(57)【要約】【課題】光学特性の温度安定性に優れた光デバイスおよびこれを用いた光送受信器を提供する。【解決手段】光デバイス１０は、凹部１５を有する基体５と、第１の光入出射面と第２の光入出射面と底面とを有し、凹部１５に配置された光学素子４と、一端面が第１の光入出射面に対向するように基体５に固定された第１の光導波体９ａと、一端面が第２の光入出射面に対向するように基体５に固定された第２の光導波体９ｂとを備え、光学素子４の第１の光入出射面、第２の光入出射面および底面が、凹部１５の内面と接着され、凹部１５の底面１５ａの光学素子４との接着面の面積が、光学素子４の底面の面積以下である。接着面を少なくすることによって、環境温度の変化に伴う接着剤６，８と基体５との間に生じる応力の発生を低減できる。【選択図】  図１
2010032782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹部を有する基体と、
第１の光入出射面と第２の光入出射面と底面とを有し、前記凹部に配置された光学素子と、
一端面が前記第１の光入出射面に対向するように前記基体に固定された第１の光導波体と、
一端面が前記第２の光入出射面に対向するように前記基体に固定された第２の光導波体と、
を備え、
前記光学素子の前記第１の光入出射面、前記第２の光入出射面および前記底面が、前記凹部の内面と接着された光デバイスであって、
前記凹部の底面の前記光学素子との接着面の面積が、前記光学素子の底面の面積以下であることを特徴とする光デバイス。
【請求項２】
前記光学素子の底面における接着面積が、前記第１の光入出射面または前記第２の光入出射面の接着面積より小さいことを特徴とする請求項１記載の光デバイス。
【請求項３】
前記凹部の底面の前記光学素子の底面と対向する部分に凸部を有しており、該凸部の突出面と前記光学素子の底面とが接着されていることを特徴とする請求項１または２記載の光デバイス。
【請求項４】
前記第１の光導波体および前記第２の光導波体の少なくとも一方が、屈折率分布ファイバと、該屈折率分布ファイバ端部に接続されたコアレスファイバとを含んでいることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項５】
第３の光導波体をさらに有し、前記光学素子が、前記第１の光導波体、前記第２の光導波体および前記第３の光導波体から選択された２つの光導波体から入射する光を、残りの１つの光導波体に出射する、または前記第１乃至第３の光導波体より選択された１つの光導波体から入射する光を、残りの２つの光導波体に出射する光フィルタであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の光デバイスと、該光デバイスに入射する光を送信する発光手段と、該発光手段から送信された光を、前記デバイスを介して受信する受光手段と、を備えたことを特徴とする光送受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波体から出射された光の特性を変化させる光学素子を備えた光デバイスおよびこれを用いた光送受信器に関し、とりわけ温度変化に対する光学特性の安定性に優れた光デバイスおよびこれを用いた光送受信器に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信分野における光通信機器および光通信システムの大容量化に伴い、これら光通信機器および光通信システムの小型化が進められている。この結果、光デバイスの小型化が必須となっており、光デバイス内の限られたスペースで部材を固定するために接着剤が多用されている。
【０００３】
接着剤を用いた光デバイスの例として、光ファイバに反射光が戻ることを防止する光アイソレータモジュールや、光ファイバの信号光を複数の光ファイバに分割して用いる多分岐器デバイス、１本のファイバに多数の波長の光を合波または分波する光合分波器等がある。
【０００４】
光デバイスの一例として図４に全体が１００で表される光合分波器を示す。図５は、図４に示す光合分波器１００の側面図である。図５は部材の配置を容易に理解できるよう接着剤１０６部分にハッチングを付してある。
【０００５】
光合分波器１００では、３つの光導波体を有し、第１の光導波体１０９ａの一端に入射した２つの波長領域を含む光が、光学素子の一種である光フィルタ１０４に入射し、一方の波長領域の光は光フィルタ１０４を透過し第２の光導波体１０９ｂに入射する。他方の波長領域の光は、光フィルタ１０４により反射され第３の光導波体１０９ｃに入射する。
