JPH10232324A - 導波型スプリッタアレイ - Google Patents
導波型スプリッタアレイInfo
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- JPH10232324A JPH10232324A JP3518197A JP3518197A JPH10232324A JP H10232324 A JPH10232324 A JP H10232324A JP 3518197 A JP3518197 A JP 3518197A JP 3518197 A JP3518197 A JP 3518197A JP H10232324 A JPH10232324 A JP H10232324A
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Abstract
が可能で、接続が容易でかつ1枚の平面基板上に作製可
能な数を多くできる、低価格が可能な導波型スプリッタ
アレイを提供すること。 【解決手段】 互いに平行な入力用導波路及び出力用導
波路間に導波型光分岐結合回路をツリー状に多段接続し
てなるスプリッタ40,50の初段の光分岐結合回路4
4,54を軸Aに対して傾斜させることにより、初段の
光分岐結合回路44,54と入力用導波路41,42,
51,52との間の接続部分を長くすることなく、各入
力用導波路41,42,51,52を等間隔に配置する
ことを可能とする。
Description
ステムにおいて用いられる複数の導波型スプリッタを一
つの基板上に形成した導波型スプリッタアレイに関する
ものであり、さらに詳細には、複数の光ファイバアレイ
との接続を容易にしかつ回路を小型化できる導波型スプ
リッタアレイに関するものである。
において、光情報の分配のために使用される。最近、光
ファイバ通信システムを一般家庭にまで導入するFTT
H(Fiber to the Home )の研究開発とその実用化が進
められている。このFTTHにおいては、スプリッタを
用いて光信号を分岐することにより、高額な通信装置を
多数のユーザで共用してシステム全体の低コスト化を図
る光PDS(Passive Double Star )方式が主流になっ
ている。このため、スプリッタが大量に用いられる状況
になり、その小型化・低価格化が必要となっている。
成材料として研磨や融着・延伸工程を経て形成されたフ
ァイバカップラを接続したファイバ型のものや、平面基
板上にフォトリソグラフィやエッチングの技術により形
成される導波路によって構成された導波型のものが開発
されている。
ラをツリー状に接続したスプリッタの場合、前段のファ
イバカップラの出力ファイバと後段のファイバカップラ
の入力ファイバを相互に接続して構成しているため、部
品点数が多く高価になる、交互につなぐファイバの本数
が多く余長処理のため部品が非常に大きくなる、といっ
た問題があった。
結合回路とそれらをつなぐ光導波路を平面基板上に一括
して作製するので、小型化、低価格化に向いている。ま
た、それをアレイ化することも容易であるという特徴を
有する。
こでは1つの基板1上に2つの2×16スプリッタ2,
3を形成した例(2連2×16スプリッタ)を示す。各
2×16スプリッタ2,3はそれぞれ、2本の入力用導
波路と、16本の出力用導波路と、マッハツェンダ干渉
計型光分岐結合回路と、14個のY型光分岐結合回路
と、これらの間を接続する接続用導波路とから構成され
ている。また、2×16スプリッタ2,3は全ての出力
用導波路が所定の等間隔となるように配置されており、
これらの32本の出力用導波路には4本の8芯テープフ
ァイバから作製される32芯ファイバアレイ(図示せ
ず)が一括して接続される如くなっている。
タ2の入力用導波路4,5と、2×16スプリッタ3の
入力用導波路6,7とが離れた位置となるため、入力側
を2つの2芯ファイバアレイで個別に接続しなければな
らず、その分、製造工程が煩雑となり、価格が高くなる
という問題があった。
導波型スプリッタの他の例を示すものである。即ち、1
つの基板11上に2つの2×16スプリッタ12,13
を形成している点は同様であるが、2×16スプリッタ
12及び13における入力用導波路14,15及び1
6,17と初段のマッハツェンダ干渉計型光分岐結合回
路18及び19との間をそれぞれ、2本の円弧状の接続
用導波路21,22及び23,24で繋ぐことにより、
各入力用導波路14〜17を等間隔に配置することを可
能とし、これによって入力側についても4芯テープファ
イバから作製される4芯ファイバアレイで一括接続でき
るようになしている。
と入力用導波路との間を繋ぐ接続用導波路が長く、スプ
リッタ全体が大きくなり、その分、1枚の平面基板上に
チップとして作製可能な、アレイ化されたスプリッタの
数を多くすることができず、価格が高くなるという問題
があった。
接続とともに小型化が可能で、接続が容易でかつ1枚の
