JPH0522209B2 - - Google Patents
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- JPH0522209B2 JPH0522209B2 JP57033162A JP3316282A JPH0522209B2 JP H0522209 B2 JPH0522209 B2 JP H0522209B2 JP 57033162 A JP57033162 A JP 57033162A JP 3316282 A JP3316282 A JP 3316282A JP H0522209 B2 JPH0522209 B2 JP H0522209B2
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- waveguide
- coupled
- directional coupler
- dielectric
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- 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
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical 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
- G02B6/29331—Optical 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 evanescent wave coupling
- G02B6/29332—Wavelength selective couplers, i.e. based on evanescent coupling between light guides, e.g. fused fibre couplers with transverse coupling between fibres having different propagation constant wavelength dependency
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- 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
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B6/2821—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers using lateral coupling between contiguous fibres to split or combine optical signals
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- G02B6/29379—Optical 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 characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/29395—Optical 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 characterised by the function or use of the complete device configurable, e.g. tunable or reconfigurable
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- G02B6/2804—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers
- G02B2006/2865—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals forming multipart couplers without wavelength selective elements, e.g. "T" couplers, star couplers couplers of the 3x3 type
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、相互に結合すべき、有利には平行に
延在する２つの導波体から成る選択方向性結合器
に関する。
延在する２つの導波体から成る選択方向性結合器
に関する。
結合度が出力結合すべき電磁振動の周波数乃至
波長に依存する方向性結合器は、例えば同一の伝
送媒体を周波数多重で複数のチヤンネルで利用す
る搬送周波通信伝送において必要とされる。典型
的な使用例として、１本のグラスフアイバ上を光
信号を用いて波長分割多重において行なう同時送
受信がある。この場合一方の方向においては、そ
れとは逆の方向におけるのとは別の波長でもつて
伝送される。この種のフアイバ区間の端部または
中継器において、第１図に示すように選択方向性
結合器を介して波長λ0において送信され、またそ
れと逆の方向で別の波長λeにおいて受信される。
波長に依存する方向性結合器は、例えば同一の伝
送媒体を周波数多重で複数のチヤンネルで利用す
る搬送周波通信伝送において必要とされる。典型
的な使用例として、１本のグラスフアイバ上を光
