JPH03230106A - 波長分合波器 - Google Patents
波長分合波器Info
- Publication number
- JPH03230106A JPH03230106A JP2547690A JP2547690A JPH03230106A JP H03230106 A JPH03230106 A JP H03230106A JP 2547690 A JP2547690 A JP 2547690A JP 2547690 A JP2547690 A JP 2547690A JP H03230106 A JPH03230106 A JP H03230106A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- diffraction grating
- wavelength
- light
- multiplexer
- 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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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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】
（１）発明の属する技術分野
本発明は、３本以上の複数の導波路と回折格子を一体化
した小形の波長分合波器に関するものである。
した小形の波長分合波器に関するものである。
（２）従来技術
従来波長分合波するものとしては、導波路と回折格子か
別々に分離して配置されたものであり、導波路から一旦
光か空間に出て、回折格子に入るという方式であったた
め、光軸の調整に時間かかかり、かつ振動に弱い等の欠
点があった。
別々に分離して配置されたものであり、導波路から一旦
光か空間に出て、回折格子に入るという方式であったた
め、光軸の調整に時間かかかり、かつ振動に弱い等の欠
点があった。
例えは図３に示すように、導波構造を持った光ファイバ
と外付けの回折格子を組み合わせた例がある。すなわち
、入力光９（波長λ１）と、入力光１０（波長λ２）か
、光ファイバ１７を導波して、光ファイバの出射端から
回折格子２に入射し、出力光１１（波長λ１）と出力光
１２（波長λ２）とに分波するように構成されていた。
と外付けの回折格子を組み合わせた例がある。すなわち
、入力光９（波長λ１）と、入力光１０（波長λ２）か
、光ファイバ１７を導波して、光ファイバの出射端から
回折格子２に入射し、出力光１１（波長λ１）と出力光
１２（波長λ２）とに分波するように構成されていた。
このような構造になっていたから、光軸の調整に時間か
かかりかつ振動に弱いという欠点かあったのである。
かかりかつ振動に弱いという欠点かあったのである。
また図４に示したようにシリコン基板１８上に、光ファ
イバ２２と、フィルタチップ２１を、フィルタガイドＩ
９て固定した従来例かある（電子工業振興会資料６１−
Ｍ −２５３）。しかし、この従来例は、波長を分波
するのにフィルタを使用しているので、比較的大型で、
光の損失も大きいという欠点かあった。
イバ２２と、フィルタチップ２１を、フィルタガイドＩ
９て固定した従来例かある（電子工業振興会資料６１−
Ｍ −２５３）。しかし、この従来例は、波長を分波
するのにフィルタを使用しているので、比較的大型で、
光の損失も大きいという欠点かあった。
（３）発明の目的
本発明の目的は、回折格子と光ファイバ等の導波路か別
々なものであったことがらくる大型で、光軸調整に時間
かかかり、かつ振動に弱い等の欠点を解決した、導波路
と回折格子か一体化された小型の波長分合波器を提供す
ることにある。
々なものであったことがらくる大型で、光軸調整に時間
かかかり、かつ振動に弱い等の欠点を解決した、導波路
と回折格子か一体化された小型の波長分合波器を提供す
ることにある。
（４）発明の構成
本発明は、回折格子か形成されている端面から放射状に
３本以上の導波路が形成されており、かつその回折格子
の溝の方向か、導波路の基板に垂直な方向であることを
特徴とする。次に、放射状の導波路の各々の光軸に対し
て、斜めにかつ導波路の基板に垂直に反射面を形成し、
全反射によって導波路を直線的に曲げ、導波路の出入力
端面の間隔を大きくすることを特徴とする。また、回折
格子の形状を鋸状にして、入射光と回折光とが回折格子
の溝の面に対して、正反射の関係になるように形成し、
回折効率を高めることを特徴とする。
３本以上の導波路が形成されており、かつその回折格子
の溝の方向か、導波路の基板に垂直な方向であることを
特徴とする。次に、放射状の導波路の各々の光軸に対し
て、斜めにかつ導波路の基板に垂直に反射面を形成し、
全反射によって導波路を直線的に曲げ、導波路の出入力
端面の間隔を大きくすることを特徴とする。また、回折
格子の形状を鋸状にして、入射光と回折光とが回折格子
の溝の面に対して、正反射の関係になるように形成し、
回折効率を高めることを特徴とする。
さらに、回折格子のある端面に全反射膜を形成し回折効
率を高めたことを特徴とする。また、各々の導波路の入
