JPH08292340A - 光学ブランチ - Google Patents
光学ブランチInfo
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- JPH08292340A JPH08292340A JP8977096A JP8977096A JPH08292340A JP H08292340 A JPH08292340 A JP H08292340A JP 8977096 A JP8977096 A JP 8977096A JP 8977096 A JP8977096 A JP 8977096A JP H08292340 A JPH08292340 A JP H08292340A
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- waveguide
- optical
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02B6/14—Mode converters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、光学ブランチの光損失および偏光
依存性の不均衡な光の分配を減少することを目的とす
る。 【解決手段】 基体2 および集積された光導波体構造を
具備し、集積された光導波体構造は、ガラスファイバを
結合するための少なくとも１つの導波体3 と、少なくと
も２つの分岐した導波体7 とで構成されている光学ブラ
ンチにおいて、分岐点の前に、導波体は収縮部5 を有す
ることを特徴とする。Ｙ字形のブランチの形態で設けら
れた場合、収縮部5 は入力側に第１のテーパ部4 を備
え、出力側の分岐の幅に広がる第２のテーパ部6 を有し
ている。
依存性の不均衡な光の分配を減少することを目的とす
る。 【解決手段】 基体2 および集積された光導波体構造を
具備し、集積された光導波体構造は、ガラスファイバを
結合するための少なくとも１つの導波体3 と、少なくと
も２つの分岐した導波体7 とで構成されている光学ブラ
ンチにおいて、分岐点の前に、導波体は収縮部5 を有す
ることを特徴とする。Ｙ字形のブランチの形態で設けら
れた場合、収縮部5 は入力側に第１のテーパ部4 を備
え、出力側の分岐の幅に広がる第２のテーパ部6 を有し
ている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、基体および集積さ
れた光導波体構造を具備し、集積された光導波体構造
は、ガラスファイバを結合するための少なくとも１つの
導波体と、少なくとも２つの分岐した導波体とで構成さ
れている光学ブランチに関する。そのようなブランチ
は、特に光学通信システムにおいて使用される。
れた光導波体構造を具備し、集積された光導波体構造
は、ガラスファイバを結合するための少なくとも１つの
導波体と、少なくとも２つの分岐した導波体とで構成さ
れている光学ブランチに関する。そのようなブランチ
は、特に光学通信システムにおいて使用される。
【０００２】
【従来の技術】光学ブランチは、ヨーロッパ特許公報EP
0 277 390 B1 から知られており、そこにおいて、光導
波体は基体上に集積されており、換言すると、入力導波
体は、それぞれが２つの肢部を含んでいる２つの縦続接
続されたブランチを有して基体の一方の端部から他方の
端部に一直線に延在している。これによって、１：５の
分配が達成される。さらに、Ｙ字形ブランチを縦続接続
することによって構成される樹状構造を有するＩＯＣモ
ジュールが知られており、それは、例えば１：８の分配
を有する（EP 0 283 301 B1 図３４参照）。
0 277 390 B1 から知られており、そこにおいて、光導
波体は基体上に集積されており、換言すると、入力導波
体は、それぞれが２つの肢部を含んでいる２つの縦続接
続されたブランチを有して基体の一方の端部から他方の
端部に一直線に延在している。これによって、１：５の
分配が達成される。さらに、Ｙ字形ブランチを縦続接続
することによって構成される樹状構造を有するＩＯＣモ
ジュールが知られており、それは、例えば１：８の分配
を有する（EP 0 283 301 B1 図３４参照）。
【０００３】受動的な光学分配装置は新しい光学分配ネ
ットワークにおいて増々重要になってきているので、単
一モードのガラスファイバと結合するために、分割比が
１：Ｎもしくは２：Ｎ（例えば、Ｎ＝２，４，８，１
６，３２…）である光学分配装置が設計されてきた（EL
ECTRONICS LETTERS, Volume 26, No.11 of May 24. 199
0, pages 707 and 708 および、 ELECTRONICS LETTER
S, Volume 27, No.23 ofNovember 7, 1991, pages 2131
-2133 参照）。
ットワークにおいて増々重要になってきているので、単
一モードのガラスファイバと結合するために、分割比が
１：Ｎもしくは２：Ｎ（例えば、Ｎ＝２，４，８，１
