(57)【要約】【課題】  簡素な構成で、かつ、低損失のＹ分岐導波路を提供すること。【解決手段】  本発明にかかるＹ分岐導波路は、テーパ導波路１４０を介して導波路１２０を導波路１１０と導波路１３０とに分岐するＹ分岐導波路であって、テーパ導波路１４０は、一端において導波路１２０と、他端上部において導波路１１０と、他端下部において導波路１３０とそれぞれ接続され、導波路１１０は、導波路１２０に対して導波路１１０から入射される光の全反射条件を満たす角度となるようにテーパ導波路１４０と接続され、導波路１３０は、導波路１２０とテーパ導波路１４０の接続部におけるコア幅よりも広いコア幅でテーパ導波路１４０と接続されるものである。【選択図】  図１
2005084347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーパ導波路を介して第１の導波路を第２の導波路と第３の導波路とに分岐するＹ分岐導波路であって、
前記テーパ導波路は、一端において第１の導波路と、他端上部において前記第２の導波路と、他端下部において前記第３の導波路とそれぞれ接続され、
前記第２の導波路は、前記第１の導波路に対して当該第２の導波路から入射される光の全反射条件を満たす角度となるように前記テーパ導波路と接続され、
前記第３の導波路は、前記第１の導波路と前記テーパ導波路の接続部におけるコア幅よりも広いコア幅で前記テーパ導波路と接続されたＹ分岐導波路。
【請求項２】
前記テーパ導波路の下面は、前記第１の導波路の下面と同一面上にあることを特徴とする請求項１記載のＹ分岐導波路。
【請求項３】
前記第３の導波路の下面は、前記テーパ導波路の下面と同一面上にあることを特徴とする請求項１又は２記載のＹ分岐導波路。
【請求項４】
前記第３の導波路の長手方向は、前記第１の導波路から入射される光の全反射条件を満たすように前記第２の導波路に近づく方向に向いていることを特徴とする請求項１又は２記載のＹ分岐導波路。
【請求項５】
前記第３の導波路は、前記テーパ導波路と接続する一端から他端にかけてコア幅が狭くなるようにテーパを有していることを特徴とする請求項３又は４記載のＹ分岐導波路。
【請求項６】
前記テーパ導波路と前記第３の導波路との接続部のコア幅が、前記第１の導波路から入射される光の回折範囲よりも広いことを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載のＹ分岐導波路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｙ分岐導波路に関するものであり、特に、テーパ導波路を介して第１の導波路を第２の導波路と第３の導波路とに分岐するＹ分岐導波路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバは、高速かつ大容量の通信を可能とする通信ケーブルとして、基幹ネットワークやＦＴＴＨ（fiber to the home）などで利用されている。さらに、光ファイバは、施工性や耐久性に優れ、ノイズにも強いことから、各種センサとしても利用されている。
【０００３】
光ファイバ通信や光ファイバセンサでは、様々な光学部品が使われており、例えば、一つの光ファイバの光を複数の光ファイバへ分岐あるいは結合させる光カプラや、一方向のみの光を透過する光アイソレータ等が使われている。
【０００４】
従来の光カプラを図１２に示す。この光カプラ１２００は、図に示されるように、端子１２０１乃至１２０４を備え、各端子から入射される光を伝搬する導波路は分岐点１２０５において交差している。この例では、分岐点１２０５における光の分岐比は５０：５０とする。また、端子１２０１と光源の間、端子１２０２と受光素子の間及び端子１２０３とデバイスの間が光ファイバにより接続されている。例えば、光源は、レーザーダイオード等であり、受光素子は、フォトダイオード等であり、デバイスは、センサや通信相手となる通信機器等である。
【０００５】
光源から発する光は、端子１２０１から入射され、分岐点１２０５において、５０：５０の比率で分配され、入射された光の５０％が端子１２０３を介しデバイスへ出射され、残り５０％が端子１２０４から外部へ出射される。さらに、デバイスにより反射した反射光が端子１２０３から入射され、分岐点１２０５において、前述と同様に反射光が分岐され、反射光の５０％が端子１２０１へ出射され、残り５０％が端子１２０２を介し受光素子へ出射される。反射光は、光源から入力された光波の５０％であるから、受光素子が受ける光は、光源から入力された光波の２５％（＝５０％×５０％）となり、他の２５％が、光源への戻り光となり、さらに残り５０％が、端子１２０４からシステム外に捨てられ、エネルギーロスとなる。また、この構成では、光源への戻り光を防ぐため、光源と端子１２０１の間に、さらに、光アイソレータが必要である。
