JPH0561607B2 - - Google Patents

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JPH0561607B2
JPH0561607B2 JP1862786A JP1862786A JPH0561607B2 JP H0561607 B2 JPH0561607 B2 JP H0561607B2 JP 1862786 A JP1862786 A JP 1862786A JP 1862786 A JP1862786 A JP 1862786A JP H0561607 B2 JPH0561607 B2 JP H0561607B2
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Fujitsu Ltd
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    • 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
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    • G02B6/28Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
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  • Optical Communication System (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 光路上の回折格子間に、分散分割プリズム、す
なわち、分散分割機能をもつ格子部を有するプリ
ズムを設置した、各波長チヤネル内の通過帯域
(バンド)幅の広い回折格子型光波長合分波器を
提起する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は光通信システムを構成する光波長合分
波器に関する。
波長多重通信は波長の異なる光(各波長チヤネ
ル)毎にそれぞれ別個の情報をのせ、それらを1
つの光路に合成し、光フアイバを通して伝送する
という方法がとられている。
従つて、受信側では合成された光を各波長チヤ
ネル毎に分解し、それぞれの光に重畳されている
情報を取り出す必要がある。
このようにシステムにおいては、複数の波長の
光を合成したり、あるいは合成された光を波長別
に分解するために光波長分波器が用いられてい
る。
以上のような波長多重光通信システムの構成に
おいては、光波長合分波器内の回折格子の波長分
散に起因する狭帯域化の問題を解決して、各波長
チヤネル内の通過帯域幅を広くすることが重要で
ある。
〔従来の技術〕
第2図は従来例の回折格子を用いた光波長合分
波器の側断面図である。
ここでは、説明の便宜上入出力関係は分波の場
合について説明する。
図において、入力用光フアイバ21より入力さ
れた光は、レンズ24で平行光になり回折格子2
2で反射される。
回折格子22によつて波長分散された光は、レ
ンズ24を透過することにより、それぞれの波長
毎に設けられた出力用光フアイバアレイ23の各
光フアイバの上に集光し、ここより出力される。
〔発明が解決しようとする問題点) それぞれの波長毎に設けられた出力用光フアイ
バが開口している範囲は、出力用光フアイバアレ
イの各光フアイバの間隔に対して比較的狭く、出
力用光フアイバに入る光は、同一波長帯域にある
光のごく狭い波長帯域の光になるという欠点があ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は本発明による回折格子と分散分割プリ
ズムを用いた光波長合分波器の側断面図である。
図において、1は入出力フアイバ、2は回折格
子、3は分散分割プリズム、3Gは分散分割格
子、4はレンズである。
上記問題点の解決は、入力光フアイバから出力
光フアイバに至る光路上に、波長の異なる複数の
第一波長光を1つの光に合成し或いは該第一波長
光が合成された光を波長別に分解する回折格子2
と、各第一波長光をその通過波長帯域内で複数の
第二波長光に分散し或いは分散された該第二波長
光を第一波長光へ集合する分散分割プリズム3と
が少なくとも位置し、該分散分割プリズム3は4
面体の1面に、該第一波長光のそれぞれ対応して
形成された複数のV字状溝が格子状に配置され、
該V字状溝が該V字状溝を形成する両斜面A,B
の一方斜面へ入射した第一波長光或いは第二波長
光に対応する波長の入射光を全反射して他方斜面
へ出射させると共に、該他方斜面で再び全反射し
て出射させるように形成されており、複数の第一
波長光を合成した1つの光が入力光フアイバより
回折格子に入射した場合には、該回折格子2にて
各第一波長光にそれぞれ分解され、該各第一波長
光が分散分割プリズム3の対応する各V字状溝に
入射することで第二波長光に分散され、分散され
た該第二波長光が回折格子を介し各第一波長光対
応の複数の出力光フアイバに入射して各波長光の
分波が行われ、第二波長光に対応する波長の分散
光を有する複数の第一波長光のそれぞれが複数の
入力光フアイバより回折格子2に入射した場合に
は、該回折格子2が分散光を各第一波長光毎に分
散分割プリズム3の対応する各V字状溝に入射さ
せることで第一波長光に集合され、集合された該
第一波長光が回折格子2により1つの光に合成さ
れると共に、1つの出力光フアイバに入射して光
波長の合波が行われることを特徴とする光波長合
分波器によつて達成される。
