JP3391650B2 - 光スプリッタ - Google Patents
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- JP3391650B2 JP3391650B2 JP09199297A JP9199297A JP3391650B2 JP 3391650 B2 JP3391650 B2 JP 3391650B2 JP 09199297 A JP09199297 A JP 09199297A JP 9199297 A JP9199297 A JP 9199297A JP 3391650 B2 JP3391650 B2 JP 3391650B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重通信や光
線路試験システムに有効な光スプリッタに関するもので
ある。
線路試験システムに有効な光スプリッタに関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】通信サービスに対するニーズの多様化に
ともない、経済的で高機能なネットワークが要望され、
各家庭まで光ファイバを設置しケーブルテレビ（ＣＡＴ
Ｖ）などの映像分配サービスと電話やコンピュータデー
タ等の通信サービスとを同時に行うシステムが開発され
つつある「通信／映像分配サービス用アクセスシステ
ム」，NTTR & D, vol.44, p.1163, 1995参照）。
ともない、経済的で高機能なネットワークが要望され、
各家庭まで光ファイバを設置しケーブルテレビ（ＣＡＴ
Ｖ）などの映像分配サービスと電話やコンピュータデー
タ等の通信サービスとを同時に行うシステムが開発され
つつある「通信／映像分配サービス用アクセスシステ
ム」，NTTR & D, vol.44, p.1163, 1995参照）。
【０００３】さらに、光ファイバ網の経済的・効率的な
管理保守を目的に、映像・通信信号光とは別の波長によ
るインサービス試験も開発されている（N. Tomita, et
al.,"Design and performance of a novel automatic f
iber line testing system with OTDR for optical sub
scriber loops," J. Lightwave Technol.,vol.12, p.71
7, 1994 参照）。
管理保守を目的に、映像・通信信号光とは別の波長によ
るインサービス試験も開発されている（N. Tomita, et
al.,"Design and performance of a novel automatic f
iber line testing system with OTDR for optical sub
scriber loops," J. Lightwave Technol.,vol.12, p.71
7, 1994 参照）。
【０００４】これらの、複雑多様な光通信サービスに対
して、経済的で高性能な光部品の開発が望まれている。
通信用光部品としては、個別の部品をつなぎ合わせたバ
ルク型、光ファイバを加工したファイバ型、および、平
面基板上の光導波路で構成した導波型があるが、近年、
小型集積性・量産性に優れ高機能化が可能な導波型光部
品が注目されている。
して、経済的で高性能な光部品の開発が望まれている。
通信用光部品としては、個別の部品をつなぎ合わせたバ
ルク型、光ファイバを加工したファイバ型、および、平
面基板上の光導波路で構成した導波型があるが、近年、
小型集積性・量産性に優れ高機能化が可能な導波型光部
品が注目されている。
【０００５】図７に、波長１．５５μｍ帯の映像信号光
を分配し、波長１．３μｍ帯で通信光を伝達する導波型
光スプリッタを示す。この通信システムでは、１対多数
によるパッシブダブルスター方式により経済的な映像分
配サービスを提供し、同時に１対１のシングルスター方
式により高速で安全な通信サービスを提供する。この光
スプリッタは厚さ１ｍｍの石英の平面基板１上に、コア
寸法７μｍ×７μｍ、クラッド膜厚６０μｍ、コアとク
ラッドの比屈折率差が０．４５％の石英系光導波路で作
製され、波長１．５５μｍ帯での８加入分の映像分配サ
ービスと、波長１．３μｍ帯での８加入分の双方向通信
サービスを可能にするものである。
を分配し、波長１．３μｍ帯で通信光を伝達する導波型
光スプリッタを示す。この通信システムでは、１対多数
によるパッシブダブルスター方式により経済的な映像分
配サービスを提供し、同時に１対１のシングルスター方
式により高速で安全な通信サービスを提供する。この光
スプリッタは厚さ１ｍｍの石英の平面基板１上に、コア
寸法７μｍ×７μｍ、クラッド膜厚６０μｍ、コアとク
ラッドの比屈折率差が０．４５％の石英系光導波路で作
製され、波長１．５５μｍ帯での８加入分の映像分配サ
ービスと、波長１．３μｍ帯での８加入分の双方向通信
サービスを可能にするものである。
【０００６】石英系光導波路は光ファイバと同成分材料
を用い、高度な半導体加工技術を利用して作製されるの
で、高機能・低損失で安定性に優れた光部品を提供する
ものとして、近年、特に注目されている光導波路である
（例えばM. Kawachi, "Recent progress in silica-bas
ed planar lightwave circuits on silicon," IEE Pro
c.- Optoelectron., vol.143, p.257, 1996参照）。
を用い、高度な半導体加工技術を利用して作製されるの
で、高機能・低損失で安定性に優れた光部品を提供する
ものとして、近年、特に注目されている光導波路である
（例えばM. Kawachi, "Recent progress in silica-bas
ed planar lightwave circuits on silicon," IEE Pro
c.- Optoelectron., vol.143, p.257, 1996参照）。
【０００７】この光スプリッタでは、図７に示すよう
に、第１入力導波路３１にＹ分岐２１を３段連ねた分岐
回路２を形成し、その出力ポートは波長合分波器４１を
通って出力導波路３３につながっている。第１入力導波
路３１の両側には、それぞれ４本ずつ第２入力導波路３
２が配置され、波長合分波器４１を介して出力導波路３