【０００６】
尚、非対称な分岐比をもつ分岐導波路が提案されている（特許文献１及び２参照）。しかしながら、双方向に光を伝搬する構成については開示されていない。また、曲線導波路による光アイソレータが提案されている（特許文献３参照）。さらに、エバネッセント光カプラを用いた光カプラが提案されている（特許文献４参照）。
【特許文献１】特開平８−１２２５４７号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１８５７号公報
【特許文献３】特開平１１−２４８９５２号公報
【特許文献４】特開平６−２３５８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように、従来の光カプラでは、光源の発する光のうち、例えば２５％しか受光素子で受けることができないため、光の損失が大きくＳ／Ｎ比を低下させるという問題があった。また、上述の特許文献３における光アイソレータにおいては、曲線導波路による光の損失が大きく、上述の特許文献４における光カプラにおいては、導波路の構成が多段であり複雑である。
【０００８】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、簡素な構成で、かつ、低損失のＹ分岐導波路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明にかかるＹ分岐導波路は、テーパ導波路を介して第１の導波路を第２の導波路と第３の導波路とに分岐するＹ分岐導波路であって、前記テーパ導波路は、一端において第１の導波路と、他端上部において前記第２の導波路と、他端下部において前記第３の導波路とそれぞれ接続され、前記第２の導波路は、前記第１の導波路に対して当該第２の導波路から入射される光の全反射条件を満たす角度となるように前記テーパ導波路と接続され、前記第３の導波路は、前記第１の導波路と前記テーパ導波路の接続部におけるコア幅よりも広いコア幅で前記テーパ導波路と接続されるものである。これにより、簡素な構成で、かつ、低損失のＹ分岐導波路を得ることができる。
【００１０】
上述のＹ分岐導波路において、前記テーパ導波路の下面は、前記第１の導波路の下面と同一面上にあってもよい。これにより、光の損失をより低減することができる。
【００１１】
上述のＹ分岐導波路において、前記第３の導波路の下面は、前記テーパ導波路の下面と同一面上にあってもよい。これにより、光の損失をより低減することができる。
【００１２】
上述のＹ分岐導波路において、前記第３の導波路の長手方向は、前記第１の導波路から入射される光の全反射条件を満たすように前記第２の導波路に近づく方向に向いていてもよい。これにより、光の損失をより低減することができる。
【００１３】
上述のＹ分岐導波路において、前記第３の導波路は、前記テーパ導波路と接続する一端から他端にかけてコア幅が狭くなるようにテーパを有していてもよい。これにより、低損失で、かつ、光ファイバの形状にあわせたＹ分岐導波路を得ることができる。
【００１４】
上述のＹ分岐導波路において、前記テーパ導波路と前記第３の導波路との接続部の幅が、前記第１の導波路から入射される光の回折範囲よりも広くてもよい。これにより、第１の導波路から入射される光を低損失で第３の導波路に伝搬できるため、光アイソレータとして利用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡素な構成で、かつ、低損失のＹ分岐導波路を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
