JPH07306323A - 導波路型光合分波器 - Google Patents
導波路型光合分波器Info
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- JPH07306323A JPH07306323A JP6175418A JP17541894A JPH07306323A JP H07306323 A JPH07306323 A JP H07306323A JP 6175418 A JP6175418 A JP 6175418A JP 17541894 A JP17541894 A JP 17541894A JP H07306323 A JPH07306323 A JP H07306323A
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- light
- demultiplexer
- optical multiplexer
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
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- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
- G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】帯域を広くかつ自由にとることのできる導波路
型光合分波器を提供する。 【構成】2つの方向性結合器5,6のそれぞれが、波長
λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波長
λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%であ
るように構成され、波長λ1 及び波長λ3 を含む帯域の
光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波される。
型光合分波器を提供する。 【構成】2つの方向性結合器5,6のそれぞれが、波長
λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波長
λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%であ
るように構成され、波長λ1 及び波長λ3 を含む帯域の
光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マッハツェンダ干渉計
の原理を応用し、2つの帯域の光を合分波する導波路型
光合分波器に係り、特に、帯域を広くかつ自由にとるこ
とのできる導波路型光合分波器に関するものである。
の原理を応用し、2つの帯域の光を合分波する導波路型
光合分波器に係り、特に、帯域を広くかつ自由にとるこ
とのできる導波路型光合分波器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】マッハツェンダ干渉計の原理を応用した
導波路型マッハツェンダ干渉計形光合分波器(以下、光
合分波器という)は、従来、図4のように構成されてい
る。即ち、この光合分波器は、光の強度の結合率がk
(λ)である2つの方向性結合器16,17と、導波路
長がL及びL+ΔLである2つの単一モード導波路1
8,19からなる位相差付与部とで構成されている。導
波路14の一端であるポート0 20から波長波長λ1 の
光及び波長λ2 の光を入射させると、導波路14の他端
であるポート1 21から波長λ1 の光が取り出され、導
波路13の他端であるポート2 22から波長λ2 の光が
取り出されるようになっている。
導波路型マッハツェンダ干渉計形光合分波器(以下、光
合分波器という)は、従来、図4のように構成されてい
る。即ち、この光合分波器は、光の強度の結合率がk
(λ)である2つの方向性結合器16,17と、導波路
長がL及びL+ΔLである2つの単一モード導波路1
8,19からなる位相差付与部とで構成されている。導
波路14の一端であるポート0 20から波長波長λ1 の
光及び波長λ2 の光を入射させると、導波路14の他端
であるポート1 21から波長λ1 の光が取り出され、導
波路13の他端であるポート2 22から波長λ2 の光が
取り出されるようになっている。
【0003】波長λ1 の光及び波長λ2 の光の合分波に
必要な位相差付与部の条件は、導波路の等価屈折率n
(λ)を考慮した光路長差n(λ)ΔLが、任意の整数
をNとしたとき、 n(λ)ΔL=(N±1/2)λ1 =Nλ2 (1) の関係で与えられることである。式(1)から判るよう
に、波長λ1 、λ2 は任意に得られるのではなく、 {λ1 /n(λ1 )}/|λ1 /n(λ1 )−λ2 /n(λ2 )| =2N (2) を満たす波長の組み合わせのみに制約される。なお、式
