JPH08304664A - 波長分波素子 - Google Patents
波長分波素子Info
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- JPH08304664A JPH08304664A JP7135892A JP13589295A JPH08304664A JP H08304664 A JPH08304664 A JP H08304664A JP 7135892 A JP7135892 A JP 7135892A JP 13589295 A JP13589295 A JP 13589295A JP H08304664 A JPH08304664 A JP H08304664A
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- wavelength
- waveguide
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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
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
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- Optics & Photonics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 透過、反射損失が低く、高アイソレーション
を有する波長分波素子を提供する。 【構成】 フィルタ基板13上に波長分波フィルタ５を形
成してなるフィルタ部材20を、直線状の入出力用光導波
路３の途中に交差角αで交差するように配設し、入出力
用光導波路３の入射側８から入射する波長λ1 ，λ2 の
光のうち、波長λ2 の光を波長分波フィルタ５により透
過して出射側９から出射させ、波長λ1 の光は反射面６
により入出力用光導波路３と外れる方向に反射する。こ
の反射方向には反射光を受光する直線状の反射光受光導
波路１を入出力用光道路３と間隔を介して形成し、波長
λ1 の反射光を反射光受光端10から受光して受光後端部
11側から出射する。入出力用光道路３と反射光受光導波
路１との間に間隔を設けることにより、入射光と反射光
との相互作用による損失の増加等を抑制する。
を有する波長分波素子を提供する。 【構成】 フィルタ基板13上に波長分波フィルタ５を形
成してなるフィルタ部材20を、直線状の入出力用光導波
路３の途中に交差角αで交差するように配設し、入出力
用光導波路３の入射側８から入射する波長λ1 ，λ2 の
光のうち、波長λ2 の光を波長分波フィルタ５により透
過して出射側９から出射させ、波長λ1 の光は反射面６
により入出力用光導波路３と外れる方向に反射する。こ
の反射方向には反射光を受光する直線状の反射光受光導
波路１を入出力用光道路３と間隔を介して形成し、波長
λ1 の反射光を反射光受光端10から受光して受光後端部
11側から出射する。入出力用光道路３と反射光受光導波
路１との間に間隔を設けることにより、入射光と反射光
との相互作用による損失の増加等を抑制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ通信等に用
いられるものであり、例えば複数の通信波長の光を伝送
する波長多重伝送の光を波長により分波・合波する機能
を有する波長分波素子に関するものである。
いられるものであり、例えば複数の通信波長の光を伝送
する波長多重伝送の光を波長により分波・合波する機能
を有する波長分波素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】異なる複数の波長を有する信号光を光フ
ァイバ等の１本の光通路を用いて伝搬し、光通路の途中
又は信号光の受信側で波長分割する波長分割多重伝送方
式が用いられている。この波長分割多重伝送方式におい
ては、波長が異なる光波を分離する光分波器が必要とな
り、従来、回折格子形、多層干渉膜フィルタ形、方向性
結合器光導波路形、マッハツェンダー干渉導波路形等の
様々な光分波器が提案されている。
ァイバ等の１本の光通路を用いて伝搬し、光通路の途中
又は信号光の受信側で波長分割する波長分割多重伝送方
式が用いられている。この波長分割多重伝送方式におい
ては、波長が異なる光波を分離する光分波器が必要とな
り、従来、回折格子形、多層干渉膜フィルタ形、方向性
結合器光導波路形、マッハツェンダー干渉導波路形等の
様々な光分波器が提案されている。
【０００３】図７には、前記多層干渉膜フィルタ形の光
分波器の一例として、特開昭５９−１９８４０８に提案
されているマイクロオプティクス型の光分波器が示され
ている。この提案の光分波器は、基板21上にＹ分岐導波
路14を形成し、Ｙ分岐導波路14の途中の切断部23にフィ
ルタ25を設けて形成したＹ−分岐フィルタ型の光分波器
であり、Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａ，22ｂには、それ
ぞれ光ファイバ24ａ，24ｂが接続され、Ｙ分岐導波路14
の合流側22ｃには光ファイバ24ｃが接続されている。
分波器の一例として、特開昭５９−１９８４０８に提案
されているマイクロオプティクス型の光分波器が示され
ている。この提案の光分波器は、基板21上にＹ分岐導波
路14を形成し、Ｙ分岐導波路14の途中の切断部23にフィ
ルタ25を設けて形成したＹ−分岐フィルタ型の光分波器
であり、Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａ，22ｂには、それ
ぞれ光ファイバ24ａ，24ｂが接続され、Ｙ分岐導波路14
の合流側22ｃには光ファイバ24ｃが接続されている。
【０００４】このＹ−分岐フィルタ型光分波器は、入射
ポートとしての光ファイバ24ａから入射する複数（図で
は２種類）の波長λ1 ，λ2 を有する入射光をフィルタ
25によって波長分波するようになっており、フィルタ25
は入射光のうちの波長λ2 の光を透過し、波長λ1 の光
を反射する。そして、フィルタ25を透過した波長λ2の
光はＹ分岐導波路14の合流側22ｃを介して出力ポートと
しての光ファイバ24ｃを伝搬し、一方、フィルタ25で反
射した波長λ1 の光は、分岐部28で、分岐比に応じてＹ
分岐導波路14の分岐側22ａと分岐側22ｂとに分岐され、
例えば、同図に示すように、波長λ1 の光の多くが分岐
側22ｂを介して光ファイバ24ｂを伝搬する。
ポートとしての光ファイバ24ａから入射する複数（図で
は２種類）の波長λ1 ，λ2 を有する入射光をフィルタ
25によって波長分波するようになっており、フィルタ25
は入射光のうちの波長λ2 の光を透過し、波長λ1 の光
を反射する。そして、フィルタ25を透過した波長λ2の
光はＹ分岐導波路14の合流側22ｃを介して出力ポートと
しての光ファイバ24ｃを伝搬し、一方、フィルタ25で反
射した波長λ1 の光は、分岐部28で、分岐比に応じてＹ
分岐導波路14の分岐側22ａと分岐側22ｂとに分岐され、
例えば、同図に示すように、波長λ1 の光の多くが分岐
側22ｂを介して光ファイバ24ｂを伝搬する。
【０００５】図６には、前記多層干渉膜フィルタ形の光
分波器の別の例として、特開昭６２−２１８９０９に提
案されている光分波器が示されている。この提案の光分
波器は、図７に示した光分波器と同様に、基板（図示せ
ず）上にＹ分岐導波路14を形成したものであり、図６の
光分波器は、Ｙ分岐導波路14の分岐部28にフィルタ挿入
用溝４を形成し、このフィルタ挿入用溝４に波長分波フ
ィルタ５とフィルタ基板13を有するフィルタ部材20が設
けられている。フィルタ基板13は石英やポリイミド等に
より形成されており、このフィルタ基板13上に、例えば
20層以上の誘電膜等からなる多層干渉膜フィルタの波長
分波フィルタ５を形成することによりフィルタ部材20が
形成されている。波長分波フィルタ５は複数（図では２
種類）の波長λ1 ，λ2 を有する入射光のうち、波長λ
2 の光を透過し、波長λ1 の光を反射するようになって
いる。
分波器の別の例として、特開昭６２−２１８９０９に提
案されている光分波器が示されている。この提案の光分
波器は、図７に示した光分波器と同様に、基板（図示せ
ず）上にＹ分岐導波路14を形成したものであり、図６の
光分波器は、Ｙ分岐導波路14の分岐部28にフィルタ挿入
用溝４を形成し、このフィルタ挿入用溝４に波長分波フ
ィルタ５とフィルタ基板13を有するフィルタ部材20が設
けられている。フィルタ基板13は石英やポリイミド等に
