JPS63173006A - 楕円凹面格子を使用し集積光学素子状に製造されたマルチプレクサーデマルチプレクサ - Google Patents

楕円凹面格子を使用し集積光学素子状に製造されたマルチプレクサーデマルチプレクサ

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JPS63173006A
JPS63173006A JP62336767A JP33676787A JPS63173006A JP S63173006 A JPS63173006 A JP S63173006A JP 62336767 A JP62336767 A JP 62336767A JP 33676787 A JP33676787 A JP 33676787A JP S63173006 A JPS63173006 A JP S63173006A
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ジヤン−ピエール・ジヤド
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光通信で使用される光学マルチプレクサーブマ
ルチブレフサに係わる。
周知のように、波長を多重化すれば光リンクの情報藍を
増加させることができる。この技術はリンクの一端で同
一光ファイバに異なる波長λ１、λ２１１．．λＮの複
数側個）の光線を導入しくマルチプレキシング操作）、
次いでリンクの他端で種々の波長を抽出して元の光線を
回復する（デマルチプレキシング操作）ことからなる。
この方法は極めて有利であるが、問題も幾つかある。例
えば、マルチブレキシング及びデマルチプレキシング装
置の全体的損失を低下させる必要があり、マルチブレキ
シング及びデマルチブレキシング装置が可逆的に、即ち
一方向でデマルチプレクサとして機能し且つ他方向でデ
マルチプレクサとして機能しなければならず、且つコス
トも低くしなければならない。
本発明の装置は、集積光学素子と特殊なタイプの回折格
子とを使用することによって、前記３つの要件を満たす
ことができる。
集積光学案内構造体（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｏｐｔｉ
ｃｓ　ｇｕｉｄ−ａｎｃｅ　５ｔｒｕｃｔｕｒｅ）は通
常、基板を３つの積重した透明層で被覆したものからな
り、これら３つの層のうち中間の層がその周りの２つの
層より大きい屈折率を有する。
本発明ではこの案内構造体が下記の素子を含む。
−作動波長の数に等しい複数の光学マイクロガイド、こ
れらマイクロガイドの第１先端は、同数の光ファイバへ
の結合を可能にするための適切な間隙をもって、前記案
内構造体の面のうち１つの面の表面と同じ水平面上に配
置される。前記構造体に挿入される時、これらのマイク
ロガイドは互いに接近し合い、その結果接近し合った第
２先端が１つのセグメントに沿って分配される。
−第１先端が前記案内構造体の前記面とは別の面の表面
と同じレベルに配置され、第２先端が前記構造体内部に
配置される単一光学マイクロガイド。
−エツチングにより前記積重層に形成された複数の面か
らなる反射性凹面回折格子、これらの面は断面として楕
円形部分を有し、この楕円の２つの焦点の一方が前記単
一光学ガイドの第２先端と合致し、他方が前記複数の光
学ガイドの第２先端とこれらガイドの各作動波長毎に合
致する。
以下、添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明
をより詳細に説明する。
第１図の構造体は２つの面Ｆ１及びＦ２を有し、複数Ｎ
個のマイクロガイドＧ１、Ｇ２１．、、ＧＮ（該具体例
ではＮ・４）が、その一端と面Ｆ１とが同一レベルに位
置するように配置されている。この面では、直径約１２
５１の光ファイバ（図示せず）との結合を可能にすべく
、前記マイクロガイドの相互間隔が約１２５１１ｍであ
る。これらのマイクロガイドはこの案内構造体に挿入さ
れる時に互いに接近し合う、これらマイクロガイドの他
端は、端点Ｐ１及びＰＮの間のセグメントに沿って分配
される。
もう一方の面Ｆ２では単一のマイクロガイドＧがその一
端をＦ２の表面と同じレベルに有し、他端Ｓを前記構造
体内部に有するように配置されている。
Ｎ個のマイクロガイドＣ１，Ｇ２．、、ＧＮと単一マイ
クロガイドＧとの間には、楕円形の断面をもつ複数の反
射面からなる回折格子Ｒが具備される。ここで、第２図
から第５図を参照しながら、この回折格子の形状を説明
する。
第２図には像点とみなされる点Ｓと、像点とみなされる
点Ｐ１とが示されている。前記楕円鏡は波長λ１でこれ