発明の実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるＹ分岐導波路の構成を示す平面図である。尚、以下の説明においては、図の上方を「上」若しくは「上側」とし、下方を「下」若しくは「下側」として説明する。このＹ分岐導波路１００は、図に示されるように、テーパ導波路１４０、テーパ導波路１４０の一端にその一端が接続された導波路１２０、導波路１２０の他端に設けられた開口部１２１、テーパ導波路１４０の他端上部にその一端が接続された導波路１１０、導波路１１０の他端に設けられた開口部１１１、テーパ導波路１４０の他端下部にその一端が接続された導波路１３０、導波路１３０の他端に設けられた開口部１３１及びクラッド層１５０から構成されている。また、テーパ導波路１４０の上面と導波路１２０の上面は、交点１４１を介して接続され、導波路１１０の下面と導波路１３０の上面は、分岐点１４２を介して分岐接続されている。さらに、導波路１１０、１２０、１３０及びテーパ導波路１４０は、これらの周りをクラッド層１５０により覆われている。
【００１７】
テーパ導波路１４０は、その上面が導波路１２０の長手方向、即ち光軸方向に対し後述するテーパ角Θ１に広がるように傾斜し、下面が導波路１２０の下面と同一面となるような形状を有している。例えば、テーパ導波路１４０は、後述するように、導波路１１０から入射された光を導波路１２０へ伝搬し、また、導波路１２０から入射された光を導波路１３０へ伝搬する。また、テーパ導波路１４０は、クラッド層よりも屈折率が高いものであればよく、例えば、ポリマ等であるが、材料等は限定されない。このテーパ導波路１４０の断面形状は、例えば、四角形状を有するが、他の形状であってもよい。
【００１８】
導波路１１０は、テーパ角Θ１の方向にテーパ導波路１４０とコア幅Ｗ１の幅で接続されている。また、導波路１１０は、導波路１３０とエバネッセント効果（一方の導波路からの光漏れが、他方の導波路に混入すること）が起きない程度に離れている。導波路１１０は、後述するように、開口部１１１から入射された光をテーパ導波路１４０へ伝搬する。導波路１１０は、ここでは、直線形状をしているが、テーパ導波路１４０と接続される一端部近傍が直線形状であればよく、開口部１１１が設けられた他端部近傍は直線形状に限らず、曲線形状としてもよい。また、導波路１１０は、一端部から他端部までコア幅Ｗ１に均一であり、開口部１１１に接続される光ファイバの断面形状に応じた幅である。即ち、導波路１１０は、一端部から他端部に亘って同じ断面形状を有する。さらに、導波路１１０の材料や断面形状等は、テーパ導波路１４０と同様である。
【００１９】
開口部１１１は、例えば、光ファイバと接続され入力端子となるものである。例えば、開口部１１１は、光ファイバを介して光源等と接続され、光源の発した光が開口部１１１へ入射される。また、開口部１１１に直接、光源等を接続してもよい。開口部１１１は、光ファイバや光源等と接続できる形状であればよい。また、導波路１１０の他端部近傍を曲線形状とし、開口部１１１と開口部１３１の間隔を、接続する光ファイバに合わせた長さとしてもよい。
【００２０】
導波路１２０は、コア幅Ｗ１の幅でテーパ導波路１４０と接続されている。導波路１２０は、後述するように、テーパ導波路１４０から入射された光を伝搬し開口部１２１へ出射し、また、開口部１２１から入射された光をテーパ導波路１４０へ伝搬する。導波路１２０の一端部から他端部までのコア幅Ｗ１は、均一の長さを有する。即ち、導波路１２０は、一端部から他端部に亘って同じ断面形状を有する。導波路１２０のコア幅や材料、断面形状等は、導波路１１０と同様である。さらに、テーパ導波路１４０に直接、開口部１２１を設け、導波路１２０を光ファイバ等としてもよい。
【００２１】
開口部１２１は、例えば、光ファイバと接続され入出力端子となるものである。例えば、開口部１２１は、光ファイバを介してセンサ等と接続され、導波路１２０から伝搬された光をセンサへ出射し、また、センサから反射された光が開口部１２１へ入射される。また、開口部１２１に直接、センサ等を接続してもよい。さらに、開口部１２１の形状等は、開口部１１１と同様であるが、開口部１１１や開口部１３１と同じ形状でもよいし、違う形状でもよい。
【００２２】
導波路１３０は、一端をコア幅Ｗ２の幅でテーパ導波路１４０と接続し、他端をコア幅Ｗ１の開口部１３１としている。導波路１３０は、上面が分岐点１４２から開口部１３１へ狭くなるように傾斜し、下面がテーパ導波路１４０の下面と同一面となるような形状を有している。ここで、コア幅Ｗ２は、導波路１２０のコア幅Ｗ１と広がり幅ｄの和で表される。また、導波路１３０は、図に示されるように、開口部１３１に合わせてコア幅Ｗ２からコア幅Ｗ１へ狭めてもよいが、一端部から他端部までコア幅Ｗ２の同一幅で直線形状としてもよい。導波路１３０の材料や断面形状等は、導波路１１０と同様である。
