JP3933062B2 - Wavelength division duplexer - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低密度波長多重光伝送用分波器(CWDM)に係り、特に回折格子を用いた波長多重分波器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年の情報化社会の発展に伴い、大容量の通信が進み、伝送媒体も電気信号から光信号へと移り、さらに光の波長多重技術を使った通信方式が使われ始めている。特に、幹線系では高密度波長多重方式(DWDM、Dense Wave Division Multiplexing)で、テラビット級の高速ネットワークが実用化されつつある。この通信システムは、温度制御された波長可変レーザを光源とし、複数の波長を束ねるための光合波器によって1本ケーブル中に数十本の波長多重化された光を伝送する。伝送された先では、多重化された光を光分波器に通し、元の1波ずつの光に分離した後、光−電気変換することで信号を得る。しかしながら、レーザの温度による発振波長ずれを小さくするために、精密な温度コントロールが必要であり、高コストのシステムとなる。
【0003】
一方、アクセス系やLAN系などの幹線系よりも川下では波長多重密度のより小さい低密度波長多重光通信(CWDM、Coarse Wave Division Multiplexing)が検討されている。このシステムは、光源の温度変動による波長ずれに対応した光デバイスを構成要素としており、安定化のための温度調節が不要であり、低コストでネットワークを構築可能である。低密度波長多重光通信では、一般に波長間隔は約20nm、光源の波長ずれ幅は約5nmが要求され、分波器はこの波長ずれに対応する必要がある。さらに、幹線系よりも川下で使用されることから、幹線系で主流のSM(シングルモード)光ファイバ以外にMM(マルチモード)光ファイバへの対応も必要である。そのために、DWDMシステムで主に使用されている位相差を用いたAWG(Arrayed Waveguide Grating)等の分波器は使用できない。
【0004】
低密度多重光通信に対応した分波器としては、フィルタを用いる方法が提案されているが、波長数と同じ、または、波長数より1つ少ない種類の高価な多層膜フィルタが必要であり、実装コスト、製造コストとも高価になる問題がある。
【0005】
それに対して、回折格子を用いた分波器は、1つの回折格子で数波長の分波が可能であり、多層膜フィルタ方式に比べて低コストである。回折格子は、その表面に細かな溝が数千〜数万本形成されており、回折光が互いに干渉することで、ある特定の波長を特定の方向へ出射することが可能となる。また、回折格子として作製されたマスターを用いて、転写技術によりレプリカ形成も可能となるため、このシステムは大量生産に適している。
【0006】
図6に従来の分波器の構成例を示す(特許文献1)。
【0007】
図6に示す分波器は、回折格子4、レンズ3,6、導波路アレー2より構成されている。光ファイバアレイ(光入射部)1に入射された信号光は、レンズ3,6により平行光とされ回折格子4に入射される。すると、回折格子4により光信号はその波長に応じた方向に回折される。回折光は、その後、レンズ3,6に再び入射され、それぞれの波長の光路に応じて配置された受光器(図示せず)へと導かれるようになっている。
【0008】
入射部に入射され、さらに回折格子4に入射する光は、角度分散を持ち広がって回折格子4に入射するため、回折格子4上でのスポット径が大きくなり、回折光も広がり、受光器に入射する光量が減少し、分波器の挿入損失が増加する。
【0009】
この光の広がりを抑え、分波器の挿入損失を減少させるために、レンズ3,6を用い平行光にすることが必要となる。
【0010】
この従来例には、レンズ3,6の組合せとして、ルネブルグレンズ、ジオデシックレンズ、または2次元レンズの中から選ばれるひとつと断面半円形状の円筒レンズ6との組み合わせにより平行光を得ていることが開示されている。
【0011】
【特許文献1】
特開平09−043440号公報
【特許文献2】
特開2000−171660号公報
【特許文献3】
特開2000−284141号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、2種類の異なるレンズを組み合わせて用いることで高コストとなってしまうという問題がある。
【0013】
また、他の従来の技術として開示されているものとしては、1個の球面レンズを使用し平行光としているものがある(特許文献2、特許文献3)。
【0014】
しかし、球面レンズを使用する場合、回折格子での損失を小さくすると厚み方向のサイズが大きくなる問題があり、さらに、組立て時にレンズと回折格子、または、光ファイバ等の光学部品とのトレーランスが小さく、さらに球面状の部品と平面状の部品とを光軸を適合させて配置することは容易ではないという問題があった。
【0015】
また、これらのシステムでは、光源の温度変動による波長ずれに対応した温度補正機構が無いため、上記の低密度波長多重光通信の要求仕様を満足することが期待できず、実際にこれらを低密度多重光通信に対応させて使用することは困難である。
