JPH04177225A - 光導波路デバイス - Google Patents
光導波路デバイスInfo
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- JPH04177225A JPH04177225A JP30586990A JP30586990A JPH04177225A JP H04177225 A JPH04177225 A JP H04177225A JP 30586990 A JP30586990 A JP 30586990A JP 30586990 A JP30586990 A JP 30586990A JP H04177225 A JPH04177225 A JP H04177225A
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- Japan
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- optical waveguide
- optical
- waveguide
- coupling
- optical fiber
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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
本発明は、光ファイバを用いた光通信において、局内、
線路、端末などの多数本の光ファイバの信号を一括して
分岐結合させる用途などに用いられる集積化光フアイバ
カブラなとの光導波路デバイスに関し、特に、線路シス
テムの状態監視に用いて有用なものである。
線路、端末などの多数本の光ファイバの信号を一括して
分岐結合させる用途などに用いられる集積化光フアイバ
カブラなとの光導波路デバイスに関し、特に、線路シス
テムの状態監視に用いて有用なものである。
従来、光線路の分岐結合などを行う場合、光フアイバカ
ブラを用いているが、多数本の光ファイバの分岐結合を
それぞれ行うときには、例えば第８図に示したように、
多数の２×２の光フアイバカプラ１を用い、光ファイバ
Ｆと接続すると共に、カブラ自体を平行に並べるなどし
て配置していた。
ブラを用いているが、多数本の光ファイバの分岐結合を
それぞれ行うときには、例えば第８図に示したように、
多数の２×２の光フアイバカプラ１を用い、光ファイバ
Ｆと接続すると共に、カブラ自体を平行に並べるなどし
て配置していた。
ところが、この２×２の光フアイバカプラ１を用いた場
合、信号の分岐比、波長均一性などは満足すべき結果が
得られるものの、図示の如き形状が大きく、例えば上記
光ファイバカプラ１を４個用いた場合など、その大きさ
が、カブラ本体で約３０ｍｍＬＸ１ｍｍφ、光ファイバ
の処理部も合わせると、約１５０ｍｍＸ６０ｍｒｎ程度
になるなどの問題があった。 一方、小型化が達成されるデバイスとして、例えば第９
図に示した如き、カブラ機能を有する導波路結合器部分
２を基板３に形成した基板導波路型デバイスがあり、こ
の構造のもの場合、十分な分岐結合特性が得られるもの
の、２×２の導波路結合器部分を並列に集積した場合、
導波路５・・・間に交差部６・・・が生じ、この交差部
６・・・において、その交差角を小さくとると、導波路
５・・・間に結合が起き、漏話が発生するなどの問題が
あった。かといって、交差角を大きくとると、基板の大
型化が避けられない。 本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
である。
合、信号の分岐比、波長均一性などは満足すべき結果が
得られるものの、図示の如き形状が大きく、例えば上記
光ファイバカプラ１を４個用いた場合など、その大きさ
が、カブラ本体で約３０ｍｍＬＸ１ｍｍφ、光ファイバ
の処理部も合わせると、約１５０ｍｍＸ６０ｍｒｎ程度
になるなどの問題があった。 一方、小型化が達成されるデバイスとして、例えば第９
図に示した如き、カブラ機能を有する導波路結合器部分
２を基板３に形成した基板導波路型デバイスがあり、こ
の構造のもの場合、十分な分岐結合特性が得られるもの
の、２×２の導波路結合器部分を並列に集積した場合、
