KR20020079577A - 광합분파기 - Google Patents

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KR20020079577A
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KR1020020019645A
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코시히로유키
카시하라카즈히사
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후루까와덴끼고오교 가부시끼가이샤
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Abstract

광합분파기(optical multiplexer/demultiplexer)는, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 1 및 제 2방향성결합부를 포함한다. 제 1 및 제 2광도파로의 길이는 차(△L)를 가진다. 제 1 및 제 2광도파로의 차(△L)와 굴절률(n)사이의 곱은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하이다.

Description

광합분파기{OPTICAL MULTIPLEXER/DEMULTIPLEXER}
본 발명은 광합분파기(optical multiplexer/demultiplexer) 및 광합분파기장치에 관한 것이다.
최근 인터넷 트래픽의 급속한 증가는 전송네트워크용량의 증가를 요구한다. 이 요구를 위한 해답중의 하나는 파장분할다중(WDM)기술이다. 파장분할다중기술에서, 서로 다른 파장을 가진 복수의 광이 합파되고, 또한 단일의 광파이버로 전송된다. 따라서, 전송용량은 합파된 광의 개수에 의해 증가될 수 있다.
파장분할다중시스템을 실현하기 위하여, 광합분파기 등의 광학디바이스가 요구된다.
광합분파기는 서로 다른 파장을 가진 광을 합파하거나 또는 다른 파장을 가진 광을 분파한다. 예를 들면, 광합분파기에 의해 합파된 다중광은 광파이버로 전송된다. 또한, 광파이버로 전송된 다중광은 광합분파기에 의해 분파되고, 다른 파장을 가진 광이 출력된다.
예를 들면, 이러한 광합분파기는 배열된 도파로형 회절격자(AWG), 마하젠더(Mach-Zehnder)간섭계 등이다.
종래에, 마하젠더간섭계형 광합분파기는 예를 들면 1549nm 및 1551nm의 파장에 근접한 광을 합파하거나 또는 광을 분파할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 제 1실시예의 광합분파기를 도시하는 개략도.
도 2는 제 1실시예에 의한 예 1-1의 광합분파기에 관련된 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 3은 예 1-1의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 4는 제 1실시예에 의한 예 1-2의 광합분파기에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 5는 예 1-2의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 6은 제 1실시예에 의한 예 1-3의 광합분파기에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 7은 예 1-3의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 8은 본 발명에 의한 제 2실시예의 광합분파기를 도시하는 개략도.
도 9는 제 2실시예의 광합분파기의 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로 중의 하나를 도시하는 개략도.
도 10(a)는 선(A-A')을 가로지르는 제 2실시예의 광합분파기의 다중모드의 간섭계도파로를 도시하는 단면도.
도 10(b)는 선(B-B')을 가로지르는 제 2실시예의 광합분파기의 다중모드의 간섭계도파로를 도시하는 단면도.
도 10(c)는 선(C-C')을 가로지르는 제 2실시예의 광합분파기의 다중모드의 간섭계도파로를 도시하는 단면도.
도 11은 제 2실시예에 의한 예 2-1의 광합분파기에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 12는 예 2-1의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 13은 제 1실시예의 예 1과 비교예 1 내지 비교예 3 및 제 2실시예의 예 2에 대한 표 1 및 표 2의 데이터에 의거하여 준비된 합산결과를 도시하는 그래프.
도 14는 본 발명에 의한 제 3실시예의 광합분파기장치를 도시하는 개략도.
도 15는 제 3실시예의 광합분파기장치에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 16은 제 3실시예의 광합분파기장치에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 다른 그래프.
도 17은 제 3실시예의 광합분파기장치에 입력된 삽입손실과 파장사이의 관계를 도시하는 스펙트럼.
도 18은 제 4실시예의 광합분파기장치를 도시하는 개략도.
도 19는 제 4실시예의 광합분파기장치에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 20은 제 4실시예의 광합분파기장치에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 다른 그래프.
도 21은 제 4실시예의 광합분파기장치에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 또 다른 그래프.
도 22는 제 4실시예의 광합분파기장치에 입력된 삽입손실과 파장사이의 관계를 도시하는 스펙트럼.
도 23은 비교예 2-1의 광합분파기에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 24는 비교예 2-1의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
도 25는 비교예 3-1의 광합분파기에 대한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프.
도 26은 비교예 3-1의 광합분파기에 대한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
〈도면의 주요부분에 대한 설명〉
1: 제 1방향성결합부2: 제 2방향성결합부
3: 제 1도파로4: 제 2도파로
5: 제 1다중모드의 간섭계도파로6:제 2다중모드의 간섭계도파로
8: 광합분파기13,14: 입력측
23,24: 출력측
본 발명의 일측면에 의하면, 광합분파기는, 제 1광도파로와, 제 2광도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 1방향성결합부와, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 2방향성결합부와를 포함한다. 제 1 및 제 2방향성결합부는 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 1광도파로의 길이 및 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은 크로스전파파장(cross-propagation wavelength)(λ2)와 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(through-propagation wavelength)(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이다. 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이다. 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와, 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는, 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 광합분파기는, 제 1광도파로와, 제 2광도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 1다중모드의 간섭계도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 2다중모드의 간섭계도파로와를 포함한다. 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로는, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 대략 정수(N)와 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이다. 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이다. 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 광합분파기는 합분파를 반복하기 위하여 형성된 복수의 광합분파기를 포함한다. 각각의 광합분파기는, 제 1광도파로와,제 2광도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 1방향성결합부와, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 2방향성결합부와를 포함한다. 제 1 및 제 2방향성결합부는, 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 크로스전파파장(λ2)은, 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이다. 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이다. 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하이다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 광합분파기는 합분파를 반복하기 위하여 형성된 복수의 광합분파기를 포함한다. 각각의 광합분파기는, 제 1광도파로와, 제 2광도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 1다중모드의 간섭계도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 2다중모드의 간섭계도파로와를 포함한다. 제1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로는, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로사이의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이다. 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이다. 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하이다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 광합분파기는, 제 1광도파로와, 제 2광도파로와, 제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하도록 형성된 방향성결합부와, 제 1 및 제 2광도파로가 접속된 다중모드의 간섭계도파로와를 포함한다. 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로는, 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접한다. 크로스전파파장(λ2)은, 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이다. 스루전파파장(λ1)은, 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이다. 크로스전파파장(λ2)에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는, 대략 1%이상 10%이하이다. 크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 3파워결합비는, 대략 45%이상 55%이하이다.