(2)では導波路の等価屈折率n(λ)の波長依存性を
考慮した。
必要な位相差付与部の条件は、導波路の等価屈折率n
(λ)を考慮した光路長差n(λ)ΔLが、任意の整数
をNとしたとき、 n(λ)ΔL=(N±1/2)λ1 =Nλ2 (1) の関係で与えられることである。式(1)から判るよう
に、波長λ1 、λ2 は任意に得られるのではなく、 {λ1 /n(λ1 )}/|λ1 /n(λ1 )−λ2 /n(λ2 )| =2N (2) を満たす波長の組み合わせのみに制約される。なお、式
(2)では導波路の等価屈折率n(λ)の波長依存性を
考慮した。
【0004】式(2)は、 ΔL=(N±1/2)λ1 /n(λ1 ) =Nλ2 /n(λ2 ) (3) と書き換えられ、各ポートでの通過波長と阻止波長は、
式(3)のΔLを定めることにより高精度に設定でき
る。
式(3)のΔLを定めることにより高精度に設定でき
る。
【0005】この光合分波器において、ポート0 からポ
ート1 への透過率をT0-1 、ポート0 からポート2 への
透過率をT0-2 とすると、各透過率は、
ート1 への透過率をT0-1 、ポート0 からポート2 への
透過率をT0-2 とすると、各透過率は、
【0006】
【数1】
【0007】で与えられる。ここで導波路がexp(−
αΔL)がほぼ1であるという条件を満たすとき、式
(1)から式(5)より、各波長λ1 、λ2 毎に対する
ポート1及びポート2 の透過率は、 T0-1 (λ1 )=exp(−2αΔL) (7) T0-1 (λ2 )={1−2k(λ2 )}2 exp(−2αΔL) (8) T0-2 (λ2 )=4k(λ2 ){1−k(λ2 )}(−2αΔL) (9) T0-2 (λ1 )=0 (10) の関係で与えられる。式(7)から式(10)のk
(λ)に注目すると、ポート2 から取り出される光であ
る波長λ2 の光の強度の結合率k(λ2 )を50%に設
定することにより、低損失でクロストークが0の光合分
波器を構成できることが判る。
αΔL)がほぼ1であるという条件を満たすとき、式
(1)から式(5)より、各波長λ1 、λ2 毎に対する
ポート1及びポート2 の透過率は、 T0-1 (λ1 )=exp(−2αΔL) (7) T0-1 (λ2 )={1−2k(λ2 )}2 exp(−2αΔL) (8) T0-2 (λ2 )=4k(λ2 ){1−k(λ2 )}(−2αΔL) (9) T0-2 (λ1 )=0 (10) の関係で与えられる。式(7)から式(10)のk
(λ)に注目すると、ポート2 から取り出される光であ
る波長λ2 の光の強度の結合率k(λ2 )を50%に設
定することにより、低損失でクロストークが0の光合分
波器を構成できることが判る。
【0008】この設計方法により波長λ1 =1.337
μm、波長λ2 =1.56μmとして設計した光合分波
器の特性を図5に示す。図5(a)は、ポート0 20か
ら光を入射したときのポート1 21の損失波長特性を示
し、図5(b)は、ポート020から光を入射したとき
のポート2 22の損失波長特性を示す。ポート1 21で
損失0.1dB以下となる通過波長帯域Pは波長1.3
15μm〜波長1.358μmであり、その帯域幅は
0.043μmと狭くなっている。また、ポート2 22
で損失20dB以上となる阻止波長帯域Cは波長1.3
22μm〜波長1.350μmであり、その帯域幅は
0.028μmと狭くなっている。両者で規定される帯
域を波長λ1 を含む帯域に使用することにより低損失か
つ高アイソレーションを実現できる。ポート1 、ポート
2 での通過波長帯域と阻止波長帯域とが相補的となって
いるので、波長λ1 を含む帯域の光と波長λ2 を含む帯
域の光とが低損失かつ低クロストークで合分波される。
μm、波長λ2 =1.56μmとして設計した光合分波
器の特性を図5に示す。図5(a)は、ポート0 20か
ら光を入射したときのポート1 21の損失波長特性を示
し、図5(b)は、ポート020から光を入射したとき
のポート2 22の損失波長特性を示す。ポート1 21で
損失0.1dB以下となる通過波長帯域Pは波長1.3
15μm〜波長1.358μmであり、その帯域幅は
0.043μmと狭くなっている。また、ポート2 22
で損失20dB以上となる阻止波長帯域Cは波長1.3
22μm〜波長1.350μmであり、その帯域幅は
0.028μmと狭くなっている。両者で規定される帯
域を波長λ1 を含む帯域に使用することにより低損失か
つ高アイソレーションを実現できる。ポート1 、ポート
2 での通過波長帯域と阻止波長帯域とが相補的となって
いるので、波長λ1 を含む帯域の光と波長λ2 を含む帯
域の光とが低損失かつ低クロストークで合分波される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術では、
波長λ1 、λ2 は任意に得られるのではなく、式(2)
