JPS6014205A - 平衡形導波路結合器 - Google Patents
平衡形導波路結合器Info
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- JPS6014205A JPS6014205A JP59129418A JP12941884A JPS6014205A JP S6014205 A JPS6014205 A JP S6014205A JP 59129418 A JP59129418 A JP 59129418A JP 12941884 A JP12941884 A JP 12941884A JP S6014205 A JPS6014205 A JP S6014205A
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- G02B2006/12133—Functions
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B2006/12133—Functions
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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
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- 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
- G02B6/29331—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 evanescent wave coupling
- G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、2つまたは4つの同種類の導波路を結合する
平衡形感波路結合器に関する。
平衡形感波路結合器に関する。
従来の技術
波長多重方式の光通信装置では、1つの導波路で信号を
伝送するために、別々の光源に発した波長の異なる光信
号を多重化し、受信機で再び分離しなければならない。
伝送するために、別々の光源に発した波長の異なる光信
号を多重化し、受信機で再び分離しなければならない。
また1つの光導波路で双方向通信を行なう2重通信方式
でも、同じようなマルチプレクサを必要とする。この場
合、マルチプレクサは送受切換器として用いられる。
でも、同じようなマルチプレクサを必要とする。この場
合、マルチプレクサは送受切換器として用いられる。
またマイクロ波においても、異なる搬送周波数の信号を
周波数分割多重化して、1つの伝送媒体を多重使用する
ことがある。この場合は、(3) それぞれのマイクロ波に対して、マルチプレクサとデマ
ルチプレクサ、ないしは送受切換器を使用する必要があ
る。
周波数分割多重化して、1つの伝送媒体を多重使用する
ことがある。この場合は、(3) それぞれのマイクロ波に対して、マルチプレクサとデマ
ルチプレクサ、ないしは送受切換器を使用する必要があ
る。
発明が解決すべき問題点
単一モードの光フアイバ系では、光集積回路に適するよ
うに、マルチプレクサおよびデマルチプレクサを、プレ
ーナ形導波路によってできるだけ簡単に構成しなければ
ならない。しかしマイクロ波、例えばmm波に対しては
、誘電体の導波路、またはゾレーナ構造の画像伝送体の
方が適している。
うに、マルチプレクサおよびデマルチプレクサを、プレ
ーナ形導波路によってできるだけ簡単に構成しなければ
ならない。しかしマイクロ波、例えばmm波に対しては
、誘電体の導波路、またはゾレーナ構造の画像伝送体の
方が適している。
本発明の課題は、上述したすべての分野に使用でき、し
かも簡単に構成できる波長マルチプレクサないしデマル
チプレクサを提供することである。
かも簡単に構成できる波長マルチプレクサないしデマル
チプレクサを提供することである。
問題点を解決する手段
本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第1項およ
び第2項記載の平衡形感波路結合器によって解決される
。
び第2項記載の平衡形感波路結合器によって解決される
。
実施例
(4)
次に図面を参照しながら実施例について本発明の詳細な
説明する。
説明する。
第1図は公知の平衡形感波路結合器Kを示している。こ
の結合器は2つの同種類の導波路W1.W2から成り、
2つの導波路は長さLにわたって相互に結合されている
。参照番号1は装置の入力側を示し、そこには2つの信
号波λ、。
の結合器は2つの同種類の導波路W1.W2から成り、
2つの導波路は長さLにわたって相互に結合されている
。参照番号1は装置の入力側を示し、そこには2つの信
号波λ、。
λ、が供給される。結合器のアーム3には信号波λ2だ
けが現われ、アーム2からは信号波λ1を取出すことが
できる。
けが現われ、アーム2からは信号波λ1を取出すことが
できる。
第2図は第1図の結合器の断面図である。本発明によれ
ば、この結合器は誘電体の導波路から成り、導波路自体
はプレーナ形導波路として構成されている。この導波路
は、屈折率nBの基板Sに、距離aを置いて2つの誘電
体ストリップSt工、 Si2が埋込まれた構造になっ
ている。
ば、この結合器は誘電体の導波路から成り、導波路自体
はプレーナ形導波路として構成されている。この導波路
は、屈折率nBの基板Sに、距離aを置いて2つの誘電
体ストリップSt工、 Si2が埋込まれた構造になっ
ている。
ストリップst1. Si2の屈折率はnfである。
2つのス) IJツブの幅はbで、また厚さはdで表わ
