JPS61284706A - 光装置 - Google Patents
光装置Info
- Publication number
- JPS61284706A JPS61284706A JP12601585A JP12601585A JPS61284706A JP S61284706 A JPS61284706 A JP S61284706A JP 12601585 A JP12601585 A JP 12601585A JP 12601585 A JP12601585 A JP 12601585A JP S61284706 A JPS61284706 A JP S61284706A
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- JP
- Japan
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- wavelength
- optical
- grating
- directional coupler
- waveguide
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- Pending
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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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (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、簡易、小形化を目的として、斜め格子付三次元導
波路形光分波器が古屋氏、他によって信学会技術報告○
ＱＥ７９−１７．Ｐ１２１〜Ｐ１２７に報告されている
（第１図）。これは斜め格子材の２つの光導波路３１．
３２を並置させ、一方の光導波路３１に複数の波長の異
なる光信号λ０．λ２を伝搬させ、上記斜め格子部で回
折されたある波長の光信号をもう一方の光導波路３２の
斜め格子部で反射させて光導波路を伝搬させることによ
り分波を行なう構成である。しかしこの構成では１回折
された光信号は拡がりをもつために、もう一方の光導波
路内に効率よく閉じこめて伝搬させることができない。
波路形光分波器が古屋氏、他によって信学会技術報告○
ＱＥ７９−１７．Ｐ１２１〜Ｐ１２７に報告されている
（第１図）。これは斜め格子材の２つの光導波路３１．
３２を並置させ、一方の光導波路３１に複数の波長の異
なる光信号λ０．λ２を伝搬させ、上記斜め格子部で回
折されたある波長の光信号をもう一方の光導波路３２の
斜め格子部で反射させて光導波路を伝搬させることによ
り分波を行なう構成である。しかしこの構成では１回折
された光信号は拡がりをもつために、もう一方の光導波
路内に効率よく閉じこめて伝搬させることができない。
すなわち、分波損失が大きいという問題点がある。
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、分波損失の低い光合分波器を提供することに
ある。
ある。
本発明は方向性結合器、あるいはリング共振器の結合領
域の先導波路にグレーティングを形成させた光合分波器
である。すなわち、方向性結合器の結合中心波長１４２
分波すべき波長λ、、グレーティングの回折波長λ、、
を略等しくなるように設定することにより、低分波損失
特性と、狭帯域なフィルタ特性を実現させる。したがっ
て、単一モード光ファイバによる長距離伝送が可能にな
る。また波長間隔の狭い複数の波長の光信号を用いた双
方向伝送も可能になる。
域の先導波路にグレーティングを形成させた光合分波器
である。すなわち、方向性結合器の結合中心波長１４２
分波すべき波長λ、、グレーティングの回折波長λ、、
を略等しくなるように設定することにより、低分波損失
特性と、狭帯域なフィルタ特性を実現させる。したがっ
て、単一モード光ファイバによる長距離伝送が可能にな
る。また波長間隔の狭い複数の波長の光信号を用いた双
方向伝送も可能になる。
第２図に本発明の光分波器の一実施例を示す。
これは三次元光導波路の平面図である。三次元光導波路
としては第１図のような盛土形以外に、リッジ形、装荷
形、埋込形、拡散形（大原、木村著。
