JPH02116809A - 光結合器 - Google Patents
光結合器Info
- Publication number
- JPH02116809A JPH02116809A JP26954988A JP26954988A JPH02116809A JP H02116809 A JPH02116809 A JP H02116809A JP 26954988 A JP26954988 A JP 26954988A JP 26954988 A JP26954988 A JP 26954988A JP H02116809 A JPH02116809 A JP H02116809A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- light guide
- lens
- optical waveguide
- cylindrical fresnel
- 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
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Landscapes
- Optical Couplings Of Light Guides (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】
発明の要約
基板上に形成された二次元光導波路の入、出射端面の少
なくともいずれか一方に、平行光を一次元方向にのみ集
光するシリンドリカル・フレネル・レンズを配置するこ
とにより２入、出射光を二次元光導波路に結合させる。
なくともいずれか一方に、平行光を一次元方向にのみ集
光するシリンドリカル・フレネル・レンズを配置するこ
とにより２入、出射光を二次元光導波路に結合させる。
これにより光導波路内にコリメート用の導波路レンズを
設けることが不要となり、基板上の光導波路における光
の伝搬損失の低減、光導波路を含むデイバイス作成の容
易化１歩留りの向上、コスト低減を図ることができる。
設けることが不要となり、基板上の光導波路における光
の伝搬損失の低減、光導波路を含むデイバイス作成の容
易化１歩留りの向上、コスト低減を図ることができる。
発明の背景
技術分野
この発明は、基板上に形成された二次元光導波路の入、
出射光のための光結合器に関する。
出射光のための光結合器に関する。
従来技術とその問題点
基板上に形成された二次元光導波路（先導波層）への入
射光の光結合法には、第４図に示すように対物レンズ２
２で集光した光を基板５」二の光導波路６の端面に入射
させる対物レンズ法、第５図に示すように光ファイバ２
３の端面を光導波路６の端面に近接もしくは接着する。
射光の光結合法には、第４図に示すように対物レンズ２
２で集光した光を基板５」二の光導波路６の端面に入射
させる対物レンズ法、第５図に示すように光ファイバ２
３の端面を光導波路６の端面に近接もしくは接着する。
または第６図に示すように光源としての半導体レーザ２
４を光導波路６の端面に近接もしくは接着する端面詰合
法があった。
４を光導波路６の端面に近接もしくは接着する端面詰合
法があった。
しかしながらこれらの光結合法によると光導波路６の端
面から入射した光が発散しなから光導波路６内を伝搬し
ていくので、二次元光導波路６内において１発散光をコ
リメート光に変換する必要がある。このために光導波路
６内にはコリメータ・レンズとして導波路レンズ２１が
設けられている。ところが導波路レンズ２１は光の変換
効率が悪いので、入射光を効率良く利用することができ
ない。すなわち光導波路６をもつ光デイバイスの損失が
大きい。また導波路レンズ２１の焦点距離の分だけデイ
バイスが大型化する。加えて光導波路δ内に導波路レン
ズ２１を作製するにはスパッタリング、エツチング、ア
ニール、プロトン交換などの作製工程が必要でありその
作製が複雑である。このためにデイバイスの歩留りが悪
く、コスト・アップの原因となっている。さらに導波路
レンズ２Ｉは位置ずれの許容度が小さいのでその作製が
困難である。
面から入射した光が発散しなから光導波路６内を伝搬し
ていくので、二次元光導波路６内において１発散光をコ
リメート光に変換する必要がある。このために光導波路
６内にはコリメータ・レンズとして導波路レンズ２１が
設けられている。ところが導波路レンズ２１は光の変換
効率が悪いので、入射光を効率良く利用することができ
ない。すなわち光導波路６をもつ光デイバイスの損失が
大きい。また導波路レンズ２１の焦点距離の分だけデイ
バイスが大型化する。加えて光導波路δ内に導波路レン
ズ２１を作製するにはスパッタリング、エツチング、ア
ニール、プロトン交換などの作製工程が必要でありその
作製が複雑である。このためにデイバイスの歩留りが悪
く、コスト・アップの原因となっている。さらに導波路
レンズ２Ｉは位置ずれの許容度が小さいのでその作製が
困難である。
このように導波路レンズの存在により多くの問題点があ
るため、導波路レンズの不要な光結合器の開発が要求さ
れている。
るため、導波路レンズの不要な光結合器の開発が要求さ
れている。
発明の概要
発明の目的
この発明は、導波路レンズの不要な二次元光導波路にお
ける光結合器を提供することを目的とする。
ける光結合器を提供することを目的とする。
発明の構成および効果
この発明による光結合器は、二次元光導波路が形成され
た基板、および上記光導波路の入、出射端面の少なくと
もいずれか一方に配置され、平行光を一次元方向にのみ