본 발명의 보다 완전한 이해 및 그 많은 부가적인 이점은, 첨부도면과 함께 고려할 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 이해되는 것으로서 용이하게 얻을 수 있다.
바람직한 실시예는 첨부한 도면을 참조하여 이하 설명하고, 여기서 참조번호는 각종 도면에 걸쳐서 대응하거나 동일한 부품을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 의한 일실시예의 광합분파기를 도시한다. 도 1을 참조하면, 본 실시예의 광합분파기는 도 1에 도시한 바와 같은 실리콘기판위에 형성된 도파로구조를 포함하는 마하젠더 간섭계형 광합분파기이다.
광합분파기(8)는, 제 1광도파로(3)와, 제 2광도파로(4)와, 제 1방향성결합부(1)와, 제 2방향성결합부(2)와를 포함한다. 제 1 및 제 2광도파로(3 및 4)는 나란히 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로(3 및 4)는 제 1 및 제 2방향성결합부(1 및 2)에 서로 근접하여 형성된다. 제 2방향성결합부(2)는 제 1 및 제 2광도파로(3 및 4)가 연장된 방향으로 제 1방향성결합부(1)로부터 분리되어 형성된다. 마하젠더 간섭계형 광합분파기(8)에서, 제 1 및 제 2결합부(1 및 2)는, 제 1 및 제 2방향성결합부(1 및 2)사이에 제 1광도파로(3)의 길이와 제 1 및 제 2방향성결합부(1 및 2)사이의 제 2광도파로(4)의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된다. 제 1 및 제 2광도파로(3 및 4)의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은 소정의 값으로서 결정된다.
마하젠더 간섭계형 광합분파기(8)에서, 제 1광도파로(3)의 입력측(13)으로부터 제 1광도파로(3)의 출력측(23)으로의 광학루트 또는 제 2광도파로(4)로부터 입력측(14)으로부터 제 2광도파로(4)의 출력측(24)으로의 광학루트는 스루루트이다. 본 명세서에서, 스루루트에 전송된 광(스루전파광)의 파장은 스루전파파장(λ1)으로서 간주된다.
마하젠더 간섭계형 광합분파기(8)에서, 제 1광도파로(3)의 입력측(13)으로부터 제 2광도파로(4)의 출력측(24)으로의 광학루트 또는 제 2광도파로(4)의 입력측(14)으로부터 제 1광도파로(3)의 출력측(23)으로의 광학루트는 크로스루트이다. 본 명세서에서, 크로스루트에 전송된 광(크로스전파광)의 파장은 크로스전파파장(λ2)으로서 간주된다.
광합분파기(8)는, 스루전파파장(λ1)에 대한 각각 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 제 2파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 각각 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 제 1파워결합비를 가진다. 본 발명의 제 1실시예에 의하면, 전후의 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하이다. 또한, 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 제 3파워결합비는 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)의 평균파장에 대한 대략 45% 및 55%의 범위내에 있다.
예를 들면, 제 1실시예에 의하면 예 1-1에서, 스루전파파장(λ1)은 1575nm이고, 크로스전파파장(λ2)는 1525nm이고, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)사이의 간격/피치는 50nm가 된다.
도 2는 예 1-1에 대한 파장과 파워결합비사이의 관계를 도시하는 전형적인 그래프이다. 도 2를 참조하면, 예 1-1의 광합분파기(8)를 위하여, 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 54%로 설정되고, 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 46%로 설정된다.
따라서, 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비 사이의 차(스루-크로스결합비의 차)는 대략 8%이다.
또한, 본 실시예에서, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)사이의 평균파장, 즉 (λ1+λ2)/2는 1550nm이고, 또한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비는 이 평균파장의 50%로 설정된다.
광합분파기(8)는, 도 1에 도시한 바와 같이 실리콘기판위에 형성된, 실리카계 도파로형성영역, 즉 도금유리 및 코어유리를 포함한다. 도금유리는 실리카계 유리로서 형성되고, 코어유리는 TiO2도핑의 실리카계유리로서 형성된다. 실리카계 도파로형성영역은 막두께가 대략 50㎛이다. 코어유리와 도금유리의 굴절률의 퍼센트차는 0.4%이고, 코어유리의 단면치수는 8.0㎛×8.0㎛이다.
제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)는, 수 ㎛만큼의 간격을 유지하고, 수 ㎛의 거리에 의해 나란히 분리된 제 1도파로(3)와 제 2도파로(4)를 구성함으로써 형성된다. 제 1 및 제 2도파로(3,4)의 굴절률은 대략 1.45이다.
또한, 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)사이의 거리에 대해서, 제 1 및 제 2도파로(3,4)의 길이는 각각 L+△L 및 L이다. 따라서, 제 1 및 제 2도파로(3,4)의 이들 길이의 차는 △L, 예를 들면 예 1-1에서 △L=15.05㎛이다.
제 1실시예의 광합분파기에서, 제 1 및 제 2도파로(3,4)의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱, 즉 n×△L은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 정수(N)±0.5사이의 곱에 근접한다. 정수(N)는 1이상이다.
스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)사이의 관계와 곱(n×△L)은 방정식(1),(2)에 의해 표현될 수 있고, △λ=이면, 다음의 방정식(3)을 얻을 수 있다. λ1과 λ2의 값은 특정관계에 한정되지 않는다.
n×△L = λ1×(N±0.5)(1)
n×△L = λ2×N(2)
△L = (λ1×λ2)/(2n×△λ)(3)
차(△L)는 다른 정수(N)를 위해 선택될 수 있지만, 최저 △L는 본 실시예에서 선택된다.
또한, 정수(N)이외에, 0.1내의 정수(N)에 근접한 값(N'), 즉 (N-0.1)≤N'≤(N+0.1)은, △L을 결정하는데 사용될 수 있다. 이러한 대입의 효과는 광합분파기(8)의 기능을 위하여 무시된다.
도 2를 참조하면, 광합분파기(8) 등을 설계함으로써, 그 파워결합비는 기대한 바와 같이 설정된다.
다시 말하면, 제 1실시예에 의한 예 1-1의 광합분파기(8)에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1575nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 46%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비사이의 스루-크로스결합비의 차는 대략 8%이다.
또한, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)의 평균파장, 1550nm에 대한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비는 50%이다.
