(57)【要約】【課題】波長フィルタ毎に光軸が容易に調整可能で、機械的に安定な構造を有する光分波器と、光分波器の位置決め方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る光分波器は、外部からの光を受ける入射側コリメートレンズ２と、入射側コリメートレンズ２を通過した光から、それぞれ対応する所定の波長成分を分離する複数の波長フィルタ３と、波長フィルタ３で分離された光を、波長成分毎に受ける複数の出射側コリメートレンズ４と、出射側コリメートレンズ４を通過した光を、出射側コリメートレンズ４毎に検出する複数の検出器５と、波長フィルタ３の位置を個別に調整することにより、検出器５への入光位置を調整する第１位置調整手段と、を備え、第１位置調整手段は、複数の環状治具７ａと、各環状治具７ａに嵌入され、上部に各波長フィルタ３が固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具６と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部からの光を受ける入射側コリメートレンズと、
前記入射側コリメートレンズを通過した光から、それぞれ対応する所定の波長成分を分離する複数の波長フィルタと、
前記波長フィルタで分離された光を、前記波長成分毎に受ける複数の出射側コリメートレンズと、
前記出射側コリメートレンズを通過した光を、前記出射側コリメートレンズ毎に検出する複数の検出器と、
前記波長フィルタの位置を個別に調整することにより、前記検出器への入光位置を調整する第１位置調整手段と、を備え、
前記第１位置調整手段は、複数の環状治具と、
前記各環状治具に嵌入され、上部に前記各波長フィルタが固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具と、を備えた、光分波器。
【請求項２】
前記入射側コリメートレンズ、前記波長フィルタ、前記出射側コリメートレンズ、前記検出器を固定する筐体をさらに備え、
前記第１位置調整手段の前記各環状治具は、前記筐体に固定される、請求項１に記載の光分波器。
【請求項３】
前記入射側コリメートレンズ、前記波長フィルタ、前記出射側コリメートレンズ、前記検出器を固定する筐体をさらに備え、
前記第１位置調整手段の前記各環状治具は連結されて一の連結体を構成し、当該連結体は前記筐体の一面に、当該一面の面方向に位置調整可能に配設される、請求項１に記載の光分波器。
【請求項４】
前記環状治具は、前記円柱状治具に線接触する、請求項２又は３に記載の光分波器。
【請求項５】
前記筐体に固定され、前記検出器の入射光軸方向の位置を調整する第２位置調整手段をさらに備えた、請求項２〜４のいずれかに記載の光分波器。
【請求項６】
請求項３に記載の光分波器における位置調整方法であって、
（ａ）前記環状治具の連結体を前記筐体の前記一面において位置調整し、位置決めを行う工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記各円柱状治具の長手方向および当該長手方向を軸とした回転方向の位置調整をし、位置決めを行う工程と、
を備えた、光分波器における位置調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分波器における通過光の光軸を、波長成分毎に調整する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の光通信システムにおいて、異なる波長の光信号を同一の光ファイバにて伝送する波長多重光通信が注目されている。波長多重光通信では、多重する波長数に比例して信号速度を倍増することが可能となるため、システムのコストを抑えることが出来る。このような波長多重光通信では、受信側の検出器の前段において、各波長信号を分離する必要があり、そのために光分波器が使用される。
【０００３】
光分波器の従来例として、特許文献１の図１に開示された光分波器がある。当該光分波器は、積層された複数の波長フィルタとコリメートレンズを一体化した部品と、ファイバアレーとを結合したものである。波長λ１からλ４までの各光信号は、入力側の光ファイバの後段においてコリメートレンズにより平行光となり、波長フィルタに入射される。波長フィルタの反射波長に対応した波長信号が反射されることで、他の波長信号からコリメートレンズで集光されて、それぞれ出力側の光ファイバに入射する。
【０００４】