を満たす波長の組み合わせのみに制約される。このた
め、波長を自由に選ぶことができない。また、通過波長
帯域及び阻止波長帯域が狭いため、光源波長のばらつき
等による波長ずれに対する許容範囲が狭いという問題も
ある。
波長λ1 、λ2 は任意に得られるのではなく、式(2)
を満たす波長の組み合わせのみに制約される。このた
め、波長を自由に選ぶことができない。また、通過波長
帯域及び阻止波長帯域が狭いため、光源波長のばらつき
等による波長ずれに対する許容範囲が狭いという問題も
ある。
【0010】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、帯域を広くかつ自由にとることのできる導波路型光
合分波器を提供することにある。
し、帯域を広くかつ自由にとることのできる導波路型光
合分波器を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、波長λ1 に等価屈折率の逆数をかけた値の
整数倍より1/2倍異なりかつ波長λ2 に等価屈折率の
逆数をかけた値の整数倍に一致する光路長差を有する位
相差付与部の両側に、少なくとも波長λ2 における光の
強度の結合率が50%であるように構成された方向性結
合器がそれぞれ設けられ、波長λ1 を含む帯域の光と波
長λ2 を含む帯域の光とが合分波される導波路型光合分
波器において、上記2つの方向性結合器のそれぞれが、
波長λ2における光の強度の結合率が50%でありかつ
波長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%
であるように構成され、波長λ1 及び波長λ3 を含む帯
域の光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波されるもの
である。
に本発明は、波長λ1 に等価屈折率の逆数をかけた値の
整数倍より1/2倍異なりかつ波長λ2 に等価屈折率の
逆数をかけた値の整数倍に一致する光路長差を有する位
相差付与部の両側に、少なくとも波長λ2 における光の
強度の結合率が50%であるように構成された方向性結
合器がそれぞれ設けられ、波長λ1 を含む帯域の光と波
長λ2 を含む帯域の光とが合分波される導波路型光合分
波器において、上記2つの方向性結合器のそれぞれが、
波長λ2における光の強度の結合率が50%でありかつ
波長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%
であるように構成され、波長λ1 及び波長λ3 を含む帯
域の光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波されるもの
である。
【0012】基板上に2つの導波路を設け、この導波路
を2か所で互いに所定の間隔に近接させかつ所定の長さ
平行させて上記方向性結合器を形成し、その2か所間で
少なくとも一方を迂回させて上記位相差付与部を形成し
てもよい。
を2か所で互いに所定の間隔に近接させかつ所定の長さ
平行させて上記方向性結合器を形成し、その2か所間で
少なくとも一方を迂回させて上記位相差付与部を形成し
てもよい。
【0013】波長λ1 が1.25μm、λ2 が1.56
1.25μm、波長λ3 が1.325μm、上記導波路
のコアの屈折率が1.462〜1.463、クラッドの
屈折率が1.457〜1.459、コアの高さが7〜9
μm、コアの幅が7〜9μm、上記導波路の近接する間
隔が3〜4μm、上記導波路の平行する長さが1.8〜
2.8mm、上記光路長差が1.8〜2.8μmであっ
てもよい。
1.25μm、波長λ3 が1.325μm、上記導波路
のコアの屈折率が1.462〜1.463、クラッドの
屈折率が1.457〜1.459、コアの高さが7〜9
μm、コアの幅が7〜9μm、上記導波路の近接する間
隔が3〜4μm、上記導波路の平行する長さが1.8〜
2.8mm、上記光路長差が1.8〜2.8μmであっ
てもよい。
【0014】
【作用】従来は、方向性結合器は、少なくとも波長λ2
における光の強度の結合率が50%であるように構成さ
れ、既に説明したように、マッハツェンダ干渉計の原理
による光合分波作用を利用して、波長λ1 を含む帯域の
光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波された。
における光の強度の結合率が50%であるように構成さ
れ、既に説明したように、マッハツェンダ干渉計の原理
による光合分波作用を利用して、波長λ1 を含む帯域の
光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波された。
【0015】本発明の構成により、方向性結合器は、波
長λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波
長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%で