信号を用いて波長分割多重において行なう同時送
受信がある。この場合一方の方向においては、そ
れとは逆の方向におけるのとは別の波長でもつて
伝送される。この種のフアイバ区間の端部または
中継器において、第１図に示すように選択方向性
結合器を介して波長λ0において送信され、またそ
れと逆の方向で別の波長λeにおいて受信される。
方向性結合器の選択性は、λ0における全送信出
力をフアイバ内に供給しかつλeにおける全到来入
力を受信機に送信するのに役立つ。方向性結合器
の選択性は更に、その方向作用によつて促進され
て近端漏話を低減し、その結果高い送信出力であ
つても受信機には殆んど障害とならない僅かな漏
話しか達しない。
力をフアイバ内に供給しかつλeにおける全到来入
力を受信機に送信するのに役立つ。方向性結合器
の選択性は更に、その方向作用によつて促進され
て近端漏話を低減し、その結果高い送信出力であ
つても受信機には殆んど障害とならない僅かな漏
話しか達しない。
この送受信用２重通信装置の別の利点は、この
使用に対する単一モードフアイバから受信される
基本波が任意の偏光を有することができることで
ある。というのは基本波は実際結合しないで選択
方向性結合器を通過するからである。
使用に対する単一モードフアイバから受信される
基本波が任意の偏光を有することができることで
ある。というのは基本波は実際結合しないで選択
方向性結合器を通過するからである。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の選択方向
結合器において、簡単な方法で実現できる選択方
向結合器を提供することである。
結合器において、簡単な方法で実現できる選択方
向結合器を提供することである。
このことは、特許請求の範囲に記載の特徴によ
り解決される。
り解決される。
この使用および類似の使用に対する選択方向性
結合器は、第２図に図示のように構成される。２
つの、連続する導波体１および３は、その間に位
置する導波体部分２を介してＺ＝Ｏ乃至Ｚ＝Ｌの
区間において相互に結合される。
結合器は、第２図に図示のように構成される。２
つの、連続する導波体１および３は、その間に位
置する導波体部分２を介してＺ＝Ｏ乃至Ｚ＝Ｌの
区間において相互に結合される。
連続する導波体１および３は、同一の横断面を
有する。計算のためにこゝでは、選択的に相互結
合すべき、導波体１および３における波は同じ位
相定数β1＝β3＝βを有することだけを前提とす
る。実際にはこの条件は、選択結合によつて一方
の導波体から他方の導波体へ全出力が過結合され
るべき周波数0乃至波長λ0に対してのみ満足され
ればよい。
有する。計算のためにこゝでは、選択的に相互結
合すべき、導波体１および３における波は同じ位
相定数β1＝β3＝βを有することだけを前提とす
る。実際にはこの条件は、選択結合によつて一方
の導波体から他方の導波体へ全出力が過結合され
るべき周波数0乃至波長λ0に対してのみ満足され
ればよい。
導波体１および３における波の結合は、中間導
波体２が導く波の１つを介して行なわれる。こゝ
では計算のために、次のことを前提とする。即ち
導波体１における波は導波体２におけるこの波
と、導波体３における波が導波体２におけるこの
波と結合するのと同じ強さで結合する。しかし実
際にはこの条件も、周波数0乃至波長λ0に対して
のみ満足するものであればよい。
波体２が導く波の１つを介して行なわれる。こゝ
では計算のために、次のことを前提とする。即ち
導波体１における波は導波体２におけるこの波
と、導波体３における波が導波体２におけるこの
波と結合するのと同じ強さで結合する。しかし実
際にはこの条件も、周波数0乃至波長λ0に対して
のみ満足するものであればよい。
上記の条件下にあつてかつ結合器における損失
を無視できるとき、上記の波の振幅A1，A2およ
びA3に対して、結合された微分方程式の次の系
が生ずる。即ち dA1／dZ＝−jβA1 −jcA2 dA2／dz＝−jcA1 −jβ2A2 −jcA3 dA3／dz＝ −jcA2 −jβA3 その際β2は、中間導波体における結合波２の位
相定数でありかつｃは波１および３とこの結合波
との結合に対する結合係数である。
を無視できるとき、上記の波の振幅A1，A2およ
びA3に対して、結合された微分方程式の次の系
が生ずる。即ち dA1／dZ＝−jβA1 −jcA2 dA2／dz＝−jcA1 −jβ2A2 −jcA3 dA3／dz＝ −jcA2 −jβA3 その際β2は、中間導波体における結合波２の位
相定数でありかつｃは波１および３とこの結合波
との結合に対する結合係数である。
３つの結合された波から成るこの系は、結合区
間に沿つて互いに無関係に移動する３つの固有波
を有する。これら固有波の位相定数は、βとβ＋
δ＋√2＋22とβ＋δ−√2＋22とであり、そ
の際δ＝（β＝β2）／２は、波１および３並びに
結合波２の位相定数の差の半分を示す。
間に沿つて互いに無関係に移動する３つの固有波
を有する。これら固有波の位相定数は、βとβ＋
δ＋√2＋22とβ＋δ−√2＋22とであり、そ
の際δ＝（β＝β2）／２は、波１および３並びに
結合波２の位相定数の差の半分を示す。
波１，２および３の振幅に対する一般解におい
て、固有波は次のように重畳される。
て、固有波は次のように重畳される。
A1＝w1e-j〓z＋w2ｅ−ｊ（β＋δ＋√2＋22）ｚ
＋w3ｅ−ｊ（β＋δ−√2＋22）ｚ
A2＝δ＋√δ2＋2c2／ｃw2ｅ−ｊ（β＋δ＋√2＋2
2）ｚ ＋√δ2＋2c2−δ／ｃw3ｅ−ｊ（β＋δ−√δ2