より形成されており、このフィルタ基板13上に、例えば
20層以上の誘電膜等からなる多層干渉膜フィルタの波長
分波フィルタ５を形成することによりフィルタ部材20が
形成されている。波長分波フィルタ５は複数（図では２
種類）の波長λ1 ，λ2 を有する入射光のうち、波長λ
2 の光を透過し、波長λ1 の光を反射するようになって
いる。
【０００６】Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａおよび合流側
22ｃと波長分波フィルタ５との交差角はα（α＝82°）
であり、波長分波フィルタ５の厚みはＲ、フィルタ基板
13の厚みはＫ、フィルタ部材20の厚みはＴに形成されて
いる。また、波長分波フィルタ５は多層干渉膜フィルタ
により形成されているために、フィルタ５に入射する波
長λ1 の光のうち、各層においてそれぞれ所定の割合の
光を反射するが、本明細書では、波長λ1 の光を100 ％
反射する面を等価的な反射面と定義しており、図６にお
ける波長分波フィルタ５の等価的な反射面６は、フィル
タ表面15から深さ（厚み）ｒの位置に形成されている。
Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとの交差角は２θで
あり、交差部間隔はＳとなっている。なお、この交差部
間隔Ｓは、分岐側22ａと22ｂとの交差角２θの値により
決定されるものであり、交差角２θの値を変更しない限
り、交差部間隔Ｓの大きさをこれ以上小さくすることは
できないものである。
22ｃと波長分波フィルタ５との交差角はα（α＝82°）
であり、波長分波フィルタ５の厚みはＲ、フィルタ基板
13の厚みはＫ、フィルタ部材20の厚みはＴに形成されて
いる。また、波長分波フィルタ５は多層干渉膜フィルタ
により形成されているために、フィルタ５に入射する波
長λ1 の光のうち、各層においてそれぞれ所定の割合の
光を反射するが、本明細書では、波長λ1 の光を100 ％
反射する面を等価的な反射面と定義しており、図６にお
ける波長分波フィルタ５の等価的な反射面６は、フィル
タ表面15から深さ（厚み）ｒの位置に形成されている。
Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとの交差角は２θで
あり、交差部間隔はＳとなっている。なお、この交差部
間隔Ｓは、分岐側22ａと22ｂとの交差角２θの値により
決定されるものであり、交差角２θの値を変更しない限
り、交差部間隔Ｓの大きさをこれ以上小さくすることは
できないものである。
【０００７】この光分波器においても、図７に示した光
分波器と同様に、波長分波フィルタ５によって、波長λ
1 の光と波長λ2 の光の波長分波が行われ、同様の機能
を果たすことができる。
分波器と同様に、波長分波フィルタ５によって、波長λ
1 の光と波長λ2 の光の波長分波が行われ、同様の機能
を果たすことができる。
【０００８】なお、前記方向性結合器光導波路形の光分
波器は、図８の（ａ）に示すように、間隔を介して配設
した２本の光導波路17，18の途中に、この２本の光導波
路17，18を近接させて形成した方向性結合器26を設け、
方向性結合器26の波長に対する結合長の差を利用して、
スルーポート（例えば図のＰS ）とクロスポート（例え
ば図のＰC ）に２波長を分離するようにしている。ま
た、前記マッハツェンダー干渉導波路形の光分波器にお
いては、同図の（ｂ）に示すように、間隔を介して配設
した２本の光導波路17，18の途中に２つの方向性結合器
26を直列に設け、この２つの方向性結合器26の間に、光
導波路17，18の光路長差ΔＬを有する移相部27を設けて
形成したものであり、この光路長差ΔＬや方向性結合器
26の結合長を適切な値とすることにより光波を分離す
る。
波器は、図８の（ａ）に示すように、間隔を介して配設
した２本の光導波路17，18の途中に、この２本の光導波
路17，18を近接させて形成した方向性結合器26を設け、
方向性結合器26の波長に対する結合長の差を利用して、
スルーポート（例えば図のＰS ）とクロスポート（例え
ば図のＰC ）に２波長を分離するようにしている。ま
た、前記マッハツェンダー干渉導波路形の光分波器にお
いては、同図の（ｂ）に示すように、間隔を介して配設
した２本の光導波路17，18の途中に２つの方向性結合器
26を直列に設け、この２つの方向性結合器26の間に、光
導波路17，18の光路長差ΔＬを有する移相部27を設けて
形成したものであり、この光路長差ΔＬや方向性結合器
26の結合長を適切な値とすることにより光波を分離す
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記方
向性結合器光導波路形の光分波器やマッハツェンダー干
渉導波路形光分波器を用いて波長分波素子を形成する
と、素子長が長くなるために、素子の小型化を図ること
が困難であるといった問題があり、また、素子を作製す
るときに常に精密な加工制御が必要とされるために、大
量に生産することが難しく、コストが高くなるといった
問題があり、現状では実用化には至っていない。
向性結合器光導波路形の光分波器やマッハツェンダー干
渉導波路形光分波器を用いて波長分波素子を形成する
と、素子長が長くなるために、素子の小型化を図ること
が困難であるといった問題があり、また、素子を作製す
るときに常に精密な加工制御が必要とされるために、大
量に生産することが難しく、コストが高くなるといった
問題があり、現状では実用化には至っていない。
【００１０】また、図７に示したＹ−分岐フィルタ型の
光分波器においては、図８に示すタイプの光分波器のよ
うには、常に精密な加工精度を必要とせず、素子の小型
化も図れるが、波長分波機能を有するフィルタ25がＹ分
岐導波路14の分岐部28よりも合流側22ｃ寄りに設けられ
ているために、フィルタ25によって反射した波長λ1の
光は、可逆原理に従い、分岐部28で、予め定められた分
岐比で分岐して分岐側22ａと22ｂとにそれぞれ分かれて
光ファイバ24ａ，24ｂに導かれることになる。
光分波器においては、図８に示すタイプの光分波器のよ
うには、常に精密な加工精度を必要とせず、素子の小型
化も図れるが、波長分波機能を有するフィルタ25がＹ分
岐導波路14の分岐部28よりも合流側22ｃ寄りに設けられ
ているために、フィルタ25によって反射した波長λ1の
光は、可逆原理に従い、分岐部28で、予め定められた分
岐比で分岐して分岐側22ａと22ｂとにそれぞれ分かれて
光ファイバ24ａ，24ｂに導かれることになる。
【００１１】そのため、波長λ1 の光パワーの大幅なロ
スが生じ、光ファイバ24ｂ側に導かれる波長λ1 の光の
強度が小さくなって反射特性が著しく劣るといった問題
があり、また、Ｙ分岐導波路14の分岐部28で分岐して光
ファイバ24ａを前記入射光とは逆向きに伝搬する波長λ
1 の光が存在するために、アイソレーション特性も著し
く劣っているといった問題もあった。
スが生じ、光ファイバ24ｂ側に導かれる波長λ1 の光の
強度が小さくなって反射特性が著しく劣るといった問題
があり、また、Ｙ分岐導波路14の分岐部28で分岐して光
ファイバ24ａを前記入射光とは逆向きに伝搬する波長λ
1 の光が存在するために、アイソレーション特性も著し
く劣っているといった問題もあった。
【００１２】一方、図６に示した光分波器においては、
波長分波フィルタ５がＹ分岐導波路14の分岐部28に設け
られていることにより、図７の光分波器における波長λ
1 の反射光の損失が改善されるものの、波長分波フィル
タ５のフィルタ表面15とＹ分岐導波路14との接触幅が広
くなることにより、導波モードがマルチモード、放射モ
ードになり易くなり、放射損失、モードミスマッチ損失
が生じたりするといった問題があった。
波長分波フィルタ５がＹ分岐導波路14の分岐部28に設け
られていることにより、図７の光分波器における波長λ
1 の反射光の損失が改善されるものの、波長分波フィル
タ５のフィルタ表面15とＹ分岐導波路14との接触幅が広
くなることにより、導波モードがマルチモード、放射モ
ードになり易くなり、放射損失、モードミスマッチ損失
が生じたりするといった問題があった。
【００１３】また、波長分波フィルタ５の等価的な反射
面６からＹ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとが接して
いるところまでの領域（図のＧ１＋Ｇ２＋Ｇ１′＋Ｇ
２′、ただし、Ｇ１＝Ｇ１′，Ｇ２＝Ｇ２′）において
は、波長λ1 ，λ2 の入射光と波長分波フィルタ５によ
り反射した波長λ1 の反射光との相互作用が生じ、それ
