JPS6333713A - 光合分波器 - Google Patents
光合分波器Info
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- JPS6333713A JPS6333713A JP17704486A JP17704486A JPS6333713A JP S6333713 A JPS6333713 A JP S6333713A JP 17704486 A JP17704486 A JP 17704486A JP 17704486 A JP17704486 A JP 17704486A JP S6333713 A JPS6333713 A JP S6333713A
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Landscapes
- 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、波長多重光通信システムにおいて不可欠であ
る、低損失で阻止域減衰量の大きな単一モード光合分波
器に関するものでるる。
る、低損失で阻止域減衰量の大きな単一モード光合分波
器に関するものでるる。
光合分波器は、干渉膜フィルタ、回折洛子、方向性結合
器等の波長選択素子により波長の異る光を２本の光ファ
イバへ合流１念はｔ本の光ファイバを伝搬する波長の異
る光を各波長毎に分流する機能を有している。波長の異
る光信号を１本の光ファイバで伝送する波長分割多重方
式においては、波長の異る光信号を分離、合流する光合
分波器が基本構成部品である。
器等の波長選択素子により波長の異る光を２本の光ファ
イバへ合流１念はｔ本の光ファイバを伝搬する波長の異
る光を各波長毎に分流する機能を有している。波長の異
る光信号を１本の光ファイバで伝送する波長分割多重方
式においては、波長の異る光信号を分離、合流する光合
分波器が基本構成部品である。
第φ図に、従来の方向性納金器を用いた亀−モード光合
分波器の一列を示す。図において１はシリコン基板、２
，２Ｉは結合光導波路、８は光路変換円曲り光導波路、
４．４／は人力光フアイバ接続用直線光導波路、５１
ｆｉ’ｉ、を出力光ファイバ接続用直線光導波路、６は
各導波路からなる方向性結合器、７，７／は入力光ファ
イバ、８，８′は出力光ファイバである。
分波器の一列を示す。図において１はシリコン基板、２
，２Ｉは結合光導波路、８は光路変換円曲り光導波路、
４．４／は人力光フアイバ接続用直線光導波路、５１
ｆｉ’ｉ、を出力光ファイバ接続用直線光導波路、６は
各導波路からなる方向性結合器、７，７／は入力光ファ
イバ、８，８′は出力光ファイバである。
上記の構成において、方向性結合器６では、入力光ファ
イバ７から入射した光は結合光導波路において一部隣接
する光導波路に結合する。この光は出力光ファイバ８′
に出射される。その結合効率ηは次式で表される・ ここで、Ｉ＠ｔＩｅ’はそｎぞｎ出力光ファイバ８゜８
′からの出力パワー、ｇは暗合係数、Ｌは結合部の長さ
である。ｔは、光の波長、結合部における２本の光導波
路の間隔、光導波路の断面寸法、比屈折率差等に依存す
る。したがって、光導波路の構造パラメータを適切に設
計することにより、波長λ翼の光に対してはりをＯに、
波長λ倉の光に対してはりを１に、またはその反対にす
ることができ、波長λ１、λ會 の２つの光を１本の光
ファイバ７より入射し九場合、各々の光を出力光ファイ
バ８゜８′に分離する光分波器にすることができる。逆
に、人力光ファイバ７．７′から各々波長λ１、λ章の
光・、−を入射させた場合には、出力光ファイバ８ある
いは８′に合流させる光合波器とすることができる。
イバ７から入射した光は結合光導波路において一部隣接
する光導波路に結合する。この光は出力光ファイバ８′
に出射される。その結合効率ηは次式で表される・ ここで、Ｉ＠ｔＩｅ’はそｎぞｎ出力光ファイバ８゜８
′からの出力パワー、ｇは暗合係数、Ｌは結合部の長さ
である。ｔは、光の波長、結合部における２本の光導波
路の間隔、光導波路の断面寸法、比屈折率差等に依存す