導波路５・・・間に交差部６・・・が生じ、この交差部
６・・・において、その交差角を小さくとると、導波路
５・・・間に結合が起き、漏話が発生するなどの問題が
あった。かといって、交差角を大きくとると、基板の大
型化が避けられない。 本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもの
である。
か−る本発明の特徴とする点は、光ファイバまたは光フ
ァイバコネクタを端末に有する光導波路デバイスで、光
導波路の結合を基板の垂直方向で行いう光導波路デバイ
スにある。
ァイバコネクタを端末に有する光導波路デバイスで、光
導波路の結合を基板の垂直方向で行いう光導波路デバイ
スにある。
このように光導波路の結合が基板に対して垂直方向で行
われるため、上記従来の基板導波路型デバイスのような
交差部がなくてよく、小型で、漏話発生などの恐れもな
い。
われるため、上記従来の基板導波路型デバイスのような
交差部がなくてよく、小型で、漏話発生などの恐れもな
い。
第１図は本発明に係る光導波路デバイスの一実施例を示
したものである。 図において、２１は光導波路基板で、この基板には、図
示の如く２系統の光導波路２２．２３が形成しである。 この一方の光導波路２２にあっては直線状に形成し、他
方の光導波路２３にあっては概略円形状に形成し、そし
て、その結合部２４では、第２図（Ａ）に示したように
直線状の結合導波路２２ａ部分を基板２１の下層側とし
、また、第２図（Ｂ）に示したようにＵ字状の結合導波
路２３ａ部分を基板２１の上層側として、基板２１の垂
直方向（上下方向）に位置させて結合させである。 この関係を、より具体的に示すと、第３図（Ａ）、（Ｂ
）〜第４図の如くで、各光導波路２２゜２３の結合導波
路２２ａ、２３ａ部分では、垂直方向（上下方向）から
当接されてむ、する。 このような結合構造であるため、光導波路間に交差部が
形成されることなく、多数の分岐結合器部分を１枚の基
板上に形成することができる。 なお、上記結合導波路２２ａ、２３ａ部分の結合におい
て、この部分に互いに凸部を設けて行ったが、例えば第
５図に示したように光導波路２２の結合導波路２２ａ部
分を階段状に成形し、これに対応した形で、光導波路２
３の結合導波路２３ａ部分２３を逆の階段状として、重
ね合せる方法などで結合させることも可能である。 つまり、本発明で言う光導波路の垂直方向での結合には
、所謂垂直方向での結合の他に、広義には光導波路間で
交差部を形成しない方法を広く含むものである。 上記基板２１の上記直線状の光導波路２２の両端には、
コネクタ２５．２６を介して複数の光ファイバＦが接続
され、また、上記概略円形状の光導波路２３の同方向に
揃った両端には、コネクタ２７を介してやはり複数の光
ファイバＦが接続されている。 上記光導波路２２．２３の形成にあたっては、特に、限
定されないが、例えば火炎気相堆積法、減圧ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法などの気相成長法、あるいはガラスの
イオン交換法などの手段を用いて形成することができる
。例えば気相成長法の場合、基板としては金属シリコン
、石英などの材料を用い、この基板の上にＳ ｉｏ、−
Ｇｅｍ２／ Ｓ ｉ Ｏ□、ＳｉＯ□−Ｐ Ｚ Ｏｓ
／Ｓ ｉ Ｏ□、ＳｉＯ，−３ｔ、Ｎａ ／Ｓ ｉｏ□
などの石英系ガラス層を形成して行う。また、イオン交
換法の場合、光学ガラス基板を用いて、この基板中のＮ
ａイオンとＡｇイオンを交換し屈折率を高めるなどの手
段を用いる。 この光導波路の実際の形成に当たっては、例えば次の方
法などが挙げられる。その一つは、第６図（Ａ）〜（Ｅ
）に示した全埋め込み型で形、成する方法であり、もう
一つは、第７図（Ａ）〜（Ｄ）に示した機械的結合方法
である。 第６図の方法では、先ず、下層側基板２Ｉａ上に第１層
の光導波路層２２′を設け（Ａ工程）、次に、第１層の
光導波路層２２′のエツチングを行って光導波路２２を
設け（Ｂ工程）、この後、光導波路２２の周囲にクラッ
ド層２１ｂを設けると共にこのクランド層２１ｂ上にさ
らに第２の光導波路層２３′を設ける（Ｃ工程）、上記
と同様この第２の光導波路層２３′のエツチングを行っ
