JPS6333707A - 導波形光合分波器 - Google Patents
導波形光合分波器Info
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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
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- G02B6/2938—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 characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、単一モード波長多重光通信分野において不可
欠である低損失にして加工の安易な導波形光合分波器に
関するものぐある。
欠である低損失にして加工の安易な導波形光合分波器に
関するものぐある。
(従来技術・発明が解決しようとする問題点〕光合分波
器は、干渉膜フィルタ、回折格f等の波長選択素子によ
り波長の異なる光波を1本のファイバへ合流又は1本の
光ファイバを伝搬する波長の異なる光波束を各波長毎に
分流する機能を有している。波長の異なる光信号を1本
の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式においては、
波長の異なる光信号を分離1合流する光合分波器は重要
な役割を果す。
器は、干渉膜フィルタ、回折格f等の波長選択素子によ
り波長の異なる光波を1本のファイバへ合流又は1本の
光ファイバを伝搬する波長の異なる光波束を各波長毎に
分流する機能を有している。波長の異なる光信号を1本
の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式においては、
波長の異なる光信号を分離1合流する光合分波器は重要
な役割を果す。
第8図に代表的な2波長用導波形単一モード光合分波器
の斜視図を示す。該脣波形単一七−ド光合分波器は、5
ail板1上に均一に形成した先導波膜の不要部をフォ
トリソグラフィ技術を用い除去し、図に示す単一モード
光導波路2を形成したものである。該導波形甲−七−ド
光合分波器では、単一モード光導波路の分岐部の溝部3
に位首する干渉膜フィルタ4により光波束の選択を行っ
ている。例えば、光波Aは光導波路端aから干渉膜フィ
ルタ4を透過し、光導波路喘b1.:達する。一方、光
波Bは、光導波路端すより干渉膜フィルタ4面で反則し
、光導波路端Cに達する。図に示す光合分波器では、干
渉膜フィ、ルタを介して結合する単一モード光導波路間
相互の位置関係は、フAトリソグラフィ技術により高精
度に保つことが可能である為、単一モード光導波路間の
繁雑な位置合せ作業は不用であるが、深さ70μm程度
の干渉膜フィルタ挿入用溝部へ干渉膜フィルタを安定良
く垂直性を保ち挿入固定することがきわめて困難である
。
の斜視図を示す。該脣波形単一七−ド光合分波器は、5
ail板1上に均一に形成した先導波膜の不要部をフォ
トリソグラフィ技術を用い除去し、図に示す単一モード
光導波路2を形成したものである。該導波形甲−七−ド
光合分波器では、単一モード光導波路の分岐部の溝部3
に位首する干渉膜フィルタ4により光波束の選択を行っ
ている。例えば、光波Aは光導波路端aから干渉膜フィ
ルタ4を透過し、光導波路喘b1.:達する。一方、光
波Bは、光導波路端すより干渉膜フィルタ4面で反則し
、光導波路端Cに達する。図に示す光合分波器では、干
渉膜フィ、ルタを介して結合する単一モード光導波路間
相互の位置関係は、フAトリソグラフィ技術により高精
度に保つことが可能である為、単一モード光導波路間の
繁雑な位置合せ作業は不用であるが、深さ70μm程度
の干渉膜フィルタ挿入用溝部へ干渉膜フィルタを安定良
く垂直性を保ち挿入固定することがきわめて困難である
。
第9図は上記問題点を解決する為、干渉膜フィルタ挿入
用溝部を機会加工することにより第8図に示す溝部の深
さよりさらに深<SL基板内に至る深さの溝部を形成し
た場合の2波長用尋波形単一′モード光合分波器の斜視
図である。第9図においては、光導波路の保護及び低損
失化の為、第8図に示ず単一モード光導波路2を光導波
路コア部の屈折率より低い石英ガラスで埋め込んでいる
。SL基板1内に至る深さの溝部3を形成することによ
り干渉膜フィルタ挿入時の安定性、垂直性は増す。
用溝部を機会加工することにより第8図に示す溝部の深
さよりさらに深<SL基板内に至る深さの溝部を形成し
た場合の2波長用尋波形単一′モード光合分波器の斜視
図である。第9図においては、光導波路の保護及び低損
失化の為、第8図に示ず単一モード光導波路2を光導波
路コア部の屈折率より低い石英ガラスで埋め込んでいる
。SL基板1内に至る深さの溝部3を形成することによ
り干渉膜フィルタ挿入時の安定性、垂直性は増す。