による損失があるために、この光分波器に入射した波長
λ1 の光の通過損失が大きくなってしまうといった問題
があった。そのため、この光分波器においても、低損
失、高アイソレーション、高消光比を達成することはで
きなかった。
面６からＹ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとが接して
いるところまでの領域（図のＧ１＋Ｇ２＋Ｇ１′＋Ｇ
２′、ただし、Ｇ１＝Ｇ１′，Ｇ２＝Ｇ２′）において
は、波長λ1 ，λ2 の入射光と波長分波フィルタ５によ
り反射した波長λ1 の反射光との相互作用が生じ、それ
による損失があるために、この光分波器に入射した波長
λ1 の光の通過損失が大きくなってしまうといった問題
があった。そのため、この光分波器においても、低損
失、高アイソレーション、高消光比を達成することはで
きなかった。
【００１４】以上のように、従来提案されている上記様
々なタイプの光分波器のいずれにおいても、それぞれに
問題があり、光の透過損失と反射損失が低く、かつ、高
アイソレーション、高消光比特性を有し、さらに、小型
でコストの安い光分波器を構築することはできなかっ
た。
々なタイプの光分波器のいずれにおいても、それぞれに
問題があり、光の透過損失と反射損失が低く、かつ、高
アイソレーション、高消光比特性を有し、さらに、小型
でコストの安い光分波器を構築することはできなかっ
た。
【００１５】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、光の透過損失と反射
損失が低く、高アイソレーション、高消光比特性を有
し、かつ、小型でコストが安い波長分波素子を提供する
ことにある。
なされたものであり、その目的は、光の透過損失と反射
損失が低く、高アイソレーション、高消光比特性を有
し、かつ、小型でコストが安い波長分波素子を提供する
ことにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、直線状に形成された入出力用光導波路の途中
に、該入出力用光導波路と90°以外の交差角で交差する
ようにフィルタ部材が設けられており、該フィルタ部材
は前記入出力用光導波路に入射する複数の波長を有する
入射光のうち予め定められたフィルタ透過波長の光を透
過し、かつ、該フィルタ透過波長と異なる波長の光を前
記入出力用光導波路から外れる方向に反射する波長分波
フィルタを有して構成されており、該波長分波フィルタ
で反射する反射光の反射方向には該反射光を受光する反
射光受光手段が前記入出力用光導波路と間隔を介して設
けられていることを特徴として構成されている。
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、直線状に形成された入出力用光導波路の途中
に、該入出力用光導波路と90°以外の交差角で交差する
ようにフィルタ部材が設けられており、該フィルタ部材
は前記入出力用光導波路に入射する複数の波長を有する
入射光のうち予め定められたフィルタ透過波長の光を透
過し、かつ、該フィルタ透過波長と異なる波長の光を前
記入出力用光導波路から外れる方向に反射する波長分波
フィルタを有して構成されており、該波長分波フィルタ
で反射する反射光の反射方向には該反射光を受光する反
射光受光手段が前記入出力用光導波路と間隔を介して設
けられていることを特徴として構成されている。
【００１７】また、前記反射光受光手段は直線状の反射
光受光導波路により形成されており、該反射光受光導波
路はその反射光受光端を波長分波フィルタの等価的な反
射面との距離が最短となるように入出力用光導波路に近
づけて配設されていること、前記反射光受光導波路はそ
の反射光受光端側の導波路幅が拡幅したテーパ状導波路
と成していること、前記反射光受光手段は少なくとも１
個又は１個以上のフォトダイオードがハイブリッド集積
されて形成されていることも本発明の特徴的な構成とさ
れている。
光受光導波路により形成されており、該反射光受光導波
路はその反射光受光端を波長分波フィルタの等価的な反
射面との距離が最短となるように入出力用光導波路に近
づけて配設されていること、前記反射光受光導波路はそ
の反射光受光端側の導波路幅が拡幅したテーパ状導波路
と成していること、前記反射光受光手段は少なくとも１
個又は１個以上のフォトダイオードがハイブリッド集積
されて形成されていることも本発明の特徴的な構成とさ
れている。
【００１８】さらに、前記入出力用光導波路の入射側は
該入出力用光導波路に入射光を導入する入射光導入部と
成し、前記入出力用光導波路の出射側は波長分波フィル
タを透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と成し、反
射光受光手段の反射光受光端と反対側の受光後端部は前
記波長分波フィルタで反射した反射光を外部へ伝搬する
反射光伝搬部と前記反射光と同じ波長を有する干渉光を
外部から導入する干渉光導入部のいずれか一方と成して
いることも本発明の特徴的な構成とされている。
該入出力用光導波路に入射光を導入する入射光導入部と
成し、前記入出力用光導波路の出射側は波長分波フィル
タを透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と成し、反
射光受光手段の反射光受光端と反対側の受光後端部は前
記波長分波フィルタで反射した反射光を外部へ伝搬する
反射光伝搬部と前記反射光と同じ波長を有する干渉光を
外部から導入する干渉光導入部のいずれか一方と成して
いることも本発明の特徴的な構成とされている。
【００１９】
【作用】上記構成の本発明において、入出力用光導波路
に入射する複数の波長を有する入射光のうち、フィルタ
透過波長の光は波長分波フィルタを透過し、一方、フィ
ルタ透過波長と異なる波長の光は、前記入出力用光導波
路から外れる方向に、入出力用光導波路と間隔を介して
設けられている反射光受光手段側に反射され、入射光の
波長分波が行われるが、前記波長分波フィルタは直線状
に形成された入出力用光導波路の途中に設けられている
ために、Ｙ分岐型光導波路の分岐部に波長分波フィルタ
を設ける場合と異なり、波長分波フィルタのフィルタ表
面と光導波路との接触幅が広くはなく、接触幅が広いこ
とによる放射損失、モードミスマッチ損失等が大きくな
ることはない。
に入射する複数の波長を有する入射光のうち、フィルタ
透過波長の光は波長分波フィルタを透過し、一方、フィ
ルタ透過波長と異なる波長の光は、前記入出力用光導波
路から外れる方向に、入出力用光導波路と間隔を介して
設けられている反射光受光手段側に反射され、入射光の
波長分波が行われるが、前記波長分波フィルタは直線状
に形成された入出力用光導波路の途中に設けられている
ために、Ｙ分岐型光導波路の分岐部に波長分波フィルタ
を設ける場合と異なり、波長分波フィルタのフィルタ表
面と光導波路との接触幅が広くはなく、接触幅が広いこ
とによる放射損失、モードミスマッチ損失等が大きくな
ることはない。
【００２０】また、本発明においては、反射光受光手段
が入出力用光導波路と間隔を介して設けられているため
に、入出力用光導波路に入射する入射光と反射光受光手
段側に反射する反射光とが相互作用を及ぼし合って、そ
の相互作用によるギャップ損失が生じることはない。そ
のため、光の透過損失と反射損失の低い波長分波素子と
なる。
が入出力用光導波路と間隔を介して設けられているため
に、入出力用光導波路に入射する入射光と反射光受光手
段側に反射する反射光とが相互作用を及ぼし合って、そ
の相互作用によるギャップ損失が生じることはない。そ
のため、光の透過損失と反射損失の低い波長分波素子と
なる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
図１には、本発明に係る波長分波素子の第１の実施例の
要部構成が示されている。同図において、直線状に形成
された入出力用光導波路３の途中に、この入出力用光導
波路３と90°以外の交差角αで交差するようにフィルタ
挿入用溝４が形成されており、このフィルタ挿入用溝４
には、図６に示した従来例と同様に、波長分波フィルタ
５とフィルタ基板13からなるフィルタ部材20が設けられ
ており、入出力用光導波路３の入射側８から波長λ1 ，
λ2 の入射光を入射したときに、波長分波フィルタ５
は、波長λ2 のフィルタ透過波長の光を透過するように
なっている。
する。なお、本実施例の説明において、従来例と同一名
称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
図１には、本発明に係る波長分波素子の第１の実施例の
要部構成が示されている。同図において、直線状に形成