ある。従来例に倣って光合分波器のポートをポート0 、
ポート1 、ポート2 とすると、ポート0 から入射された
波長λ3 の光は、2つの方向性結合器間で位相差付与部
のいずれか一方の光路を経由してポート1 のみから取り
出される。即ち、ポート1 においては波長λ3 を含む通
過波長帯域が形成され、ポート2 においては波長λ3 を
含む阻止波長帯域が形成される。
長λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波
長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%で
ある。従来例に倣って光合分波器のポートをポート0 、
ポート1 、ポート2 とすると、ポート0 から入射された
波長λ3 の光は、2つの方向性結合器間で位相差付与部
のいずれか一方の光路を経由してポート1 のみから取り
出される。即ち、ポート1 においては波長λ3 を含む通
過波長帯域が形成され、ポート2 においては波長λ3 を
含む阻止波長帯域が形成される。
【0016】波長λ1 の光と波長λ2 の光とに関しては
従来の特性が維持されるから、ポート0 からポート1 へ
の通過波長帯域及び阻止波長帯域が波長λ3 を含むよう
に、広がったことになる。
従来の特性が維持されるから、ポート0 からポート1 へ
の通過波長帯域及び阻止波長帯域が波長λ3 を含むよう
に、広がったことになる。
【0017】これにより、波長λ1 及び波長λ3 を含む
広い帯域から波長を自由に選ぶことができるようにな
る。同時に、波長ずれに対する許容範囲が広くなる。
広い帯域から波長を自由に選ぶことができるようにな
る。同時に、波長ずれに対する許容範囲が広くなる。
【0018】方向性結合器は、2つの導波路を互いに所
定の間隔に近接させかつ所定の長さ平行させて構成でき
る。導波路の近接する間隔と導波路の平行する長さとに
より、方向性結合器による光合分波作用を利用して、波
長λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波
長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%と
することができる。
定の間隔に近接させかつ所定の長さ平行させて構成でき
る。導波路の近接する間隔と導波路の平行する長さとに
より、方向性結合器による光合分波作用を利用して、波
長λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ波
長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%と
することができる。
【0019】
【実施例】以下本発明の一実施例を添付図面に基づいて
詳述する。
詳述する。
【0020】図1は、本発明に係る導波路型マッハツェ
ンダ干渉計形光合分波器(以下、光合分波器という)の
平面図及び断面図である。図示されるように、光合分波
器は基板1上に形成された2つの導波路(コア)2,3
から構成される。導波路2,3は、コア2a,3aをク
ラッド4で覆ったものであり、それぞれの導波路2,3
を、例えば曲げ半径30mmで曲げたり直線にしたりす
ることにより、互いに平行に近接させ、或いは迂回させ
て、方向性結合器5,6及び位相差付与部9が形成され
ている。導波路2,3を平行に近接させた部分は2か所
あり、それぞれが方向性結合器5,6を形成している。
また、その2か所間はそれぞれの導波路2,3がそれぞ
れ単一モード導波路であって、異なるパターンで迂回し
ているために導波路長が異なり位相差付与部9となって
いる。即ち、光合分波器は、機能によって区別すると、
方向性結合器5、長さの異なるアーム7とアーム8とに
よる位相差付与部9、及び方向性結合器6の3つの部分
に区別できる。方向性結合器5の側の導波路3の端部が
ポート0 10であり、方向性結合器6の側の導波路3の
端部がポート1 11であり、方向性結合器6の側の導波
路2の端部がポート2 12である。
ンダ干渉計形光合分波器(以下、光合分波器という)の
平面図及び断面図である。図示されるように、光合分波
器は基板1上に形成された2つの導波路(コア)2,3
から構成される。導波路2,3は、コア2a,3aをク
ラッド4で覆ったものであり、それぞれの導波路2,3
を、例えば曲げ半径30mmで曲げたり直線にしたりす
ることにより、互いに平行に近接させ、或いは迂回させ
て、方向性結合器5,6及び位相差付与部9が形成され
ている。導波路2,3を平行に近接させた部分は2か所
あり、それぞれが方向性結合器5,6を形成している。
また、その2か所間はそれぞれの導波路2,3がそれぞ
れ単一モード導波路であって、異なるパターンで迂回し
ているために導波路長が異なり位相差付与部9となって
いる。即ち、光合分波器は、機能によって区別すると、
