(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した２波の波長光中の伝送損失率の大きい方の波長の光を透過し小さい方の光を反射して２波長の光を合波分波することができる誘電体多層膜フィルタと、誘電体多層膜フィルタに対して一方の光導波路を構成するポリマ材料の直線光導波路および他方の光導波路を構成するポリマ材料のＹ分岐光導波路を光導波路基板に形成する２波長光合波分波器において、
一方の光導波路を構成し、伝送損失率の大きい波長の光に対する直線光導波路２１と、他方の光導波路を構成し、伝送損失率の小さい波長の光に対するＹ分岐光導波路２２とは光導波路基板における形成の方向を異にし、
光導波路基板の右上部において横方向に形成された第２の断面Ｖ字状溝３０を具備し、第２の断面Ｖ字状溝３０には第２のポートを構成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定されており、
光導波路基板の左上部において横方向に形成される第１の断面Ｖ字状溝４０を具備し、第１の断面Ｖ字状溝４０には第１のポートを構成する第１の直角端面光ファイバ４が嵌合固定されており、
光導波路基板の下部において縦方向に２本形成された第３と第４の断面Ｖ字状溝４０、４０を具備し、この断面Ｖ字状溝４０、４０には２本のポートを構成する第３と第４の直角端面光ファイバ４、４がそれぞれ嵌合固定されており、
光導波路基板の下側において横方向に形成される第１の断面矩形溝６を具備し、
光導波路基板の左側において縦方向に形成される第２の断面矩形溝６２を具備し、
光導波路基板の右上部において縦方向に関して傾斜して形成される傾斜断面矩形溝６０を具備し、
光導波路基板の上部において横方向に極く短く形成される直線光導波路２１を具備し、この直線光導波路２１の一方の端面は第２の断面矩形溝６２に第１のポートを構成する第１の直角端面光ファイバ４に対向して露出すると共に他方の端面は傾斜断面矩形溝６０に第２のポートを構成する傾斜端面光ファイバ３に対向して露出しており、
光導波路基板の上部から下部に亘って縦方向に形成されるＹ分岐光導波路２２を具備し、その直線部２２１の傾斜端面は傾斜断面矩形溝６０に第２のポートを構成する傾斜端面光ファイバ３に対向して露出すると共に、その２本の分岐部２２２、２２３の端面は第１の横方向断面矩形溝６に第３と第４のポートを構成する第３と第４の直角端面光ファイバ４、４にそれぞれ対向して露出しおり、
直線光導波路２１とＹ分岐光導波路の直線部２２１の共通露出端面に接触して傾斜断面矩形溝３０に挿入固定される誘電体多層膜フィルタ５を具備し、
なおかつ、上記光導波路基板はシリコンにより構成され、上記光ファイバ固定溝である断面Ｖ字状溝はシリコン光導波路基板に異方性エッチングを施して形成したものであることを特徴とする２波長光合波分波器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、２波長光合波分波器に関し、特に、ＦＴＴＨに使用される２波長光合波分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
日本国におけるＦＴＴＨ構想においては、１．  ３１μｍ波長光および１．  ５５μｍ波長光の２波長光による波長多重通信が計画されている。１．  ３１μｍ波長光は、デジタル通信信号として基地局←→ユーザ宅間において双方向の通信を行うのに使用される。そして、１．  ５５μｍ波長光はアナログ映像信号として基地局→ユーザ宅の片方向の放送を行うのに使用される。従って、ユーザ宅には１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光の２波長光を分離し、１．  ５５μｍ波長光は映像受信ユニットへ導くと共に、１．  ３１μｍ波長光はデジタル通信の送信ユニットおよび受信ユニットへ導く２波長光合波分波器が必要とされる。以下、図を参照してＦＴＴＨ用波長光合波分波器の従来例を具体的に説明する。
【０００３】
図３および図４において、１はシリコンＳｉより成る光導波路基板を示す。この光導波路基板１の一方の端部の表面には断面Ｖ字状溝４０が３本形成されている。この光導波路基板１の一方の端部の表面には断面Ｖ字状溝４０と直交する方向に断面矩形溝６が形成されている。光導波路基板１の他方の端部の表面には一方の端部に形成されると同様の断面Ｖ字状溝３０が１本形成されている。この光導波路基板１の他方の端部の表面には断面Ｖ字状溝３０と直交せず交差する傾斜断面矩形溝６０が形成されている。
【０００４】
