JPS61278802A - 双方向伝送光モジユ−ル - Google Patents
双方向伝送光モジユ−ルInfo
- Publication number
- JPS61278802A JPS61278802A JP12045185A JP12045185A JPS61278802A JP S61278802 A JPS61278802 A JP S61278802A JP 12045185 A JP12045185 A JP 12045185A JP 12045185 A JP12045185 A JP 12045185A JP S61278802 A JPS61278802 A JP S61278802A
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- Japan
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- optical waveguide
- optical
- waveguide
- wavelength
- lambda3
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- 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
-
- 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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光を合波または分波する光学デバイス、特に
光フアイバ通信の光波長多重伝送に用いられる光合波器
、光分波器、あるいは光合分波器さらには上記デバイス
に半導体発、受光素子などを一体化した光モジュールに
関する。
光フアイバ通信の光波長多重伝送に用いられる光合波器
、光分波器、あるいは光合分波器さらには上記デバイス
に半導体発、受光素子などを一体化した光モジュールに
関する。
光フアイバ通信における光波長多重伝送技術は経済化を
はかる上で重要である。上記光波長多重伝送において、
光合分波器は必須のデバイスである。
はかる上で重要である。上記光波長多重伝送において、
光合分波器は必須のデバイスである。
従来、光合分波器には、干渉膜フィルタを用いる構成、
回折格子を用いる構成、プリズムを用いる構成が検討さ
れている。しかし、従来のこの僧光合分波器は非常に高
価であるという問題点かあシ、光通信システムの適用領
域拡大の障壁になっていた。高価な原因は、上記光合波
器は個別部品の組合せであシ、構造が複雑で部品点数が
多く、組立て加工、光軸調整に時間がかかり、かつ量産
化が困難なためであった。
回折格子を用いる構成、プリズムを用いる構成が検討さ
れている。しかし、従来のこの僧光合分波器は非常に高
価であるという問題点かあシ、光通信システムの適用領
域拡大の障壁になっていた。高価な原因は、上記光合波
器は個別部品の組合せであシ、構造が複雑で部品点数が
多く、組立て加工、光軸調整に時間がかかり、かつ量産
化が困難なためであった。
本発明の目的は、前記問題点を解決させることにある。
すなわち、よシ簡易化、経済化をはかれる双方向伝送用
光モジュールを提供することにある。
光モジュールを提供することにある。
本発明は、三次元光導波路、たとえば埋込形。
拡散形、装荷形、リッジ形、盛土形などの光導波路上に
光合分波器を構成し、さらには半導体発光素子、受光素
子などの機能素子を一体化した双方向伝送用光モジュー
ルである。１チツプ、モノリシック化によシ、大幅な小
形化、簡易化、経済化がはかれ、また量産性、信頼性を
向上させることが可能である。まず光合分波器は、光導
波路の幅をテーパ状に細くなるように構成して、波長の
異なるｎ（ｎ＞ｉ）波の光信号（λ１．λ、−１ 、・
・・・・・λ２．λ盲、ただしλ、〉λ、−１〉・・・
・・・〉λｌ ）を伝搬させ、上記テーパ部の側面に受
光素子ｆｎ個、順次長さ方向に沿って配置させる。そし
てテーパ部での伝搬モードのカットオフ条件によシ光導
波路から屓次漏洩したｎ波の光信号をそれぞれの受光素
子で受光し分波を行なう。光合波機能は上記光導波路に
分岐導波路を設け、かつ上記分岐導波路の幅を上記λ１