されている。第2図に示す実施例では、誘電体ス) I
Jツブは完全に基板Sの中に埋込まれている。従って結
合器の表面は一様な平面となっている。そのため、基板
80両ストリップst1.st2間にある部分は、゛結
合間隙”spとして作用する。両ス) IJツゾの基本
波間の結合係数は、近似的に次式で表わされる。
されている。第2図に示す実施例では、誘電体ス) I
Jツブは完全に基板Sの中に埋込まれている。従って結
合器の表面は一様な平面となっている。そのため、基板
80両ストリップst1.st2間にある部分は、゛結
合間隙”spとして作用する。両ス) IJツゾの基本
波間の結合係数は、近似的に次式で表わされる。
れる信号波λの位相定数、
B=〔(βλ)2/(2π)”−ns”)/ (n4”
−n52)は、信号波λの位相パラメータである。こ
の近似式から、関数 exp (vV7′fa/b )
が結合係数の基本的要素であることが分る。Voei/
λなのでこの関数の指数は波長の増大に伴って減少する
。と言うのも、実質的に重要な波長領域では、λが増大
してもBはほとんど減少しないからである。波長λの増
大に伴って指数が減少するので、指数関数は急激に上昇
する。従って、それに相応して結合係数も大きくなる。
−n52)は、信号波λの位相パラメータである。こ
の近似式から、関数 exp (vV7′fa/b )
が結合係数の基本的要素であることが分る。Voei/
λなのでこの関数の指数は波長の増大に伴って減少する
。と言うのも、実質的に重要な波長領域では、λが増大
してもBはほとんど減少しないからである。波長λの増
大に伴って指数が減少するので、指数関数は急激に上昇
する。従って、それに相応して結合係数も大きくなる。
この場合、λに伴う結合係数の相対変化は次式で表わさ
れる。
れる。
φ昔oc v4i 、 (2)
つまり、この相対変化が大きいほど、指数Vδa/bも
大きくなる。ストリップ導波路の基本波で単一モード領
域において動作させれば、■とBの大きさのオーダが定
まるので、両ストリップ導波路の幅と結合間隙Spの幅
との比’/bによって、λに伴うCの相対変化率を調整
することができる。
大きくなる。ストリップ導波路の基本波で単一モード領
域において動作させれば、■とBの大きさのオーダが定
まるので、両ストリップ導波路の幅と結合間隙Spの幅
との比’/bによって、λに伴うCの相対変化率を調整
することができる。
実効結合長を
cL −(m+1)πただしm −0、1、2−(3)
つまり物の奇数倍とした場合、結合器の入力側1に供給
された信号波のパワーは、完全に他のストリップへ結合
され、出力側2へ現われる。
つまり物の奇数倍とした場合、結合器の入力側1に供給
された信号波のパワーは、完全に他のストリップへ結合
され、出力側2へ現われる。
また実効結合長を
cL −mπ (4)
つまりπの偶数倍とした場合は、入力側に供給(′7)
された信号波のパワーは入力導波路内に留まるか、ある
いはこの導波路に戻り結合され、出力側乙に現われる。
いはこの導波路に戻り結合され、出力側乙に現われる。
その他の場合には、出力パワーはcLの関数として正弦
波状の特性を示し、かつπ力だけ相互に偏移する。
波状の特性を示し、かつπ力だけ相互に偏移する。
2つの波長λ1とλ2−λ1+Δλとから成る信号を相
互に分離するために、結合器の長さと結合強度は次のよ
うに定められる。
互に分離するために、結合器の長さと結合強度は次のよ
うに定められる。
C(λ1)L−π/2 (5)
C(λ2)L=π、(6)
結合器は、装置の可逆性のために、上で説明した方向と
逆の方向では、デマルチプレクサでな(マルチプレクサ
として作用する。この時結合器は、異なる波長λ1.λ
2を有する2つの光信号を多重化する。そのために、λ
、がアーム2に供給され、λ2=λ1+Δλはアーム3
に供給される。
逆の方向では、デマルチプレクサでな(マルチプレクサ
として作用する。この時結合器は、異なる波長λ1.λ
2を有する2つの光信号を多重化する。そのために、λ
、がアーム2に供給され、λ2=λ1+Δλはアーム3
に供給される。
第3図は、本発明によるデマルチプレクサないしマルチ
プレクサの別の実施例を示している。
プレクサの別の実施例を示している。
(8)
この装置は、種々の波長λ、〈λ2くλ3〈λ4を有す
る4つの信号を、相互に分離ないし合流することができ
る。デマルチプレクサの第1の段にある結合器に工は、
信号波長が種々異なる場合に、結合係数01と結合長L
1の積が次の条件を満だすように、構成されている。
る4つの信号を、相互に分離ないし合流することができ
る。デマルチプレクサの第1の段にある結合器に工は、
信号波長が種々異なる場合に、結合係数01と結合長L
1の積が次の条件を満だすように、構成されている。
C1(λ1)Lx =″ツ
管1(λ2)Ll−π、(7)
C工(λ3)Lエージ。
C工(λ4)L1=2π。
波長λ0.λ3の信号は、第1段で他の導波路に入力結
合し、その出力側2に現われる。これに対して、波長λ
2.λ4の信号は入力導波路内に留まり、出力側3に現
われる。K1に接続された第2段の結合器に2 r K
3は、次のように構成されている。つまり、結合係数c
2ないしC3と結合長り、ないしL3との積が次の条件
式を満足するようになっている。
合し、その出力側2に現われる。これに対して、波長λ
2.λ4の信号は入力導波路内に留まり、出力側3に現
われる。K1に接続された第2段の結合器に2 r K
3は、次のように構成されている。つまり、結合係数c
2ないしC3と結合長り、ないしL3との積が次の条件
式を満足するようになっている。
C2(λ1)L2 =ン。
C2(λ3)L2 ”” ” −(B)C3(λ2)L
3“う。