光導波路基板１の一方の端部の表面に形成される３本の断面Ｖ字状溝４０のそれぞれには端面がファイバ延伸方向と直角である直角端面光ファイバ４が嵌合固定されている。４１は光ファイバ芯線を示す。光導波路基板１の他方の端部の表面に形成される１本の断面Ｖ字状溝３０には端面がファイバ延伸方向と直交しない傾斜面を形成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定されている。２１は直線光導波路であり、光導波路基板１の一方の端部の断面矩形溝６と他方の端部の傾斜断面矩形溝６０に亘って光導波路基板１の表面に形成される。そして、直線光導波路２１の端面はポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定される断面Ｖ字状溝４０に対向して断面矩形溝６に露出すると共に、ポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定される断面Ｖ字状溝３０に対向して傾斜断面矩形溝６０に露出している。２２はＹ分岐光導波路であり、直線部２２１と分岐部２２２より成る。このＹ分岐光導波路２２は光導波路基板１の一方の端部の断面矩形溝６と他方の端部の傾斜断面矩形溝６０に亘って光導波路基板１の表面に形成される。分岐部２２２の端面の一方はポートＰ３１を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定される断面Ｖ字状溝４０に対向して断面矩形溝６に露出すると共に分岐部２２２の端面の他方はポートＰ３２を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定される断面Ｖ字状溝４０に対向して断面矩形溝６に露出している。そして、Ｙ分岐光導波路２２の直線部２２１の端面は、ポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定される断面Ｖ字状溝３０に対向して傾斜断面矩形溝６０に露出し、直線光導波路２１の端面とＹ分岐光導波路２２の直線部２２１の端面は共通端面を構成している。５は誘電体多層膜フィルタである。この誘電体多層膜フィルタ５は、光導波路基板１の他方の端部の傾斜断面矩形溝６０に露出する直線光導波路２１の端面とＹ分岐光導波路２２の直線部２２１の端面の共通端面と、断面Ｖ字状溝３０に嵌合固定される傾斜端面光ファイバ３の傾斜端面との間において、これら両端面に接触した状態で傾斜断面矩形溝６０に挿入固定されている。
【０００５】
斜端面光ファイバ３および直角端面光ファイバ４としては通常、２５０μｍピッチの多芯テープファイバが使用される。また、これら光ファイバと光導波路との間の位置合わせは、光導波路基板１に高精度に形成される断面Ｖ字状溝３０、４０により光ファイバを整列させて実施する。
ここで、１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光の波長多重信号は、ポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４を介して直線光導波路２１に導入され、誘電体多層膜フィルタ５により分離される。ここで、１．  ５５μｍ波長光は誘電体多層膜フィルタ５を透過し、ポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３を介してユーザ宅の映像受信ユニットに入力される。一方、１．  ３１μｍ光は誘電体多層膜フィルタ５により反射し、Ｙ分岐光導波路２２の直線部２２１に導入されて分岐部２２２に分割され、ポートＰ３１を構成する直角端面光ファイバ４を介してユーザ宅の受信ユニットに導入される。これとは逆に、ユーザ宅の送信ユニットからポートＰ３２を構成する直角端面光ファイバ４を介して導入された１．  ３１μｍ光は、Ｙ分岐光導波路２２、誘電体多層膜フィルタ５、直線光導波路２１、ポートＰ１  を介して基地局に送信される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上の２波長光合波分波器の従来例においては、直線光導波路２１とＹ分岐光導波路２２は光導波路基板１表面において並列して形成されているので、両者はほぼ同程度の導波路長に構成される結果になる。そして、これら直線光導波路２１とＹ分岐光導波路２２はポリマを構成材料としている。
【０００７】
ところが、ポリマを構成材料とする光導波路の多くは１．  ３１μｍ波長光に対しては損失の小さい実用的な性能を発揮するが、１．  ５５μｍ波長光に対しては損失が大きい。代表的な導波路材料であるアクリル系ポリマは１．  ３１μｍ波長光に対する損失は０．  ３ｄＢ／ｃｍ以下であるのに対して、１．  ５５μｍ波長光に対する損失は数ｄＢ／ｃｍ程度と大きくなる。最近、アクリル系ポリマと比較して損失の小さいポリイミド系ポリマが開発されているが、これにしても、損失は１．  ３１μｍ波長光に対して０．  ３ｄＢ／ｃｍ、１．  ５５μｍ波長光に対して０．  ９ｄＢ／ｃｍを示し、１．  ５５μｍ帯における損失は大きい。
【０００８】