【００２３】
開口部１３１は、例えば、光ファイバと接続され出力端子となるものである。例えば、開口部１３１は、光ファイバを介して受光素子等と接続され、導波路１３０から伝搬された光を受光素子へ出射する。また、開口部１３１に直接、受光素子等を接続してもよい。開口部１３１の形状等は、開口部１１１と同様である。
【００２４】
クラッド層１５０は、導波路１１０、１２０、１３０及びテーパ導波路１４０よりも屈折率が低いものであればよく、例えば、ポリマ等であるが、材料は限定されない。また、クラッド層１５０と各導波路の、屈折率や大きさ等は、接続される光ファイバのモード（シングルモードやマルチモード）に基づいた値である。
【００２５】
尚、Ｙ分岐導波路１００は、例えば、基板上に形成されているが、基板材料や製造方法等は限定されない。
【００２６】
次に、図２を用いて、本発明の実施の形態１にかかるＹ分岐導波路の動作について説明する。
【００２７】
図２（ａ）は、開口部１１１から光が入射された場合の動作を示している。図に示されるように、開口部１１１から入射された光は、導波路１１０によりテーパ導波路１４０へ伝搬される。そして、図の矢印に示すように、テーパ導波路１４０の下面において、入射された光が反射し、導波路１２０へ伝搬され、さらに、導波路１２０により、伝搬された光が開口部１２１から出射される。
【００２８】
ここで、導波路１１０から入射された光が全反射条件を満たす場合、つまり、光の入射角Θ２が臨界角Θｃよりも大きい場合に、光が全反射し損失なしで伝搬することができる。臨界角Θｃは、例えば、テーパ導波路１４０とクラッド層１５０の屈折率により求めることができる。また、入射角Θ２によりテーパ導波路１４０のテーパ角Θ１が決定される。
【００２９】
図２（ｂ）は、開口部１２１から光が入射された場合の動作を示している。図に示されるように、開口部１２１から入射された光は、導波路１２０によりテーパ導波路１４０へ伝搬される。そして、図の矢印に示すように、テーパ導波路１４０において、導波路１３０へ伝搬され、さらに、導波路１３０により、伝搬された光が開口部１３１から出射される。
【００３０】
ここで、図中の山なりの曲線は、入射された光の強度分布（ビーム）を示している。図に示されるように、光が導波路１２０からテーパ導波路１４０に到達すると、光が放射するため、強度分布が広がり、強度分布の最も高い中心部分は直進するが、回折によりビームの裾野が、テーパ導波路１４０の上方に移動していく。したがって、この放射した強度分布に応じて分岐点１４２及び導波路１３０のコア幅Ｗ２を決定する。例えば、強度分布のすその部分に、分岐点１４２を置くことにより、少ない損失で光を導波路１３０へ伝搬することができる。また、分岐点１４２をより上にし、導波路１３０の上面の傾斜を急にしてもよいが、導波路１２０から入射された光が導波路１３０の上面において反射するため、全反射条件を満たす必要がある。さらに、分岐点１４２をより下にし、導波路１３０と導波路１１０へ光を分岐させるようにしてもよい。
【００３１】
このような構成により、導波路１１０から導波路１２０及び導波路１２０から導波路１３０へ、少ない損失で光を伝搬することができる。また、屈折率やサイズ等を変える必要はあるが、同じ形状でシングルモードでもマルチモードでも使用することができる。
【００３２】
発明の実施の形態２．
図３は、本発明の実施の形態２にかかるＹ分岐導波路の構成を示す平面図である。図において、図１と同様の符号を付された要素は、同一の要素を示している。このＹ分岐導波路３００は、導波路１３０が、図１のＹ分岐導波路１００のように導波路１２０と同一の方向ではなく、導波路１２０よりも上方向にずれていることを特徴とする。導波路１３０の下面とテーパ導波路１４０の下面は、交線１４３を介して接続されている。また、導波路１３０は、下面が導波路１２０の長手方向に対し後述するテーパ角Θ３の角度で傾斜している。導波路１３０の上面は、交線１４３においては、コア幅Ｗ２であり、開口部１３１側の幅がコア幅Ｗ１となるように傾斜している。尚、導波路１３０のずれは、開口部１２１の中心と開口部１３１の中心との間隔であるシフトＤにより表される。
【００３３】
次に、図４を用いて、本発明の実施の形態２にかかるＹ分岐導波路の動作について説明する。開口部１１１から光が入射された場合の動作は、図２（ａ）と同様のため説明を省略する。