６，３２…）である光学分配装置が設計されてきた（EL
ECTRONICS LETTERS, Volume 26, No.11 of May 24. 199
0, pages 707 and 708 および、 ELECTRONICS LETTER
S, Volume 27, No.23 ofNovember 7, 1991, pages 2131
-2133 参照）。
【０００４】ガラスファイバとブランチの入口における
光導波体との間の結合は問題を有しており、特に、それ
はガラスファイバのコアと光導波体との間の不可避のオ
フセットのためである。“IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE
TECHNOLOGY ”（Volume 10,No.11 of Novemver 1992,
pages 1570-1573参照）および“OPTICS LETTERS”（Vol
ume16, No.5 of March 1, 1991, pages 309-311参照）
において報告されているように、オフセットそれ自体に
よって、モードフィールドの導波体におけるガラスファ
イバに適合されている高次モードの不所望な励起が生成
される。
光導波体との間の結合は問題を有しており、特に、それ
はガラスファイバのコアと光導波体との間の不可避のオ
フセットのためである。“IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE
TECHNOLOGY ”（Volume 10,No.11 of Novemver 1992,
pages 1570-1573参照）および“OPTICS LETTERS”（Vol
ume16, No.5 of March 1, 1991, pages 309-311参照）
において報告されているように、オフセットそれ自体に
よって、モードフィールドの導波体におけるガラスファ
イバに適合されている高次モードの不所望な励起が生成
される。
【０００５】擬似誘導モードのように、これらの高次モ
ードは、光導波体における１以上の誘導モードで例えば
数ミリメートル等の比較的長い距離にわたって干渉する
ことができ、それによって、誘導モードの振動性線路損
失が光路の縦方向に沿って生じる。これによって減衰が
大きくなり、また、ブランチ地域において、個々のブラ
ンチへの光出力も偏光依存性の不均衡な分配を生じるよ
うになる。
ードは、光導波体における１以上の誘導モードで例えば
数ミリメートル等の比較的長い距離にわたって干渉する
ことができ、それによって、誘導モードの振動性線路損
失が光路の縦方向に沿って生じる。これによって減衰が
大きくなり、また、ブランチ地域において、個々のブラ
ンチへの光出力も偏光依存性の不均衡な分配を生じるよ
うになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、光学
ブランチの光損失および偏光依存性の不均衡な光の分配
を減少することである。
ブランチの光損失および偏光依存性の不均衡な光の分配
を減少することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、基体および集
積された光導波体構造を具備し、集積された光導波体構
造は、ガラスファイバを結合するための少なくとも１つ
の導波体と、少なくとも２つの分岐した導波体とで構成
されている光学ブランチにおいて、分岐点の前に、導波
体は収縮を有することを特徴とする。ブランチの構成
は、従属請求項において示される。本発明で得られる利
点は、以下の説明において記載されている。
積された光導波体構造を具備し、集積された光導波体構
造は、ガラスファイバを結合するための少なくとも１つ
の導波体と、少なくとも２つの分岐した導波体とで構成
されている光学ブランチにおいて、分岐点の前に、導波
体は収縮を有することを特徴とする。ブランチの構成
は、従属請求項において示される。本発明で得られる利
点は、以下の説明において記載されている。
【０００８】本発明は、光学ブランチの構成の例を模式
的に示す図面によって以下に詳細に説明される。
的に示す図面によって以下に詳細に説明される。
【０００９】
【発明の実施の形態】図面において、光学ブランチ全体
が参照番号1 で示されている。それは、例示的な構成に
おいて、単一のＹ字形ブランチの導波体構造を有してい
る集積された光学素子を有する基体2 を具備している。
が参照番号1 で示されている。それは、例示的な構成に
おいて、単一のＹ字形ブランチの導波体構造を有してい
る集積された光学素子を有する基体2 を具備している。
【００１０】導波体3 は、例えばシリコンで作られた基
体2 上のドープ処理されたＳｉＯxから成長され、バッ
ファ層によって基体2 から分離されている。別のバッフ
ァ層によって被覆された導波体3 の厚さは例えば７μｍ
であり、その幅は、単一モードのファイバの断面に適合
される。導波体の断面積は、典型的に７×７μｍ2 であ
る。導波体3 とバッファ層との間の屈折率ステップは例
