JPS6055801B2 - 光回路素子 - Google Patents
光回路素子Info
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- JPS6055801B2 JPS6055801B2 JP4009077A JP4009077A JPS6055801B2 JP S6055801 B2 JPS6055801 B2 JP S6055801B2 JP 4009077 A JP4009077 A JP 4009077A JP 4009077 A JP4009077 A JP 4009077A JP S6055801 B2 JPS6055801 B2 JP S6055801B2
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- Japan
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- lens
- optical
- length
- circuit element
- gradient index
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Classifications
-
- 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
- G02B6/24—Coupling light guides
- 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
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2817—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using reflective elements to split or combine optical signals
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光回路素子特に光情報伝送における光ファイ
バ用の分配器に関するものである。
バ用の分配器に関するものである。
従来この種の装置として第１図に示すものがあつた。図
において、１、２、３はマルチモード光ファイバ束、４
、５、６はそれら光ファイバの光を混合する為のガラス
製光混合器、４ａ、５ａ、６ａはそれらのコア部、４ｂ
、５ｂ、６ｂはクラッド部、７は光ファイバ束の分岐部
、７ｃ、７ｄ、７ｅはその分岐部の一部分の束、８、９
、１０、１１、１２、１３は光ファイバ束用コネクタで
ある。従来の三端子双方向光ファイバ分配器は上記のよ
うに構成され、例えば、光ファイバ束用コネクタ８に入
る光ファイバ束の一部が光源によつて励振されている場
合、コネクタ９を通じて光フアイーバ束１の一部に光が
伝搬される。
において、１、２、３はマルチモード光ファイバ束、４
、５、６はそれら光ファイバの光を混合する為のガラス
製光混合器、４ａ、５ａ、６ａはそれらのコア部、４ｂ
、５ｂ、６ｂはクラッド部、７は光ファイバ束の分岐部
、７ｃ、７ｄ、７ｅはその分岐部の一部分の束、８、９
、１０、１１、１２、１３は光ファイバ束用コネクタで
ある。従来の三端子双方向光ファイバ分配器は上記のよ
うに構成され、例えば、光ファイバ束用コネクタ８に入
る光ファイバ束の一部が光源によつて励振されている場
合、コネクタ９を通じて光フアイーバ束１の一部に光が
伝搬される。
次にガラス製光混合器４に光は導かれ、このコア部４ａ
内で光ファイバ束全体にわたつて光が伝搬するように混
合され、分岐された光ファイバ束７に入る。ここで光フ
ァイバ束７は光ファイバ束７ｃと７ｄに分岐・され、そ
れぞれに分けられた光は次の光混合器５、６に導かれ、
光ファイバ束２、３全体を励振するように混合され、光
ファイバ束用コネクタ１０，１１あるいは１２，１３を
通じて、他の二端子部へ供給される。コネクタ８，１１
，１３から先の光ファイバ束を分け光源部と受光部に接
続しておけば、三端子間の双方向光情報伝送ができる。
従来の三端子双方向光ファイバ分配器は以上のように構
成されているので、単芯の光ファイバの場合には適用で
きず、多数のマルチモード光ファイバ束を使用している
関係上、光ファイバ束の面積に対する光ファイバ全コア
部の面積の割合が低く接続部の損失を低く押えることが
困難であるなどの欠点があつた。
内で光ファイバ束全体にわたつて光が伝搬するように混
合され、分岐された光ファイバ束７に入る。ここで光フ
ァイバ束７は光ファイバ束７ｃと７ｄに分岐・され、そ
れぞれに分けられた光は次の光混合器５、６に導かれ、
光ファイバ束２、３全体を励振するように混合され、光
