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JPS60257411A - 光合分波器 - Google Patents

光合分波器

Info

Publication number
JPS60257411A
JPS60257411A JP11314884A JP11314884A JPS60257411A JP S60257411 A JPS60257411 A JP S60257411A JP 11314884 A JP11314884 A JP 11314884A JP 11314884 A JP11314884 A JP 11314884A JP S60257411 A JPS60257411 A JP S60257411A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffraction grating
slab waveguide
fiber
face
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11314884A
Other languages
English (en)
Inventor
Norio Nishi
功雄 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP11314884A priority Critical patent/JPS60257411A/ja
Publication of JPS60257411A publication Critical patent/JPS60257411A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light 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
    • G02B6/12007Light 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
    • GPHYSICS
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    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293Optical 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
    • G02B6/29304Optical 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 operating by diffraction, e.g. grating
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は広帯域であって構造が簡単な回折格子形光合分
波器に関するものである。
〔発明の背景〕
波長多重光ファイバ伝送システムに用いる光合分波器と
しては、従来、干渉膜形合分波器と角度分散形合分波器
とが提案されている。角度分散形合分波器は1個の角度
分散素子で多波長の分波が可能であり、使用波長数が多
い場合には干渉膜形合分波器に較べて構造が簡単になる
という利点を有している。この特長を十分活用するため
第2図に示したように、スラブ導波路と凹面回折格子と
を組合せてレンズ系を省略した構造も開発されている。
第2図において基板1、コア層2、クラッド層3を積層
し、上記コア層2の屈折率を基板1およびクレット層3
の屈折率よりも大きくしスラブ導波路を形成している。
なお、4は入力ファイバ、5は出力ファイバ、6は四面
回折格子であ−る。
回折格子6の逆線分散をγ、入力ファイバ4のコア径を
Dl、出力ファイバ5のコア径をり。、出力ファイバ5
8〜5dのコア中心間隔をCとすれば、通過波長帯域幅
Δλおよび通過波長中心間隔λ。
は次式で与えられる。
Δλ=γ(Do−Di) (1) λ。=γ・C(2) ところで最小コア中心間隔は出射ファイバ58〜5dが
隣接したときのフラッド径Dcに等しl、Thから比帯
域Δλ/λ0は次式のようになる。
例えばD(=]25/7mφ、DH=50ノ濯φ、D0
=507mφの場合はΔλ、Δλ/λ。とも零になる。
したがって通常はり。>Diの条件が必要となる。しか
しDoをDCに近づければ分離度が劣化するため、十分
な分離度を得るにはつぎの条件が必要になる。
・l’ (oc−o、)≧o、 (4−)D、、:12
5//IIIφ、DH=:507zn+φの場合、Do
≦75//mφとなりこのときΔλ/λ0二0.2が最
大の比帯域となり、広い通過波長帯域を得るのが困難で
あるという欠点を有していた。
〔発明の目的〕
本発明は複数の回折格子と複数の平面反射器とをスラブ
導波路基板に設けることによって、出射ファイバ端面上
に色収差がない入射ファイバ像を結像させ、広帯域の回
折格子形光合分波器を得ることを目的とする。
〔発明の概要〕
」二記の目的を達成するため、本発明による光合分波器
1j:、基板上に形成したスラブ導波路と、該スラブ導
波路の端面に設けた複数の回折格子と入力ファイバおよ
び複数の出力ファイバを有す光合分波器において、上記
スラブ導波路の他の端面に複数の平面反射器を設け、上
