JPH0314322B2 - - Google Patents

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JPH0314322B2
JPH0314322B2 JP58006775A JP677583A JPH0314322B2 JP H0314322 B2 JPH0314322 B2 JP H0314322B2 JP 58006775 A JP58006775 A JP 58006775A JP 677583 A JP677583 A JP 677583A JP H0314322 B2 JPH0314322 B2 JP H0314322B2
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JP
Japan
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path
substrate
optical path
main optical
optical
Prior art date
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Application number
JP58006775A
Other languages
English (en)
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JPS59131903A (ja
Inventor
Tetsuya Yamazaki
Eiji Okuda
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Nippon Sheet Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Sheet Glass Co Ltd filed Critical Nippon Sheet Glass Co Ltd
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Priority to US06/558,507 priority patent/US4693544A/en
Priority to DE19833345038 priority patent/DE3345038A1/de
Priority to CA000443172A priority patent/CA1248385A/en
Priority to FR8320016A priority patent/FR2537733B1/fr
Priority to GB08333351A priority patent/GB2135075B/en
Publication of JPS59131903A publication Critical patent/JPS59131903A/ja
Publication of JPH0314322B2 publication Critical patent/JPH0314322B2/ja
Granted 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
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • 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
    • G02B6/29346Optical 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 wave or beam interference
    • G02B6/29361Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G02B6/29368Light guide comprising the filter, e.g. filter deposited on a fibre end

