JPS6014205A - 平衡形導波路結合器 - Google Patents

平衡形導波路結合器

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JPS6014205A
JPS6014205A JP59129418A JP12941884A JPS6014205A JP S6014205 A JPS6014205 A JP S6014205A JP 59129418 A JP59129418 A JP 59129418A JP 12941884 A JP12941884 A JP 12941884A JP S6014205 A JPS6014205 A JP S6014205A
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JP
Japan
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coupler
balanced
waveguide
signal
wavelength
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JP59129418A
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ハンス−ゲオルグ・ウンゲル
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Bosch Telecom GmbH
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ANT Nachrichtentechnik GmbH
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Publication date
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    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、２つまたは４つの同種類の導波路を結合する
平衡形感波路結合器に関する。
従来の技術 波長多重方式の光通信装置では、１つの導波路で信号を
伝送するために、別々の光源に発した波長の異なる光信
号を多重化し、受信機で再び分離しなければならない。
また１つの光導波路で双方向通信を行なう２重通信方式
でも、同じようなマルチプレクサを必要とする。この場
合、マルチプレクサは送受切換器として用いられる。
またマイクロ波においても、異なる搬送周波数の信号を
周波数分割多重化して、１つの伝送媒体を多重使用する
ことがある。この場合は、（３） それぞれのマイクロ波に対して、マルチプレクサとデマ
ルチプレクサ、ないしは送受切換器を使用する必要があ
る。
発明が解決すべき問題点 単一モードの光フアイバ系では、光集積回路に適するよ
うに、マルチプレクサおよびデマルチプレクサを、プレ
ーナ形導波路によってできるだけ簡単に構成しなければ
ならない。しかしマイクロ波、例えばｍｍ波に対しては
、誘電体の導波路、またはゾレーナ構造の画像伝送体の
方が適している。
本発明の課題は、上述したすべての分野に使用でき、し
かも簡単に構成できる波長マルチプレクサないしデマル
チプレクサを提供することである。
問題点を解決する手段 本発明によればこの課題は、特許請求の範囲第１項およ
び第２項記載の平衡形感波路結合器によって解決される
。
実施例 （４） 次に図面を参照しながら実施例について本発明の詳細な
説明する。
第１図は公知の平衡形感波路結合器Ｋを示している。こ
の結合器は２つの同種類の導波路Ｗ１．Ｗ２から成り、
２つの導波路は長さＬにわたって相互に結合されている
。参照番号１は装置の入力側を示し、そこには２つの信
号波λ、。
λ、が供給される。結合器のアーム３には信号波λ２だ
けが現われ、アーム２からは信号波λ１を取出すことが
できる。
第２図は第１図の結合器の断面図である。本発明によれ
ば、この結合器は誘電体の導波路から成り、導波路自体
はプレーナ形導波路として構成されている。この導波路
は、屈折率ｎＢの基板Ｓに、距離ａを置いて２つの誘電
体ストリップＳｔ工、　Ｓｉ２が埋込まれた構造になっ
ている。
ストリップｓｔ１．　Ｓｉ２の屈折率はｎｆである。
２つのス）　ＩＪツブの幅はｂで、また厚さはｄで表わ
されている。第２図に示す実施例では、誘電体ス）　Ｉ
Ｊツブは完全に基板Ｓの中に埋込まれている。従って結
合器の表面は一様な平面となっている。そのため、基板
８０両ストリップｓｔ１．ｓｔ２間にある部分は、゛結
合間隙”ｓｐとして作用する。両ス）　ＩＪツゾの基本
波間の結合係数は、近似的に次式で表わされる。
れる信号波λの位相定数、 Ｂ＝〔（βλ）２／（２π）”−ｎｓ”）／　（ｎ４”
　−ｎ５２）は、信号波λの位相パラメータである。こ
の近似式から、関数　ｅｘｐ　（ｖＶ７′ｆａ／ｂ　）
が結合係数の基本的要素であることが分る。Ｖｏｅｉ／
λなのでこの関数の指数は波長の増大に伴って減少する
。と言うのも、実質的に重要な波長領域では、λが増大
してもＢはほとんど減少しないからである。波長λの増
大に伴って指数が減少するので、指数関数は急激に上昇
する。従って、それに相応して結合係数も大きくなる。
この場合、λに伴う結合係数の相対変化は次式で表わさ
れる。
φ昔ｏｃ　ｖ４ｉ　、　（２） つまり、この相対変化が大きいほど、指数Ｖδａ／ｂも
大きくなる。ストリップ導波路の基本波で単一モード領
域において動作させれば、■とＢの大きさのオーダが定
まるので、両ストリップ導波路の幅と結合間隙Ｓｐの幅
との比’／ｂによって、λに伴うＣの相対変化率を調整
することができる。
実効結合長を ｃＬ　−（ｍ＋１）πただしｍ　−０、１、２−（３）
つまり物の奇数倍とした場合、結合器の入力側１に供給
された信号波のパワーは、完全に他のストリップへ結合
され、出力側２へ現われる。
また実効結合長を ｃＬ　−ｍπ　（４） つまりπの偶数倍とした場合は、入力側に供給（′７） された信号波のパワーは入力導波路内に留まるか、ある
いはこの導波路に戻り結合され、出力側乙に現われる。
その他の場合には、出力パワーはｃＬの関数として正弦
波状の特性を示し、かつπ力だけ相互に偏移する。
２つの波長λ１とλ２−λ１＋Δλとから成る信号を相
互に分離するために、結合器の長さと結合強度は次のよ
うに定められる。
Ｃ（λ１）Ｌ−π／２　（５） Ｃ（λ２）Ｌ＝π、（６） 結合器は、装置の可逆性のために、上で説明した方向と
逆の方向では、デマルチプレクサでな（マルチプレクサ
として作用する。この時結合器は、異なる波長λ１．λ
２を有する２つの光信号を多重化する。そのために、λ
、がアーム２に供給され、λ２＝λ１＋Δλはアーム３
に供給される。
第３図は、本発明によるデマルチプレクサないしマルチ
プレクサの別の実施例を示している。
（８） この装置は、種々の波長λ、〈λ２くλ３〈λ４を有す
る４つの信号を、相互に分離ないし合流することができ
る。デマルチプレクサの第１の段にある結合器に工は、
信号波長が種々異なる場合に、結合係数０１と結合長Ｌ
１の積が次の条件を満だすように、構成されている。
Ｃ１（λ１）Ｌｘ　＝″ツ 管１（λ２）Ｌｌ−π、（７） Ｃ工（λ３）Ｌエージ。
Ｃ工（λ４）Ｌ１＝２π。
波長λ０．λ３の信号は、第１段で他の導波路に入力結
合し、その出力側２に現われる。これに対して、波長λ
２．λ４の信号は入力導波路内に留まり、出力側３に現
われる。Ｋ１に接続された第２段の結合器に２　ｒ　Ｋ
３は、次のように構成されている。つまり、結合係数ｃ
２ないしＣ３と結合長り、ないしＬ３との積が次の条件
式を満足するようになっている。
Ｃ２（λ１）Ｌ２　＝ン。
Ｃ２（λ３）Ｌ２　””　”　−（Ｂ）Ｃ３（λ２）Ｌ
３“う。
Ｃ３（λ４）Ｌ４＝π。
第３図から明らかなように、式（８）の条件の下で、入
力側１に供給された種々の波長を有する４つの信号が、
それぞれ４つの出力側４，５゜６および７に現われる。
この装置も、その可逆性に基いて、方向を逆にすればマ
ルチプレクサとして作用する。そのことによって、異な
る波長を有する４つの信号が、１つの導波路の中へ合流
される。
発明の効果 本発明の平衡形導波路結合器を、光波の結合器、ミリ波
の結合器用にも構成でき、またしかも構造が簡単でこれ
を用いてマルチプレクサないしデマルチプレクサを容易
製作できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は公知の平衡形導波路結合器を示す図、第２図は
第１図の結合器の断面図、第６図は本発明による平衡形
導波路結合器の変形実施例を示す図である。 Ｋ・・・平衡形導波路結合器、Ｗｌ、Ｗ２・・・導波路
部材、Ｓｔｌ、Ｓｔ２・・・誘電体ストリップ、Ｓ・・
・基板、Ｓｐ・・・結合間隙。 （１１） ＦＩＧ、２

