JPH0196605A - 波長多重分波素子 - Google Patents
波長多重分波素子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
- G02B6/24—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
- G02B6/293—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
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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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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】
（産業上の利用分野）
本発明は波長多重分波素子、特に光通信に用いられる波
長多重分波素子に関する。
長多重分波素子に関する。
（従来の技術）
近年、波長分割多重光ファイバ伝送における波長間隔と
して、数又から数十又という極めて狭い波長間隔が試み
られつつある。この極めて波長間隔の狭い波長多重分割
多重伝送は光の特性を生かした極めて大容量の光フアイ
バ伝送を可能にするものである。
して、数又から数十又という極めて狭い波長間隔が試み
られつつある。この極めて波長間隔の狭い波長多重分割
多重伝送は光の特性を生かした極めて大容量の光フアイ
バ伝送を可能にするものである。
このような極めて狭い波長間隔で分波を行うことが出来
る素子の一つとして、４つの端子を有する光導波路型方
向性結合器の光導波路部にブラッグ回折格子を形成した
ブラッグ回折格子付方向性結合器型の波長多重分波素子
があった。
る素子の一つとして、４つの端子を有する光導波路型方
向性結合器の光導波路部にブラッグ回折格子を形成した
ブラッグ回折格子付方向性結合器型の波長多重分波素子
があった。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし、このブラッグ回折格子付方向性結合器型の波長
多重分波素子では、方向性結合器で１００俤の結合を生
じさせつつブラッグ反射を生じさせるためＫは、回折格
子の長さや位置に制限を受けるという問題があった。ま
た、チャープ回折格子期を持つ回折格子を用いて分波／
多重する帯域を広げようとする場合、ある幅を持つ、或
は、いくつかの非連続な各周波数の全ての領域でほぼ１
００チの結合を生じるように方向性結合器における位相
整合をとるのが難しいため、１チヤンネル当シの多重／
分波帯域を広く取ったシ、或は、異なる波長を同時に分
波／多重するのが難しいという問題があった。
多重分波素子では、方向性結合器で１００俤の結合を生
じさせつつブラッグ反射を生じさせるためＫは、回折格
子の長さや位置に制限を受けるという問題があった。ま
た、チャープ回折格子期を持つ回折格子を用いて分波／
多重する帯域を広げようとする場合、ある幅を持つ、或
は、いくつかの非連続な各周波数の全ての領域でほぼ１
００チの結合を生じるように方向性結合器における位相
整合をとるのが難しいため、１チヤンネル当シの多重／
分波帯域を広く取ったシ、或は、異なる波長を同時に分
波／多重するのが難しいという問題があった。
（問題点を解決するための手段）
本発明の波長多重分波素子は、２つの入力端子及び２つ
の出力端子を各々有し基板上に形成された第１及び第２
の３ｄＢ分岐結合回路と、前記第１の３ｄＢ分岐結合回
路の前記２つの出力端子と前記第２のａｄＢ分岐結合回
路の前記２つの入力端子との各々を結ぶ第１及び第２０
光導波路と。
の出力端子を各々有し基板上に形成された第１及び第２
の３ｄＢ分岐結合回路と、前記第１の３ｄＢ分岐結合回
路の前記２つの出力端子と前記第２のａｄＢ分岐結合回
路の前記２つの入力端子との各々を結ぶ第１及び第２０
光導波路と。
これら第１及び第２の光導波路の一部に前記第１の３ｄ
Ｂ分岐結合回路の前記２つの出力端子からほぼ等しい距
離に形成された第１及び第２の導波路型回折格子とを備
える。
Ｂ分岐結合回路の前記２つの出力端子からほぼ等しい距
離に形成された第１及び第２の導波路型回折格子とを備
える。
（作用）
従来のブラッグ回折格子付方向性結合器型の波長多重分
波素子では、回折格子と光導波路を伝播する光との結合
係数の光の伝播方向での変化が分波特性に大きく影響す
るが、本発明の構成においては、波長を選択する機構と
方向性結合器とが分離されているため、結合係数の分布
には関係なく、全体としてのフィルタ特性のみで多重分
波特性を決めることができる。
波素子では、回折格子と光導波路を伝播する光との結合
係数の光の伝播方向での変化が分波特性に大きく影響す
るが、本発明の構成においては、波長を選択する機構と
方向性結合器とが分離されているため、結合係数の分布
には関係なく、全体としてのフィルタ特性のみで多重分
波特性を決めることができる。
（実施例）
次に、図面によシ本発明の詳細な説明する。
本発明の一実施例を示す第１図を参照すると、波長１．