〔作用〕
以下本発明においても従来例と同様に、説明の
便宜上入出力関係は分波の場合について説明する
ことにする。
第3図は本発明の分散分割プリズムを説明する
斜視図である。
図において、4面体ABCDはつぎのように形
成する。
いま、直角座標xyzを考え、Aを原点にし、
ABをx軸、ACをy軸、紙面に垂直に上向き方
向をz軸とすると、各面の方位は、 ABC:z面、 ABD:(0、2-1/2、2-1/2)、 ACD:(2-1/2、0、2-1/2)、 BCD:(2-1/2、2-1/2、0)、 になるように形成する。
このようなプリズムのABC面に入出射する光
の方位は、 入射光:−z方向 出射光:z方向 で、入射光はACD面で反射し、BCD面で反射し、
ABD面で反射し、出射する。
ここで、BCD面には分散分割格子を設ける。
例えば、頂角60゜の階段状に形成された分散分
割格子の溝をCDに平行になるように設ければ、
この格子への入出力射位置の方向は、 入射:−x方向 のとき、 出射:−x方向×分割数 となる。
このような条件の下に、分散分割プリズムの作
用を要約するとつぎのようになる。
プリズムへの入射光はACD面における最初の
全反射で進行方向を変え、BCD面に形成された
分散分割格子3Gに入射する。ここからの反射光
は再びABD面における全反射により向きを変え、
プリズムへの入射光とは反対向きの出射光とな
る。
このとき、図中に示された方向の入射位置の連
続的変化は、分割された出射位置に変換される。
なお、プリズム内ではS偏光、P偏光各2回ず
つ、計4回の全反射が行われるため、偏光による
反射の位相差は相殺されて入出射時の偏光状態は
保存される。
つぎに参考のために、本発明のプリズムに一例
として形成した、頂角60゜の階段状に形成された
分散分割格子について説明する。
第4図は頂角60゜の階段状に形成された分散分
割格子の形状と機能を説明する斜視図である。
図において、分散分割格子は直交座標xyzのy
面に刻まれた頂角60゜の階段状に形成された格子
で、溝の斜面Bに平行に、溝の斜面Aに入射した
光は、2度反射して、溝の斜面Bより溝の斜面A
に平行に出射することができる。
なお、x′、y′の方位は、 x′の方位(2-1/2、2-1/2、0)、 y′の方位(−2-1/2、2-1/2、0)、 と決める。
いま、入射光をKI、反射間の中間光をKM、出
射光をKOとし、x軸と溝の方向がx軸となす角
をθとすると、分散分割格子はつぎの限定条件を
充たす必要がある。
(1) 格子を形成する面はy軸。
(2) 頂角が60゜の多数の溝を有する。
(3) θ=Tan-1(2-1/2)≒35.3゜、 (4) 入射光KIの方位(2-1/2、−2-1/2、0)、 (5) 中間光KMの方位(0、0、1)、 (6) 出射光KOの方位(2-1/2、2-1/2、0)、 上記の条件(2)、(3)と等価な表現をすると、つぎ
のようになる。
(2)′、(3)′溝の斜面A、Bはそれぞれつぎの方位
をもつ、すなわち、 斜面Aの方位(−2-1、2-1、2-1/2)、 斜面Bの方位(2-1、2-1、−2-1/2)、 となる。
ここで、各部の方位をまとめるとつぎのように
なる。
KI:(2-1/2、−2-1/2、0)、 KM:(0、0、1)、 KO:(2-1/2、2-1/2、0)、 A:(−2-1、2-1、2-1/2)、 B:(2-1、2-1、−2-1/2)、 以上の(1)〜(6)の限定条件を充たし、さらにつぎ
の条件を適用する。
(7) 入射側回折格子の分散方向をz方向とする。
(8) 分散分割格子上に集光する。
このような条件の下に、分散分割格子の作用を
要約するとつぎのようになる。
(1) 出射側の分散方向はz方向に垂直となる。す
なわち、y′方向である。
(2) 分散分割格子における2度の反射とも入射角
は45゜となる。
(3) 入射時のz方向偏光は、A面でP偏光、B面
でS偏光となるために、出射時にはy′方向偏光
となる。
(4) 同様に、入射時のx′方向偏光は、出射時にz
方向偏光になる。
(5) この分散分割格子への入射位置が図示のよう
に−z方向へ移動した場合、同一の溝に入射す
る範囲においては出射位置がy′の方向へ移動す
る。入射位置がさらに−z方向へ移動し、つい
の溝の領域に入ると出射位置は不連続的に変化
し、以下同様にして周期的な動きを示す。
(6) なお、この分散分割格子は溝の深さ程度の誤
差範囲内でレンズの焦点面に置くことが可能で
ある。
第5図1〜4は本発明による光波長合分波器内
の各部における光の位置を示す図である。
2度透過する回折格子を同一チヤネル内におい
て波長分散を打ち消すように構成すれば、光フア
イバよりの入射時の1点が(第5図1)、最初に
通過する回折格子で1方向に拡がり(第5図2)、
分散分割格プリズムで波長チヤネル毎に第5図2
と異なる方向に分割され、各チヤネル内では第5
図2と同じ方向に拡がり(第5図3)、つぎに第
2回目に通過する回折格子で波長チヤネル毎に1
点となつて出力される(第5図4)。
このようにして波長チヤネル内の波長依存性を
なくすことができる。
〔実施例〕
本発明の実施例を第1図に従つて説明する。
第1図は本発明による回折格子と分散分割プリ
ズムを用いた光波長合分波器の側断面図である。
図において、1は入出力フアイバ、2は回折格
子、3は分散分割プリズム、3Gは分散分割格
子、4はレンズである。
レンズ4の一方の焦点面に入出力フアイバ1と
分散分割プリズム3が、他方の焦点面付近に回折
格子2が配置される。
入力フアイバから入力した光は回折格子2で波
長分散を受け、分散分割プリズム3Gで波長チヤ