ファイバ束用コネクタ１０，１１あるいは１２，１３を
通じて、他の二端子部へ供給される。コネクタ８，１１
，１３から先の光ファイバ束を分け光源部と受光部に接
続しておけば、三端子間の双方向光情報伝送ができる。
従来の三端子双方向光ファイバ分配器は以上のように構
成されているので、単芯の光ファイバの場合には適用で
きず、多数のマルチモード光ファイバ束を使用している
関係上、光ファイバ束の面積に対する光ファイバ全コア
部の面積の割合が低く接続部の損失を低く押えることが
困難であるなどの欠点があつた。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、分岐部に屈折率分布形レンズを使
用することにより、単芯の光ファイバにも適用できる低
損失光分配器を提供することを目的としている。
めになされたもので、分岐部に屈折率分布形レンズを使
用することにより、単芯の光ファイバにも適用できる低
損失光分配器を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を第２図について説明する。
図において、２１，２２，２３はそれぞれ単芯ステップ
型光ファイバ、２１ａ，２２ａ，２３ａはそれらファイ
バのコア部、２↑Ｂ，２２ｂ，２３ｂはそれらファイバ
のフアツド部、２０は光ビーム、２４，２５，２６はそ
れぞれその一端を中心軸２４ｃ，２５ｃ，２６ｃから反
射の二方向へ中心軸と６００を為す二面で研摩された同
一ニの屈折率分布定数、径を持つπ１２長屈折率分布形
レンズ、２７，２８，２９はその中心軸２７ｃ，２８ｃ
，２９ｃ上に全反射層を持ち、その両端面の同一側面側
の一部を中心軸に対して３０両の角度を為すように研摩
された同一の屈折率分布定数、！径を持つπ長屈折率分
布形レンズ、第３図，第４図，第５図は第２図のそれぞ
れＩ−１部、■−■部、■−■部の断面図であり、第６
図はπ１２長屈折率分布形レンズ２４，２５，２６の光
線の進行を説明する為の図である。以下この発明につい
て第２図に示すこの発明の一実施例を用いて詳細に説明
する。
型光ファイバ、２１ａ，２２ａ，２３ａはそれらファイ
バのコア部、２↑Ｂ，２２ｂ，２３ｂはそれらファイバ
のフアツド部、２０は光ビーム、２４，２５，２６はそ
れぞれその一端を中心軸２４ｃ，２５ｃ，２６ｃから反
射の二方向へ中心軸と６００を為す二面で研摩された同
一ニの屈折率分布定数、径を持つπ１２長屈折率分布形
レンズ、２７，２８，２９はその中心軸２７ｃ，２８ｃ
，２９ｃ上に全反射層を持ち、その両端面の同一側面側
の一部を中心軸に対して３０両の角度を為すように研摩
された同一の屈折率分布定数、！径を持つπ長屈折率分
布形レンズ、第３図，第４図，第５図は第２図のそれぞ
れＩ−１部、■−■部、■−■部の断面図であり、第６
図はπ１２長屈折率分布形レンズ２４，２５，２６の光
線の進行を説明する為の図である。以下この発明につい
て第２図に示すこの発明の一実施例を用いて詳細に説明
する。
屈折率がレンズの中心軸から半径方向に外径に向つて半
径の二乗に比例して減少するような分布を持つ媒質はレ
ンズ作用を持つており通常の光学４レンズ同様、結像作
用がある。
径の二乗に比例して減少するような分布を持つ媒質はレ
ンズ作用を持つており通常の光学４レンズ同様、結像作
用がある。
屈折率分布形レンズ内での幾何学的特性の関係を以下に
説明する。
説明する。
ここでは簡単の為：次元のレンズ状媒質を考え、その屈
折率分布が次式で表わされるものとする。ここでへは中
心軸での屈折率、ａは屈折率分布定数、ｘは中心軸から
の距離である。
折率分布が次式で表わされるものとする。ここでへは中
心軸での屈折率、ａは屈折率分布定数、ｘは中心軸から
の距離である。
この媒質中での光線は近軸光線近似を使つて次の光線行
列式（２）によつて記述されることが知られている。た
だし、ｘはレンズの中心軸からの光線の位置、？はレン
ズの中心軸に対する光線の傾きｚはレンズの中心軸の方
向、ｌはレンズの長さをそれぞれ表わしている。次にこ
の発明の第３図に示す一実施例に関して、動作を説明す
る。例えば、光ファイバ２１から出た光２０は、中心軸
長π１２（＝１ｉ１）の屈折率分布形レンズ２４に入る
。
列式（２）によつて記述されることが知られている。た
だし、ｘはレンズの中心軸からの光線の位置、？はレン
ズの中心軸に対する光線の傾きｚはレンズの中心軸の方
向、ｌはレンズの長さをそれぞれ表わしている。次にこ
の発明の第３図に示す一実施例に関して、動作を説明す
る。例えば、光ファイバ２１から出た光２０は、中心軸
長π１２（＝１ｉ１）の屈折率分布形レンズ２４に入る
。
２４のレンズの反射の端面は中心軸２４ｃから反射の二
方向へ中心軸と６０度の角度を為すように研摩されてい