【0016】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、単純な構成を持ち安価で、組み立ての際に高精度な調芯が不要でトレーランスが大きく、信号光の波長が変化した場合でも、正確に信号光を分波することが可能な波長多重分波器を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係わる波長多重分波器は、光入射部と、前記光入射部に入射された波長多重信号光を回折させ、波長ごとに前記波長多重信号光を分波させる回折格子と、前記回折格子により分波された信号光を導波させる導波路とを有する波長多重分波器において、前記回折格子は分波される信号光の前記回折格子の刻線方向と直交する方向の広がり角を低減させる広がり角低減手段を備え、該広がり角低減手段は、前記回折格子の格子ピッチを連続的に変化させたチャープ状とした構成であり、前記回折格子と前記光入射部との間に前記波長多重信号光を刻線方向のみ平行光とするシリンドリカルレンズが配置され、前記回折格子と前記導波路との間に前記回折格子により分波された信号光を刻線方向のみ集光するシリンドリカルレンズが配置され、前記導波路は、前記回折格子により分波されシリンドリカルレンズで集光された信号光の伝播方向に向かって導波路幅が減少するテーパ型導波路であることを特徴とする。
【0018】
また、本発明の分波器は、光入射部と、前記光入射部に入射された波長多重信号光を回折させ、波長ごとに前記波長多重信号光を分波させる回折格子と、前記回折格子により分波された信号光を導波させる導波路とを有する波長多重分波器において、前記回折格子は分波される信号光の前記回折格子の刻線方向と直交する方向の広がり角を低減させる広がり角低減手段を備え、該広がり角低減手段は、前記回折格子の形状を円弧状とした構成であり、前記回折格子と前記光入射部との間に前記波長多重信号光を刻線方向のみ平行光とするシリンドリカルレンズが配置され、前記回折格子と前記導波路との間に前記回折格子により分波された信号光を刻線方向のみ集光するシリンドリカルレンズが配置され、前記導波路は、前記回折格子により分波されシリンドリカルレンズで集光された信号光の伝播方向に向かって導波路幅が減少するテーパ型導波路であることを特徴とする。
【0019】
本発明では、回折格子の刻線方向と直交する方向についての広がり角低減手段として、格子ピッチが連続的に変化するチャープ状、または形状が円弧状の回折格子を用いることで、回折格子の刻線方向と直交する方向についての信号光の広がり角の低減はこれらの回折格子で行えるため、集光に球レンズを用いる必要がない。レンズには回折格子の刻線方向の絞りを行うシリンドリカルレンズだけを用いればよく、これにより分波器の厚さ方向のサイズを小さくすることが可能となる。また、本発明では、前記回折格子により分波された信号光の伝播方向に向かって断面積が減少するテーパ型導波路を用いるものである。光源の温度変化等に起因する波長ずれにより、回折格子上で回折後の焦点の位置ずれが生ずる。この位置ずれを補正し、信号光を受光器に向かって絞り込むには、断面積が減少するテーパ型導波路が有効である。本発明におけるテーパ型導波路は平面状の光導波路であり、棒状のシリンドリカルレンズとの位置合わせが球レンズに比べて容易であることも利点である。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【0021】
図2のチャープ型回折格子(広がり角低減手段)を用いた実施の形態を図1(a)、図1(b)に、図5の円弧状回折格子(広がり角低減手段)を用いた実施の形態を図4(a)、図4(b)に示す。
【0022】
これら実施の形態では、光入射部11、シリンドリカルレンズ12、テーパ型導波路14,54、受光器15より構成されている。
【0023】
光入射部11へ入射した信号光は、シリンドリカルレンズ12により1軸(刻線方向:Y方向)で平行光43にされ(図3)、回折格子13,53に入射する。回折格子13,53により信号光のそれぞれの波長に応じた方向に回折される。回折された信号光は、シリンドリカルレンズ12に入射し、テーパ型導波路14,54の、シリンドリカルレンズ12側の入射端面61に集光される。さらに、回折された信号光は、後述するようにそれぞれの波長の集光位置を考慮して配置されたテーパ型導波路14,54に入射した後に、波長ごとにそれぞれのポートへ絞り込まれ受光器15へと取り込まれる。
【0024】
広がり角低減手段として、回折格子の格子ピッチが連続的に変化するチャープ状の回折格子13(図2)、または円弧状の形状をもつ回折格子53(図5)を用いた場合、刻線方向と直交する方向(zx方向)についての集光を行うレンズを必要とせず、1軸方向に平行光とするシリンドリカルレンズ12のみを用いれば良い。この場合、レンズの種類及び数を減少させ、また球レンズを用いた場合に比べて分波器の組み立て時の光の調芯を容易にすることが可能となる。また、これらの回折格子13,53は、ともに量産方法として適した転写技術や射出成型による作製が可能であり、量産性に適している。
【0025】
回折格子13,53では、入射波長がずれれば回折される方向が変化し、出射位置が移動する。この出射位置のずれを補正し、受光器15へ信号光を絞り込むには、テーパ型導波路14,54を用いることが適している。また、テーパ型導波路14,54の入射端面を波長ずれの範囲以上に広くつくることにより、波長多重分波器の実装の際にトレーランスを大きくとることができ、容易に実装が可能となる。
【0026】
すなわち、テーパ型導波路14,54を用いると、図1(b)及び図4(b)に示すように、波長ずれがない場合の波長18,58はもとより、光源の波長がずれた場合の波長19,59であっても、クロストークを生じることなく同一の受光器15へ導くことができる。
【0027】
