JPH11271558A - 非対称構造を有するグレーティング内蔵型光カップラ - Google Patents

非対称構造を有するグレーティング内蔵型光カップラ

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JPH11271558A
JPH11271558A JP11265198A JP11265198A JPH11271558A JP H11271558 A JPH11271558 A JP H11271558A JP 11265198 A JP11265198 A JP 11265198A JP 11265198 A JP11265198 A JP 11265198A JP H11271558 A JPH11271558 A JP H11271558A
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JP
Japan
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grating
optical fiber
port
coupler
optical
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JP11265198A
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English (en)
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Yutaka Sasaki
豊 佐々木
Hirohisa Yokota
浩久 横田
Takahiro Hasegawa
貴宏 長谷川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の課題は、光ファイバカップラの溶融
部にグレーティングを形成し、光サーキュレータ等を使
用せずに特定の波長を高効率に多重分離し得、且つ特定
の波長の信号を高効率に追加する機能を実現し得、しか
もデバイスを安価に得る非対称構造を有するグレーティ
ング内蔵形光カップラを提供することにある。 【解決手段】 本発明は、ファイバカップラの溶融延伸
部分にファイバグレーティングを形成したファイバカッ
プラにおいて、グレーティングのピッチは長さ方向で均
一構造であり、グレーティング長が1.5mm、オフセ
ット長が0.51mm、誘起屈折率変化が0.001で
あることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのコア
およびその近傍にグレーティング(屈折率の周期的摂
動)を形成したグレーティングフィルタを用いて構成さ
れる光カップラに関するものである。
【0002】本発明は、光通信の分野で貢献すると思わ
れる。特に、波長多重伝送において特定の波長のみを取
り出す、あるいは、特定の波長の信号を追加する場合に
有用な技術である。
【0003】
【従来の技術】以下に従来の透過型の光フィルタについ
て述べる。一般に、光通信の分野では、透過型の光フィ
ルタが必要なことが多いので、所定の波長帯域を透過さ
せるためには、光ファイバグレーティングフィルタを光
サーキュレータ等の光部品と組み合わせて使用する必要
があった。図12は、光ファイバグレーティングフィル
タの模式図を示す。また、図13は、光ファイバグレー
ティングフィルタの一般的な反射特性を示す。光ファイ
バ21に形成される光ファイバグレーティングフィルタ
22は、所定の波長の光を反射し、その他の波長を透過
させる機能を有し、狭帯域で波長選択性に優れかつ挿入
損失がほとんど無い特徴を有する反射型フィルタであ
る。通常の反射帯域は、1nm程度であるが、特殊な製
法を用いれば0.2nm〜10nmの帯域も実現可能で
ある。図14は、光ファイバ31の経路において、光サ
ーキュレータ33と光ファイバグレーティングフィルタ
32を組み合わせて、透過型の光フィルタを構成した例
を示す。ポートから入射した信号はポートへ出力さ
れるが、ポートの途中に光ファイバグレーティングフ
ィルタ32を設けると特定の波長(ここでは波長λB)
のみ反射され再度光サーキュレータ33側に戻ってポー
トから出力される。もし、ポートから波長多重され
た複数の信号を入力すれば、波長λBに対応する信号の
みがポートから出力されて、他の波長に対応する信号
は全てポートから出力される。すなわち、特定の波長
λBの信号を多重分離できる。
【0004】また、図15は光ファイバ41の経路にお
いて、光ファイバグレーティングフィルタ42と光ファ
イバカップラ43を組み合わせて透過型の光フィルタを
構成した例を示す。この例では、ポートから入力した
信号は光ファイバカップラ43で半分ずつ分かれポート