５μｍ帯において３０Ａ間隔で４波多重された多重信号
は第１の光導波路１１を通って第１の３ｄＢ分岐結合回
路１３の第１の入力端（入力端子）１４に入射され、こ
の第１の３ｄＢ分岐結合回路１３で半分ずつのパワーに
分岐された後。
５μｍ帯において３０Ａ間隔で４波多重された多重信号
は第１の光導波路１１を通って第１の３ｄＢ分岐結合回
路１３の第１の入力端（入力端子）１４に入射され、こ
の第１の３ｄＢ分岐結合回路１３で半分ずつのパワーに
分岐された後。
それぞれ第１の３ｄＢ分岐結合回路１３の第１及び第２
の出力端（出力端子）１６．１７から出力される。ここ
で、第２の出力端１７からの光の位相は第１の出力端１
６からの光の位相に対しπ／２の位相遅れを生じている
。これら第１及び第２の出力端１６．１７からの出力光
はそれぞれ第３及び第４の光導波路１８．１９に入射す
る。ここで、第３及び第４０光導波路１８．１９の長さ
はほぼ同じであり、またこれらの光導波路１８．１９の
途中には、第１の３ｄＢ分岐検合回路１３の第１及び第
２の出力端１６．１７からほぼ等しい距離の位置にそれ
ぞれほぼ同一の反射／透過特性を持つ第１及び第２の導
波路型回折格子２０．２１が形成されている。
の出力端（出力端子）１６．１７から出力される。ここ
で、第２の出力端１７からの光の位相は第１の出力端１
６からの光の位相に対しπ／２の位相遅れを生じている
。これら第１及び第２の出力端１６．１７からの出力光
はそれぞれ第３及び第４の光導波路１８．１９に入射す
る。ここで、第３及び第４０光導波路１８．１９の長さ
はほぼ同じであり、またこれらの光導波路１８．１９の
途中には、第１の３ｄＢ分岐検合回路１３の第１及び第
２の出力端１６．１７からほぼ等しい距離の位置にそれ
ぞれほぼ同一の反射／透過特性を持つ第１及び第２の導
波路型回折格子２０．２１が形成されている。
上記多重信号光のうち導波路型回折格子２０゜２１の透
過波長に対応する信号光は、この導波路型回折格子２０
．２１を透過する。この後、第３０光導波路１８を伝播
する光は第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第１の入力端
２３に入射する。一方、第４の光導波路１９を伝搬する
光は第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第２の入力端２４
に入射する。
過波長に対応する信号光は、この導波路型回折格子２０
．２１を透過する。この後、第３０光導波路１８を伝播
する光は第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第１の入力端
２３に入射する。一方、第４の光導波路１９を伝搬する
光は第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第２の入力端２４
に入射する。
これらの入射光は第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第２
の出力端２６から第３及び第４０光導波路１８．１９を
通った２つの信号光が合波されて出力され、第２の３ｄ
Ｂ分岐結合回路２２の第１の出力端２５からは出力され
ない。これは第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第１及び
第２の入力端２３゜２４から入射し、第２の出力端２６
へ出力される信号光は互いに同位相となる一方、第１の
出力端２５へ出力される信号光は互いに逆位相になるた
めである。
の出力端２６から第３及び第４０光導波路１８．１９を
通った２つの信号光が合波されて出力され、第２の３ｄ
Ｂ分岐結合回路２２の第１の出力端２５からは出力され
ない。これは第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第１及び
第２の入力端２３゜２４から入射し、第２の出力端２６
へ出力される信号光は互いに同位相となる一方、第１の
出力端２５へ出力される信号光は互いに逆位相になるた
めである。
さて、一方第１及び第２の光導波路型回折格子２０．２
１で透過されずに反射された信号光は再び第１の３ｄＢ
分岐結合回路１３の第１及び第２の出力端１６．１７へ
入射し、この３ｄＢ分岐結合回路１３で合波されて、第
１の入力端１４ではなく第２の入力端１５へ出力され、
第２の光導波路１２へ出力される。これは反射されて第
１及び第２の出力端１６．１７から第１の３ｄＢ分岐結
合回路１３へ再び入射し、第２の入力端１５へ出力され
る信号光は互いに同位相となる一方、第１の入力端１４
へ出力される信号光は互いに逆位相になるためである。
１で透過されずに反射された信号光は再び第１の３ｄＢ
分岐結合回路１３の第１及び第２の出力端１６．１７へ
入射し、この３ｄＢ分岐結合回路１３で合波されて、第
１の入力端１４ではなく第２の入力端１５へ出力され、
第２の光導波路１２へ出力される。これは反射されて第
１及び第２の出力端１６．１７から第１の３ｄＢ分岐結
合回路１３へ再び入射し、第２の入力端１５へ出力され
る信号光は互いに同位相となる一方、第１の入力端１４
へ出力される信号光は互いに逆位相になるためである。