このテーパ導波路14,54の長さ、テーパ部の角度等の形状については、テーパ部分での損失が最小となるように最適化することができる。
【0028】
さらに、テーパ型導波路14,54は、安価であるポリマ材料を用い、例えばフォトリソグラフィーなどのような作製プロセスが安価な方法を用いて作製することができる。さらにまた、テーパ型導波路14,54は平面状であり、しかも棒状のシリンドリカルレンズ12は球面レンズ等に比べて固定する際の位置合わせ箇所が少ないため、これらの位置合わせを容易にするという利点もある。
【0029】
また、テーパ型導波路14,54は出射端面62に近づくにつれて導波路幅が狭くつくられているため、それに伴って光信号の全反射角度が小さくなる。このため、出射端面に近づくにつれ放射モードで漏れる光量が増えていき、損失が大きくなる場合がある。これを防止するためには、導波路内での光の閉じ込めを強くする必要があり、テーパ型導波路14,54にクラッド層は設けず、屈折率の小さな空気層をクラッド層の代わりとすることも可能である。さらに、テーパ型導波路14,54の端面に反射防止膜を施すなどして、反射による損失増加を防止することも可能である。
【0030】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0031】
(実施例1)
図1に本実施例の全体構成を示す。
【0032】
本実施例で使用される回折格子13の詳細を図2に示す。図2(a)は回折格子13の上面を示したものであり、(b)はその前面を示したものである。
【0033】
本実施例では、光入射部としてコア径62.5μmのMM光ファイバ11、回折格子として幅が11mm、格子ピッチ63が1.0〜4.0μmまで変化しそれに伴いブレーズ角が10〜50°変化するチャープ型回折格子13(図2)、回折格子の刻線65の方向についての広がり角低減手段として、焦点距離がレンズ端面0.4mmのシリンドリカルレンズ12、入射する波長ずれ補正手段として、長さ8mm、コア径60μmで、受光器に向かって細くなり、ポリマを材料とするテーパ型光導波路14、光受光部としてピッチ250μm、入射径70μmの受光器アレイ15を用いて、低密度多重光通信の要求仕様:1300nm帯で4波(中心波長1275.7nm、1300.2nm、1324.7nm、1349.2nm)、波長間隔24.5nm、波長ずれ±5.7nmに対応した波長多重分波器を作製した。
【0034】
平面チャープ型の回折格子13を用いた場合、出射光のそれぞれの集光位置は光線方向に対して垂直には並ばず、長波長集光位置16及び短波長集光位置17に示すように光線方向に対して斜めに傾く。そこで、この傾きに対応するため、図1(b)に示すような入射位置64が斜めに傾いたテーパ型導波路14を用いた。
【0035】
このテーパ導波路14の長さ、テーパ部の角度等の形状は、テーパ部分での損失が最小となるように最適化されている。
【0036】
なお、シリンドリカルレンズ12の焦点位置はテーパ型導波路への入射端面61とし、回折格子13の焦点位置とテーパ型導波路14の入射位置64とが重なるように配置した。
【0037】
波長多重分波器の作製は、ほとんどがパッシブ実装可能であり、球レンズを用いた場合に比べて低コストで作製が可能である。
【0038】
実装した波長多重分波器の特性は、1270〜1281.4nm、1294.5〜1305.9nm、1319.0〜1330.4nm、1343.5〜1354.9nmの波長範囲で損失3dB以下を達成し、透過波長帯でフラットな損失特性を達成した。
【0039】
(実施例2)
図4に本実施例の全体構成を示す。
【0040】
本実施例で使用される回折格子53の詳細を図5に示す。
【0041】
図5(a)は回折格子53の上面を示したものであり、図5(b)はその前面を示したものである。
【0042】
本実施例では、光入射部としてコア径62.5μmのMM光ファイバ11、格子ピッチ63が3.0μm、ブレーズ角が連続的に変化し円弧の曲率半径が12mmの円弧状回折格子53、回折格子の刻線65の方向についての広がり角低減手段として、1軸の焦点距離がレンズ端面0.4mmのシリンドリカルレンズ12、入射する波長ずれ補正方法として長さ8mm、コア径60μmで、受光器に向かって細くなるポリマテーパ型光導波路54、光受光部としてピッチ250μm、入射径70μmの受光器アレイ15を用いて、低密度多重光通信の要求仕様:1300nm帯で4波(中心波長1275.7nm、1300.2nm、1324.7nm、1349.2nm)、波長間隔24.5nm、波長ずれ±5.7nmに対応した波長多重分波器を作製した。
【0043】
曲面回折格子53を用いた場合、ローランド円の頂点付近を出射位置にすることにより、集光位置は、実施例1と異なり、長波長集光位置56と短波長集光位置57に示すように光線方向に対して垂直であり、したがって、図4に示すように、光線方向と垂直な入射端面61を有し、入射位置64が入射端面61に平行なテーパ光導波路54を用いた。
【0044】
このテーパ導波路54の長さ、テーパ部の角度等の形状は、テーパ部分での損失が最小となるように最適化されている。
【0045】
分波器の作製は、ほとんどがパッシブ実装可能であり、球レンズを用いた場合に比べて低コストで作製が可能である。
【0046】
実装した分波器の特性は、1270〜1281.4nm、1294.5〜1305.9nm、1319.0〜1330.4nm、1343.5〜1354.9nmの波長範囲で損失3dB以下を達成し、透過波長帯でフラットな損失特性を達成した。
【0047】