る。したがって、光導波路の構造パラメータを適切に設
計することにより、波長λ翼の光に対してはりをＯに、
波長λ倉の光に対してはりを１に、またはその反対にす
ることができ、波長λ１、λ會 の２つの光を１本の光
ファイバ７より入射し九場合、各々の光を出力光ファイ
バ８゜８′に分離する光分波器にすることができる。逆
に、人力光ファイバ７．７′から各々波長λ１、λ章の
光・、−を入射させた場合には、出力光ファイバ８ある
いは８′に合流させる光合波器とすることができる。
上記の構造の光合分波器は、基板上に形成された光導波
路に入出力光ファイバを接続するという単純な構造なの
で、波長選択素子として干渉膜フィルタや回折格子を用
いた光合分波器に比べて清単に作製でき、低損失な光導
波路さえ用いれば低損失な特性が実現できるという利点
がある。しかしながら、波長多重通信システムにおいて
波長の異る光信号を分離する際に、他波長の漏話光によ
り伝送特性が劣化してしまうので、この漏話光ができる
だけ少ないすなわち阻止域減衰量ができるだけ大きいこ
とが要求さｎるが、従来の方向性結合器による光合分波
器では、原理的に光源の波長あるいは方向性結合器の構
造パラメータが設計より若干ずｎ之場合には、必要な波
長の光だけでなく、一部不要波も入って阻止域減衰ψが
劣化してしまうという問題点があった。
路に入出力光ファイバを接続するという単純な構造なの
で、波長選択素子として干渉膜フィルタや回折格子を用
いた光合分波器に比べて清単に作製でき、低損失な光導
波路さえ用いれば低損失な特性が実現できるという利点
がある。しかしながら、波長多重通信システムにおいて
波長の異る光信号を分離する際に、他波長の漏話光によ
り伝送特性が劣化してしまうので、この漏話光ができる
だけ少ないすなわち阻止域減衰量ができるだけ大きいこ
とが要求さｎるが、従来の方向性結合器による光合分波
器では、原理的に光源の波長あるいは方向性結合器の構
造パラメータが設計より若干ずｎ之場合には、必要な波
長の光だけでなく、一部不要波も入って阻止域減衰ψが
劣化してしまうという問題点があった。
本発明の目的は、狭い波長範囲の光に対してのみにしか
、十分な阻止域減衰量が取肚ないという問題点を解決し
た光合分波器を提供することにある。
、十分な阻止域減衰量が取肚ないという問題点を解決し
た光合分波器を提供することにある。
本発明は、基板上に形成され先光導波路からなる方向性
結合器を基本構成要素とする光合分波器において、出力
側の光導波路の一部を分断し、分断さｎて対向する光導
波路端面間に必要な波長帯のみを透過する干渉膜フィル
タを挿入してなるものである。従来の方向性結合器を用
いた光合分波器では、光導波路による方向性結合器とそ
れに接続した光ファイバのみから構成さｎるが、本発明
では、出力側の光導波路の途中に干渉膜フィルタが挿入
さｎている点が異る。
結合器を基本構成要素とする光合分波器において、出力
側の光導波路の一部を分断し、分断さｎて対向する光導
波路端面間に必要な波長帯のみを透過する干渉膜フィル
タを挿入してなるものである。従来の方向性結合器を用
いた光合分波器では、光導波路による方向性結合器とそ
れに接続した光ファイバのみから構成さｎるが、本発明
では、出力側の光導波路の途中に干渉膜フィルタが挿入
さｎている点が異る。
第１図は本発明の一実施例を示す図である。この図にお
いて第φ図に示す構成要素と閤−の要素には同一符号を
付しである。
いて第φ図に示す構成要素と閤−の要素には同一符号を
付しである。
この図に示す光合分波器は、第φ図に示す光合分波器の
構成に加え、出力側の光導波路５，５′の一部を分断し
、分断さｎて対向する光導波路端面間に干渉膜フィルタ
９，９′を挿入してなるものである。図に示すように、
シリコン基板ｌおよび光導波路５，５′には、光導波路
５，５′の一部を分断するように溝１０が形成さｎてお
り、この溝ｌ。
構成に加え、出力側の光導波路５，５′の一部を分断し
、分断さｎて対向する光導波路端面間に干渉膜フィルタ
９，９′を挿入してなるものである。図に示すように、
シリコン基板ｌおよび光導波路５，５′には、光導波路