ＦＴＴＨ用の２波長光合波分波器にポリマ光導波路を適用する場合、上述した特性から、１．  ５５μｍ波長の光の流通する直線光導波路２１の長さは極力短くするのが望ましい。しかし、図３の２波長光合波分波器においては、直線光導波路２１とＹ分岐光導波路２２の長さはほぼ同等とならざるを得ない。
一方において、Ｙ分岐光導波路２２の損失を少なくするには光導波路長を長くしてゆるやかな曲線とするのが望ましい上に、Ｙ分岐の分岐幅は多芯テープ光ファイバのピッチに合わせて２５０μｍピッチとするのが都合がよいところから、Ｙ分岐光導波路２２の光導波路長は或る一定限度より短くすることはできない。従って、この実施例においては、１．  ５５μｍ波長光を伝送する直線光導波路２１の長さをこの一定限度より短くすることはできないことになる。
【０００９】
ここで、図５の従来例の如く直線光導波路２１の長さのみを短縮する構成を採用することはできる。図５の従来例は、図３の従来例においてポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４を嵌合固定する断面Ｖ字状溝４０を大きく延伸形成して直線光導波路２１に換えて直角端面光ファイバ４を延長し、実質の直線光導波路２１は図示される如く短縮したものである。延長した直角端面光ファイバ４の端面は、断面矩形溝６１を新たに加工形成してここに露出せしめている。
【００１０】
図５の従来例の場合、ポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４を嵌合固定する断面Ｖ字状溝４０を大きく延伸形成する必要が生ずる。更に、断面矩形溝６１を新たに加工形成する必要が生ずる。これら両必要性を満足するのは異方性エッチング加工およびダイシングソー加工技術上必ずしも容易ではない。
この発明は、廉価で生産性の良好なポリマを構成材料とする光導波路を採用する上述の問題を解消した２波長光合波分波器を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１：２波長の光を合波分波する誘電体多層膜フィルタ５と誘電体多層膜フィルタ５に対して一方の光導波路を構成する直線光導波路２１および他方の光導波路を構成するＹ分岐光導波路２２を光導波路基板１に形成する２波長光合波分波器において、一方の光導波路を構成する直線光導波路２１と他方の光導波路を構成するＹ分岐光導波路２２とは光導波路基板１における形成の方向を異にする２波長光合波分波器を構成した。
【００１２】
そして、光導波路基板１の右上部において横方向に形成された断面Ｖ字状溝３０を具備し、この断面Ｖ字状溝３０にはポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定されており、光導波路基板１の左上部において横方向に形成される断面Ｖ字状溝４０を具備し、この断面Ｖ字状溝４０にはポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定されており、光導波路基板１の下部において縦方向に２本形成された断面Ｖ字状溝４０を具備し、この断面Ｖ字状溝４０にはポートＰ３１およびポートＰ３２を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定されており、光導波路基板１の下側において横方向に形成される断面矩形溝６を具備し、光導波路基板１の左側において縦方向に形成される断面矩形溝６２を具備し、光導波路基板１の右上部において縦方向に関し傾斜して形成される傾斜断面矩形溝６０を具備し、光導波路基板１の上部において横方向に極く短く形成される直線光導波路２１を具備し、この直線光導波路２１の一方の端面は断面矩形溝６２にポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４に対向して露出すると共に、他方の端面は傾斜断面矩形溝６０にポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３に対向して露出しており、光導波路基板１の上部から下部に亘って縦方向に形成されるＹ分岐光導波路２２を具備し、その直線部２２１の傾斜端面は傾斜断面矩形溝６０にポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３に対向して露出すると共にその分岐部２２２、２２３の端面は横方向断面矩形溝６にポートＰ３１、Ｐ３２を構成する直角端面光ファイバ４に対向して露出しおり、直線光導波路２１とＹ分岐光導波路２２の直線部２２１の共通露出端面に接触して傾斜断面矩形溝６０に挿入固定される誘電体多層膜フィルタ５を具備し、光導波路基板１はシリコンにより構成され、光ファイバ固定溝である断面Ｖ字状溝はシリコン光導波路基板に異方性エッチングを施して形成した２波長光合波分波器を構成した。
【００１３】