と選択波長の関係を第２図（ａ）〜第２図（ｄ）を参照
して説明する。第２図（ａ）は４波の波長多重信号光の
スペクトルを示す。これら３０Ｘ間隔の各信号のうち、
同図（ｂ）に示した導波路型回折格子２０．２１の反射
ピークに合致した同図（ｃ）に示す波長の信号光は導波
路型回折格子２０．２１で反射され、前述のごとく第１
の３ｄＢ分岐結合回路１３の第２の入力端１５に接続さ
れた第２の光導波路１２から分波出力される。一方、同
図（ｄ）に示した残る３つの波長の信号光は導波路型回
折格子２０．２１を透視し、前述のように第２の３ｄＢ
分岐結合回路２２の第２の出力端２６に接続された第６
の光導波路２８から分波出力される。
して説明する。第２図（ａ）は４波の波長多重信号光の
スペクトルを示す。これら３０Ｘ間隔の各信号のうち、
同図（ｂ）に示した導波路型回折格子２０．２１の反射
ピークに合致した同図（ｃ）に示す波長の信号光は導波
路型回折格子２０．２１で反射され、前述のごとく第１
の３ｄＢ分岐結合回路１３の第２の入力端１５に接続さ
れた第２の光導波路１２から分波出力される。一方、同
図（ｄ）に示した残る３つの波長の信号光は導波路型回
折格子２０．２１を透視し、前述のように第２の３ｄＢ
分岐結合回路２２の第２の出力端２６に接続された第６
の光導波路２８から分波出力される。
なお、上述した素子を波長多重素子として用いる場合に
は１以上の説明のようだ波長分波素子として用いた場合
の多重信号光入力端である第１の３ｄＢ分岐結合回路１
３の第１の入力端１４を多重信号光出力端とし、また波
長分波素子として用いた場合の分波された信号光の出力
端である第１の３ｄＢ分岐結合回路１３の第２の入力端
１５及び第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第２の出力端
２６をそれぞれこの場合に多重すべき信号光の入力端と
して用いればよい。この場合、第２図（Ｃ）の信号光と
同図（ｄ）の信号光とが多重されて、同図（ａ）に示す
多重信号光が得られる。
は１以上の説明のようだ波長分波素子として用いた場合
の多重信号光入力端である第１の３ｄＢ分岐結合回路１
３の第１の入力端１４を多重信号光出力端とし、また波
長分波素子として用いた場合の分波された信号光の出力
端である第１の３ｄＢ分岐結合回路１３の第２の入力端
１５及び第２の３ｄＢ分岐結合回路２２の第２の出力端
２６をそれぞれこの場合に多重すべき信号光の入力端と
して用いればよい。この場合、第２図（Ｃ）の信号光と
同図（ｄ）の信号光とが多重されて、同図（ａ）に示す
多重信号光が得られる。
続いて、第１図に示す素子製作法について簡単に説明す
る。まず、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓからなる基板３゜の上に
厚さ２／ＡｍのノンドープのＡｔｘＧａｌ−ＸＡＳ（ｘ
＝０．０５）からなる光閉じ込め層３１を成長させる。
る。まず、ｎ形Ｇ ａ Ａ ｓからなる基板３゜の上に
厚さ２／ＡｍのノンドープのＡｔｘＧａｌ−ＸＡＳ（ｘ
＝０．０５）からなる光閉じ込め層３１を成長させる。
ここで、１．５μｍ帯でブラッグ反射の帯域幅約５Ｘと
なる一定周期のブラッグ回折格子からなる第１及び第２
の導波路型回折格子２０．２１をＡ Ａ ｚ Ｇ ａ
１−ｘ Ａ ８層（光閉じ込め層３１）上に形成する。
なる一定周期のブラッグ回折格子からなる第１及び第２
の導波路型回折格子２０．２１をＡ Ａ ｚ Ｇ ａ
１−ｘ Ａ ８層（光閉じ込め層３１）上に形成する。
そして、ノンドープのＧ ａ Ａ ｓからなる光導波路
ＷＪ３２を厚さ６μｍに結晶成長させた後、フォトリン
グラフィ技術によりリプ形光導波路を形成する。ここで
、リプ形光導波路は素子内で同一のものを形成している
。なお、導波路型回折格子の製作法については、例えば
１９７４年のアメリカ：ε°ご一ノ （Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ ）の第２５巻、第４号、第２０８頁から第
２１０頁に記載のエル１１ ’：１７７ ＃−ド（Ｌ
ｍ Ｃｏｍｅｒｆｏｒｄ ）他による論文を参照できる
。
ＷＪ３２を厚さ６μｍに結晶成長させた後、フォトリン
グラフィ技術によりリプ形光導波路を形成する。ここで
、リプ形光導波路は素子内で同一のものを形成している
。なお、導波路型回折格子の製作法については、例えば
１９７４年のアメリカ：ε°ご一ノ （Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｐｈ
ｙｓｉｃｓ ）の第２５巻、第４号、第２０８頁から第
２１０頁に記載のエル１１ ’：１７７ ＃−ド（Ｌ
ｍ Ｃｏｍｅｒｆｏｒｄ ）他による論文を参照できる
。
以上、本発明の一実施例においては、信号光の波長多重
数を４としたが、波長多重数はこれに限定されない。ま
た、波長多重信号光の波長間隔を約３ＯＡとしたがこれ
に限定されない。さらに。
数を４としたが、波長多重数はこれに限定されない。ま
た、波長多重信号光の波長間隔を約３ＯＡとしたがこれ
に限定されない。さらに。
導波路型回折格子は一定周期としたが、チャープ回折格
子とすることによシブラッグ反射の帯域幅を拡大したシ