記入力ファイバからの入射光をスラブ導波路を経て導く
第1の回折格子のロー・ランド円上に、入力ファイバ端
面と上記複数の平面反射器とを配し、該平面反射器から
の反射光を導く各回折格子のローラン1へ円上、対応す
る平面反射器と出力ファイバの端面とをそれぞれ配設し
たことにより、広帯域の光合分波器を得るようにしたも
のである。
〔発明の実施例〕
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第1図は本発明による光合分波器の一実施例を示す斜視
図である、第1図において基板7」二にコア層8、クラ
ッド層9を積層し、コア層8の屈折率を基板7およびク
ラッド層9の屈折率よりも大きくしスラブ導波路を形成
している。」二記スラブ導波路はカラス基板7の」二に
公知の電界イオン拡散法を用いて形成し、コア層8の厚
さを50μm、比屈折率差を1%として入力ファイバ1
0および出力ファイバ11のコア径および比屈折率差に
等しい値を得ているが、本発明はこの実施例に限定され
るものではなく、CV D rii、スパッタリング法
、電子ビーム蒸着法等の公知技術を適用することができ
る。入力ファイバ10および出力ファイバ11にはコア
径50μm、外形]25IjrnのGI形ファイバを用
い、クラッド層9、コア層8、基板7の一部を反応性イ
オンエツチング技術で加工して設けたファイバ設置溝1
2に上記ファイバを挿入し、ファイバ設id溝12の端
部に露出したコア層8の端面と入力及び出カフ7″イバ
10.11のコア端面とを結合している。
凹面回折格子13および平面反射器14は」二記ファイ
バ設置溝]2と同様に、クラッド層9、コア層8、基板
7からなる積層の一部を反応性イオンエツチング技術で
加工して四部を設け 該凹部の側壁に露出しカーコア層
8の端面にAD、を蒸着して形成している。本実施例に
おいては凹面回折格子]、3a、13b、13cは同一
格子定数にしである。入力ファイバ10の入射端面と平
面反射器14a、14bは凹面回折格子13aのローラ
ンド円上に配置しである。
同様に平面反射器14aと出力ファイバllbは凹面回
折格子13bのローランド円上に配置し、平面反射器1
4bと出力ファイバ1.1cとは凹面回折格子13cの
ローランド円上に配置しである。なお」二記平面反射器
14a、1.4bは回折光の集光位置近傍の各通過波長
帯域にわたる入力ファイバ実像より犬きな反射面を有し
ている。
本発明の動作原理についてつぎに説明する。入力ファイ
バ]0から入射した入射光は上記のスラブ導波路内を拡
散光として伝搬し、凹面回折格子1.3aに導かれて回
折光となる。これらの回折光のうち波長範囲がλ1〜2
.2の回折光は平面反射器1.4aの反射面内に収束し
て反射し、スラブ導波路内を拡散光として伝搬し凹面回
折格子13bに導かれる。」二記凹面回折格子13bで
再び回折した光は再度スラブ導波路内を伝搬して出力フ
ァイバ]、1bに収束する。また」二記凹面回折格子1
3aの回折光のうち波長範囲がλ3〜2.4の光は、ス
ラブ導波路内を伝搬して平面反射器]、4bの反射面内
に収束して反射し、凹面回折格子]、3cで再度回折し
て出力ファイバ]、1.cに収束する。
入力ファイバ10から凹面回折格子1.3aの法線に対
してαの角度で入射した光が回折して角度βで出射し、
平面反射器14aに達するときには次の関係式が近似的
に成立する。
d (sj−n a□+sinβ1)二mλ。 (5)
ここでdば格子定数、λ。は通過帯域中心波長、mは回
折次数であり本実施例ではm=1に選んである。平面反
射器の法線に対しそ角度Oで入射した回折光は平面反射
器の法線に対して角度−〇で反射し、凹面回折格子13
bの法線に対して角度α2で入射して再回折光となり角
度β2で出射して出力ファイバllbに至る。上記再回
折光に対しても(1)式と同様につぎの関係が成立する
d (sin a2+sjnβ2 )= mλo(6)
ここで02−α1となるように平面反射器1.4aの法
線方向を設定すれば、(1)、(2)よりβ、=βユと
なる。波長がλ。十δλに変化した場合、凹面回折格子
13aの回折光出射角度はδβ、たけ増加する。
ス プ これに伴って平面反射器の入射角θ、反射角−〇は、−
δβ1、十δβ1だけ変化するため、凹面回折格子13
bの入射角はδβ1だけ増加する。このとき凹面回折格
子13bによる再回゛折光の出射角変化δβ2は(])
(2)(3)式より次式で与えられる。
1α1)≦10°、1β、1≦10°に選べばδβ2≦
0.02δβ、となるため、1個の回折格子に較べて逆
線分数γは50倍以」−となり第1式の定義による通過
波長帯域幅は極めて大きくなるが、実効的な通過波長帯
域幅Δλ、通過波長中心間隔λ。は平面反射器1.4a
の反射面幅Wと平面反射器14a、14bの中心間隔S
および凹面回折格子13aの逆線分数によって次式で近
似的に与えられる。
△λ#−(W−Di) (9) λC斗−8(] 0) ここでRは凹面回折格子1.3aの曲率半径、Dlは入
力ファイバー0のコア径である。また(9)、(10)
は1α1≦10°、Iβ1≦10°、11111≦10
°の制限下での近似式である。十分な分離度を得るには
(S−W)≧D1の条件が必要であるから、最大比帯域
は次式で与えられる。
本実施例ではD H= 507/In、W = 200