平面基板上に作製可能な数を多くできる、低価格が可能
な導波型スプリッタアレイを提供することにある。
るため、本発明では、互いに平行な入力用導波路及び出
力用導波路間に導波型光分岐結合回路をツリー状に多段
接続してなる導波型スプリッタを、1つの基板上に少な
くとも2つ形成した導波型スプリッタアレイにおいて、
奇数個配列させた場合の中央の導波型スプリッタを除く
各導波型スプリッタの初段の光分岐結合回路を、該導波
型スプリッタの平行な入力用導波路及び出力用導波路の
光軸に対して傾斜させたことを特徴とする。
入力用導波路との間の接続部分を長くすることなく、各
入力用導波路を等間隔に配置することができ、これによ
ってファイバアレイとの一括接続とともに小型化が可能
となり、接続が容易でかつ1枚の平面基板上に作製可能
な数を多くできる。
本の導波路から構成される2個の方向性結合器を連結し
たマッハ・ツェンダ干渉計型光分岐結合回路であって、
前記2個の方向性結合器を連結する導波路の長さの差
に、制御された僅かな差を与えて所望波長域での分岐比
をほぼ50%とした光分岐結合回路を用いることができ
る。
施の形態を説明する。
実施の形態の一例を示すもので、図中、30は基板、4
0,50は基板30上に形成された2×16スプリッタ
である。
導波路41,42と、16本の出力用導波路43−1〜
43−16と、マッハツェンダ干渉計型光分岐結合回路
44と、14個のY型光分岐結合回路45−1〜45−
14と、これらの間を接続する接続用導波路とから構成
されている。
43−1〜43−16は、その光軸が互いに平行、ここ
では図中に示す1つの軸Aに対して平行な、直線状の光
導波路で構成されている。
4は、例えば発明者等の出願にかかる特願平1−227
449号に記載されている設計方法を用い、広い波長域
で分岐比が約50%となるように2本の光導波路を2ヶ
所で近接させて構成した2入力2出力のものであり、そ
の主要部は前述した軸Aに対して傾斜する如く形成され
ている。また、マッハツェンダ干渉計型光分岐結合回路
44の入力側は入力用導波路41,42に接続され、出
力側は接続用導波路を介してY型光分岐結合回路45−
1,45−2に接続されている。
5−2はそれぞれ、接続用導波路を介して残りのY型光
分岐結合回路が2個、4個と順次、ツリー状に接続され
て合計3段7個接続の8分岐回路を構成する如くなって
おり、これらの2つの8分岐回路の出力は各出力用導波
路43−1〜43−16に接続されている。
タ40は、入力用導波路41あるいは42に入力した光
を16本の出力用導波路43−1〜43−16から均等
に分岐して出力する2入力16出力の分岐素子として動
作する。
×16スプリッタ40と同様に構成され、その機能も同
様であるが、各導波路及び回路は前記軸Aに対して2×
16スプリッタ40の各導波路及び回路と線対称になる
ように配置され、入力用導波路51,52が2×16ス
プリッタ40の入力用導波路41,42とともに所定の
等間隔となるように構成されている。
例によって本発明を詳細に説明する。
基板上に形成した石英系単一モード光導波路を使用して
いるが、これは石英系単一モード光導波路が単一モード
光ファイバとの接続性に優れ、実用的な導波型多連スプ
リッタを提供できるためであり、本発明は石英系光導波
路に限定されるものではない。
型光分岐結合回路、ここでは44を拡大して示すもの
で、同図(a)はその平面図、同図(b)は同図(a)
における線分B−B´に沿う拡大断面図である。
2は石英基板30上に石英系ガラス材料により形成され
た石英系光導波路である。光導波路は2ヶ所で互いに近
接して方向性結合器44a,44bを構成している。光
導波路44−1,44−2は膜厚50μm程度のSiO
2 系ガラス層31と、これに埋設された断面寸法が7μ
m×7μm程度で屈折率がガラス層31より0.42%
程度高いSiO2 −GeO2 系ガラスコア32とからな
り、直線導波路と曲率半径15mmの円弧導波路との組
合せによりマッハ・ツェンダ干渉計が構成されている。
ンや四塩化チタンの火炎加水分解反応を利用したガラス
膜堆積と反応性イオンエッチングによる微細加工とを組
合わせた公知の技術により形成できる。
では2本の光導波路44−1,44−2が最も近づいた
時の間隔がそれぞれ1.8μm,4.6μmに設定さ
れ、また、2個の方向性結合器44a,44bを連結す
る一方の光導波路44−1aは円弧の組み合わせで、ま
た、他方の光導波路44−1bは直線導波路で構成さ
れ、その長さの差は0.58μmに設定されている。
1.65μmの広い波長域で分岐比50±5%の光分岐
結合回路となる。
光分岐結合回路と入力用直線導波路及び2つの8分岐回
路との接続のようすを詳細に述べる。
大図である。光導波路44−1bを軸Aに対して傾けて
形成した光分岐結合回路44の方向性結合器44aに
は、曲率半径15mmの円弧状の曲線導波路で構成され
た接続部61,62により入力用導波路41,42が滑
