JPS6237362B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6237362B2 JPS6237362B2 JP10587080A JP10587080A JPS6237362B2 JP S6237362 B2 JPS6237362 B2 JP S6237362B2 JP 10587080 A JP10587080 A JP 10587080A JP 10587080 A JP10587080 A JP 10587080A JP S6237362 B2 JPS6237362 B2 JP S6237362B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- thin film
- optical fiber
- film line
- light
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
- G02B6/30—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device
- G02B6/305—Optical coupling means for use between fibre and thin-film device and having an integrated mode-size expanding section, e.g. tapered waveguide
-
- 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
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光フアイバと光薄膜線路（以下薄膜線
路と云う）との結合に関する。
路と云う）との結合に関する。
従来薄膜線路への光の導入には種々の方法が提
案されている。第１図はプリズム結合器を用いる
方法で基板１１の表面に設けられた薄膜線路１２
の上面に光の波長の数分の１程度の間隙を介して
プリズム１３が置かれる。（前記間隙は一般に薄
膜線路１２及び１３より屈折率の小さい透明層で
あれば良い。）光は適当なスポツトサイズのビー
ムに集束されて矢印のように導入プリズム１３の
底面で薄膜線路１２がない場合に全反射を起こす
角度で入射される。全反射の状態においては、プ
リズム１３の底面より下の部分では光の電磁界は
指数関数的に急激に減少しているが、薄膜線路１
２が前記底面に接近していれば薄膜線路１２中に
透過する。プリズム中のＺ方向（図示）の伝搬定
数が薄膜線路中を進行する一つの伝播姿態の伝搬
定数に等しくなるように入射角を選べば、光エネ
ルギーは効率良く薄膜線路中に結合される。第２
図は位相格子による方法である。基板２１上に設
けられた薄膜線路２２の上面に誘導体の位相格子
２３が形成されている。位相格子２３に斜めに入
射する光ビーム（矢印）は、Ｚ方向に空間的位相
変動をもつている。光ビームは位相格子２３を斜
めに通間する間に通間場所により異なる位相遅延
を与えられるため、薄膜線路２２の上面に達した
ときは、Ｚ方向に別個の空間的位相変動を有する
数多くの波が重畳された状態になる。入射角を適
当に選ぶことによつて、それらの波の一つの位相
変動を薄膜線路の伝播姿態の位相変動と一致させ
れば、その伝播姿態の波が薄膜線路中に選択的に
励振させる。
案されている。第１図はプリズム結合器を用いる
方法で基板１１の表面に設けられた薄膜線路１２
の上面に光の波長の数分の１程度の間隙を介して
プリズム１３が置かれる。（前記間隙は一般に薄
膜線路１２及び１３より屈折率の小さい透明層で
あれば良い。）光は適当なスポツトサイズのビー
ムに集束されて矢印のように導入プリズム１３の
底面で薄膜線路１２がない場合に全反射を起こす
角度で入射される。全反射の状態においては、プ
リズム１３の底面より下の部分では光の電磁界は
指数関数的に急激に減少しているが、薄膜線路１
２が前記底面に接近していれば薄膜線路１２中に
透過する。プリズム中のＺ方向（図示）の伝搬定
数が薄膜線路中を進行する一つの伝播姿態の伝搬
定数に等しくなるように入射角を選べば、光エネ
ルギーは効率良く薄膜線路中に結合される。第２
図は位相格子による方法である。基板２１上に設
けられた薄膜線路２２の上面に誘導体の位相格子