なお、実施例1又は2で用いる光入射部はMM光ファイバに限らず、SM光ファイバ、光導波路、その他レンズ系を介した入射部でも良い。
【0048】
また、使用する波長帯は、回折格子の格子ピッチやブレーズ角の設計、テーパ型導波路の形状設計を変更することにより、1500nm帯、850nm帯でも使用可能である。
【0049】
本発明の波長多重分波器は、例えば、10Gイーサネット規格であるLX4等、SM、MM双方に対応した分波器や光トランシーバに適用可能である。さらには、1270〜1610nm帯で2波長間隔20nmのITU−T649.2に準拠した光分波器や光トランシーバにも適用可能である。
【0050】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、単純な構成を持ち安価で、組み立ての際に高精度な調芯が不要でトレーランスが大きく、信号光の波長が変化した場合でも、正確に信号光を分波することが可能な波長多重分波器を提供することができるという優れた効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図2】図1におけるチャープ型回折格子の詳細を示す図である。
【図3】図1、図4におけるシリンドリカルレンズの光学系を示す図である。
【図4】本発明の他の実施の形態を示す図である。
【図5】図4における円弧状回折格子の詳細を示す図である。
【図6】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1 ファイバアレイ
2 導波路アレイ
3 レンズ
4 回折格子
5 レンズ固定用ブロック
6 円筒レンズ
11 光ファイバ(光入射部)
12 シリンドリカルレンズ
13 回折格子
14 テーパ型導波路
15 受光器アレイ(受光器)
16 長波長集光位置
17 短波長集光位置
18 光源の波長ずれのない分波波長光
19 光源の波長ずれのある分波波長光
43 平行光
53 回折格子
54 テーパ型導波路
56 長波長集光位置
57 短波長集光位置
58 光源の波長ずれのない分波波長光
59 光源の波長ずれのある分波波長光
61 入射端面
62 出射端面
63 格子ピッチ
64 入射位置
65 刻線[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a demultiplexer for low-density wavelength division multiplexing optical transmission (CWDM), and more particularly to a wavelength division demultiplexer using a diffraction grating.
[0002]
[Prior art]
With the development of the information society in recent years, large-capacity communication has progressed, the transmission medium has also shifted from electrical signals to optical signals, and communication systems using optical wavelength multiplexing technology have begun to be used. In particular, in the trunk line system, a terabit-class high-speed network is being put into practical use by high-density wavelength division multiplexing (DWDM). This communication system uses a temperature-controlled wavelength tunable laser as a light source, and transmits several tens of wavelength-multiplexed lights in one cable by an optical multiplexer for bundling a plurality of wavelengths. At the destination of transmission, the multiplexed light is passed through an optical demultiplexer and separated into the original one-wave light, and then a signal is obtained by photoelectric conversion. However, in order to reduce the oscillation wavelength shift due to the temperature of the laser, precise temperature control is required, resulting in an expensive system.
[0003]