３に結合している。波長１．５５μｍ帯での映像信号光
は、第１入力導波路３１から入射されて分岐回路２で８
つに分配され、各分配信号光は波長合分波器４１を通過
し出力導波路３３に達する。一方、局から加入者側への
波長１．３μｍ帯通信光は、第２入力導波路３２から入
射されて、波長合分波器４１を介して出力導波路３３に
導かれる。なお、加入者側から局への１．３μｍ帯通信
光はこの逆の経路を通り、伝送路を伝搬後出力導波路３
３、波長合分波器４１を介して第２入力導波路３２に導
かれることになる。
に、第１入力導波路３１にＹ分岐２１を３段連ねた分岐
回路２を形成し、その出力ポートは波長合分波器４１を
通って出力導波路３３につながっている。第１入力導波
路３１の両側には、それぞれ４本ずつ第２入力導波路３
２が配置され、波長合分波器４１を介して出力導波路３
３に結合している。波長１．５５μｍ帯での映像信号光
は、第１入力導波路３１から入射されて分岐回路２で８
つに分配され、各分配信号光は波長合分波器４１を通過
し出力導波路３３に達する。一方、局から加入者側への
波長１．３μｍ帯通信光は、第２入力導波路３２から入
射されて、波長合分波器４１を介して出力導波路３３に
導かれる。なお、加入者側から局への１．３μｍ帯通信
光はこの逆の経路を通り、伝送路を伝搬後出力導波路３
３、波長合分波器４１を介して第２入力導波路３２に導
かれることになる。
【０００８】実施の形態波長合分波器４１は、図８に示
すように、２個の方向性結合器７１，７１を連結したマ
ッハ・ツェンダ光干渉計で構成されている。このマッハ
・ツェンダ光干渉計は設計や作製が容易なことから、導
波型の波長合分波器に有効な回路として一般的に広く利
用されているものである（小湊他，「マッハ・ツェンダ
干渉計で構成した導波型光ＷＤＭ回路」，電子情報通信
学会論文誌C-I, vol.J73-C-I, p.354, 1990参照）。
すように、２個の方向性結合器７１，７１を連結したマ
ッハ・ツェンダ光干渉計で構成されている。このマッハ
・ツェンダ光干渉計は設計や作製が容易なことから、導
波型の波長合分波器に有効な回路として一般的に広く利
用されているものである（小湊他，「マッハ・ツェンダ
干渉計で構成した導波型光ＷＤＭ回路」，電子情報通信
学会論文誌C-I, vol.J73-C-I, p.354, 1990参照）。
【０００９】この光スプリッタの実施形態は、図７に示
すように、導波路端面に入出力ファイバが接続される。
第１入力導波路３１に第１入力ファイバ５１が、第２入
力導波路３２に第２入力ファイバ５２がそれぞれ端面接
続される。これらの入力光ファイバは、各入力導波路の
配列間隔と等しい間隔でファイバ保持部材６１上に配
置，固定されている。第２入力ファイバ５２は多心なの
で、通常、それらを束ねた多心テープファイバ５４を用
いる。また、出力導波路３３には出力ファイバ５３が端
面接続される。出力ファイバ５３も各出力導波路の配列
間隔と等しい間隔でファイバ保持部材６２に配置，固定
されている。出力ファイバ５３も多心であるため、通
常、それらを束ねた多心テープファイバ５５を用いる。
すように、導波路端面に入出力ファイバが接続される。
第１入力導波路３１に第１入力ファイバ５１が、第２入
力導波路３２に第２入力ファイバ５２がそれぞれ端面接
続される。これらの入力光ファイバは、各入力導波路の
配列間隔と等しい間隔でファイバ保持部材６１上に配
置，固定されている。第２入力ファイバ５２は多心なの
で、通常、それらを束ねた多心テープファイバ５４を用
いる。また、出力導波路３３には出力ファイバ５３が端
面接続される。出力ファイバ５３も各出力導波路の配列
間隔と等しい間隔でファイバ保持部材６２に配置，固定
されている。出力ファイバ５３も多心であるため、通
常、それらを束ねた多心テープファイバ５５を用いる。
【００１０】また、分岐回路とマッハ・ツェンダ光干渉
計を組み合せた同構成の光スプリッタの他の応用とし
て、１．３μｍ帯双方向通信と１．５５μｍ帯映像分配
とをパッシブダブルスター方式で提供し、１．６５μｍ
帯で線路試験を行うシステムが提案されている（F. Yam
amoto, et al., "In-service remote access and measu
rement method for passive double star networks," 5
th Conference on Optical / Hybrid Access Networks,
Montreal, Canada, 5.02,1993参照）。この場合、マッ
ハ・ツェンダ光干渉計は波長無依存カップラとして機能
するように設計する。
計を組み合せた同構成の光スプリッタの他の応用とし
て、１．３μｍ帯双方向通信と１．５５μｍ帯映像分配
とをパッシブダブルスター方式で提供し、１．６５μｍ
帯で線路試験を行うシステムが提案されている（F. Yam
amoto, et al., "In-service remote access and measu
rement method for passive double star networks," 5
th Conference on Optical / Hybrid Access Networks,
Montreal, Canada, 5.02,1993参照）。この場合、マッ
ハ・ツェンダ光干渉計は波長無依存カップラとして機能
するように設計する。
【００１１】即ち、１．５５μｍ帯の映像信号光は第１
入力導波路３１から入射され、分岐回路で８分岐された
後に光結合器４１を経て出力導波路３３に達する。一
方、加入者側からの１．３μｍ帯通信光は、前記の１．
５５μｍ帯の映像信号光と逆の経路を辿って第１入力導
波路３１に達する。１．６５μｍの試験光は、第２入力
導波路側から導入され、光結合器によって出力導波路３
３に結合した後、伝送路ファイバに送出され、各種試験
が実行される。試験としては、例えば、後方散乱光をモ
ニタして破断点を検出するＯＴＤＲ試験等がある。
入力導波路３１から入射され、分岐回路で８分岐された
後に光結合器４１を経て出力導波路３３に達する。一
方、加入者側からの１．３μｍ帯通信光は、前記の１．
５５μｍ帯の映像信号光と逆の経路を辿って第１入力導
波路３１に達する。１．６５μｍの試験光は、第２入力
導波路側から導入され、光結合器によって出力導波路３