された入出力用光導波路３の途中に、この入出力用光導
波路３と90°以外の交差角αで交差するようにフィルタ
挿入用溝４が形成されており、このフィルタ挿入用溝４
には、図６に示した従来例と同様に、波長分波フィルタ
５とフィルタ基板13からなるフィルタ部材20が設けられ
ており、入出力用光導波路３の入射側８から波長λ1 ，
λ2 の入射光を入射したときに、波長分波フィルタ５
は、波長λ2 のフィルタ透過波長の光を透過するように
なっている。
【００２２】また、波長分波フィルタ５は、前記入射光
のうち、波長λ1 の光を入出力用光導波路から外れる方
向に反射するようになっており、この反射光の反射方向
には、反射光を受光する反射光受光手段としての反射光
受光導波路１が直線状に形成されている。
のうち、波長λ1 の光を入出力用光導波路から外れる方
向に反射するようになっており、この反射光の反射方向
には、反射光を受光する反射光受光手段としての反射光
受光導波路１が直線状に形成されている。
【００２３】入出力用光導波路３の入射側８は、入出力
用光導波路３に入射光を導入する入射光導入部と成して
おり、例えば、図７に示した光ファイバ24ａのような入
射光導入用の光ファイバと接続されるようになってい
る。また、入出力用光導波路３の出射側９は、波長分波
フィルタ５を透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と
成しており、例えば、図７に示した光ファイバ24ｃのよ
うな透過光伝搬用光ファイバが接続されるようになって
いる。一方、反射光受光導波路１の反射光受光端10と反
対側の受光後端部11は、波長分波フィルタ５で反射した
反射光を外部へ伝搬する反射光伝搬部と成しており、例
えば図７に示した光ファイバ24ｂのような反射光伝搬用
の光ファイバが接続されるようになっている。
用光導波路３に入射光を導入する入射光導入部と成して
おり、例えば、図７に示した光ファイバ24ａのような入
射光導入用の光ファイバと接続されるようになってい
る。また、入出力用光導波路３の出射側９は、波長分波
フィルタ５を透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と
成しており、例えば、図７に示した光ファイバ24ｃのよ
うな透過光伝搬用光ファイバが接続されるようになって
いる。一方、反射光受光導波路１の反射光受光端10と反
対側の受光後端部11は、波長分波フィルタ５で反射した
反射光を外部へ伝搬する反射光伝搬部と成しており、例
えば図７に示した光ファイバ24ｂのような反射光伝搬用
の光ファイバが接続されるようになっている。
【００２４】なお、本実施例の波長分波素子において
は、入出力用光導波路３の幅と反射光受光導波路１の幅
は共に２Ａ（Ａ＝４μｍ）に形成されており、入出力用
光導波路３の光軸と反射光受光導波路１の光軸との角度
は２θ（θ＝90−α）となっている。また、入出力用光
導波路３と反射光受光光導波路１の反射光受光端10との
ｘ軸方向の距離はＳ（Ｓ＝1.55μｍ）となっており、図
６に示した従来例の波長分波素子におけるＹ分岐導波路
14の分岐側22ａと22ｂとの交差部間隔Ｓと等しく形成さ
れている。
は、入出力用光導波路３の幅と反射光受光導波路１の幅
は共に２Ａ（Ａ＝４μｍ）に形成されており、入出力用
光導波路３の光軸と反射光受光導波路１の光軸との角度
は２θ（θ＝90−α）となっている。また、入出力用光
導波路３と反射光受光光導波路１の反射光受光端10との
ｘ軸方向の距離はＳ（Ｓ＝1.55μｍ）となっており、図
６に示した従来例の波長分波素子におけるＹ分岐導波路
14の分岐側22ａと22ｂとの交差部間隔Ｓと等しく形成さ
れている。
【００２５】さらに、波長分波フィルタ５の厚みＲ、波
長分波フィルタ５のフィルタ表面15から反射面６までの
厚みｒ、フィルタ基板13の厚みＫ、フィルタ基板13と波
長分波フィルタ５からなるフィルタ部材の厚みＴも、そ
れぞれ図６に示した各厚みと等しく形成されており、こ
れらの値は、それぞれＴ＝20μｍ，ｒ＝4.5 μｍ，Ｔ−
ｒ＝15.5μｍとなっている。
長分波フィルタ５のフィルタ表面15から反射面６までの
厚みｒ、フィルタ基板13の厚みＫ、フィルタ基板13と波
長分波フィルタ５からなるフィルタ部材の厚みＴも、そ
れぞれ図６に示した各厚みと等しく形成されており、こ
れらの値は、それぞれＴ＝20μｍ，ｒ＝4.5 μｍ，Ｔ−
ｒ＝15.5μｍとなっている。
【００２６】以上のように、本実施例の波長分波素子
は、その寸法等が図６に示した従来例の波長分波素子と
ほぼ同様に形成されており、本実施例が図６の従来例と
異なる特徴的なことは、入出力用光導波路３と反射光受
光導波路１の反射光受光端10との間に間隔が設けられて
いることであり、言い換えれば、入出力用光導波路３と
反射光受光導波路１とにより、あたかも切断型のＹ分岐
導波路を形成しているような状態であるために、以下、
本実施例の波長分波素子をＹ−切断型フィルタ分波器と
称し、図６に示した光分波器をＹ−連結型フィルタ分波
器と称することにする。
は、その寸法等が図６に示した従来例の波長分波素子と
ほぼ同様に形成されており、本実施例が図６の従来例と
異なる特徴的なことは、入出力用光導波路３と反射光受
光導波路１の反射光受光端10との間に間隔が設けられて
いることであり、言い換えれば、入出力用光導波路３と
反射光受光導波路１とにより、あたかも切断型のＹ分岐
導波路を形成しているような状態であるために、以下、
本実施例の波長分波素子をＹ−切断型フィルタ分波器と
称し、図６に示した光分波器をＹ−連結型フィルタ分波
器と称することにする。
【００２７】本実施例の波長分波素子（Ｙ−切断型フィ
ルタ分波器）は、例えば、以下のような製造工程により
作製される。まず、シリコンＳｉ又はガラス基板（図示
せず）上に、例えば、火炎堆積法等により石英材料から
なる下部クラッド層およびコア層を堆積してガラス化、
さらにパターニングするリッジコア形成工程を行った
後、上部クラッド層を再び火炎堆積、ガラス化する工程
により埋込導波路を形成する。次に、フィルタ挿入用溝
４を前記埋込導波路と90°以外の交差角で交差するよう
に機械加工又はドライエッチング法を用いて形成し、波
長分波フィルタ５とフィルタ基板13からなるフィルタ部
材20を精密に位置合わせして挿入した後、前記石英導波
路とほぼ同様な屈折率を有した光学接着剤を用いてフィ
ルタ部材20をフィルタ挿入用溝４に固定し、フィルタ挿
入用溝４の隙間を完全になくす。なお、本実施例におけ
る反射面６の垂直からの角度ずれは0.5 °以下、位置ず
れは２μｍ以下となっている。
ルタ分波器）は、例えば、以下のような製造工程により
作製される。まず、シリコンＳｉ又はガラス基板（図示
せず）上に、例えば、火炎堆積法等により石英材料から
なる下部クラッド層およびコア層を堆積してガラス化、
さらにパターニングするリッジコア形成工程を行った
後、上部クラッド層を再び火炎堆積、ガラス化する工程
により埋込導波路を形成する。次に、フィルタ挿入用溝
４を前記埋込導波路と90°以外の交差角で交差するよう
に機械加工又はドライエッチング法を用いて形成し、波
長分波フィルタ５とフィルタ基板13からなるフィルタ部
材20を精密に位置合わせして挿入した後、前記石英導波
路とほぼ同様な屈折率を有した光学接着剤を用いてフィ
ルタ部材20をフィルタ挿入用溝４に固定し、フィルタ挿
入用溝４の隙間を完全になくす。なお、本実施例におけ
る反射面６の垂直からの角度ずれは0.5 °以下、位置ず
れは２μｍ以下となっている。
【００２８】そして、入出力用光導波路３の入射端８、
出射端９、および反射光受光導波路１の受光後端部11
に、それぞれ、光ファイバ（図示せず）を接続して波長
分波素子を完成させる。
出射端９、および反射光受光導波路１の受光後端部11
に、それぞれ、光ファイバ（図示せず）を接続して波長
分波素子を完成させる。
【００２９】なお、入出力用光導波路３と反射光受光導
波路１とを形成するコア層の屈折率をｎcore、コア層の
周りのクラッド層の屈折率をｎcladとしたときに、次式
（１）により表される屈折率差Δを、本実施例では0.3
％とした。
波路１とを形成するコア層の屈折率をｎcore、コア層の
周りのクラッド層の屈折率をｎcladとしたときに、次式
（１）により表される屈折率差Δを、本実施例では0.3
％とした。
【００３０】 Δ＝（ｎcore 2 −ｎclad 2 ）／２・ｎcore 2 ・・・・・（１）
【００３１】次に、本発明の波長分波素子の第２の実施
例について説明する。本第２の実施例は、図１に示した
構成の上記第１の実施例とほぼ同様に構成されており、