．λ、直、・・・・・・λ電の光信号をカットオフする
値に定め、上記分岐導波路から上記テーパ状光導波路に
波長（λＯａｒ λ６１１−１ｐ・・・・・・、λＯ
ｍ＋ λＯＸ）の光信号全伝搬させる。なお、波長λ
、でカットオフモードとなるための光導波路の幅Ｗ、は
次式を満足するように選ぶ。
光合分波器を構成し、さらには半導体発光素子、受光素
子などの機能素子を一体化した双方向伝送用光モジュー
ルである。１チツプ、モノリシック化によシ、大幅な小
形化、簡易化、経済化がはかれ、また量産性、信頼性を
向上させることが可能である。まず光合分波器は、光導
波路の幅をテーパ状に細くなるように構成して、波長の
異なるｎ（ｎ＞ｉ）波の光信号（λ１．λ、−１ 、・
・・・・・λ２．λ盲、ただしλ、〉λ、−１〉・・・
・・・〉λｌ ）を伝搬させ、上記テーパ部の側面に受
光素子ｆｎ個、順次長さ方向に沿って配置させる。そし
てテーパ部での伝搬モードのカットオフ条件によシ光導
波路から屓次漏洩したｎ波の光信号をそれぞれの受光素
子で受光し分波を行なう。光合波機能は上記光導波路に
分岐導波路を設け、かつ上記分岐導波路の幅を上記λ１
．λ、直、・・・・・・λ電の光信号をカットオフする
値に定め、上記分岐導波路から上記テーパ状光導波路に
波長（λＯａｒ λ６１１−１ｐ・・・・・・、λＯ
ｍ＋ λＯＸ）の光信号全伝搬させる。なお、波長λ
、でカットオフモードとなるための光導波路の幅Ｗ、は
次式を満足するように選ぶ。
ここに、
ｎ、 二元導波路の屈折率
ｎ、二上記光導波路を囲むクラッドの屈折率テーパ状光
導波路の形状分布は、放物線分布。
導波路の形状分布は、放物線分布。
直線分布９曲線分布、上記種々の組合せ分布を用いるこ
とができる。また対称、非対称分布のいずれでもよい。
とができる。また対称、非対称分布のいずれでもよい。
さらに光導波路の屈折率は分布をもっていてもよい。ま
た光導波路の厚み分布をもたせてもよい。
た光導波路の厚み分布をもたせてもよい。
第１図に本発明の双方向伝送光モジュールの実施例を示
す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。光
導波路４の幅Ｗは波長λ電、λ２゜λ３の光信号が導波
する幅に定められ、入出力端面１５から図の右側に行く
につれてテーパ状に狭くなっている。入出力端面１５に
は単一モード光ファイバが接続され、矢印１方向から波
長λ鵞。
す。同図（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図である。光
導波路４の幅Ｗは波長λ電、λ２゜λ３の光信号が導波
する幅に定められ、入出力端面１５から図の右側に行く
につれてテーパ状に狭くなっている。入出力端面１５に
は単一モード光ファイバが接続され、矢印１方向から波
長λ鵞。
λ３の光信号が伝搬してきて光導波路４内に入射する。
また矢印２方向へ上記光フアイバ内を波長λ菖の光信号
が伝送される。ここで、λ３〉λ２“〉λｉの関係にあ
る。まず、光導波路４内に波長λ？、λ３の光信号が入
射した場合を考える。６の部分の光導波路の幅Ｗ３は、 ・・・・・・・・・（２） ただし、ｎ、＝１ を満足するように設定すると、波長λ３の光信号はこの
６の部分で光導波路のカットオフ条件を満し、漏洩モー
ドとなって矢印９のごとく放射される。そして、レンズ
１１で集光され、受光素子１３によシ、波長λ３の光信
号が受光される。波長λ！の光信号は６の部分を通過し
、７の部分に達する。ここで７の部分の光導波路の幅Ｗ
ｚｋのように設定しておくと、波長λ鵞の光信号はこの
７の部分で光導波路のカットオフ条件を満し、漏洩モー
ドとなって矢印１０のごとく放射される。
が伝送される。ここで、λ３〉λ２“〉λｉの関係にあ
る。まず、光導波路４内に波長λ？、λ３の光信号が入
射した場合を考える。６の部分の光導波路の幅Ｗ３は、 ・・・・・・・・・（２） ただし、ｎ、＝１ を満足するように設定すると、波長λ３の光信号はこの
６の部分で光導波路のカットオフ条件を満し、漏洩モー
ドとなって矢印９のごとく放射される。そして、レンズ
１１で集光され、受光素子１３によシ、波長λ３の光信
号が受光される。波長λ！の光信号は６の部分を通過し
、７の部分に達する。ここで７の部分の光導波路の幅Ｗ