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 光フアイバー通信システムにおいて、幹線から
の情報の一部を分岐し端末に信号を送り端末で再
加工されたデーターを幹線に合流させるアクセス
カプラーと呼ばれる素子は重要である。
従来は、集束型レンズとプリズム、ミラー等を
組み合せたり、光フアイバーそのものを加工した
りしてアクセスカプラーを構成していた。この種
のものは、製作が複雑で信頼性にも問題があつ
た。そこでガラスやプラスチツク等の透明基板中
に光導波路を形成し、分岐合流させるアクセスカ
プラも提案されているが、分岐部及び合流部での
挿入損失が大きかつたり、光フアイバとの接続部
での光損失が大きい等の問題があつた。
本発明は従来のかかる技術的問題を勘案して行
れたものであり、分岐部及び合流部での挿入損失
も小さく更に光フアイバとの接続も容易な光導波
路形アクセスカプラーを提案する。
ガラス基板中に光導波路を形成させる方法とし
ては、イオン交換法あるいは電界を利用したイオ
ン拡散法、光フアイバの製作に用いられるCVD
法あるいはPCVD法等があり、プラスチツク基板
を用いる場合には、光重合法や拡散法等があり、
本発明はいずれにも限定されるものではない。
平面基板中に光導波路を形成し分岐回路を形成
する方法としては、第1図に示す様に光導波路巾
Wを一定にして分岐角度θをかえることにより、
出力端1及び2の光出力の比、即ちpo2/po1を
かえることは可能である。例えばθを1゜以下に設
定するとpo2/po1≒1となる即ち2分岐回路と
なる。ところがアクセスカプラーに使用する分岐
比率はpo2/po1が1/5〜1/20と小さいため、この
比率を得るためにはθを大きくする必要があり、
θを大きくすると分岐部分での余分の光損失がふ
えるため、挿入損失(po1+po2)/piがふえて
くるため実用的ではない。
そこで従来から提案されている方法は、第2図
に示すように分岐角θを小さくしてガイド巾をか
えることにより挿入損失を小さくする方法も提案
されていた。たとえば入射側のガイド巾w0に対
し出射端1及び2のガイド巾w1,w2をw0より小
さくしかつw1>w2とすることにより出力比
po2/po1を小さくする方法である。ところが、
この方法では特にマルチモードフアイバ系では入
力端に接続される光フアイバの接続位置が若干異
なるだけで分岐出力比po2/po1が大巾に異なる
ためpo2/po1を所望の値に設定することが困難
であつた。
本発明の目的は上記従来の問題を解決し、幹線
路からの分岐出力比を高精度で所望の値に設定す
ることができ、しかも分岐部における損失も少な
い新規な光導波路型アクセスカプラーを提供する
ことを目的としている。
以下本発明を図面に示した実施例に基づいて詳
細に説明する。
第3図は本発明品の要部の構造と機能を説明す
るために参考として示すアクセスカプラーの平面
図であり、ガラスあるいは合成樹脂からなる透明
基板10内に、この基板よりも屈折率が大な領域
からなる断面がほぼ円形の導光路が設けてある。
導光路は平面視でほぼV字型を成す主導光路11
と、この主導光路11を構成する入射路11A、
出射路11Bのうち出射路11Bから分岐して基
板10の側面に至る入力用の分岐導光路12を備
えている。
上記の導光路は一例として、光軸に垂直な断面
内で中心部での屈折率が最大であり外周に向けて
パラボリツクに屈折率が減少するような屈折率分
布をもつている。
またその径は、このアクセスカプラに接続され
る光フアイバ群20A,20B,20C,20d
のコア径にほぼ一致させてあつて光路全体にわた
りほぼ同一径としてある。
また主導光路11のV字底部13は基板10の
側面10Aに露出させてあり、この露出部での形
状もこの部分に接続される光フアイバ20Cのコ
ア径とほぼ一致させた円形としてある。
主導光路11を構成する入射路11Aと出射路
11Bとは基板側面10Aの法線と成す角θ1が共
に同一としてあり、両光路11A,11Bが交叉
するV字底部13の基板側面には、入射路11A
を伝送される光の一部を透過し、残部を反射する
誘電体フイルタ膜14が設けてある。
そして上記角度θ1はフイルタ膜14の全反射臨
界角よりも充分に小さい値に設定しておく。入力
用の分岐導光路12は主導光路の出射路11Bの
途中において合流するように、且つ出射路11B
の軸線に対し合流部においてその軸線がV字底部
13寄りに鋭角θ2を成す如く設けられている。こ
の角度θ2はあまり大きいと合流損失が生じるので
一般には4゜以下、好ましくは2゜以下にするのが良
い。θ2をこの範囲に設定することによりほとんど
合流損失を無視できる程小さくすることができ
る。
フイルタ膜14の光透過率は入射路11Aの光
軸が成す角θ1の条件のもとで出力光パワーが所望
の分岐比となるように、一般には20%ないし5%
の透過率となるように選定される。
フイルター膜14は基板側面10A上に形成す
るかわりにここに接続される光フアイバ20Cの
端面側に設けることもできる。
上述したアクセスカプラの入射路11Aの端部
15(基板側面10B)に幹線光フアイバ20A
が接続され、また基板の同側面10Bに露出して
いる出射路11Bの端部16には他の幹線光フア
イバ20Bが接続される。
さらに、基板の対向側面10Aにおいて分岐導
光路12の端部17には例えば端末機で再加工さ
れた光信号情報を伝送する光フアイバ20dが接
続される。
これにより、光フアイバ20Aで伝送される光
信号情報はアクセスカプラの入射路11Aを伝送
された後、V字底部13においてその一部がフイ
ルタ膜14を透過し、ここに接続された光フアイ
バ20Cを通じて端末機等に伝送される。
あるいはフアイバ20Cを接続する代りに光検
出器を接続して幹線伝送光のモニタリングを行な
うこともできる。
フイルタ膜14で反射された残部伝送光はアク
セスカプラ内の出射路11Bを通り、端部16に
接続された幹線フアイバ20Bに伝送される。
また端末機で再加工され光フアイバ20dで伝
送されてきたデータ信号はアクセスカプラ内の分
岐導光路12に入射し、この光路12内を通つて
出射路11B内を伝送される幹線信号に合流す
る。
上記のアクセスカプラは例えば以下に述べる方
法によつて高精度のものを製作することができ
る。まずガラス基板上面を拡散イオンに対し透過
阻止効果のある物質からなるマスクで被覆し、マ
スクの一部を導光路の平面パターンに合せてとり
除き開口部を設ける。
次にこのマスク面を、ガラスの屈折率増加に寄
与の大きいイオン例えばタリウム(Tl)イオン
を含む熔融塩に接触させ、マスク面を正極として
電界を印加し塩中のイオンを基板ガラスのマスク
のない部分に拡散させると屈折率がマスク開口部
で最大で基板内に向けて次第に屈折率が減少する
分布をもつた断面がほぼ半円形の高屈折率部分が
形成される。
次いでガラス基板表面の上記マスクを取り除
き、高屈折率部分が形成された側の基板面を基板
ガラスの屈折率増大に相対的に寄与の小さいナト
リウムイオン、カリウムイオンなどのイオンを含
む硝酸塩あるいは硫酸塩に接触させ上記と同様に
して直流電圧印加を行ない、上記イオンを基板中
に拡散させると基板面に垂直な断面内でほぼ円形
の導光路が形成される。
第5図に本発明の実施例を示す。
本例はアクセスカプラに接続される幹線フアイ
バの端部を斜面に加工する手間を省くために主導
光路の入射路11Aおよび出射路11Bの端部近
傍を緩やかな曲線半径Rの曲線路として基板の側
面10Bに対し両光路11A,11Bの端部にお
ける光軸を垂直とした構造であり、他は第3図の