５，５′の一部を分断するように溝１０が形成さｎてお
り、この溝ｌ。
内に干渉膜フィルタ９，９′が挿入さｎている。この場
合干渉膜フィルタ９，９′は、光導波路５，５Ｉの光軸
に対してｆｉｏの角度で設置されている。
合干渉膜フィルタ９，９′は、光導波路５，５Ｉの光軸
に対してｆｉｏの角度で設置されている。
光導波路は、火炎直接堆積法と反応性イオンエツチング
を組み合わせ之公知の方法によりシリコン基板ｌ上に作
製した石英系光導波路でろる（Ｎ。
を組み合わせ之公知の方法によりシリコン基板ｌ上に作
製した石英系光導波路でろる（Ｎ。
Ｔａｋａｔｏ ｅｔａｌ 、 Ｅｌｅｃｔｒｏｎ、 Ｌ
ｅｔｔ 、ｖｏｌ 、 ２２ 、ｐｐ 、３２／−３コ
ｘ、ｔｑｔｂ）。光導波路のコア断面寸法は１ＯＸｌＯ
μ鴇、比屈折率差は０２／％としである。また、光路変
換部の曲シ光導波路８の曲率半径はりＱ■、２本の入出
力光ファイバ接続用直線光導波路４．４／、５，５′の
間隔は１２ｒμ鶏としである。
ｅｔｔ 、ｖｏｌ 、 ２２ 、ｐｐ 、３２／−３コ
ｘ、ｔｑｔｂ）。光導波路のコア断面寸法は１ＯＸｌＯ
μ鴇、比屈折率差は０２／％としである。また、光路変
換部の曲シ光導波路８の曲率半径はりＱ■、２本の入出
力光ファイバ接続用直線光導波路４．４／、５，５′の
間隔は１２ｒμ鶏としである。
さらに、２本の納金光導波路２，２′の間隔はｉＡりμ
鶏とし、このとき波長１３μ鶏とｌりｔａｍの光が分離
できるように端金光導波路の長さを＆ｆ■にしである。
鶏とし、このとき波長１３μ鶏とｌりｔａｍの光が分離
できるように端金光導波路の長さを＆ｆ■にしである。
干渉膜フィルタ用溝１０は、光導波路の光軸に対しｌり
０の角度で幅１１μ風、深さ２００μ鴨のものが機械加
工によシ形成さｎている。干渉膜フィルタ９，９′はい
ずれも厚さｔｌりμ簿に研嗜して薄片化したもので、９
はｌ弘μ鴨以下を透過する短波長透過フィルタ、９Ｉは
ｉ４ｃ７ａｍ以上を透過する長波長透過フィルタである
。
０の角度で幅１１μ風、深さ２００μ鴨のものが機械加
工によシ形成さｎている。干渉膜フィルタ９，９′はい
ずれも厚さｔｌりμ簿に研嗜して薄片化したもので、９
はｌ弘μ鴨以下を透過する短波長透過フィルタ、９Ｉは
ｉ４ｃ７ａｍ以上を透過する長波長透過フィルタである
。
第１図において１入力光７アイパより光導波路に入った
波長１３μ爲帯とｌタタμ痛帯の光は、結合部において
、おおよそ２つの光導波路に分離することができるが、
数％以下のパワーの光は各々反対の光導波路にも出力さ
ｎる。この各光導波路に入る不必要な波長の光は、干渉
膜フィルタにより反射さＣ光導波路外に放射さｎるつ干
渉膜フィルタは、通常阻止域波長幅が広くかつその減衰
）１も極めて大きい九め、出力光ファイバに入る不要波
のパワーは極めて小さくなる。また、干渉膜フィルタは
透過域波長播も広くかつその時の透過率は鎮めて高く、
さらに単一モード光導波路中に幅りｊμ外の溝が形成さ
ｎているための損失増加は０．２ｄＢａ度と小さく見積
もられるので、光合分波器としての挿入損失の増加は極
くわずかである。第２図には、光源にハロゲンランプを
用いて光スペクトラムアナライザにより測定した損失波
長スペクトルである。この図かられかるように、損失／
ｄＢ以下、阻止域減衰ｆ１ｙｄＢ以上で波長／、ｒ Ｎ
／！４μ痛、１２り〜１３りμ篤と広い波長帯の光を分
離することができることがわかる。
波長１３μ爲帯とｌタタμ痛帯の光は、結合部において
、おおよそ２つの光導波路に分離することができるが、
数％以下のパワーの光は各々反対の光導波路にも出力さ
ｎる。この各光導波路に入る不必要な波長の光は、干渉
膜フィルタにより反射さＣ光導波路外に放射さｎるつ干
渉膜フィルタは、通常阻止域波長幅が広くかつその減衰
）１も極めて大きい九め、出力光ファイバに入る不要波
のパワーは極めて小さくなる。また、干渉膜フィルタは
透過域波長播も広くかつその時の透過率は鎮めて高く、
さらに単一モード光導波路中に幅りｊμ外の溝が形成さ
ｎているための損失増加は０．２ｄＢａ度と小さく見積
もられるので、光合分波器としての挿入損失の増加は極