【００３４】
図４は、開口部１２１から光が入射された場合の動作を示している。図２（ｂ）と同様に、開口部１２１から入射された光は、導波路１２０によりテーパ導波路１４０へ伝搬され、図の矢印に示すように、テーパ導波路１４０において、導波路１３０へ伝搬され、さらに、導波路１３０により、伝搬された光が開口部１３１から出射される。
【００３５】
ここで、入射された光は、テーパ導波路１４０に到達すると、図２（ｂ）と同様に、光の強度分布が広がり導波路１３０へ伝搬されるため、この強度分布に応じて分岐点１４２及び導波路１３０のコア幅Ｗ２を決定する。また、テーパ導波路１４０から導波路１３０へ光が到達すると、図の矢印のように、導波路１３０の下面において光が反射し、開口部１３１から出射される。したがって、テーパ角Θ３が、光の全反射条件を満たすことにより、損失なく光を伝搬することができる。
【００３６】
このような構成により、本発明の実施の形態１に加えて、テーパ角Θ３により、導波路１２０から導波路１３０への光の入射角が大きくなるため、さらに放射損失を減らすことができる。
【表１】
2005084347.tif 000003
【００３７】
続いて、表１を用いて、Ｙ分岐導波路３００の光の伝搬効率の算出例について説明する。表１は、マルチモードについての算出例であり、算出条件は、入射する光の波長λが０．８５μｍ、導波路１１０、導波路１２０及び導波路１３０の他端におけるコア幅Ｗ１が４５μｍ、導波路１１０、１２０、１３０及びテーパ導波路１４０の厚さが４５μｍ、導波路１１０、１２０、１３０及びテーパ導波路１４０の屈折率が１．５３９７、クラッド層１５０の屈折率が１．５１４４である。これらの条件は、一例であり、シングルモードとして別の値としてもよい。
【００３８】
表１は、導波路１３０の一端におけるコア幅Ｗ２を５５μｍから８５μｍ、導波路１１０のテーパ角Θ１を０．４４８°から０．６７３°、導波路１３０のテーパ角Θ３を０．００８°から０．０３４°とした場合の伝搬効率を示している。また、伝搬効率は、光を開口部１１１に入射し開口部１２１から出射した伝搬効率（Ａ）、光を開口部１２１に入射し開口部１３１から出射した伝搬効率（Ｂ）、光を開口部１２１に入射し開口部１１１から出射した伝搬効率（Ｃ）、光を開口部１１１に入射し開口部１２１において反射させ開口部１３１から出射した伝搬効率（Ｄ）、光を開口部１１１に入射し開口部１２１において反射させ開口部１１１から出射した伝搬効率（Ｅ）である。伝搬効率（Ｄ）は、例えば、開口部１１１における入力デバイスからの光を開口部１２１におけるセンサ等で反射させ開口部１３１における出力デバイスで受光した取り出し光の伝搬効率である。伝搬効率（Ｅ）は、例えば、開口部１１１における入力デバイスからの光を開口部１２１におけるセンサ等で反射させ当該入力デバイスで受光した戻り光の伝搬効率である。ここで、伝搬効率（Ｄ）及び（Ｅ）において、開口部１２１における光の反射率は１００％として算出している。また、表１の各伝搬効率は、導波路１１０、１２０、１３０及びテーパ導波路１４０における損失と、開口部１１１、１２１及び１３１における光ファイバや入出力デバイス等との接続損失を考慮せずに算出している。実際には、各導波路自身の伝送損失、光ファイバや入出力デバイス等との接続損失等が生じるため、各伝搬効率は表１よりも低い値となる。尚、表１では、算出例として伝搬効率を％で表記しているが、伝送損失としてｄＢで表記してもよい。
【００３９】
伝搬効率（Ａ）は、上述したテーパ角Θ１が全反射条件を満たしているため、９０％以上の値を示している。また、伝搬効率（Ａ）は、コア幅Ｗ１やテーパ角Θ３の影響はなく、テーパ角Θ１がより小さい方が高い傾向となっている。伝搬効率（Ｂ）は、上述したコア幅Ｗ２とテーパ角Θ３により、８５％以上の値を示している。また、伝搬効率（Ｂ）は、テーパ角Θ１が大きい方がより高く、コア幅Ｗ２が大きい場合、テーパ角Θ３がより小さい方が高い傾向となっている。伝搬効率（Ｃ）は、上述したコア幅Ｗ２により、６％以下の値を示している。伝搬効率（Ｄ）は、伝搬効率（Ａ）及び（Ｂ）により、７１％以上の値を示している。伝搬効率（Ｅ）は、伝搬効率（Ａ）及び（Ｃ）により、５％以下の値を示している。
【００４０】
このように、導波路１３０の一端におけるコア幅Ｗ２、導波路１１０のテーパ角Θ１及び導波路１３０のテーパ角Θ３を適切な値とすることにより、取り出し光の伝搬効率（Ｅ）を高く、戻り光の伝搬効率（Ｅ）を低くすることができる。