ものと同様である。
また入射路11A、出射路11Bの端部近傍を
曲線路とするかわりに第6図に示すように、入射
路11A、出射路11Bをで直線路とし、両光路
の端部において基板側面を前記両光路11A,1
1Bの光軸に垂直な斜面としても同様の効果が得
られる。
以上実施例で説明したように本発明は、透明基
板内に、平面視でほぼV字型を成し基板よりも屈
折率が大な領域からなる連続した主導光路11を
前記V字底部13および両端15,16をそれぞ
れ対向する基板側面に露出させて設け、また前記
主導光路のうち出射路から分岐して基板側面に至
る入力用分岐導光路12を主導光路に対し前記V
字底部寄りに鋭角を成して交叉する如く直線路で
且つ基板側縁に軸線を直交させて設け、且つ前記
主導光路の入出力端においても光路の軸線が基板
側面に直交するように、該部分の基板側面を斜断
するか又は、主導光路のV字辺の各中間に曲線路
部分を設けることにより入出力端近くで光路を基
板側縁に平行にし、主導光路を伝送される光の一
部を前記主導光路のV字底部13に接して設けた
フイルター膜14を通して出力させ、且つ残部光
を該フイルター膜で反射させるようにした光導波
路型アクセスカプラであり、本発明によればフイ
ルタ膜14の透過率を選定するだけで導光路の径
をカプラ内全体にわたり均一に保持したまま、例
えば5対1以上といつた大きな分岐比率で幹線信
号を高精度で分岐出力させることができる。
このようにアクセスカプラ内の導光路の径を全
体にわたり同一とすることができるということは
前述したようにガラスを使用してイオン交換法に
より製作する場合、あるいは未重合の合成樹脂基
板に導光路パターンの開口を設けたマスクを施し
て開口を通じて屈折率の大な重合体を形成する単
量体を拡散させて製作する場合、あるいはCVD
法、PCVD法で製作する場合、特に重要である。
すなわちマスク開口の幅が不等であると拡散イ
オン、樹脂単量体あるいは粒子の拡散浸透深さ、
あるいは堆積厚みにばらつきを生じ、その結果導
光路の断面形状が歪んで伝送光の損失が大となる
が本発明によれば上記した問題を回避することが
できる。
また導光路と入力フアイバとのアライメントに
無関係に常に一定した分岐比で分岐出力光を得る
ことができる。
さらに、基板中に一体形成されている導光路の
全ての入出力端は、その軸線が基板側縁に直交し
ているので、これに光フアイバを接続する際にフ
アイバ端を斜めにカツトする必要がなく、接続作
業時におけるフアイバ端の破損を生じ難く、接続
作業が非常に容易になる。また導波路端面とフア
イバ端面との接続界面が、伝送光の光軸に対して
垂直となるため、斜面とした場合に比べて界面で
の反射による接続損失を小さく抑えることができ
る。
本発明によるアクセスカプラは主導光路11お
よび入力用分岐導光路12の形状と屈折率をシン
グルモードのみを伝播するように選定することに
より、シングルモード用アクセスカプラとしても
有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来のアクセスカプラを
示す平面図、第3図は平板型アクセスカプラの参
考例を示す平面図、第4図は第3図における−
線に沿う横断面図、第5図は本発明の実施例を
示す平面図、第6図は本発明のさらに別の実施例
を示す平面図である。 10……透明基板、11……主導光路、11A
……入射路、11B……出射路、12……入力用
分岐導光路、13……V字底部、14……フイル
タ膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 透明基板内に、平面視でほぼV字型を成し基
    板よりも屈折率が大な領域からなる連続した主導
    光路を、前記V字底部および両端をそれぞれ対向
    する基板側面に露出させて設け、また前記主導光
    路のうち出射路から分岐して基板側面に至る入力
    用分岐導光路を主導光路に対し前記V字底部寄り
    に鋭角を成して交叉する如く直線路で且つ基板側
    縁に軸線を直交させて設け、且つ前記主導光路の
    入出力端においても光路の軸線が基板側面に直交
    するように、該部分の基板側面を斜断するか又
    は、主導光路のV字辺の各中間に曲線路部分を設
    けることにより入出力端近くで光路を基板側縁に
    平行にし、主導光路を伝送される光の一部を前記
    主導光路のV字底部に接して設けたフイルター膜
    を通して出力させ、且つ残部光を該フイルター膜
    で反射させるようにした光導波路型アクセスカプ
    ラ。
JP677583A 1982-12-14 1983-01-19 光導波路型アクセスカプラ Granted JPS59131903A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP677583A JPS59131903A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 光導波路型アクセスカプラ
US06/558,507 US4693544A (en) 1982-12-14 1983-12-06 Optical branching device with internal waveguide
DE19833345038 DE3345038A1 (de) 1982-12-14 1983-12-13 Optische wellenleitervorrichtung
CA000443172A CA1248385A (en) 1982-12-14 1983-12-13 Optical waveguide device
FR8320016A FR2537733B1 (fr) 1982-12-14 1983-12-14 Dispositif guide d'ondes optique
GB08333351A GB2135075B (en) 1982-12-14 1983-12-14 Optical waveguide device

Applications Claiming Priority (1)

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JP677583A JPS59131903A (ja) 1983-01-19 1983-01-19 光導波路型アクセスカプラ

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JPS59131903A JPS59131903A (ja) 1984-07-28
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6269205A (ja) * 1985-09-20 1987-03-30 Mitsubishi Cable Ind Ltd 分岐・結合器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5290957A (en) * 1976-01-26 1977-07-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Branching filter for optical fibers

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JPS59131903A (ja) 1984-07-28

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