도 3은 예 1-1의 광합분파기를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 3을 참조하면, 선(a)은 스루경로(through path)의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 선(b)은 크로스경로(cross path)의 삽입손실스펙트럼을 나타낸다.
선(a) 및 선(b)로부터 본 바와 같이, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ 2)의 삽입손실은 각각 대략 1dB이다. 또한, 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화, 즉 파장(λ1)에서의 투과손실 - 파장(λ2)에서의 차단손실은, 대략 -24dB이다.
다시 말하면, 본 실시예의 광합분파기에서의 누화는 광합분파기에서 허용가능한 누화값 -15dB보다 낮고, 이에 의해 적은 손실과 적은 누화를 실현한다.
방향성결합부를 가진 회로에서, 방향성결합부의 파워결합비는 그 제조 불일치에 의거하여 ±5%일탈한다. 따라서, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)의 평균파장 1550nm에 대한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비가 50%로 설정되는 경우에만, 필요한 특성이 충족되는 것이 충분하지 않다. 보다 정확히 말하면, 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비가 5%의 범위내에 일탈하는 경우에도, 필요한 특성은 만족될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 의한 예 1-2의 광합분파기는, 파장(λ1,λ2)사이의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비가 의도된 50%의 파워결합비로부터 5% 낮게 되는 것이 추정되도록 제조된다.
도 4는 제 1실시예의 예 1-2를 위한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 본 실시예의 광합분파기(8)는 45%의 파장(λ1,λ2)사이의 평균파장 1550nm에 대한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비를 가진다.
다시 말하면, 예 1-2의 광합분파기(8)에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1575nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 50%이고, 또한 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1525nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 42%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비사이의 차는 대략 8%이다.
도 5는 예 1-2의 광합분파기(8)를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 5를 참조하면, 선(a)은 스루경로의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 또한 선(b)은 크로스경로의 삽입손실스펙트럼을 나타낸다.
선(a) 및 선(b)으로부터 본 바와 같이, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)의 삽입손실은 각각 대략 1dB이다. 또한, 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화는 -16dB에 근접하고, 이에 의해 -15dB이하로 되는 조건을 만족하고 적은 손실 및 적은 누화를 실현한다.
또한, 방향성결합부의 제조동안 초래된 불일치의 광에서, 제 1실시예에 의한 예 1-3의 광합분파기는, 파장(λ1,λ2)사이의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비가 의도된 50%의 파워결합비보다 5%가 높게되는 것을 추정함으로써 제조된다.
도 6은 예 1-3을 위한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 6을 참조하면, 본 실시예의 광합분파기(8)는 55%의 파장(λ1,λ2)사이에 평균파장 1550nm에 대한 제 1 및 제 2결합부(1,2)의 파워결합비를 가진다.
다시 말하면, 본 예 3 제 1실시예의 광합분파기(8)에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1575nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비와 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1525nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 양쪽 파워결합비는 대략 51%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)의 파워결합비사이의 차는 대략 8%이다.
도 7은 제 3실시예, 예 1-3의 광합분파기(8)를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 7을 참조하면, 선(a)은 스루경로의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 또한 선(b)은 크로스경로의 삽입손실을 나타낸다.
선(a) 및 선(b)으로부터 본 바와 같이, 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)의 삽입손실은 각각 대략 1dB이다. 또한, 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화는 대략 -37dB이고, 이에 의해 -15dB이하가 되는 조건을 만족하고, 적은 손실 및 적은 누화를 실현한다.
상기 설명한 예로부터 본 바와 같이, 스루전파파장(λ1)에 대한 방향성결합부(1,2)의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 사이의 차를 대략 1%이상 10%이하로 설정하고, 또한 스루 및 크로스 전파파장(λ1,λ2)의 평균파장의 45% 및 55%의 범위로 이들 파워결합비를 설정함으로써, 제 1실시예의 광합분파기(8)는 광을 합파하거나 광을 분파하고, 방향성결합부(1,2)의 파워결합비의 파장의존도는 적은 손실 및 적은 누화로 무시되지 않는다.
아래의 표 1은 상기 설명한 제 1실시예의 3개의 전형적인 합분파기의 특성을 도시한다. 또한, 표 1은 비교의 목적을 위해 제조된 광합분파기를 위하여 얻은 실험의 결과를 포함한다.
평균파장(%)을 위한 파워결합비 스루-크로스결합비의 차(%) 스루경로에서 누화(dB) λ1(nm) λ2(nm) 평균파장(nm)
예 1 예 1-2 45 8 -16 1575 1525 1550
예 1-1 50 -24
예 1-3 55 -37
비교예 1 비교예 1-2 45 12 -31 1510 1590 1550
비교예 1-1 50 -18
비교예 1-3 55 -14
비교예 2 비교예 2-2 45 25 -10 1610 1530 1570
비교예 2-1 50 -13
비교예 2-3 55 -23
비교예 3 비교예 3-2 45 45 -7 1330 1550 1440
비교예 3-1 50 -4
비교예 3-3 55 -3
표 1을 참조하면, 비교예 1-1,1-2,1-3의 광합분파기는 도 1에 도시한 구조를 가지고, 차 △L, 즉 제 1 및 제 2결합부사이의 거리위의 제 1 및 제 2도파로사이의 거리는 9.43㎛이었다.
표 1을 계속 참조하면, 비교예 1-1,1-2,1-3의 광합분파기는, 그들의 스루전파파장(λ1)이 1510nm이고, 크로스전파파장(λ2)이 1590nm이고, 스루 및 크로스전파파장의 평균파장이 1550nm이고, 또한 1550nm에서 파워결합비가 50%로 의도되도록 설정된다.
비교예 1-1의 광합분파기는 의도한 바와 같이 50%의 평균파장 1550nm에서 파워결합비를 가진다. 비교예 1-2의 광합분파기는 제조공정에서의 불일치에 의거하여 45%의 평균파장 1550nm에서 파워결합비를 가진다. 비교예 1-3의 광합분파기는 제조공정에서의 불일치에 의거하여 평균파장 1550nm에서 55%의 파워결합비를 가진다.
비교예 1-1의 광합분파기에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1510nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 44%이고, 또한 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1590nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 56%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비사이의 차는 대략 12%이다. 비교예 1-1의 광합분파기에서 누화는 대략 -18dB이다.