＋2c2 ）ｚ A3＝w1e-j〓z＋w2ｅ−ｊ（β＋δ＋√δ2＋2c2 ）ｚ ＋w3ｅ−ｊ（β＋δ−√δ2＋2c2 ）ｚ ｚ＝０において導波体１の入り口のみが防振さ
れるとき、Ｚ＝０における初期条件はA1＝１お
よびA2＝A3＝０である。この防振において波１
および３は結合器に沿つて次の振幅値を有する。
即ち、 次の２つの限界例は実際の使用に対して特に重
要である。即ち、 １ β2＝β の場合 結合波２は、両方の波１および３と同じ位相定
数を有する。この場合δ＝０であり、かつ振幅値
は次の通りである。即ち、 ｜A1｜＝１／２｜１＋cos（√２cz）｜ ｜A3｜＝１／２｜１−cos（√２cz）｜ 従つて位相同期結合波２において出力は、波１
および３の間で結合区間に沿つて変化する。
2）ｚ ＋√δ2＋2c2−δ／ｃw3ｅ−ｊ（β＋δ−√δ2
＋2c2 ）ｚ A3＝w1e-j〓z＋w2ｅ−ｊ（β＋δ＋√δ2＋2c2 ）ｚ ＋w3ｅ−ｊ（β＋δ−√δ2＋2c2 ）ｚ ｚ＝０において導波体１の入り口のみが防振さ
れるとき、Ｚ＝０における初期条件はA1＝１お
よびA2＝A3＝０である。この防振において波１
および３は結合器に沿つて次の振幅値を有する。
即ち、 次の２つの限界例は実際の使用に対して特に重
要である。即ち、 １ β2＝β の場合 結合波２は、両方の波１および３と同じ位相定
数を有する。この場合δ＝０であり、かつ振幅値
は次の通りである。即ち、 ｜A1｜＝１／２｜１＋cos（√２cz）｜ ｜A3｜＝１／２｜１−cos（√２cz）｜ 従つて位相同期結合波２において出力は、波１
および３の間で結合区間に沿つて変化する。
ｚ＝（2m＋１）π／（√２ｃ）（たゞし
ｍ＝０，１，２……）の場合、出力は完全に波３
によつて導かれまたｚ＝2mπ／（√２ｃ）（たゞ
しｍ＝０，１，２……）の場合、出力は完全に波
１によつて導かれる。波１から波３へ完全に出力
変換するために、結合器は最適には、 Ｌ＝π／（√２ｃ） (2) の長さにされる。
ｍ＝０，１，２……）の場合、出力は完全に波３
によつて導かれまたｚ＝2mπ／（√２ｃ）（たゞ
しｍ＝０，１，２……）の場合、出力は完全に波
１によつて導かれる。波１から波３へ完全に出力
変換するために、結合器は最適には、 Ｌ＝π／（√２ｃ） (2) の長さにされる。
２ ｜δ｜≫ｃ の場合
波１から３への完全な出力変換は、即ち位相同
期結合波においてδ＝０に対してのみ可能であ
る。δ≠０に対してはその都度波１の入力の一部
のみが波３に変換される。その上第２の限界例δ
≫ｃにおいては非常に僅かでしかない。即ちこの
条件下では振幅値に対して式(1)から近似的に ｜A1｜１−ｊc2／2〓2sin δz e-j〓z ｜A3｜c2／2〓2sin δz が成立つ。
期結合波においてδ＝０に対してのみ可能であ
る。δ≠０に対してはその都度波１の入力の一部
のみが波３に変換される。その上第２の限界例δ
≫ｃにおいては非常に僅かでしかない。即ちこの
条件下では振幅値に対して式(1)から近似的に ｜A1｜１−ｊc2／2〓2sin δz e-j〓z ｜A3｜c2／2〓2sin δz が成立つ。
上記の近似式によれば、最高の場合にも入力の
部分c4／（4δ4）のみが波３に変換される。残り
は主として波１にとどまるが、結合波２にも僅か
な部分が導かれる。しかし波１はこの条件下にお
いて最高の場合でもその入力のc2／δ2の部分しか
損失しない。
部分c4／（4δ4）のみが波３に変換される。残り
は主として波１にとどまるが、結合波２にも僅か
な部分が導かれる。しかし波１はこの条件下にお
いて最高の場合でもその入力のc2／δ2の部分しか
損失しない。
ところで所望を選択性を得るために、即ち周波
数0乃至波長λ0においてロスのない出力変換を行
ないかつそれとは異なる所定の周波数においては
出来るだけ僅かな出力しか変換されないようにす
るために、次のような中間導波体を選択すること
ができる。即ちその結合波２が＝0において波
１および３と位相同期であるが、遮断周波数にお
いて十分な位相差を有し、そこで条件｜δ｜≫ｃ
が満たされるようにした中間導波体である。
数0乃至波長λ0においてロスのない出力変換を行
ないかつそれとは異なる所定の周波数においては
出来るだけ僅かな出力しか変換されないようにす
るために、次のような中間導波体を選択すること
ができる。即ちその結合波２が＝0において波
１および３と位相同期であるが、遮断周波数にお
いて十分な位相差を有し、そこで条件｜δ｜≫ｃ
が満たされるようにした中間導波体である。
光周波数に対しては、これらの要求は導波体と
して誘導体フイルムまたはストリツプを使用する
ことによつて満足される。これら光フイルムまた
はストリツプ導波体は例えば第３図によれば、屈
折率n0の透明な材料に埋込まれる。導波体１およ
び３は、第３図の実施例において同じ横断面およ
び同じ屈折率n1＞n0を有する。中間導波体は、比
較的大きな屈折率n1＞n0を有し、かつその横断面
も選択性要求に応じて導波体１および３の横断面
より大きくなければならない。
して誘導体フイルムまたはストリツプを使用する
ことによつて満足される。これら光フイルムまた
はストリツプ導波体は例えば第３図によれば、屈
折率n0の透明な材料に埋込まれる。導波体１およ
び３は、第３図の実施例において同じ横断面およ
び同じ屈折率n1＞n0を有する。中間導波体は、比
較的大きな屈折率n1＞n0を有し、かつその横断面
も選択性要求に応じて導波体１および３の横断面
より大きくなければならない。
第４図は分散ダイヤグラムにおいて周波数の関
数として、導波体１および３における基本波並び