３に結合した後、伝送路ファイバに送出され、各種試験
が実行される。試験としては、例えば、後方散乱光をモ
ニタして破断点を検出するＯＴＤＲ試験等がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図７に示す従来の光ス
プリッタでは、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計の構造
により、第２入力導波路３２は出力導波路３３と反対側
に配置される。このため、第２入力導波路３２は両端の
２本を除いて、必ず、１度は分岐回路２の導波路とＸ交
差部２２で交差することになる。２本の導波路の交差で
は、導波路間で伝搬光が漏れ合って映像信号の劣化や通
信時の漏話が生じる。そして、交差角が小さいほど、漏
話量と過剰損失が増えることが知られている。例えば漏
話量を−３０ｄＢ以下に押さえるには１３度以上の交差
角が必要で、このときの過剰損失は０．１ｄＢ程度であ
る。
プリッタでは、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計の構造
により、第２入力導波路３２は出力導波路３３と反対側
に配置される。このため、第２入力導波路３２は両端の
２本を除いて、必ず、１度は分岐回路２の導波路とＸ交
差部２２で交差することになる。２本の導波路の交差で
は、導波路間で伝搬光が漏れ合って映像信号の劣化や通
信時の漏話が生じる。そして、交差角が小さいほど、漏
話量と過剰損失が増えることが知られている。例えば漏
話量を−３０ｄＢ以下に押さえるには１３度以上の交差
角が必要で、このときの過剰損失は０．１ｄＢ程度であ
る。
【００１３】一方、分岐回路２と第２入力導波路３２の
レイアウトのために曲がり導波路が必要となるが、この
曲がり部分は、過剰損失を押さえるためにある一定以上
の曲率半径（図７の従来例では１５ｍｍ）で曲げなけれ
ばならない。このような最小交差角と最小曲率半径の条
件のために、光スプリッタのレイアウトが制限され、そ
の結果、回路設計に手間や時間がかかるという問題点が
あった。
レイアウトのために曲がり導波路が必要となるが、この
曲がり部分は、過剰損失を押さえるためにある一定以上
の曲率半径（図７の従来例では１５ｍｍ）で曲げなけれ
ばならない。このような最小交差角と最小曲率半径の条
件のために、光スプリッタのレイアウトが制限され、そ
の結果、回路設計に手間や時間がかかるという問題点が
あった。
【００１４】特に、分岐数が増えるほど、回路設計は複
雑・困難になる。また、同時に交差数の増加による損失
増加の影響も顕著になる。第１入力導波路からＮ分岐す
る出力導波路の両端を伝搬する映像分配信号光は、（Ｎ
／２−１）ヶ所のＸ交差部を通過するので、３２分岐光
スプリッタにおいては、交差過剰損失が約１．５ｄＢに
もなる。
雑・困難になる。また、同時に交差数の増加による損失
増加の影響も顕著になる。第１入力導波路からＮ分岐す
る出力導波路の両端を伝搬する映像分配信号光は、（Ｎ
／２−１）ヶ所のＸ交差部を通過するので、３２分岐光
スプリッタにおいては、交差過剰損失が約１．５ｄＢに
もなる。
【００１５】さらに、Ｙ分岐２１の分岐比は分岐前の導
波モードの状態に影響を受けやすいので、分岐回路２で
導波路が交差することにより導波モードが乱れ、その結
果、映像信号光の分岐比のばらつきや信号光パワーのふ
らつきが生じる危険性があった。
波モードの状態に影響を受けやすいので、分岐回路２で
導波路が交差することにより導波モードが乱れ、その結
果、映像信号光の分岐比のばらつきや信号光パワーのふ
らつきが生じる危険性があった。
【００１６】さらに、マッハ・ツェンダ光干渉計と分岐
回路との複合構成という点でも問題点があった。従来例
のように、分岐回路と波長合分波器を同一基板上の光導
波路で作製する場合、それぞれを構成するＹ分岐および
方向性結合器を作製するための最適な条件が厳密には異
なるので、これらの２種類の回路を複合するために、そ
れぞれの最適条件からずらした中間的な条件で作製する
必要があった。このため、各回路の特性を十分引き出す
ことができず、その結果、光スプリッタの特性ばらつき
が生じ、歩留り低下の要因の一つとなっていた。
回路との複合構成という点でも問題点があった。従来例
のように、分岐回路と波長合分波器を同一基板上の光導
波路で作製する場合、それぞれを構成するＹ分岐および
方向性結合器を作製するための最適な条件が厳密には異
なるので、これらの２種類の回路を複合するために、そ
れぞれの最適条件からずらした中間的な条件で作製する
必要があった。このため、各回路の特性を十分引き出す
ことができず、その結果、光スプリッタの特性ばらつき
が生じ、歩留り低下の要因の一つとなっていた。
【００１７】本発明はかかる事情を鑑みてなされたもの
であり、その目的は、回路設計を容易にし、回路特性と
生産性を向上する光スプリッタを提供することにある。
であり、その目的は、回路設計を容易にし、回路特性と
生産性を向上する光スプリッタを提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
る本発明の光スプリッタは、基板上の光導波路により形
成された１本または複数本の第１入力導波路と、分岐回
路と、複数本の出力導波路とからなる第１の光回路と、
基板上の光導波路により形成され、１本の第２入力導波
路が１本の出力導波路とのみ対応する第２の光回路を複
数個備え、前記第１の光回路の出力導波路と前記第２の
光回路の出力導波路とが共有されている光スプリッタで
あって、前記出力導波路に、透過と反射によって信号光
を分別する波長フィルタを挿入し、前記第２入力導波路
から入射した光は、前記波長フィルタで反射して前記出
力導波路に結合し、前記第２入力導波路は、前記波長フ
ィルタについて前記分岐回路と反対側に配置され、前記
第２の光回路において、前記第２入力導波路と前記出力
導波路とは１５°で交わる交差部を有し、前記波長フィ
ルタは前記交差部の中心近傍に、１５°の交差角の２等
分線と直角に形成された溝に挿入され、前記第２入力導
波路と前記出力導波路とは、隣接するだい２の光回路と
交差しないように曲げられつつ同一の基板端面に導か
れ、前記基板端面では前記第２入力導波路と前記出力導
波路とが交互に１２７μｍ間隔で配置され、 かつ前記第