그러나, 비교예 1-3, 즉 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1550nm에서 55%가 된 파워결합비를 가진 하나의 광합분파기에서, 누화는 대략 -14dB이다. 광합분파기에서 허용가능한 누화, 즉 전파파장에서의 투과손실 - 파장에서의 차단손실은, -15dB이하이고, 비교예 1-3의 광합분파기는 이러한 조건을 만족하지 않는다.
또한, 비교예 1-2, 즉 제조공정시에 불일치에 의거하여 평균파장 1550nm에서 45%가 된 파워결합비를 가진 하나의 광합분파기에서, 누화는 대략 -31dB이다.
표 1을 참조하면, 비교예 2-1,2-2,2-3의 광합분파기는 도 1에 도시한 구조를 가지고, 또한 차, △L, 즉 제 1 및 제 2결합부사이의 거리에 대해서 제 1 및 제 2도파로사이의 거리는 10.6㎛이다.
여전히 표 1을 참조하면, 비교예 2-1,2-2,2-3의 광합분파기는, 그들의 스루전파파장(λ1)이 1610nm이고, 크로스전파파장(λ2)이 1530nm이고, 스루 및 크로스전파파장의 평균파장이 1570nm이고, 또한 1570nm에서 파워결합비가 50%로 의도되도록 설정된다.
비교예 2-1의 광합분파기는 의도된 바와 같이 평균파장 1570nm에서 50%의 파워결합비를 가진다. 비교예 2-2의 광합분파기는 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1570nm에서 45%의 파워결합비를 가진다. 비교예 2-3의 광합분파기는 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1570nm에서 55%의 파워결합비를 가진다.
도 23은 비교예 2-1의 광합분파기를 위한 파장과 파워결합비사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 23을 참조하면, 비교예 2-1의 광합분파기에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1610nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 65%이고, 또한 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1530nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 40%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비 사이의 차는 대략 25%이다.
도 24는 비교예 2-1의 광합분파기를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 24를 참조하면, 선(a)은 스루경로의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 또한 선(b)은 크로스경로의 삽입손실스펙트럼을 나타낸다.
선(a)으로부터 본 바와 같이, 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화는 대략 -13dB이고, 또한 -15dB이하가 되는 조건은 만족되지 않는다. 이로부터, 의도된 바와 같이, 비교예 2-1의 광합분파기가 이들 파장(λ1,λ2)의 평균파장에서 파워결합비를 얻는 경우에도, 낮은 누화가 실현될 수 없는 것이 발견된다.
또한, 비교예 2-2, 즉 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1570nm에서45%가 된 파워결합비를 가진 하나의 광합분파기에서, 누화는 대략 -10dB이고, 따라서 비교예 2-2의 광합분파기는 비교예 2-1의 광합분파기의 경우에서와 마찬가지로 -15dB이하가 되는 조건을 만족시키지 않는다.
비교예 2-3, 즉 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1570nm에서 55%가 된 파워결합비를 가진 광합분파기에서, 누화는 대략 -23dB이다.
표 1을 참조하면, 비교예 3-1,3-2,3-3의 광합분파기는 도 1에 도시된 구조를 가지고, 또한 차, △L, 즉 제 1 및 제 2결합부사이의 거리에 대해서 제 1 및 제 2도파로사이의 거리는 3.2㎛이다.
여전히 표 1을 참조하면, 비교예 3-1,3-2,3-3의 광합분파기는, 스루전파파장(λ1)이 1330nm이고, 크로스전파파장(λ2)이 1550nm이고, 스루 및 크로스전파파장의 평균파장이 1440nm이고, 또한 1440nm에서 파워결합비가 50%로 의도되도록 설정된다.
비교예 3-1의 광합분파기는 의도된 바와 같이 평균파장 1440nm에서 50%의 파워결합비를 가진다. 비교예 3-2의 광합분파기는 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1440nm에서 45%의 파워결합비를 가진다. 비교예 3-3의 광합분파기는 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1440nm에서 55%의 파워결합비를 가진다.
도 25는 비교예 3-1의 광합분파기를 위한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 도 25를 참조하면, 비교예 3-1의 광합분파기에서, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1330nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 35%이고, 또한 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1550nm에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 양쪽 파워결합비는 대략 80%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비사이의 차는 대략 45%이다.
도 26은 비교예 3-1의 광합분파기를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 26을 참조하면, 선(a)은 스루경로의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 선(b)은 크로스경로의 삽입손실스펙트럼을 나타낸다.
선(a)으로부터 본 바와 같이, 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화, 즉 파장(λ1)에서의 투과손실 - 파장(λ2)에서의 차단손실은, 대략 -4dB이고, 현저하게 저하된 누화를 초래한다. 이로부터, 크로스전파파장에서 투과손실이 수 데시벨에 대해 저하되는 것이 인식된다.
또한, 비교예 3-2, 즉 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1440nm에서 45%가 된 파워결합비를 가진 하나의 광합분파기에서, 누화는 대략 -7dB이고, 비교예 3-3, 즉 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1440nm에서 55%가 된 파워결합비를 가진 하나의 광합분파기에서, 누화는 대략 -3dB이다.
상기 비교적인 예로부터 본 바와 같이, 비교예 3-1,3-2,3-3, 즉 스루전파파장(λ1)에 대한 방향성결합부의 파워결합비 또한 크로스전파파장(λ2)에 대한 방향성결합부의 파워결합비사이의 차가 대략 45%인 하나의 광합분파기는 -15dB이하의 누화를 얻는 조건을 만족시키지 않는다. 따라서, 이들 파장(λ1,λ2)의 평균파장 1440nm에서 파워결합비가 대략 50%이어도 발견되고, 비교예 3-1,3-2,3-3의 광합분파기의 어느 것도 -15dB이하의 누화를 얻는 조건을 만족시킬 수 없다. 또한 낮은삽입손실이 비교예 3-1,3-2,3-3의 광합분파기의 둘다를 달성 할 수 없는 것이 발견된다.
도 8은 본 발명에 의한 제 2실시예의 광합분파기를 도시하는 평면도이다. 도 8을 참조하면, 제 2실시예의 광합분파기는 제 1실시예의 광합분파기에서 제 1 및 제 2방향결합도파로(1,2)에 대해 치환되고 그와 등가의 기능을 가진 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)를 포함한다.
도 9는 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)중의 하나를 도시하는 평면도이고, 도 10(a), 도 10(b) 및 도 10(c)는 선(A-A'), 선(B-B') 및 선(C-C')을 각각 가로지르는 다중모드의 간섭계도파로(5,6)를 도시하는 단면도이다.