に結合波として使用することができる、中間導波
体における波の位相定数βを示す。すべての位相
曲線は、それぞれの遮断周波数においてその始点
を、屈折率n0を有する周囲の媒体における波数に
対する直線n02π／c0上に有する。その際c0は真
空中の光速である。周波数が高くなるに従つて位
相曲線はそれぞれの導波体材料の波数に対する直
線へ漸近する。基本波の位相曲線を除けば中間導
波体のすべての高次の波の位相曲線は導波体１お
よび３における基本波の位相曲線と交差する。従
つてこれらすべての高次の波は導波体１および３
における基本波間の結合波として役立てることが
できる。導波体１および３の基本波−位相曲線と
の交差周波数において、１および３における基本
波間での全出力変換が可能になる。
数として、導波体１および３における基本波並び
に結合波として使用することができる、中間導波
体における波の位相定数βを示す。すべての位相
曲線は、それぞれの遮断周波数においてその始点
を、屈折率n0を有する周囲の媒体における波数に
対する直線n02π／c0上に有する。その際c0は真
空中の光速である。周波数が高くなるに従つて位
相曲線はそれぞれの導波体材料の波数に対する直
線へ漸近する。基本波の位相曲線を除けば中間導
波体のすべての高次の波の位相曲線は導波体１お
よび３における基本波の位相曲線と交差する。従
つてこれらすべての高次の波は導波体１および３
における基本波間の結合波として役立てることが
できる。導波体１および３の基本波−位相曲線と
の交差周波数において、１および３における基本
波間での全出力変換が可能になる。
結合波としてどの波を選択しかつこれに応じて
導波体１および３並びに中間導波体２をどのよう
に形成するかは、結合乃至減結合されるべき周波
数の位置に依存する。これら周波数の間隔が比較
的大きい場合、低次の結合波が選択され、周波数
間隔が比較的小さくかつ相応に選択性が比較的高
い場合比較的高次の結合波が選択される。選択性
は中間導波体における屈折率を高めることによつ
ても、その横断面を拡大することによつても高め
られる。即ち中間導波体における結合波の位相曲
線は、導波体１および３における基本波の位相曲
線と、角度を段々と大きくして交わる。その際こ
れらの波の間の位相差は、曲線の交点におけるδ
＝０から出発して、同期周波数からの周波数のず
れが大きくなるに従つて一段と急速に大きくな
る。
導波体１および３並びに中間導波体２をどのよう
に形成するかは、結合乃至減結合されるべき周波
数の位置に依存する。これら周波数の間隔が比較
的大きい場合、低次の結合波が選択され、周波数
間隔が比較的小さくかつ相応に選択性が比較的高
い場合比較的高次の結合波が選択される。選択性
は中間導波体における屈折率を高めることによつ
ても、その横断面を拡大することによつても高め
られる。即ち中間導波体における結合波の位相曲
線は、導波体１および３における基本波の位相曲
線と、角度を段々と大きくして交わる。その際こ
れらの波の間の位相差は、曲線の交点におけるδ
＝０から出発して、同期周波数からの周波数のず
れが大きくなるに従つて一段と急速に大きくな
る。
第５図において示すように、誘電体基板Ｓに載
置された誘電体ストリツプから成る選択方向性結
合器の例に基づいて、光波乃至マイクロ波の波長
λとの関係においてどんな寸法を選択できるかに
ついて説明する。屈折率n0＝n1／1.1を有する基
板ｓ上に相互間隔ａ＝ｂにおいて設けられてい
る、屈折率n1＝1.5を有する幅ｂ＝3.5λおよび高
さｈ＝1.75λの２つの平行なストリツプst１およ
びst２から成る簡単な方向性結合器は、ストリツ
プの基本波を結合係数ｃ＝0.002λによつて結合す
る。選択方向性結合器に対して同じ基板上に同じ
ストリツプが選択されかつ中間導波体ZWLに対
してn1より多少大きい屈折率を有する２乃至数倍
幅広のストリツプが選択されるとき、ストリツプ
相互間の間隔をａ＝ｂより多少小さく選択するこ
とによつて、外側のストリツプにおける基本波
と、中間導波体における位相同期の結合波との結
合に対して同じ結合係数に調節される。それから
条件(2)は、Ｌ＝1110λとすれば満たされる。光の
波長に対してはＬはmmのオーダにある。集積され
た光学装置において一層短い結合器ですむように
するためには、ストリツプは更に密にまとめられ
なければならない。結合係数はストリツプの間隔
に指数関数的に依存するので、間隔を僅かに狭く
するだけで結合器は一きよに短縮される。
置された誘電体ストリツプから成る選択方向性結
合器の例に基づいて、光波乃至マイクロ波の波長
λとの関係においてどんな寸法を選択できるかに
ついて説明する。屈折率n0＝n1／1.1を有する基
板ｓ上に相互間隔ａ＝ｂにおいて設けられてい
る、屈折率n1＝1.5を有する幅ｂ＝3.5λおよび高
さｈ＝1.75λの２つの平行なストリツプst１およ
びst２から成る簡単な方向性結合器は、ストリツ
プの基本波を結合係数ｃ＝0.002λによつて結合す
る。選択方向性結合器に対して同じ基板上に同じ
ストリツプが選択されかつ中間導波体ZWLに対
してn1より多少大きい屈折率を有する２乃至数倍
幅広のストリツプが選択されるとき、ストリツプ
相互間の間隔をａ＝ｂより多少小さく選択するこ
とによつて、外側のストリツプにおける基本波
と、中間導波体における位相同期の結合波との結
合に対して同じ結合係数に調節される。それから
条件(2)は、Ｌ＝1110λとすれば満たされる。光の
波長に対してはＬはmmのオーダにある。集積され
た光学装置において一層短い結合器ですむように
するためには、ストリツプは更に密にまとめられ