第２の実施例が上記第１の実施例と異なることは、前記
コア層とクラッド層との屈折率差Δを0.75％とし、前記
交差角α等の各パラメータを、α＝78°，θ＝12°，Ａ
＝３μｍとして形成したことである。
例について説明する。本第２の実施例は、図１に示した
構成の上記第１の実施例とほぼ同様に構成されており、
第２の実施例が上記第１の実施例と異なることは、前記
コア層とクラッド層との屈折率差Δを0.75％とし、前記
交差角α等の各パラメータを、α＝78°，θ＝12°，Ａ
＝３μｍとして形成したことである。
【００３２】ところで、周知のように、例えば、光導波
路にフィルタが挿入されたり、光導波路同士が交差した
り、光導波路間に間隔が設けられたりすることにより、
光導波路を伝搬する光に対して影響を及ぼす領域、いわ
ゆるギャップが生じることが知られており、例えば、本
実施例においては、波長分波フィルタ５のフィルタ表面
15と入出力用光導波路３との交点ａから、反射面６と入
出力用光導波路３の光軸との交点ｃまでの領域にギャッ
プ長Ｇ４のギャップが生じている。また、点ｃからフィ
ルタ基板13の底面との交点ｅまでの領域にはギャップ長
Ｇ３のギャップが生じており、また、交点ｃと反射光受
光導波路１の反射光受光端10との間には、ギャップ長Ｇ
５のギャップが生じている。
路にフィルタが挿入されたり、光導波路同士が交差した
り、光導波路間に間隔が設けられたりすることにより、
光導波路を伝搬する光に対して影響を及ぼす領域、いわ
ゆるギャップが生じることが知られており、例えば、本
実施例においては、波長分波フィルタ５のフィルタ表面
15と入出力用光導波路３との交点ａから、反射面６と入
出力用光導波路３の光軸との交点ｃまでの領域にギャッ
プ長Ｇ４のギャップが生じている。また、点ｃからフィ
ルタ基板13の底面との交点ｅまでの領域にはギャップ長
Ｇ３のギャップが生じており、また、交点ｃと反射光受
光導波路１の反射光受光端10との間には、ギャップ長Ｇ
５のギャップが生じている。
【００３３】同様に、図６に示した従来例においては、
Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとの交差部から波長
分波フィルタ５の反射面６と入出力用光導波路３の光軸
との交点ｃまでの領域に、ギャップ長（Ｇ１＋Ｇ２）の
ギャップが、分岐側22ａと22ｂの両方に生じ、交点ｃか
らフィルタ基板13の底面との交点ｅまでの領域には、ギ
ャップＧ３のギャップが生じる。
Ｙ分岐導波路14の分岐側22ａと22ｂとの交差部から波長
分波フィルタ５の反射面６と入出力用光導波路３の光軸
との交点ｃまでの領域に、ギャップ長（Ｇ１＋Ｇ２）の
ギャップが、分岐側22ａと22ｂの両方に生じ、交点ｃか
らフィルタ基板13の底面との交点ｅまでの領域には、ギ
ャップＧ３のギャップが生じる。
【００３４】これらのギャップ長Ｇ１〜Ｇ５の値は、前
記交差角αの値（又は90°−α＝θの値）、および、光
導波路幅２Ａの値により決定されるものであり、第１の
実施例（θ＝８°，Ａ＝４μｍ）においては、Ｇ４＝5.
1064μｍ，Ｇ３＝16.215μｍ，Ｇ５＝35.647μｍ、第２
の実施例（θ＝12°，Ａ＝３μｍ）においては、Ｇ４＝
5.2382μｍ，Ｇ３＝16.484μｍ，Ｇ５＝18.924μｍとな
っている。また、図６の従来例において、上記第１の実
施例と同様に、θ＝８°，Ａ＝４μｍに形成したときの
Ｇ１〜Ｇ３の値は、Ｇ１＝7.1853μｍ，Ｇ２＝28.462μ
ｍ，Ｇ３＝16.215μｍ、第２の実施例と同様に、θ＝12
°，Ａ＝３μｍに形成したときの値は、Ｇ１＝4.8097μ
ｍ，Ｇ２＝14.114μｍ，Ｇ３＝16.484μｍとなる。
記交差角αの値（又は90°−α＝θの値）、および、光
導波路幅２Ａの値により決定されるものであり、第１の
実施例（θ＝８°，Ａ＝４μｍ）においては、Ｇ４＝5.
1064μｍ，Ｇ３＝16.215μｍ，Ｇ５＝35.647μｍ、第２
の実施例（θ＝12°，Ａ＝３μｍ）においては、Ｇ４＝
5.2382μｍ，Ｇ３＝16.484μｍ，Ｇ５＝18.924μｍとな
っている。また、図６の従来例において、上記第１の実
施例と同様に、θ＝８°，Ａ＝４μｍに形成したときの
Ｇ１〜Ｇ３の値は、Ｇ１＝7.1853μｍ，Ｇ２＝28.462μ
ｍ，Ｇ３＝16.215μｍ、第２の実施例と同様に、θ＝12
°，Ａ＝３μｍに形成したときの値は、Ｇ１＝4.8097μ
ｍ，Ｇ２＝14.114μｍ，Ｇ３＝16.484μｍとなる。
【００３５】そこで、これらのギャップ長Ｇ１〜Ｇ５に
基づいて、本出願人は、上記第１、第２の実施例におけ
る全ギャップ全長Ｇを求め、さらに、これらの波長分波
素子における波長λ2 の光の透過損失と波長λ1 の光の
反射損失とを測定するために、入出力用光導波路３の入
射側８から、波長λ2 として1.3 μｍの光と波長λ1と
して1.55μｍの光を有する入射光を入射して、各波長の
光のギャップによる透過損失と反射損失（ギャップ損
失）を測定した。この測定結果が表１に示されている。
なお、表２には、本実施例の比較例として、図６に示
した従来例のＹ−連結型フィルタ分波器について交差角
α等の各パラメータを本実施例と同様に形成したときの
ギャップ全長Ｇと各波長の光のギャップによる透過損失
と反射損失の測定結果が示されている。
基づいて、本出願人は、上記第１、第２の実施例におけ
る全ギャップ全長Ｇを求め、さらに、これらの波長分波
素子における波長λ2 の光の透過損失と波長λ1 の光の
反射損失とを測定するために、入出力用光導波路３の入
射側８から、波長λ2 として1.3 μｍの光と波長λ1と
して1.55μｍの光を有する入射光を入射して、各波長の
光のギャップによる透過損失と反射損失（ギャップ損
失）を測定した。この測定結果が表１に示されている。
なお、表２には、本実施例の比較例として、図６に示
した従来例のＹ−連結型フィルタ分波器について交差角
α等の各パラメータを本実施例と同様に形成したときの
ギャップ全長Ｇと各波長の光のギャップによる透過損失
と反射損失の測定結果が示されている。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】また、図２には、表１，２に示したギャッ
プによる透過損失と反射損失との測定結果に基づいて求
めた、ギャップ長（ギャップ全長）Ｇとギャップ損失Ｌ
G との関係データが示されている。
プによる透過損失と反射損失との測定結果に基づいて求
めた、ギャップ長（ギャップ全長）Ｇとギャップ損失Ｌ
G との関係データが示されている。
【００３９】これらの結果から明らかなように、図１お
よび図６に示す各パラメータα，θ，Ａ，Ｓ，Ｔ，Ｋ，
Ｒ，ｒを同様に形成した場合でも、前記フィルタ透過波
長λ2 の光が影響を受けるギャップ長Ｇは、本実施例の
ようなＹ−切断型フィルタ分波器においては（Ｇ４＋Ｇ
３）となって、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波
器におけるギャップ長（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３）よりも小さ
くなり、それにより、ギャップによる光の透過損失が小
さくなる。また、波長分波フィルタ５で反射する波長λ
1 の反射光が影響を受けるギャップ長Ｇも、本実施例の
ようなＹ−切断型フィルタ分波器においては（Ｇ４＋Ｇ
５）となり、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波器
におけるギャップ長Ｇである｛２・（Ｇ１＋Ｇ２）｝よ
りも小さくなり、それにより、ギャップによる光の反射
損失も小さくなる。
よび図６に示す各パラメータα，θ，Ａ，Ｓ，Ｔ，Ｋ，
Ｒ，ｒを同様に形成した場合でも、前記フィルタ透過波
長λ2 の光が影響を受けるギャップ長Ｇは、本実施例の
ようなＹ−切断型フィルタ分波器においては（Ｇ４＋Ｇ
３）となって、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波
器におけるギャップ長（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３）よりも小さ
くなり、それにより、ギャップによる光の透過損失が小
さくなる。また、波長分波フィルタ５で反射する波長λ
1 の反射光が影響を受けるギャップ長Ｇも、本実施例の
ようなＹ−切断型フィルタ分波器においては（Ｇ４＋Ｇ
５）となり、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波器
におけるギャップ長Ｇである｛２・（Ｇ１＋Ｇ２）｝よ
りも小さくなり、それにより、ギャップによる光の反射