２の光回路の前記波長フィルタの近傍では前記複数個の
第２の光回路を構成する対をなす前記１本の第２入力導
波路と前記１本の出力導波路との間隔が最大となり、前
記間隔の最大値が、前記１２７μｍ間隔より大きくなる
ように前記第２入力導波路と前記出力導波路とが曲げら
れていることを特徴とする。
る本発明の光スプリッタは、基板上の光導波路により形
成された１本または複数本の第１入力導波路と、分岐回
路と、複数本の出力導波路とからなる第１の光回路と、
基板上の光導波路により形成され、１本の第２入力導波
路が１本の出力導波路とのみ対応する第２の光回路を複
数個備え、前記第１の光回路の出力導波路と前記第２の
光回路の出力導波路とが共有されている光スプリッタで
あって、前記出力導波路に、透過と反射によって信号光
を分別する波長フィルタを挿入し、前記第２入力導波路
から入射した光は、前記波長フィルタで反射して前記出
力導波路に結合し、前記第２入力導波路は、前記波長フ
ィルタについて前記分岐回路と反対側に配置され、前記
第２の光回路において、前記第２入力導波路と前記出力
導波路とは１５°で交わる交差部を有し、前記波長フィ
ルタは前記交差部の中心近傍に、１５°の交差角の２等
分線と直角に形成された溝に挿入され、前記第２入力導
波路と前記出力導波路とは、隣接するだい２の光回路と
交差しないように曲げられつつ同一の基板端面に導か
れ、前記基板端面では前記第２入力導波路と前記出力導
波路とが交互に１２７μｍ間隔で配置され、 かつ前記第
２の光回路の前記波長フィルタの近傍では前記複数個の
第２の光回路を構成する対をなす前記１本の第２入力導
波路と前記１本の出力導波路との間隔が最大となり、前
記間隔の最大値が、前記１２７μｍ間隔より大きくなる
ように前記第２入力導波路と前記出力導波路とが曲げら
れていることを特徴とする。
【００１９】
【００２０】さらに、これらの前記の光スプリッタは、
前記波長フィルタが、第１の波長帯の信号光をほぼ１０
０％透過し、第２の波長帯の信号光をほぼ１００％反射
することを特徴とすることができる。
前記波長フィルタが、第１の波長帯の信号光をほぼ１０
０％透過し、第２の波長帯の信号光をほぼ１００％反射
することを特徴とすることができる。
【００２１】また、前記波長フィルタが、必要とする波
長域において信号光をほぼ一定の割合で分別することを
特徴とすることができる。
長域において信号光をほぼ一定の割合で分別することを
特徴とすることができる。
【００２２】さらに、前記波長フィルタが、第１の波長
帯の信号光をほぼ一定の割合で分別し、第２の波長帯の
信号光をほぼ１００％反射することを特徴とすることが
できる。
帯の信号光をほぼ一定の割合で分別し、第２の波長帯の
信号光をほぼ１００％反射することを特徴とすることが
できる。
【００２３】本発明では、波長フィルタの反射機能によ
って光の経路を逆向きに変えるので、その入出力光を導
く導波路を同一の導波路端面に配置できる。即ち、従来
の光スプリッタで入力側に配置された第２入力導波路を
出力側に配置でき、その結果、第２入力導波路の分岐回
路の導波路と交差させないで配置できる。
って光の経路を逆向きに変えるので、その入出力光を導
く導波路を同一の導波路端面に配置できる。即ち、従来
の光スプリッタで入力側に配置された第２入力導波路を
出力側に配置でき、その結果、第２入力導波路の分岐回
路の導波路と交差させないで配置できる。
【００２４】そのため、従来のような最小交差角による
回路レイアウトの制限がなくなるので、設計が容易にな
って従来よりも手間や時間を必要としない。また、交差
による漏話、過剰損失、分岐比ばらつき等の問題も回避
できる。これらのことは、分岐数が多い場合に、特に有
効となる。
回路レイアウトの制限がなくなるので、設計が容易にな
って従来よりも手間や時間を必要としない。また、交差
による漏話、過剰損失、分岐比ばらつき等の問題も回避
できる。これらのことは、分岐数が多い場合に、特に有
効となる。
【００２５】また、波長合分波器と分岐回路とをそれぞ
れ分けて作製するので、各々に最適な条件で作製するこ
とができ、その結果、光スプリッタ回路全体として機能
向上が望める。
れ分けて作製するので、各々に最適な条件で作製するこ
とができ、その結果、光スプリッタ回路全体として機能
向上が望める。
【００２６】さらに、各種のフィルタ機能を有する波長
フィルタに対して、共通の光スプリッタ導波回路を使用
できるので、通信システムの合分波仕様の変更や多様化
に対し、光スプリッタ回路のレイアウトを変更すること
なく、柔軟に対応できる。
フィルタに対して、共通の光スプリッタ導波回路を使用
できるので、通信システムの合分波仕様の変更や多様化
に対し、光スプリッタ回路のレイアウトを変更すること
なく、柔軟に対応できる。
【００２７】以上のように、本発明の光スプリッタは、
光分岐回路と波長フィルタと組み合せて得られるそれぞ
れの機能の他、従来の複合回路構成の光スプリッタが有
していた、導波路交差による回路レイアウトと特性劣化
の諸問題を解決し、生産性や特性の向上を促進すること
ができる。
光分岐回路と波長フィルタと組み合せて得られるそれぞ
れの機能の他、従来の複合回路構成の光スプリッタが有
していた、導波路交差による回路レイアウトと特性劣化
の諸問題を解決し、生産性や特性の向上を促進すること
ができる。
【００２８】なお、本発明の光スプリッタは、両端に光
ファイバを設けていない導波路チップのみの光スプリッ
タと、該光スプリッタの両端に光ファイバを設けた光ス
プリッタモジュールとの両方の概念を総括するものであ
る。
ファイバを設けていない導波路チップのみの光スプリッ
タと、該光スプリッタの両端に光ファイバを設けた光ス
プリッタモジュールとの両方の概念を総括するものであ
る。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
施の形態を詳細に説明する。
【００３０】［実施の形態１］図１及び図２は本発明の
第１の実施の形態として、波長１．５５μｍ帯の映像信
号光を分配し、波長１．３μｍ帯で通信光を伝達する８
分岐光スプリッタを説明する図で、それぞれ、平面図と
側面図である。
第１の実施の形態として、波長１．５５μｍ帯の映像信
号光を分配し、波長１．３μｍ帯で通信光を伝達する８
分岐光スプリッタを説明する図で、それぞれ、平面図と
側面図である。