としては第１図のような盛土形以外に、リッジ形、装荷
形、埋込形、拡散形（大原、木村著。
光通信、コロナ社発行、昭和５６年１１月３０日。
Ｐ１４２参照。）などを用いることができる。４の部分
が方向性結合器であり、それぞれ４つのポート７．８，
９，１０を有している。５，６はグレーティングである
。グレーティングには、形状を周期的に変化させたもの
、屈折率を周期的に変化させたもの、あるいは周期すな
わち溝の間隔がなめらかに変化しているいわゆるチャー
プトゲレーティングなどを適用できる。方向性結合器の
結合中心波長λ１は分波すべき波長λ２に等しくしであ
る。グレーティング５，６は波長λ２なる光信号に対し
て。
が方向性結合器であり、それぞれ４つのポート７．８，
９，１０を有している。５，６はグレーティングである
。グレーティングには、形状を周期的に変化させたもの
、屈折率を周期的に変化させたもの、あるいは周期すな
わち溝の間隔がなめらかに変化しているいわゆるチャー
プトゲレーティングなどを適用できる。方向性結合器の
結合中心波長λ１は分波すべき波長λ２に等しくしであ
る。グレーティング５，６は波長λ２なる光信号に対し
て。
λ２
で与えられる格子定数をもつように設定されている。た
だし、θは光信号の入射角である。このような構成にお
いて、ポート７に矢印１で示すように波長λ１．λ２の
２つの光信号が入射すると、グレーティング５で波長λ
２の光信号はブラッグ（Ｂｒａｇｇ ）の条件を満足す
るので、上記グレーティングの格子面に対して反射角θ
なる方向に回折する。上記グレーティング５の格子面に
平行な格子面を有するグレーティング６を５と対抗する
ようにもう一方の光導波路９，１０側に設けておくと、
上記回折光（波長λ２）はグレーティング６でふたたび
反射してポート１０側へ伝搬し、矢印３のごとく分波さ
れる。ここで、前述したように、方向性結合器の結合中
心波長λ、、グレーティングの回折波長λ。が分波すべ
き波長λ２に等しく設定されているので、結合効率良く
、また回折効率良く分波され、結果として低分波損失に
なる。
だし、θは光信号の入射角である。このような構成にお
いて、ポート７に矢印１で示すように波長λ１．λ２の
２つの光信号が入射すると、グレーティング５で波長λ
２の光信号はブラッグ（Ｂｒａｇｇ ）の条件を満足す
るので、上記グレーティングの格子面に対して反射角θ
なる方向に回折する。上記グレーティング５の格子面に
平行な格子面を有するグレーティング６を５と対抗する
ようにもう一方の光導波路９，１０側に設けておくと、
上記回折光（波長λ２）はグレーティング６でふたたび
反射してポート１０側へ伝搬し、矢印３のごとく分波さ
れる。ここで、前述したように、方向性結合器の結合中
心波長λ、、グレーティングの回折波長λ。が分波すべ
き波長λ２に等しく設定されているので、結合効率良く
、また回折効率良く分波され、結果として低分波損失に
なる。
また、方向性結合器単体での分波では帯域特性が広いの
で、ポート１０側へ波長λ１の光信号の一部が漏洩し易
いが、グレーティング５，６を設け、その回折波長をλ
２に等しくすることにより狭帯域特性とすることができ
る。その結果、λ１とλ２が波長間隔が狭い場合でも漏
話による品質劣化の心配がいらない。なお、第２図にお
いて、波長λ１の光信号は回折されないので、グレーテ
ィングを通過し、ポート８側に矢印２のごとく伝搬する
。
で、ポート１０側へ波長λ１の光信号の一部が漏洩し易
いが、グレーティング５，６を設け、その回折波長をλ
２に等しくすることにより狭帯域特性とすることができ
る。その結果、λ１とλ２が波長間隔が狭い場合でも漏
話による品質劣化の心配がいらない。なお、第２図にお
いて、波長λ１の光信号は回折されないので、グレーテ
ィングを通過し、ポート８側に矢印２のごとく伝搬する
。
以上のようにして、２波長分波器が実現される。
第３図は本発明の光合分波器の一実施例を示したもので
ある。これも三次元光導波路の上から見た図である。矢
印１方向へ波長λ１．λ２の光信号を、矢印１９方向へ
波長λ３の光信号を伝搬させる３波長多重双方向伝送用
光合分波器である。
ある。これも三次元光導波路の上から見た図である。矢
印１方向へ波長λ１．λ２の光信号を、矢印１９方向へ
波長λ３の光信号を伝搬させる３波長多重双方向伝送用
光合分波器である。
ポート８側へ伝搬した波長λ１の光信号（矢印２で示す