なければならない。結合係数はストリツプの間隔
に指数関数的に依存するので、間隔を僅かに狭く
するだけで結合器は一きよに短縮される。
光周波数に対する選択方向性結合器の基板およ
びフイルムまたはストリツプは、石英ガラスまた
は別の珪酸塩ガラスから製造することができる。
フイルムまたはストリツプの屈折率を基板の屈折
率に比べて高くするために、かつ殊に中間導波体
において２つの外側の導波体におけるよりも高い
屈折率が得られるようにするために、石英ガラス
に酸化ゲルマニウムまたは酸化りんをドーピング
することができる。
びフイルムまたはストリツプは、石英ガラスまた
は別の珪酸塩ガラスから製造することができる。
フイルムまたはストリツプの屈折率を基板の屈折
率に比べて高くするために、かつ殊に中間導波体
において２つの外側の導波体におけるよりも高い
屈折率が得られるようにするために、石英ガラス
に酸化ゲルマニウムまたは酸化りんをドーピング
することができる。
例えば屈折率の低い基板ガラスを使用し、外側
の導波体を、例えばポリウレタンのような透明な
ポリマーから製造しかつ中間導波体を硫化亜鉛か
ら製造すると、一層大きい屈折率の差が得られ
る。光周波数において動作すべきこの種の選択方
向性結合器として、沢山の種々異なつた形式の材
料が考えられるが、結合器損失を僅かに抑えるた
めに、伝送すべき光波長に対して十分に透明であ
るように考慮しなければならない。
の導波体を、例えばポリウレタンのような透明な
ポリマーから製造しかつ中間導波体を硫化亜鉛か
ら製造すると、一層大きい屈折率の差が得られ
る。光周波数において動作すべきこの種の選択方
向性結合器として、沢山の種々異なつた形式の材
料が考えられるが、結合器損失を僅かに抑えるた
めに、伝送すべき光波長に対して十分に透明であ
るように考慮しなければならない。
電磁エネルギーを相互間で選択的に変換すべき
導波体の形態も、中間導波体の形態も、基板中ま
たは基板上における簡単なフイルムまたはストリ
ツプに限定されない場合は、それに代わりリツジ
状および隆起状導体並びにストリツプを具備した
フイルム導波体が考えられる。第６図は、代表的
な例として、殊に光周波数に対する選択方向性結
合器の断面図を示し、その際２つの外側の導波体
はリツジ状導波体RL１乃至RL２でありかつ中間
導波体としてストリツプを備えたフイルム導波体
FWLが用いられ、このフイルム導波体の基板は
外側のリツジ状導波体も所属する同じ誘電体フイ
ルムによつて形成される。フイルムおよびリツジ
部の屈折率n1は、基板Ｓの屈折率n0より多少大き
くなければならずかつストリツプはn1より更に大
きい屈折率n2を有するべきである。
導波体の形態も、中間導波体の形態も、基板中ま
たは基板上における簡単なフイルムまたはストリ
ツプに限定されない場合は、それに代わりリツジ
状および隆起状導体並びにストリツプを具備した
フイルム導波体が考えられる。第６図は、代表的
な例として、殊に光周波数に対する選択方向性結
合器の断面図を示し、その際２つの外側の導波体
はリツジ状導波体RL１乃至RL２でありかつ中間
導波体としてストリツプを備えたフイルム導波体
FWLが用いられ、このフイルム導波体の基板は
外側のリツジ状導波体も所属する同じ誘電体フイ
ルムによつて形成される。フイルムおよびリツジ
部の屈折率n1は、基板Ｓの屈折率n0より多少大き
くなければならずかつストリツプはn1より更に大
きい屈折率n2を有するべきである。
マイクロ波に対する選択方向性結合器は、殊に
ミリメートル波を使用するときは、誘電体ストリ
ツプ導波体を用いても構成することはできる。と
いうのは誘電体ストリツプは一層比較的小さな横
断面を有するからである。しかしこれに対し誘電
体イメージ線路および中空導波体も考えられる。
第７図は誘電体イメージ線路から成る選択方向性
結合器の断面図である。その際３つの誘電体イメ
ージ線路BL１、BL２およびBL３は、共通の金
属板Ｐ上に相互に平行に延在している。２つの外
側の誘電体イメージ線路は、同じ寸法の横断面お
よび同じ屈折率を有し、一方中間導波体である内
側の誘電体イメージ線路は、より大きい横断面お
よびn1より大きい屈折率n2も有する。
ミリメートル波を使用するときは、誘電体ストリ
ツプ導波体を用いても構成することはできる。と
いうのは誘電体ストリツプは一層比較的小さな横
断面を有するからである。しかしこれに対し誘電
体イメージ線路および中空導波体も考えられる。
第７図は誘電体イメージ線路から成る選択方向性
結合器の断面図である。その際３つの誘電体イメ
ージ線路BL１、BL２およびBL３は、共通の金
属板Ｐ上に相互に平行に延在している。２つの外
側の誘電体イメージ線路は、同じ寸法の横断面お
よび同じ屈折率を有し、一方中間導波体である内
側の誘電体イメージ線路は、より大きい横断面お
よびn1より大きい屈折率n2も有する。
第８図は矩形中空導体Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３から成
る選択方向性結合器を断面において示す。中間中
空導体は、外側の中空導体と、例えば共通の間隔
に設けた孔列Ｌ１およびＬ２によつて結合され
る。中間中空導体Ｈ２は、外側の中空導体より幅
広の横断面を有しまたは誘電体によつて部分的ま
たは全体が充てんされている。第８図の実施例に
おいて、外側の中空導体より横断面を広くし、同
時に中間中空導体H2に誘電体を充てんするとい
う両方の構成は、選択性を高める作用をする。
る選択方向性結合器を断面において示す。中間中
空導体は、外側の中空導体と、例えば共通の間隔
