JPS59198408A - 導波形光分波器 - Google Patents

導波形光分波器

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JPS59198408A
JPS59198408A JP7215383A JP7215383A JPS59198408A JP S59198408 A JPS59198408 A JP S59198408A JP 7215383 A JP7215383 A JP 7215383A JP 7215383 A JP7215383 A JP 7215383A JP S59198408 A JPS59198408 A JP S59198408A
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JP
Japan
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waveguide
optical
filter
fiber
wavelength
Prior art date
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Pending
Application number
JP7215383A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kawachi
河内 正夫
Mitsuho Yasu
安 光保
Yasubumi Yamada
泰文 山田
Hiroshi Terui
博 照井
Morio Kobayashi
盛男 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS59198408A publication Critical patent/JPS59198408A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/30Optical coupling means for use between fibre and thin-film device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は波長多重光通信の分野に用いる光分波器に関す
るものである。
波長が異なる光信号波を1本の光ファイバで伝送する波
長分割多重伝送方式においては、波長が異なる光波を分
離する光分波器が必要となる。光分波器は回折格子形と
多層干渉膜フィルタ形とに大別することができるが、波
長分離特性の点から多層干渉膜フィルタ形が主に使われ
る傾向にある。
従来、多層干渉膜フィルタ形光分波器は、第1図のよう
に構成されていた。第1図において、1は共通基板ガラ
ス、2a、2b、2c、ZcLZeは結合プリズム、8
a、8b、8c、8d、8eはロッドレンズ、4b、4
c、4d、4eは多層干渉膜フィルタ、5aは入力ファ
イバ、5b、5c、5d、5eは出力ファイバである。
入力ファイバ5aから入射した波長多重光(ここでは4
波λl l ’Z lλ8.λ、)はロッドレンズ8a
の作用で平行光束となり、結合プリズム2a、共通基板
ガラスlを経て多層干渉膜フィルタ4bへと照射される
。フィルタ4bは波長λ□の信号光のみ選択的に透過さ
せ、他波長の信号光を反射する。フィルタ4bを通過し
た波長λ□の信号光はロッドレンズ8bで集束され、出
力ファイバ5bへと導入される。同様にフィルタ4e 
4d、4eはそれぞれ波長λ2.λ8.λ、の信号光の
みを透過するよう設定されており、波長に応じてそれぞ
れ出力ファイバ5c、5d、5eへと分波される。
このように第1図の光分波器は所望の機能を果たすこと
ができるが、その構成は複雑であり、多数の光学ブロッ
クの研磨や接着が必要なこと、光ファイバやロンドレン
ズの位置合わせの工程に熟練と長時間を要するという大
きな欠点があった。
このため完成品の価格はきわめて高価となり、波長多重
方式の普及を妨げる要因の一つとなっていた。
本発明はこれらの欠点を除去するため、光分波器に導波
路構造を取り入れ、必要な光学部品数の低減と調整工程
の簡便化を図ったものである。以下図面により本発明の
詳細な説明する。
第2図は本発明の一実施例の構成図である。第2図(a
)は斜視図であり、基板21上に導波路22a、22b
、22cが形成されており、導波路22b。
22cの切断部28b、28cには多層干渉膜フィルタ
25b、25cが挿入されている。導波路22aには入
力光ファイバ24aが連結され、導波路22b22cに
は出力光ファイバ24b、24Cが直接連結されている
入力光ファイバ24aから導波路22aへ導入された2
波長多重信号光(波長λ□、λ2)は、光路中に多層干
渉膜フィルタ25cを設けた導波路22cへと導かれる
。フィルタ25cは波長λ2の信号光のみを選択的に透
過し、信号光λ2は出力ファイバ24cへと導かれる。
一方、フィルタ25cで反射された光の大勢は、光路中
に多層干渉膜フィルタ25bを設けた導波路22k)へ
と導かれる。フィルタ251)は波長λ、の信号光のみ
を選択的に透過し、信号光λ、は出力ファイバ24bへ
と導出され、光分波の機能を果たすことができる。
導波路22a、22b、22cとしては、高分子導光路