ら２つの点を光学的に接続する。各楕円Ｅｍは下記の関
係にある複数の点の位置に対応する： Ｓ）４ｍ＋ＭｍＰ１＝ｍλ１（１） 式中ｍは整数である。この関係式は点Ｓ及びＦ１間の光
路が一定であることを表す（ＦｅｒＩＩｌａｔの原理）
。
楕円はｍの各値毎に１つずつ対応する。従って第２図は
、整数ｍをパラメータとする複数の楕円Ｅｍ−１、Ｅｍ
、　Ｅｎ＋＋１．、、のグループを示している。
第３図は、別の接続点ＰＮ及び別の波長λＮで点Ｓに対
応する別の楕円グループを示している。各楕円Ｅ’ｍは
下記の関係式 ％式％（２） で示される。この場合もｍは整数である０点Ｍ＋ｓは、
この点で関係（１）及び（２）が両方共満たされれば、
第１グループの楕円ＥＩｌｌ上にも第２グループの楕円
Ｅ’ｎ＋上にも存在し得る。その場合には、前記２つの
関係式から辺毎の引き算によって下記の条件ＭｍＰ１−
　ＭｍＰＮ＝　ｍ（λ１−λＮ）　　（３）が得られる
。この関係式（３）は、点Ｍｍが点Ｐ１及びＰＭを焦点
とする双曲線上にあることを意味する。
第４図は点Ｐ１及びＰＭを焦点とする双曲線Ｈａ−１、
Ｉｆ、ｌ１ｍ＋１．、、のグループを示している。これ
らの双曲線は関係（３）を満たす複数の点の位置に対応
する。
第５図はこの双曲線グループ（Ｉｌｍ）と前記２つの楕
円グループの一方、この場合はグループＥｍとを示して
いる。双曲線１１ａ＋と楕円Ｅ＋＋との交点はＭｍであ
り、楕円Ｅｍ上にあることは言うまでもないが、この点
はまた楕円Ｅ’ｓ（鎖線で図示）上にもある。従って、
双曲線Ｈｍ＋１．１ｍ＋２．、、上に位置する点Ｍｍ＋
１、Ｎｍ＋２．、、は楕円８ｍ＋１上及びＭ’　ｍ＋１
上、Ｎｍ＋２上及びＨ′Ｍ＋２上１．１．に位置する。
この原理に従って点から点を通る線をプロットすると回
折格子のプロフィルが得られる。この格子は、波長λ１
で点Ｓ及びＰｌを光学的につなぎ、波長λＮで点Ｓ及び
ＰＮを光学的につなぐという特徴を有する。
勿論、楕円から楕円への移動の仕方には成る程度の任意
性が存在し、第５図ではこれが楕円と直角の方向に進ん
でいるが、斜めに進むようにしてもよい。
第１図の格子Ｒはこの方法で形成したものである０点Ｐ
１及びＰＮは波長λ１及びλＮで作動する異なるマイク
ロガイドの末端が位置するセグメントの２つの端点であ
る。これらの端点の間にある点はＳに接続されるが、こ
の場合の波長は中間波長である。
第１図の装置は、マルチプレクサとして機能する場合に
は、複数の光線を面Ｆ１で受容して単一の多重波長光線
を面Ｆ２から送出する（矢印Ｍ）。デマルチプレクサと
して機能する場合には、単一の多重波長光線を面Ｆ２で
受容して種々の波長をもつ複数の光線を面Ｆ１から送出
する（矢印Ｄ）。
本発明の格子の分散度は、該格子がその軸線の近務では
第６図のような平面格子と見なされ得ることを考慮して
大体計算できる。角度ｉ及びｒは、前記鏡の面に対する
垂直線を基準とする前記面への入射角及び反射角である
。角度ａは該格子のブレーズ角である。
波長λ１に対応する光線の反射角と波長λＮに対応する
光線の反射角との差Δｒがｍ（λＮ−λ１）／ｐ、ｃｏ
ｓ（ｉ　−ａ　）に等しいことは明らかである。従って
例えば、平均相互間隔を４０ｐｍ、角度ａを４°、ｍを
１にする。
前記鏡の焦点距雛は約１０＋ｅｓ＋にする。種々のチャ
ネル間の波長差が２０ｎｎ＋の場合、点ＰＩ、Ｐ２１．
　、　、ＰＮの相互間隔は約１２１ＪＩ１１になる。角
度ｉは比較的大きい値（例えば約６５°）にし得る。
第７図は案内構造体の一具体例を断面図で示している。
この構造体は、例えばシリコンからなる基板２０と、５
ｉｎ２からなる厚み６〜８μｍの第１層２２と、リン添
加ＳｉＯ□からなる厚み約４〜５μｍの第２層２４と、
５ｉＯｚからなる厚み６〜８ＩＪＩ１１の第３層２６と
で構成されている。
層２４と隣接層２２．２６との間の屈折率の差は小さく
、光ファイバのコアと外装との間の差と同様に約１０弓
〜１０−２である。
これらの積重層は、全反射体として機能する反射面を形
成すべく、基板に達するまでエツチング処理し得る。こ
のエツチングによって形成した面は更に、例えばアルミ
ニウム金民層２８で被覆し得る。
電子を形成するためには、例えば電子マスキングによっ
て前記案内＋７４造体上に第５図の基準に従う楕円セグ
メンＩ・を描き、このセグメントに従って面記横逍体を
エツチング処理する。
マイクロガイドを得るためには、第７図の層２４分第８
図のようにエツチング処理し、次いでこのエツチングし
たアセンブリをＳｉＯ□層３０層成０すればよい。光線
は導路２４によって案内される。
第９図及び第１０図は前述のアセンブリの２つの配置例
を示している。第９図ではプレート４０が互いに直交し