又、他の従来例として特許文献２では、レーザダイオード、フォトダイオード、ファイバ、コリメートレンズの結合系に、波長フィルタを挿入した構成により光信号の合分波を行う技術が開示されている。レーザダイオードから出力される光信号を、キャピラリに内蔵したファイバに結合することで、レーザダイオードから出力される光の角度ずれを補正でき、光軸の調整の時間を短縮して低コスト化を狙ったものである。
【０００５】
【特許文献１】特許第３８３８５６３号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の光分波器では、複数の波長フィルタとレンズを一体化した部品と、ファイバアレーとの位置決めを行う必要がある。特に、波長フィルタの位置や角度によって次段のファイバアレーに入光する光軸の位置が決定されるため、波長フィルタの位置及び角度を調整する必要がある。このような入光軸の位置決め調整を複数の光ファイバについて同時に行うことは困難であり、光分波器のコスト高に繋がっていた。
【０００７】
その点、特許文献２に記載の光分波器では、波長フィルタなどの各部品の位置をマイクロメータに連動する専用のハンドリング治具により調整し、接着剤やＹＡＧレーザによる溶接などで固定する。しかし、どこにどのように固定するのか具体的な記述はなく、固定方法によっては機械的に不安定な構成となり、信頼性が得られないといった問題点がある。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑み、波長フィルタ毎に光軸を容易に調整可能で、且つ機械的に安定して固定することが出来る光分波器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る光分波器は、外部からの光を受ける入射側コリメートレンズと、入射側コリメートレンズを通過した光から、それぞれ対応する所定の波長成分を分離する複数の波長フィルタと、波長フィルタで分離された光を、波長成分毎に受ける複数の出射側コリメートレンズと、出射側コリメートレンズを通過した光を、出射側コリメートレンズ毎に検出する複数の検出器と、波長フィルタの位置を個別に調整することにより、検出器への入光位置を調整する第１位置調整手段と、を備え、第１位置調整手段は、複数の環状治具と、上部に各波長フィルタが固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具と、を備えた。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る光分波器は、波長フィルタの位置を個別に調整することにより、検出器への入光位置を調整する第１位置調整手段を備え、第１位置調整手段は、複数の環状治具と、上部に各波長フィルタが固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具を備えた。これにより、各検出器５へ入射する光軸を波長フィルタ毎に個別に調整でき、歩留りが向上し、光分波器のコストを抑制できる。又、円柱状治具６の長手方向の位置及び回転角度を調整するだけで、検出器５に対する入射光軸の調整を容易に行う事が出来る。さらに、機械的に安定である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
＜構成＞
図１は、実施の形態１に係る光分波器の構成図である。実施の形態１に係る光分波器は、光ファイバ１、入射側コリメートレンズ２、波長フィルタ３、出射側コリメートレンズ４、検出器５、円柱状治具６、環状治具７ａ、筐体８，９を備えている。
【００１２】
光ファイバ１は波長λ１〜λ４までの光信号を入射側コリメートレンズ２に出力し、入射側コリメートレンズ２はこれらの光信号を集光し平行光とする。波長フィルタ３は波長λ１〜λ４に対応して４種類存在し、入射側コリメートレンズ２を透過した平行光から、対応する波長成分のみを反射（分波）する。出射側コリメートレンズ４は分波数に対応して設けられ、波長フィルタ３で分波された波長成分を集光する。検出器５は複数の出射側コリメートレンズ４の次段に夫々設けられ、コリメートレンズ４を透過した各波長成分を検出する。光ファイバ１０は各検出器５に対応して設けられ、検出器５で検出した各波長成分を光分波器の出力として外部に出力する。
【００１３】
各円柱状治具６の上部には各波長フィルタ３が夫々固着されており、各円柱状治具６は各環状治具７ａに夫々嵌入されている。円柱状治具６は図１に示すｚ方向の位置と、ｘｙ平面における回転角度の調整が可能である。当該調整を行うことにより、これに連動して各波長フィルタ３の姿勢が調整され、検出器３に入射する光軸の位置を調整できる。すなわち、円柱状治具６と環状治具７ａとによって、検出器５への入光位置を調整する第１位置調整手段となる。