【０００６】
このように光を分波、または合波する光フィルタ１０４は、図５に示すように、基体１０５に設けられた溝状の凹部１１５に光導波体１０９ａ〜１０９ｃとほぼ同等の屈折率を有する接着剤１０６を用いて固定されている（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−３４３５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の光合分波器１００では、光フィルタ１０４は、図５に示すように２つの側面（図５中の左側の面および右側の面）がそれぞれ接着剤１０６により、基体１０５の溝状の凹部１１５の側面に固定されているとともに、光フィルタ１０４の底面１１５ａも凹部１１５の広い底面１１５ａに接着剤１０６により固定されている。このため、高温時の膨張、低温時の収縮を繰り返すと基体１０５、接着剤１０６および光フィルタ１０４の間の熱膨張差により応力が発生する。そして、このような応力は、光フィルタ１０４を傾けさせたり、変形させたり、接着剤１０６を剥離させたりする場合があることから、光合分波器１００の光学特性を悪化させる場合があるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、温度変化に対する光学特性の安定性に優れた光デバイスおよびこれを用いた光送受信器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】
本発明の光デバイスは、凹部を有する基体と、第１の光入出射面と第２の光入出射面と底面とを有し、前記凹部に配置された光学素子と、一端面が前記第１の光入出射面に対向するように前記基体に固定された第１の光導波体と、一端面が前記第２の光入出射面に対向するように前記基体に固定された第２の光導波体と、を備え、前記光学素子の前記第１の光入出射面、前記第２の光入出射面および前記底面が、前記凹部の内面と接着された光デバイスであって、前記凹部の底面の前記光学素子との接着面の面積が、前記光学素子の底面の面積以下であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の光デバイスにおいて、好ましくは、前記光学素子の底面における接着面積が、前記第１の光入出射面または前記第２の光入出射面の接着面積より小さいことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の光デバイスにおいて、好ましくは、前記凹部の底面の前記光学素子の底面と対向する部分に凸部を有しており、該凸部の突出面と前記光学素子の底面とが接着されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の光デバイスにおいて、好ましくは、前記第１の光導波体および前記第２の光導波体の少なくとも一方が、屈折率分布ファイバと、該屈折率分布ファイバ端部に接続されたコアレスファイバとを含んでいることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の光デバイスにおいて、好ましくは、第３の光導波体をさらに有し、前記光学素子が、前記第１の光導波体、前記第２の光導波体および前記第３の光導波体から選択された２つの光導波体から入射する光を、残りの１つの光導波体に出射する、または前記第１乃至第３の光導波体より選択された１つの光導波体から入射する光を、残りの２つの光導波体に出射する光フィルタであることを特徴とする。
【００１４】
本発明の光送受信器は、上記本発明のいずれかの光デバイスと、該光デバイスに入射する光を送信する発光手段と、該発光手段から送信された光を、前記デバイスを介して受信する受光手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、接着剤を用いて部材を固定する光デバイスおよびこの光デバイスを用いた光送受信器において、基体に設けられた凹部の底面における光学素子との接着面の面積が、光学素子の底面の面積以下であることから、環境温度の変化に伴う、接着剤と基体との間の応力の発生を低減できる。従って、光学素子が傾いたり、変形等したりすることを緩和することができ、温度変化に対し、光学特性の安定性に優れた光デバイスおよび光送受信器の提供が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」およびそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一の部分または部材を示す。