や、イオン拡散法で作製した多成分ガラス導光路または
s ic e 4を主成分とするガラス形成原料ガスか
ら熱酸化や火炎加水分解等の気相化学反応で作製した石
英ガラス系光導波路などを用いることができる。
第2図(b)は切断部2 ’8 bの拡大平面図であり
、第2図(C)は中心線29での断面図である。次によ
り具体例について構成を詳細に述べる。
すなわち石英ガラス基板21上に火炎加水分解反応を中
心とした方法(例えば河内他、特願昭56−20884
9 「ガラス光導波膜の製造方法および製造装置」参照
)で堆積した石英ガラス系膜に、フォトエツチングおよ
び反応性スパッタエツチングの手法で8次元パターン化
した導波路22k)の途中に多層干渉膜フィルタ25b
が挿入されている。導波路22bの幅は100μm、高
さは50μmであり、導波路22bはバッファ層27b
1保護層28bにサンドウィッチされている。導波路2
21)のガラス組成は5in2− TiO2−P2O5
−B2O3、バッファ層27b、保護層28bのガラス
組成は5in2− P2O5−B2O3であり、導波路
はバッファ層、保護層に比べて比屈折率差が1%高くな
っている。
導波路22bの切断部28bの間隔は40μmである。
多層干渉膜フィルタ251)は、両面研磨された8iウ
エハーの片面に5102とTlO2とを交互に多層にス
パッタ法で形成したものを切り出し、Si基板の一部を
選択エッチして除いたものを用いた。
第2図(b)のフィルタ保持部26bを多層干渉膜25
bの支持のために残しておいた。これはSi基板の一部
であり、石英ガラス基板21に接着固定されている。
第2図において、導波路2Zaの幅は導波路22b、2
2cの半分の50μmとした。入力光ファイバ24aの
コア径は50μm、外径は125μmであり、出力光フ
ァイバ24b、Z4cのコア径は150μm、外径は2
00μmとした。光ファイノく24a、24b、24c
はそれぞれ対応する光導波路に融着接続した。融着接続
は火炎加水分解反応により合成したSiO□−P2O5
−B20B系ガラス微粒子を塗布し、CO2レーザ光で
加熱することにより実施した。この際ガラス微粒子はバ
インダの役割を果たす。
多層干渉膜フィルタ25bの中心波長は800nm。
帯域幅は20 nmであり、また多層干渉膜フィルタ2
5cの中心波長は900nm、帯域幅は22 nmであ
る。
入出力光ファイバおよびフィルタを装着した石英ガラス
基板21の上面は、導波路を覆うようにシリコーン樹脂
で被覆した。シリコーン樹脂の屈折率値は石英ガラスと
同じに選んだ。したがって・この実施例では、光導波路
Z2a、22b、22cの側面は、直接シリコーン樹脂
傾接しているが、フィルタ装荷前にスパッタリング等の
手法により、クラッド層となるべき5102系ガラス層
を、数μm以上形成しておく方がより望ましい。
第8図は第2図に示す実施例の導波形分波器の波長特性
測定結果であり、24aからの入力光波長に対する24
bの挿入損失(I)と24cの挿入損失(ITJを示す
。中心波長800 nm、900 nmでの挿入損失は
それぞれ2 dB、1.5 dBである。また帯域幅が
25〜80 nm程度とフィルタ自体の帯域幅より若干
大きいのは、フィルタへの入射光角度が導波モードに対
応して±10’程度の範囲に分布していることに起因し
ている。中心波長800 nmにおける挿入損失が中心
波長900 nmにおける挿入損失より大きいのは、8
00 nm光はフィルタ25cで反射された後フィルタ
25bへと向かうが、その幾分かが導波路22aへと逆
行してしまうからである。逆行した光は光ファイバ24
aを逆進することになるが、このような反射の影響が望
まし、くない場合には、第4図の構成を用いることがで
きる。なお、第8図において点線は透過半値幅を示す。
第4図は本発明の他の実施例の構成を示しくa)は斜視
図、(b)は平面図であって、41は基板、42a 。
42b、42cは光導波路、44aは入力光ファイバ4
4b、44cは出力ファイバである。45bは多層干渉
膜フィルタ(透過中心波長:λ□)、45cも多層干渉
膜フィルタ(透過中心波長:λ2)である。導波路42
a、、42bはフィルタ45c面とθ−75°の角度を
なしている。入力ファイバ44aがら入射した波長λ□
の信号光は、光導波路42aを伝播し、フィルタ45c
の部分で全反射され、光導波路42bの途中に設けられ
たフィルタ45bを通過し、出力ファイバ44bへと導
出される。これに対し波長λ2の信号光はフィルタ45
cを通過し、光導波路42cを経由して出力ファイバ4
4cへと導出される。この実施例では、入力ファイバ4
4aへの反射光はほとんど皆無である。
第5図は本発明の別の実施例の構成図であり、・平面図
のみを示している。第5図において、51は基板、52
a、52b、52cは光導波路であり、それぞれ光ファ
イバ54a、54b、54cに接続されている。55は
多層干渉膜フィルタ(透過中心波長λ2)、56はフィ
ルタ55の保持部である。
光ファイバ54aから入射した波長λ2の信号光は光導
波路52a、フィルタ55、光導波路5Zcを通過し、
光ファイバ54cへと導出される。また光ファイバ54
bから入射した波長λ、の信号光は光導波路52bを経
てフィルタ55で全反射され、光導波路52aを経て、
