JPS63309906A - 光導波結合器 - Google Patents

光導波結合器

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JPS63309906A
JPS63309906A JP62144909A JP14490987A JPS63309906A JP S63309906 A JPS63309906 A JP S63309906A JP 62144909 A JP62144909 A JP 62144909A JP 14490987 A JP14490987 A JP 14490987A JP S63309906 A JPS63309906 A JP S63309906A
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JP
Japan
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optical
optical waveguide
coupler
waveguides
branching ratio
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JP62144909A
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English (en)
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Toshiji Takei
利治 武居
Hironori Yamamoto
浩令 山本
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Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光伝送線路内、或いは、光計測等に利用され
る光ファイバや平板光導波路等を用いた光導波結合器に
関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、光導波結合器を構成する２本以上のファイバ
や平板光導波路等のコア部あるいはガイド部に屈折率の
異なる材料を用いて構成する事で、隣接する導波路間の
分岐比の最大値を制限する事により、結合長の変化に基
づく分岐比の変化が小さくなることを利用して、所望の
分岐比の光導波結合器を得る製造過程における歩留まり
の向上を図り、さらに、分岐比のばらつきの少ない光導
波結合器を得るものである。
〔従来の技術〕
従来の光導波結合器においては、隣接するファイバや平
板光導波路等には同じ材料が用いられていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
本来、分岐比は、結合定数と隣接する導波路間のコア部
あるいはガイド部の伝播定数差と結合長の関数によって
定まるものである。即ち、結合定数をＸ、伝播定数差の
ＡをΔ、結合が始まってから結合方向への長さをＺとす
ると、第２図に示す様に、入射ポート１に入力した光が
、光結合器内部で、どれだけ隣接したコア内に結合した
かを表ａ ｐｂ △”　　＋　　（Ｘｃｏｓ　　βｃＺ）”ところが、従
来例では隣接する導波路は同じ材質で作製していた為、
伝播定数差Δ＝０となるので、βｃ＝Ｘとなる。従って
、分岐比Ｒは、Ｒ−１０１ｏｙ　Ｔａｎ”　Ｘ　Ｚ となる。
この為、第３図に示す様に、分岐比は、結合長π Ｚの周期関数で与えられ、□の整数倍の長さＸ で、コアａ、又はコアｂにパワーが完全に移行する事に
なる。
さて、最近、計測や光伝送分野において、主伝送路の情
報には影響を与えない様にして、主伝送路内の信号状態
をモニターしたいという要請が非常に多くなってきてい
る。この目的を達成するには、光導波結合器を用いるの
が、簡便であり、又、コストも安い。しかしながら、こ
の場合に必要な分岐比は、Ｒ＝２０〜４０ｄＢとなる。
従来の同質の材質を用いたのでは、第３図に示す様に、
所望の分岐比を得るには、結合長の微かな違いが、°分
岐比Ｒに大きな変化を与えてしまうので、製造時に、結
合長をコントロールするのが、非常に困難であると共に
、分岐比のばらつきが大きがった。又、外部環境の微か
な変化、例えば、温度変化による結合長の微かな変化が
、分岐比を大きく変えてしまうなどの問題点を有してい
た。
従って、本発明の目的は、以上の問題点を解決し、安定
でしかも製造時の歩留まりの向上が図れ、分岐比のばら
つきの少ない安価な光結合器を得る事にある。
〔問題点を解決するための手段〕
上述の問題点を解決する為に、本発明では、光導波結合
器を構成する２本以上のファイバや平板光導波路等のコ
ア部、あるいはガイド部に屈折率の異なる材料を用いて
、光導波結合器を構成した。
〔作用〕
上記の様に、隣接する導波路に異なる屈折率の材料を用
いると、伝播定数差が現れる。従って、この場合、分岐
比Ｒは前記した様に、 ここで、Ｘは結合定数、Δは伝播定数差のＡ、Ｚは、結
合が始まってから結合方向への長さ、βＣ−いσコ１Ｆ
　である。
この場合、第４図に示す様に、分岐比は、結合π る導波路のコア部あるいは、ガイド部の材料を選定すれ
ば、第４図に示す様なＡ点やＢ点で、分岐このＡ点やＢ
点では、結合長の微かな変化に対し、分岐比が急激に変
化する事はなくなる。
〔実施例〕
以下、本発明をその実施例に基づいて詳しく説明する。