この際、溝部形成の位置精度が合分波特性を左右する重
要なポイントとなる。例えば第10図に示す光導波路反
射部において実線at−a2に干渉膜フィルタの反射面
が当接するように溝部を形成した時は、単一モード光導
波路Aと単一モード光導波路Bとの導波路中心相互の軸
ずれはなく高効率で2つの光導波路の結合が可能である
。一方、点線bl−b2に干渉膜フィルタの反射面が当
接するような溝部形成時は、軸ずれによる損失は避けら
れない。
要なポイントとなる。例えば第10図に示す光導波路反
射部において実線at−a2に干渉膜フィルタの反射面
が当接するように溝部を形成した時は、単一モード光導
波路Aと単一モード光導波路Bとの導波路中心相互の軸
ずれはなく高効率で2つの光導波路の結合が可能である
。一方、点線bl−b2に干渉膜フィルタの反射面が当
接するような溝部形成時は、軸ずれによる損失は避けら
れない。
第11図に第10図に示す位置ずれ同xと単一モード光
導波路Aから単一モード光導波路Bに至る損失の関係を
示す。例えば、2μmの位置ずれがある場合の損失は約
0.7d[3である。現在の橢械加工による溝部形成技
術では数μm程度の位置精度で溝部を加工づ“ることt
よ困難である為、歩留の低下は避けられない。
導波路Aから単一モード光導波路Bに至る損失の関係を
示す。例えば、2μmの位置ずれがある場合の損失は約
0.7d[3である。現在の橢械加工による溝部形成技
術では数μm程度の位置精度で溝部を加工づ“ることt
よ困難である為、歩留の低下は避けられない。
本発明の目的は、導波形単一モード光合分波器における
加工上の困難さ及びそれに伴う損失増を改善し、伝送特
性の優れた光合分波器を捉供することにある。
加工上の困難さ及びそれに伴う損失増を改善し、伝送特
性の優れた光合分波器を捉供することにある。
本発明は、導波形光合分波器の光導波路構成において、
波長選択素子を介して反射結合する光導波路の一方の光
導波路が単一モード光導波路であり、他の光導波路が単
一モード光導波路の幅より広い多モード光導波路である
ことを最も主要な特徴とする。従来の単一モード光ファ
イバ用合分波器においては、波長選択素子を介して反射
結合する2つの光導波路が共に単一モード光導波路であ
るが、本発明で警よ波長選択素子を介して反射結合する
光導波路が単一モード及び多モード光導波路から成る。
波長選択素子を介して反射結合する光導波路の一方の光
導波路が単一モード光導波路であり、他の光導波路が単
一モード光導波路の幅より広い多モード光導波路である
ことを最も主要な特徴とする。従来の単一モード光ファ
イバ用合分波器においては、波長選択素子を介して反射
結合する2つの光導波路が共に単一モード光導波路であ
るが、本発明で警よ波長選択素子を介して反射結合する
光導波路が単一モード及び多モード光導波路から成る。
その構成例を第1図に示す。第1図において、1はS−
基板、2tよ単一モード光導波路、3は機械加工により
形成した干渉膜フィルタ挿入用溝部、4は干渉膜フィル
タ(波長選択素子)、5は単一モード光導波路2のコア
幅より大きいコアを有する多モード光導波路である。
基板、2tよ単一モード光導波路、3は機械加工により
形成した干渉膜フィルタ挿入用溝部、4は干渉膜フィル
タ(波長選択素子)、5は単一モード光導波路2のコア
幅より大きいコアを有する多モード光導波路である。
第2図に第1図に示す導波形光合分波器の原理図を示す
。図中の斜線で示す部分は単一モード光導波路2であり
、従来の光合分波器構成を示したものである。従来構造
では、分岐部での反射損失を最小限に抑える為には光導
波路Aの光軸aと光導波路Bの光軸すを完全に一致させ
る必要がある。
。図中の斜線で示す部分は単一モード光導波路2であり
、従来の光合分波器構成を示したものである。従来構造
では、分岐部での反射損失を最小限に抑える為には光導
波路Aの光軸aと光導波路Bの光軸すを完全に一致させ
る必要がある。
この為には図に示すように機械加工により位置ずれなく
X+−X2面を作り出す必要があるが、現状の加工技術
ではほとんど困難で数μm程度のずれは生じる。一方、
反射光路に位置する光導波路Bの幅を図に示すZ+ 、
Z2まで広くした場合、すなわち光導波路の横方向を多
モード化した場合、図中の点線で示すY+−Y2面に反
射面が位置しても光導波路Bとは低損失で結合可能であ
る。
X+−X2面を作り出す必要があるが、現状の加工技術
ではほとんど困難で数μm程度のずれは生じる。一方、
反射光路に位置する光導波路Bの幅を図に示すZ+ 、
Z2まで広くした場合、すなわち光導波路の横方向を多
モード化した場合、図中の点線で示すY+−Y2面に反
射面が位置しても光導波路Bとは低損失で結合可能であ
る。
第3図は本発明の一実施例を説明する図である。
この図において、6は単一モード光ファイバ、2は単一
モード光導波路、5は単一モード光導波路の導波路幅よ
り広い多モード光導波路、4は干渉膜フィルタ、3は干
