(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体多層膜フィルタを使用して２波長の光を合波分波する２波長光合波分波器において、
光導波路基板に直線状に形成される光ファイバ固定溝を具備し、
上記光ファイバ固定溝に嵌合固定される２つの光ファイバを具備し、
上記光導波路基板に形成され、上記光ファイバ固定溝にその延伸方向に関して傾斜して交差する誘電体多層膜フィルタ挿入溝を具備し、
上記誘電体多層膜フィルタ挿入溝の上記光ファイバ固定溝と交差する領域に挿入され、上記光ファイバのそれぞれの端面に接触する誘電体多層膜フィルタを具備し、
上記光導波路基板に形成され、上記誘電体多層膜フィルタに端面を近接配置したＹ分岐光導波路を具備することを特徴とする２波長光合波分波器。
【請求項２】
請求項１に記載される２波長光合波分波器において、
誘電体多層膜フィルタに近接配置したＹ分岐光導波路の直線部の端面はその延伸方向に関して傾斜した傾斜面とすると共に、光ファイバの誘電体多層膜フィルタに接触する光ファイバ端面はその延伸方向に関して傾斜した傾斜面とすることを特徴とする２波長光合波分波器。
【請求項３】
請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、
Ｙ分岐光導波路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。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、
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ものであることを特徴とする２波長光合波分波器。
【請求項５】
請求項４に記載される２波長光合波分波器において、
光ファイバ固定溝は断面Ｖ字状溝の傾斜側壁部に連続する垂直側壁部を有する固定溝としたことを特徴とする２波長光合波分波器。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、
誘電体多層膜フィルタ挿入用の断面矩形溝は、光ファイバを嵌合固定する２本の断面Ｖ字状溝を連通して加工形成して長尺の１本の光ファイバを断面Ｖ字状溝に亘って嵌合固定し、断面Ｖ字状溝の延伸方向に関して傾斜して光ファイバを切断すると共に加工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。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、
光ファイバおよび誘電体多層膜フィルタは屈折率を整合させた光学接着剤を使用して接合固定したことを特徴とする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。この２波長光合波分波器の従来例を図４を参照して説明する。
【０００３】
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。光導波路基板１の中間部の表面にはフィルタ挿入用の断面矩形溝２が形成されている。断面矩形溝２には誘電体多層膜フィルタ３が挿入固定されている。４１は光導波路基板１の表面に形成される光導波路であり、光導波路基板１の一方の端面から断面矩形溝２の左側面に亘って形成され、その端面を光導波路基板１の一方の端面および断面矩形溝２の左側面に露出している。４２も光導波路基板１の表面に形成される光導波路であり、同様に光導波路基板１の一方の端面から断面矩形溝２の左側面に亘って形成され、その端面を光導波路基板１の一方の端面および断面矩形溝２の左側面に露出している。４３はＹ分岐光導波路であり、その直線部４３０の左端面を断面矩形溝２の右側面に露出して光導波路基板１の表面に形成されている。このＹ分岐光導波路４３の右端は一方の分岐部４３１および他方の分岐部４３２に分岐している。一方の分岐部４３１は５により示されるホトダイオードに終端し、他方の分岐部４３２は６により示されるレーザダイオードに終端している。７１はポートＰ１  を構成する光ファイバであり、７２はポートＰ２  を構成する光ファイバである。
【０００４】
ここで、入力した１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光の波長多重信号はポートＰ１  を構成する光ファイバ７１を介して光導波路４１に導入され、誘電体多層膜フィルタ３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により反射し、光導波路４２を介してポートＰ２  を構成する光ファイバ７２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を透過し、Ｙ分岐光導波路４３の直線部４３０に導入されて分岐部４３１および分岐部４３２に分岐され、分岐部４３１に接続するユーザ宅の受信ユニットであるホトダイオード５に導入される。これとは逆にユーザ宅の送信ユニットであるレーザダイオード６から送り出された１．  ３１μｍ光は、Ｙ分岐光導波路４３、誘電体多層膜フィルタ３、光導波路４１、ポートＰ１  を介して基地局に送信される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
２波長光合波分波器は、入力した１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光の双方は、光導波路４１を介して誘電体多層膜フィルタ３に供給されると共に、誘電体多層膜フィルタ３により反射および透過光した光も各別の光導波路４２或いはＹ分岐光導波路４３に導入する構成を有するものである。それ故に、光導波路は１．  ３１μｍ波長光／１．  ５５μｍ波長光の双方に対して低損失であることを要請される。ここで、以上の光導波路は何れもポリマを構成材料としている。