【００３１】この光スプリッタの基板１と分岐構造は図
７に示した従来例のものと同じであるので、同一部材に
ついては同一符号を付して以後説明をする。図１及び図
２中、符号１は基板、２は分岐回路、２１はＹ分岐、３
１は第１入力導波路、３２は第２入力導波路、３３は出
力導波路、４２は波長フィルタ、４３は挿入溝、５はフ
ァイバアレイ、５１は第１入力ファイバ、５２は第２入
力ファイバ、５３は出力ファイバ、５４，５５は多心テ
ープファイバ及び６１，６２はファイバ保持部材を各々
図示する。
７に示した従来例のものと同じであるので、同一部材に
ついては同一符号を付して以後説明をする。図１及び図
２中、符号１は基板、２は分岐回路、２１はＹ分岐、３
１は第１入力導波路、３２は第２入力導波路、３３は出
力導波路、４２は波長フィルタ、４３は挿入溝、５はフ
ァイバアレイ、５１は第１入力ファイバ、５２は第２入
力ファイバ、５３は出力ファイバ、５４，５５は多心テ
ープファイバ及び６１，６２はファイバ保持部材を各々
図示する。
【００３２】図１及び図２に示すように、第１入力導波
路３１にＹ分岐２１を３段入力連ねた分岐回路２を形成
し、その出力導波路３３を斜めにし、そこを横切るよう
に挿入溝４３を形成し、該挿入溝４３の中に波長フィル
タ４２を挿入している。
路３１にＹ分岐２１を３段入力連ねた分岐回路２を形成
し、その出力導波路３３を斜めにし、そこを横切るよう
に挿入溝４３を形成し、該挿入溝４３の中に波長フィル
タ４２を挿入している。
【００３３】前記波長フィルタ４２は、図３に示すよう
に、第１の波長帯である波長１．５５μｍ帯の光をほぼ
１００％透過し、第２の波長帯である波長１．３μｍ帯
の光をほぼ１００％反射するように作製されている。こ
のような波長フィルタは、ポリイミド薄膜上にＳｉＯ2
とＴｉＯ2 を交互に蒸着した誘電体多層膜フィルタとし
て、公知の技術で作製できる（T. Oguchi et al. "Diel
ectric multi-layeredinterference filters deposited
on polyimide films." Electron. Lett. vol.27,p.39
1, 1991 参照）。
に、第１の波長帯である波長１．５５μｍ帯の光をほぼ
１００％透過し、第２の波長帯である波長１．３μｍ帯
の光をほぼ１００％反射するように作製されている。こ
のような波長フィルタは、ポリイミド薄膜上にＳｉＯ2
とＴｉＯ2 を交互に蒸着した誘電体多層膜フィルタとし
て、公知の技術で作製できる（T. Oguchi et al. "Diel
ectric multi-layeredinterference filters deposited
on polyimide films." Electron. Lett. vol.27,p.39
1, 1991 参照）。
【００３４】このような通常誘電体多層膜で構成される
波長フィルタは、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計より
も多彩な干渉効果を利用するので、高機能・多機能なフ
ィルタ特性を実現できる。このため、従来よりも合分波
特性が向上できる。
波長フィルタは、導波型マッハ・ツェンダ光干渉計より
も多彩な干渉効果を利用するので、高機能・多機能なフ
ィルタ特性を実現できる。このため、従来よりも合分波
特性が向上できる。
【００３５】本実施の形態では前記挿入溝４３は、幅３
０μｍ深さ２００μｍで、通常のダイシングソーにより
作製する。この中に幅２０μｍ程度の波長フィルタ４２
に挿入し、紫外線硬化型接着剤４４で固定するようにし
ているが、本発明はこれに限定されるものではない。
０μｍ深さ２００μｍで、通常のダイシングソーにより
作製する。この中に幅２０μｍ程度の波長フィルタ４２
に挿入し、紫外線硬化型接着剤４４で固定するようにし
ているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３６】図４はこの波長フィルタ４２を用いた波長
合分波器の拡大図である。第２入力導波路３２と出力導
波路３３とを交差させ、その交差中心近傍に、交差角の
２等分線と直角（直交する方向）に前記装入溝４３を形
成し、該装入溝４３内に前記波長フィルタ４２を挿入し
ている。その結果、第２入力導波路３２と出力導波路３
３とを伝搬する１．３μｍ信号光は波長フィルタ４２で
反射して結合するので、第２入力導波路３２は分岐回路
側と反対側に配置され、分岐回路の導波路と交わらな
い。そのため、分岐回路はそれ単独でレイアウト設計が
でき、さらに交差による問題点を回避できる。第２入力
導波路３２と出力導波路３３の交差角αは、波長フィル
タ４２や固定用接着剤４４からの反射減衰量を５０ｄＢ
以上にするために１５度にした。
合分波器の拡大図である。第２入力導波路３２と出力導
波路３３とを交差させ、その交差中心近傍に、交差角の
２等分線と直角（直交する方向）に前記装入溝４３を形
成し、該装入溝４３内に前記波長フィルタ４２を挿入し
ている。その結果、第２入力導波路３２と出力導波路３
３とを伝搬する１．３μｍ信号光は波長フィルタ４２で
反射して結合するので、第２入力導波路３２は分岐回路
側と反対側に配置され、分岐回路の導波路と交わらな
い。そのため、分岐回路はそれ単独でレイアウト設計が
でき、さらに交差による問題点を回避できる。第２入力
導波路３２と出力導波路３３の交差角αは、波長フィル
タ４２や固定用接着剤４４からの反射減衰量を５０ｄＢ
以上にするために１５度にした。
【００３７】この光スプリッタの実装形態は、図１，２
に示すように導波路端面に入出力ファイバが接続された
ものである。第１入力導波路３１に第１入力ファイバ５
１が端面接続される。第１入力ファイバ５１はファイバ
保持部材６１で固定され、石英基板１の端面と共に紫外
線硬化樹脂で接続固定される。第２入力導波路３２と出
力導波路３３には、導波路数と同数のファイバをまとめ
たファイバアレイ５が端面接続される。ファイバアレイ
５は、第２入力ファイバ５２と出力ファイバ５３とを交
互に並べて配置され、入出力導波路の配列間隔と等しい
間隔でファイバ保持部材６２で固定され、それぞれ、第
２入力導波路４２および出力導波路４３に端面接続され
る。
に示すように導波路端面に入出力ファイバが接続された
ものである。第１入力導波路３１に第１入力ファイバ５