On the other hand, low-density wavelength division multiplexing (CWDM, Coarse Wave Division Multiplexing), which has a lower wavelength multiplexing density, is being studied downstream of trunk systems such as access systems and LAN systems. This system uses an optical device corresponding to a wavelength shift due to a temperature variation of a light source as a constituent element, does not require temperature adjustment for stabilization, and can construct a network at a low cost. In low-density wavelength division multiplexing optical communication, generally, the wavelength interval is required to be about 20 nm, and the wavelength shift width of the light source is required to be about 5 nm, and the duplexer needs to cope with this wavelength shift. Furthermore, since it is used downstream rather than the trunk line system, it is necessary to cope with an MM (multi-mode) optical fiber in addition to the mainstream SM (single mode) optical fiber. Therefore, a duplexer such as an AWG (Arrayed Waveguide Grating) using a phase difference mainly used in the DWDM system cannot be used.
[0004]
A method using a filter has been proposed as a duplexer corresponding to low-density multiplexed optical communication, but an expensive multilayer filter of the same number as the number of wavelengths or one less than the number of wavelengths is required, There is a problem that both the mounting cost and the manufacturing cost become expensive.
[0005]
On the other hand, a duplexer using a diffraction grating can demultiplex several wavelengths with a single diffraction grating, and is less expensive than a multilayer filter system. Thousands to tens of thousands of fine grooves are formed on the surface of the diffraction grating, and diffracted light interferes with each other, so that a specific wavelength can be emitted in a specific direction. Further, since a replica can be formed by a transfer technique using a master manufactured as a diffraction grating, this system is suitable for mass production.
[0006]
FIG. 6 shows a configuration example of a conventional duplexer (Patent Document 1).
[0007]
The duplexer shown in FIG. 6 includes a diffraction grating 4,
[0008]
The light that is incident on the incident portion and further incident on the diffraction grating 4 is spread with angular dispersion and enters the diffraction grating 4, so that the spot diameter on the diffraction grating 4 is increased, and the diffracted light is also spread. The amount of incident light is reduced, and the insertion loss of the duplexer is increased.