【００１７】
本発明者は、上述の光合分波器１００における光学特性の劣化の原因について鋭意調査した。光合分波器１００が厳しい熱サイクルを受けた場合、基体１０５と接着剤１０６との熱膨張係数の差が原因で、光学素子１０４に応力が生じる。そして、この応力により、光学素子１０４に変形、傾斜、または接着剤１０６との剥離等による異常が生じると、光合分波器１００の光学特性が劣化する場合がある。特に、光学素子１０４の底面にある接着剤１０６が光学特性を悪化させることも見出した。
【００１８】
そこで、本願発明者は、凹部１１５の底面１１５ａと光学素子１０４との間の接着面積を小さくすることで、この応力を大幅に低減できることを確認し、本願発明に至った。以下に、本発明の具体的な実施形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施形態にかかる光デバイスの例を示し、図１（ａ）は光合分波器１０の上面図、図１（ｂ）は光合分波器１０の側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）に示す光合分波器１０の断面Ａ−ＡＡにおける断面図である。なお図１（ａ）および図１（ｃ）では理解を容易にするために蓋体７ａ、７ｂの記載を省略した。また、図１（ａ）および図１（ｂ）において、接着剤６，８にハッチングを付したが、これらは断面を示すものではない。
【００２０】
光合分波器１０は、基体５の上にＸ字状に形成された２本のＶ溝１２の一方に一直線上に第１の光導波体９ａと第２の光導波体９ｂが配置されている。他方のＶ溝１２には第３の光導波体９ｃが配置されている。そして、３つの光導波体９ａ〜９ｃは、蓋体７ａ、７ｂにより挟まれることによって基体５に固定されている。
【００２１】
第１〜第３の光導波体９ａ、９ｂ、９ｃは、それぞれ屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃの一端に、それぞれのシングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃが接続され、他端にそれぞれのコアレスファイバ１ａ、１ｂ、１ｃが接続されている。
【００２２】
基体５の中央部付近で、第１の光導波体９ａと第２の光導波体９ｂとの間に凹部１５が設けられている。なお、本実施形態では、凹部１５は、基体５と蓋体７ａおよび７ｂとにより一体的に形成されているが、蓋体７ａ、７ｂを有さず基体５のみで凹部１５を形成してもよい。そして光導波体９ａ〜９ｃそれぞれの一端（凹部１５に面する側）の、図１（ｂ）における左右方向の位置は、概ね凹部１５の側面、すなわち凹部１５の内面における側壁面に一致するよう位置合わせされている。
【００２３】
凹部１５には、光学素子の１種である光フィルタ４が配置されている。光フィルタは、透光性部材４ａと、透光性部材４ａの一方の主面、図１（ａ），図１（ｂ）では右側の側面に形成されたフィルタ膜４ｂとにより構成されている。光フィルタ４は、左右の両方の側面が光入出射面として機能する。ここでは、第１の光導波体９ａに近い側の側面を第１の光入出射面、第２の光導波体９ｂに近い側の側面を第２の光入出射面として説明する。
【００２４】
光フィルタ４は、図１（ｂ）に示すように、第１の光入出射面（図１（ｂ）では左側の面）に透光性を有する第１の接着剤６を塗布し、凹部１５の一方の側面（図１（ｂ）では左側側面）に固定している。また、第１の光導波体９ａおよび第３の光導波体９ｃと、光フィルタ４の左側の第１の光入出射面との間は、接着剤６により満たされており、光導波体９ａ，９ｃと光フィルタ４とが接合されている。
【００２５】
光フィルタ４の第２の光入出射面（図１（ｂ）では右側の面）と凹部１５の他方の側面（図１（ｂ）では右側側面）との間は、透光性を有する第２の接着剤８が充填されている。第２の接着剤８は光フィルタ４の底面と凹部１５の一方の側面と他方の側面との間に配置される底面１５ａとの間にも塗布されている。そして、第２の光導波体９ｂと、光フィルタ４の右側の第２の光入出射面との間も、第２の接着剤８により満たされており、光フィルタ４と第２の光導波体９ｂとが接合されている。
【００２６】