１が端面接続される。第１入力ファイバ５１はファイバ
保持部材６１で固定され、石英基板１の端面と共に紫外
線硬化樹脂で接続固定される。第２入力導波路３２と出
力導波路３３には、導波路数と同数のファイバをまとめ
たファイバアレイ５が端面接続される。ファイバアレイ
５は、第２入力ファイバ５２と出力ファイバ５３とを交
互に並べて配置され、入出力導波路の配列間隔と等しい
間隔でファイバ保持部材６２で固定され、それぞれ、第
２入力導波路４２および出力導波路４３に端面接続され
る。
【００３８】第２入力ファイバ５２と出力ファイバ５３
はそれぞれ多心であるため、通常、それらを束ねた多心
テープファイバ５４，５５を用い、種類毎に集約する。
多心テープファイバ５４，５５をファイバ１本分程度ず
らして重ね、多心テープファイバから単心に分けたファ
イバをそれぞれ第２入力ファイバ５２と出力ファイバ５
３とし、それらを種類毎に交互に横一列に並べてファイ
バアレイ５を形成する。ファイバの間隔はファイバ外径
１２５μｍよりも少し大きい１２７μｍとし、第２入力
導波路３２と出力導波路３３が交互に配列されている間
隔も１２７μｍにした。
はそれぞれ多心であるため、通常、それらを束ねた多心
テープファイバ５４，５５を用い、種類毎に集約する。
多心テープファイバ５４，５５をファイバ１本分程度ず
らして重ね、多心テープファイバから単心に分けたファ
イバをそれぞれ第２入力ファイバ５２と出力ファイバ５
３とし、それらを種類毎に交互に横一列に並べてファイ
バアレイ５を形成する。ファイバの間隔はファイバ外径
１２５μｍよりも少し大きい１２７μｍとし、第２入力
導波路３２と出力導波路３３が交互に配列されている間
隔も１２７μｍにした。
【００３９】［実施の形態２］次に、本発明の第２の実
施の形態について説明する。本発明の光スプリッタの第
２の実施の形態は、１．３μｍ帯双方向通信と１．５５
μｍ帯映像分配をパッシブダブルスター方式で提供し、
１．６５μｍ帯で光線路試験を行うシステムに用いるも
のである。
施の形態について説明する。本発明の光スプリッタの第
２の実施の形態は、１．３μｍ帯双方向通信と１．５５
μｍ帯映像分配をパッシブダブルスター方式で提供し、
１．６５μｍ帯で光線路試験を行うシステムに用いるも
のである。
【００４０】この目的のためには、導波路チップは実施
の形態１と同じものを用いることができ、波長フィルタ
のみをこの用途に合うものに変更するだけで良い。本シ
ステム用の波長フィルタは、図５に示すように、波長
１．２〜１．７μｍの範囲で約８０％の透過率を有し、
従って反射率としては約２０％を有するものである。こ
の様な波長フィルタは、波長フィルタを構成する誘電体
多層膜の厚さ等を調整することにより容易に作製でき
る。
の形態１と同じものを用いることができ、波長フィルタ
のみをこの用途に合うものに変更するだけで良い。本シ
ステム用の波長フィルタは、図５に示すように、波長
１．２〜１．７μｍの範囲で約８０％の透過率を有し、
従って反射率としては約２０％を有するものである。こ
の様な波長フィルタは、波長フィルタを構成する誘電体
多層膜の厚さ等を調整することにより容易に作製でき
る。
【００４１】従って、図１において波長フィルタを図５
のものと置き換えれば、第１入力ファイバ５１〜出力フ
ァイバ５３間で１．３μｍの双方向信号と１．５５μｍ
帯映像信号の入出力を行い、１．６５μｍの試験光を第
２入力ファイバ５２側より入力し、出力ファイバ５３に
出力することができる。このとき、波長フィルタの透過
率が約８０％であるために信号光（１．３μｍ、１．５
５μｍ）は波長フィルタを透過する際に約１ｄＢの損失
を受け、波長フィルタの反射率が約２０％であるために
試験光は波長フィルタで反射する際に約７ｄＢの損失を
受ける。
のものと置き換えれば、第１入力ファイバ５１〜出力フ
ァイバ５３間で１．３μｍの双方向信号と１．５５μｍ
帯映像信号の入出力を行い、１．６５μｍの試験光を第
２入力ファイバ５２側より入力し、出力ファイバ５３に
出力することができる。このとき、波長フィルタの透過
率が約８０％であるために信号光（１．３μｍ、１．５
５μｍ）は波長フィルタを透過する際に約１ｄＢの損失
を受け、波長フィルタの反射率が約２０％であるために
試験光は波長フィルタで反射する際に約７ｄＢの損失を
受ける。
【００４２】これらの損失は、光の分岐結合現象の際に
生じる原理的なもので、従来の導波型マッハ・ツェンダ
光干渉計においても生じるものである。試験光以外の波
長域である１．３〜１．５５μｍでも約２０％反射する
ようにしているのは、ファイバ敷設時等に、１．３μｍ
や１．５５μｍの波長光を試験光として用いる場合があ
るからである。
生じる原理的なもので、従来の導波型マッハ・ツェンダ
光干渉計においても生じるものである。試験光以外の波
長域である１．３〜１．５５μｍでも約２０％反射する
ようにしているのは、ファイバ敷設時等に、１．３μｍ
や１．５５μｍの波長光を試験光として用いる場合があ
るからである。
【００４３】［実施の形態３］次に、本発明の第３の実
施の形態について説明する。本発明の光スプリッタの第
３の実施の形態は、実施の形態２において、波長フィル
タの特性を、図６に示すものに変えたものである。この
波長フィルタは、第１の波長帯である波長１．３と１．
５５μｍ帯で約８０％の信号光を透過し（約２０％を反
射）、第２の波長帯である波長１．６５μｍ帯でほぼ１
００％の信号光を反射する。
施の形態について説明する。本発明の光スプリッタの第
３の実施の形態は、実施の形態２において、波長フィル
タの特性を、図６に示すものに変えたものである。この
波長フィルタは、第１の波長帯である波長１．３と１．
５５μｍ帯で約８０％の信号光を透過し（約２０％を反
射）、第２の波長帯である波長１．６５μｍ帯でほぼ１
００％の信号光を反射する。
【００４４】このような波長特性は、導波型マッハ・ツ
ェンダ光干渉計では実現困難であるが、多重干渉効果を
利用した誘電体多層膜波長フィルタを用いることで実現
できる。この波長フィルタにより、波長１．６５μｍ帯
の試験光が全て反射し、実施の形態２の場合に比べて、
大幅に低減できる。例えば、後方散乱光をモニタして破
断点を検出したりするＯＴＤＲ試験では、試験光の損失
を往復で１４ｄＢ程度低減することが可能となる。
ェンダ光干渉計では実現困難であるが、多重干渉効果を