、ポートに出力される。ポートでは光ファイバグ
レーティングフィルタ42で反射されて、波長λBに対
応する信号が光ファイバカップラ43に再入力され、再
び半分に分かれてポートおよびポートに出力され
る。したがって、ポートでは入力された信号の1/4
が出力されることとなる。この場合も、ポートから波
長多重された複数の信号を入力すれば、波長λBに対応
する信号のみがポートから出力されて、他の波長に対
応する信号は全てポートから出力され、特定の波長λ
Bの信号を多重分離できる。
【0005】また、図16は光ファイバ51の経路にお
いて、光ファイバカップラ53の溶融延伸部に光ファイ
バグレーティングフィルタ52を形成して透過型の光フ
ィルタを構成した例を示す。この例では、ポートから
入力した信号は光ファイバカップラ53によりポート
に出力されるが、光ファイバカップラ53の溶融延伸部
分に光ファイバグレーティングフィルタ52を設けると
特定の波長λBのみが反射され、ポートに出力され
る。この場合も、ポートから波長多重された複数の信
号を入力すれば、波長λBに対応する信号のみがポート
から出力されて、他の波長に対応する信号は全てポー
トから出力され、特定の波長λBの信号を多重分離で
きる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におけ
る問題点は、以下のとおりである。まず、光ファイバグ
レーティングフィルタ32と光サーキュレータ33を組
み合わせて用いる図14の方法では、挿入損失がポート
からポート間で2dB程度で、特性的には優れてい
るものの、光サーキュレータ33が高価であるという問
題点があげられる。
【0007】また、光ファイバグレーティングフィルタ
42と光ファイバカップラ43との組み合わせによる図
15については、光ファイバカップラ43は光サーキュ
レータ33に比べれば、安価なデバイスではあるが、挿
入損失は最低でも6dB(すなわち1/4)となる。さ
らに、ポートから出力される伝送信号全体が3dB
(すなわち1/2)低下する。
【0008】さらに、光ファイバグレーティングフィル
タ52と光ファイバカップラ53との組み合わせによる
図16については、ポートへ出力される特定の波長λ
Bの信号が、ポートやポートにも出力されて、ポー
トへ出力される特定の波長λBの信号は最低でも、
0.4dB(すなわち9/10)低下する。
【0009】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバカップラの溶融部に光ファイバグレーテ
ィングを光ファイバカップラの中心よりずらした位置に
形成し、上記の光サーキュレータ等の光部品を使用せず
に特定の波長の信号を多重分割し得、且つでき上がった
デバイスは、安価となるとともに信号の多重分離のみな
らず特定の波長を追加する機能も実現し得る非対称構造
を有するグレーティング内蔵型光カップラを提供するこ
とを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の非対称構造を有するグレーティング内蔵型光
カップラは、ファイバカップラの溶融延伸部にファイバ
グレーティングを形成したファイバカップラにおいて、
グレーティングのピッチは長さ方向で均一構造であり、
グレーティング長が1.5mm、オフセット長が、0.
51mm、誘起屈折率変化が0.001であることを特
徴とするものである。
【0011】また、本発明の非対称構造を有するグレー
ティング内蔵型光カップラは、ファイバカップラの溶融
延伸部分にファイバグレイティングを形成したファイバ
カップラにおいて、グレーティングをアポダイゼーショ
ンしたことを特徴とするものである。
【0012】
【発明実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実施
の形態例を詳細に説明する。図1には、本発明の一実施
形態例の構成図を示す。また、図2には、テーパ形状の
光ファイバカップラの側面図を示し、図3には、溶融延
伸された光ファイバカップラの断面図を示す。ここで、
11は光ファイバ、12は光ファイバグレーティングを
形成したフィルタ、δはグレーティング形成位置を決定
するオフセット長、C0は溶融延伸されていない光ファ
イバ2本の幅、Cminは溶融延伸された光ファイバカ
ップラの最も細い部分の幅、Lcは溶融延伸された光フ
ァイバカップラのテーパ部分の長さ(ここでは、0.9
C0以下となる部分の長さ)、Lgはグレーティングの
長さである。また、オフセット長は、ポート、方向
を正とし、ポート、方向を負とする。
【0013】この非対称構造を有するグレーティング内
蔵型光カップラの作製法は以下のとおりである。まず、
2本の光ファイバ11を加熱溶融延伸法により、溶融延
伸して光ファイバカップラを作製する。次に、オフセッ