ネル毎に分割される。その光は再度回折格子2を
通るが、このとき、同一のチヤネルでは分散が打
ち消され、同一の出力フアイバに結合する。
また、異なる波長チヤネルの光は他の位置の出
力フアイバに結合する。
このようにして通過帯域幅の拡大が行われる。
本発明の回折格子、レンズが各1つだけあれば
よく、分散分割プリズムの代わりに分散分割格子
を用いた回折格子型光波長合分波器が各2つずつ
必要であるのに比べて、光学系が簡易化され、系
の調節が極めて容易となる。
第6図1,2はそれぞれ従来例と本発明による
光波長合分波器の損失と波長の関係を示す通過特
性図である。
図において、V、U型の各曲線は各チヤネルを
示し、本発明による第3図2は各チヤネル毎の波
長依存はU型になり、通過帯域幅が広くなつてい
ることが示されている。
以上の実施例においては、回折格子に反射型を
用いたが、これの代わりに透過型を用いても同様
の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように本発明によれば、波
長チヤネル内の通過帯域幅の広い光波長合分波器
が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による回折格子と分散分割プリ
ズムを用いた光波長合分波器の側断面図、第2図
は従来例の回折格子を用いた光波長合分波器の側
断面図、第3図は本発明の分散分割プリズムを説
明する斜視図、第4図は頂角60゜の階段状に形成
された分散分割格子の形状と機能を説明する斜視
図、第5図1〜4は本発明による光波長合分波器
内の各部における光の位置を示す図、第6図1,
2はそれぞれ従来例と本発明による光波長合分波
器の損失と波長の関係を示す通過特性図である。 図において、1は入出力フアイバ、2は回折格
子、3は分散分割プリズム、3Gは分散分割格
子、4はレンズである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 入力光フアイバから出力光フアイバに至る光
    路上に、波長の異なる複数の第一波長光を1つの
    光に合成し或いは該第一波長光が合成された光を
    波長別に分解する回折格子と、各第一波長光をそ
    の通過波長帯域内で複数の第二波長光に分散し或
    いは分散された該第二波長光を第一波長光へ集合
    する分散分割プリズムとが少なくとも位置し、 該分散分割プリズムは4面体の1面に、該第一
    波長光のそれぞれ対応して形成された複数のV字
    状溝が格子状に配置され、該V字状溝が該V字状
    溝を形成する両斜面の一方斜面へ入射した第一波
    長光或いは第二波長光に対応する波長の入射光を
    全反射して他方斜面へ出射させると共に、該他方
    斜面で再び全反射して出射させるように形成され
    ており、 複数の第一波長光を合成した1つの光が入力光
    フアイバより回折格子に入射した場合には、該回
    折格子にて各第一波長光にそれぞれ分解され、該
    各第一波長光が分散分割プリズムの対応する各V
    字状溝に入射することで第二波長光に分散され、
    分散された該第二波長光が回折格子を介し各第一
    波長光対応の複数の出力光フアイバに入射して各
    波長光の分波が行われ、 第二波長光に対応する波長の分散光を有する複
    数の第一波長光のそれぞれが複数の入力光フアイ
    バより回折格子に入射した場合には、該回折格子
    が分散光を各第一波長光毎に分散分割プリズムの
    対応する各V字状溝に入射させることで第一波長
    光に集合され、集合された該第一波長光が回折格
    子により1つの光に合成されると共に、1つの出
    力光フアイバに入射して光波長の合波が行われる
    ことを特徴とする光波長合分波器。
JP1862786A 1986-01-30 1986-01-30 光波長合分波器 Granted JPS62201406A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1862786A JPS62201406A (ja) 1986-01-30 1986-01-30 光波長合分波器
CA000528106A CA1280921C (en) 1986-01-30 1987-01-26 Optical wavelength compounding/dividing device
DE8787101177T DE3773687D1 (de) 1986-01-30 1987-01-28 Optischer wellenlaengenmultiplexer/-demultiplexer.
EP87101177A EP0231874B1 (en) 1986-01-30 1987-01-28 Optical wavelength compounding/dividing device
US07/008,346 US4747655A (en) 1986-01-30 1987-01-29 Optical wavelength compounding/dividing device

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JPS62201406A JPS62201406A (ja) 1987-09-05
JPH0561607B2 true JPH0561607B2 (ja) 1993-09-06

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