集光するシリンドリカル・フレネル・レンズを備えてい
ることを特徴とする。
た基板、および上記光導波路の入、出射端面の少なくと
もいずれか一方に配置され、平行光を一次元方向にのみ
集光するシリンドリカル・フレネル・レンズを備えてい
ることを特徴とする。
この発明によると二次元光導波路の端面にシリンドリカ
ル・フレネル・レンズが設けられている。シリンドリカ
ル・フレネル・レンズは一方向にのみ集光作用が働くの
でこの集光作用が働く方向を二次元光導波路の厚さ方向
と同じくすることにより１入、出射光の光結合が達成さ
れ、また集光作用が働かない方向についてはコリメート
光のままであるからコリメート光が光導波路内を伝搬す
ることとなり、光導波路内に導波路レンズを設けること
が不要となる。
ル・フレネル・レンズが設けられている。シリンドリカ
ル・フレネル・レンズは一方向にのみ集光作用が働くの
でこの集光作用が働く方向を二次元光導波路の厚さ方向
と同じくすることにより１入、出射光の光結合が達成さ
れ、また集光作用が働かない方向についてはコリメート
光のままであるからコリメート光が光導波路内を伝搬す
ることとなり、光導波路内に導波路レンズを設けること
が不要となる。
導波路レンズが不要となるので光の利用効率が高くなり
（−例として導波路レンズの効率は１０％、シリンドリ
カル・フレネル・レンズの効率は７０％程度である）、
かつデイバイスの作製工程が簡易なものとなる。これに
より高歩留りが期待でき、コスト・ダウンを図ることが
できる。デイバイスの小型化も図られる。
（−例として導波路レンズの効率は１０％、シリンドリ
カル・フレネル・レンズの効率は７０％程度である）、
かつデイバイスの作製工程が簡易なものとなる。これに
より高歩留りが期待でき、コスト・ダウンを図ることが
できる。デイバイスの小型化も図られる。
実施例の説明
この発明による光結合器の実施例を説明する前にシリン
ドリカル・フレネル・レンズについて説明する。
ドリカル・フレネル・レンズについて説明する。
シリンドリカルやフレネル・レンズ１は第１図にその外
観が示されているように、互いに平行な多数のフレネル
・ゾーン（凹凸パターン）がその−面に形成されてなる
ものである（図面においては作図の都合上、少数のゾー
ンのみが図示されている）。このゾーンは中央からそれ
ぞれ上下方向にいくほどその周期が小さくなっている。
観が示されているように、互いに平行な多数のフレネル
・ゾーン（凹凸パターン）がその−面に形成されてなる
ものである（図面においては作図の都合上、少数のゾー
ンのみが図示されている）。このゾーンは中央からそれ
ぞれ上下方向にいくほどその周期が小さくなっている。
シリンドリカル・フレネル・レンズ１に光が入射すると
、第２図（Ａ）に側面図が示されているように。
、第２図（Ａ）に側面図が示されているように。
ゾーンが周期的に形成されている一次元方向にのみ集光
作用が働き、第２図（Ｂ）に上面図が示されているよう
に、上記方向に垂直な方向には集光作用は働かない。し
たがって後者の方向では、コリメートされた入射光はそ
のままコリメート光として出射される。
作用が働き、第２図（Ｂ）に上面図が示されているよう
に、上記方向に垂直な方向には集光作用は働かない。し
たがって後者の方向では、コリメートされた入射光はそ
のままコリメート光として出射される。
シリンドリカルやフレネル・レンズは電子ビーム描画法
、光学的重合法（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔ
ｉｏｎ）などを利用して作成することができる。
、光学的重合法（Ｐｈｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔ
ｉｏｎ）などを利用して作成することができる。
第３図はこの発明による光結合器の実施例を示している
。第３図（Ａ）は側面図であり、第３図（Ｂ）は平面図
である。
。第３図（Ａ）は側面図であり、第３図（Ｂ）は平面図
である。
基板５上に形成された二次元光導波路６の両端面にはシ
リンドリカル・フレネル・レンズ１．１１がその集光方
向と光導波路６の厚さ方向とが一致するように配置され
ている。これらのシリンドリカル・フレネル・レンズ１
の両面には透明体よりなるカバー４が設けられているの
で粉塵などから保護され、外的環境の影響を防ぐことが
できる。
リンドリカル・フレネル・レンズ１．１１がその集光方
向と光導波路６の厚さ方向とが一致するように配置され
ている。これらのシリンドリカル・フレネル・レンズ１
の両面には透明体よりなるカバー４が設けられているの
で粉塵などから保護され、外的環境の影響を防ぐことが
できる。
入射用光ファイバ２の出射端面および出射用光ファイバ
１２の入射端面は、ロッド・レンズ３，１３をそれぞれ
介してシリンドリカル・フレネル・レンズ１，１１と光
結合されている。ロッド・レンズ３は発散光をコリメー
トするためのものであり。
１２の入射端面は、ロッド・レンズ３，１３をそれぞれ
介してシリンドリカル・フレネル・レンズ１，１１と光
結合されている。ロッド・レンズ３は発散光をコリメー
トするためのものであり。
ロッド・レンズ１３はコリメート光を集光するためのも
のである。これらのロッド管レンズ３，１３は光ファイ
バ２，１２の端面に接着等により固定してもよいし、適
当な固定具によってシリンドリカル・フレネル・レンズ
１，１１．基板５等とともに相互に固定してもよい。シ
リンドリカル・フレネル・レンズ１，１１を基板５の端
面に接着してもよい。
のである。これらのロッド管レンズ３，１３は光ファイ