て光導波路２３を設け（Ｄ工程）、引続きこの光導波路
２３上の周囲にクラッド層２１ｃを設ければ（Ｅ工程）
、所望の光導波路基板２１が得られ、また、光導波路２
２．２３の結合部２４が形成される。 また、第７図の方法では、最初は、上記第６図の方法と
同様、先ず、下層側基板２１ａに上第１層の光導波路層
２２′を設け（Ａ工程）、次に、第１層の光導波路層２
２′のエツチングを行って光導波路２２を設け（Ｂ工程
）、この後、光導波路２２の周囲にクラッド層２１ｂだ
けを設け、この段階で一旦止め、一方、同様にして光導
波路２３を有する同様のものを形成し、これらを機械的
に重ね合わせることにより（Ｄ工程）、所望の光導波路
基板２１が得られ、また、光導波路２２゜２３の結合部
２４が形成される。 このようにして得られた本発明の光導波路デバイスにお
いて、第１図に示したように、直線状の光導波路２２に
入出力系の光ファイバＦを接続し、Ｕ字状の結合導波路
２３にモニタ系の光ファイバＦを接続して（例えば、結
合導波路２３の一方２３ａには線路状態モニタの光ファ
イバＦを接続し、他方２３ｂには入力信号モニタの光フ
ァイバＦを接続して）、線路監視装置２日と結び付けた
ところ、良好な分岐結合が得られた。また、この場合、
入出力系にあっては、光導波路２２部分が直線状である
ため、低損失で、さらに、この入出力系のポートと監視
系のボートが完全に分離されため、もちろん漏話などの
発生もなかった。 具体的に試作した光導波路デバイスのサンプルによると
、光導波路部の大きさが、２０ｍｍＸ３０ｍｍ程度で、
２×２の４連分岐結合器部分が製造でき、小型化が可能
で、また、分岐比は信号光が８０％、監視光が２０％の
割合であった。 なお、上記実施例では、直線状の結合導波路２２ａに入
出力系の光ファイバを接続し、Ｕ字状の結合導波路２３
ａにモニタ系の光ファイバを接続し、線路監視システム
に用いた例であったが、本発明は、もちろんこの用途に
限定されるものではなく、また、光導波路においても、
直線状とＵ字状の組み合わせに限定されるものではない
。
したものである。 図において、２１は光導波路基板で、この基板には、図
示の如く２系統の光導波路２２．２３が形成しである。 この一方の光導波路２２にあっては直線状に形成し、他
方の光導波路２３にあっては概略円形状に形成し、そし
て、その結合部２４では、第２図（Ａ）に示したように
直線状の結合導波路２２ａ部分を基板２１の下層側とし
、また、第２図（Ｂ）に示したようにＵ字状の結合導波
路２３ａ部分を基板２１の上層側として、基板２１の垂
直方向（上下方向）に位置させて結合させである。 この関係を、より具体的に示すと、第３図（Ａ）、（Ｂ
）〜第４図の如くで、各光導波路２２゜２３の結合導波
路２２ａ、２３ａ部分では、垂直方向（上下方向）から
当接されてむ、する。 このような結合構造であるため、光導波路間に交差部が
形成されることなく、多数の分岐結合器部分を１枚の基
板上に形成することができる。 なお、上記結合導波路２２ａ、２３ａ部分の結合におい
て、この部分に互いに凸部を設けて行ったが、例えば第
５図に示したように光導波路２２の結合導波路２２ａ部
分を階段状に成形し、これに対応した形で、光導波路２
３の結合導波路２３ａ部分２３を逆の階段状として、重
ね合せる方法などで結合させることも可能である。 つまり、本発明で言う光導波路の垂直方向での結合には
、所謂垂直方向での結合の他に、広義には光導波路間で
交差部を形成しない方法を広く含むものである。 上記基板２１の上記直線状の光導波路２２の両端には、
コネクタ２５．２６を介して複数の光ファイバＦが接続
され、また、上記概略円形状の光導波路２３の同方向に
揃った両端には、コネクタ２７を介してやはり複数の光
ファイバＦが接続されている。 上記光導波路２２．２３の形成にあたっては、特に、限
定されないが、例えば火炎気相堆積法、減圧ＣＶＤ法、
プラズマＣＶＤ法などの気相成長法、あるいはガラスの
イオン交換法などの手段を用いて形成することができる
。例えば気相成長法の場合、基板としては金属シリコン
、石英などの材料を用い、この基板の上にＳ ｉｏ、−
Ｇｅｍ２／ Ｓ ｉ Ｏ□、ＳｉＯ□−Ｐ Ｚ Ｏｓ
／Ｓ ｉ Ｏ□、ＳｉＯ，−３ｔ、Ｎａ ／Ｓ ｉｏ□