71m、 S = 250Itm 、 d == 57
1m 、 R:= ]、OmmとしているのでΔλ=7
5nm、Δλ/λ。=0.6となり、従来技術に較べて
極めて広イ(シ域、高比帯域の分波器が達成できた。
〔発明の効果〕
上記にように本発明による光合分波器は、基板上に形成
したスラブ導波路と、該スラブ導波路の端面に設けた複
数の回折格子と人力ファイバおよび複数の出力ファイバ
を有する光合分波器において、」二記スラブ導波路の他
の端面に複数の甲面反射器を設け、上記入力ファイバか
らの入射光をスラブ導波路を経て導く第」の回折格子の
ローラン1−円」二に入力ファイバ端面と」−2複数の
平面反射器を配シフ、該平面反射器からの反射光を導く
各回折格子のローランド円上に、対応する平面反射器と
出力−7アイバの端面とをそれぞれ配設したことにより
、レンズ系を用いることなく、入力ファイバから入射し
た光は再度回折格子を経て出力ファイハに導かれるため
、出力ファイバ端面に色収差がない入力ファイバ像を結
像し、従来技術に比して極めて広帯域でしかも高比帯域
の分波器が得られ、さらに分波特性が入出力ファイバの
パラメータにほとんど制約されないため、合波器を構成
することも可能であるという利点を有している。また合
波器全体がスラブ導波路として構成されているので量産
に適し、かつファイバとの接続が安定で、組立て時に調
整を必要としない回折格子形光合分波器を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光合分波器の一実施例を示す斜視
図、第2図は従来の回折格子形分波器を示す説明図であ
る。 7・・基板 8・・コア層 10・・・入力ファイバ Ilb、Ilc・・・出力フ
ァイバ13a、13b、+3cm回折格子 14a、14b・・平面反射器 ゛特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中 村 純之助 5jP1 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)基板上に形成したスラブ導波路と、該スラブ導波
    路の端面に設けた複数の回折格子と入力ファイバおよび
    複数の出力ファイバを有する光合分波器において、上記
    スラブ導波路の他の端面に複数の平面反射器を設け、上
    記入力ファイバからの入射光をスラブ導波路を経て導く
    第1の回折格子のローランド円上に入力ファイバ端面と
    上記複数の平面反射器を配し、該平面反射器からの反射
    光を導く各回折格子のローランド円上に、対応する平面
    反射器と出力ファイバの端面とをそれぞれ配設したこと
    を特徴とする光合分波器。
  2. (2)上記回折格子および平面反射器は、スラブ導波路
    を形成した基板表面を加工して凹部を設け、該凹部の側
    壁に露出したスラブ導波路面に形成するとともに、上記
    入力ファイバおよび出力ファイバは上記基板に形成した
    他の凹部に挿入して、各ファイバ端面と上記凹部のスラ
    ブ導波路端面とを結合したことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載し・た光合分波器。
JP11314884A 1984-06-04 1984-06-04 光合分波器 Pending JPS60257411A (ja)

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JP11314884A JPS60257411A (ja) 1984-06-04 1984-06-04 光合分波器

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JPS60257411A true JPS60257411A (ja) 1985-12-19

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Family Applications (1)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01180504A (ja) * 1988-01-13 1989-07-18 Hitachi Ltd 光集積回路
EP0359166A3 (de) * 1988-09-15 1991-02-06 Firma Carl Zeiss Verfahren zum Herstellen von abbildenden optischen Elementen in planaren Wellenleitern
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JP2003050333A (ja) * 2001-08-08 2003-02-21 Fujitsu Ltd 光配線基板及び光クロスコネクト装置
WO2005006044A1 (en) * 2003-07-09 2005-01-20 Sinvent As Optical multiplexer/demultiplexer and channel equaliser
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