２３が形成されている。位相格子２３に斜めに入
射する光ビーム（矢印）は、Ｚ方向に空間的位相
変動をもつている。光ビームは位相格子２３を斜
めに通間する間に通間場所により異なる位相遅延
を与えられるため、薄膜線路２２の上面に達した
ときは、Ｚ方向に別個の空間的位相変動を有する
数多くの波が重畳された状態になる。入射角を適
当に選ぶことによつて、それらの波の一つの位相
変動を薄膜線路の伝播姿態の位相変動と一致させ
れば、その伝播姿態の波が薄膜線路中に選択的に
励振させる。
以上述べた従来の結合方法はいづれも次のよう
な欠点を持つている。
な欠点を持つている。
イ 薄膜線路上に結合器（例えばプリズム又は位
相格子等）が必要である。
相格子等）が必要である。
ロ 微細な薄膜線路に効率よく結合させるために
は入射ビームを相応に細かく絞る必要があり、
従来の顕微鏡対物レンズなどの短焦点レンズを
用いる限りレンズをきわめて接近せねばならな
いが、レンズ支持枠に妨げられて、この接近に
非常な困難を伴う。
は入射ビームを相応に細かく絞る必要があり、
従来の顕微鏡対物レンズなどの短焦点レンズを
用いる限りレンズをきわめて接近せねばならな
いが、レンズ支持枠に妨げられて、この接近に
非常な困難を伴う。
次に光結合器を使用せず単純に光フアイバから
薄膜線路に直接光を導入する方法として、光を第
３図に示す如く、光フアイバ３３の先端を３５に
示す如く斜めにし、其の端面３５での反射を利用
し、又フアイバクラツト３３と空気との間の屈折
（即レンズ作用）を利用して薄膜線路３２の厚さ
方向に対しての集光を行う方法が考えられるが、
この場合は第３図ｂに示す如くフアイバコア３４
の直径がかなり大きいので、フアイバコアの各点
例えば１，２，３、より出た光は、集光位置が
１′，２′，３′、の如くなり、集光位置が異な
る。従つて結合効率は低い。
薄膜線路に直接光を導入する方法として、光を第
３図に示す如く、光フアイバ３３の先端を３５に
示す如く斜めにし、其の端面３５での反射を利用
し、又フアイバクラツト３３と空気との間の屈折
（即レンズ作用）を利用して薄膜線路３２の厚さ
方向に対しての集光を行う方法が考えられるが、
この場合は第３図ｂに示す如くフアイバコア３４
の直径がかなり大きいので、フアイバコアの各点
例えば１，２，３、より出た光は、集光位置が
１′，２′，３′、の如くなり、集光位置が異な
る。従つて結合効率は低い。
本発明は以上の欠点を除くために、光フアイバ
の先端を特殊な形とし、マルチモード光フアイバ
から出た光を集光し結合効率を高め更に薄膜線路
に直接光を入射するように工夫を施したものであ
る。
の先端を特殊な形とし、マルチモード光フアイバ
から出た光を集光し結合効率を高め更に薄膜線路
に直接光を入射するように工夫を施したものであ
る。
この目的を達成するために本発明は、光フアイ
バとこれに直角方向に薄膜線路をおき、光フアイ
バのコアガラスの先端が細長い形に変形され尚光
フアイバの先端が、前述の細長い形に平行にコア
ガラスを斜めによぎるような斜面を持ち、その斜
面と反対側の光フアイバクラツトガラス側に、薄
膜線路の長い方向が、前述の細長い形に垂直にな
る方向に、更に前記斜面で反射された光が薄膜線
路に入射するよう薄膜線路を配置してある。
バとこれに直角方向に薄膜線路をおき、光フアイ
バのコアガラスの先端が細長い形に変形され尚光
フアイバの先端が、前述の細長い形に平行にコア
ガラスを斜めによぎるような斜面を持ち、その斜
面と反対側の光フアイバクラツトガラス側に、薄
膜線路の長い方向が、前述の細長い形に垂直にな
る方向に、更に前記斜面で反射された光が薄膜線
路に入射するよう薄膜線路を配置してある。
以下図面に従つて本発明を詳細に説明する。
本発明は第４図に示す如く光フアイバの先端の
コアガラスの形状を４４に示す如く細長い一直線
に近い形とし尚光フアイバの先端を４５の如く斜
めにすればコアガラス４４より出た光は第３図
１，２，３に相当する点は光フアイバ４３の外側
即ち空気との屈折率の差によりレンズ作用をする
面より見て、ほぼ等距離になるので光の集光点の
ずれは非常に軽減される。この集光点に第４図ｂ
に示す如くコア４４の長軸４４ａが薄膜線路４２
の長軸４２ａと垂直となる様にして、薄膜線路４
２の端面をおけば結合効率を高くとることが出来
る。第５図は本発明の目的と達成するよう光フア
イバを加工する一実施例である。先ずａ，ｂ図に