また、直線光導波路２１およびＹ分岐光導波路２２はポリマ材料により構成されるものであることを特徴とする２波長光合波分波器を構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の形態を図１および図２を参照して説明する。図１および図２において、図３ないし図５における部材と共通する部材には共通する参照符号を付与している。
図１において、３０は光導波路基板１の右上部において横方向に形成された断面矩形溝であり、ポートＰ２  を構成する傾斜端面光ファイバ３が嵌合固定されている。
【００１５】
４０は光導波路基板１の左上部において横方向に形成されると共に、下部において縦方向に２本形成された断面Ｖ字状溝である。この左上部の断面Ｖ字状溝４０にはポートＰ１  を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定されている。光導波路基板１の下部に形成された断面Ｖ字状溝４０にはポートＰ３１およびポートＰ３２を構成する直角端面光ファイバ４が嵌合固定されている。
【００１６】
６は光導波路基板１の下側において横方向に形成された断面矩形溝であり、６２は光導波路基板１の左側において縦方向に形成された断面矩形溝である。
６０は光導波路基板１の右上部において縦方向に関して傾斜して形成された傾斜断面矩形溝である。
直線光導波路２１は光導波路基板１の上部において横方向に極く短く形成されて、傾斜断面矩形溝６０および断面矩形溝６２に端面を露出している。
【００１７】
Ｙ分岐光導波路２２は光導波路基板１の上部から下部に亘って縦方向に形成され、その直線部２２１の傾斜端面は傾斜断面矩形溝６０に露出している。この直線部２２１の傾斜端面は直線光導波路２１の傾斜端面と共通の露出端面を構成している。Ｙ分岐光導波路２２の分岐部２２２および分岐部２２３は断面矩形溝６に端面を露出している。
【００１８】
誘電体多層膜フィルタ５は直線光導波路２１とＹ分岐光導波路２２の直線部２２１の共通露出端面に接触して傾斜断面矩形溝６０に挿入固定されている。
以上の２波長光合波分波器において、光導波路基板１の左上部において横方向に形成された光ファイバ固定溝である断面Ｖ字状溝４０に嵌合固定された直角端面光ファイバ４から入力した１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光より成る波長多重信号は、横方向に形成された短い直線光導波路２１を介して誘電体多層膜フィルタ５に入射する。誘電体多層膜フィルタ５に入射した波長多重信号の内の１．  ５５μｍ波長光はこの誘電体多層膜フィルタ５を透過し、光導波路基板１の右上部において横方向に形成された光ファイバ固定溝である断面Ｖ字状溝３０に嵌合固定された傾斜端面光ファイバ３に送り込まれ、映像受信ユニットへ導入される。これ対して、波長多重信号の内の１．  ３１μｍ波長光は誘電体多層膜フィルタ５に入射してこれにより反射せしめられ、Ｙ分岐光導波路２２の直線部２２１および分岐部２２２、ポートＰ３１を構成する直角端面光ファイバ４を介して受信ユニットへ導入される。これとは逆に、ポートＰ３２を構成する直角端面光ファイバ４を介して入力された１．  ３１μｍ波長光の信号はＹ分岐光導波路２２を介して誘電体多層膜フィルタ５に入射し、ここで反射せしめられて直線光導波路２１に導入され、ポートＰ１  を介して出力される。
【００１９】
【発明の効果】
以上の通りであって、この発明の２波長光合波分波器は、直線光導波路２１は光導波路基板１に横方向に形成されるに対して、Ｙ分岐光導波路２２は形成される方向を直線光導波路２１の形成される方向と異にする縦方向とされている。ここで、直線光導波路２１の長さは、Ｙ分岐光導波路２２の分岐幅程度で充分であり、Ｙ分岐光導波路２２の長さは直線光導波路２１の長さとは無関係に、独立して如何なる長さにも設定することができる。即ち、１．  ５５μｍ波長の光が伝送される光導波路は極く短いので、１．  ５５μｍ波長光波長に対する損失の大きいポリマ光導波路を使用しても差し支えないことになる。従って、１．  ５５μｍ波長光に対して損失の大きいポリマ材料により光導波路を構成することができ、廉価で生産性の良好な２波長光合波分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を説明する図。
【図２】光導波路基板を説明する図。
【図３】従来例を説明する図。
【図４】光導波路基板の従来例を説明する図。
【図５】他の従来例を説明する図。
【符号の説明】
１  光導波路基板
２１  直線光導波路
２２  Ｙ分岐光導波路
５  誘電体多層膜フィルタ
【図１】
0003616983.tif 000002
【図２】
0003616983.tif 000003
【図３】
0003616983.tif 000004
【図４】
0003616983.tif 000005
【図５】
0003616983.tif 000006