るから、出射面での光の位置！と傾きンンはそれぞれ、
（２）式より入射面での
θｘ光のレンズの中心軸に対する位置傾
きをＸ，ｌ２θｚとすると で表わされる。
方向へ中心軸と６０度の角度を為すように研摩されてい
るから、出射面での光の位置！と傾きンンはそれぞれ、
（２）式より入射面での
θｘ光のレンズの中心軸に対する位置傾
きをＸ，ｌ２θｚとすると で表わされる。
第６図にその位置関係を示す。次に光は中心軸２７ｃ，
２８ｃに、反射面を持つπ長（＝１ｉ１）の屈折率分布
形レンズ２７，２８にそれぞれ１１汁つ入るが、（２）
式より出射位置と傾きはレンズの中心軸２７ｃ，２８ｃ
に対して、入射位置と傾きと同じになる。従つてそれら
のレンズ２７，２８を通つた光は２４のレンズと同じ形
状をした中心軸長π１２の屈折率分布形レンズ２５，２
６にその中心軸２５ｃ，２６ｃに対して、２４のレンズ
の中心軸２４ｃに対する出射条件と同一の条件で反射さ
れることになり、（２）式よりレンズ２４の場合の逆の
道すじを通つてレンズ２５，内の光は端面に結像される
。そこで、レンズ２４，２５，２６のファイバとの結合
部は互いに１：１の結像関係位置となる。従つて、レン
ズ２４に入つた光はレンズ２５，２６にそのパワーの半
分ずつが伝達されることになり、損失の少ない６Ｂの分
配器ができたことになる。同様に光ファイバ２２から出
た光は、光ファイバ２１，２３に、光ファイバ２３から
出た光は、光ファイバ２１，２２にそれぞれぐＢずつ分
配することができる。光ファイバ２１，２２，２３のこ
の分配器部と反射の端にそれぞれ分岐部をもうけ、発光
源と受光源に接続すれば、３ケ所から相互に光の送受信
を行うことができる。光ファイバと屈折率分布形レンズ
、屈折率分布形レンズ同志の接合部には反射損失を防ぐ
為、それらレンズ，光ファイバに近い屈折率を持つ、マ
ッチング液、もしくは接着剤を使用することは損失を低
減化する上て有効である。
２８ｃに、反射面を持つπ長（＝１ｉ１）の屈折率分布
形レンズ２７，２８にそれぞれ１１汁つ入るが、（２）
式より出射位置と傾きはレンズの中心軸２７ｃ，２８ｃ
に対して、入射位置と傾きと同じになる。従つてそれら
のレンズ２７，２８を通つた光は２４のレンズと同じ形
状をした中心軸長π１２の屈折率分布形レンズ２５，２
６にその中心軸２５ｃ，２６ｃに対して、２４のレンズ
の中心軸２４ｃに対する出射条件と同一の条件で反射さ
れることになり、（２）式よりレンズ２４の場合の逆の
道すじを通つてレンズ２５，内の光は端面に結像される
。そこで、レンズ２４，２５，２６のファイバとの結合
部は互いに１：１の結像関係位置となる。従つて、レン
ズ２４に入つた光はレンズ２５，２６にそのパワーの半
分ずつが伝達されることになり、損失の少ない６Ｂの分
配器ができたことになる。同様に光ファイバ２２から出
た光は、光ファイバ２１，２３に、光ファイバ２３から
出た光は、光ファイバ２１，２２にそれぞれぐＢずつ分
配することができる。光ファイバ２１，２２，２３のこ
の分配器部と反射の端にそれぞれ分岐部をもうけ、発光
源と受光源に接続すれば、３ケ所から相互に光の送受信
を行うことができる。光ファイバと屈折率分布形レンズ
、屈折率分布形レンズ同志の接合部には反射損失を防ぐ
為、それらレンズ，光ファイバに近い屈折率を持つ、マ
ッチング液、もしくは接着剤を使用することは損失を低
減化する上て有効である。
なお上記実施例では、光ファイバ２１，２２，２３は同
一のコア体、開口数を持つものを想定して、屈折率分布
形レンズ２４，２５，２６の屈折率分布定数、径を同一
のものとしたが、違つた光ファイバ間を接続する時は、
光ファイバの特性に応じて違つた特性を持つ屈折率分布
形レンズを組み合わせれはよい。
一のコア体、開口数を持つものを想定して、屈折率分布
形レンズ２４，２５，２６の屈折率分布定数、径を同一
のものとしたが、違つた光ファイバ間を接続する時は、
光ファイバの特性に応じて違つた特性を持つ屈折率分布
形レンズを組み合わせれはよい。
第７図は屈折率分布形レンズ２４，２５，２６の替りに
通常の光学凸ンズを使用した場合の他の実施例を示すも
ので、例えば、光ファイバ２１と光学レンズ３３とπ長
屈折率分布形レンズ２７，２８の位置関係と光ファイバ
２２と光学レンズ３４とπ長屈折率分布形レンズ２７，
２９あるいは光ファイバ２３と光学レンズ３５とπ長屈
折率分布形レンズ２８，２９の位置関係を同一にしてお
けば、この発明の実施例と同様の効果を期待できる。
通常の光学凸ンズを使用した場合の他の実施例を示すも
ので、例えば、光ファイバ２１と光学レンズ３３とπ長
屈折率分布形レンズ２７，２８の位置関係と光ファイバ
２２と光学レンズ３４とπ長屈折率分布形レンズ２７，
２９あるいは光ファイバ２３と光学レンズ３５とπ長屈