【００４１】
その他の発明の実施の形態．
上述のＹ分岐導波路は、光ファイバセンサや光ファイバ通信において、例えば、以下のように利用することができる。尚、以下の例では、図１のＹ分岐導波路１００を用いてもよいし、図３のＹ分岐導波路３００を用いてもよい。
【００４２】
図５は、光差動出力装置の構成図である。この光差動出力装置は、図に示されるように、光源、受光素子、２つのＹ分岐導波路１００及び２つのセンサにより構成され、各々の間は光ファイバによって接続されている。光差動出力装置は、光源の発する光を、光路差を発生させる一方のセンサに入力し、その応答を他方のセンサに入力し、さらに、その応答を受光素子で受け、光の差分値によりセンシングを行うものである。光差動出力装置は、例えば、圧力や温度等を検出することができる。光差動出力装置において、従来の光カプラに代わり本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、検出精度を向上することができ、さらに、長距離にわたって使用することができる。
【００４３】
図６は、ファイバ型光電センサの構成図である。このファイバ型光電センサは、図に示されるように、光源、受光素子、Ｙ分岐導波路１００及び光ファイバから構成されている。ファイバ型光電センサは、光源の発する光を光ファイバを介して外部へ出力し、物体による反射光を光ファイバを介して受光素子により受けることにより、センシングを行うものである。ファイバ型光電センサは、例えば、物体の有無、物体までの距離、物体の変位、物体の変形等を検出することができる。ファイバ型光電センサにおいて、従来の光カプラに代わり本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、上記と同様に、検出精度や使用距離等の面で効果がある。
【００４４】
図７は、干渉型光ファイバセンサの構成図である。この干渉型光ファイバセンサは、図に示されるように、光源、受光素子、Ｙ分岐導波路１００及びセンサから構成され、Ｙ分岐導波路１００とセンサ間は光ファイバにより接続されている。干渉型光ファイバセンサは、光源の発する光を光ファイバを介してセンサへ出力し、センサにおいて、一方の光波を受光素子へ出力し、さらに、他方の光波をセンサ面に反射させて受光素子へ出力し、受光素子において、２つの光の干渉強度によりセンシングを行うものである。干渉型光ファイバセンサは、例えば、圧力、温度、湿度、変位、歪、加速度、振動等を検出することができる。干渉型光ファイバセンサにおいて、従来の光カプラに代わり本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、上記と同様に、検出精度や使用距離等の面で効果がある。
【００４５】
図８は、分布型光ファイバセンサの構成図である。この分布型光ファイバセンサは、図に示されるように、光源、受光素子、Ｙ分岐導波路１００及び光ファイバから構成されている。分布型光ファイバセンサは、ＯＴＤＲ（Optical Time Domain Reflectometry）を用いたもので、光源の発する光を光ファイバへ出力し、光ファイバに加わる歪による伝搬損失を利用して、後方散乱した光を、受光素子で受け、センシングを行うものである。分布型光ファイバセンサは、例えば、温度、圧力、歪等を検出することができる。分布型光ファイバセンサにおいて、従来の光カプラに代わり本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、上記と同様に、検出精度や使用距離等の面で効果がある。
【００４６】
図９は、光ファイバグレーティングセンサの構成図である。この光ファイバグレーティングセンサは、図に示されるように、光源、受光素子、Ｙ分岐導波路１００及びグレーティングを有する光ファイバから構成されている。このグレーティングは、光ファイバ中に形成された波長フィルタである。光ファイバグレーティングセンサは、光源の発する光を光ファイバへ出力し、反射波を受光素子で受け、外場の変動による反射波長の中心位置の変化を測定して、外場の大きさを検出する。光ファイバグレーティングセンサは、例えば、圧力、温度、歪、変位、加速度、振動等を検出することができる。光ファイバグレーティングセンサにおいて、従来の光カプラに代わり本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、上記と同様に、検出精度や使用距離等の面で効果がある。