[0009]
In order to suppress the spread of the light and reduce the insertion loss of the duplexer, it is necessary to use the
[0010]
In this conventional example, as a combination of
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 09-043440 [Patent Document 2]
JP 2000-171660 A [Patent Document 3]
JP 2000-284141 A [0012]
[Problems to be solved by the invention]
However, there is a problem that the use of a combination of two different lenses increases the cost.
[0013]
Moreover, as what is disclosed as another conventional technique, there is one in which a single spherical lens is used as parallel light (Patent Documents 2 and 3).
[0014]
However, when a spherical lens is used, there is a problem that the size in the thickness direction increases when the loss in the diffraction grating is reduced. Further, there is a tolerance between the lens and the diffraction grating or an optical component such as an optical fiber during assembly. In addition, there is a problem that it is not easy to arrange a small spherical part and a planar part with the optical axis matched.
[0015]
In addition, since these systems do not have a temperature correction mechanism that can cope with wavelength shifts due to temperature fluctuations of the light source, it cannot be expected to satisfy the above-mentioned required specifications for low-density wavelength multiplexing optical communication. It is difficult to use in correspondence with multiplexed optical communication.
[0016]
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, have a simple structure and is inexpensive, does not require high-precision alignment during assembly, has a large tolerance, and the wavelength of the signal light has changed. Even in such a case, it is an object to provide a wavelength multiplexing demultiplexer capable of accurately demultiplexing signal light.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a wavelength multiplexing demultiplexer according to the present invention diffracts a wavelength division multiplexed signal light incident on a light incident portion and the light incident portion, and divides the wavelength multiplexed signal light for each wavelength. In a wavelength multiplexing demultiplexer having a diffraction grating to be waved and a waveguide to guide the signal light demultiplexed by the diffraction grating, the diffraction grating is a direction of engraving of the diffraction grating of the signal light to be demultiplexed A divergence angle reducing means for reducing a divergence angle in a direction orthogonal to the divergence angle, the divergence angle reduction means having a chirp shape in which the grating pitch of the diffraction grating is continuously changed, and the diffraction grating and the A cylindrical lens that makes the wavelength-multiplexed signal light parallel to only the engraving direction is disposed between the light incident portion and the signal light separated by the diffraction grating is engraved between the diffraction grating and the waveguide. Condensed light only in the line direction Command helical lens is disposed, said waveguide, and wherein said diffraction grating by demultiplexed waveguide width toward the direction of propagation of the condensed signal light by the cylindrical lens is a tapered waveguide to reduce To do.
[0018]
The duplexer of the present invention includes a light incident part, a diffraction grating that diffracts the wavelength multiplexed signal light incident on the light incident part, and demultiplexes the wavelength multiplexed signal light for each wavelength, and the diffraction grating In the wavelength multiplexing demultiplexer having a waveguide for guiding the signal light demultiplexed by the diffraction grating, the diffraction grating reduces a spread angle of the demultiplexed signal light in a direction perpendicular to the engraving direction of the diffraction grating. The divergence angle reducing means is configured such that the shape of the diffraction grating is an arc, and the wavelength-multiplexed signal light is engraved between the diffraction grating and the light incident portion in the direction of engraving. A cylindrical lens that is only parallel light is disposed, and a cylindrical lens that condenses the signal light demultiplexed by the diffraction grating only in the engraving direction is disposed between the diffraction grating and the waveguide. By the diffraction grating Wherein the waveguide width toward the direction of propagation of the condensed signal light waves by the cylindrical lens is a tapered waveguide decreases.