えば０．００４である。もちろん、例えばIII-V 半導
体、石英ガラス、ニオブ酸リチウム、もしくはタンタル
酸リチウム等の別の材料が光学ブランチ1 を作るために
使用されることができる。
体2 上のドープ処理されたＳｉＯxから成長され、バッ
ファ層によって基体2 から分離されている。別のバッフ
ァ層によって被覆された導波体3 の厚さは例えば７μｍ
であり、その幅は、単一モードのファイバの断面に適合
される。導波体の断面積は、典型的に７×７μｍ2 であ
る。導波体3 とバッファ層との間の屈折率ステップは例
えば０．００４である。もちろん、例えばIII-V 半導
体、石英ガラス、ニオブ酸リチウム、もしくはタンタル
酸リチウム等の別の材料が光学ブランチ1 を作るために
使用されることができる。
【００１１】光学ブランチ1 の入口側の基体2 の導波体
構造は、ガラスファイバと結合するために使用される光
導波体3 と、それに接続された第１のテーパ部4 と、狭
い導波体セクション5 とを具備している。それに続いた
第２のテーパ部6 は第１のテーパ部4 の鏡像であり、そ
れによって、狭い導波体セクション5 が再び例えば元の
光導波体3 の幅まで広げられる。しかしながら、図面に
示されている実施例において、第２のテーパ部6 は、そ
れぞれが光導波体3 と同じ幅である２つの外向きのブラ
ンチ7 の１つの幅の２倍以上まで広くなっている。ブラ
ンチ7 の定められた分離を達成する必要がある場合、光
導波体を遮断する間隙が第２のテーパ部6 とブランチ7
との間に設けられることができる（図示されていな
い）。
構造は、ガラスファイバと結合するために使用される光
導波体3 と、それに接続された第１のテーパ部4 と、狭
い導波体セクション5 とを具備している。それに続いた
第２のテーパ部6 は第１のテーパ部4 の鏡像であり、そ
れによって、狭い導波体セクション5 が再び例えば元の
光導波体3 の幅まで広げられる。しかしながら、図面に
示されている実施例において、第２のテーパ部6 は、そ
れぞれが光導波体3 と同じ幅である２つの外向きのブラ
ンチ7 の１つの幅の２倍以上まで広くなっている。ブラ
ンチ7 の定められた分離を達成する必要がある場合、光
導波体を遮断する間隙が第２のテーパ部6 とブランチ7
との間に設けられることができる（図示されていな
い）。
【００１２】Ｙ字形ブランチを縦続接続した場合、各ブ
ランチの分岐導波体は一般的に、各ブランチ7 が所定の
距離で適切な屈曲部8 と連続し、また、近隣のブランチ
7 に平行になる点までの長さは一般に異なる長さを有し
ている。
ランチの分岐導波体は一般的に、各ブランチ7 が所定の
距離で適切な屈曲部8 と連続し、また、近隣のブランチ
7 に平行になる点までの長さは一般に異なる長さを有し
ている。
【００１３】光学ブランチ1 の特性の改良には、特に導
波体における不所望な擬似誘導モードの放射を短い通路
にわたって非常に迅速に行わせ、それによって、コヒー
レントな結合の効果を防ぐことが含まれている。これ
は、光学フィルタとして役立つ導波体3 （導波体セクシ
ョン5 ）を、それが（ブランチ7 に）分岐する前に収縮
させることによって達成される。光導波体構造が、埋設
され集積された平坦な線路で構成されているか、もしく
はストリップ線路で構成されているかは重要ではない。
光学素子の本発明の構成の例において、収縮は、導波体
3 の幅を狭めることによって達成される。しかしなが
ら、その代りとして、収縮は、その幅が徐々に減少して
いる導波体セクションであってもよい。
波体における不所望な擬似誘導モードの放射を短い通路
にわたって非常に迅速に行わせ、それによって、コヒー
レントな結合の効果を防ぐことが含まれている。これ
は、光学フィルタとして役立つ導波体3 （導波体セクシ
ョン5 ）を、それが（ブランチ7 に）分岐する前に収縮
させることによって達成される。光導波体構造が、埋設
され集積された平坦な線路で構成されているか、もしく
はストリップ線路で構成されているかは重要ではない。
光学素子の本発明の構成の例において、収縮は、導波体
3 の幅を狭めることによって達成される。しかしなが
ら、その代りとして、収縮は、その幅が徐々に減少して
いる導波体セクションであってもよい。
【００１４】上述の干渉の効果は、導波体の全ての擾乱
において起こり得ることが決定され、それ故に、線路に
おける屈曲、もしくは、例えば基体に集積され導波体に
結合されたレーザの間もしくは別の光学素子の間の結合
地域等の不所望なモードが発生する場所において、いく
つかの方法で妨害されている少なくとも１つの導波体を
含んでいる各光学素子に収縮が設けられる。入口側の導
波体3 は、この結合地域およびガラスファイバ結合領域
において省略されることができ、レーザもしくはガラス
ファイバは、第１のテーパ部4 のベースに直接結合され
ることができる。この方法は、擬似誘導モードを非常に
迅速に抑制するという意図された効果を達成することは
ないが、長さの短い光学ブランチ1 を製造することはで
きる。
において起こり得ることが決定され、それ故に、線路に
おける屈曲、もしくは、例えば基体に集積され導波体に