バ２，１２の端面に接着等により固定してもよいし、適
当な固定具によってシリンドリカル・フレネル・レンズ
１，１１．基板５等とともに相互に固定してもよい。シ
リンドリカル・フレネル・レンズ１，１１を基板５の端
面に接着してもよい。
光フアイバ２内を伝搬してきた光は、光ファイバ２の端
面から発散光として出射される。この発散光はロッド・
レンズ３によって断面が円状のコリメート光に変換され
る。変換されたコリメート光はシリンドリカル・フレネ
ル・レンズ１によって一次元方向（上下方向）にのみ集
光され、基板５上の二次元光導波路６に入射する。この
入射光は、シリンドリカル中フレネル・レンズ１によっ
て二次元光導波路６の面方向には集光されていないから
ロッド・レンズ３によってコリメートされたままの状態
で光導波路６内を伝搬し、光処理部１０に入光する。光
処理部１０は光導波路６内を伝搬する光（導波光）に対
して外部からの信号（電気または光信号等）に応じて振
幅変調１位相変調等の処理を行なうものである。光処理
部ＩＯによって所定の処理が施された導波光（コリメー
ト光）は光導波路６の他方の端面から出射しシリンドリ
カル・フレネル・レンズ１１に入射する。光導波路６か
らの出射光はその厚さ方向において拡散するが、この厚
さ方向においてのみシリンドリカル・フレネル・レンズ
１１によってコリメートされる。
面から発散光として出射される。この発散光はロッド・
レンズ３によって断面が円状のコリメート光に変換され
る。変換されたコリメート光はシリンドリカル・フレネ
ル・レンズ１によって一次元方向（上下方向）にのみ集
光され、基板５上の二次元光導波路６に入射する。この
入射光は、シリンドリカル中フレネル・レンズ１によっ
て二次元光導波路６の面方向には集光されていないから
ロッド・レンズ３によってコリメートされたままの状態
で光導波路６内を伝搬し、光処理部１０に入光する。光
処理部１０は光導波路６内を伝搬する光（導波光）に対
して外部からの信号（電気または光信号等）に応じて振
幅変調１位相変調等の処理を行なうものである。光処理
部ＩＯによって所定の処理が施された導波光（コリメー
ト光）は光導波路６の他方の端面から出射しシリンドリ
カル・フレネル・レンズ１１に入射する。光導波路６か
らの出射光はその厚さ方向において拡散するが、この厚
さ方向においてのみシリンドリカル・フレネル・レンズ
１１によってコリメートされる。
光導波路６の面方向においてはこの出射光はコリメート
されたままシリンドリカル・フレネル・レンズ１１を通
過する。シリンドリカル−フレネル・レンズ１１を通っ
た光はロッド・レンズ１３に入り。
されたままシリンドリカル・フレネル・レンズ１１を通
過する。シリンドリカル−フレネル・レンズ１１を通っ
た光はロッド・レンズ１３に入り。
このロッド・レンズ１３によって集光されたのち。
光、ファイバ１２の端面から光ファイバ１２に入射する
。
。
このように光導波路６の端面に近接してまたは接してシ
リンドリカル・フレネル・レンズ１，１１を配置したの
で光導波路内にコリメータ・レンズとしての導波路レン
ズを形成する必要がなくなり、光の効率的な利用が可能
となり、デイバイスの高歩留りが期待できる。
リンドリカル・フレネル・レンズ１，１１を配置したの
で光導波路内にコリメータ・レンズとしての導波路レン
ズを形成する必要がなくなり、光の効率的な利用が可能
となり、デイバイスの高歩留りが期待できる。
第１図はシリンドリカル参フレネル番レンズの斜視図、
第２図（Ａ） 、 （Ｂ）はシリンドリカル・フレネル
・レンズの集光作用を示すもので（八）は側面図、（Ｂ
）は上面図である。 第３図（Ａ） 、 （Ｂ）はこの発明の実施例を示すも
ので、（Ａ）は側面を、（Ｂ）は平面をそれぞれ示して
いる。 第４図から第６図は従来の光導波路における光結合法を
示す斜視図である。 ６・・・二次元光導波路。 以 上
第２図（Ａ） 、 （Ｂ）はシリンドリカル・フレネル
・レンズの集光作用を示すもので（八）は側面図、（Ｂ
）は上面図である。 第３図（Ａ） 、 （Ｂ）はこの発明の実施例を示すも
ので、（Ａ）は側面を、（Ｂ）は平面をそれぞれ示して
いる。 第４図から第６図は従来の光導波路における光結合法を
示す斜視図である。 ６・・・二次元光導波路。 以 上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 二次元光導波路が形成された基板、および 上記光導波路の入、出射端面の少なくともいずれか一方
に配置され、平行光を一次元方向にのみ集光するシリン
ドリカル・フレネル・レンズ。 を備えた光結合器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26954988A JPH02116809A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 光結合器 |
| US07/426,274 US5114513A (en) | 1988-10-27 | 1989-10-25 | Optical device and manufacturing method thereof |
| US07/855,890 US5359684A (en) | 1988-10-27 | 1992-03-23 | Optical lensed coupler for use with a planar waveguide |