第１図は、本発明に依る光結合器の実施例を示す概念図
である。結合部は、２本のシングルモード光ファイバの
一部を融着あるいは研磨・接着して作られる。この２本
のシングルモード光ファイバのコア部３，４は、夫々異
なる屈折率ｎ３＋ｎ４の材料でできている。この場合、
入力ボート１より入射された光は、結合部よりＺだけ離
れると、その分岐比は、 π ここで、Δ”　　　＜ｎｓ　　ｎａ　）　、Ｘは結合定
数βｃ＝４、λは真空中の光の波長であ る。
従って、上式が極大値となる条件、即ち、第４図から明
らカミな様に、結合長を−の奇数倍の２βＣ ができる。この値を、所望の分岐比として得る様に、隣
接する導波路のコア部あるいは、ガイド部の屈折率ｎ３
　＋　　ｎ４を選定すれば、結合長の微かな変化に対し
、分岐比が急激に変化しなくなる。
例えば、コア径１０μｍのシングルモードファイバで、
結合長を２０〜３０龍とすれば、結合定数は約６　Ｘｌ
０−’　ｌ／μｍとなる。伝送波長を０．７８μｍとし
、分岐比を一２０ｄＢとすれば、 （ｎ＋　　　ｎｇ　）　＝　６　Ｘｌ０−’１／μｍと
なるλ ので、 例えば、一方の導波路の硝材をＨＯＹＡのＢＡＣＤ２、
他方の導波路の硝材をＨＯＹＡのＢＡＣＤ７に選ぶと、
屈折率差へｎ＝１．８　Ｘｌ０−’となる。
従って、はぼ上式を満足する事になり、第５図ｄＢを得
る事ができる。
この場合には、主伝送路から分岐した方を、モニター用
として使う事になる。
又、例えば、上記実施例において、伝送波長を０．５９
μｍとし、分岐比を２０ｄＢとすれば、（ｎ＋　　　ｎ
ｚ）＝６Ｘ１０−″１／、ｕｍとなるλ ので、 一例として一方の導波路の硝材をＨＯＹＡのＢａｃＤ１
６、他方の導波路の硝材をＨＯＹＡのＢａＣＤ１６５に
選ぶと、屈折率差が、はぼ所望の一値を満足することに
なり、第４図に示すＡ点９　Ｂ点でな変化に対し、さら
に、分岐比の急激な変動は起こらなくなる。
この場合には、主伝送路がモニター図となり、分岐路が
主伝送用として使う事になる。
尚、上記実施例において示した硝材以外にも、同様の特
性を得る材料の組み合わせは、当然、他にも選定しうる
ちのである。又、上記実施例においては、シングルモー
ド光ファイバを用いた例を示したが、多モード光ファイ
バ、平板型光導波路等においても、同様の特性を得る事
ができる。又、結合定数の大きな光結合器、例えば、ク
ラツド径が小さい光ファイバを用いるなどすれば、さら
に、屈折率差の大きい硝材同志の組み合わせで、同様の
効果を得る事ができる。
〔発明の効果〕
上述の様に本発明の構成により、結合長の微がな変化が
あっても、分岐比が掻めて安定するので、製造時に結合
長をコントロールするのが容易になり、安価になると共
に、外部環境の変化に対しても、非常に安定になり、又
、分岐比のばらつきも小さく押さえる事ができるので、
品質的に安定した光結合器を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に依る光結合器の実施例を示す概念図、
第２図は光結合器における光の伝播・分岐の原理を示す
概念図、第３図は従来の同じ材料を隣接導波路のコア部
に用いた際の結合長と分岐比の関係を表す図、第４図は
本発明における結合長と分岐比の関係を表す図、第５図
は本発明の実施例による結合長と分岐比の関係を表す図
である。 以上 −１・ノ □ 、李Ｎ男５β月１て１驚すり七、某責イト蓼の９にか巴
イ戸１五力＼１１」歇り袈〉図ＶＪｌ　　図 九玲合呑におけろ丸のイニ橿今峡の庫理λホ丁＆もご笛
　２　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ２本以上の光ファイバ、平板光導波路等の光導波路が略
    平行に近接して置かれた構造の光導波結合器において、
    隣接する導波路のコア部、あるいは、ガイド部にそれぞ
    れ屈折率の異なる材料を用いて構成した事を特徴とする
    光導波結合器。
JP62144909A 1987-06-10 1987-06-10 光導波結合器 Pending JPS63309906A (ja)

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JP62144909A JPS63309906A (ja) 1987-06-10 1987-06-10 光導波結合器
EP88305160A EP0295039A3 (en) 1987-06-10 1988-06-07 Optical waveguide coupler
US07/204,106 US4904040A (en) 1987-06-10 1988-06-08 Optical waveguide coupler for monitoring
KR1019880006896A KR890000911A (ko) 1987-06-10 1988-06-09 광학 도판관 결합기

Applications Claiming Priority (1)

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US4904040A (en) 1990-02-27
EP0295039A3 (en) 1990-08-16
EP0295039A2 (en) 1988-12-14
KR890000911A (ko) 1989-03-17

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