【００１４】
なお、円柱状治具６は、対応する波長フィルタ３を透過した光が減衰することを防ぐため、透過性の高い物質で形成することが出来る。あるいは、円柱状治具６は波長フィルタ３をその下辺側の一部で固定し、波長フィルタ３を透過した光が円柱状治具６に干渉しないような構成にしても良い。
【００１５】
又、光ファイバ１、検出器５は筐体８により固定され、入射側コリメートレンズ２及び出射側コリメートレンズ４は筐体９により固定されている。環状治具７ａは、筐体８及び筐体９の双方により固定されている。
【００１６】
すなわち、実施の形態１に係る光分波器は、外部からの光を受ける入射側コリメートレンズ２と、入射側コリメートレンズ２を通過した光から、夫々対応する所定の波長成分を分離する複数の波長フィルタ３と、波長フィルタ３で分離された光を、波長成分毎に受ける複数の出射側コリメートレンズ４と、出射側コリメートレンズ４を通過した光を、出射側コリメートレンズ４毎に検出する複数の検出器５と、波長フィルタ３の位置を個別に調整することにより、検出器５への入光位置を調整する第１位置調整手段と、を備え、第１位置調整手段５は、複数の環状治具７ａと、各環状治具７ａに嵌入され、上部に各波長フィルタ３が固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具６と、を備えている。これにより、波長フィルタ毎に各検出器５へ入射する光軸を個別に調整でき、歩留りが向上し、低コストな光分波器が実現する。又、円柱状治具６の長手方向の位置及び回転角度を調整するだけで、検出器５に対する入射光軸の調整を簡便に行う事が出来る。さらに、円柱状治具６を環状治具７ａに嵌入する構成としたことにより、機械的強度を有する信頼性の高い光分波器となる。
【００１７】
又、入射側コリメートレンズ２、出射側コリメートレンズ４、検出器５を固定する筐体８，９をさらに備え、第１位置調整手段の各環状治具７ａは、筐体８，９に固定される。環状治具７ａによって円柱状治具６を筐体８，９に固定することにより、機械的強度を有する信頼性の高い光分波器となる。
【００１８】
＜光軸調整＞
検出器５に入射する光の光軸調整は、検出器５にて受光される光強度が最大となるように、波長フィルタ４のｚ方向（図１参照）の位置と、ｘｙ平面（図１参照）における回転角度を調整することによって行う。
【００１９】
ｘ方向への光軸調整は、円柱状治具６をｚ方向に移動することにより行う。ｙ方向への光軸調整は、円柱状治具６をｘｙ平面方向に回転することにより行う。円柱状治具６を回転した場合には光軸のｘ方向位置も変化するため、円柱状治具６をｚ方向に移動して再調整することが必要である。こうして円柱状治具６の位置を決定後、円柱状治具６をＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで環状治具７ａに固定する。
【００２０】
上記の作業を、波長λ１〜λ４に対応した４つの円柱状治具６について１つずつ順番に実施する。このようにして、すべての検出器５に対して光軸を合わせることができる。
【００２１】
なお、本実施の形態では分波する波長数を４としたが、波長数はこれに限定されず、８あるいは１６など更に増大しても良い。同時に全ての波長の光軸を合わせる方式では、波長数が増大すると困難になるが、順番に各波長の光軸を合わせる本実施形態の光分波器では、多くの波長数に対応することが出来る。
【００２２】
＜効果＞
すなわち、実施の形態１に係る光分波器は、外部からの光を受ける入射側コリメートレンズ２と、入射側コリメートレンズ２を通過した光から、夫々対応する所定の波長成分を分離する複数の波長フィルタ３と、波長フィルタ３で分離された光を、波長成分毎に受ける複数の出射側コリメートレンズ４と、出射側コリメートレンズ４を通過した光を、出射側コリメートレンズ４毎に検出する複数の検出器５と、波長フィルタ３の位置を個別に調整することにより、検出器５への入光位置を調整する第１位置調整手段と、を備え、第１位置調整手段５は、複数の環状治具７ａと、各環状治具７ａに嵌入され、上部に各波長フィルタ３が固着され、長手方向の位置及び当該長手方向を軸とした回転角度が調整可能な複数の円柱状治具６と、を備えている。これにより、波長フィルタ毎に各検出器５へ入射する光軸を個別に調整でき、歩留りが向上し、低コストな光分波器が実現する。又、円柱状治具６の長手方向の位置及び回転角度を調整するだけで、検出器５に対する入射光軸の調整を簡便に行う事が出来る。さらに、円柱状治具６を環状治具７ａに嵌入する構成としたことにより機械的強度を有する信頼性の高い光分波器となる。
【００２３】