ｚｋのように設定しておくと、波長λ鵞の光信号はこの
７の部分で光導波路のカットオフ条件を満し、漏洩モー
ドとなって矢印１０のごとく放射される。
そしてレンズ１２で集光され、受光素子１４によって波
長λ鵞の光信号が受光される。次に光導波路５の幅ＷＩ
を ・・・・・・・・・″（４） ・・・・・・・・・（５） のどとく定めておくと、波長λ３．λ２の光信号は光導
波路５内を伝搬せず、波長袖の光信号が伝搬する。した
がって波長λ１の半導体発光素子８の光信号は光導波路
５を通って矢印２のごとく伝搬し、端面１５に接続され
た光フアイバ内へ伝送される。このようにして、波長λ
１．λ雪。
長λ鵞の光信号が受光される。次に光導波路５の幅ＷＩ
を ・・・・・・・・・″（４） ・・・・・・・・・（５） のどとく定めておくと、波長λ３．λ２の光信号は光導
波路５内を伝搬せず、波長袖の光信号が伝搬する。した
がって波長λ１の半導体発光素子８の光信号は光導波路
５を通って矢印２のごとく伝搬し、端面１５に接続され
た光フアイバ内へ伝送される。このようにして、波長λ
１．λ雪。
λ３の光信号を双方向伝送させることができる。
本発明の光導波路は第１図の光導波路以外に、第２図（
ａ）〜（ｄ）に示すような種々の光導波路を用いること
ができる。同図において、４ａ〜４ｄは光導波路のコア
部である。（ａ）は４ａを埋込んだ形、（ｂ）はコア部
４ｂに屈折率分布をもたせた拡散形、（Ｃ）はクラツド
材１６の上にコア部４ｃを装荷した形、（ｄ）はりフジ
形である。半導体発光素子、受光素子は、（ａ）〜（Ｃ
）の場合、たとえばコア部に接して別の光導波路を設け
て伝搬させるようにするか、イオン打込み、イオン交換
法などによって光導波路を形成させて伝搬させるように
する。半導体発光素子、受光素子、さらには上記素子の
駆動用電気回路は基板３にモノリシック、あるいはハイ
ブリッドで形成させる。
ａ）〜（ｄ）に示すような種々の光導波路を用いること
ができる。同図において、４ａ〜４ｄは光導波路のコア
部である。（ａ）は４ａを埋込んだ形、（ｂ）はコア部
４ｂに屈折率分布をもたせた拡散形、（Ｃ）はクラツド
材１６の上にコア部４ｃを装荷した形、（ｄ）はりフジ
形である。半導体発光素子、受光素子は、（ａ）〜（Ｃ
）の場合、たとえばコア部に接して別の光導波路を設け
て伝搬させるようにするか、イオン打込み、イオン交換
法などによって光導波路を形成させて伝搬させるように
する。半導体発光素子、受光素子、さらには上記素子の
駆動用電気回路は基板３にモノリシック、あるいはハイ
ブリッドで形成させる。
第３図に本発明の双方向伝送光モジュールの別の実施例
を示す。これは光導波路４に２つの曲線部を設け、分波
先金光導波路４の反対側にそれぞれとシだすようにした
構成である。なお図中の番号で第１図と同一番号のもの
は同様の機能を有するものである。
を示す。これは光導波路４に２つの曲線部を設け、分波
先金光導波路４の反対側にそれぞれとシだすようにした
構成である。なお図中の番号で第１図と同一番号のもの
は同様の機能を有するものである。
第４図は本発明の双方向伝送光モジュールの別の実施例
である。これは矢印１ａ方向から波長λ３の光信号が伝
搬して光導波路４に入射し、光導波路から矢印２ａ方向
へ波長λ１．λ２の光信号が伝送される場合である。１
９は波長λ１の半導体発光素子８の出射光と波長λ２の
半導体発光素子１８の出射光を合波するＹ分岐光導波路
である。光導波路１７の幅Ｗｅｂは のように定めである。
である。これは矢印１ａ方向から波長λ３の光信号が伝
搬して光導波路４に入射し、光導波路から矢印２ａ方向
へ波長λ１．λ２の光信号が伝送される場合である。１
９は波長λ１の半導体発光素子８の出射光と波長λ２の
半導体発光素子１８の出射光を合波するＹ分岐光導波路
である。光導波路１７の幅Ｗｅｂは のように定めである。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば分岐光導
波路は複数個あってもよい。またＹ分岐光導波路以外に
、入力がｎ１出力が１のｎ対１型分岐光導波路を用いれ
ば、波長の異なる半導体発光素子アレイの出射光を伝送
させることができる。
波路は複数個あってもよい。またＹ分岐光導波路以外に