らかに接続され、さらに方向性結合器44bには、曲率
半径15mmの円弧状の曲線導波路で構成された接続部
63,64によりY型光分岐結合回路45−1,45−
2の直線導波路が滑らかに接続される。
イバから作製された250μmピッチの4芯ファイバア
レイとの接続を考慮し、入力用導波路41,42,5
1,52を250μmピッチに配列させている。同様に
出力側では8芯テープファイバ4本から作製された25
0μmピッチの32芯ファイバアレイとの接続ができる
ように、出力用導波路43−1〜43−16及び53−
1〜53−16を250μmピッチに配列させている。
従って、4つの8分岐回路の入力部は2mm間隔で並ん
でいる。
め、さらに前述したように2入力2出力のマッハ・ツェ
ンダ干渉計型光分岐結合回路の設計パラメータを具体的
に決めると、幾何学的計算により、これらを接続する導
波路61,62及び63,64を1つあるいは2つの円
弧からなる導波路で構成してその円弧パラメータを決め
ることができる。
a,44bを連結する部分の一方の光導波路44−1a
を曲率半径15mmの円弧の組み合わせで構成し、他方
の光導波路44−1bを直線導波路とし、その長さの差
を0.58μmにした場合、該光導波路44−1bの長
さは2.87mmとなる。
7.48度傾けるように配置すると、入力側については
接続部61を開き角度7.48度の円弧導波路、接続部
62を開き角度10.48度の円弧導波路及びそれと変
曲した開き角度3.00度の円弧導波路の組み合わせ、
出力側については接続部63を開き角度14.82度の
円弧導波路及びそれと変曲した開き角度22.30度の
円弧導波路の組み合わせ、接続部64を開き角度10.
48度の円弧導波路とすることによって、入力用導波路
41,42と方向性結合器44aとの間、並びに方向性
結合器44bと2つの8分岐回路の初段のY型光分岐結
合回路45−1,45−2の直線導波路との間を滑らか
につなぐことができる。
リッタの全長は33mmとなり、図2に示した従来の2
連2×16スプリッタの全長が44mmになるのと比較
して11mm短かくなり、3/4の長さにすることがで
きる。
連2×16スプリッタを作製する場合の配置を、また、
図7は同じく4インチ基板上に従来例(図2)による2
連2×16スプリッタを作製する場合の配置を示してい
る。
チップは9×33mmとなり、図6に示すように1列8
個を2列作れ、合計16個作製できるのに対し、従来例
の場合には2連2×16スプリッタの1チップは9×4
4mmとなり、図7に示すように1列8個のみしか作製
できない。
較して長さを3/4程度に短くすることができ、1枚の
平面基板上に2倍近くの個数が作製でき、スプリッタア
レイの低価格化に極めて有効である。
タに入力用4芯ファイバアレイ及び出力用32芯ファイ
バアレイを接続したもの5個の全320ポートについ
て、波長1.31μm、1.55μmで測定した挿入損
失のヒストグラムである。波長1.31μmで平均損失
13.3dB、偏差0.32dB、波長1.55μmで
は平均損失13.1dB、偏差0.29dBであり、従
来のスプリッタと同等な良好な特性を示している。
入力側の接続部61を1つの円弧導波路、接続部62を
2つの変曲した円弧導波路の組み合わせ、出力側の接続
部63を2つの変曲した円弧導波路の組み合わせ、接続
部64は1つの円弧導波路としたが、これに限られるも
のではない。また、初段の光分岐結合回路をマッハ・ツ
ェンダ干渉計型で構成したものについて説明したが、Y
型光分岐結合回路を使用する場合でも本発明は適用でき
る。さらにまた、前記実施例では2連2×16スプリッ
タについて説明したが、3つ以上のスプリッタを配列し
たスプリッタアレイや、入出力ポート数の異なるM×N
スプリッタにも適用できることはいうまでもない(但
し、奇数個のスプリッタを配列したアレイでは、中央の
スプリッタについては初段の光分岐結合回路を傾斜させ
て配置させず、単一のスプリッタと同様にA軸に対して
平行に配置させる点が異なる。)。
板上の石英系(SiO2 −GeO2)光導波路により光
分岐素子を構成したが、基板は石英ガラスに限定される
ものではなく、Si基板に変更することも可能である。
また、本発明はこれらの石英系光導波路に限定されるも
のではなく、他の導波路材料系、例えば多成分ガラス導
波路系やニオブ酸リチウム導波路系や高分子導波路系に
も適用できることを付記する。
導波型光分岐結合回路をツリー状に多段接続してなる導
波型スプリッタを、1つの基板上に少なくとも2つ形成
した導波型スプリッタアレイにおいて、各導波型スプリ
ッタの初段の光分岐結合回路を、平行な入力用導波路及
び出力用導波路の光軸に対して傾斜させることにより、
初段の光分岐結合回路と入力用導波路との間の接続部分
の長さを長くすることなく、各導波型スプリッタの入力
用導波路を等間隔に配置することが可能となり、これに
よってファイバアレイとの一括接続とともに小型化が可