도 9, 도 10(a), 도 10(b) 및 도 10(c)를 참조하면, 다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 다중모드영역, 즉 다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 주부분은, 실질적으로 직사각형 형상의 슬랩도파로로 형성된 코어유리이다. 다중모드영역의 폭과 길이는 각각 대략 수십 ㎛ 및 수백 ㎛이다.
설계의 단순함의 목적을 위하여, 제 2실시예의 제 1 및 제 2다중모드 도파로(5,6)는 도 9에 도시한 바와 같이 직사각형형상이다. 그러나, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)는, 그들이 다중모드효과를 사용하는 커플러인 한, 본 발명에 의한 이러한 형상에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 본 발명에 의한 광합분파기는 그들의 광학전파모드에서 베이스모드 이외의 높고 베이스모드를 전파할 수 있는 다중모드의 간섭계도파로를 포함한다.
도 11은 제 2실시예에 의한 예 2-1의 광합분파기를 위한 파워결합비와 파장사이의 관계를 도시하는 그래프이다. 예 2-1의 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 목표 파워결합비는 도 11로부터 본 파장의존성을 가진다. 다시 말하면, 스루전파파장(λ1), 즉 λ1=1460nm에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장의 양쪽 파워결합비는 대략 47%이고, 또한 크로스전파파장(λ2), 즉 λ2=1640nm에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장(5,6)은 대략 53%이다. 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 파워결합비와 크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 파워결합비사이의 차는 대략 6%이다.
또한, 본 실시예에서, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로(5,6)의 파워결합비는 스루전파파장(λ1)과 크로스전파파장(λ2)사이의 평균파장, 1550nm 즉 (λ1+λ2)/2에 대한 50%로 설정된다.
예 2-1의 광합분파기는 도 11에서 본 바와 같이 의도된 바와 같은 파워결합비를 가진다.
도 12는 제 2실시예에 의한 예 2-1의 광합분파기를 위한 삽입손실의 스펙트럼을 도시하는 그래프이다. 도 12를 참조하면, 선(a)은 스루경로의 삽입손실스펙트럼을 나타내고, 또한 선(b)은 크로스경로의 삽입손실스펙트럼을 나타낸다.
선(a) 및 선(b)로부터 본 바와 같이, 스루 및 크로스전파파장을 위한 투과손실은 대략 1dB이고, 또한 스루경로에서 이들 파장(λ1,λ2)사이의 누화, 즉 파장(λ1)에서의 투과손실 - 파장(λ2)에서의 차단손실은 대략 -28dB이고, 이에 의해 -15dB가 되는 조건이 충족되고 또한 적은 손실 및 적은 누화가 실현된다.
또한, 예 2-2, 즉 제조공정시의 불일치에 의거하여 평균파장 1550nm에서 45%의 파워결합비를 초래하고 제 2실시예에 의해 제조된 광합분파기에서, 누화는 대략 -24dB이다. 또한, 제조공정에서 불일치에 의거하여 평균파장 1550nm에서 55%의 파워결합비를 초래하고 제 2실시예에 의해 제조된 광합분파기에서, 누화는 대략 -17dB이다.
아래의 표 2는 상기 설명한 제 2실시예의 3개의 전형적인 광합분파기 2-1,2-2,2-3의 특성을 도시한다.
평균파장을 위한 파워결합비(%) 스루-크로스결합비의 차(%) 스루경로에서 누화(dB) λ1(nm) λ2(nm) 평균파장(nm)
제 2실시예 예 2-2 45 6 -24 1460 1640 1550
예 2-1 50 -28
예 2-3 55 -17
표 2를 참조하면, 예 2-1,2-2,2-3의 광합분파기의 전체는 -15dB보다 낮거나 동일한 누화를 얻는 조건을 만족시킬 수 있고, 또한 제 1실시예의 광합분파기에 기여하는 유사한 특성이 실현된다.
도 13은 제 1실시예에서 예 1 및 비교예 1 내지 비교예 3 및 제 2실시예에서 예 2를 위한 표 1 및 표 2에서의 데이터에 의거하여 제조된 합산결과를 도시하는 그래프이다. 특히, 도 13은 이들 실시예의 합분파기를 위한 스루 및 크로스전파파장에 대한 파워결합비의 차와 누화사이의 관계를 도시한다.
또한, 도 13에서 도시한 누화는, 그들이 크로스경로에 대한 누화보다 높으므로 스루경로에 대한 파장(λ1,λ2)사이의 누화이다.
도 13을 참조하면, ▲는 평균파장에 대한 45%의 파워결합비를 가진 합분파기의 데이터를 나타내고, ●는 평균파장에 대한 50%의 파워결합비를 가진 합분파기의 데이터를 나타내고, 또한 ■는 평균파장에 대한 55%의 파워결합비를 가진 합분파기의 데이터를 나타낸다.
도 13으로부터 본 바와 같이, 예 1 및 예 2의 합분파기의 모두는 그들의 각 평균파장에서 파워결합비에도 불구하고 -15dB보다 낮은 누화를 얻을 수 있다.
반대로, 비교예 1,2,3의 합분파기의 일부 또는 전부는 도 13으로부터 본 바와 같은 그들의 각 평균파장에서 파워결합비에 의존하는 -15dB보다 낮은 누화를 얻는 것이 가능하지 않다.
또한, 도 13에서 예 1 및 비교예 1사이의 영역으로부터 본 바와 같이, 스루 및 크로스전파파장의 평균파장에서 파워결합비가 대략 10%이하인 한, -15dB보다 작거나 동일한 누화를 얻는 조건을 실현할 수 있다.
도 14는 본 발명에 의한 제 3실시예의 광합분파기를 도시하는 평면도이다. 도 14를 참조하면, 제 3실시예의 광합분파기장치는 제 1실시예에서 하나에 유사한 다수의 마하젠더형 광합분파기(8A,8B,8C)를 포함한다. 특히, 광합분파기는, 2이상의 정수가 되는 M, 예를 들면 제 3실시예에서 2가 되는 M, 스테이지 1 내지 스테이지 M으로부터의 다중 스테이지 및 적어도 하나의 광합분파기를 가진 각 스테이지를 가진 3개의 형태로 형성된다.