）は、レンズ１２を通して受光素子１４で受光される。
）は、レンズ１２を通して受光素子１４で受光される。
ポート１０側へ伝搬した波長λ２の光信号（矢印３で示
す）はテーバ導波路Ｊ１を通ることにより、波長λ□の
漏洩光をカットオフ状態にさせ、光導波路から放射させ
る。ただし、λ１〉λ２の関係にある。テーパ導波路１
１での波長λ、のカットオフは、導波路の幅、あるいは
厚み、さらには屈折率をテーバ状に細くすることによっ
て実現できる。テーパ導波路１１を通過した波長λ２の
光信号はレンズ１３を通して受光素子１５で受光される
。半導体発光素子１６がらの波長λ３（λ、〈λ２くλ
、）の光信号は分岐導波路１７を通って光導波路７内に
入り、矢印１８゜１９のごとく伝搬される。ここで分岐
導波路１７内には波長λ１．λ２の光信号が伝搬しない
ように設定する。すなわち、分岐導波路１７の幅Ｗをの
ように設定すると、波長λ１．λ２に対してはカットオ
フとなり、分岐導波路１７内へは波長λ１．λ２の光信
号は伝搬しない６ 第４図は本発明の光合分波器の別の実施例を示したもの
である。これも３波長多重双方向伝送用光合分波器であ
る。半導体発光素子２０．２１の出射光（波長λ１．λ
２）はＹ分岐導波路２２で合波され、方向性結合器４を
通して矢印１のごとく伝送される。一方、矢印１９のご
とく伝搬してきた波長λ、の光信号はグレーティング２
６゜２７で回折９反射され、テーパ導波路２３．レンズ
２４を通して受光素子２５で受光される。テーパ導波路
２３は波長λ１．λ２の光信号をカットオフさせるため
のものである。
す）はテーバ導波路Ｊ１を通ることにより、波長λ□の
漏洩光をカットオフ状態にさせ、光導波路から放射させ
る。ただし、λ１〉λ２の関係にある。テーパ導波路１
１での波長λ、のカットオフは、導波路の幅、あるいは
厚み、さらには屈折率をテーバ状に細くすることによっ
て実現できる。テーパ導波路１１を通過した波長λ２の
光信号はレンズ１３を通して受光素子１５で受光される
。半導体発光素子１６がらの波長λ３（λ、〈λ２くλ
、）の光信号は分岐導波路１７を通って光導波路７内に
入り、矢印１８゜１９のごとく伝搬される。ここで分岐
導波路１７内には波長λ１．λ２の光信号が伝搬しない
ように設定する。すなわち、分岐導波路１７の幅Ｗをの
ように設定すると、波長λ１．λ２に対してはカットオ
フとなり、分岐導波路１７内へは波長λ１．λ２の光信
号は伝搬しない６ 第４図は本発明の光合分波器の別の実施例を示したもの
である。これも３波長多重双方向伝送用光合分波器であ
る。半導体発光素子２０．２１の出射光（波長λ１．λ
２）はＹ分岐導波路２２で合波され、方向性結合器４を
通して矢印１のごとく伝送される。一方、矢印１９のご
とく伝搬してきた波長λ、の光信号はグレーティング２
６゜２７で回折９反射され、テーパ導波路２３．レンズ
２４を通して受光素子２５で受光される。テーパ導波路
２３は波長λ１．λ２の光信号をカットオフさせるため
のものである。
第５図は方向性結合器の代わりにリング共振器２８を用
いた実施例である。リング共振器２８の共振波長はλ２
となるように設定しておく、ここで、λ２は、 ｎＬ λ２＝□ ・・・（３） Ｃ で表わされる。ただし、Ｌはリング共振器長、ｎは実効
屈折率、Ｃは光速、ｍは任意の整数である。
いた実施例である。リング共振器２８の共振波長はλ２
となるように設定しておく、ここで、λ２は、 ｎＬ λ２＝□ ・・・（３） Ｃ で表わされる。ただし、Ｌはリング共振器長、ｎは実効
屈折率、Ｃは光速、ｍは任意の整数である。
２９．３０はグレーティングである。
本発明は上記実施例に限定されない。たとえば波長多重
数は４以上でもよい。また、第２図（あるいは３，４．
５図）を縦続接続して波長多重数を増やすようにしても
よい。さらに第２〜５図の種々の組合せでもよい。
数は４以上でもよい。また、第２図（あるいは３，４．
５図）を縦続接続して波長多重数を増やすようにしても
よい。さらに第２〜５図の種々の組合せでもよい。
第３，４図において、合波用の光信号の波長を分波用の
光信号の波長よりも長くなるように選んでおくと、合波
用光信号の近端および遠端反射による分波用受光素子へ
の漏洩をテーパ導波路などによって抑制できるという特
徴がある。
光信号の波長よりも長くなるように選んでおくと、合波
用光信号の近端および遠端反射による分波用受光素子へ