示す如く光フアイバ６９をこれと同程度の外径及
同質のガラス棒６６，６７、ではさみこみ、これ
をアーク放電あるいは炎で熱しながら引張る。す
るとｃ図に示す如く６６，６７、クラツド６９は
一体となり、中心附近即ちＤ−Ｄ線付近の外周は
円形になる。従つてコアガラスは６４に示す如く
細長い形となる。このＤ−Ｄ線でｅ図に示す如く
最長く形成されたコアガラスの長軸に平行に、且
つ斜めに横切る様に研磨する。これにより光フア
イバは本発明の目的にあつた形状とすることが出
来る。これをｆ，ｇ図に示す如く薄膜線路６２の
端面を集光点におけば初期の目的を達することが
出来る。又他の光フアイバの加工法として第６図
の如く光フアイバ６９の片面にガラス棒６６と６
７を配置しても良い。そうすると前述の第５図と
同じ方法で加工された端面は第６図ｄに示す如く
コアガラスは細長い形となるが光フアイバガラス
の中心より上の方による。又一緒に束ねるガラス
棒の外径をかえればレンズ作用をする外径も制御
出来る。このような変形は光フアイバのパラメー
タに応じて最適な構成とすればよい又このような
方法はシングルモールドフアイバにも適用可能で
ある。
コアガラスの形状を４４に示す如く細長い一直線
に近い形とし尚光フアイバの先端を４５の如く斜
めにすればコアガラス４４より出た光は第３図
１，２，３に相当する点は光フアイバ４３の外側
即ち空気との屈折率の差によりレンズ作用をする
面より見て、ほぼ等距離になるので光の集光点の
ずれは非常に軽減される。この集光点に第４図ｂ
に示す如くコア４４の長軸４４ａが薄膜線路４２
の長軸４２ａと垂直となる様にして、薄膜線路４
２の端面をおけば結合効率を高くとることが出来
る。第５図は本発明の目的と達成するよう光フア
イバを加工する一実施例である。先ずａ，ｂ図に
示す如く光フアイバ６９をこれと同程度の外径及
同質のガラス棒６６，６７、ではさみこみ、これ
をアーク放電あるいは炎で熱しながら引張る。す
るとｃ図に示す如く６６，６７、クラツド６９は
一体となり、中心附近即ちＤ−Ｄ線付近の外周は
円形になる。従つてコアガラスは６４に示す如く
細長い形となる。このＤ−Ｄ線でｅ図に示す如く
最長く形成されたコアガラスの長軸に平行に、且
つ斜めに横切る様に研磨する。これにより光フア
イバは本発明の目的にあつた形状とすることが出
来る。これをｆ，ｇ図に示す如く薄膜線路６２の
端面を集光点におけば初期の目的を達することが
出来る。又他の光フアイバの加工法として第６図
の如く光フアイバ６９の片面にガラス棒６６と６
７を配置しても良い。そうすると前述の第５図と
同じ方法で加工された端面は第６図ｄに示す如く
コアガラスは細長い形となるが光フアイバガラス
の中心より上の方による。又一緒に束ねるガラス
棒の外径をかえればレンズ作用をする外径も制御
出来る。このような変形は光フアイバのパラメー
タに応じて最適な構成とすればよい又このような
方法はシングルモールドフアイバにも適用可能で
ある。
前述の如く本発明によれば光フアイバと薄膜線
路とを結合さす場合、薄膜線路上に結合器を設け
ることもなく又短焦点レンズ等を用いることもな
く高い効率で簡単に結合さすことが出来るので非
常に有効である。
路とを結合さす場合、薄膜線路上に結合器を設け
ることもなく又短焦点レンズ等を用いることもな
く高い効率で簡単に結合さすことが出来るので非
常に有効である。
第１図および第２図は従来の薄膜線路への光の
結合方法を示す側面図。第３図は従来の薄膜線路
への光の結合方法を示しａは平面図、ｂはＡ−Ａ
線に沿つた断面図。第４図は本発明による光フア
イバより薄膜線路への結合構造を示しａは平面
図、ｂはＢ−Ｂ線に沿つた断面図。第５図は本発
明に用いる光フアイバを作成する工程図でａは光
フアイバをこれと同径、同質のガラス棒ではさん
だ側面図、ｂはａの正面図。ｃはａの光フアイバ
等に熱を加え引延ばして加工した側面図、ｄはｃ
のＣ−Ｃ線に沿つた断面図。ｅはｃの光フアイバ
をＣ−Ｃ線にて斜めに研磨した側面図、ｆ，ｇは
ｅの光フアイバと薄膜線路とを結合さした配置図
でｆはその平面図。ｇはｆのＤ−Ｄ線に沿つた断
面図。第６図は本発明に用いる光フアイバの他の
一例でａは加工前の光フアイバに同質、同径のガ
ラス棒を下に沿わした側面図。ｂはａの正面図。
ｃは加工後の側面図。ｄはｃの正面図である。
結合方法を示す側面図。第３図は従来の薄膜線路
