発明光結合器の拡大平面図である
。 第７図及び第８図はそれぞれ従来の波長分波器及び集積
型スペクトラムアナライザの斜視図である。 ２：導波路基板、４ニスラブ導波路、６．８ａ。 ８ｂ、８ｃ：チャンネル導波路、１０：光ファイバ、１
２ａ〜１２ｃ、１４ａ〜１４ｃニゲレーテイング、１６
ａ−１６ｃ：光検出器、２０：チャンネル導波光、２２
ａ〜２２ｃニスラブ導波光。 代理人 弁理士 山 下 穣 平 第６図 第７図 第８図 手続補正書 昭和６１年 ２月 ５日 特許庁長官 宇 賀 道 部 殿１ 事件の
表示 特願昭６０−２６２６５４号 ２ 発明の名称 グレーティング光結合器 ３ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 名称 （ｉｏｏ）キャノン株式会社 ４ 代理人 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６ 補正の内容 （１）明細ど第３頁１７〜１８行「１の「すならち」を
「すなわち」と訂正する。 （２）明細書第１１頁２行「１の「偏向」を「偏光」と
訂正する。 （３）明細書第１１頁２行目の「結合効率７」を「結合
効率η」と訂正する。 （４）明細書第１１頁２行目の「７＝」を「η＝」と訂
正する。
Claims (3)
- （１）スラブ光導波路構造の一部に複数のチャンネル光
導波路が形成されており、該チャンネル光導波路が少な
くとも一部に１つ以上のグレーティング構造を有し、各
グレーティング構造はチャンネル導波路を伝搬する光と
スラブ導波路を伝搬する光とを結合せしめることができ
且つ各グレーティング構造は他のグレーティング構造の
少なくとも１つと上記スラブ導波路伝搬光により結合さ
れ得ることを特徴とする、グレーティング光結合器。 - （２）グレーティング構造間が結合される時のスラブ導
波路伝搬光の強度分布が該光の伝搬方向を逆転させた場
合の強度分布と相似となる様に設定されている、特許請
求の範囲第１項のグレーティング光結合器。 - （３）グレーティング構造間の結合の組合せが複数個存
在し、それぞれ選択波長及びまたは選択入射角が互いに
異なる様に設定されている、特許請求の範囲第１項のグ
レーティング光結合器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60262654A JPS62123411A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | グレ−テイング光結合器 |
| US06/930,250 US4776661A (en) | 1985-11-25 | 1986-11-13 | Integrated optical device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60262654A JPS62123411A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | グレ−テイング光結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123411A true JPS62123411A (ja) | 1987-06-04 |
Family
ID=17378776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60262654A Pending JPS62123411A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | グレ−テイング光結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62123411A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0322218A2 (en) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Physical Optics Corporation | Holographic planar optical interconnect |
| EP0325251A2 (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser light source for generating beam collimated in at least one direction |
| JPH02226233A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-07 | Canon Inc | 半導体光増幅器 |
| FR2655430A1 (fr) * | 1989-12-04 | 1991-06-07 | Northrop Corp | Coupeur optique et systeme informatique a processeurs repartis. |
| JPH09297231A (ja) * | 1996-04-30 | 1997-11-18 | Nec Corp | 導波路型光分波器及びその製造方法 |
| EP1447690A1 (en) * | 2003-02-14 | 2004-08-18 | Avanex Corporation | Stray light deflector |
| JP2007164109A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | フィルタ内蔵型光導波路、ｗｄｍモジュールおよび光集積回路 |
| US7349592B2 (en) | 2003-04-21 | 2008-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optoelectronic circuit board with optical waveguide and optical backplane |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP60262654A patent/JPS62123411A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0322218A2 (en) * | 1987-12-21 | 1989-06-28 | Physical Optics Corporation | Holographic planar optical interconnect |
| JPH021802A (ja) * | 1987-12-21 | 1990-01-08 | Physical Opt Corp | 光接続器 |
| EP0325251A2 (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Laser light source for generating beam collimated in at least one direction |
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| US6990275B2 (en) | 2003-02-14 | 2006-01-24 | Avanex Corporation | Stray light absorber including grating array |
| US7349592B2 (en) | 2003-04-21 | 2008-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Optoelectronic circuit board with optical waveguide and optical backplane |
| JP2007164109A (ja) * | 2005-12-19 | 2007-06-28 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | フィルタ内蔵型光導波路、ｗｄｍモジュールおよび光集積回路 |
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