図１（ｂ）に示すように、第２の接着剤８は凹部１５の底面１５ａに塗布されているが、図１（ａ）および図１（ｃ）に示すように、基体５の凹部１５における光フィルタ４の第１および第２の光入出射面と平行な方向の幅が光フィルタ４の底面の幅と同等、あるいはそれ以下の幅であり、凹部の底面１５ａにおける光フィルタ４との接着面積が光フィルタ４の底面の接着面積以下とされている。従って、接着剤８の体積が大きく減少し、熱膨張による光フィルタ４に生じる応力を大幅に低減できる。特に光フィルタ４の底面の接着剤８による応力、すなわち光軸に垂直な方向の応力が、相対的に光軸に略平行方向の応力（光学特性への影響が小さい応力）、すなわち光入出射面との間の接着剤６および接着剤８から生じる応力より小さくなり、光軸に垂直な方向の光フィルタ４の変動量が小さくなるので、光学特性の変動が小さくなる。
【００２７】
さらに光フィルタ４の底面の接着面積以下とすることで、光フィルタ４の側面への接着剤８の付着の可能性を少なくすることができ、光フィルタ４の側面の接着剤８の付着量の差により生じる光フィルタ４の傾斜、すなわち、図１（ｃ）における左右へ回転する方向の傾斜を少なくでき、光学特性の変動を小さくできる。
【００２８】
第２の接着剤８は、第１の接着剤６と同じでもよいが、第１の接着剤６は、光フィルタ４を基体５にしっかりと固定し、第２の接着剤８は、光導波体９ｂと、光フィルタ４との光学的接続を確保する機能を有するものとするのがよい。
【００２９】
すなわち、第１の接着剤６は、硬化後の弾性率が高く、かつ透光性を有する接着剤であり、硬化後の弾性率は１０ＭＰａ以上であることが好ましい。このような好ましい接着剤は例えば、アクリル系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤である。
【００３０】
第２の接着剤８は第１の接着剤６よりも十分に弾性率が小さい方が好ましく、例えば好ましい弾性率は１０ｋＰａ以下である。このような接着剤の例は動作環境の温度においてゲル状で塑性変形可能な接着剤であり、具体的には、シリコーンゲル、アクリル系ＵＶ硬化樹脂が例示される。
【００３１】
弾性率Ｅはひずみと力の割合を示すもので、例えば断面積Ｓの非測定物を力Ｆで引っ張った時、元の長さＬからΔＬだけ伸びたとするとＥ＝（Ｆ／Ｓ）／（ΔＬ／Ｌ）で表される。
【００３２】
また、接着剤の硬さは、弾性率の他、ショアＤ硬度で評価しても良い。ゲル状の接着剤の中には、弾性率の測定の困難なものもあり、その場合は、弾性率またはショアＤ硬度に代えて、針入度により硬さを評価してもよい。ショアＤ硬度は所定のピンを試料に押し当て、その反発力により試料の硬さを示し、数値が大きいほど硬い材料を示す。他方、針入度は規定重量の針を試料中に垂直に立てて試料中に進入させ、進入した長さにより試料の硬さを表す。数値が小さいほど硬い材料を示す。
【００３３】
第１の接着剤６は、好ましくはショアＤ硬度が６０以上であり、第２の接着剤８は好ましくは針入度が６０以下である。
【００３４】
なお、光合分波器１０では、光フィルタ４が凹部１５の両方の側面と固定されるため、振動等の影響を受けにくくなり、光学特性がより安定する。さらに第２の光導波体９ｂと、光フィルタ４の第２の光入出射面との間は、第２の接着剤８により接続されるため、この間での光の損失が低減される。特に、第２の接着剤８の屈折率がコアレスファイバ１ｂと同程度であれば、光の損失をより低減できる。
【００３５】
第２の接着剤８は、硬化前は液状のため凹部１５の底面１５ａに接着されるが、接着面積は小さくした方が良い。特に凹部１５の底面１５ａの接着面積が光フィルタ４の接着面積と同等、あるいはそれ以下になると、光フィルタ４の光入出射面との接着力より小さくなる。光フィルタ４と光入出射面との間の接着剤は光学特性に与える影響が小さく、底面の接着剤は光学特性に大きく影響する。光入出射面は２面あるため、光入出射面に対し、底面の接着面積は半分以下となり、底面の接着剤による光学特性への影響は小さくなる。
【００３６】
次に、図２は、本発明の第２の実施形態にかかる光デバイスの例を示す。図２（ａ）は光合分波器１０の上面図、図２（ｂ）は光合分波器１０の側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）に示す光合分波器１０の断面Ｂ−ＢＢにおける断面図である。なお、図２（ａ）および図２（ｃ）では理解を容易にするために蓋体７ａ、７ｂの記載を省略した。また、図２（ａ）および図２（ｂ）において、接着剤６，８にハッチングを付したが、これらは断面を示すものではない。