、あるいは異なる周期の回折格子を隣接させて形成する
ことによシ第２図（Ｃ）で示した ４分波あるいは多重
する波長の数を２以上としてもよ−。また、材料にはＧ
ａ Ａ ｓ系を用いたが、ＩｎＧａＡｓＰ系など他の
組成の半導体材料はもとよシ。
子とすることによシブラッグ反射の帯域幅を拡大したシ
、あるいは異なる周期の回折格子を隣接させて形成する
ことによシ第２図（Ｃ）で示した ４分波あるいは多重
する波長の数を２以上としてもよ−。また、材料にはＧ
ａ Ａ ｓ系を用いたが、ＩｎＧａＡｓＰ系など他の
組成の半導体材料はもとよシ。
ＬｉＮｂＯ３結晶や石英ガラスなど他種類の材料を用い
てもよい。また、光導波路構造をリプ形としたが、埋め
込み型光導波路など他の光導波路構造を用いてもよい。
てもよい。また、光導波路構造をリプ形としたが、埋め
込み型光導波路など他の光導波路構造を用いてもよい。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、波長を選択する機
構と方向性結合器とが分離されているため、チャープ回
折格子のような比較的回折格子の長さが長い回折格子か
ら結合係数が大きくかつ比較的回折格子の長さが短かい
回折格子まで種々の回折格子を適用できる。また、チャ
ープ回折格子やいくつかの異なる周期をもつ回折格子を
用いて１チヤンネル当）の多重／分波帯域を広くとった
り、あるいは異なる波長を同時に分波／多重することが
できる。
構と方向性結合器とが分離されているため、チャープ回
折格子のような比較的回折格子の長さが長い回折格子か
ら結合係数が大きくかつ比較的回折格子の長さが短かい
回折格子まで種々の回折格子を適用できる。また、チャ
ープ回折格子やいくつかの異なる周期をもつ回折格子を
用いて１チヤンネル当）の多重／分波帯域を広くとった
り、あるいは異なる波長を同時に分波／多重することが
できる。
第１図は本発明による一実施例の構成図、第２図（ａ）
〜第２図（ｄ）は本実施例の機能を説明するための図で
ある。 １１・・・・・・第１の光導波路、１２・・・・・・第
２の光導波路、１３・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合
回路、１４・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第
１の入力端。 １５・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第２の入
力端、１６・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第
１の出力端、１７・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回
路の第２の出力端、１８・・・・・・第３の光導波路、
１９・・・・・・第４の光導波路、２０・・・・・・第
１の光導波路型回折格子、２１・・・・・・第２の光導
波路型回折格子、２２・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結
合回路、２３・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路、
２３・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路の第１の入
力端、２４・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路の第
２の入力端、２５・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回
路の第１の出力端、２６・・・・・・第２の３ｄＢ分岐
結合回路の第２の出力端、２７・・・・・・第５の光導
波路、２８・・・・・・第６の光導波路、３０・・・・
・・基板、３１・・・・・・光閉じ込め層、３２・・・
・・・光導波路層。 代理人 弁理士 内 原 音 １；セ １：七
〜第２図（ｄ）は本実施例の機能を説明するための図で
ある。 １１・・・・・・第１の光導波路、１２・・・・・・第
２の光導波路、１３・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合
回路、１４・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第
１の入力端。 １５・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第２の入
力端、１６・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回路の第
１の出力端、１７・・・・・・第１の３ｄＢ分岐結合回
路の第２の出力端、１８・・・・・・第３の光導波路、
１９・・・・・・第４の光導波路、２０・・・・・・第
１の光導波路型回折格子、２１・・・・・・第２の光導
波路型回折格子、２２・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結