方向性結合器5、長さの異なるアーム7とアーム8とに
よる位相差付与部9、及び方向性結合器6の3つの部分
に区別できる。方向性結合器5の側の導波路3の端部が
ポート0 10であり、方向性結合器6の側の導波路3の
端部がポート1 11であり、方向性結合器6の側の導波
路2の端部がポート2 12である。
【0021】2つの方向性結合器5,6は同等のもので
あり、波長λ2 における光の強度の結合率が50%であ
りかつ波長λ3 における光の強度の結合率が100%で
あるように、導波路2,3を平行に近接させた部分の長
さLCと間隔Gapとが定められている。また、位相差
付与部9にあっては、波長λ1 の光に半波長の位相差を
与え、波長λ2 の光に位相差を与えないようにアーム7
とアーム8との光路長差ΔLが定められている。
あり、波長λ2 における光の強度の結合率が50%であ
りかつ波長λ3 における光の強度の結合率が100%で
あるように、導波路2,3を平行に近接させた部分の長
さLCと間隔Gapとが定められている。また、位相差
付与部9にあっては、波長λ1 の光に半波長の位相差を
与え、波長λ2 の光に位相差を与えないようにアーム7
とアーム8との光路長差ΔLが定められている。
【0022】ここでは、λ1 =1.25μm、λ2 =
1.56μm、λ3 =1.325μmであり、これに基
づき、光合分波器の各部は、基板に対するコア2a,3
aの屈折率=1.458、コア2a,3aに対するクラ
ッド4の屈折率=1.4624、コア2a,3aの高さ
=8μm、コア2a,3aの幅=8μm、LC=2.3
37mm、Gap=3.54μm、ΔL=2.158μ
mとなっている。
1.56μm、λ3 =1.325μmであり、これに基
づき、光合分波器の各部は、基板に対するコア2a,3
aの屈折率=1.458、コア2a,3aに対するクラ
ッド4の屈折率=1.4624、コア2a,3aの高さ
=8μm、コア2a,3aの幅=8μm、LC=2.3
37mm、Gap=3.54μm、ΔL=2.158μ
mとなっている。
【0023】次に実施例の作用を述べる。
【0024】従来の方向性結合器は、波長λ2 =1.5
6μmにおける光の強度の結合率が50%であるように
構成され、既に説明したように、マッハツェンダ干渉計
の原理による光合分波作用を利用して、波長λ1 =1.
337μmを含む帯域の光と波長λ2 を含む帯域の光と
が合分波された。
6μmにおける光の強度の結合率が50%であるように
構成され、既に説明したように、マッハツェンダ干渉計
の原理による光合分波作用を利用して、波長λ1 =1.
337μmを含む帯域の光と波長λ2 を含む帯域の光と
が合分波された。
【0025】本発明の実施例の方向性結合器は、波長λ
2 =1.56μmにおける光の強度の結合率が50%で
ありかつ波長λ3 =1.325μmにおける光の強度の
結合率が100%である。ポート0 10から入射された
波長λ3 の光は、2つの方向性結合器5,6間で位相差
付与部9のいずれか一方の光路を経由してポート1 11
のみから取り出される。即ち、ポート1 11においては
波長λ3 を含む通過波長帯域が形成され、ポート2 12
においては波長λ3 を含む阻止波長帯域が形成される。
2 =1.56μmにおける光の強度の結合率が50%で
ありかつ波長λ3 =1.325μmにおける光の強度の
結合率が100%である。ポート0 10から入射された
波長λ3 の光は、2つの方向性結合器5,6間で位相差
付与部9のいずれか一方の光路を経由してポート1 11
のみから取り出される。即ち、ポート1 11においては
波長λ3 を含む通過波長帯域が形成され、ポート2 12
においては波長λ3 を含む阻止波長帯域が形成される。
【0026】波長λ1 の光と波長λ2 の光とに関しては
従来の特性が維持される。ただし、実施例の波長λ1 は
従来の波長λ1 より短波長が選択されている。一方、波
長λ3 は従来の波長λ1 より長波長となっている。これ
により、ポート0 からポート1 への通過波長帯域及び阻
止波長帯域が実施例の波長λ1 及び波長λ3 を含むよう
に、従来の帯域の両側に広がったことになる。
従来の特性が維持される。ただし、実施例の波長λ1 は
従来の波長λ1 より短波長が選択されている。一方、波
長λ3 は従来の波長λ1 より長波長となっている。これ
により、ポート0 からポート1 への通過波長帯域及び阻
止波長帯域が実施例の波長λ1 及び波長λ3 を含むよう
に、従来の帯域の両側に広がったことになる。
【0027】本発明に係る光合分波器の特性を図2に示
す。図2(a)は、ポート0 10から光を入射したとき
のポート1 11における損失波長特性を示し、図2
(b)は、ポート0 10から光を入射したときのポート
2 12における損失波長特性を示す。ポート1 11で損
失0.1dB以下となる通過波長帯域Pは波長1.21
6μm〜波長1.363μmであり、その帯域幅は0.