【００３７】
本発明の第２の実施形態の例においては、基体５の形状が第１の実施形態の例のものより異なる。すなわち、図２（ａ）および図２（ｃ）に示すように、基体５に設けられる凹部１５の底面１５ａ部の形状が異なり、光フィルタ４の第１の光入出射面または第２の光入出射面と平行な断面方向において、光フィルタ４の底面と対向する部分に凸部１５ｂが設けられる。この凸部１５ｂの突出面１５ｃと光フィルタ４の底面とが第２の接着剤８によって接着される。
【００３８】
この凸部１５ｂの幅が光フィルタ４の幅以下とされることによって、突出面１５ｃの面積が光フィルタ４の底面の接着面積以下とされる。従って、第１の実施形態同様に、接着剤８の体積が大きく減少し、熱膨張による光フィルタ４に生じる応力を大幅に減少できる。特に光フィルタ４の底面の接着剤による応力、すなわち光軸に垂直な方向の応力が、相対的に光軸に略平行方向の応力より小さくなり、光軸に垂直な方向の光フィルタ４の変動量が小さくなり、光学特性の変動が小さくなる。
【００３９】
さらに光フィルタ４の底面の接着面積以下とすることで、光フィルタ４の側面への接着剤８の付着の可能性を少なくすることができ、光フィルタ４の側面の接着剤８の付着量の差により生じる、光フィルタ４の傾斜、すなわち、図２（ｃ）における左右へ回転する方向の傾斜を少なくでき、光学特性の変動を小さくできる。
なお、第１の実施形態においては基体５の幅が凹部１５部分で細くなって基体５の強度が低下するため、基体５を厚くする必要があるのに対し、第２の実施形態では基体５の幅を広くできて比較的強度は強いため、基体の厚みを大きく増やす必要はない。第２の実施形態におけるその他の構成については第１の実施形態と同じであるので、説明を省略する。
【００４０】
上述のように、凹部１５の側面部に光フィルタ４等の光学素子を、凹部１５の底面１５ａから離間した第１の接着剤６および第２の接着剤８を介し固定する本実施形態は、例えば光アイソレータモジュールや、多分岐器デバイス等各種の光デバイスに適用可能であり、同様に温度変化に対する光学特性の安定性を向上できる。
【００４１】
次に、光合分波器１０の動作について示す。光合分波器１０は、合波および分波の機能があり、まず合波機能について説明する。
【００４２】
第１の光導波体９ａに波長領域λ１、λ２を含む光が図１左側より入射し、第１の光導波体９ａ右側より出射し、透光性を有する第１の接着剤６内を通り、光フィルタ４に入る。光フィルタ４に入った光は、透光性部材４ａを通り、フィルタ膜４ｂに達する。この際、接着剤６の屈折率をコアレスファイバ１aと同程度とすることで、界面での不要な反射を抑制でき光学的損失を低減できる。
【００４３】
光フィルタ４に達した光のうち波長領域λ１の光は、フィルタ膜４ｂを透過し、第２の接着剤８内を通り、第２の光導波体９ｂに入射する。一方、波長領域λ２の光は、フィルタ膜４ｂにより反射され透光性部材４ａと接着剤６とを介し第３の光導波体９ｃに達する。これにより入射光の分波が実施できる。フィルタ膜４ｂによって反射された波長領域λ２の光についても接着剤６の屈折率をコアレスファイバ１ｃと同程度とすることで光学的損失を低減できる。
【００４４】
合波の場合は、第２の光導波体９ｂに波長領域λ１の光を入射し、第３の光導波体９ｃに波長領域λ２の光を入射する。第２の光導波体９ｂより出射した波長領域λ１の光は、第２の接着剤８、フィルタ膜４ｂ、透光性部材４ａ、第１の接着剤６の順に透過し、第１の光導波体９ａに入射する。
【００４５】
一方、第３の光導波体９ｃより出射した波長領域λ２の光は、透光性部材４ａを透過し、フィルタ膜４ｂに達し、フィルタ膜４ｂで反射されると、透光性部材４ａを透過し、第１の光導波体９ａに入射する。そして、λ１の波長領域とλ２の波長領域とを有する光が合波され、第１の光導波体９ａより出射する。
【００４６】
以下に、上述した本発明の実施形態１および実施形態２にかかる、光合分波器１０を構成する部材の詳細を示す。
【００４７】
シングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃは、屈折率の高いコア部と該コア部の外周を被覆するクラッド部からなり、コア部とクラッド部との屈折率差による反射を利用することによってコア部内で光を伝送するものであり、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が１０μｍ程度である。