くわずかである。第２図には、光源にハロゲンランプを
用いて光スペクトラムアナライザにより測定した損失波
長スペクトルである。この図かられかるように、損失／
ｄＢ以下、阻止域減衰ｆ１ｙｄＢ以上で波長／、ｒ Ｎ
／！４μ痛、１２り〜１３りμ篤と広い波長帯の光を分
離することができることがわかる。
干渉膜フィルタは、光導波路の光軸に対してｌり０の角
度で設置さｎているので、反射して人力光ファイバに戻
る光の量も極めて少なく伝送特性へ悪影響を与えること
もない。
度で設置さｎているので、反射して人力光ファイバに戻
る光の量も極めて少なく伝送特性へ悪影響を与えること
もない。
さらに、機械加工により数ｌθμ惰程度の幅の溝を形成
したり、その溝に干渉膜フィルタ薄片を挿入することは
、本発明の場合精度の高い位置に合わせ、角度合わせを
必要としないので、極めて容易であり、方向性結合器に
よる光合分波器の長所である製作の簡便性を損うことも
ない。
したり、その溝に干渉膜フィルタ薄片を挿入することは
、本発明の場合精度の高い位置に合わせ、角度合わせを
必要としないので、極めて容易であり、方向性結合器に
よる光合分波器の長所である製作の簡便性を損うことも
ない。
本実施例では、シリコン基板上に形成した石英系光導波
路の方向性結合器による光合分波器を例にとって説明し
たが、例えばチタン拡散ニオブ酸リチウム光導波路ある
いはイオン交換法による多成分ガラス光導波路を用いた
場合等にも適用できることは言うまでもない。
路の方向性結合器による光合分波器を例にとって説明し
たが、例えばチタン拡散ニオブ酸リチウム光導波路ある
いはイオン交換法による多成分ガラス光導波路を用いた
場合等にも適用できることは言うまでもない。
第９図の従来の方向性結合器による光合分波器の損失波
長スペクトルを、第３図に示す。光導波路、方向性結合
器の構造パラメータはすべて実施１１ＦＩＩと同一であ
る。実施例と比較して阻止域減衰量がコタｄＢ以上とな
る波長域はｌコア〜１２ｇμ熱、／、！３〜ｌタタμ洛
と非常に狭くなっていて、実際の波長多重伝送方式に使
う場合、使用できる光源の波長が限らｎてし−まう。
長スペクトルを、第３図に示す。光導波路、方向性結合
器の構造パラメータはすべて実施１１ＦＩＩと同一であ
る。実施例と比較して阻止域減衰量がコタｄＢ以上とな
る波長域はｌコア〜１２ｇμ熱、／、！３〜ｌタタμ洛
と非常に狭くなっていて、実際の波長多重伝送方式に使
う場合、使用できる光源の波長が限らｎてし−まう。
以上説明したように、本発明によｎＶｉ、方向性結合器
の出力光導波路の途中に不要放を除去する干渉膜フィル
タ薄片を挿入する構造となっているため、光合分波器と
しての挿入損失をほとんど増加させることなくかつ作製
の容易性を損うことなく、広い波長域で阻止域減衰量を
大きくできる利点があり、波長多重伝送方式の経済化お
よび特性向上に資すること大である。
の出力光導波路の途中に不要放を除去する干渉膜フィル
タ薄片を挿入する構造となっているため、光合分波器と
しての挿入損失をほとんど増加させることなくかつ作製
の容易性を損うことなく、広い波長域で阻止域減衰量を
大きくできる利点があり、波長多重伝送方式の経済化お
よび特性向上に資すること大である。
偽 図面のｆＪＵ率な説明
第ｆ図は本発明の一実施例として示した光合分波器の平
面図、第２図は本発明による光合分波器の損失スペクト
ルを示す図、第３図は従来の光合分波器の損失スペクト
ルを示す図、第φ図は従来の光合分波器の平面図である
。
面図、第２図は本発明による光合分波器の損失スペクト
ルを示す図、第３図は従来の光合分波器の損失スペクト
ルを示す図、第φ図は従来の光合分波器の平面図である
。
■・・・・・・シリコン基板、２，２′・・・・・・結
合光導波路、８・・・・・・光路変喚用曲り光導波路、
４．４′・・・・・・人力光ファイバ接続用直線光導波
路、５，５′・・・・・・出力光ファイバ接碑用直１穆
光導波路、６・・・・・・方向性結合器、９．９′−・
・・・・干渉膜フィルタ。
合光導波路、８・・・・・・光路変喚用曲り光導波路、