結合されたレーザの間もしくは別の光学素子の間の結合
地域等の不所望なモードが発生する場所において、いく
つかの方法で妨害されている少なくとも１つの導波体を
含んでいる各光学素子に収縮が設けられる。入口側の導
波体3 は、この結合地域およびガラスファイバ結合領域
において省略されることができ、レーザもしくはガラス
ファイバは、第１のテーパ部4 のベースに直接結合され
ることができる。この方法は、擬似誘導モードを非常に
迅速に抑制するという意図された効果を達成することは
ないが、長さの短い光学ブランチ1 を製造することはで
きる。
【００１５】不所望のモードを生成する妨害源が導波体
（ブランチ7 ）における屈曲部8 である場合、収縮部
は、収縮部が屈曲した導波体を取囲むような方法で屈曲
部の後方に位置される。これによって、収縮される線形
の導波体の長さはより短くなることができる。一般に、
素子を縦続接続すると、分岐ステップの間に導波体の幅
を減少するような導波体領域全体が構成され、それによ
って、次の分岐ステップの広がるテーパ部までの全導波
体通路の全体が収縮され、光学フィルタとして機能す
る。これによって、製造された長さがさらに短くされる
ことができる。
（ブランチ7 ）における屈曲部8 である場合、収縮部
は、収縮部が屈曲した導波体を取囲むような方法で屈曲
部の後方に位置される。これによって、収縮される線形
の導波体の長さはより短くなることができる。一般に、
素子を縦続接続すると、分岐ステップの間に導波体の幅
を減少するような導波体領域全体が構成され、それによ
って、次の分岐ステップの広がるテーパ部までの全導波
体通路の全体が収縮され、光学フィルタとして機能す
る。これによって、製造された長さがさらに短くされる
ことができる。
【００１６】第２のテーパ部6 が導波体構造の外向きの
端部を形成する場合、それは、ガラスファイバもしくは
別の素子を直接結合するために使用されることができ、
あるいは、線形導波体が、ガラスファイバもしくは別の
素子が結合されるテーパ部(6) に接続されることができ
る。
端部を形成する場合、それは、ガラスファイバもしくは
別の素子を直接結合するために使用されることができ、
あるいは、線形導波体が、ガラスファイバもしくは別の
素子が結合されるテーパ部(6) に接続されることができ
る。
【００１７】収縮の大きさは、光学素子の設計に依存す
る。１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長の設計が典
型的である。幅が約７μｍである集積された導波体を有
する光学ブランチ1 において、テーパ部4,6 は、導波体
3 の中心軸に関して例えば０．１°乃至１．０°のテー
パ角度αを有し、導波体セクション5 は、約６．０μｍ
乃至６．５μｍの幅および約１ｍｍ乃至４ｍｍの長さを
有し、第１のテーパ部4 を含む。
る。１３００ｎｍおよび１５５０ｎｍの波長の設計が典
型的である。幅が約７μｍである集積された導波体を有
する光学ブランチ1 において、テーパ部4,6 は、導波体
3 の中心軸に関して例えば０．１°乃至１．０°のテー
パ角度αを有し、導波体セクション5 は、約６．０μｍ
乃至６．５μｍの幅および約１ｍｍ乃至４ｍｍの長さを
有し、第１のテーパ部4 を含む。
【図１】本発明の光学ブランチの１実施形態の概略図。
Claims (8)
- 【請求項１】 基体および集積された光導波体構造を具
備し、集積された光導波体構造は、ガラスファイバを結
合するための少なくとも１つの導波体と、少なくとも２
つの分岐した導波体とで構成されている光学ブランチに
おいて、 分岐点の前に、導波体は収縮部を有することを特徴とす
る光学ブランチ。 - 【請求項２】 導波体構造が縦続接続されたＹ字形のブ
ランチの形態で設けられた場合、収縮部は、各分岐点の
前に設けられることを特徴とする請求項１記載の光学ブ
ランチ。 - 【請求項３】 収縮部は第１のテーパ部および第２のテ
ーパ部を具備し、第１のテーパ部は導波体の幅を減少し
て狭い導波体セクションにし、第２のテーパ部は次に狭
い導波体セクションを再び広げることを特徴とする請求
項１記載の光学ブランチ。 - 【請求項４】 各ブランチの段とそれぞれ幅の広げられ
た第２のテーパ部との間の導波体構造全体は、収縮され
た導波体セクションによって形成されることを特徴とす
る請求項２もしくは３記載の光学ブランチ。 - 【請求項５】 第１のテーパ部は、ガラスファイバをそ
こに結合するように機能する導波体構造の入力において
直接に位置されることを特徴とする請求項３記載の光学
ブランチ。 - 【請求項６】 第２のテーパ部は、ガラスファイバをそ
こに結合するように機能する導波体構造の出力において
直接位置されることを特徴とする請求項３記載の光学ブ
ランチ。 - 【請求項７】 導波体が約７μｍの幅を有し、約０．０
０４の屈折率ステップを有している場合、狭い導波体セ
クションは、６．０μｍ乃至６．５μｍの幅を有するこ
とを特徴とする請求項３記載の光学ブランチ。 - 【請求項８】 導波体が約７μｍの幅を有し、約０．０