合う面４２及び４４で作動し、第１０図では互いに平行
な面４２及び４６で作動する。
以上説明してきたマルチプレクサ−デマルチプレクサは
波長差の小さい（約２０ｎｍ）複数の光線で作動する。
このマルチプレクサ−デマルチプレクサは本出願人名義
で１９８３年３月１３日に出願された仏国特許出願明細
書第２５７９０４４号に記載のごときマルチプレクサ−
デマルチプレクサと組み合わせることもできる。このよ
うな装置は直列に配置された複数の回折格子を含み、各
格子が特定範囲の波長を回折する。本発明の装置は前記
各格子の出口に配置して、前記範囲の波長をもつ光線に
関して作動するようにし得る。このようにすれば、差の
小さい波長で各範囲毎にマルチプレキシングーデマルチ
プレキシングが行われることになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のマルチプレクザーデマルチプレクサの
簡略説明図、第２図は波長λ１で作動する楕円鏡グルー
プによる焦点合わせの原理を示す簡略説明図、第３図は
波長λＮで作動する場合の第２図と同様の説明図、第４
図は双曲線グループを示す説明図、第５図は本発明の格
子の種々の面と規定する方法を示す説明図、第６図は平
面ブレーズ格子の断面図、第７図は本発明の光学案内構
造体を格子の一反射面の断面図で示す説明図、第８図は
光学マイクロガイドの断面図、第９図は本発明のマルチ
プレクサ−デマルチプレクサの種々の素子の配置の一具
体例を示す説明図、第１０図は前記息子の別の配置例を
示す説明図である。 Ｇ、　Ｃ１，、、、（：Ｎ・・・・・・光学マイクロガ
イド、Ｒ・・・・・・回折格子、２０・・・・・・基板
、２２，２４．２６・・・・・・透明層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）複数の異なる波長で作動する集積光学素子状マル
    チプレクサ−デマルチプレクサであって、３つの透明な
    層即ち第１層、第２層及び第３層を積重したもので被覆
    された基板からなる案内構造体を含み、前記第２層がこ
    れを包囲する第１層及び第３層より大きい屈折率を有し
    、この案内構造体が、 −作動波長の数に等しい複数の光学マイクロガイドと、 −単一光学マイクロガイドと、 −反射性凹面回折格子 とを含み、 前記複数のマイクロガイドの第１先端が同数の光ファイ
    バへの結合を可能にするための適切な間隙をもって前記
    案内構造体の面のうち１つの面の表面と同じレベルに配
    置され、これらマイクロガイドが互いに接近しながら前
    記構造体内部に挿入され、接近し合った第２先端が１つ
    のセグメントに沿って分配され、前記単一マイクロガイ
    ドは第１先端が前記案内構造体の前記面とは別の面の表
    面と同じレベルに配置され、第２先端が前記構造体内部
    に配置され、前記反射性凹面回折格子がエッチングによ
    って前記積重層に形成された複数の面からなり、これら
    の面が断面として楕円形部分を有し、この楕円の２つの
    焦点の一方が前記単一光学ガイドの第２先端と合致し、
    他方が前記複数の光学ガイドの第２先端とこれらガイド
    の各作動波長毎に合致することを特徴とするマルチプレ
    クサ−デマルチプレクサ。
JP62336767A 1986-12-31 1987-12-28 楕円凹面格子を使用し集積光学素子状に製造されたマルチプレクサーデマルチプレクサ Pending JPS63173006A (ja)

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FR8618434A FR2609180B1 (fr) 1986-12-31 1986-12-31 Multiplexeur-demultiplexeur utilisant un reseau concave elliptique et realise en optique integree
FR8618434 1986-12-31

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EP (1) EP0275795B1 (ja)
JP (1) JPS63173006A (ja)
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DE (1) DE3779610T2 (ja)
FR (1) FR2609180B1 (ja)

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