JPS63221305A - 光分波方法 - 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】 技術分野 本発明は、光通信、光コンピュータなどで用いられる充
分彼方法に関する。

従来技術 一般に、波長の異なる光を分波するために、回折格子、
干渉膜、プリズム、方向性結合器などを用いる方式があ
る。中でも、回折格子は集積化する上で実際に作製され
ており、今後の光集積回路にとっては必須の分波素子と
いえる。

このような回折格子を用いて分波させる方法としては、
現時点では波長の異なる２種類の光の双方の波長を考慮
しており、回折格子長としては作製上、かなり厳しい精
度が要求されている。即ち、第５図に示すような方法と
されている。まず、回折格子長がＴなる透過型回折格子
１が設けられている。このような回折格子１に対して異
なる波長λ１．λ２（例えば、λ１〉λ２なる関係とさ
れている）の２種類の光を混在状態で入射させる。する
と、これらの波長λ８．λ２の光は回折格子１を直進透
過するか、１次光として回折するものとなる。

なお、回折格子長Ｔは十分に長いので、回折光のパワー
は図示する１次光に集中するものとする。

よって、このような状態で波長λ１．λ２の光を分離す
るには、回折光のみを用いるのであれば直進透過光をな
くすようにする必要がある。一方、直進透過光を用いる
とすれば回折光はブラック条件を溝たす入射角度とした
波長λ、のみとする必要がある。これらの条件を満たす
回折格子１を設計するには、格子長Ｔを考慮する必要が
あり、作製上、厳密さが要求され、出力光にクロストー
クを生じやすいものである。つまり、分波が不十分なも
のである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、透過型
回折格子の設計・作製上の自由度を大きくして有利な条
件として、クロストークのない分波出力を確実に得るこ
とができる光分彼方法を提供することを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、波長の異なる２種
類の光を透過型回折格子に対して長波長側の光のブラッ
ク角度で入射させ、前記透過型回折格子を透過した光の
内の全回折される長波長側の光を透過型基板によりほぼ
全反射させ、他方の短波長の光を透過させて分離するこ
とにより、透過型回折格子の構造としては、２波長光の
一方のみを考慮すればよいようにしたことを特徴とする
ものである。

以下、本発明の第一の実施例を第１図及び第２図に基づ
いて説明する。まず、本実施例方式の分波原理を第１図
により説明する。最初に、透過型回折格子２が設けられ
ている。このような回折格子２に対して異なる波長λ１
．λ２（但し、λ、〉λ３であり、波長λ１側の光が長
波長とする）の２種類の光を混在状態で入射させる。こ
の時の入射角度θ。を長波長λ、にとってブラック回折
条件を溝たすブラック入射角度と設定する。このように
設定された入射角度では、波長久８．λ、の光の回折格
子２透過後の回折光は、回折格子長によってその強度は
変化するものの、波長λ、の光はブラック回折条件を満
足することにより、１００％回折することになる。これ
に対し、短波長λ２の光はブラック回折条件を満たさな
いために、回折格子２透過後の状態としては直進透過光
と回折光との双方が存在することになる。よって、まず
、第１に回折格子２を透過した出力光は短波長λ８側の
光のみであることが理解される。そして、後は回折光側
について、波長λ０．λ２の光を分離すればよい。

この回折光側について、２種類の光を分波するため、本
実施例では、回折格子２の出力側に透過型基板３を設け
る。但し、この透過型基板３は回折格子２の方向に対し
て平行ではなく、やや傾けである。具体的には、回折格
子２により１００％回折された波長λ１の光を全反射さ
せるよう、この透過型基板３に対する入射角度θ、とな
るように傾斜配置されている。ここに、透過型基板３の
屈折率をｎとすると、波長λ１の回折光を全反射させる
ための入射角度θ１　としては、最小でθ、　＝ｓｉｎ
−’　（１／　ｎ　） なる条件を満足する必要がある。入射角度θ１が上式よ
りも大きい値となるように、透過型基板３を設置するこ
とにより、波長λ、の光はこの透過型基板３により全反
射されることになる。もつとも、この入射角度θ、があ
まり大きくなるように透過型基板３を傾斜させると、回
折した波長λ２の光のこの透過型基板３に対する入射角
度θ２も上述した全反射の条件を満たしてしまい、全反
射されてしまう。従って、透過型基板３は傾斜させると
いっても、入射角度θ、のみが全反射の条件を満たし、
入射角度０２側は全反射の条件を満足しない状態に設定
する必要がある。又、回折した波長λ２の光は透過型基
板３で全反射せずに透過し、一部の光は波長λ１の光と
同一側に反射することになるが、透過型基板３の表面に
無反射コーティング処理を施しておけば、その反射量を
無視し得る程度に減することができる。