[0019]
In the present invention, as a means for reducing the divergence angle in the direction perpendicular to the engraving direction of the diffraction grating, a diffraction grating having a continuously changing grating pitch or a circular arc-shaped diffraction grating is used. Since the diffraction angle of the signal light in the direction orthogonal to the line direction can be reduced by these diffraction gratings, it is not necessary to use a spherical lens for condensing. It is sufficient to use only a cylindrical lens that performs the diaphragm in the direction of the engraving line of the diffraction grating, and this makes it possible to reduce the size of the duplexer in the thickness direction. In the present invention, the cross-sectional area toward the direction of propagation of the by the diffraction grating demultiplexed signal light is shall use the tapered waveguide to decrease. Due to a wavelength shift caused by a temperature change of the light source, a position shift of the focal point after diffraction occurs on the diffraction grating. In order to correct this misalignment and narrow the signal light toward the light receiver, a tapered waveguide with a reduced cross-sectional area is effective. The tapered waveguide in the present invention is a planar optical waveguide, and it is also advantageous in that the alignment with the rod-shaped cylindrical lens is easier than the spherical lens.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0021]
An embodiment using the chirped diffraction grating (spreading angle reducing means) of FIG. 2 is shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), and the embodiment using the arc-shaped diffraction grating (spreading angle reducing means) of FIG. FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) show the form.
[0022]
In these embodiments, the
[0023]
The signal light incident on the
[0024]
When the chirped diffraction grating 13 (FIG. 2) in which the grating pitch of the diffraction grating continuously changes or the diffraction grating 53 (FIG. 5) having an arc shape is used as the divergence angle reducing means, the direction of the marking line It is sufficient to use only the
[0025]
In the
[0026]
That is, when the tapered
[0027]
The shape of the tapered
[0028]
Further, the tapered
[0029]
Further, since the waveguide widths of the tapered
[0030]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0031]
Example 1
FIG. 1 shows the overall configuration of this embodiment.
[0032]
Details of the
[0033]
In this embodiment, the MM
[0034]
When the plane chirped
[0035]
The shape of the tapered
[0036]
The focal position of the
[0037]
Most of the wavelength division multiplexers can be passively mounted, and can be manufactured at a lower cost than when a spherical lens is used.
[0038]
The characteristics of the mounted wavelength demultiplexer achieved a loss of 3 dB or less in the wavelength range of 1270 to 1281.4 nm, 1294.5 to 1305.9 nm, 1319.0 to 1330.4 nm, and 1343.5 to 1354.9 nm. Achieved flat loss characteristics in the transmission wavelength band.
[0039]
(Example 2)
FIG. 4 shows the overall configuration of this embodiment.
[0040]
Details of the
[0041]
5A shows the upper surface of the
[0042]
In this embodiment, the MM
[0043]
When the
[0044]
The shape of the
[0045]
Most of the duplexers can be passively mounted, and can be manufactured at a lower cost than the case of using a spherical lens.
[0046]
The characteristics of the mounted duplexer achieved a loss of 3 dB or less in the wavelength range of 1270 to 1281.4 nm, 1294.5 to 1305.9 nm, 1319.0 to 1330.4 nm, and 1343.5 to 1354.9 nm, and transmitted. Flat loss characteristics were achieved in the wavelength band.
[0047]
In addition, the light incident part used in Example 1 or 2 is not limited to the MM optical fiber, but may be an SM optical fiber, an optical waveguide, or other incident part via a lens system.
[0048]
The wavelength band to be used can be used in the 1500 nm band and the 850 nm band by changing the design of the grating pitch and blaze angle of the diffraction grating and the shape design of the tapered waveguide.
[0049]
The wavelength multiplexing demultiplexer of the present invention can be applied to, for example, a demultiplexer and an optical transceiver compatible with both SM and MM, such as 10G Ethernet standard LX4. Furthermore, the present invention can also be applied to an optical demultiplexer or an optical transceiver conforming to ITU-T649.2 with a wavelength interval of 1270 to 1610 nm and an interval of two wavelengths of 20 nm.
[0050]
【The invention's effect】
In short, according to the present invention, the signal light is accurately demultiplexed even when the wavelength of the signal light is changed even if the wavelength of the signal light is changed because the simple structure is inexpensive and high-precision alignment is not required at the time of assembly and the tolerance is large. Thus, it is possible to provide an excellent effect that it is possible to provide a wavelength division multiplexer that can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing details of the chirped diffraction grating in FIG.
3 is a diagram showing an optical system of a cylindrical lens in FIGS. 1 and 4. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing details of an arc-shaped diffraction grating in FIG. 4; FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
12
16 Long wavelength condensing position 17 Short
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