折率分布形レンズ２８，２９の位置関係を同一にしてお
けば、この発明の実施例と同様の効果を期待できる。
この場合光ファイバ２１，２２，２３とレンズ３３，３
４，３５との間隔をそのレンズの焦点距離の長さとして
いる。第８図はπ長屈折率分布形レンズ２７，２８，２
９に曲率を持たせた場合のさらに他の実施例を示すもの
で、π１２長屈折率分布形レンズ２４，２５，２６を研
摩する必要がなくなり、さらに上記実施例では光が屈折
率分布形レンズ２４から出る位置によつて光路差が生じ
るが、この場合は光路差が生じない。
４，３５との間隔をそのレンズの焦点距離の長さとして
いる。第８図はπ長屈折率分布形レンズ２７，２８，２
９に曲率を持たせた場合のさらに他の実施例を示すもの
で、π１２長屈折率分布形レンズ２４，２５，２６を研
摩する必要がなくなり、さらに上記実施例では光が屈折
率分布形レンズ２４から出る位置によつて光路差が生じ
るが、この場合は光路差が生じない。
第９図及び第１０図はπ長屈折率分布形レンズ２７，２
８，２９の全反射層を内側にした場合のもう一つの他の
実施例を示すもので、上記実施例と同様の効果を期待で
きる。
８，２９の全反射層を内側にした場合のもう一つの他の
実施例を示すもので、上記実施例と同様の効果を期待で
きる。
第１０図は第９図の■−■部の断面図である。第１１図
はさらにもう一つの他の実施例を示すもので屈折率分布
形レンズを全反射層の無い２π長の屈折率分布形レンズ
３３，３４，３５に置き替えたもので、これらの屈折率
中心軸３３ｃ，３４ｃ，３５ｃをπ１２長屈折率分布形
レンズの中心軸２４ｃ，２５ｃ，２６ｃに対して軸ずれ
を持たせることによつて上記実施例と同様の効果を期待
できる。
はさらにもう一つの他の実施例を示すもので屈折率分布
形レンズを全反射層の無い２π長の屈折率分布形レンズ
３３，３４，３５に置き替えたもので、これらの屈折率
中心軸３３ｃ，３４ｃ，３５ｃをπ１２長屈折率分布形
レンズの中心軸２４ｃ，２５ｃ，２６ｃに対して軸ずれ
を持たせることによつて上記実施例と同様の効果を期待
できる。
なお上記実施例では三端子双方向光分配器について説明
したが、π長屈折率分布形レンズを６個使用し、正四面
体を形成するように配置すれば、四端子双方向光分配器
を構成することもできる。
したが、π長屈折率分布形レンズを６個使用し、正四面
体を形成するように配置すれば、四端子双方向光分配器
を構成することもできる。
また、光ファイバは屈折率分布形でも階段形でも使用す
ることができ、更にシングルモードでもマルチモードタ
イプでも構わない。光ファイバ束の場合にも適用できる
。この発明は以上説明した通り、屈折率分布形レンズを
使用することにより、単芯の光ファイバにも適用出来る
光分配器を、小型且つ安価に構成でノき、低損失で精度
の高いものが得られるという効果がある。
ることができ、更にシングルモードでもマルチモードタ
イプでも構わない。光ファイバ束の場合にも適用できる
。この発明は以上説明した通り、屈折率分布形レンズを
使用することにより、単芯の光ファイバにも適用出来る
光分配器を、小型且つ安価に構成でノき、低損失で精度
の高いものが得られるという効果がある。
第１図は従来の光分配器を示す側面断面図、第２図はこ
の発明になる光分配器の一実施例を示す５側面断面図、
第３図，第４図，第５図はそれぞれ第２図のＩ−１部，
■一■部，■一■部，断面図、第６図は光ビームのふる
まいを説明する為の図、第７図はこの発明の他の実施例
を示す断面図、第８図は、この発明のさらに他の実施例
を示Ｏす断面図、第９図はこの発明のもう一つの他の実
施例を示す断面図、第１０図はその■−■部切断面図、
第１１図はこの発明のさらにもう一つの他の実施例を示
す側面断面図である。 図において、２１，２２，２３は光ファイバ、２４，２
５，２６はπ１２長屈折率分布形レンズ、２７，２８，
２９はπ長屈折率分布形レンズ、３０，３１，３２は全
反射層、３３，３４，３５は２π長屈折率分布形レンズ
である。
の発明になる光分配器の一実施例を示す５側面断面図、
第３図，第４図，第５図はそれぞれ第２図のＩ−１部，
■一■部，■一■部，断面図、第６図は光ビームのふる
まいを説明する為の図、第７図はこの発明の他の実施例
を示す断面図、第８図は、この発明のさらに他の実施例
を示Ｏす断面図、第９図はこの発明のもう一つの他の実
施例を示す断面図、第１０図はその■−■部切断面図、
第１１図はこの発明のさらにもう一つの他の実施例を示
す側面断面図である。 図において、２１，２２，２３は光ファイバ、２４，２
５，２６はπ１２長屈折率分布形レンズ、２７，２８，
２９はπ長屈折率分布形レンズ、３０，３１，３２は全