、入力がｎ１出力が１のｎ対１型分岐光導波路を用いれ
ば、波長の異なる半導体発光素子アレイの出射光を伝送
させることができる。
光導波路から漏洩した分波光を受光素子に導びく方法に
は、レンズ以外に光導波路を上記テーパ状光導波路に接
して設け、その光導波路の出口側にレンズ付き受光素子
を設けるようにしてもよい。
は、レンズ以外に光導波路を上記テーパ状光導波路に接
して設け、その光導波路の出口側にレンズ付き受光素子
を設けるようにしてもよい。
また第５図に示すように、テーパ状光導波路の途中に分
布ブラッグ反射器２０（ブラッグ波長λ３）を設けて受
光素子１４に波長λ３の光信号が漏洩してくるのを抑制
するようにしてもよい。また第６図に示すように、リン
グ共振器２１を設け、この共振器の共振波長をλ３とな
るようにリングループ長を選ぶことによシ、波長λ３の
光信号が受光素子１４にもれ込むのを抑制するようにし
てもよい。
布ブラッグ反射器２０（ブラッグ波長λ３）を設けて受
光素子１４に波長λ３の光信号が漏洩してくるのを抑制
するようにしてもよい。また第６図に示すように、リン
グ共振器２１を設け、この共振器の共振波長をλ３とな
るようにリングループ長を選ぶことによシ、波長λ３の
光信号が受光素子１４にもれ込むのを抑制するようにし
てもよい。
本発明によれば、双方向伝送光モジュールを１チツプで
モノリシックに、かつ非常に簡易、小形に構成できるた
め、さらに調整個所がまったくないため、量産による大
幅な低コスト化を期待できる。しかも、各波長間のアイ
ソレーションを十分に大きくとれるので、単一モード光
ファイバ用双方向伝送デバイスとして利用することがで
きる。
モノリシックに、かつ非常に簡易、小形に構成できるた
め、さらに調整個所がまったくないため、量産による大
幅な低コスト化を期待できる。しかも、各波長間のアイ
ソレーションを十分に大きくとれるので、単一モード光
ファイバ用双方向伝送デバイスとして利用することがで
きる。
第１図は本発明の一実施例になる双方向伝送用光モジユ
ール平面図および側面図、第２図は本発明の実施例にな
る光モジュールの要部斜視図、第３〜６図は本発明の他
の実施例になる光モジュールの平面図である。 １、Ｌ ９ｔ １０，２ａ、２ｂ、２ｃｍ・・光の伝搬
方向を示す矢印、３・・・基板、４，５．４ａ〜４ｄ。 １７・・・光導波路、６．７・・・光導波路からの漏洩
光放射部分、８．１８・・・半導体発光素子、１１゜１
２・・・レンズ、１３．１４・・・受光素子、１５・・
・光フアイバ接続端面、１６・・・クラッド部、１９・
・・Ｙ分岐光導波路、２０・・・分布ブラッグ反射器、
２１￥、ｒ 図 篤 ２ 図 （Ｌン とｌ）慕 ３
図 ￥”ｙ ｄ 図 第 ５ 回 １１頁の続き ）発 明 者 井 上 宏 明 東京都千代田
区丸の内断内
ール平面図および側面図、第２図は本発明の実施例にな
る光モジュールの要部斜視図、第３〜６図は本発明の他
の実施例になる光モジュールの平面図である。 １、Ｌ ９ｔ １０，２ａ、２ｂ、２ｃｍ・・光の伝搬
方向を示す矢印、３・・・基板、４，５．４ａ〜４ｄ。 １７・・・光導波路、６．７・・・光導波路からの漏洩
光放射部分、８．１８・・・半導体発光素子、１１゜１
２・・・レンズ、１３．１４・・・受光素子、１５・・
・光フアイバ接続端面、１６・・・クラッド部、１９・
・・Ｙ分岐光導波路、２０・・・分布ブラッグ反射器、
２１￥、ｒ 図 篤 ２ 図 （Ｌン とｌ）慕 ３
図 ￥”ｙ ｄ 図 第 ５ 回 １１頁の続き ）発 明 者 井 上 宏 明 東京都千代田
区丸の内断内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、三次元光導波路の幅をテーパ状に細くなるように構
成して、幅の広い方から波長の異なるｎ波の光信号を伝
搬させ、該テーパ部の側面に長さ方向に沿つてｎ個の半
導体受光素子を設け、該光導波路に分岐導波路をｍ個設
けて波長の異なるｍ波の光信号を該テーパ状光導波路の
幅の広い方へ送り込むようにした双方向伝送光モジュー
ル。 ２、第１項において、テーパ状光導波路の形状分布は、
曲線分布、直線分布、屈折率分布、厚み分布のいずれか
、あるいはこれらの分布の組合せからなることを特徴と
する第１項記載の双方向伝送光モジュール。 ３、分岐導波路は入力ポートがＫ（Ｋ≧１）、出力ポー