【００４７】
図１０は、光ファイバ通信システムの構成図である。図１０（ａ）は、従来の光ファイバ通信システムを示しており、図１０（ｂ）は、本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた光ファイバ通信システムを示している。従来の光ファイバ通信システムは、図１０（ａ）に示されるように、光源、受光素子及び光ファイバから構成されている。双方向通信を行うために２本の光ファイバを使用している。１本の光ファイバにより双方向通信を行うためには、この他に多重化装置が必要である。本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた光ファイバ通信システムは、図１０（ｂ）に示されるように、光源、受光素子、光ファイバ及びＹ分岐導波路１００から構成されている。光ファイバ通信システムにおいて、本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、通信品質を向上することができ、さらに、長距離にわたって使用することができる。また、多重化装置等を用いることなく１本の光ファイバにより双方向通信が可能となる。
【００４８】
図１１は、半導体レーザの構成図である。上述の光ファイバセンサや光ファイバ通信等において半導体レーザが用いられる。図１１（ａ）は、従来の半導体レーザを示しており、図１１（ｂ）は、本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた半導体レーザを示している。従来の半導体レーザは、図１１（ａ）に示されるように、光源、受光素子、光アイソレータ及び光カプラから構成され各々の間は光ファイバにより接続されている。戻り光によるレーザ駆動条件の揺らぎが生じるため、その予防としてアイソレータが挿入されている。本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた半導体レーザは、図１１（ｂ）に示されるように、光源、受光素子及びＹ分岐導波路１００から構成され各々の間は光ファイバにより接続されている。半導体レーザにおいて、本発明にかかるＹ分岐導波路を用いることにより、性能を向上することができ、さらに、アイソレータが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明にかかるＹ分岐導波路の構成図である。
【図２】本発明にかかるＹ分岐導波路の動作を示す図である。
【図３】本発明にかかるＹ分岐導波路の構成図である。
【図４】本発明にかかるＹ分岐導波路の動作を示す図である。
【図５】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いたセンサを示す図である。
【図６】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いたセンサを示す図である。
【図７】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いたセンサを示す図である。
【図８】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いたセンサを示す図である。
【図９】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いたセンサを示す図である。
【図１０】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた通信システムを示す図である。
【図１１】本発明にかかるＹ分岐導波路を用いた半導体レーザを示す図である。
【図１２】従来の光カプラの構成図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  Ｙ分岐導波路  １１０  導波路
１１１  開口部  １２０  導波路
１２１  開口部  １３０  導波路
１３１  開口部  １４０  テーパ導波路
１４１  交点  １４２  分岐点
１５０  クラッド層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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