渉膜フィルタ挿入用溝部、1はSL基板、7は発光素子
、8は受光素子である。
モード光導波路、5は単一モード光導波路の導波路幅よ
り広い多モード光導波路、4は干渉膜フィルタ、3は干
渉膜フィルタ挿入用溝部、1はSL基板、7は発光素子
、8は受光素子である。
発光素子7からの光波は、途中に干渉膜フィルタ4を含
む単一モード光導波路2中を伝搬し、単一モード光ファ
イバ6と結合する。一方単一モード光ファイバ6からの
光波は、干渉膜フィルタ4で反射し、反射光路に位置す
る多モード光導波路5中を伝搬接受光素子8と結合をな
す。この実施例では、干渉膜フィルタ挿入用溝部3がシ
リコン基板1中に至る深さまで達1ノでいるので、干渉
膜フィルタ4を垂直性良く安定に固定することが可能で
ある。又、同図において光ファイバ6からの出射光が干
渉膜フィルタ4で反射する反射光路に位置する光導波路
5の幅が単一モード光導波路2の幅より広い多モード光
導波路で構成している為、干渉膜フィルタ挿入用溝部3
の位置精度の要求条件は、従来の単一モード光導波路の
みで構成されている光合分波器に比して大幅に緩和出来
る。
む単一モード光導波路2中を伝搬し、単一モード光ファ
イバ6と結合する。一方単一モード光ファイバ6からの
光波は、干渉膜フィルタ4で反射し、反射光路に位置す
る多モード光導波路5中を伝搬接受光素子8と結合をな
す。この実施例では、干渉膜フィルタ挿入用溝部3がシ
リコン基板1中に至る深さまで達1ノでいるので、干渉
膜フィルタ4を垂直性良く安定に固定することが可能で
ある。又、同図において光ファイバ6からの出射光が干
渉膜フィルタ4で反射する反射光路に位置する光導波路
5の幅が単一モード光導波路2の幅より広い多モード光
導波路で構成している為、干渉膜フィルタ挿入用溝部3
の位置精度の要求条件は、従来の単一モード光導波路の
みで構成されている光合分波器に比して大幅に緩和出来
る。
第3図において、単一モード光ファイバ6と結合をなす
単一モード光導波路2と多モード光導波路5の結合面a
−bにおいては、この部分が先導波構造を有さず、ここ
での放射損失は不可避である。この点を改良したものが
第4図に示す実施例であり、単一モード光ファイバ6と
結合をなす単一モード光導波路2の側部と多モード光導
波路5の端部間に予め空隙を設けた後、光導波路を埋め
込み低屈折率層9を形成した構造を有している。
単一モード光導波路2と多モード光導波路5の結合面a
−bにおいては、この部分が先導波構造を有さず、ここ
での放射損失は不可避である。この点を改良したものが
第4図に示す実施例であり、単一モード光ファイバ6と
結合をなす単一モード光導波路2の側部と多モード光導
波路5の端部間に予め空隙を設けた後、光導波路を埋め
込み低屈折率層9を形成した構造を有している。
その結果、単一モード光ファイバ6からの光波は、効率
良く干渉膜フィルタ面に達することが出来る。
良く干渉膜フィルタ面に達することが出来る。
一方、前述の低屈折率層9を干渉膜フィルタ4での反射
光が透過する損失は第5図に示すように低屈折率層厚を
10μm以下に設定した場合はとんど無視し得る値であ
ることがわかる。
光が透過する損失は第5図に示すように低屈折率層厚を
10μm以下に設定した場合はとんど無視し得る値であ
ることがわかる。
第6図は第3図もしくは第4図における実施例の受光素
子と結合をなす多モード光導波路端部10を、該多モー
ド光導波路軸に対し直角に研磨し、受光素子と結合効率
上昇を図った実施例である。
子と結合をなす多モード光導波路端部10を、該多モー
ド光導波路軸に対し直角に研磨し、受光素子と結合効率
上昇を図った実施例である。
受光素子の受光幅が多モード光導波路幅に比して十分大
きい時は第3図もしくは第4図の実施例により低損失な
受光素子と多モード光導波路の結合が可能である。
きい時は第3図もしくは第4図の実施例により低損失な
受光素子と多モード光導波路の結合が可能である。
以上述べた実施例は、干渉膜フィルタの反射光路に位置
する光導波路が単一モード光導波路幅より広い多モード
光導波路からなる光合分波器であるが、単一モード光導
波路の断面積より大きく且つ比屈折率差の高い多モード
光導波路を干渉膜フィルタの反射板に配することにより
、干渉膜フィルタ面の基板上の位置及び、角度精度に対
する要求条件をより緩和することが可能である。
する光導波路が単一モード光導波路幅より広い多モード
光導波路からなる光合分波器であるが、単一モード光導
波路の断面積より大きく且つ比屈折率差の高い多モード
光導波路を干渉膜フィルタの反射板に配することにより
、干渉膜フィルタ面の基板上の位置及び、角度精度に対
する要求条件をより緩和することが可能である。
第7図にその実施例を示す。該実施例では個別に製造し
た単一モード光導波路2と該単一モード光導波路の断面
積より大きく且つ比屈折率差の高い大コア面積高屈折率
差多モード光導波路11を基板12上ではり合せた構造
を有している。