【００４８】
屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃは、軸対称の屈折率分布を備えていることからレンズ効果を有し、シングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃから出射する、もしくはシングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃに入射する光を集光あるいはコリメートする機能を有する。
【００４９】
屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃは、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が５０μｍ程度であり、コア部に上述した屈折率分布を有する。また、屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃとシングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃは、たとえば熱による融着によって接合される。
【００５０】
コアレスファイバ２ａ、２ｂ、２ｃは、略均一な屈折率分布を備えるファイバであり、その材質はたとえば石英ガラスからなり、屈折率は１．４５程度、透過損失は０．３５×１０−６ｄＢ／ｍｍ以下であり、このように透過損失が比較的低いものが好ましい。このコアレスファイバ１ａ、１ｂ、１ｃは、外径がシングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃおよび屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃと等しく略１２５μｍであり、屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃと、たとえば熱による融着によって接合される。
光の透過損失を少なくするように、屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃを全て同じ材質、かつ同じ長さとすることが望ましい。屈折率分布ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれシングルモードファイバ３ａ、３ｂ、３ｃからのビーム光を集光またはコリメートする際に、同じ光学系をそれぞれのビームウエストに対して対称に配置すれば損失が少なくなるからである。
【００５１】
光学素子である光フィルタ４は、たとえば、透光性部材４ａと、透光性部材４ａの一方の主面に形成されたフィルタ膜（フィルタ部）４ｂとよりなる。フィルタ膜４ｂは異なる複数の波長領域の光を含んでなる光を波長領域ごとに選択的に分離（分波）する機能を有する。具体的に、たとえばフィルタ膜４ｂは、波長λ１の光を透過し、波長λ２の光を反射する機能を担う。
【００５２】
光フィルタ４は、たとえば以下のような手順で作製される。フィルタ膜４ｂは、たとえば二酸化ケイ素と二酸化チタン等の屈折率の異なる２種類以上の誘電体を交互に積層して構成される多層膜により構成される。この誘電体多層膜は、誘電体膜間の繰り返しの反射干渉により波長選択性を示し、各膜の膜厚は、反射させる光の波長の１／４波長の倍数の厚みに設定される。このように、誘電体膜の膜厚を１／４波長の倍数の厚みとすることにより、各誘電体膜界面における多重反射において、ある特定の波長の光の位相が一致し、干渉して強めあうことで波長選択性を有した膜とすることができる。そして、このようなフィルタ膜４ｂの成膜方法としては、たとえば透光性部材４ａの主面に蒸着、スパッタリング等の方法によって容易に作製することができる。
【００５３】
透光性部材４ａは、フィルタ膜４ｂを支持するための基体となる部材である。透光性部材４ａは、光合分波器１０、２０、３０、４０で使用される波長領域の光の透過率が９８％以上の透過特性を有している。透光性部材４ａに用いられる材料は、上述した透過率を満たすとともに、屈折率がコアレスファイバ１ａ〜１ｃの屈折率よりも大きい材料であれば、特に限定されるものではない。このため、透光性部材４ａの材料には、コアレスファイバ１ａ〜１ｃが石英（屈折率：１．４５）で形成されている場合、たとえば、屈折率が１．５〜１．８程度の光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）を選択することができる。また、透光性部材４ａの大きさは、入射または出射する光の有効径以上あればよく、たとえば０．７ｍｍ角、厚みは０．８ｍｍである。