여전히 도 14를 참조하면, 2개의 광합분파기(8A,8B)는 스테이지 1에 평행하게 형성되고, 이들 광합분파기(8A,8B)는 광학신호의 전파방향쪽으로 세로로 일렬이디어 각각 스테이지 2에서 광합분파기(8C)에 접속되고 위치결정된다.
따라서, 제 3실시예에서, 스테이지 1에서 광합분파기(8A,8B)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)로부터 입력된 광학신호는 합파되고, 스테이지 1에서의 광합분파기(8A,8B)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)로 출력된다. 예를 들면, 도 14에서, 광합분파기(8A)는 스테이지 1에서 광합분파기(8A)의 제 2도파로(4)로 합파된 광학신호를 출력한다. 다음에, 스테이지 1로부터 이들 합파된 광학신호는 스테이지 2에서 광합분파기(8C)에서 합파된다.
다시 말하면, 제 3실시예의 광합분파기장치는 다음의 스테이지에서 앞선 스테이지에서 합파되고 또한 앞선 스테이지로부터 출력된다. 예를 들면, 도 14를 참조하면, 스테이지 1에서 광합분파기(8A)는, 스테이지 1에서 광합분파기(8B)가 2개의 파장(λ3,λ4)을 합파하면서, 2개의 파장(λ1,λ2)을 합파한다. 다음에, 스테이지 2에서 광합분파기(8C)는 모든 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 합파하고, 제 2도파로(4)로 출력한다.
파장(λ1,λ2,λ3,λ4)은 2THz의 주파수피치, 즉 λ1=1495.22nm, λ2=1465.98nm, λ3=1451.78nm 및 λ4=1480.46nm에 의해 분리된 각 파장을 각각 가진 광이다.
도 15 및 도 16은 파워결합비와 파장사이의 관계를 각각 도시하는 그래프이다. 도 15를 참조하면, 선(a)은, 스테이지 1에서 광합분파기(8A)는 4 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 2개의 파장(λ1,λ2)의 평균파장(λ1+λ2)/2에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 스루 및 크로스전파파장에 대한 파워결합비사이의차, 즉 본 실시예에서 파장(λ1)과 파장(λ2)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 3%로 설정되는 것을 도시한다. 도 15 및 도 16에서, ●은 스루전파파장을 나타내고, 또한 ▲는 크로스전파파장을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 선(b)은 스테이지 1에서 광합분파기(8B)는 4 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 2개의 파장(λ3,λ4)의 평균파장(λ3+λ4)/2에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 스루 및 크로스전파파장에 대한 파워결합비사이의 차, 즉 본 실시예에서 파장(λ3)과 파장(λ4)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 3%로 설정되는 것을 도시한다.
도 16을 참조하면, 스테이지 2에서 광합분파기(8C)는 2 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 4개의 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)의 평균파장(λ1+λ2+λ3+λ4)/4에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 스루전파파장(λ3,λ4) 및 크로스전파파장(λ1,λ2)의 모든 가능한 조합에 대한 파워결합비사이의 차, 즉 본 실시예에서 파장(λ1,λ3),(λ1,λ4),(λ2,λ3) 및 (λ2,λ4)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하이다.
도 17은 제 3실시예의 광합분파기장치에 입력된 파장 및 삽입손실사이의 관계를 도시하는 스펙트럼이다. 도 17을 참조하면, 제 3실시예의 광합분파기장치는 적은 손실을 가지고 4개의 포트로부터 각각 입력된 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 합파하고, 또한 적은 누화가 실현된다.
제 3실시예의 광합분파기장치는 광학 상호작용의 특성을 가지므로, 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 가진 합파된 광은 스테이지 2에서 광합분파기(8C)의 제 1 및제 2도파로(3,4)중의 하나로부터 입력되는 경우에, 스테이지 2에서 광합분파기는 다른 측면위에 광을 분파하고 제 1 및 제 2도파로(3,4)로 출력한다.
다음에, 제 1 및 제 2도파로(3,4)로부터 분파된 광은 스테이지 1에서 광합분파기(8A,8B)에서 각각 더 분파되고, 따라서 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 가진 광으로서 개별적으로 각각 출력된다. 이와 같이, 제 3실시예의 광합분파기장치는 앞의 스테이지에서 광합분파기로 다음의 스테이지로부터 출력된 광을 더 분파한다.
따라서, 제 3실시예의 광합분파기장치는 적은 손실을 가지고 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 가진 합파된 광을 분파하고, 또한 적은 누화를 실현한다.
따라서, 제 3실시예의 광합분파기장치는 적은 손실과 적은 누화를 가지고 넓은 대역에서 다중파장을 포함하는 광을 분파하고 광을 합파한다.
도 18은 제 4실시예의 광합분파기장치를 도시하는 평면도이다. 도 18을 참조하면, 제 4실시예의 광합분파기는 제 1실시예의 것과 마찬가지로 다수의 마하젠더형 광합분파기(8A,8B,8C,8D,8E,8F,8G)를 포함한다. 특히, 광합분파기는 적어도 2이상의 정수가 되는 M, 예를 들면 제 4실시예에서 3이 되는 M, 스테이지 1 내지 스테이지 M의 다중 스테이지 및 적어도 하나의 광합분파기를 가진 각 스테이지를 가진 3개의 형태로 구성된다.
제 4실시예에 있어서, 스테이지 1에서 광합분파기(8A,8B,8C,8D)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)으로부터 입력된 광학신호는 스테이지 2에서 광합분파기(8E,8F)를 향해서 제 1 및 제 2도파로(3,4)로 출력되고 합파된다. 광합분파기(8A,8B)는 스테이지 2에서 광합분파기(8E)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)로 합파된 광학신호를 출력하고, 또한 광합분파기(8C,8D)는 스테이지 2에서 광합분파기(8F)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)로 합파된 광학신호를 출력한다.
다음에, 스테이지 1로부터 이들 합파된 광학신호는 스테이지 2에서 광합분파기(8E,8F)에서 합파되고, 또한 스테이지 3에서 광합분파기(8G)로 출력되고 더욱 합파된다. 이와 같이, 제 4실시예의 광합분파기장치는 제 3실시예의 광합분파기장치에서와 같이 다음의 스테이지에서 앞의 스테이지로부터 출력되고 또한 앞의 스테이지에서 합파된 한 쌍의 광학신호를 더 합파한다.