損失も小さくなる。
【００４０】本実施例によれば、上記のように、入出力
用光導波路３と反射光受光導波路１の反射光受光端10と
の間に間隔を設けてＹ−切断型フィルタ分波器とするこ
とにより、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波器に
比べて、波長λ1 ，λ2 のそれぞれの光に対して影響を
与えるギャップ長Ｇの値を、いずれも従来例よりも小さ
くすることが可能となり、それにより、ギャップによる
光の透過損失と反射損失とを小さくすることが可能とな
る。
用光導波路３と反射光受光導波路１の反射光受光端10と
の間に間隔を設けてＹ−切断型フィルタ分波器とするこ
とにより、従来例のようなＹ−連結型フィルタ分波器に
比べて、波長λ1 ，λ2 のそれぞれの光に対して影響を
与えるギャップ長Ｇの値を、いずれも従来例よりも小さ
くすることが可能となり、それにより、ギャップによる
光の透過損失と反射損失とを小さくすることが可能とな
る。
【００４１】また、本実施例によれば、波長分波フィル
タ５は、直線状の光入出力用光導波路３の途中に設けら
れており、波長分波フィルタ５がＹ分岐導波路14の分岐
部28に設けられている従来例と異なり、波長分波フィル
タ５と光導波路との接触幅が狭いために、導波モードが
マルチモード、放射モードになり易いことによる放射損
失、モードミスマッチ損失の増大を招くことはなく、高
アイソレーション、高消光比の波長分波素子とすること
ができる。
タ５は、直線状の光入出力用光導波路３の途中に設けら
れており、波長分波フィルタ５がＹ分岐導波路14の分岐
部28に設けられている従来例と異なり、波長分波フィル
タ５と光導波路との接触幅が狭いために、導波モードが
マルチモード、放射モードになり易いことによる放射損
失、モードミスマッチ損失の増大を招くことはなく、高
アイソレーション、高消光比の波長分波素子とすること
ができる。
【００４２】さらに、本実施例によれば、直線状に形成
された入出力用光導波路３と反射光受光導波路１により
光の通路が形成されており、図８に示したような方向性
結合器光導波路形の光分波器やマッハツェンダー干渉導
波路形の光分波器のように、導波路の長さが長くはな
く、常に精密な加工制御を必要とすることもないため
に、波長分波素子の小型化や低コスト化を図ることがで
きる。
された入出力用光導波路３と反射光受光導波路１により
光の通路が形成されており、図８に示したような方向性
結合器光導波路形の光分波器やマッハツェンダー干渉導
波路形の光分波器のように、導波路の長さが長くはな
く、常に精密な加工制御を必要とすることもないため
に、波長分波素子の小型化や低コスト化を図ることがで
きる。
【００４３】なお、図３および図４には、それぞれ、本
第１、第２の実施例における波長分波フィルタ５の反射
面６の角度ずれと角度ずれによる損失Ｌt との理論関係
特性および、波長分波フィルタ５の反射面６の位置ずれ
量ｄとこの位置ずれによる損失Ｌd との理論関係特性図
が示されている。これらの図からも明らかなように、反
射面６の角度ずれや位置ずれがあると、それにより損失
が増大することになるが、本実施例の波長分波素子にお
ける反射面６の角度ずれの実測値は0.5 °以下であり、
反射面６の位置ずれは２μｍ以下であるために、これら
の角度ずれや位置ずれよる損失は小さくなっている。実
際に、波長分波フィルタ５の反射面６の角度ずれおよび
位置ずれを含む波長λ1 ＝1.55μｍの光の反射損失は１
ｄＢ以下であることが確認されており、波長λ2 が1.3
μｍの光の透過損失は0.6 ｄＢ以下であることが確認さ
れている。
第１、第２の実施例における波長分波フィルタ５の反射
面６の角度ずれと角度ずれによる損失Ｌt との理論関係
特性および、波長分波フィルタ５の反射面６の位置ずれ
量ｄとこの位置ずれによる損失Ｌd との理論関係特性図
が示されている。これらの図からも明らかなように、反
射面６の角度ずれや位置ずれがあると、それにより損失
が増大することになるが、本実施例の波長分波素子にお
ける反射面６の角度ずれの実測値は0.5 °以下であり、
反射面６の位置ずれは２μｍ以下であるために、これら
の角度ずれや位置ずれよる損失は小さくなっている。実
際に、波長分波フィルタ５の反射面６の角度ずれおよび
位置ずれを含む波長λ1 ＝1.55μｍの光の反射損失は１
ｄＢ以下であることが確認されており、波長λ2 が1.3
μｍの光の透過損失は0.6 ｄＢ以下であることが確認さ
れている。
【００４４】また、実際に、波長λ1 （1.55μｍ）の光
の、光入出力用光導波路３の入射側８から出射側９への
通過損失は40ｄＢ以上であり、波長λ2 （1.3 μｍ）
の、光入出力用光導波路３の入射側８から反射光受光導
波路１の受光後端部11への通過損失は20ｄＢ以上である
ことが、それぞれ実験等により確認されており、本第
１、第２の実施例の波長分波素子が高アイソレーショ
ン、高消光比を有する素子であることが立証された。
の、光入出力用光導波路３の入射側８から出射側９への
通過損失は40ｄＢ以上であり、波長λ2 （1.3 μｍ）
の、光入出力用光導波路３の入射側８から反射光受光導
波路１の受光後端部11への通過損失は20ｄＢ以上である
ことが、それぞれ実験等により確認されており、本第
１、第２の実施例の波長分波素子が高アイソレーショ
ン、高消光比を有する素子であることが立証された。
【００４５】図５には、本発明に係る波長分波素子の第
３の実施例の要部構成が示されている。本実施例が上記
第１の実施例と異なる特徴的なことは、反射光受光導波
路１の反射光受光端10側の導波路幅が拡幅したテーパ状
導波路１ａと成していることである。このテーパ状導波
路１ａは、反射光受光導波路１の反射光受光端10側に長
さＴa だけ形成されており、反射光受光端10の導波路幅
は２Ｂとなっている。なお、本実施例では、テーパ状導
波路１ａは、反射光受光導波路１の導波路幅が左右対称
に拡幅して形成された対称横テーパ状導波路となってい
る。本実施例の上記以外の構成は前記第１の実施例と同
様に構成されている。
３の実施例の要部構成が示されている。本実施例が上記
第１の実施例と異なる特徴的なことは、反射光受光導波
路１の反射光受光端10側の導波路幅が拡幅したテーパ状
導波路１ａと成していることである。このテーパ状導波
路１ａは、反射光受光導波路１の反射光受光端10側に長
さＴa だけ形成されており、反射光受光端10の導波路幅
は２Ｂとなっている。なお、本実施例では、テーパ状導
波路１ａは、反射光受光導波路１の導波路幅が左右対称
に拡幅して形成された対称横テーパ状導波路となってい
る。本実施例の上記以外の構成は前記第１の実施例と同
様に構成されている。
【００４６】本実施例は以上のように構成されており、
上記第１、第２の実施例と同様の動作により、同様の効
果を奏することが可能であり、さらに、本実施例におい
ては、反射光受光導波路１の反射光受光端10側の導波路
幅が拡幅してテーパ状導波路１ａとなっているために、
波長分波フィルタ５で反射した波長λ1 の反射光を効率
よく反射光受光導波路１により受光することが可能であ
るために、たとえ波長分波フィルタ５の反射面６の角度
ずれや位置ずれ等が多少あったとしても、それらのずれ
による影響をあまり受けずに反射光を受光することがで
きる。
上記第１、第２の実施例と同様の動作により、同様の効
果を奏することが可能であり、さらに、本実施例におい
ては、反射光受光導波路１の反射光受光端10側の導波路
幅が拡幅してテーパ状導波路１ａとなっているために、
波長分波フィルタ５で反射した波長λ1 の反射光を効率
よく反射光受光導波路１により受光することが可能であ
るために、たとえ波長分波フィルタ５の反射面６の角度
ずれや位置ずれ等が多少あったとしても、それらのずれ
による影響をあまり受けずに反射光を受光することがで
きる。
【００４７】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
第３の実施例では、テーパ状導波路１ａは、左右対称の
対称テーパ導波路としたが、テーパ状導波路１ａを形成
するときに、左右の導波路幅が非対称の非対称横テーパ
導波路としてもよい。
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
第３の実施例では、テーパ状導波路１ａは、左右対称の
対称テーパ導波路としたが、テーパ状導波路１ａを形成
するときに、左右の導波路幅が非対称の非対称横テーパ
導波路としてもよい。
【００４８】また、上記実施例では、入出力用光導波路
３と反射光受光導波路１の反射光受光端10とのＸ軸方向
の距離Ｓを、図６の従来例の波長分波素子における交差