合回路、２３・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路、
２３・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路の第１の入
力端、２４・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回路の第
２の入力端、２５・・・・・・第２の３ｄＢ分岐結合回
路の第１の出力端、２６・・・・・・第２の３ｄＢ分岐
結合回路の第２の出力端、２７・・・・・・第５の光導
波路、２８・・・・・・第６の光導波路、３０・・・・
・・基板、３１・・・・・・光閉じ込め層、３２・・・
・・・光導波路層。 代理人 弁理士 内 原 音 １；セ １：七
Claims (1)
- ２つの入力端子及び２つの出力端子を各々有し基板上に
形成された第１及び第２の３ｄＢ分岐結合回路と、前記
第１の３ｄＢ分岐結合回路の前記２つの出力端子と前記
第２の３ｄＢ分岐結合回路の前記２つの入力端子との各
々を結ぶ第１及び第２の光導波路と、これら第１及び第
２の光導波路の一部に前記第１の３ｄＢ分岐結合回路の
前記２つの出力端子からほぼ等しい距離に形成された第
１及び第２の導波路型回折格子とを備えることを特徴と
する波長多重分波素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25589087A JPH0196605A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 波長多重分波素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25589087A JPH0196605A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 波長多重分波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0196605A true JPH0196605A (ja) | 1989-04-14 |
Family
ID=17284991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25589087A Pending JPH0196605A (ja) | 1987-10-08 | 1987-10-08 | 波長多重分波素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0196605A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793908A (en) * | 1995-08-24 | 1998-08-11 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Wavelength multiplexed light transfer unit and wavelength multiplexed light transfer system |
| EP0886151A3 (en) * | 1997-06-20 | 1999-09-22 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Coupled waveguide structure |
| JP2003521728A (ja) * | 2000-01-27 | 2003-07-15 | ユナキス・バルツェルス・アクチェンゲゼルシャフト | 格子構造を生成するためのプロセス、光学素子、エバネッセント場センサプレート、マイクロタイタプレート、通信技術用光結合器、および波長監視用装置 |
| WO2006051981A1 (ja) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | 光反射器、光合分波器及び光システム |
-
1987
- 1987-10-08 JP JP25589087A patent/JPH0196605A/ja active Pending
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| US6084997A (en) * | 1997-06-20 | 2000-07-04 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Coupled waveguide structure |
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| US7577328B2 (en) | 2004-11-15 | 2009-08-18 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Optical reflector, optical system and optical multiplexer/demultiplexer device |
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