などの石英系ガラス層を形成して行う。また、イオン交
換法の場合、光学ガラス基板を用いて、この基板中のＮ
ａイオンとＡｇイオンを交換し屈折率を高めるなどの手
段を用いる。 この光導波路の実際の形成に当たっては、例えば次の方
法などが挙げられる。その一つは、第６図（Ａ）〜（Ｅ
）に示した全埋め込み型で形、成する方法であり、もう
一つは、第７図（Ａ）〜（Ｄ）に示した機械的結合方法
である。 第６図の方法では、先ず、下層側基板２Ｉａ上に第１層
の光導波路層２２′を設け（Ａ工程）、次に、第１層の
光導波路層２２′のエツチングを行って光導波路２２を
設け（Ｂ工程）、この後、光導波路２２の周囲にクラッ
ド層２１ｂを設けると共にこのクランド層２１ｂ上にさ
らに第２の光導波路層２３′を設ける（Ｃ工程）、上記
と同様この第２の光導波路層２３′のエツチングを行っ
て光導波路２３を設け（Ｄ工程）、引続きこの光導波路
２３上の周囲にクラッド層２１ｃを設ければ（Ｅ工程）
、所望の光導波路基板２１が得られ、また、光導波路２
２．２３の結合部２４が形成される。 また、第７図の方法では、最初は、上記第６図の方法と
同様、先ず、下層側基板２１ａに上第１層の光導波路層
２２′を設け（Ａ工程）、次に、第１層の光導波路層２
２′のエツチングを行って光導波路２２を設け（Ｂ工程
）、この後、光導波路２２の周囲にクラッド層２１ｂだ
けを設け、この段階で一旦止め、一方、同様にして光導
波路２３を有する同様のものを形成し、これらを機械的
に重ね合わせることにより（Ｄ工程）、所望の光導波路
基板２１が得られ、また、光導波路２２゜２３の結合部
２４が形成される。 このようにして得られた本発明の光導波路デバイスにお
いて、第１図に示したように、直線状の光導波路２２に
入出力系の光ファイバＦを接続し、Ｕ字状の結合導波路
２３にモニタ系の光ファイバＦを接続して（例えば、結
合導波路２３の一方２３ａには線路状態モニタの光ファ
イバＦを接続し、他方２３ｂには入力信号モニタの光フ
ァイバＦを接続して）、線路監視装置２日と結び付けた
ところ、良好な分岐結合が得られた。また、この場合、
入出力系にあっては、光導波路２２部分が直線状である
ため、低損失で、さらに、この入出力系のポートと監視
系のボートが完全に分離されため、もちろん漏話などの
発生もなかった。 具体的に試作した光導波路デバイスのサンプルによると
、光導波路部の大きさが、２０ｍｍＸ３０ｍｍ程度で、
２×２の４連分岐結合器部分が製造でき、小型化が可能
で、また、分岐比は信号光が８０％、監視光が２０％の
割合であった。 なお、上記実施例では、直線状の結合導波路２２ａに入
出力系の光ファイバを接続し、Ｕ字状の結合導波路２３
ａにモニタ系の光ファイバを接続し、線路監視システム
に用いた例であったが、本発明は、もちろんこの用途に
限定されるものではなく、また、光導波路においても、
直線状とＵ字状の組み合わせに限定されるものではない
。
以上の説明から明らかなように、本発明に係る光導波路
デバイスによれば、次のような優れた効果が得られる。 （１）、光導波路の結合を基板の垂直方向（上下方向）
で行っているため、極めて小型で、多数連の分岐結合器
部分を持った光導波路デバイスが得られる。 （２）、やはり光導波路の結合を基板の垂直方向で行っ
ているため、従来のプレーナー型のデバイスのような光
導波路間の交差部がなく、漏話発止などの恐れのない、
優れた光導波路デバイスが得られる。 （３）、光導波路結合部において、一方の結合導波路を
直線状に形成し、他方の結合導波路をＵ字状に形成した
場合、直線状の結合導波路部分での損失低下は極めて小
さく、また、これらの各結合導波路に接続される処理ボ
ート、例えば信号の人出系とモニタ系などが完全に分離
されるため、コンパクト設計で、部品点数も少なく、伝
送特性にも優れた光導波路デバイスが得られる。 （４）、上記直線状の結合導波路に入出力系の光ファイ
バまたは光ファイバコネクタを接続し、前記Ｕ字状の結
合導波路にモニタ系の光ファイバまたは光ファイバコネ
クタを接続すれば、小型で、低損失の監視装置用ＮＸＮ
分岐結合器として用いて有用な光導波路デバイスが得ら
れる。
デバイスによれば、次のような優れた効果が得られる。 （１）、光導波路の結合を基板の垂直方向（上下方向）