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. １．２つの同種類の導波路を相互に結合する平衡形導波
    路結合器において、２チヤネル用の波長マルチプレクサ
    ないしデマルチプレクサとして用いられ、また誘電体導
    波路が、比較的短い波長（λｌ）に対してπ／２の実効
    結合長（ｃＬ）を有し、比較的長い信号波長（λ２）に
    対して実効結合長πを有し、また、信号波が結合器（Ｋ
    ）の第１のアーム（１）へ位相同期し【供給され、さら
    に入力アーム（１）とは反対側の２つのアーム（２，３
    ）へ出力結合が行なわれる、ことを特徴とする平衡形導
    波路結合器。
  2. ２．４つの同種類の導波路を相互に結合する平衡形導波
    路結合器において、４チヤネル用の波長マルチプレクサ
    ないしデマルチプレクサとして用いられ、また信号波入
    力側の結合器に工において誘電体導波路が、４つの信号
    波（ｉ）　、、１ のうち最も短い波長（λ１）に対してりの実効結合長（
    ｃＩＬｘ）を有し、２番目に短い信号波長（λ２）に対
    して実効結合長πを有し、また４つの信号波のうち最も
    長い信号波長（λ４）に対する実効結合長（ＣユＬよ）
    が２πであり、２番目に長い信号波長（λ３）に対して
    は３π／２であり、また、信号波が結合器（Ｋユ）の第
    １のアーム（１）へ位相同期して供給され、さらに入力
    アーム（１）とは反対側の２つのアーム（２゜３）へ出
    力結合が行なわれ、また出力アーム（３）に別の平衡形
    導波路結合器（Ｋ３）が接続され、該平衡形導波路結合
    器の２番目に短い信号波長（λ２）に対する実効結合長
    （Ｃ３Ｌ３）が物であり、最も長い信号波長（λ４）に
    対してはπであり、さらに別の出力アーム（２）にも平
    衡形導波路結合器（Ｋ２）が結合され、最も短い信号波
    （λ１）に対する該平衡形導波路結合器の実効結合長（
    Ｃ２Ｌ２）がπ／２であり、２番目に長い信号波（λ３
    ）に対してはπである、ことを特徴とする平衡形導波路
    結合器。 （２） ３、　誘電体導波路がプレーナ形導波路として構成され
    ている特許請求の範囲第２項記載の平衡形感波路結合器
    。 ４、光波長に対して使用される特許請求の範囲第２項ま
    たは第３項記載の平衡形感波路結合器。
JP59129418A 1983-06-25 1984-06-25 平衡形導波路結合器 Pending JPS6014205A (ja)

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EP83106227A EP0130223B1 (de) 1983-06-25 1983-06-25 Symmetrischer Wellenleiter-Koppler
DE831062278 1983-06-25

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