| US08/293,658 US5513289A (en) | 1988-10-27 | 1994-08-22 | Optical integrated lens/grating coupling device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26954988A JPH02116809A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 光結合器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116809A true JPH02116809A (ja) | 1990-05-01 |
Family
ID=17473927
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26954988A Pending JPH02116809A (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | 光結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02116809A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0947861A1 (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-06 | Jds Fitel Inc. | Hybrid waveguiding optical device |
| US6437918B1 (en) | 1996-07-22 | 2002-08-20 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method of manufacturing flat plate microlens and flat plate microlens |
| JP2006126658A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路デバイス |
| JP2009187010A (ja) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Gwangju Inst Of Science & Technology | フレネルレンズ一体型光ファイバ及びその製造方法｛ＦｉｂｅｒＬｅｎｓＷｉｔｈＦｒｅｓｎｅｌＺｏｎｅＰｌａｔｅＬｅｎｓＡｎｄＭｅｔｈｏｄＦｏｒＰｒｏｄｕｃｉｎｇＴｈｅＳａｍｅ｝ |
| JP2011076092A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co Kg | レーザビームを形成するための装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58134614A (ja) * | 1982-02-04 | 1983-08-10 | Fujitsu Ltd | 結合光学系 |
| JPS6036613B2 (ja) * | 1978-11-07 | 1985-08-21 | 富士通株式会社 | 加算器 |
| JPS6170508A (ja) * | 1984-09-14 | 1986-04-11 | Canon Inc | 薄膜型光学素子およびその作製方法 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP26954988A patent/JPH02116809A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6036613B2 (ja) * | 1978-11-07 | 1985-08-21 | 富士通株式会社 | 加算器 |
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|---|---|---|---|---|
| US6437918B1 (en) | 1996-07-22 | 2002-08-20 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method of manufacturing flat plate microlens and flat plate microlens |
| EP0947861A1 (en) * | 1998-04-01 | 1999-10-06 | Jds Fitel Inc. | Hybrid waveguiding optical device |
| JP2006126658A (ja) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路デバイス |
| JP2009187010A (ja) * | 2008-02-11 | 2009-08-20 | Gwangju Inst Of Science & Technology | フレネルレンズ一体型光ファイバ及びその製造方法｛ＦｉｂｅｒＬｅｎｓＷｉｔｈＦｒｅｓｎｅｌＺｏｎｅＰｌａｔｅＬｅｎｓＡｎｄＭｅｔｈｏｄＦｏｒＰｒｏｄｕｃｉｎｇＴｈｅＳａｍｅ｝ |
| JP2011076092A (ja) * | 2009-10-01 | 2011-04-14 | Limo Patentverwaltung Gmbh & Co Kg | レーザビームを形成するための装置 |
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