で行っているため、極めて小型で、多数連の分岐結合器
部分を持った光導波路デバイスが得られる。 （２）、やはり光導波路の結合を基板の垂直方向で行っ
ているため、従来のプレーナー型のデバイスのような光
導波路間の交差部がなく、漏話発止などの恐れのない、
優れた光導波路デバイスが得られる。 （３）、光導波路結合部において、一方の結合導波路を
直線状に形成し、他方の結合導波路をＵ字状に形成した
場合、直線状の結合導波路部分での損失低下は極めて小
さく、また、これらの各結合導波路に接続される処理ボ
ート、例えば信号の人出系とモニタ系などが完全に分離
されるため、コンパクト設計で、部品点数も少なく、伝
送特性にも優れた光導波路デバイスが得られる。 （４）、上記直線状の結合導波路に入出力系の光ファイ
バまたは光ファイバコネクタを接続し、前記Ｕ字状の結
合導波路にモニタ系の光ファイバまたは光ファイバコネ
クタを接続すれば、小型で、低損失の監視装置用ＮＸＮ
分岐結合器として用いて有用な光導波路デバイスが得ら
れる。
第１図は本発明に係る光導波路デバイスの一実施例を示
した概略説明図、第２図（Ａ）〜（Ｂ）は第１図の光導
波路デバイスにおける光導波路基板の光導波路の各層を
示した各平面図、第３図は第２図（Ａ）〜（Ｂ）の各層
をより具体的に示した斜視図、第４図は第１図の光導波
路デバイスにおける結合部を示した縦断面図、第５図は
第１図の光導波路デバイスにおける他の結合部を示した
縦断面図、第６図（Ａ）〜（Ｅ）および第７図（Ａ）〜
（Ｄ）は光導波路の形成方法を示した各工程図、第８図
は多数の光フアイバカブラを用いた分岐結合状態を示し
た概略説明図、第９図は従来の基板導波路型デバイスの
一例を示した斜視図である。 図中、 ２１・・・・・光導波路基板、 ２２・・・・・光導波路、 ２３・・・・・光導波路、 ２４・・・・・光導波路結合部、 ２５・・・・・コネクタ、 ２６・・・・・コネクタ、 ２７・・・・・コネクタ、 Ｆ・・・・・・光ファイバ、 第２図（Ａ） 第２図ＣＢ） 第４図 第３図 第５図 第６図 第７図
した概略説明図、第２図（Ａ）〜（Ｂ）は第１図の光導
波路デバイスにおける光導波路基板の光導波路の各層を
示した各平面図、第３図は第２図（Ａ）〜（Ｂ）の各層
をより具体的に示した斜視図、第４図は第１図の光導波
路デバイスにおける結合部を示した縦断面図、第５図は
第１図の光導波路デバイスにおける他の結合部を示した
縦断面図、第６図（Ａ）〜（Ｅ）および第７図（Ａ）〜
（Ｄ）は光導波路の形成方法を示した各工程図、第８図
は多数の光フアイバカブラを用いた分岐結合状態を示し
た概略説明図、第９図は従来の基板導波路型デバイスの
一例を示した斜視図である。 図中、 ２１・・・・・光導波路基板、 ２２・・・・・光導波路、 ２３・・・・・光導波路、 ２４・・・・・光導波路結合部、 ２５・・・・・コネクタ、 ２６・・・・・コネクタ、 ２７・・・・・コネクタ、 Ｆ・・・・・・光ファイバ、 第２図（Ａ） 第２図ＣＢ） 第４図 第３図 第５図 第６図 第７図
Claims (2)
- （１）光ファイバまたは光ファイバコネクタを端末に有
する光導波路デバイスで、光導波路の結合を基板の垂直
方向で行うことを特徴とする光導波路デバイス。 - （２）前記デバイスの光導波路結合部において、一方の
結合導波路を直線状に形成し、他方の結合導波路をＵ字
状に形成したことを特徴とする請求項１記載の光導波路
デバイス。（３）前記直線状の結合導波路に入出力系の
光ファイバまたは光ファイバコネクタを接続し、前記Ｕ
字状の結合導波路にモニタ系の光ファイバまたは光ファ
イバコネクタを接続したことを特徴とする請求項２記載
の光導波路デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30586990A JPH04177225A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 光導波路デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30586990A JPH04177225A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 光導波路デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04177225A true JPH04177225A (ja) | 1992-06-24 |