利用した誘電体多層膜波長フィルタを用いることで実現
できる。この波長フィルタにより、波長１．６５μｍ帯
の試験光が全て反射し、実施の形態２の場合に比べて、
大幅に低減できる。例えば、後方散乱光をモニタして破
断点を検出したりするＯＴＤＲ試験では、試験光の損失
を往復で１４ｄＢ程度低減することが可能となる。
【００４５】以上の実施の形態においては、１本の第１
入力導波路と８本の第２入力導波路から８本の出力導波
路に分岐する例について説明したが、本発明の光スプリ
ッタの入出力ポートの数はこれらに限定されるものでは
ない。
入力導波路と８本の第２入力導波路から８本の出力導波
路に分岐する例について説明したが、本発明の光スプリ
ッタの入出力ポートの数はこれらに限定されるものでは
ない。
【００４６】また、分岐回路としてＹ分岐を用いた例を
示したが、それ以外の分岐結合回路、例えば方向性結合
器、マッハ・ツェンダ光干渉計、ＭＭＩ（Multi-Mode I
nterference)カプラ、スラブ結合によるスターカプラ
や、これらを複数組み合せた回路を用いても良い。
示したが、それ以外の分岐結合回路、例えば方向性結合
器、マッハ・ツェンダ光干渉計、ＭＭＩ（Multi-Mode I
nterference)カプラ、スラブ結合によるスターカプラ
や、これらを複数組み合せた回路を用いても良い。
【００４７】特に、第１入力導波路を２本にし、図１の
１段目（図の最左端）のＹ分岐を２入力２出力の導波型
波長無依存５０％カップラで置き換えて、この２本の第
１入力導波路の信号光をそれぞれ２分配するようにした
ものは、一方の第１入力導波路を予備用ポートとするこ
とにより、回線を２重化し信頼性を向上させた通信シス
テムに対応できる光スプリッタを構成できる。
１段目（図の最左端）のＹ分岐を２入力２出力の導波型
波長無依存５０％カップラで置き換えて、この２本の第
１入力導波路の信号光をそれぞれ２分配するようにした
ものは、一方の第１入力導波路を予備用ポートとするこ
とにより、回線を２重化し信頼性を向上させた通信シス
テムに対応できる光スプリッタを構成できる。
【００４８】また、本発明の光スプリッタを構成する光
導波路材料は石英系ガラスに限定されず、その他の多成
分ガラスはもとより、ニオブ酸リチウム導波路等の誘電
体結晶、アクリルやシリコーン、ポリイミドなど有機高
分子、そして、シリコンやガリウム砒素などの半導体材
料も含まれる。
導波路材料は石英系ガラスに限定されず、その他の多成
分ガラスはもとより、ニオブ酸リチウム導波路等の誘電
体結晶、アクリルやシリコーン、ポリイミドなど有機高
分子、そして、シリコンやガリウム砒素などの半導体材
料も含まれる。
【００４９】さらに、本発明の光スプリッタは１．２〜
１．７μｍの帯域に限定されるものではない。例えば、
０．８μｍ帯や０．６μｍ帯のレーザ光を用いた通信や
センサー、光インターコネクション等にも本スプリッタ
は適用できる。
１．７μｍの帯域に限定されるものではない。例えば、
０．８μｍ帯や０．６μｍ帯のレーザ光を用いた通信や
センサー、光インターコネクション等にも本スプリッタ
は適用できる。
【００５０】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、第１入力導波路からの信号光を分配する光分岐回路
の出力導波路に、反射機能を有する波長フィルタを挿入
し、出力導波路端と同一の端面から入射した信号光が波
長フィルタで反射して出力導波路に結合するように第２
入力導波路を設けころにより、第２入力導波路と光分岐
回路の交差が無くなって回路設計が容易になり、交差に
よる漏話、過剰損失、分岐比ばらつき等の問題も回避で
き、特性の向上と生産性の向上が期待できる。
ば、第１入力導波路からの信号光を分配する光分岐回路
の出力導波路に、反射機能を有する波長フィルタを挿入
し、出力導波路端と同一の端面から入射した信号光が波
長フィルタで反射して出力導波路に結合するように第２
入力導波路を設けころにより、第２入力導波路と光分岐
回路の交差が無くなって回路設計が容易になり、交差に
よる漏話、過剰損失、分岐比ばらつき等の問題も回避で
き、特性の向上と生産性の向上が期待できる。
【００５１】さらに、通常誘電体多層膜で構成される波
長フィルタは、多重の干渉効果を利用して多彩なフィル
タ特性を実現できるので、本構成の光スプリッタは通信
システムの多様化に対し柔軟に対応することができる。
長フィルタは、多重の干渉効果を利用して多彩なフィル
タ特性を実現できるので、本構成の光スプリッタは通信
システムの多様化に対し柔軟に対応することができる。
【図１】本発明の光スプリッタの第１の実施の形態とし
て１．５５μｍ帯映像分配と１．３μｍ帯通信用の８分
岐光スプリッタの構成を説明する平面図である。
て１．５５μｍ帯映像分配と１．３μｍ帯通信用の８分
岐光スプリッタの構成を説明する平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】本発明の光スプリッタを構成する波長フィルタ
の特性を説明する図で、実施の形態１を構成する波長
１．５５μｍ帯の光をほぼ１００％透過し、波長１．３
μｍ帯の光をほぼ１００％反射する波長フィルタであ
る。
の特性を説明する図で、実施の形態１を構成する波長
１．５５μｍ帯の光をほぼ１００％透過し、波長１．３
μｍ帯の光をほぼ１００％反射する波長フィルタであ
る。
【図４】実施の形態１の光スプリッタを構成する波長フ
ィルタである。
ィルタである。
【図５】実施の形態２を構成する波長１．２〜１．７μ
ｍの範囲で約８０％の信号光を透過し、約２０％の信号
光を反射するフィルタである。
ｍの範囲で約８０％の信号光を透過し、約２０％の信号
光を反射するフィルタである。
【図６】実施の形態３を構成する波長１．３と１．５５
μｍ帯での約８０％の信号光を透過し（約２０％を反
射）、波長１．６５μｍ帯でほぼ１００％の信号光を反
射するフィルタの波長特性である。
μｍ帯での約８０％の信号光を透過し（約２０％を反
射）、波長１．６５μｍ帯でほぼ１００％の信号光を反
射するフィルタの波長特性である。
【図７】従来の光スプリッタの構成を説明する平面図で
ある。
ある。
【図８】波長合分波器の構成と機能を説明する拡大図
で、従来例の光スプリッタに使用されている導波型マッ
ハ・ツェンダ光干渉計である。