の漏洩をテーパ導波路などによって抑制できるという特
徴がある。
本発明によれば、簡単、かつ小形な１チツプ。
モノリシック構成で低分波損失特性を有する光分波器、
あるいは光合分波器を得ることができる。
あるいは光合分波器を得ることができる。
また、波長間隔の狭い複数の光信号を用いた場合にも漏
話量の非常に小さい光合分波器を構成できる。
話量の非常に小さい光合分波器を構成できる。
第１図は従来の斜め格子付三次元導波路形光分波器の概
略図、第２，５図は本発明の光分波器の実施例、第３，
４図は本発明の光合分器の実施例である。 １．２，３，１８．１９・・・光の伝搬方向を示す矢印
、４・・・方向性結合器、５，６，２６．２７゜２９．
３０・・・グレーティング、７〜１ｏ・・・方向性結合
器の導波路ポート、１１，２３・・・テーパ導波路、１
２，１３．２４・・・レンズ、１４，１５゜２５・・・
受光素子、１６，２０，２１・・・半導体発光素子、１
７．２２・・・分岐導波路、２８・・・リング共振器。
略図、第２，５図は本発明の光分波器の実施例、第３，
４図は本発明の光合分器の実施例である。 １．２，３，１８．１９・・・光の伝搬方向を示す矢印
、４・・・方向性結合器、５，６，２６．２７゜２９．
３０・・・グレーティング、７〜１ｏ・・・方向性結合
器の導波路ポート、１１，２３・・・テーパ導波路、１
２，１３．２４・・・レンズ、１４，１５゜２５・・・
受光素子、１６，２０，２１・・・半導体発光素子、１
７．２２・・・分岐導波路、２８・・・リング共振器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、方向性結合器、あるいはリング共振器の結合領域の
各々の光導波路にグレーテイングを設けたけたことを特
徴とする光装置。 ２、各々の光導波路に設けたグレーテイングの特性を等
しくしたことを特徴とする第１項記載の、光装置。 ３、分波すべき波長、方向性結合器の結合中心波長、グ
レーテイングの回折波長を略等しくしたことを特徴とす
る第１、２項記載の光装置。 ４、方向性結合器の光導波路の一部に分岐導波路を設け
、該方向性結合器で分波される光信号の波長よりも短い
波長の光信号を該分岐導波路より送出し、該分波される
波長の光信号の伝搬方向に伝搬させるようにしたことを
特徴とする第１〜３項記載の装置。 ５、方向性結合器の出力ポート側光導波路に多分岐導波
路を設け、波長の異なる複数の光信号を合波させて該方
向性結合器に送り込むようにしたことを特徴とする第１
〜３項記載の光装置。 ６、方向性結合器の出力ポート側の分波信号伝搬用光導
波路をテーパ状光導波路としたことを特徴とする第１〜
５項記載の光装置。 ７、レンズ、半導体発光素子、受光素子などの光デバイ
スを光導波路上に一体的に構成させたことを特徴とする
第１〜６項記載の光装置。 ８、合波用の光信号の波長が分波用の光信号の波長より
も長いことを特徴とする第４〜７項記載の光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12601585A JPS61284706A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12601585A JPS61284706A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284706A true JPS61284706A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14924611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12601585A Pending JPS61284706A (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284706A (ja) |
Cited By (8)
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-
1985
- 1985-06-12 JP JP12601585A patent/JPS61284706A/ja active Pending
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