能となり、接続が容易でかつ1枚の平面基板上に作製可
能な数を多くできる、低価格が可能な導波型スプリッタ
アレイを提供することができる。
額な通信装置を多数のユーザで共用する光PDS方式に
使用され、そのシステムの経済化に資すること大であ
る。
成図
構成図
の一例を示す構成図
の説明図
説明図
損失のヒストグラム
42,51,52…入力用導波路、43−1〜43−1
6,53−1〜53−16…出力用導波路、44,54
…マッハツェンダ干渉計型光分岐結合回路、45−1〜
45−14,55−1〜55−14…Y型光分岐結合回
路。
Claims (2)
- 【請求項1】 互いに平行な入力用導波路及び出力用導
波路間に導波型光分岐結合回路をツリー状に多段接続し
てなる導波型スプリッタを、1つの基板上に少なくとも
2つ形成した導波型スプリッタアレイにおいて、 奇数個配列させた場合の中央の導波型スプリッタを除く
各導波型スプリッタの初段の光分岐結合回路を、該導波
型スプリッタの平行な入力用導波路及び出力用導波路の
光軸に対して傾斜させたことを特徴とする導波型スプリ
ッタアレイ。 - 【請求項2】 前記初段の光分岐結合回路として、2本
の導波路から構成される2個の方向性結合器を連結した
マッハ・ツェンダ干渉計型光分岐結合回路であって、前
記2個の方向性結合器を連結する導波路の長さの差に、
制御された僅かな差を与えて所望波長域での分岐比をほ
ぼ50%とした光分岐結合回路を用いたことを特徴とす
る請求項1記載の導波型スプリッタアレイ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3518197A JP3599080B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 導波型スプリッタアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3518197A JP3599080B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 導波型スプリッタアレイ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10232324A true JPH10232324A (ja) | 1998-09-02 |
JP3599080B2 JP3599080B2 (ja) | 2004-12-08 |
Family
ID=12434687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3518197A Expired - Lifetime JP3599080B2 (ja) | 1997-02-19 | 1997-02-19 | 導波型スプリッタアレイ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3599080B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002530690A (ja) * | 1998-11-17 | 2002-09-17 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 光結合器及びその製作方法 |
KR100513013B1 (ko) * | 2002-07-09 | 2005-09-05 | 삼성전자주식회사 | 광파워 분할기 |
JP2008310017A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐回路および光分岐モジュール |
-
1997
- 1997-02-19 JP JP3518197A patent/JP3599080B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002530690A (ja) * | 1998-11-17 | 2002-09-17 | サムスン エレクトロニクス カンパニー リミテッド | 光結合器及びその製作方法 |
KR100310086B1 (ko) * | 1998-11-17 | 2002-11-27 | 삼성전자 주식회사 | 광결합기및그제작방법 |
KR100513013B1 (ko) * | 2002-07-09 | 2005-09-05 | 삼성전자주식회사 | 광파워 분할기 |
JP2008310017A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光分岐回路および光分岐モジュール |
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---|---|
JP3599080B2 (ja) | 2004-12-08 |
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