このように、回折格子２と透過型基板３を用いることに
より、波長λ１の光は回折格子２で全て回折させた後透
過型基板３で全反射させる一方、波長λ２の光は回折格
子２により回折したものがあっても、直進透過光と同様
に透過型基板３を屈折透過等させることにより、透過型
基板３の前後に分離できる。なお、透過型基板３を透過
した波長λ２の光は直進光と回折光とによる拡散状のも
のであるので、透過型基板３後の位置でレンズ等の集光
素子で集光処理すればよい。

しかして、このような検波方法は例えば第２図に示すよ
うに実装すればよい。まず、回折格子２は表面レリーフ
型構造とされ（この他、屈折率変調型構造でもよい）、
透過型基板３をバルク４なる構造として一体化してなる
分波器５としたものである。即ち、樹脂などの加工性に
優れた材料によるバルク型構造であり、複製も容易なも
のである。もつとも、透過型基板３面に接する膜、即ち
バルク４部分の屈折率をｎ、とじた時、波長λ。

の透過型基板３に対する入射角度θ１が全反射の条件を
満足するには、 θ、　＝ｓｉｎ−’（ｎ、／　ｎ） 以上の角度となることが必要である。そして、透過型基
板３により全反射された波長λ、の光はバルク４部分で
屈折出射した後、集光レンズ６を経て光フアイバ７内を
伝播され、検出される。一方、透過型基板３を透過した
波長λ２の光は集光レンズ８で集光されて光フアイバ９
内に導入され、伝播されて検出に供される。

つづいて、本発明の第二の実施例を第３図により説明す
る。本実施例は、第１図の検波原理に基づく検波器構造
の集積構造化を図ったものである。

まず、光フアイバ１０側から入射される光を伝播させる
２次元光導波路を構成する光検波器ベース板１１上には
例えば表面レリーフ型構造などによる透過型回折格子１
２が形成されているとともに、ベース基板１１に形成し
た凹み構造の透過型基板１３を波長λ１の光の回折光の
光路に対してのみ形成し、波長λ２の直線透過及び回折
光はこの透過型基板１３を通すことなく、レンズ１４に
より光フアイバ側に直接集光させるようにしたものであ
る。この場合、レンズ１４は例えばルネブルク又はジオ
テシツク型構造ないしは屈折率分布型構造としてベース
基板１１上に形成される。この場合、透過型基板１３は
波長λ８の光が関与しないので、効率が多少低くてもよ
ければ、波長λ２の光を必ずしも全反射させることなく
、反射率が高反射率となるようにしてもよい。

又、本発明の第三の実施例を第４図により説明する。本
実施例も、前記実施例と同様に集積化構造とした実施例
を示すものである。本実施例はベース基板１１の出力側
端面自体を透過型基板１５として利用したものである。

この結果、前記実施例のようなレンズ１４を形成する必
要がなく、かつ、全体を小型化した状態で作製すること
ができる。

効果 本発明は、上述したように透過型回折格子に対して長波
長側の光がブラック回折条件を満足するブラック角度で
入射させ、その回折後の光を透過型回折格子によりほぼ
全反射させることにより、直進透過及び回折透過する他
方の光と分離するようにしたので、回折格子としては長
波長側のみの光を考慮して自由度の大きい状態で設計・
作製することにより確実な分波を行なうことができ、生
産性のよい安価な分波器を提供することができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す検波原理を示す説
明図、第２図はその構成を示す概略断面図、第３図は本
発明の第二の実施例を示す概略平面図、第４図は本発明
の第三の実施例を示す概略平面図、第５図は従来例を示
す説明図である。 ２・・・透過型回折格子、３・・・透過型基板、１２・
・・透過型回折格子、１３・・・透過型基板、１５・・
・透過型基板、λ１・・・長波長、λ２・・・短波長、
￥５／１　　図　　　３Ｚ図 ３３　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 波長の異なる２種類の光を透過型回折格子に対して長波
   長側の光のブラック角度で入射させ、前記透過型回折格
   子を透過した光の内の全回折される長波長側の光を透過
   型基板によりほぼ全反射させ、他方の短波長の光を透過
   させて分離することを特徴とする光分波方法。