147μmである。また、ポート2 12で損失20dB
以上となる阻止波長帯域Cは波長1.225μm〜波長
1.352μmであり、その帯域幅は0.127μmで
ある。従来例である図5と比較すると、通過波長帯域P
及び阻止波長帯域Cが大幅に広いことが判る。
す。図2(a)は、ポート0 10から光を入射したとき
のポート1 11における損失波長特性を示し、図2
(b)は、ポート0 10から光を入射したときのポート
2 12における損失波長特性を示す。ポート1 11で損
失0.1dB以下となる通過波長帯域Pは波長1.21
6μm〜波長1.363μmであり、その帯域幅は0.
147μmである。また、ポート2 12で損失20dB
以上となる阻止波長帯域Cは波長1.225μm〜波長
1.352μmであり、その帯域幅は0.127μmで
ある。従来例である図5と比較すると、通過波長帯域P
及び阻止波長帯域Cが大幅に広いことが判る。
【0028】このように、本発明にあっては、一方のポ
ートの通過波長帯域Pと他方のポートの阻止波長帯域C
とを共に大幅に広くすることができるので、例えば、光
通信によく使用される波長1.3μm帯域の光信号と波
長1.5μm帯域の光信号とを合分波する光合分波器に
応用すれば、波長1.3μm帯域の通過波長帯域P及び
阻止波長帯域Cを広げることにより、波長1.3μmの
レーザの発振波長のばらつきを許容できる光合分波器が
実現される。また、従来の技術では、波長の選択に制約
があったが、本発明では、広い帯域から波長を自由に選
ぶことができるようになる。
ートの通過波長帯域Pと他方のポートの阻止波長帯域C
とを共に大幅に広くすることができるので、例えば、光
通信によく使用される波長1.3μm帯域の光信号と波
長1.5μm帯域の光信号とを合分波する光合分波器に
応用すれば、波長1.3μm帯域の通過波長帯域P及び
阻止波長帯域Cを広げることにより、波長1.3μmの
レーザの発振波長のばらつきを許容できる光合分波器が
実現される。また、従来の技術では、波長の選択に制約
があったが、本発明では、広い帯域から波長を自由に選
ぶことができるようになる。
【0029】次に他の実施例を説明する。
【0030】上記実施例では、方向性結合器の波長λ3
における光の強度の結合率が100%であるように構成
したが、これを0%にしてもよい。この場合、λ1 =
1.25μm、λ2 =1.56μm、λ3 =1.325
μmに基づき、光合分波器の各部は、基板に対するコア
の屈折率=1.458、コアに対するクラッドの屈折率
=1.4624、コアの高さ=8μm、コアの幅=8μ
m、LC=1.878mm、Gap=1.49μm、Δ
L=2.158μmとなり、上記実施例に対しLC及び
Gapが異なっている。この構成にあっても図2とほぼ
同様の特性が得られる。
における光の強度の結合率が100%であるように構成
したが、これを0%にしてもよい。この場合、λ1 =
1.25μm、λ2 =1.56μm、λ3 =1.325
μmに基づき、光合分波器の各部は、基板に対するコア
の屈折率=1.458、コアに対するクラッドの屈折率
=1.4624、コアの高さ=8μm、コアの幅=8μ
m、LC=1.878mm、Gap=1.49μm、Δ
L=2.158μmとなり、上記実施例に対しLC及び
Gapが異なっている。この構成にあっても図2とほぼ
同様の特性が得られる。
【0031】なお、λ1 =1.25μm、λ2 =1.5
6μm、λ3 =1.325μmとしたときの光合分波器
の各部を定める好適な範囲は、導波路のコアの屈折率が
1.462〜1.463、クラッドの屈折率が1.45
7〜1.459、コアの高さが7〜9μm、コアの幅が
7〜9μm、導波路の近接する間隔Gapが3〜4μ
m、導波路の平行する長さLCが1.8〜2.8mm、
光路長差ΔLが1.8〜2.8μmである。また、導波
路は、導波路の間隔が3〜4μmとなるところで平行に
なるように曲げ半径20〜50mmで曲げながら近付
け、平行となったところで直線とし、その直線の終端で
対称的に曲げながら遠ざけるようにして構成される。
6μm、λ3 =1.325μmとしたときの光合分波器
の各部を定める好適な範囲は、導波路のコアの屈折率が
1.462〜1.463、クラッドの屈折率が1.45
7〜1.459、コアの高さが7〜9μm、コアの幅が
