JPH0371684B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0371684B2 JPH0371684B2 JP58135079A JP13507983A JPH0371684B2 JP H0371684 B2 JPH0371684 B2 JP H0371684B2 JP 58135079 A JP58135079 A JP 58135079A JP 13507983 A JP13507983 A JP 13507983A JP H0371684 B2 JPH0371684 B2 JP H0371684B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- optical
- optical waveguide
- nfp
- waveguide
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は光回路素子に関する。さらに詳しく述
べると、本発明は、例えば薄膜導波路のような光
導波路と光フアイバーを端面同志で結合させて、
光フアイバー内を伝送されてきた光を結合損失を
伴なわないで光導波路に入射結合させるための光
フアイバー結合器に関する。
べると、本発明は、例えば薄膜導波路のような光
導波路と光フアイバーを端面同志で結合させて、
光フアイバー内を伝送されてきた光を結合損失を
伴なわないで光導波路に入射結合させるための光
フアイバー結合器に関する。
技術の背景
光通信の分野において、そこに用いるための各
種の光回路素子が研究され、開発されている。特
に、かかる素子を小型化しかつ量産するため、光
導電路技術が注目されている。このような光導波
路技術を用いた素子形態としての光導波路デバイ
スの１つに、今ここで問題とするところの光フア
イバー結合器がある。光フアイバー結合器は、周
知の通り、光導波路（光フアイバーも１種の光導
波路であるけれども、ここでは特に薄膜導波路の
それを指す）と、光フアイバーを結合するための
ものである。
種の光回路素子が研究され、開発されている。特
に、かかる素子を小型化しかつ量産するため、光
導電路技術が注目されている。このような光導波
路技術を用いた素子形態としての光導波路デバイ
スの１つに、今ここで問題とするところの光フア
イバー結合器がある。光フアイバー結合器は、周
知の通り、光導波路（光フアイバーも１種の光導
波路であるけれども、ここでは特に薄膜導波路の
それを指す）と、光フアイバーを結合するための
ものである。
従来技術と問題点
従来、光導波路と光フアイバーを結合するため
にいろいろな手法が用いられている。最も一般的
な方法は直接に接続する方法である。しかしなが
ら、この方法は、簡便であるというメリツトがあ
る反面、光の結合損失が約20〜30％にまで達する
という不都合を有する。なぜなら、光フアイバー
の端面に起する光の強度分布、いわゆる近視野像
（以下、NFPと記す）と光導波路の端面に励起す
る光のそれとは自ずと相異し、したがつて、光導
波路に入射し得ない光がでてくるからである。
にいろいろな手法が用いられている。最も一般的
な方法は直接に接続する方法である。しかしなが
ら、この方法は、簡便であるというメリツトがあ
る反面、光の結合損失が約20〜30％にまで達する
という不都合を有する。なぜなら、光フアイバー
の端面に起する光の強度分布、いわゆる近視野像
（以下、NFPと記す）と光導波路の端面に励起す
る光のそれとは自ずと相異し、したがつて、光導
波路に入射し得ない光がでてくるからである。
光導波路への光の入射を容易にするため、光導
波路と光フアイバーの中間に例えばロツドンズ，
グーデツド形ンズ等の光学系を組み込んで光出力
を集束させることも試みられた。しかしながら、
この方式は、系が複雑になるだけで、結合損失を
さほど解消することができない。それというも
の、先に説明した直接接続法と同様、いくら光を
絞り込んでNFPはそのまゝであり、光導波路の
それのように非対称となり得ないからである。光
フアイバーの端面を球状に加工し、その部分にレ
ンズ作用をもたせることも試みられているが、こ
の方式も、上記した従来の方法と同様、光導波路
のNFPと光フアイバーのそれとが整合し得ない
ので、期待し得るほどの結合損失の解消を達成す
ることができない。
波路と光フアイバーの中間に例えばロツドンズ，
グーデツド形ンズ等の光学系を組み込んで光出力
を集束させることも試みられた。しかしながら、
この方式は、系が複雑になるだけで、結合損失を
さほど解消することができない。それというも
の、先に説明した直接接続法と同様、いくら光を
絞り込んでNFPはそのまゝであり、光導波路の
それのように非対称となり得ないからである。光
フアイバーの端面を球状に加工し、その部分にレ
ンズ作用をもたせることも試みられているが、こ
の方式も、上記した従来の方法と同様、光導波路
のNFPと光フアイバーのそれとが整合し得ない
ので、期待し得るほどの結合損失の解消を達成す
ることができない。
いずれにしても、このように光の結合損失が大
であると、光導波路をここで使用することのメリ
ツト、すなわち、光回路素子を小型化し、マイク
ロ化し得るという意義を結果的に否定することと
なる。
であると、光導波路をここで使用することのメリ
ツト、すなわち、光回路素子を小型化し、マイク
ロ化し得るという意義を結果的に否定することと
なる。
発明の目的
本発明の目的は、基板上に形成された光導波路