出力端面に無反射膜を形成し、入出力光の反射を無くし
たことを特徴とする。従来の技術とは、導波路と回折格
子が一体化していて、光軸の調整が必要でなくかつ振動
に強く小型であることが異なる。
率を高めたことを特徴とする。また、各々の導波路の入
出力端面に無反射膜を形成し、入出力光の反射を無くし
たことを特徴とする。従来の技術とは、導波路と回折格
子が一体化していて、光軸の調整が必要でなくかつ振動
に強く小型であることが異なる。
（４−２）実施例
以下本発明の実施例につき説明する。
図１および図２は、本発明の第１の実施例を説明する図
であって、１は第１の導波路、２は第２の導波路、３は
第３の導波路、４は回折格子、ｄは回折格子のピッチ、
θ０は第１の導波路１と回折格子４との傾き、θ１は第
２の導波路２と回折格子４の傾き角、θ２は第３の導波
路３と回折格子４との傾き角、９は第１の入力光（波長
λ１）、１０は第２の入力光（波長λ２）、１１は第１
の出力光（波長λ１）、１２は第２の出力光（波長λ２
）、１３は全反射面である。また、５は導波路１．２．
３の基板であり、図示の如く紙面に沿うように配置され
ている。
であって、１は第１の導波路、２は第２の導波路、３は
第３の導波路、４は回折格子、ｄは回折格子のピッチ、
θ０は第１の導波路１と回折格子４との傾き、θ１は第
２の導波路２と回折格子４の傾き角、θ２は第３の導波
路３と回折格子４との傾き角、９は第１の入力光（波長
λ１）、１０は第２の入力光（波長λ２）、１１は第１
の出力光（波長λ１）、１２は第２の出力光（波長λ２
）、１３は全反射面である。また、５は導波路１．２．
３の基板であり、図示の如く紙面に沿うように配置され
ている。
図２は回折格子の詳細を説明する図であって、α０は回
折格子４の溝の面と入射光（λ１．λ２）すなわち第１
の導波路ｌとのなす角であり、α１は回折格子４の溝の
面（導波路の基板に垂直な方向に配置されている）と第
１の出力光（波長λ１）すなわち第２の導波路２とのな
す角であり、α２は、回折格子４の溝の面と第２の出力
光（波長λ２）すなわち第３の導波路３とのなす角であ
る。
折格子４の溝の面と入射光（λ１．λ２）すなわち第１
の導波路ｌとのなす角であり、α１は回折格子４の溝の
面（導波路の基板に垂直な方向に配置されている）と第
１の出力光（波長λ１）すなわち第２の導波路２とのな
す角であり、α２は、回折格子４の溝の面と第２の出力
光（波長λ２）すなわち第３の導波路３とのなす角であ
る。
この回路構造において、第１の導波路ｌに第１の入力光
９（波長λ１）と第２の入力光１０（波長λ２）を入射
し、第１の導波路１に導かれ、回折格子４て分光され、
波長λ、の光は、第２の導波路２に導かれ、第２の導波
路２の出射端から出射する。
９（波長λ１）と第２の入力光１０（波長λ２）を入射
し、第１の導波路１に導かれ、回折格子４て分光され、
波長λ、の光は、第２の導波路２に導かれ、第２の導波
路２の出射端から出射する。
また、波長λ２の光は、同じようにして第３の導波路３
に導かれ第３の導波路３の出射端から出射する。
に導かれ第３の導波路３の出射端から出射する。
ここにおいて、第１の導波路１すなわち入射光と回折格
子４とのなす角θ。と第２の導波路２すなわち、第１の
出力光１１ （波長λ、）と回折格子４とのなす角θ１
との間には次のような関係かある。
子４とのなす角θ。と第２の導波路２すなわち、第１の
出力光１１ （波長λ、）と回折格子４とのなす角θ１
との間には次のような関係かある。
（ｍ
０
±１゜
二こで、
ｍ＝１の場合λ
は第１の出力光１の波
長、
ｄは回折格子のピッチ、
ｎ ＠ｆｆ
は導波路の実
動圧折率である。
この式を微分することによって
次の式か得られる。
■
■の式からθ。
か小さくなる程
ｄθ／ｄλ
が大
きくなる。
たたし、
である。
■の式は
≦ｓｉｎθ１≦１
という条件から出てく
る。
すなわち０式を満足する範囲てθ。を小さ・（すれは、
波長差による分離角を大きくすることができる。例えば
、ガラス導波路を念頭におくと、ｎ＠＋＋ ＝１．４５
ｄ＝１μｍにおいて、θｏ＝５゜とすると、λ、＝
１．５４μｍの波長とλ２＝ｔ、５Ｓｐｍの波長を分離
すると、θ１＝７７．１３９２°、θ２＝７９．０５５
°となり、θ１とθ２の分離角は１．９２°になり、充
分１．５４−の波長の光と１．５５−の波長を分離する
ことができる。また、図２において、回折格子の溝の面
を、α０とα１ α２と間に α。！＝；（α１＋α２）／２ ■ ■の式を満足させるように設計し、入射光と回折光とが
回折格子とが回折格子の溝の面に対して正反射の関係に
すると、回折効率を高くすることができる。
波長差による分離角を大きくすることができる。例えば
、ガラス導波路を念頭におくと、ｎ＠＋＋ ＝１．４５
ｄ＝１μｍにおいて、θｏ＝５゜とすると、λ、＝
１．５４μｍの波長とλ２＝ｔ、５Ｓｐｍの波長を分離
すると、θ１＝７７．１３９２°、θ２＝７９．０５５
°となり、θ１とθ２の分離角は１．９２°になり、充
分１．５４−の波長の光と１．５５−の波長を分離する
ことができる。また、図２において、回折格子の溝の面
を、α０とα１ α２と間に α。！＝；（α１＋α２）／２ ■ ■の式を満足させるように設計し、入射光と回折光とが