又、実施の形態１に係る光分波器は、入射側コリメートレンズ２、出射側コリメートレンズ４、検出器５を固定する筐体８，９をさらに備え、第１位置調整手段の各環状治具７ａは、筐体８，９に固定される。円柱状治具６を、環状治具７ａによって筐体８，９に固定することにより、機械的強度を有する信頼性の高い光分波器となる。
【００２４】
（実施の形態２）
図２は、実施の形態２に係る光分波器の構成図である。実施の形態２に係る光分波器は、環状治具の構成のみが実施の形態１とは異なる。よって、以下では環状治具の構成について説明し、それ以外の構成については説明を省略する。
【００２５】
実施の形態１の光分波器における環状治具７ａは、複数の波長フィルタ３に対応して複数設けられ、それらは互いに独立であった。実施の形態２の環状治具７ｂは、複数の波長フィルタ３に対応して複数設けられているが、それらが互いに連結して一つの連結体を構成したものである。
【００２６】
又、環状治具７ｂの連結体は筐体８，９に固定されておらず、筐体９の側面に沿って図２に示すｘｙ平面上で位置調整が可能である。
【００２７】
すなわち、入射側コリメートレンズ２、出射側コリメートレンズ４、検出器５を固定する筐体８，９をさらに備え、第１位置調整手段の各環状治具７ｂは連結されて一の連結体を構成し、当該連結体は筐体９の一面に、当該一面の面方向に位置調整可能に配設される。これにより、環状治具７ｂを筐体９の当該一面の面方向に沿って位置決めすることが出来るため、より確実な光軸調整が可能となり、光分波器の歩留りが向上する。
【００２８】
光軸の位置調整については、例えば、λ１及びλ４の波長成分の検出器５における検出光強度が大きくなるように、環状治具７ｂの連結体のｘｙ方向の位置及びｘｙ平面における回転角度の調整を行う。これに先立って、円柱状治具６はある程度粗調整をしていても良い。環状治具７ｂの連結体の位置決めを行ったら、ＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで環状治具７ｂの連結体を筐体９に固定する。
【００２９】
その後、各円柱状治具６について、実施の形態１で示したように長手方向の位置と、図のｘｙ平面における回転角度の調整を順番に行い、ＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで筐体に固定する。
【００３０】
すなわち、実施の形態２に係る光分波器における位置調整方法は、（ａ）環状治具７ｂの連結体を筐体９の一面において位置調整し、位置決めを行う工程と、（ｂ）工程（ａ）の後に、各円柱状治具６の長手方向（ｚ方向）及び長手方向を軸とした回転方向（ｘｙ方向）の位置を調整し、位置決めを行う工程と、を備えている。円柱状治具６の位置決めを行う前に環状治具７ｂの連結体の位置を決定しておくことで、より確実な光軸調整が可能となり、光分波器の歩留りが向上する。
【００３１】
＜効果＞
実施の形態２に係る光分波器では、上述のように入射側コリメートレンズ２、出射側コリメートレンズ４、検出器５を固定する筐体８，９をさらに備え、第１位置調整手段の各環状治具７ｂは連結されて一の連結体を構成し、当該連結体は筐体９の一面に、当該一面の面方向に位置調整可能に配設される。これにより、環状治具７ｂを筐体９の当該一面の面方向に沿って位置決めすることが出来るため、より確実な光軸調整が可能となり、光分波器の歩留りが向上する。
【００３２】
又、実施の形態２に係る波長フィルタの位置決め方法は、（ａ）環状治具７ｂの連結体を筐体９の一面において位置調整し、位置決めを行う工程と、（ｂ）工程（ａ）の後に、各円柱状治具６の長手方向（ｚ方向）及び長手方向を軸とした回転方向（ｘｙ方向）の位置を調整し、位置決めを行う工程と、を備えている。円柱状治具６の位置決めを行う前に環状治具７ｂの連結体の位置を決定しておくことで、より確実な光軸調整が可能となり、光分波器の歩留りが向上する。
【００３３】
（実施の形態３）
図３は、実施の形態３における、円柱状治具６と環状治具７の接触部分を示した図である。実施の形態３の光分波器では、円柱状治具６について、ｘ方向及びｘｙ平面における回転角度だけでなく、煽り角度も任意に調整可能にしたものである。円柱状治具６を固定する環状治具の形状が実施の形態１と異なるため、以下環状治具の形状について説明する。なお、その他の構成要素は実施の形態１と同一であるため、説明を省略する。
【００３４】
図３（ａ）に示すように、環状治具７ｃは、その先端が円形状となっている。これにより、環状治具７ｃは円柱状治具６と線接触することとなり、円柱状治具６は煽り角度を変えることができる。
【００３５】