ト長から、グレーティングの形成位置を決定する。オフ
セット長が0mmのとき、グレーティングはテーパ部の
中心に対し対称に形成されたことになる。グレーティン
グの形成方法は、位相マスクを用いて、波長244nm
近傍の紫外光を側面から照射し、位相マスクの回折によ
り、照射光の強度縞をつくる。紫外光の強度に応じて光
ファイバコア部の誘起屈折率が変化するため、グレーテ
ィングが形成される。本実施形態では、対象とする信号
波長を1.55μm帯にしたので、位相マスクのピッチ
は約1μmとした。
【0014】まず、光ファイバカップラの作製において
は、用いた光ファイバ11はコアにGe(ゲルマニウ
ム)、クラッドにGeとF(フッ素)を添加した光ファ
イバである。光ファイバ11のコアおよびクラッドの屈
折率は、それぞれ、1.4624および1.4580で
ある。作製した光ファイバカップラは、波長依存性のあ
るカップラであり、例えば、図1においてポートから
波長1.55μm帯の信号を入力すると、ポートへ出
力される、という特性を有する。光ファイバカップラの
テーパ部分の長さLcは、約20mmである。
【0015】グレーティング長を1mmとしたとき、オ
フセット長を0mm、0.26mmと変化させて非対称
構造を有するグレーティング内蔵形光カップラを作製し
た。このとき誘起屈折率変化は、0.001とした。各
場合の各ポート〜からの出力特性を図4、図5に示
す。中心波長は、設定値(=1.550μm)より少し
ずれて、1.545μmであった。オフセット長が0m
mのとき、特定の波長は、ポートに反射して戻ってく
る割合が低く、ポートに戻る割合が高い。しかし、オ
フセット長が0.26mmのとき、特定の波長は、ポー
トへ戻る割合が低く、ポートに反射して戻る割合が
高くなる。
【0016】グレーティング長を1.5mmとしたと
き、オフセット長を0mm、0.51mmと変化させて
非対称構造を有するグレーティング内蔵形光カップラを
作製した。このとき誘起屈折率変化は、0.001とし
た。各場合の各ポート〜からの出力特性を図6、図
7に示す。中心波長は、設定値(=1.550μm)よ
り少しずれて、1.545μmであった。オフセット長
が0mmのとき、特定の波長は、ポートに反射して戻
ってくる割合が低く、ポートに戻ってくる割合が高
い。しかし、オフセット長が0.51mmのとき、特定
の波長は、ポートへ戻る割合が低く、ポートに反射
して戻る割合が高くなる。
【0017】グレーティング長を2mmとしたとき、オ
フセット長を0mm、0.76mmと変化させて非対称
構造を有するグレーティング内蔵形光カップラを作製し
た。このとき誘起屈折率変化は、0.001とした。各
場合の各ポート〜からの出力特性を図8、図9に示
す。中心波長は、設定値(=1.550μm)より少し
ずれて、1.545μmであった。オフセット長が0m
mのとき、特定の波長は、ポートに反射して戻ってく
る割合が低く、ポートに戻ってくる割合が高い。しか
し、オフセット長が0.76mmのとき、特定の波長
は、ポートへ戻る割合が低く、ポートに反射して戻
る割合が高くなる。
【0018】本結果より、グレーティングを光ファイバ
カップラの中心に対し、ずらして形成することにより、
特定の波長についてポートに戻る割合を低くし、ポー
トへの反射して戻る割合を高くすることが出来る。ま
た、グレーティング長が1mmであると、ポートに反
射され戻ってくる特定の波長の割合は低く、グレーティ
ング長が2mmであると、ポートに戻ってくる特定の
波長以外の割合が高くなる。したがって、グレーティン
グ長が1.5mm、オフセット長が0.51mm程度が
適当だといえる。
【0019】また、この非対称構造を有するグレーティ
ング内蔵型カップラのポートから信号光を入力する
と、グレーティング部分で反射されてポートから出力
される。すなわち、特定の波長の信号をポートからポ
ートに透過する信号群の中に割り込ませることが可能
となる。
【0020】次に、他の実施形態例について述べる。こ
れは、請求項2に相当するものである。テーパ部分の長
さLcを20mmの光ファイバカップラを作製した。こ
の光ファイバカップラにアポダイゼーションしたグレー
ティングを形成した。ここでいうアポダイゼーションと
は、図10に示すように光ファイバの長手方向において
グレーティングの誘起屈折率変化に窓関数を用いるもの
である。ここで、グレーティング長は1.5mm、オフ
セット長は0.51mmである。作製した非対称構造を
有するグレーティング内蔵型カップラの各ポート〜
からの出力特性を図11に示す。本結果よりポートへ
の特定の波長以外の反射を抑え、ポートにおいて、特
定波長でのサイドローブを抑えることが分かった。
【0021】上記の実施形態例において、波長変動をお
さえるため、あるいは、波長可変な機能を実現するため