7〜9μm、導波路の近接する間隔Gapが3〜4μ
m、導波路の平行する長さLCが1.8〜2.8mm、
光路長差ΔLが1.8〜2.8μmである。また、導波
路は、導波路の間隔が3〜4μmとなるところで平行に
なるように曲げ半径20〜50mmで曲げながら近付
け、平行となったところで直線とし、その直線の終端で
対称的に曲げながら遠ざけるようにして構成される。
【0032】図3(a)〜図3(d)は、いずれも本発
明に係る光合分波器を示しており、図3(a)のものは
導波路25,26の形状が上記実施例と同じであるが、
他はそれぞれ導波路の形状が図3(a)のものと相違し
ている。図3(b)の場合、一方の導波路26はほぼ一
直線であり、これに対し他方の導波路25が曲げられ
て、1か所で近接かつ平行して方向性結合器23を形成
し、そこから遠ざかるように迂回して位相差付与部27
を形成し、さらにもう1か所で近接かつ平行して方向性
結合器24を形成している。また、図3(c)の場合、
導波路26が方向性結合器23から1つのポートまでほ
ぼ一直線であり、図3(d)の場合、さらに導波路25
が方向性結合器24から他のポートまでほぼ一直線であ
る。このように、2つの方向性結合器と位相差付与部と
を有するものであれば、導波路の形状はどのようにでも
構成しうる。
明に係る光合分波器を示しており、図3(a)のものは
導波路25,26の形状が上記実施例と同じであるが、
他はそれぞれ導波路の形状が図3(a)のものと相違し
ている。図3(b)の場合、一方の導波路26はほぼ一
直線であり、これに対し他方の導波路25が曲げられ
て、1か所で近接かつ平行して方向性結合器23を形成
し、そこから遠ざかるように迂回して位相差付与部27
を形成し、さらにもう1か所で近接かつ平行して方向性
結合器24を形成している。また、図3(c)の場合、
導波路26が方向性結合器23から1つのポートまでほ
ぼ一直線であり、図3(d)の場合、さらに導波路25
が方向性結合器24から他のポートまでほぼ一直線であ
る。このように、2つの方向性結合器と位相差付与部と
を有するものであれば、導波路の形状はどのようにでも
構成しうる。
【0033】なお、本発明の光合分波器の材料には、基
板1としてSiO2 、コアとしてSiO2 −TiO2 、
クラッドとしてSiO2 −B2 O5 −P2 O3 がそれぞ
れ用いられているが、石英系ガラスをはじめとした誘電
体材料、半導体材料、有機材料を用いることができる。
また、加工には半導体集積回路の製造技術として公知で
ある加工技術(フォトリソグラフィ、反応性イオンエッ
チング等)を用いることができる。
板1としてSiO2 、コアとしてSiO2 −TiO2 、
クラッドとしてSiO2 −B2 O5 −P2 O3 がそれぞ
れ用いられているが、石英系ガラスをはじめとした誘電
体材料、半導体材料、有機材料を用いることができる。
また、加工には半導体集積回路の製造技術として公知で
ある加工技術(フォトリソグラフィ、反応性イオンエッ
チング等)を用いることができる。
【0034】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【0035】(1)波長のずれを許容できる光合分波器
が実現される。
が実現される。
【0036】(2)広い帯域から波長を自由に選ぶこと
ができる
ができる
【図1】本発明の一実施例を示す光合分波器の、(a)
平面図及び(b)a−a´における断面図である。
平面図及び(b)a−a´における断面図である。
【図2】本発明の光合分波器の損失波長特性のグラフで
ある。
ある。
【図3】本発明の光合分波器の導波路形状を示す平面図
である。
である。
【図4】従来の光合分波器を示す平面図である。
【図5】従来の光合分波器の損失波長特性のグラフであ
る。
る。
2、3 導波路 5、6 方向性結合器 9 位相差付与部
Claims (3)
- 【請求項1】波長λ1 に等価屈折率の逆数をかけた値の
整数倍より1/2倍異なりかつ波長λ2 に等価屈折率の
逆数をかけた値の整数倍に一致する光路長差を有する位
相差付与部の両側に、少なくとも波長λ2 における光の
強度の結合率が50%であるように構成された方向性結
合器がそれぞれ設けられ、波長λ1 を含む帯域の光と波
長λ2 を含む帯域の光とが合分波される導波路型光合分