た単一モード光導波路2と該単一モード光導波路の断面
積より大きく且つ比屈折率差の高い大コア面積高屈折率
差多モード光導波路11を基板12上ではり合せた構造
を有している。
〔発明の効果〕
本発明によれば、波長選択素子を介して反射結合する光
導波路の一方の光導波路幅が他の単一モード光導波路の
幅より広い多モード光導波路から構成されているため、
干渉膜フィルタ挿入用溝部の加工精度が大幅に減少し、
歩留の向上及び低損失化が可能であり、波長多種伝送方
式の経済化及び特性向上に資すること大である。
導波路の一方の光導波路幅が他の単一モード光導波路の
幅より広い多モード光導波路から構成されているため、
干渉膜フィルタ挿入用溝部の加工精度が大幅に減少し、
歩留の向上及び低損失化が可能であり、波長多種伝送方
式の経済化及び特性向上に資すること大である。
第1図は本発明による導波形光合分波器の概念図、第2
図は本発明による導波形光合分波器の原理図、第3図は
本発明の一実施例を示す斜視図、第4図は本発明の別の
実施例を示す図であって、分岐部接合部に低屈折率層を
付与した場合の実施例を示す斜視図、第5図は低屈折率
層厚と損失の関係を示す図、第6図は本発明の別の実施
例を示す図であって、多モード光導波路端面を直角に研
磨した場合の実施例を示す斜視図、第7図は本発明の別
の実施例を示す図であって、個別光導波路で構成した場
合の実施例を示す斜視図、第8図、第9図はいずれも従
来の導波形光合分波器を示す斜視図、第10図は従来の
導波形光合分波器の原理図、第11図は干渉膜フィルタ
反射面の位置ずれ量と損失との関係を示す図である。 1・・・基板C9ji板〉、2・・・単一モード光導波
路、4・・・波長選択素子(干渉膜フィルタ)、5・・
・多モード光導波路。 出願人 日本゛電信電話株式会社 第1図 第7図 A氏辰祈キ層厚、1(胚m] A文言ずれ−t、X吠U酌 第10図
図は本発明による導波形光合分波器の原理図、第3図は
本発明の一実施例を示す斜視図、第4図は本発明の別の
実施例を示す図であって、分岐部接合部に低屈折率層を
付与した場合の実施例を示す斜視図、第5図は低屈折率
層厚と損失の関係を示す図、第6図は本発明の別の実施
例を示す図であって、多モード光導波路端面を直角に研
磨した場合の実施例を示す斜視図、第7図は本発明の別
の実施例を示す図であって、個別光導波路で構成した場
合の実施例を示す斜視図、第8図、第9図はいずれも従
来の導波形光合分波器を示す斜視図、第10図は従来の
導波形光合分波器の原理図、第11図は干渉膜フィルタ
反射面の位置ずれ量と損失との関係を示す図である。 1・・・基板C9ji板〉、2・・・単一モード光導波
路、4・・・波長選択素子(干渉膜フィルタ)、5・・
・多モード光導波路。 出願人 日本゛電信電話株式会社 第1図 第7図 A氏辰祈キ層厚、1(胚m] A文言ずれ−t、X吠U酌 第10図
Claims (1)
- 波長選択素子及び基板上に形成された光導波路を基本構
成要素とする光合分波回路において、波長選択素子を介
して反射結合する光導波路の一方の光導波路が単一モー
ド光導波路であり、他の光導波路が単一モード光導波路
の幅より広い多モード光導波路であることを特徴とする
導波形光合分波器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17704786A JPS6333707A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 導波形光合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17704786A JPS6333707A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 導波形光合分波器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6333707A true JPS6333707A (ja) | 1988-02-13 |
Family
ID=16024207
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17704786A Pending JPS6333707A (ja) | 1986-07-28 | 1986-07-28 | 導波形光合分波器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6333707A (ja) |
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- 1986-07-28 JP JP17704786A patent/JPS6333707A/ja active Pending
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