回折格子とが回折格子の溝の面に対して正反射の関係に
すると、回折効率を高くすることができる。
また半導体導波路を念頭におくと、ｎａ＋＋＝３．２５
ｄ＝１μｍ θｏ＝５°においてλｌ＝１．３μｍの
光とλ２＝１．５０μｍとλ３＝１．５５．１ＦＴ＋に
対する角度はθ、＝１８．２３０７°、θ２＝２１．９
８６２゜θ３＝２２．９４°になり波長１．３即の光と
１．５０μｍ９１．５５μｍの光を充分分離することが
てきる。
ｄ＝１μｍ θｏ＝５°においてλｌ＝１．３μｍの
光とλ２＝１．５０μｍとλ３＝１．５５．１ＦＴ＋に
対する角度はθ、＝１８．２３０７°、θ２＝２１．９
８６２゜θ３＝２２．９４°になり波長１．３即の光と
１．５０μｍ９１．５５μｍの光を充分分離することが
てきる。
また、実施例には波長分波器の例をあげたか、光線の方
向を逆にすると、すなわち入力と出力を反対にすると、
波長合波器ができる。
向を逆にすると、すなわち入力と出力を反対にすると、
波長合波器ができる。
また導波路構造に言及しなかったか、リブガイド導波路
を想定して、等価比屈折率差を小さく設計し、メサ高さ
を適正に小さくすれば、ガイド幅を充分広くすることが
でき、回折格子の波長分解能をあげることができる。一
般に回折格子の分解能は次の式であられせる。
を想定して、等価比屈折率差を小さく設計し、メサ高さ
を適正に小さくすれば、ガイド幅を充分広くすることが
でき、回折格子の波長分解能をあげることができる。一
般に回折格子の分解能は次の式であられせる。
（ｍ＝０． ±１．±２）
二こで、δλ、は波長分解能、λは波長、Ｎは回折格子
の本数、ｎ ａ ｔ ｒはガイドの実効屈折率である。
の本数、ｎ ａ ｔ ｒはガイドの実効屈折率である。
ガイド幅か広がるとＮを大きくすることができ、δλ、
を充分小さくすることができる。
を充分小さくすることができる。
（５）発明の詳細
な説明したように、本発明は回折格子と導波路を一体化
し、回折格子か形成されている端面から放射状に３本以
上の導波路か形成されていて、かつその回折格子の溝の
方向か、導波路の基板に垂直な方向であること、かつ放
射状の導波路の各々の光軸に対して、斜めにかつ導波路
の基板に垂直に反射面を形成し、全反射によって導波路
を直線的に曲げ、導波路の入出力端面の間隔を大きくす
ること、かつ回折格子の形状を鋸状にして、入射光と回
折光とが、回折格子の溝の面に対して正反射の関係にな
るように形成し、回折効率を高めたこと、また各々の導
波路の入出力端面に無反射膜を形成し、入出力光の反射
を無くした二とがら、小形で回折効率の良いすなわち低
損失の波長分合波器か製作することができるという利点
かある。
し、回折格子か形成されている端面から放射状に３本以
上の導波路か形成されていて、かつその回折格子の溝の
方向か、導波路の基板に垂直な方向であること、かつ放
射状の導波路の各々の光軸に対して、斜めにかつ導波路
の基板に垂直に反射面を形成し、全反射によって導波路
を直線的に曲げ、導波路の入出力端面の間隔を大きくす
ること、かつ回折格子の形状を鋸状にして、入射光と回
折光とが、回折格子の溝の面に対して正反射の関係にな
るように形成し、回折効率を高めたこと、また各々の導
波路の入出力端面に無反射膜を形成し、入出力光の反射
を無くした二とがら、小形で回折効率の良いすなわち低
損失の波長分合波器か製作することができるという利点
かある。
図１は本発明の実施例を示す断面図、図２は図１の実施
例に用いられた回折格子の詳細を示す断面図、図３２図
４は従来の波長分合波器の具体例を示す系統略図及び斜
視図である。 ■・・・第１の導波路、 ２・・・第２の導波路、
３・・・第３の導波路、 ４・・・回折格子、
５・・・基板、ｄ・・・回折格子のピッチ、 θ。・・
・導波路１と回折格子４との傾き角、 θ、・・・導波
路２と回折格子４との傾き角、 θ２・・・導波路３と
回折格子４との傾き角、 ９・・・第１の入力光、
１０・・・第２の入力光、 １１・・・第１の出力光、
１２・・・第２の出力光、 １３・・・全反射面。
例に用いられた回折格子の詳細を示す断面図、図３２図
４は従来の波長分合波器の具体例を示す系統略図及び斜
視図である。 ■・・・第１の導波路、 ２・・・第２の導波路、
３・・・第３の導波路、 ４・・・回折格子、
５・・・基板、ｄ・・・回折格子のピッチ、 θ。・・
・導波路１と回折格子４との傾き角、 θ、・・・導波
路２と回折格子４との傾き角、 θ２・・・導波路３と
回折格子４との傾き角、 ９・・・第１の入力光、
１０・・・第２の入力光、 １１・・・第１の出力光、
１２・・・第２の出力光、 １３・・・全反射面。
Claims (6)
- （１）回折格子が形成されている端面から、３本以上の
導波路が放射状に形成されており、かつ、該回折格子の
溝の方向が前記導波路の基板に垂直な方向であることを
特徴とする波長分合波器。 - （２）放射状の導波路の各々の光軸に対して斜めにかつ
前記導波路の基板に垂直に反射面を形成し、全反射によ
って導波路を直線的に曲げ、該導波路の出入力端面の間
隔を大きくするように構成されたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の波長分合波器。 - （３）前記回折格子の形状を鋸（のこぎり）状にして、