反射層、３３，３４，３５は２π長屈折率分布形レンズ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 三つの屈折率分布形レンズを三角形状を為すように
衝合配置し、それぞれの頂点部に光導波路とこの光導波
路からの光を上記衝合された二つの屈折率分布形レンズ
に分配する別のレンズとを配置したことを特徴とする光
回路素子。 ２ 三つの屈折率分布形レンズの長さをｎπ長（ｎ＝１
、２・・・）とし、その中心軸部に全反射層を設け、三
角形の外側にその反射層を向けたことを特徴とする特許
請求範囲第１項記載の光回路素子。 ３ 三つの屈折率分布形レンズの長さをｎπ長（ｎ＝１
、２・・・）とし、その中心軸部に全反射層を設け、三
角形の内側にその反射層を向けたことを特徴とする特許
請求範囲第１項記載の光回路素子。 ４ 三つの屈折率分布形レンズの長さを２ｎπ長（ｎ＝
１、２・・・）としたことを特徴とする特許請求範囲第
１項記載の光回路素子。 ５ 三つの屈折率分布形レンズに曲率を持たせたことを
特徴とする特許請求範囲第１項乃至第４項のいずれかに
記載の光回路素子。 ６ 頂点部のレンズをπ／２（２ｎ−１）長屈折率分布
形レンズ（ｎ＝１、２・・・）とした特許請求の範囲第
１項乃至第６項のいずれかに記載の光回路素子。 ７ 頂点部のレンズを光学凸レンズとし、光ファイバと
レンズとの間隔をその焦点距離の長さとした、特許請求
範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の光回路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4009077A JPS6055801B2 (ja) | 1977-04-07 | 1977-04-07 | 光回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4009077A JPS6055801B2 (ja) | 1977-04-07 | 1977-04-07 | 光回路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53125040A JPS53125040A (en) | 1978-11-01 |
| JPS6055801B2 true JPS6055801B2 (ja) | 1985-12-06 |
Family
ID=12571180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4009077A Expired JPS6055801B2 (ja) | 1977-04-07 | 1977-04-07 | 光回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6055801B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0835604A (ja) * | 1993-11-30 | 1996-02-06 | Miura Co Ltd | 水管ボイラー |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1107326B (it) * | 1978-04-26 | 1985-11-25 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Dispositivo reversibile di accoppiamento per fasci luminosi |
| JPS59208521A (ja) * | 1983-05-13 | 1984-11-26 | Yazaki Corp | 低損失光分岐体 |
| DE3509053C1 (de) * | 1985-03-14 | 1986-08-07 | Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart | Dreiweg-Sternteiler fuer Lichtwellenleiter |
-
1977
- 1977-04-07 JP JP4009077A patent/JPS6055801B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0835604A (ja) * | 1993-11-30 | 1996-02-06 | Miura Co Ltd | 水管ボイラー |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53125040A (en) | 1978-11-01 |
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