Family
ID=17950333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30586990A Pending JPH04177225A (ja) | 1990-11-09 | 1990-11-09 | 光導波路デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04177225A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004099834A3 (en) * | 2003-05-01 | 2005-02-03 | Newport Opticom Inc | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| US6990264B2 (en) | 2000-09-19 | 2006-01-24 | Telkamp Arthur R | 1×N or N×1 optical switch having a plurality of movable light guiding microstructures |
| US7003188B2 (en) | 2001-04-17 | 2006-02-21 | Ying Wen Hsu | Low loss optical switching system |
| JP2007523378A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | カラー チップ （イスラエル） リミテッド | 光電モジュールの製作システムおよび方法 |
-
1990
- 1990-11-09 JP JP30586990A patent/JPH04177225A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6990264B2 (en) | 2000-09-19 | 2006-01-24 | Telkamp Arthur R | 1×N or N×1 optical switch having a plurality of movable light guiding microstructures |
| US7003188B2 (en) | 2001-04-17 | 2006-02-21 | Ying Wen Hsu | Low loss optical switching system |
| WO2004099834A3 (en) * | 2003-05-01 | 2005-02-03 | Newport Opticom Inc | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| US7062130B2 (en) | 2003-05-01 | 2006-06-13 | Arthur Telkamp | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| US7215854B2 (en) | 2003-05-01 | 2007-05-08 | Gemfire Corporation | Low-loss optical waveguide crossovers using an out-of-plane waveguide |
| JP2007523378A (ja) * | 2004-02-18 | 2007-08-16 | カラー チップ （イスラエル） リミテッド | 光電モジュールの製作システムおよび方法 |
| JP4859677B2 (ja) * | 2004-02-18 | 2012-01-25 | カラー チップ （イスラエル） リミテッド | 光電モジュールの製作システムおよび方法 |
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