部間隔Ｓと等しく形成したが、例えば、図１の鎖線に示
すように、反射光受光導波路１の反射光受光端10をより
入出力用光導波路３に近づけて入出力用光導波路３と反
射光受光導波路１の反射光受光端10とのＸ軸方向の距離
Ｓを小さく形成してもよい。このように、距離Ｓをでき
る限り小さくし、それにより、反射光受光導波路１の反
射光受光端10と波長分波フィルタ５の等価的な反射面６
との距離が最短となるように、反射光受光導波路１を入
出力用光導波路３に近づけて配設すれば、図１に示した
ギャップＧ５の大きさを非常に小さくすることが可能と
なり、ギャップによる反射光の損失を最小の値とするこ
とが可能となる。
３と反射光受光導波路１の反射光受光端10とのＸ軸方向
の距離Ｓを、図６の従来例の波長分波素子における交差
部間隔Ｓと等しく形成したが、例えば、図１の鎖線に示
すように、反射光受光導波路１の反射光受光端10をより
入出力用光導波路３に近づけて入出力用光導波路３と反
射光受光導波路１の反射光受光端10とのＸ軸方向の距離
Ｓを小さく形成してもよい。このように、距離Ｓをでき
る限り小さくし、それにより、反射光受光導波路１の反
射光受光端10と波長分波フィルタ５の等価的な反射面６
との距離が最短となるように、反射光受光導波路１を入
出力用光導波路３に近づけて配設すれば、図１に示した
ギャップＧ５の大きさを非常に小さくすることが可能と
なり、ギャップによる反射光の損失を最小の値とするこ
とが可能となる。
【００４９】さらに、上記実施例では、いずれも反射光
受光手段として、反射光受光導波路１を設けたが、反射
光受光手段は、必ずしも反射光受光導波路１とするとは
限らず、例えば、少なくとも１個又は１個以上のフォト
ダイオードをハイブリッド集積して形成してもよい。な
お、このように、複数のフォトダイオードをハイブリッ
ド集積して反射光受光手段を形成するときに、フォトダ
イオードを、半導体製造技術等によって、入出力用光導
波路３と一体的に形成してもよく、また、入出力用光導
波路３を形成した後に、光学接着剤等により接着してハ
イブリッド集積してもよい。
受光手段として、反射光受光導波路１を設けたが、反射
光受光手段は、必ずしも反射光受光導波路１とするとは
限らず、例えば、少なくとも１個又は１個以上のフォト
ダイオードをハイブリッド集積して形成してもよい。な
お、このように、複数のフォトダイオードをハイブリッ
ド集積して反射光受光手段を形成するときに、フォトダ
イオードを、半導体製造技術等によって、入出力用光導
波路３と一体的に形成してもよく、また、入出力用光導
波路３を形成した後に、光学接着剤等により接着してハ
イブリッド集積してもよい。
【００５０】さらに、上記実施例では、入出力用光導波
路３の入射端８から入射光を導入し、出射端９から波長
λ2 の透過光を出射し、反射光受光導波路１の受光後端
部11からは波長λ1 の反射光を出射するようにして、１
入力２出力型の波長分波素子としたが、例えば、前記反
射光と同じ波長λ1 を有し、かつ、位相が反射光と180
°ずれている干渉光を、反射光受光導波路１の受光後端
部11から入射するようにして、受光後端部11を干渉光導
入部としてもよい。このようにしたときには、波長λ1
の反射光と干渉光とが干渉し合って打ち消され、それに
より、波長λ2の透過光が入出力用光導波路３の出射側
９から出射されるのみとなり、波長分波素子が、２入力
１出力型の素子として機能するようになる。
路３の入射端８から入射光を導入し、出射端９から波長
λ2 の透過光を出射し、反射光受光導波路１の受光後端
部11からは波長λ1 の反射光を出射するようにして、１
入力２出力型の波長分波素子としたが、例えば、前記反
射光と同じ波長λ1 を有し、かつ、位相が反射光と180
°ずれている干渉光を、反射光受光導波路１の受光後端
部11から入射するようにして、受光後端部11を干渉光導
入部としてもよい。このようにしたときには、波長λ1
の反射光と干渉光とが干渉し合って打ち消され、それに
より、波長λ2の透過光が入出力用光導波路３の出射側
９から出射されるのみとなり、波長分波素子が、２入力
１出力型の素子として機能するようになる。
【００５１】さらに、本発明の波長分波素子における交
差角α等の各パラメータは特に限定されるものではな
く、交差角αが90°以外の角度に設定され、かつ、入出
力用光導波路１と反射光受光手段との間に間隔を設けて
波長分波素子を形成すればよい。
差角α等の各パラメータは特に限定されるものではな
く、交差角αが90°以外の角度に設定され、かつ、入出
力用光導波路１と反射光受光手段との間に間隔を設けて
波長分波素子を形成すればよい。
【００５２】さらに、本発明の波長分波素子に適用され
る波長分波フィルタ５のフィルタ透過波長や反射波長等
も適宜設定されるものであり、これらの波長を適切な値
に設定することにより、所望の波長の光を低損失、か
つ、高アイソレーションで分波できる波長分波素子を形
成することができる。
る波長分波フィルタ５のフィルタ透過波長や反射波長等
も適宜設定されるものであり、これらの波長を適切な値
に設定することにより、所望の波長の光を低損失、か
つ、高アイソレーションで分波できる波長分波素子を形
成することができる。
【００５３】さらに、上記実施例では、入出力用光導波
路３の入射側８および出射側９と、反射光受光導波路１
の受光後端部11とにそれぞれ光ファイバを接続するよう
にしたが、光ファイバの代わりに別の光部品を接続して
も構わない。
路３の入射側８および出射側９と、反射光受光導波路１
の受光後端部11とにそれぞれ光ファイバを接続するよう
にしたが、光ファイバの代わりに別の光部品を接続して
も構わない。
【００５４】
【発明の効果】本発明によれば、波長分波フィルタを、
直線状に形成された入出力用光導波路の途中に設けるこ
とにより、従来のＹ分岐光導波路の分岐部に波長分波フ
ィルタを設けた従来の波長分波素子に比べ、波長分波フ
ィルタと光導波路との接触幅を狭くすることが可能とな
り、それにより、導波モードのマルチモード、放射モー
ドの発生による放射損失、モードミスマッチ損失等の増
加を防ぐことができる。
直線状に形成された入出力用光導波路の途中に設けるこ
とにより、従来のＹ分岐光導波路の分岐部に波長分波フ
ィルタを設けた従来の波長分波素子に比べ、波長分波フ
ィルタと光導波路との接触幅を狭くすることが可能とな
り、それにより、導波モードのマルチモード、放射モー
ドの発生による放射損失、モードミスマッチ損失等の増
加を防ぐことができる。
【００５５】また、本発明によれば、波長分波フィルタ
で反射する反射光を受光する反射光受光手段を、入出力
用光導波路と間隔を介して設けることにより、入出力用
光導波路と反射光受光手段との間で相互作用が生じるこ
とを防ぐことが可能となり、この相互作用等により、入
射光、反射光、および波長分波フィルタを透過した透過
光のそれぞれに悪影響を及ぼすギャップの長さを小さく
することが可能となり、このギャップによる透過損失と
反射損失を小さくすることが可能となる。
で反射する反射光を受光する反射光受光手段を、入出力
用光導波路と間隔を介して設けることにより、入出力用
光導波路と反射光受光手段との間で相互作用が生じるこ
とを防ぐことが可能となり、この相互作用等により、入
射光、反射光、および波長分波フィルタを透過した透過
光のそれぞれに悪影響を及ぼすギャップの長さを小さく
することが可能となり、このギャップによる透過損失と
反射損失を小さくすることが可能となる。
【００５６】そのため、本発明の波長分波素子は、透過
損失と反射損失とが低く、かつ、高アイソレーション、
高消光比を有する優れた波長分波素子とすることが可能
となり、しかも、方向性結合器光導波路形やマッハツェ
ンダー干渉導波路形の光分波器のように、光導波路の長
さを長くしたり、常に精密な加工制御を必要としないた
めに、小型でコストの安い波長分波素子の構築が可能と
なる。
損失と反射損失とが低く、かつ、高アイソレーション、
高消光比を有する優れた波長分波素子とすることが可能
となり、しかも、方向性結合器光導波路形やマッハツェ
ンダー干渉導波路形の光分波器のように、光導波路の長
さを長くしたり、常に精密な加工制御を必要としないた
めに、小型でコストの安い波長分波素子の構築が可能と
なる。
【００５７】そして、反射光受光手段を反射光受光導波
路により形成し、反射光受光導波路の反射光受光端を波
長分波フィルタの透過的な反射面との距離が最短となる
ように入出力用光導波路に近づけて配設すれば、波長分
波フィルタの反射面と反射光受光導波路の反射光受光端
とのギャップが短くなり、その分だけギャップによる損
失を小さくすることが可能となる。