で、従来例の光スプリッタに使用されている導波型マッ
ハ・ツェンダ光干渉計である。
１ 基板
２ 分岐回路
２１ Ｙ分岐
２２ Ｘ交差
３１ 第１入力導波路
３２ 第２入力導波路
３３ 出力導波路
４１ 波長合分波器
４２ 波長フィルタ
４３ 挿入溝
４４ 紫外線硬化型接着剤
５ ファイバアレイ
５１ 第１入力ファイバ
５２ 第２入力ファイバ
５３ 出力ファイバ
５４，５５ 多心テープファイバ
６１，６２ ファイバ保持部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 塙 文明
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 福満 高雄
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 住田 真
東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日
本電信電話株式会社内
(56)参考文献 特開 平１−144003（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−248266（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−18744（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/12
G01J 3/12
G02B 6/30
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上の光導波路により形成された１本
または複数本の第１入力導波路と、分岐回路と、複数本
の出力導波路とからなる第１の光回路と、基板上の光導
波路により形成され、１本の第２入力導波路が１本の出
力導波路とのみ対応する第２の光回路を複数個備え、前
記第１の光回路の出力導波路と前記第２の光回路の出力
導波路とが共有されている光スプリッタであって、 前記出力導波路に、透過と反射によって信号光を分別す
る波長フィルタを挿入し、 前記第２入力導波路から入射した光は、前記波長フィル
タで反射して前記出力導波路に結合し、 前記第２入力導波路は、前記波長フィルタについて前記
分岐回路と反対側に配置され、 前記第２の光回路において、前記第２入力導波路と前記
出力導波路とは１５°で交わる交差部を有し、前記波長
フィルタは前記交差部の中心近傍に、１５°の交差角の
２等分線と直角に形成された溝に挿入され、前記第２入
力導波路と前記出力導波路とは、隣接する第２の光回路
と交差しないように曲げられつつ同一の基板端面に導か
れ、 前記基板端面では前記第２入力導波路と前記出力導波路
とが交互に１２７μｍ間隔で配置され、 かつ前記第２の光回路の前記波長フィルタの近傍では前
記複数個の第２の光回路を構成する対をなす前記１本の
第２入力導波路と前記１本の出力導波路との間隔が最大
となり、前記間隔の最大値が、前記１２７μｍ間隔より
大きくなるように前記第２入力導波路と前記出力導波路
とが曲げられ ていることを特徴とする光スプリッタ。 - 【請求項２】 前記波長フィルタが、第１の波長帯の信
号光をほぼ１００％透過し、第２の波長帯の信号光をほ
ぼ１００％反射することを特徴とする請求項１に記載の
光スプリッタ。 - 【請求項３】 前記波長フィルタが、必要とする波長域
において信号光をほぼ一定の割合で分別することを特徴
とする請求項１に記載の光スプリッタ。 - 【請求項４】 前記波長フィルタが、第１の波長帯の信
号光をほぼ一定の割合で分別し、第２の波長帯の信号光
をほぼ１００％反射することを特徴とする請求項１に記
載の光スプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09199297A JP3391650B2 (ja) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | 光スプリッタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09199297A JP3391650B2 (ja) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | 光スプリッタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282350A JPH10282350A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3391650B2 true JP3391650B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=14041949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09199297A Expired - Lifetime JP3391650B2 (ja) | 1997-04-10 | 1997-04-10 | 光スプリッタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391650B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012002975A1 (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical splitter array |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2400183A (en) | 2003-04-01 | 2004-10-06 | Agilent Technologies Inc | Mounting optic fibre and optical waveguide on substrate |
| WO2005026796A1 (ja) * | 2003-09-12 | 2005-03-24 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | 波長合分波器 |
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