と光フアイバーを結合するためのものであつて、
両者のNFPが整合しているので光の結合損失が
殆んどないかもしくはたとえあつたとしても極く
僅かでありかつ系が複雑でないような改良された
光フアイバー結合器を提供することにある。
と光フアイバーを結合するためのものであつて、
両者のNFPが整合しているので光の結合損失が
殆んどないかもしくはたとえあつたとしても極く
僅かでありかつ系が複雑でないような改良された
光フアイバー結合器を提供することにある。
発明の構成
本発明者らは、上記目的を達成すべく研究した
結果、光フアイバーの先端部分を加工して、その
NFPを基板上に形成された光導波路のNFPに似
せるのが適当であることも見い出した。すなわ
ち、本発明による光フアイバー結合器では、その
光フアイバーのクラツド層がその端面部分を最大
にして斜め研摩されていることが特徴である。
結果、光フアイバーの先端部分を加工して、その
NFPを基板上に形成された光導波路のNFPに似
せるのが適当であることも見い出した。すなわ
ち、本発明による光フアイバー結合器では、その
光フアイバーのクラツド層がその端面部分を最大
にして斜め研摩されていることが特徴である。
光フアイバーのクラツド層を斜め研摩するに当
つて、その研摩の角度を数度以下、特に5゜以下と
するのが好ましい。但し、この研摩の角度は、例
えばクラツド層の膜厚や所望とするNFPなどの
いろいろなフアクターに依存して任意に変更可能
である。研摩作業は、常法に従つて、例えば光学
研摩によつて行なうことができる。
つて、その研摩の角度を数度以下、特に5゜以下と
するのが好ましい。但し、この研摩の角度は、例
えばクラツド層の膜厚や所望とするNFPなどの
いろいろなフアクターに依存して任意に変更可能
である。研摩作業は、常法に従つて、例えば光学
研摩によつて行なうことができる。
発明の実施例
次に、添付の図面を参照しながら本発明を説明
する。
する。
光フアイバー中及びその端面における伝播光の
光強度分布（NFP）を第１図に示す。図中の１
は光フアイバーの中心部を構成するコアであり、
この周囲をクラツド層２が包囲する。図から、光
フアイバーのNFPxは対称なガウス分布で近似で
きるということが理解されるであろう。
光強度分布（NFP）を第１図に示す。図中の１
は光フアイバーの中心部を構成するコアであり、
この周囲をクラツド層２が包囲する。図から、光
フアイバーのNFPxは対称なガウス分布で近似で
きるということが理解されるであろう。
これに対して、LiNbO3光導波路のような拡散
タイプの光導波路のNFPは第２図に示す通りで
ある。図中の３はNiNbO3基板であり、これにTi
光導波路４が埋め込まれている。光導波路４の
NFPyは、図示の通り、非対称である。特に、こ
の図から、光導波路４の空気側のΔnは急激にＯ
に収束していることが判るであろう。したがつ
て、この導波路に第１図の光フアイバーを結合さ
せた場合、両者のNFPが本質的に異なるので、
約20〜20％の結合損失を甘受しなければならな
い。
タイプの光導波路のNFPは第２図に示す通りで
ある。図中の３はNiNbO3基板であり、これにTi
光導波路４が埋め込まれている。光導波路４の
NFPyは、図示の通り、非対称である。特に、こ
の図から、光導波路４の空気側のΔnは急激にＯ
に収束していることが判るであろう。したがつ
て、この導波路に第１図の光フアイバーを結合さ
せた場合、両者のNFPが本質的に異なるので、
約20〜20％の結合損失を甘受しなければならな
い。
従来、光導波路への光の入射効率を高めるた
め、光導波路と光フアイバーの中間にロツドンズ
５（第３図）を介在させたり、あるいは光フアイ
バーの先端を加工して先球６（第４図）を有する
光フアイバーを使用したりしている。但し、この
ような改良を施したところで、直接密着させる場
合に比較して大幅な改良は望めない。
め、光導波路と光フアイバーの中間にロツドンズ
５（第３図）を介在させたり、あるいは光フアイ
バーの先端を加工して先球６（第４図）を有する
光フアイバーを使用したりしている。但し、この
ような改良を施したところで、直接密着させる場
合に比較して大幅な改良は望めない。
本発明では、第５図に示されるように光フアイ
バーのクラツド層２を斜め研摩して光フアイバー
のNFPを光導波路のNFPに整合させることを提
案する。図中のＳは研摩面である。
バーのクラツド層２を斜め研摩して光フアイバー
のNFPを光導波路のNFPに整合させることを提
案する。図中のＳは研摩面である。
実際、光フアイバーのクラツド層２をその端面
部分の切断面積が最大になるように研摩角θで斜
め研摩すると、第６図に示されるようなNFPが
得られる。この図から、線分Ｄ−Ｄにおける
NFPdは、その部分のクラツド層が少しも斜め研
摩されていないので、第１図の場合と同じく対称
であること、そして、斜め研摩の度合が増加する
につれて、すなわち、線分Ｃ−Ｃ，線分Ｂ−Ｂ，
線分Ａ−Ａと変化するにつれて、徐々に非対称の
度合が増加することが判る（図中のｃ，ｂ，ａ）。
本発明によれば、斜め研摩の完了後、端面での
NFPを測定しながら、結合しようとする光導波
路のNFPに整合するNFPを示す任意の個所にお
いて光フアイバーを光軸に垂直に切断することが
できる。
部分の切断面積が最大になるように研摩角θで斜
め研摩すると、第６図に示されるようなNFPが
得られる。この図から、線分Ｄ−Ｄにおける
NFPdは、その部分のクラツド層が少しも斜め研