に設けた孔列Ｌ１およびＬ２によつて結合され
る。中間中空導体Ｈ２は、外側の中空導体より幅
広の横断面を有しまたは誘電体によつて部分的ま
たは全体が充てんされている。第８図の実施例に
おいて、外側の中空導体より横断面を広くし、同
時に中間中空導体H2に誘電体を充てんするとい
う両方の構成は、選択性を高める作用をする。
第１図は、フアイバー端面に設けられる選択方
向性結合器の作用を説明する図、第２図は第１図
に図示したような目的のために使用される本発明
の選択方向性結合器の構成を説明する図、第３図
は光周波数に対する方向性結合器の実施例の構成
を示す図、第４図は周波数と、導波体１および３
における基本波並びに中間導波体２における結合
波の位相定数βとの関係を示す図、第５図は本発
明の選択方向性結合器の１実施例の断面図、第６
図は光周波数に適した本発明の選択方向性結合器
の１実施例の断面図、第７図は誘電体イメージ線
路から成る本発明の選択方向性結合器の断面図、
第８図は矩形中空導波体から成る本発明の選択方
向性結合器の断面図である。 １，３……結合すべき導波体、２……中間導波
体、st１，st２……ストリツプ導体、ZWL……中
間導波体、Ｓ……誘電体基板、RL１，RL２……
リツジ状導体、FWL……ストリツプを具備した
フイルム導波体、BL１，BL２，BL３……誘電
体イメージ線路、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３……中空導波
体、Ｌ１，Ｌ２……孔、n0，n1，n2……屈折率。
向性結合器の作用を説明する図、第２図は第１図
に図示したような目的のために使用される本発明
の選択方向性結合器の構成を説明する図、第３図
は光周波数に対する方向性結合器の実施例の構成
を示す図、第４図は周波数と、導波体１および３
における基本波並びに中間導波体２における結合
波の位相定数βとの関係を示す図、第５図は本発
明の選択方向性結合器の１実施例の断面図、第６
図は光周波数に適した本発明の選択方向性結合器
の１実施例の断面図、第７図は誘電体イメージ線
路から成る本発明の選択方向性結合器の断面図、
第８図は矩形中空導波体から成る本発明の選択方
向性結合器の断面図である。 １，３……結合すべき導波体、２……中間導波
体、st１，st２……ストリツプ導体、ZWL……中
間導波体、Ｓ……誘電体基板、RL１，RL２……
リツジ状導体、FWL……ストリツプを具備した
フイルム導波体、BL１，BL２，BL３……誘電
体イメージ線路、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３……中空導波
体、Ｌ１，Ｌ２……孔、n0，n1，n2……屈折率。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 相互に結合すべき、２つの導波体を有する選
択方向性結合器において、前記２つの光導波体
１，３の間に別の光導波体２が配置されており、
該別の光導波体は、その全長にわたつて他の前記
２つの導波体１，３とともに唯一の結合器を形成
しており、前記別の導波体の結合波は所望の結合
周波数0において前記２つの他の導波体１，３に
おける波と位相同期していることを特徴とする選
択方向性結合器。 ２ 結合すべき両導波体１，３は、中間導波体２
とのみ結合されている特許請求の範囲第１項記載
の選択方向性結合器。 ３ 結合すべき両導波体１，３は、誘電体フイル
ムでありかつ該導波体の間に中間導波体２として
の誘電体フイルムが存在する特許請求の範囲第１
項記載の選択方向性結合器。 ４ 結合すべき両導波体１，３は、誘電体ストリ
ツプ導体でありかつ該ストリツプ導体の間に、中
間導波体２としての誘電体フイルムが存在する特
許請求の範囲第１項記載の選択方向性結合器。 ５ 結合すべき両導波体１，３および中間導波体
２は、誘電体ストリツプである特許請求の範囲第
１項記載の選択方向性結合器。 ６ 結合すべき両導波体１，３および誘電体スト
リツプである中間導波体２は、屈折率の低い誘電
体基板上に載置されている特許請求の範囲第５項
記載の選択方向性結合器。 ７ 結合すべき両導波体１，３および誘電体スト
リツプである中間導波体２は、屈折率の低い誘電
体基板内に埋込まれている特許請求の範囲第５項
記載の選択方向性結合器。 ８ 結合すべき両導波体１，３は、誘電体フイル
ム上のリツジから成り、かつ中間導波体２も誘電
体フイルム上のリツジによつて形成される特許請
求の範囲第１項記載の選択方向性結合器。 ９ 結合すべき導波体１，３およびリツジ状導体
としての中間導波体２は該導波体の誘電体フイル
ムとともに屈折率の低い誘電体基板上に載置され
ている特許請求の範囲第８項記載の選択方向性結
合器。 １０ 結合すべき両導波体RL１，RL２は、誘電
体フイルム上のリツジから成りかつ中間導波体
は、ストリツプを具備したフイルム導波体FWL
としてフイルム上のストリツプから形成される特
許請求の範囲第１項記載の選択方向性結合器。 １１ リツジ状導体である結合すべき導波体RL
１，RL２およびストリツプを具備したフイルム
導波体FWLである中間導波体は、該導波体の共
通のフイルムとともに屈折率の比較的低い誘電体
基板Ｓ上に載置されている特許請求の範囲第１０
項記載の選択方向性結合器。 １２ 結合すべき導波体BL１，BL３および中間
導波体BL２は、共通の金属板Ｐ上の誘電体イメ
ージ線路である特許請求の範囲第１項記載の選択
方向性結合器。 １３ 結合間隔は可変である特許請求の範囲第１
項記載の選択方向性結合器。 １４ 誘電体の屈折率は可変である特許請求の範