実施の形態１で示した方法により円柱状治具６の位置、回転角度調整を行った後、煽り角度をも調整する。このように円柱状治具６の姿勢を決定したら、ＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで、環状治具７ｃと固定する。
【００３６】
なお、環状治具は円柱状治具６と線接触する形状になっていれば良く、先端形状は円形状に限らない。例えば、図３（ｂ）に示した環状治具７ｄのように、先端が三角形状になっていても良い。
【００３７】
すなわち、実施の形態３に係る光分波器において、環状治具７ｃ（７ｄ）は、円柱状治具６に線接触する。これにより、円柱状治具６はｘ方向の位置及びｘｙ平面（図１参照）における回転角度に加えて、煽り角度も調整することが出来る。その結果、より正確に検出器５に入射する光の光軸調整を行う事ができ、光分波器の歩留りが向上する。
【００３８】
＜効果＞
すなわち、実施の形態３に係る光分波器において、上述したように、環状治具７ｃ（７ｄ）は、円柱状治具６に線接触する。これにより、円柱状治具６はｘ方向の位置及びｘｙ平面における回転角度に加えて、煽り角度も調整することが出来る。その結果、より正確に検出器５に入射する光の光軸調整を行う事ができ、光分波器の歩留りが向上する。
【００３９】
（実施の形態４）
図４は実施の形態４における、検出器５周辺の構成を示した図である。実施の形態４における光分波器は、検出器５のｚ方向（図４参照）の位置を調整可能にしたものであり、検出器５周辺の構成のみが実施の形態１とは異なる。
【００４０】
実施の形態１〜３では、検出器５は筐体９に固定されており、位置調整は不可能である。検出器５に入射する光の焦点位置の調整は、部品の加工精度によって合わせるものであるが、部品の加工精度が悪ければ、検出器５の位置を調整することが必要となる。
【００４１】
実施の形態４の光分波器では、図４に示すように、検出器５が環状治具７ｅを介して筐体９に固定されており、環状治具７ｅと固定する前にｚ方向の位置を調整することが出来る。その他の構成については実施の形態１と同様であるため、説明は省略する。なお、検出器５を固定する環状治具７ｅには、実施の形態１における環状治具７ａと同様の構成のものを用いることが出来るし、検出器５を固定する限りにおいてどのような構成でも良い。
【００４２】
光軸調整の方法としては、まず、実施の形態１で示した手順により、λ１について円柱状治具６のｚ方向及びｘｙ平面における回転角度を調整し、光軸のｘ方向及びｙ方向の位置を調整する。光軸の位置調整を行ったら、ＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで、円柱状治具６を環状治具７ａに固定する。
【００４３】
その後、検出器５の受光強度が最大になるように、検出器５を環状治具７ｅ内でｚ方向にスライドさせ、その後、ＹＡＧレーザなどによる溶接や紫外線硬化樹脂などで、検出器５を環状治具７ｅに固定する。以上の手順を順番に全ての波長成分について行う。
【００４４】
すなわち、実施の形態５に係る光分波器は、筐体９に固定され、検出器５の入射光軸方向の位置を調整する第２位置調整手段としての環状治具７ｄをさらに備えている。これにより、部品の加工精度が悪いために検出器５に入射する光の焦点位置がずれていたとしても、検出器５の位置を調整して焦点を合わせることができる。この結果、波長毎に光軸を確実に調整でき、光分波器の歩留りが向上する。
【００４５】
＜効果＞
実施の形態５に係る光分波器は、上述したように、筐体９に固定され、検出器５の入射光軸方向（ｚ方向）の位置を調整する第２位置調整手段としての環状治具７ｄをさらに備えている。これにより、部品の加工精度が悪いために検出器５に入射する光の焦点位置がずれていたとしても、検出器５の位置を調整して焦点を合わせることができる。この結果、波長毎に光軸を確実に調整でき、光分波器の歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１に係る光分波器の構成図である。
【図２】実施の形態２に係る光分波器の構成図である。
【図３】実施の形態３に係る円柱状治具及び環状治具の構成図である。
【図４】実施の形態４に係る検出器周辺の構成図である。
【符号の説明】
【００４７】
２  入射側コリメートレンズ、３  波長フィルタ、４  出射側コリメートレンズ、５  検出器、６  円柱状治具、７ａ〜７ｅ  環状治具、８，９  筐体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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