光ファイバ54aへと導出される。第5図の分波器は双
方向光通信方式の分野に有効である。
以上、数例について本発明の導波形光分波器の構成と作
用について説明した。本発明の光分波器では、信号光の
通路は基板上にフォトリソグラフィー等の手段で精密に
形成された光導波路に規制されており、ロンドレンズ等
の位置合わせの必要はなく、入出力光ファイバを位置の
定まっている光導波路端に接続するのみでよ(、組立調
整の手間は激減する。特に光導波路が石英ガラス系導波
路である場合には、光ファイバとの融着接続も可能であ
り、とかく問題の多い接続部の長期信頼性を高めること
ができる。
以上の実施例は2波長用について述べてきたがS本発明
はさらに多波長用の光分波器についても有効である。
第6図は本発明における5波長多重用導波形光分波器の
一構成例を示す斜視図であって、61は基板、6zは光
導波路群、65は多層干渉膜フィルタ群(透過中心波長
は入力ファイバ64a側から数えてλ□、λ2.λ8.
λ6.λ5)である。64bは出力ファイバ(本図では
他の出力ファイバを省略)である。第6図の分波器の動
作は第3図の説明の項から明らかであり説明を省略する
以上の実施例では出力光は出力光ファイバへと導出され
たが、出力光ファイバの替わりに、光検出器を直接、光
導波路に装着することもできる。
また例えば第2図において光ファイバ24bをフィルタ
25bに直接的に接近させるなど、光導波・路の一部を
省略または光ファイバで置きかえることも可能である。
以上説明したように、本発明の導波形光分波器は導波構
造を用いることにより構成部品数を従来形に比べて大幅
に減らすことができ、研磨や貼り合わせの工程数も少な
く、組立調整時間の短い光分波器を提供することができ
る。構造が簡単であり、小形化にも適することから光分
波器の価格の大幅な低下に貢献するところが犬であり、
光通信方式の加入者系を含めた諸分野への普及の促進要
因の一つとなると期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光分波器の構成図、第2図(a) kま
本発明の一実施例の構成を示す斜視図、第2図(b)は
第2図(a)に示す切断部28bの拡大平面図、第2図
(C)は第2図(b)に示す中心線29での断面図、第
8図は第2図の導波形光分波器の波長特性図、第4図(
a)は本発明の他の実施例の構成を示す斜視図、第4図
(b)は第4図(a)の実施例の平面図、第5図は本発
明の別の実施例の構成を示す平面図、第゛6図は本発明
の5波長多重用導波形光分波器の構成を示す斜視図であ
る。 1・・・基板ガラス体、Za、2b、2c、2d、2e
−プリズム、8a、8b、8c、8d、8e・・oラド
レンズ、4b、’4c、4d、4e・・・多層干渉膜フ
ィルタ、  ・5 a =入力光ファイバ、5b、5c
、5d、5.e=−出力光ファイバ、21・・・基板、
22aH22b、22cm光導波路、28b、28c・
・・切断部、24a・・・入力光ファイバ、24b、2
4c・・・出力光ファイバ、25b、25c・・・多層
干渉膜フィルタ、26b・・・フィルタ保持部、27b
・・・バッファ層、28b・・・保護層、29・・・中
心線、41・・・基板、 42a、42b、42cm光導波路、44 a−人力光
ファイバ、44b、44c・・・出力光ファイバ、45
b、45c・・・多層干渉膜フィルタ、51・・・基板
、52a、52b、52cm光導波路、 54a、54’b、54c・・・光ファイバ、55・・
・多層干渉膜フィルタ、56・・・フィルタ保持部、6
1・・・基板、62・・・光導波路群、64a・・・入
力光ファイバ、64b・・・出力光ファイバ、65・・
・多層干渉膜フイ、シタ群。 特許出願人 日本電信電話公社 第3図 液長(nm) 第4図 (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 基板上に形成された光導波路の一部が切断され、切
    断部に多層干渉膜フィルタが挿入されていることを特徴
    とする導波形光分波器。 a 光導波路が石英系ガラスからなることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の導波形光分波器。
JP7215383A 1983-04-26 1983-04-26 導波形光分波器 Pending JPS59198408A (ja)

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JP7215383A JPS59198408A (ja) 1983-04-26 1983-04-26 導波形光分波器

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JPS59198408A true JPS59198408A (ja) 1984-11-10

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JP7215383A Pending JPS59198408A (ja) 1983-04-26 1983-04-26 導波形光分波器

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