囲第６項記載の選択方向性結合器。 １５ 結合すべき導波体は中空導波体Ｈ１，Ｈ３
であり、かつ中間導波体も中空導波体Ｈ２であ
り、該中間導波体は共通の隔壁に設けた孔列Ｌ
１，Ｌ２によつて前記導波体Ｈ１，Ｈ３と結合さ
れている特許請求の範囲第１項記載の選択方向性
結合器。 １６ 結合すべき導波体および中間導波体は、矩
形中間導波体である特許請求の範囲第１５項記載
の選択方向性結合器。 １７ 中間導波体Ｈ２は結合器全体に沿つて、該
中間導波体の横断面を少なくとも部分的に充てん
する誘電体挿入物を備えている特許請求の範囲第
１５項記載の選択方向性結合器。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813108742 DE3108742C2 (de) | 1981-03-07 | 1981-03-07 | Selektiver Richtkoppler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57161706A JPS57161706A (en) | 1982-10-05 |
| JPH0522209B2 true JPH0522209B2 (ja) | 1993-03-26 |
Family
ID=6126627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3316282A Granted JPS57161706A (en) | 1981-03-07 | 1982-03-04 | Selectively dirctional connector |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57161706A (ja) |
| CA (1) | CA1185333A (ja) |
| DE (1) | DE3108742C2 (ja) |
| FR (1) | FR2501383B1 (ja) |
| GB (1) | GB2096790B (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3279130D1 (en) * | 1981-12-16 | 1988-11-24 | Polaroid Corp | Optical resonant cavity filters |
| EP0130223B1 (de) * | 1983-06-25 | 1988-11-02 | ANT Nachrichtentechnik GmbH | Symmetrischer Wellenleiter-Koppler |
| CA1273515A (en) * | 1985-12-30 | 1990-09-04 | Colin Anderson Millar | Optical coupling |
| DE3806824A1 (de) * | 1988-03-03 | 1989-09-14 | Ant Nachrichtentech | Elektro-optisches uebertragungssystem |
| DE4111095C1 (ja) * | 1991-04-05 | 1992-05-27 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 7150 Backnang, De | |
| DE4234486C1 (de) * | 1992-10-13 | 1993-09-30 | Ant Nachrichtentech | Anordnung zum Zerlegen eines optischen Eingangssignals in zwei Signale mit zueinander orthogonaler Polarisation |
| DE4234485C1 (de) * | 1992-10-13 | 1993-09-30 | Ant Nachrichtentech | Vorrichtung mit zwei optischen Eingängen und vier optischen Ausgängen und Polarisationsdiversity-Empfänger für den optischen Überlagerungsempfang |
| GB9301052D0 (en) * | 1993-01-20 | 1993-03-10 | Marconi Gec Ltd | Optical devices |
| DE19532470B4 (de) * | 1995-09-02 | 2005-03-03 | Eads Radio Communication Systems Gmbh & Co.Kg | Selektiver Multikoppler |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2532317A (en) * | 1947-08-25 | 1950-12-05 | Sperry Corp | Ultra high frequency coupler |
| BE549131A (ja) * | 1955-06-30 | |||
| BE561886A (ja) * | 1956-11-19 | |||
| US2951218A (en) * | 1957-02-19 | 1960-08-30 | Itt | Directional couplings |