【００５４】
基体５の材質は、特に限定されるものではないが、たとえば石英ガラス、低熱膨張ガラス、シリコン、または低熱膨張樹脂（たとえばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）で形成される。基体５が石英ガラスで構成されている場合、平板の石英ガラスに切削加工により容易にＶ溝１２と凹部１５を形成できる。基体５に形成されるＶ溝１２は、図１に示すＸ字状以外に例えば平行に配置するなど各種の配置を取りうる。
【００５５】
コアレスファイバ１ａおよび１ｃと光フィルタ４とを接合する接着剤６は、コアレスファイバ１ａ〜１ｃと略同等の屈折率を有することが好ましく、たとえばコアレスファイバ１ａ〜１ｃｃが石英ガラスで構成されている場合、たとえば透光性のあるエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコン系樹脂等が選択できる。
【００５６】
なお、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびアクリル系樹脂は、添加物の添加によって紫外線硬化または熱硬化する特性を有することから、紫外線硬化もしくは熱硬化またはその両方特性を有するものであってもよい。
【００５７】
接着剤６と同等あるいは、より低い弾性率を有する第２の接着剤８も、コアレスファイバ１ａ〜１ｃと略同等の屈折率を有することが好ましい。例えばコアレスファイバ１ａ〜１ｃが石英ガラスで形成されている場合、例えば第２の接着剤８は透光性のあるエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコン系樹脂等より選択できる。なお、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびアクリル系樹脂は、添加物によって紫外線硬化または熱硬化する特性を有してもよく、さらに紫外線硬化および熱硬化の特性の両方を有するものでもよい。
【００５８】
蓋体は、図２等に示すように、第１の光導波体９ａおよび第３の光導波体９ｃを覆う蓋体７ａと、第２の光導波体９ｂを覆う蓋体７ｂがある。第１乃至第３の光導波体９ａ〜９ｃは、この蓋体７ａおよび７ｂと基体５とにより挟持され固定される。なお、第１乃至第３の光導波体９ａ〜９ｃの固定には、たとえばエポキシ系の接着剤を用いることができる。蓋体７は、たとえば石英ガラス、低熱膨張ガラス、シリコン、または低熱膨張樹脂（たとえばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）で構成され、例えば、蓋体７ａ、７ｂを石英ガラスで構成する場合には、平板の石英ガラスに切削加工を施すことで所定の形状にすることが可能である。
【００５９】
次に、本発明の実施形態１および実施形態２に係る光合分波器１０の製造方法について例示する。
【００６０】
＜基体の作製＞
基体５は、たとえば石英ガラスからなる平板状部材の一方の面に、ダイシング等の切削加工を施し、２本のＶ溝１２を互いに中央部で交差するように形成することにより得ることができる。凹部１５の加工は次工程で行なうが、図１（ｃ）の加工は予めダイシング等で加工する。図２（ｃ）の加工は、レーザー加工等により加工する。
【００６１】
＜光導波体の作製＞
光導波体９ａと光導波体９ｂは、一直線上に一体的に作製し、基体５に載置し、ダイシング等の切削加工によって基体５に凹部１５を形成する際に光導波体９ａと９ｃとに分離する。
【００６２】
具体的には、シングルモードファイバ３ａ、屈折率分布ファイバ２ａ、コアレスファイバ１ａ、コアレスファイバ１ｂ、屈折率分布ファイバ２ｂ、シングルモードファイバ３ｂを、一直線になるように放電等の手段で融着接合し、１本の光ファイバ体（光導波体９ａ、９ｂ）を作製する。
【００６３】
一方、シングルモードファイバ３ｃ、屈折率分布ファイバ２ｃ、コアレスファイバ１ｃを、一直線になるように放電等の手段で融着接合し、第３の光導波体９ｃを作製する。
【００６４】
＜光合分波器の組立＞