摩されていないので、第１図の場合と同じく対称
であること、そして、斜め研摩の度合が増加する
につれて、すなわち、線分Ｃ−Ｃ，線分Ｂ−Ｂ，
線分Ａ−Ａと変化するにつれて、徐々に非対称の
度合が増加することが判る（図中のｃ，ｂ，ａ）。
本発明によれば、斜め研摩の完了後、端面での
NFPを測定しながら、結合しようとする光導波
路のNFPに整合するNFPを示す任意の個所にお
いて光フアイバーを光軸に垂直に切断することが
できる。
切断後の光フアイバーを光導波路に結合すると
第７図に示すようになる。図示のような光フアイ
バー結合器では、結合損失をほぼゼロにするかあ
るいは、少なくとも、かなりゼロに近いところま
で抑えることができる。
第７図に示すようになる。図示のような光フアイ
バー結合器では、結合損失をほぼゼロにするかあ
るいは、少なくとも、かなりゼロに近いところま
で抑えることができる。
発明の効果
本発明によれば、系を複雑にしなくても、容易
に、光導波路と光フアイバーの良好な結合を達成
することができる。。さらに、本発明によれば、
光フアイバーの斜め研摩を数度以下に抑えるの
で、モード変換のロスを小さくすることができ
る。
に、光導波路と光フアイバーの良好な結合を達成
することができる。。さらに、本発明によれば、
光フアイバーの斜め研摩を数度以下に抑えるの
で、モード変換のロスを小さくすることができ
る。
第１図は光フアイバーのNFPを示した略示図、
第２図は光導波路のNFPを示した略示図、第３
図及び第４図は、それぞれ、従来の光フアイバー
結合器の例を示した略示図、第５図は本発明によ
る光フアイバーの斜め研摩を示した斜視図、第６
図は第５図の光フアイバーのNFPを示した略示
図、そして第７図は本発明の光フアイバー結合器
の一例を示した略示図である。 図中、１はコア、２はクラツド層、３は基板、
そして４は光導波路である。
第２図は光導波路のNFPを示した略示図、第３
図及び第４図は、それぞれ、従来の光フアイバー
結合器の例を示した略示図、第５図は本発明によ
る光フアイバーの斜め研摩を示した斜視図、第６
図は第５図の光フアイバーのNFPを示した略示
図、そして第７図は本発明の光フアイバー結合器
の一例を示した略示図である。 図中、１はコア、２はクラツド層、３は基板、
そして４は光導波路である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 基板上に形成された光導波路と光フアイバー
を結合するための光フアイバー結合器であつて、
前記フアイバーのクラツド層がその端面部分を最
大にして斜め研摩されていることを特徴とする光
フアイバー結合器。 ２ 前記斜め研摩の角度が5゜以下である、特許請
求の範囲第１項に記載の光フアイバー結合器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507983A JPS6026908A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光フアイバ−結合器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13507983A JPS6026908A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光フアイバ−結合器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6026908A JPS6026908A (ja) | 1985-02-09 |
| JPH0371684B2 true JPH0371684B2 (ja) | 1991-11-14 |
Family
ID=15143343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13507983A Granted JPS6026908A (ja) | 1983-07-26 | 1983-07-26 | 光フアイバ−結合器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6026908A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0652451B1 (en) * | 1993-11-08 | 2001-08-08 | Corning Incorporated | Planar optical waveguides with low back reflection pigtailing |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57100409A (en) * | 1980-12-15 | 1982-06-22 | Toshiba Corp | Optical coupler |
| JPS58196521A (ja) * | 1982-05-12 | 1983-11-16 | Nec Corp | 光結合回路 |
-
1983
- 1983-07-26 JP JP13507983A patent/JPS6026908A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6026908A (ja) | 1985-02-09 |
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