| US3518576A (en) * | 1967-06-27 | 1970-06-30 | North American Rockwell | Crossed guide directional coupler |
| DE1591704A1 (de) * | 1967-07-21 | 1971-03-04 | Telefunken Patent | Richtkoppler in Streifenleitungstechnik |
| US3512110A (en) * | 1968-05-06 | 1970-05-12 | Motorola Inc | Microstrip-microwave coupler |
| DE1964291C3 (de) * | 1968-08-07 | 1979-11-29 | Western Electric Co., Inc., New York, N.Y. (V.St.A.) | Bandsperrfilter für optische Wellen |
| US3589794A (en) * | 1968-08-07 | 1971-06-29 | Bell Telephone Labor Inc | Optical circuits |
| GB1294502A (en) * | 1969-05-24 | 1972-11-01 | Hitachi Electronics | Frequency variable directional filter |
| US3798575A (en) * | 1972-12-14 | 1974-03-19 | Rca Corp | Microwave transmission line and devices using multiple coplanar conductors |
| US3806226A (en) * | 1973-03-16 | 1974-04-23 | Bell Telephone Labor Inc | Light-guiding interconnections for thin-film optical circuitry |
| DE2423448A1 (de) * | 1974-05-14 | 1975-11-27 | Siemens Ag | Richtkoppler |
| DD118753A1 (ja) * | 1975-03-24 | 1976-03-12 | ||
| US4091343A (en) * | 1975-06-30 | 1978-05-23 | Epsilon Lambda Electronics Corp. | Insular waveguide directional coupler |
| US4019051A (en) * | 1975-12-24 | 1977-04-19 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Directional optical waveguide couplers |
| JPS53137160A (en) * | 1977-05-06 | 1978-11-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical filter of directivity coupler type |
| JPS54104359A (en) * | 1978-02-03 | 1979-08-16 | Hitachi Ltd | Photo coupling circuit |
| US4210881A (en) * | 1978-11-09 | 1980-07-01 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Millimeter wave microstrip triplexer |
| JPS55103509A (en) * | 1979-02-05 | 1980-08-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo coupler |
-
1981
- 1981-03-07 DE DE19813108742 patent/DE3108742C2/de not_active Expired
-
1982
- 1982-03-04 JP JP3316282A patent/JPS57161706A/ja active Granted
- 1982-03-04 GB GB8206427A patent/GB2096790B/en not_active Expired
- 1982-03-04 FR FR8203638A patent/FR2501383B1/fr not_active Expired
- 1982-03-08 CA CA000397779A patent/CA1185333A/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2096790A (en) | 1982-10-20 |
| DE3108742A1 (de) | 1982-09-23 |
| DE3108742C2 (de) | 1985-11-14 |
| GB2096790B (en) | 1984-08-01 |
| FR2501383A1 (fr) | 1982-09-10 |
| CA1185333A (en) | 1985-04-09 |
| FR2501383B1 (fr) | 1986-04-04 |
| JPS57161706A (en) | 1982-10-05 |
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