への光の結合方法を示しａは平面図、ｂはＡ−Ａ
線に沿つた断面図。第４図は本発明による光フア
イバより薄膜線路への結合構造を示しａは平面
図、ｂはＢ−Ｂ線に沿つた断面図。第５図は本発
明に用いる光フアイバを作成する工程図でａは光
フアイバをこれと同径、同質のガラス棒ではさん
だ側面図、ｂはａの正面図。ｃはａの光フアイバ
等に熱を加え引延ばして加工した側面図、ｄはｃ
のＣ−Ｃ線に沿つた断面図。ｅはｃの光フアイバ
をＣ−Ｃ線にて斜めに研磨した側面図、ｆ，ｇは
ｅの光フアイバと薄膜線路とを結合さした配置図
でｆはその平面図。ｇはｆのＤ−Ｄ線に沿つた断
面図。第６図は本発明に用いる光フアイバの他の
一例でａは加工前の光フアイバに同質、同径のガ
ラス棒を下に沿わした側面図。ｂはａの正面図。
ｃは加工後の側面図。ｄはｃの正面図である。
Claims (1)
- １ 光フアイバ先端のコアが細長い形に変形さ
れ、更に光フアイバの先端が前述のコアの長軸に
平行で、かつコアを斜めによぎるような斜面を持
ち、その斜面と反対側の光フアイバのクラツド側
に光薄膜線路の長軸がコアの長軸に垂直になる方
向に且つ前記斜面で反射された光が光薄膜線路に
入射するよう光薄膜線路を配置していることを特
徴とする光フアイバ結合装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10587080A JPS5730811A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Optical fiber coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10587080A JPS5730811A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Optical fiber coupler |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5730811A JPS5730811A (en) | 1982-02-19 |
| JPS6237362B2 true JPS6237362B2 (ja) | 1987-08-12 |
Family
ID=14418979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10587080A Granted JPS5730811A (en) | 1980-07-31 | 1980-07-31 | Optical fiber coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5730811A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2128354B (en) * | 1982-09-29 | 1986-07-16 | Standard Telephones Cables Ltd | Integrated optic devices |
| US4669817A (en) * | 1983-02-04 | 1987-06-02 | Kei Mori | Apparatus for time-sharing light distribution |
| US7046879B2 (en) * | 2002-11-27 | 2006-05-16 | General Electric Company | Optical via for three dimensional interconnection |
| WO2010129536A2 (en) * | 2009-05-04 | 2010-11-11 | University Of Delaware | System and method for free-space optical interconnections |
-
1980
- 1980-07-31 JP JP10587080A patent/JPS5730811A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5730811A (en) | 1982-02-19 |
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