예를 들면, 도 18을 참조하면, 스테이지 1에서, 광합분파기(8A)는 2개의 파장(λ1,λ2)을 합파하고, 광합분파기(8B)는 2개의 파장(λ3,λ4)을 합파하고, 광합분파기(8C)는 2개의 파장(λ5,λ6)을 합파하고, 광합분파기(8D)는 2개의 파장(λ7,λ8)을 합파한다. 다음에, 스테이지 2에서, 광합분파기(8E)는 파장(λ1,λ2,λ3,λ4)을 합파하고, 또한 광합분파기(8F)는 파장(λ5,λ6,λ7,λ8)을 합파한다. 최종적으로, 스테이지 3에서, 광합분파기(8G)는 파장(λ1,λ2,λ3,λ4,λ5,λ6,λ7,λ8)의 모두를 합파하고, 제 2도파로(4)로 출력한다.
파장(λ1,λ2,λ3,λ4,λ5,λ6,λ7,λ8)은 2 THz의 주파수피치, 즉 λ1=1451.78nm, λ2=1510.29nm, λ3=1480.46nm, λ4=1424.19nm, λ5=1410.79nm, λ6=1465.98nm, λ7=1495.22nm 및 λ8=1437.85nm에 의해 분리된 각 파장을 각각 가진 8개의 광을 나타낸다.
도 19, 도 20 및 도 21은 파워결합비와 파장사이의 관계를 각각 도시하는 그래프이다. 도 19를 참조하면, 선(a)은 스테이지 1에서 광합분파기(8A)가 8 THz의주파수피치에 의해 각각 분리되는 2개의 파장(λ1,λ2)의 평균파장(λ1+λ2)/2에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 또한 스루 및 크로스전파파장에 대한 파워결합비사이의 차, 즉 본 실시예의 파장(λ1)과 파장(λ2)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 4%로 설정되는 것을 도시한다. 도 19, 도 20 및 도 21에서, ●는 스루전파파장을 나타내고, 또한 ▲는 크로스전파파장을 나타낸다.
또한, 도 19를 참조하면, 선(b),(c),(d)는 스테이지 1에서 광합분파기(8B,8C,8D)가 8 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 그들의 각 2개의 파장의 평균파장에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 또한 스루 및 크로스전파파장에 대한 파워결합비사이의 차가 대략 4%로 설정되는 것을 도시한다.
도 20을 참조하면, 선(a)은, 스테이지 2에서 광합분파기(8E)가 4 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 4개의 파장(λ1, λ2, λ3,λ4)의 평균파장(λ1+λ2+λ3+λ4)/4에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 또한 스루전파파장(λ3,λ4)과 크로스전파파장(λ1,λ2)의 모든 가능한 조합에 대한 파워결합비사이의 차, 즉 본 실시예에서 파장(λ1,λ3),(λ1,λ4),(λ2,λ3),(λ2,λ4)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하인 것을 도시한다.
여전히 도 20을 참조하면, 선(b)은 스테이지 2에서 광합분파기(8F)가 4 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 4개의 파장(λ5, λ6, λ7,λ8)의 평균파장(λ5+λ6+λ7+λ8)/4에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 또한 스루전파파장(λ7,λ8)과 크로스전파파장(λ5,λ6)의 모든 가능한 조합에 대한 파워결합비사이의 차, 즉 본 실시예에서 파장(λ5,λ7),(λ6,λ7),(λ5,λ8),(λ6,λ8)에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하인 것을 도시한다.
도 21을 참조하면, 스테이지 3에서 광합분파기(8G)가 2 THz의 주파수피치에 의해 각각 분리되는 8개의 파장(λ1, λ2, λ3,λ4,λ5, λ6, λ7,λ8)의 평균파장(λ1+λ2+λ3+λ4+λ5+λ6+λ7+λ8)/8에서 대략 50%의 파워결합비를 가지고, 또한 스루전파파장(λ5,λ6λ7,λ8)과 크로스전파파장(λ1,λ2,λ3,λ4)의 모든 가능한 조합에 대한 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하이다.
도 22는 제 4실시예의 광합분파기에 입력된 파장과 삽입손실사이의 관계를 도시하는 스펙트럼이다. 도 22를 참조하면, 제 4실시예의 광합분파기장치는 적은 손실을 가지고 각각 8개의 포트로부터 입력된 파장(λ1, λ2, λ3,λ4,λ5, λ6, λ7,λ8)을 합파하고, 적은 누화를 실현한다.
제 4실시예의 광합분파기는 광학 상호작용의 특성을 가지므로, 다른 파장을 가진 합파된 광이 스테이지 3에서 광합분파기(8G)의 제 1 및 제 2도파로(3,4)중의 하나로부터 입력되는 경우에, 광합분파기(8G)는 이 광을 분파하고, 또한 제 3실시예의 광합분파기와 유사한 다른 측위에 제 1 및 제 2도파로(3,4)에 분파된 광을 출력한다.
다음에, 제 1 및 제 2도파로(3,4)로부터 분파된 광이 스테이지 2에서 광합분파기(8E,8F)에서 각각 더 분파되고, 또한 스테이지 3에서 광합분파기(8G)에서 파장중의 각각 하나를 가진 분파된 광을 최종적으로 출력한다.
따라서, 제 4실시예의 광합분파기장치는 적은 손실을 가지고 파장(λ1, λ2, λ3,λ4,λ5, λ6, λ7,λ8)을 각각 가진 합파된 광을 분파하고, 또한 적은 누화를실현한다.
본 실시예에 의하면, 스테이지의 개수는 제한되지 않고, 따라서 광합분파기는 그 설정에 의존하여 적합한 스테이지의 개수를 가질 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 의한 광합분파기는 3개의 형태로 광합분파기의 4개의 스테이지보다 더 가진다.
또한, 제 3 및 제 4실시예에서, 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)를 가진 광합분파기는 여러개의 스테이지에 있다. 그러나, 적어도 하나의 광합분파기는 다중모드의 간섭계도파로(5,6)로 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)를 대신한다.
또한, 본 발명에 의하면, 광 또는 합분파될 광은 특정파장에 제한되지 않지만, 광합분파기가 스루 및 크로스전파파장의 평균파장의 45% 및 55%에서 양쪽 스루전파파장에 대한 각각 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비와 크로스전파파장에 대한 각각 제 1 및 제 2방향성결합부의 파워결합비를 가지고, 또한 전자 및 후자의 파워결합비사이의 차는 대략 1%이상 10%이하이다.