3“う。
C3(λ4)L4=π。
第3図から明らかなように、式(8)の条件の下で、入
力側1に供給された種々の波長を有する4つの信号が、
それぞれ4つの出力側4,5゜6および7に現われる。
力側1に供給された種々の波長を有する4つの信号が、
それぞれ4つの出力側4,5゜6および7に現われる。
この装置も、その可逆性に基いて、方向を逆にすればマ
ルチプレクサとして作用する。そのことによって、異な
る波長を有する4つの信号が、1つの導波路の中へ合流
される。
ルチプレクサとして作用する。そのことによって、異な
る波長を有する4つの信号が、1つの導波路の中へ合流
される。
発明の効果
本発明の平衡形導波路結合器を、光波の結合器、ミリ波
の結合器用にも構成でき、またしかも構造が簡単でこれ
を用いてマルチプレクサないしデマルチプレクサを容易
製作できる。
の結合器用にも構成でき、またしかも構造が簡単でこれ
を用いてマルチプレクサないしデマルチプレクサを容易
製作できる。
第1図は公知の平衡形導波路結合器を示す図、第2図は
第1図の結合器の断面図、第6図は本発明による平衡形
導波路結合器の変形実施例を示す図である。 K・・・平衡形導波路結合器、Wl、W2・・・導波路
部材、Stl、St2・・・誘電体ストリップ、S・・
・基板、Sp・・・結合間隙。 (11) FIG、2
第1図の結合器の断面図、第6図は本発明による平衡形
導波路結合器の変形実施例を示す図である。 K・・・平衡形導波路結合器、Wl、W2・・・導波路
部材、Stl、St2・・・誘電体ストリップ、S・・
・基板、Sp・・・結合間隙。 (11) FIG、2
Claims (2)
- 1.2つの同種類の導波路を相互に結合する平衡形導波
路結合器において、2チヤネル用の波長マルチプレクサ
ないしデマルチプレクサとして用いられ、また誘電体導
波路が、比較的短い波長(λl)に対してπ/2の実効
結合長(cL)を有し、比較的長い信号波長(λ2)に
対して実効結合長πを有し、また、信号波が結合器(K
)の第1のアーム(1)へ位相同期し【供給され、さら
に入力アーム(1)とは反対側の2つのアーム(2,3
)へ出力結合が行なわれる、ことを特徴とする平衡形導
波路結合器。 - 2.4つの同種類の導波路を相互に結合する平衡形導波
路結合器において、4チヤネル用の波長マルチプレクサ
ないしデマルチプレクサとして用いられ、また信号波入
力側の結合器に工において誘電体導波路が、4つの信号
波(i) 、、1 のうち最も短い波長(λ1)に対してりの実効結合長(
cILx)を有し、2番目に短い信号波長(λ2)に対
して実効結合長πを有し、また4つの信号波のうち最も
長い信号波長(λ4)に対する実効結合長(CユLよ)
が2πであり、2番目に長い信号波長(λ3)に対して
は3π/2であり、また、信号波が結合器(Kユ)の第
1のアーム(1)へ位相同期して供給され、さらに入力
アーム(1)とは反対側の2つのアーム(2゜3)へ出
力結合が行なわれ、また出力アーム(3)に別の平衡形
導波路結合器(K3)が接続され、該平衡形導波路結合
器の2番目に短い信号波長(λ2)に対する実効結合長
(C3L3)が物であり、最も長い信号波長(λ4)に
対してはπであり、さらに別の出力アーム(2)にも平
衡形導波路結合器(K2)が結合され、最も短い信号波
(λ1)に対する該平衡形導波路結合器の実効結合長(
C2L2)がπ/2であり、2番目に長い信号波(λ3
)に対してはπである、ことを特徴とする平衡形導波路
結合器。 (2) 3、 誘電体導波路がプレーナ形導波路として構成され
ている特許請求の範囲第2項記載の平衡形感波路結合器
。 4、光波長に対して使用される特許請求の範囲第2項ま
たは第3項記載の平衡形感波路結合器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP83106227A EP0130223B1 (de) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | Symmetrischer Wellenleiter-Koppler |
DE831062278 | 1983-06-25 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6014205A true JPS6014205A (ja) | 1985-01-24 |
Family
ID=8190544
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59129418A Pending JPS6014205A (ja) | 1983-06-25 | 1984-06-25 | 平衡形導波路結合器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4652076A (ja) |
EP (1) | EP0130223B1 (ja) |
JP (1) | JPS6014205A (ja) |
CA (1) | CA1216331A (ja) |
DE (1) | DE3378382D1 (ja) |
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- 1984-06-22 US US06/623,432 patent/US4652076A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-25 JP JP59129418A patent/JPS6014205A/ja active Pending
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