４．４′・・・・・・人力光ファイバ接続用直線光導波
路、５，５′・・・・・・出力光ファイバ接碑用直１穆
光導波路、６・・・・・・方向性結合器、９．９′−・
・・・・干渉膜フィルタ。
Claims (1)
- 基板上に形成された光導波路からなる方向性結合器を基
本構成要素とする光合分波器において、出力側の光導波
路の一部が分断され、分断されて対向する光導波路端面
間に必要な波長帯の光のみを透過する干渉膜フィルタが
挿入されていることを特徴とする光合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17704486A JPS6333713A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17704486A JPS6333713A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 光合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6333713A true JPS6333713A (ja) | 1988-02-13 |
Family
ID=16024154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17704486A Pending JPS6333713A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 光合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6333713A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05333222A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 干渉フィルタ付光導波路 |
| JPH06347656A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-22 | Nec Corp | 光回路 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611409A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-04 | Fujitsu Ltd | Optical branching circuit |
| JPS57158617A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Ricoh Co Ltd | Optical coupler |
-
1986
- 1986-07-28 JP JP17704486A patent/JPS6333713A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5611409A (en) * | 1979-07-11 | 1981-02-04 | Fujitsu Ltd | Optical branching circuit |
| JPS57158617A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-30 | Ricoh Co Ltd | Optical coupler |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05333222A (ja) * | 1992-05-29 | 1993-12-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 干渉フィルタ付光導波路 |
| JPH06347656A (ja) * | 1993-06-08 | 1994-12-22 | Nec Corp | 光回路 |
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