０４の屈折率ステップを有している場合、導波体の中心
軸に関するテーパは、約０．１°乃至１°のテーパ角度
αを有することを特徴とする請求項３記載の光学ブラン
チ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19514042.7 | 1995-04-13 | ||
| DE1995114042 DE19514042A1 (de) | 1995-04-13 | 1995-04-13 | Optischer Verzweiger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08292340A true JPH08292340A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=7759659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8977096A Pending JPH08292340A (ja) | 1995-04-13 | 1996-04-11 | 光学ブランチ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0737872A3 (ja) |
| JP (1) | JPH08292340A (ja) |
| CA (1) | CA2172448A1 (ja) |
| DE (1) | DE19514042A1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001042146A (ja) * | 1999-07-30 | 2001-02-16 | Furukawa Electric Co Ltd:The | アレイ導波路回折格子 |
| JP2001235645A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-08-31 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光導波回路 |
| JP2003207663A (ja) * | 2002-01-14 | 2003-07-25 | Samsung Electronics Co Ltd | 安定化光導波路を備える光パワー分割器 |
| US6845196B2 (en) | 2002-04-01 | 2005-01-18 | Tdk Corporation | Optical branching device |
| CN106526752A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-22 | 苏州易缆微光电技术有限公司 | 用于多模光波导3dB分束的定向耦合器及耦合方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3102874B2 (ja) * | 1990-11-05 | 2000-10-23 | 日本板硝子株式会社 | Ｙ分岐光回路 |
| US5078516A (en) * | 1990-11-06 | 1992-01-07 | Bell Communications Research, Inc. | Tapered rib waveguides |
-
1995
- 1995-04-13 DE DE1995114042 patent/DE19514042A1/de not_active Withdrawn
-
1996
- 1996-03-22 CA CA 2172448 patent/CA2172448A1/en not_active Abandoned
- 1996-03-27 EP EP96104840A patent/EP0737872A3/de not_active Withdrawn
- 1996-04-11 JP JP8977096A patent/JPH08292340A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN106526752A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-03-22 | 苏州易缆微光电技术有限公司 | 用于多模光波导3dB分束的定向耦合器及耦合方法 |
| CN106526752B (zh) * | 2016-11-23 | 2019-07-26 | 苏州易缆微光电技术有限公司 | 用于多模光波导3dB分束的定向耦合器及耦合方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19514042A1 (de) | 1996-10-17 |
| CA2172448A1 (en) | 1996-10-14 |
| EP0737872A2 (de) | 1996-10-16 |
| EP0737872A3 (de) | 1997-03-26 |
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