路により形成し、反射光受光導波路の反射光受光端を波
長分波フィルタの透過的な反射面との距離が最短となる
ように入出力用光導波路に近づけて配設すれば、波長分
波フィルタの反射面と反射光受光導波路の反射光受光端
とのギャップが短くなり、その分だけギャップによる損
失を小さくすることが可能となる。
【００５８】さらに、反射光受光手段を反射光受光導波
路により形成し、反射光受光導波路はその反射光受光端
側の導波路幅が拡幅したテーパ状導波路と成している本
発明によれば、反射光受光導波路による反射光の受光効
率を高くすることが可能となり、それにより、反射光の
損失をより小さくすることができる。
路により形成し、反射光受光導波路はその反射光受光端
側の導波路幅が拡幅したテーパ状導波路と成している本
発明によれば、反射光受光導波路による反射光の受光効
率を高くすることが可能となり、それにより、反射光の
損失をより小さくすることができる。
【００５９】さらに、反射光受光手段は少なくとも１個
又は１個以上のフォトダイオードがハイブリッド集積さ
れて形成されている本発明によれば、本発明の波長分波
素子を用いた光通信システムを構築したときに、例え
ば、この波長分波素子を光通信システムの受光部とし
て、前記フォトダイオードにより反射光を直接受光して
電気信号に変換することが可能となる。
又は１個以上のフォトダイオードがハイブリッド集積さ
れて形成されている本発明によれば、本発明の波長分波
素子を用いた光通信システムを構築したときに、例え
ば、この波長分波素子を光通信システムの受光部とし
て、前記フォトダイオードにより反射光を直接受光して
電気信号に変換することが可能となる。
【００６０】さらに、入出力用光導波路の入射側は該入
出力用光導波路に入射光を導入する入射光導入部と成
し、前記入出力用光導波路の出射側は波長分波フィルタ
を透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と成し、反射
光受光手段の反射光受光端と反対側の受光後端部は前記
波長分波フィルタで反射した反射光を外部へ伝搬する反
射光伝搬部と前記反射光と同じ波長を有する干渉光を外
部から導入する干渉光導入部のいずれか一方と成すこと
により、波長分波素子を用途に応じて１入力２出力型の
素子としたり、２入力１出力型の素子としたりして、波
長分波素子を有効的に活用することが可能となる。
出力用光導波路に入射光を導入する入射光導入部と成
し、前記入出力用光導波路の出射側は波長分波フィルタ
を透過した透過光を伝搬する透過光伝搬部と成し、反射
光受光手段の反射光受光端と反対側の受光後端部は前記
波長分波フィルタで反射した反射光を外部へ伝搬する反
射光伝搬部と前記反射光と同じ波長を有する干渉光を外
部から導入する干渉光導入部のいずれか一方と成すこと
により、波長分波素子を用途に応じて１入力２出力型の
素子としたり、２入力１出力型の素子としたりして、波
長分波素子を有効的に活用することが可能となる。
【図１】本発明に係る波長分波素子の第１、第２の実施
例を示す要部構成図である。
例を示す要部構成図である。
【図２】上記第１、第２の実施例におけるギャップ長Ｇ
とギャップ損失ＬG との関係を示すグラフである。
とギャップ損失ＬG との関係を示すグラフである。
【図３】上記第１、第２の実施例における波長分波フィ
ルタの反射面の角度ずれ量と損失との理論的な関係を示
すグラフである。
ルタの反射面の角度ずれ量と損失との理論的な関係を示
すグラフである。
【図４】上記第１、第２の実施例における波長分波フィ
ルタの反射面の位置ずれ量と損失との理論的な関係を示
すグラフである。
ルタの反射面の位置ずれ量と損失との理論的な関係を示
すグラフである。
【図５】本発明の波長分波素子の第３の実施例を示す要
部構成図である。
部構成図である。
【図６】従来の波長分波素子の一例を示す構成説明図で
ある。
ある。
【図７】従来の波長分波素子の別の例を示す説明図であ
る。
る。
【図８】従来の波長分波素子のさらに別の例を示す説明
図である。
図である。
【符号の説明】 １ 反射光受光導波路 １ａ テーパ状導波路 ３ 入出力用光導波路 ５ 波長分波フィルタ ６ 反射面 20 フィルタ部材
Claims (5)
- 【請求項１】 直線状に形成された入出力用光導波路の
途中に、該入出力用光導波路と90°以外の交差角で交差
するようにフィルタ部材が設けられており、該フィルタ
部材は前記入出力用光導波路に入射する複数の波長を有
する入射光のうち予め定められたフィルタ透過波長の光
を透過し、かつ、該フィルタ透過波長と異なる波長の光
を前記入出力用光導波路から外れる方向に反射する波長
分波フィルタを有して構成されており、該波長分波フィ
ルタで反射する反射光の反射方向には該反射光を受光す
る反射光受光手段が前記入出力用光導波路と間隔を介し
て設けられていることを特徴とする波長分波素子。 - 【請求項２】 反射光受光手段は直線状の反射光受光導
波路により形成されており、該反射光受光導波路はその
反射光受光端を波長分波フィルタの等価的な反射面との
距離が最短となるように入出力用光導波路に近づけて配
設されていることを特徴とする請求項１記載の波長分波
素子。 - 【請求項３】 反射光受光導波路はその反射光受光端側
の導波路幅が拡幅したテーパ状導波路と成していること
を特徴とする請求項２記載の波長分波素子。 - 【請求項４】 反射光受光手段は少なくとも１個又は１
個以上のフォトダイオードがハイブリッド集積されて形
成されていることを特徴とする請求項１記載の波長分波
素子。 - 【請求項５】 入出力用光導波路の入射側は該入出力用
光導波路に入射光を導入する入射光導入部と成し、前記
入出力用光導波路の出射側は波長分波フィルタを透過し
た透過光を伝搬する透過光伝搬部と成し、反射光受光手
段の反射光受光端と反対側の受光後端部は前記波長分波
フィルタで反射した反射光を外部へ伝搬する反射光伝搬
部と前記反射光と同じ波長を有する干渉光を外部から導
入する干渉光導入部のいずれか一方と成していることを
特徴とする請求項１又は請求項２又は請求項３記載の波
長分波素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135892A JPH08304664A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 波長分波素子 |
| CA002175886A CA2175886C (en) | 1995-05-09 | 1996-05-06 | Optical wavelength division multiplexer device |
| US08/643,294 US5764825A (en) | 1995-05-09 | 1996-05-08 | Optical wavelength division multiplexer device |
| GB9609590A GB2300726B (en) | 1995-05-09 | 1996-05-08 | Optical wavelength division multiplexer device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135892A JPH08304664A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 波長分波素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304664A true JPH08304664A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=15162249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7135892A Pending JPH08304664A (ja) | 1995-05-09 | 1995-05-09 | 波長分波素子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5764825A (ja) |
| JP (1) | JPH08304664A (ja) |
| CA (1) | CA2175886C (ja) |
| GB (1) | GB2300726B (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2022249313A1 (ja) * | 2021-05-26 | 2022-12-01 |
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