波器において、上記2つの方向性結合器のそれぞれが、
波長λ2 における光の強度の結合率が50%でありかつ
波長λ3 における光の強度の結合率が0%又は100%
であるように構成され、波長λ1 及び波長λ3 を含む帯
域の光と波長λ2 を含む帯域の光とが合分波されること
を特徴とする導波路型光合分波器。 - 【請求項2】基板上に2つの導波路を設け、この導波路
を2か所で互いに所定の間隔に近接させかつ所定の長さ
平行させて上記方向性結合器を形成し、その2か所間で
少なくとも一方を迂回させて上記位相差付与部を形成し
たことを特徴とする請求項1記載の導波路型光合分波
器。 - 【請求項3】波長λ1 が1.25μm、λ2 が1.56
1.25μm、波長λ3 が1.325μm、上記導波路
のコアの屈折率が1.462〜1.463、クラッドの
屈折率が1.457〜1.459、コアの高さが7〜9
μm、コアの幅が7〜9μm、上記導波路の近接する間
隔が3〜4μm、上記導波路の平行する長さが1.8〜
2.8mm、上記光路長差が1.8〜2.8μmである
ことを特徴とする請求項2記載の導波路型光合分波器。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6175418A JP3022181B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-07-27 | 導波路型光合分波器 |
US08/403,263 US5499308A (en) | 1994-03-18 | 1995-03-13 | Guided-wave optical multi/demultiplexer |
DE19509447A DE19509447C2 (de) | 1994-03-18 | 1995-03-16 | Optischer Wellenleiter-Multiplexer/Demultiplexer und zugehöriges Verfahren |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6-48064 | 1994-03-18 | ||
JP4806494 | 1994-03-18 | ||
JP6175418A JP3022181B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-07-27 | 導波路型光合分波器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07306323A true JPH07306323A (ja) | 1995-11-21 |
JP3022181B2 JP3022181B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=26388280
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6175418A Expired - Fee Related JP3022181B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-07-27 | 導波路型光合分波器 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5499308A (ja) |
JP (1) | JP3022181B2 (ja) |
DE (1) | DE19509447C2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003050323A (ja) * | 2001-05-30 | 2003-02-21 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光合分波器 |
KR100892427B1 (ko) * | 2007-07-05 | 2009-04-10 | 광운대학교 산학협력단 | 트라이플렉서용 마하젠더 간섭계 구조물 및 이를 이용한 트라이플렉서 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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