入射光と回折光とが該回折格子の溝の面に対して、正反
射の関係になるように形成し、回折効率を高めたことを
特徴とした特許請求の範囲第１項又は第２項記載の波長
分合波器。 - （４）回折格子のある端面に全反射膜が形成され、回折
効率を高めたことを特徴とする特許請求の範囲第１項、
第２項又は第３項記載の波長分合波器。 - （５）導波路の光入出力端面に無反射膜が形成され、端
面での入出力光の反射を無くしたことを特徴とする特許
請求の範囲第１項、第２項、第３項又は第４項記載の波
長分合波器。 - （６）ドライエッチング等の垂直エッチング技術により
前記導波路の基板に垂直な方向に回折格子の溝の方向を
形成したことを特徴とする波長分合波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2547690A JPH03230106A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | 波長分合波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2547690A JPH03230106A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | 波長分合波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03230106A true JPH03230106A (ja) | 1991-10-14 |
Family
ID=12167098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2547690A Pending JPH03230106A (ja) | 1990-02-05 | 1990-02-05 | 波長分合波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03230106A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495462A (en) * | 1993-06-18 | 1996-02-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light beam splitting apparatus |
| JP2010079041A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Tohoku Univ | 光デバイス及びその製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090311A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 回折格子付光導波膜の製造方法 |
| JPS62189406A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Nec Corp | 導波形光分波器 |
| JPS6444904A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Nec Corp | Device for coupling semiconductor laser and thin film waveguide |
-
1990
- 1990-02-05 JP JP2547690A patent/JPH03230106A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6090311A (ja) * | 1983-10-24 | 1985-05-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 回折格子付光導波膜の製造方法 |
| JPS62189406A (ja) * | 1986-02-17 | 1987-08-19 | Nec Corp | 導波形光分波器 |
| JPS6444904A (en) * | 1987-08-13 | 1989-02-17 | Nec Corp | Device for coupling semiconductor laser and thin film waveguide |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5495462A (en) * | 1993-06-18 | 1996-02-27 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light beam splitting apparatus |
| JP2010079041A (ja) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Tohoku Univ | 光デバイス及びその製造方法 |
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