まず、基体５のＶ溝１２に、光導波体９ａ〜９ｃを固定するための紫外線硬化型樹脂からなる接着剤を塗布する。次に、基体５のＶ溝１２の交点に上述の一体的に作製した１本の光ファイバ体（光導波体９ａ、９ｂ）のコアレスファイバ部（コアレスファイバ１ａ、１ｂ）の中心が位置するように、光ファイバ体（光導波体９ａ、９ｂ）を一方のＶ溝１２内に配置する。
【００６５】
次に第３の光導波体９ｃを他方のＶ溝１２内に配置する。第３の光導波体９ｃは、コアレスファイバ１ｃが光ファイバ体（光導波体９ａ、９ｂ）のコアレスファイバ部（コアレスファイバ１ａ、１ｂ）に近接するように配置する。その後、光導波体９ａ〜９ｃを覆うように蓋体７ａ、７ｂを載置し、上方から光導波体９ａ〜９ｃを押さえて接着剤に紫外線を照射することによって固定する。
【００６６】
Ｖ溝１２が交わる点を中心として、ダイシング等の加工により凹部１５を形成する。この際に、光ファイバ体（光導波体９ａ、９ｂ）は光導波体９ａと９ｂとに分離される。なお、凹部１５の長さ（図１、図２の左右方向）は、光フィルタ４の長さより若干長くなるようにする。
【００６７】
光フィルタ４の固定方法を図１（ｂ）、図２（ｂ）に基づき説明する。接着剤６を光フィルタ４の第１の光入出射面からはみ出ないように塗布する。そして光フィルタ４を凹部１５の内側に挿入し、凹部１５の側面の所定の位置に押圧する。接着剤６を硬化させる前、光フィルタ４の光学調整を行なう。
具体的には、光導波体９ａより波長領域λ１の光を出射し、光導波体９ｂより出射する光の強度が最大となる角度に光フィルタ４を保持する。光フィルタ４の第１の入出射面の各辺（陵）について均等に接着剤６のメニスカスが形成するように調整し、さらにメニスカスが凹部１５の底面に達していないのを確認する。そして、この光導波体９ｂより出射する光の強度が最大となる角度に光フィルタ４の位置を調整し、接着剤６に紫外線を照射し、接着剤６を硬化させる。
【００６８】
次に弾性率が接着剤６より低い第２の接着剤８を、光フィルタ４とコアレスファイバ１ｂとの間の隙間に充填し、紫外線を照射することによって、または熱硬化等によって硬化させる。
【００６９】
以下に、光送受信器の実施形態について説明する。
【００７０】
図３は、上述の光合分波器１０を用いた光送受信器５０の構成図である。外部から入力される２つの送信信号２４ａ、２４ｂは発光手段２１ａ、２１ｂによって互いに波長の異なる光信号に変換された後、第１光合分波器（図４の左側の光合分波器１０）の合波機能により１つに合波される。
【００７１】
次に、合波された光は、伝送ファイバ２２内を受信手段側に向かって伝送される。伝送ファイバ２２によって伝送された波長多重信号光（合波光）は、第２光合分波器（図４の右側の光合分波器１０）の分波機能によって分離され、分離された光が受光手段２３ａ、２３ｂにより元の信号２４ａ、２４ｂに変換される。
【００７２】
従って、光送受信器５０では、１本の伝送ファイバ２２と２つの光合分波器１０を用いることによって大容量の情報を簡単な構成で伝送できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態１にかかる光合分波器であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の断面Ａ−ＡＡにおける断面図である。
【図２】本発明の実施形態２にかかる光合分波器であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の断面Ｂ−ＢＢにおける断面図である。
【図３】本発明にかかる光送受信器の構成図である。
【図４】従来の光合分波器の斜視図である。
【図５】図４に示す従来の光合分波器の側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１ａ，１ｂ，１ｃ：コアレスファイバ、
２ａ，２ｂ，２ｃ：屈折率分布ファイバ、
３ａ，３ｂ，３ｃ：シングルモードファイバ、
４：光フィルタ、
４ａ：透光性部材、
４ｂ：フィルタ膜、
５：基体、
１５：凹部、
１５ａ：底面、
１５ｂ：凸部、
１５ｃ：突出面、
６：第１の接着剤、
７ａ，７ｂ：蓋体、
８：第２の接着剤（低弾性率接着剤）、
９ａ：第１の光導波体、
９ｂ：第２の光導波体、
９ｃ：第３の光導波体、
１０：光合分波器、
【図１】
2010032782.tif 000003
【図２】
2010032782.tif 000004
【図３】
2010032782.tif 000005
【図４】
2010032782.tif 000006
【図５】
2010032782.tif 000007