トが１からなることを特徴とする第１項記載の双方向伝
送光モジュール。 ４、テーパ状光導波路の途中に分布ブラッグ反射器を設
けたことを特徴とする第１〜３項記載の双方向伝送光モ
ジュール。 ５、テーパ状光導波路の途中にリング共振器を用いたこ
とを特徴とする第１〜３項記載の双方向伝送光モジュー
ル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12045185A JPS61278802A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 双方向伝送光モジユ−ル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12045185A JPS61278802A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 双方向伝送光モジユ−ル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61278802A true JPS61278802A (ja) | 1986-12-09 |
Family
ID=14786513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12045185A Pending JPS61278802A (ja) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | 双方向伝送光モジユ−ル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61278802A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155828A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Hitachi Ltd | 光合分波器およびそれを用いた光モジユ−ル |
| JPS6432206A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Nippon Telegraph & Telephone | Wavelength multiplex optical wiring circuit |
| EP0330457A2 (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Matra Marconi Space UK Limited | Optical in line filters |
| JP2000258652A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | 光伝送装置及び光パルス試験機 |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP12045185A patent/JPS61278802A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63155828A (ja) * | 1986-12-19 | 1988-06-29 | Hitachi Ltd | 光合分波器およびそれを用いた光モジユ−ル |
| JPS6432206A (en) * | 1987-07-29 | 1989-02-02 | Nippon Telegraph & Telephone | Wavelength multiplex optical wiring circuit |
| EP0330457A2 (en) * | 1988-02-26 | 1989-08-30 | Matra Marconi Space UK Limited | Optical in line filters |
| JP2000258652A (ja) * | 1999-03-09 | 2000-09-22 | Hitachi Ltd | 光伝送装置及び光パルス試験機 |
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