にはデバイス全体を温度制御可能な装置に実装すれば、
より効果的である。
【0022】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、波長
多重システムにおいて特定の波長の信号成分を取り出し
たり、追加割入れしたりすることが可能なデバイスとな
り得る。しかも、従来の技術と比較して大幅に低コスト
で、かつ特定の波長のポートへの戻りを抑え、ポート
へ出力を高めるデバイスとなり得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例を示す構成説明図であ
る。
【図2】本発明の一実施形態例に係るテーパ形状の光フ
ァイバカップラを示す側面図である。
【図3】本発明の一実施形態例に係る溶融延伸された光
ファイバカップラを示す断面図である。
【図4】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:1mm、オフセット長0mm)を示す
特性図である。
【図5】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:1mm、オフセット長0.26mm)
を示す特性図である。
【図6】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:1.5mm、オフセット長0mm)を
示す特性図である。
【図7】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:1.5mm、オフセット長0.51m
m)を示す特性図である。
【図8】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:2mm、オフセット長0mm)を示す
特性図である。
【図9】本発明の一実施形態例に係る出力波長特性(グ
レーティング長:2mm、オフセット長0.76mm)
を示す特性図である。
【図10】本発明の他の実施形態例に係る光ファイバグ
レーティングフィルタにおける、アポダイゼーションを
示す説明図である。
【図11】本発明の他の実施形態例に係る出力波長特性
を示す特性図である。
【図12】従来の光ファイバグレーティングフィルタを
示す構成説明図である。
【図13】従来の光ファイバグレーティングフィルタの
反射特性を示す特性図である。
【図14】従来の光サーキュレータと組み合わせて透過
形光フィルタを構成した例を示す構成説明図である。
【図15】従来の光ファイバカップラと組み合わせて透
過形光フィルタを構成した例を示す構成説明図である。
【図16】従来の光ファイバカップラの溶融延伸部にグ
レーティングを形成した透過形光フィルタを構成した例
を示す構成説明図である。
【符号の説明】
11 光ファイバ 12 光ファイバグレーティングを形成したフィルタ 21 光ファイバ 22 光ファイバグレーティングフィルタ 31 光ファイバ 32 光ファイバグレーティングフィルタ 33 光サーキュレータ 41 光ファイバ 42 光ファイバグレーティングフィルタ 43 光ファイバカップラ 51 光ファイバ 52 光ファイバグレーティングフィルタ 53 光ファイバカップラ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ファイバカップラの溶融延伸部分にファ
    イバグレーティングを形成したファイバカップラにおい
    て、グレーティングのピッチは長さ方向で均一構造であ
    り、グレーティング長が1.5mm、オフセット長が
    0.51mm、誘起屈折率変化が0.001であること
    を特徴とする非対称構造を有するグレーティング内蔵型
    光カップラ。
  2. 【請求項2】 ファイバカップラの溶融延伸部分にファ
    イバグレーティングを形成したファイバカップラにおい
    て、グレーティングをアポダイゼーションしたことを特
    徴とする非対称構造を有するグレーティング内蔵型光カ
    ップラ。
JP11265198A 1998-03-19 1998-03-19 非対称構造を有するグレーティング内蔵型光カップラ Pending JPH11271558A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6724955B2 (en) * 2000-05-16 2004-04-20 Yutaka Sasaki Add-drop multiplexer with signal amplification ability

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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