마찬가지로, 적어도 하나의 광합분파기는 다중모드의 간섭계도파로(5,6)를 가지고 제 1 및 제 2방향성결합부(1,2)를 대신하는 경우에, 파워결합비를 고려하는 상기 설명한 파라미터는 본 발명에 의해 설정된다.
상기 설명한 실시예에서, 코어유리는 TiO2가 도핑된 실리카계 유리이다. 그러나, 코어유리는 GeO2가 도핑된 실리카계 유리이다.
또한, 상기 설명한 실시예에서, 제 1 및 제 2도파로(3,4)를 형성하는 코어의단면치수는 8.0㎛×8.0㎛이지만, 적절하게 선택될 수 있다. 굴절률의 퍼센트차와 사용될 파장에 의거한 단일모드 도파로를 사용하는 제 1 및 제 2도파로(3,4)를 형성함으로써, 상기 실시예에서 설명한 이점을 실현할 수 있다.
또한, 상기 설명한 실시예에서, 실리카계 석영도파로형성영역은 실리콘기판위에 형성되지만, 본 발명에 의하면 형성 등을 위한 재료 및 방법은 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 의한 광합분파기는 반도체도파로를 사용하여 형성될 수 있다. 또는, 본 발명에 의한 광합분파기는 Ti확산된 LiNbO3도파로와 이온변환도파로 등의 굴절률분포를 가진 광도파로를 사용하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 광합분파기는 마하젠더 간섭계 광합분파기에 의거한 각종 변형을 가질 수 있다.
또다른 대안으로, 본 발명에 의한 광합분파기는 평면 광도파로회로이외에 마하젠더 간섭계회로에 의거한 광파이버형 광합분파기에 이용될 수 있다.
본 발명의 다수의 변형 및 변경은 상기 설명한 광으로 가능하다. 따라서, 본 발명은, 이 명세서에서 상세하게 설명한 것과 다르게, 첨부된 클레임의 범위내에서, 실행될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (16)

  1. 제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 1방향성결합부와;
    제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 2방향성결합부와
    를 포함하고, 제 1 및 제 2방향성결합부는 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 1광도파로의 길이 및 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은 크로스전파파장(cross-propagation wavelength)(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(through-propagation wavelength)(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고, 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와, 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는, 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  2. 제 1항에 있어서, 값(N')은 대략 정수(N)-0.1이상 정수(N)+0.1이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  3. 제 1항에 있어서, 값(N')은 정수(N)와 동일한 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  4. 제 1항에 있어서, 누화는 제 3파워결합비가 대략 45%이상 55%이하의 범위에 대해서 소정의 값인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  5. 제 4항에 있어서, 누화의 소정의 값은 -15dB인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  6. 제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 1다중모드의 간섭계도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 2다중모드의 간섭계도파로와
    를 포함하고, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로는, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 차(△L)와 굴절률(n)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 대략 정수(N)와 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고, 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  7. 합분파를 반복하기 위하여 형성된 복수의 광합분파기를 포함하는 광합분파기장치로서,
    상기 광합분파기의 각각은,
    제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 1방향성결합부와;
    제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 형성된 제 2방향성결합부와
    를 포함하고, 제 1 및 제 2방향성결합부는, 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2방향성결합부사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기장치에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은, 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고, 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기장치.
  8. 합분파를 반복하기 위하여 형성된 복수의 광합분파기를 포함하는 광합분파기장치로서,
    상기 광합분파기의 각각은,
    제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 1다중모드의 간섭계도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 접속된 제 2다중모드의 간섭계도파로와
    를 포함하고, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로는, 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로사이의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기장치에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계도파로의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2다중모드의 간섭계파장의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기장치.
  9. 제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로가 제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하도록 형성된 방향성결합부와;
    제 1 및 제 2광도파로가 접속된 다중모드의 간섭계도파로와
    를 포함하고, 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로는, 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로사이의 제 1광도파로의 길이와 방향성결합부와 다중모드의 간섭계도파로사이의 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은, 크로스전파파장(λ2)과 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과 값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은, 제 1광도파로로부터 제2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고, 스루전파파장(λ1)은, 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 1파워결합비와 스루전파파장(λ1)에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는, 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 다중모드의 간섭계도파로와 방향성결합부의 제 3파워결합비는, 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  10. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 1파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  11. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 1파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 1파워결합비와 다른 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  12. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 2파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비에 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  13. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 2파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 2파워결합비와 다른 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  14. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 3파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비와 대략 동일한 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  15. 제 1항에 있어서, 제 1방향성결합부의 제 3파워결합비는 제 2방향성결합부의 제 3파워결합비와 다른 것을 특징으로 하는 광합분파기.
  16. 제 1광도파로와;
    제 2광도파로와;
    제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 제 1 및 제 2광도파로를 결합하는 제 1방향성결합수단과;
    제 1 및 제 2광도파로사이에 광을 전송하기 위하여 제 1 및 제 2광도파로를 결합하는 제 2방향성결합수단과
    를 포함하고, 제 1 및 제 2방향성결합수단은 제 1 및 제 2방향성결합수단사이에 제 1광도파로의 길이와 제 1 및 제 2방향성결합수단사이에 제 2광도파로의 길이가 차(△L)를 가지도록 형성된 광합분파기에 있어서,
    제 1 및 제 2광도파로의 굴절률(n)과 차(△L)사이의 곱(n×△L)은 크로스전파파장(λ2)와 정수(N)에 대략 동일한 값(N')사이의 곱 및 스루전파파장(λ1)과값(N')±0.5사이의 곱에 근접하고, 크로스전파파장(λ2)은 제 1광도파로로부터 제 2광도파로로 전파하거나 또는 제 2광도파로로부터 제 1광도파로로 전파하는 크로스전파광의 파장이고, 스루전파파장(λ1)은 제 1광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하거나 또는 제 2광도파로의 입력으로부터 출력으로 전파하는 스루전파광의 파장이고,
    크로스전파파장(λ2)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합수단의 제 1파워결합비와, 스루전파파장(λ1)에 대한 제 1 및 제 2방향성결합수단의 제 2파워결합비사이의 파워결합비의 차는, 대략 1%이상 10%이하이고,
    크로스전파파장(λ2)과 스루전파파장(λ1)의 평균파장에 대한 제 1 및 제 2방향성결합수단의 제 3파워결합비는 대략 45%이상 55%이하인 것을 특징으로 하는 광합분파기.
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