【０００６】
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。
【０００７】
従って、以上の２波長光合波分波器の従来例においては、ポリマを構成材料とする光導波路は必ずしも好適な光導波路とはいい難いものである。
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１：誘電体多層膜フィルタ３を使用して２波長の光を合波分波する２波長光合波分波器において、光導波路基板１に形成される光ファイバ固定溝８１、８２を具備し、光ファイバ固定溝８１、８２に嵌合固定される光ファイバ７１、７２を具備し、光導波路基板１に形成され光ファイバ固定溝８１、８２にその延伸方向に関して傾斜して交差する誘電体多層膜フィルタ挿入溝２を具備し、誘電体多層膜フィルタ挿入溝２の光導波路基板１と交差する領域に挿入され光ファイバ端面に接触する誘電体多層膜フィルタ３を具備し、光導波路基板１に形成され誘電体多層膜フィルタ３に端面を近接配置したＹ分岐光導波路４３を具備する２波長光合波分波器を構成した。
【０００９】
そして、請求項２：請求項１に記載される２波長光合波分波器において、誘電体多層膜フィルタ３に近接配置したＹ分岐光導波路４３の直線部４３０の端面はその延伸方向に関して傾斜した傾斜面とすると共に、光ファイバ７１、７２の誘電体多層膜フィルタ３に接触する光ファイバ端面はその延伸方向に関して傾斜した傾斜面とする２波長光合波分波器を構成した。
【００１０】
また、請求項３：請求項１および請求項２の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、Ｙ分岐光導波路４３はポリマ材料により構成されるものである２波長光合波分波器を構成した。
更に、請求項４：請求項１ないし請求項３の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、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８１、８２はシリコン光導波路基板１に異方性エッチングを施して形成したものである２波長光合波分波器を構成した。
【００１１】
そして、請求項５：請求項４に記載される２波長光合波分波器において、
光ファイバ固定溝は断面Ｖ字状溝８１、８２の傾斜側壁部に連続する垂直側壁部９を有する固定溝とした２波長光合波分波器を構成した。
また、請求項６：請求項１ないし請求項５の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、誘電体多層膜フィルタ挿入用の断面矩形溝２は、光ファイバを嵌合固定する２本の断面Ｖ字状溝８１および断面Ｖ字状溝８２を連通して加工形成して長尺の１本の光ファイバを断面Ｖ字状溝８１、８２に亘って嵌合固定し、断面Ｖ字状溝の延伸方向に関して傾斜して光ファイバを切断すると共に加工形成したものである２波長光合波分波器を構成した。
【００１２】
更に、請求項７：請求項１ないし請求項６の内の何れかに記載される２波長光合波分波器において、光ファイバ７１、７２および誘電体多層膜フィルタ３は屈折率を整合させた光学接着剤を使用して接合固定した２波長光合波分波器を構成した。
【００１３】
【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。図において、図４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。
この発明の２波長光合波分波器の製造の順序は、先ず、光導波路基板１の表面に直線部４３０、分岐部４３１、分岐部４３２より成るＹ分岐光導波路４３および、第１のポートＰ１  を構成する光ファイバ７１を嵌合固定する断面Ｖ字状溝８１および第２のポートＰ２  を構成する光ファイバ７２を嵌合固定する断面Ｖ字状溝８２を加工形成する。そして、光導波路基板１表面にＹ分岐光導波路４３を形成する。この場合、Ｙ分岐光導波路４３の直線部４３０の端面は断面Ｖ字状溝８１に露出して形成し、自身の延伸方向に関して傾斜して研磨して傾斜端面としておく。そして、フィルタ挿入用の断面矩形溝２を両断面Ｖ字状溝の延伸方向に関して傾斜して加工形成する。次に、断面矩形溝２の断面Ｖ字状溝８１および８２に対応するところに誘電体多層膜フィルタ３を挿入する。ここで、光ファイバ７１および光ファイバ７２をそれぞれの断面Ｖ字状溝に嵌合固定する。この場合、光ファイバ７１および光ファイバ７２それぞれの端面を誘電体多層膜フィルタ３に接触した状態で固定する。更に、ホトダイオード５およびレーザダイオード６をそれぞれの分岐部４３１、分岐部４３２に接続して実装する。
【００１４】
２波長光合波分波器のフィルタ挿入用の断面矩形溝２の加工順序としては、光ファイバ７１および光ファイバ７２を嵌合固定する断面Ｖ字状溝８１および断面Ｖ字状溝８２を連通して加工形成して長尺の１本の光ファイバを断面Ｖ字状溝８１および断面Ｖ字状溝８２に亘って嵌合固定する。次いで、誘電体多層膜フィルタ３を挿入するところに、両断面Ｖ字状溝の延伸方向に関して傾斜してダイシング加工を施して光ファイバを切断すると共にフィルタ挿入用の断面矩形溝２を加工形成する。
【００１５】
以上の加工において、光ファイバ７１，７２を嵌合固定する断面Ｖ字状溝の加工は、光導波路基板１の材料としてシリコンＳｉを使用し、これに異方性エッチングを施すことにより容易に高精度の断面Ｖ字状溝を形成することができる。光ファイバ７１、７２および誘電体多層膜フィルタ３の固定には、屈折率を整合させた光学接着剤を使用する。光学接着剤は光ファイバ７１，７２と誘電体多層膜フィルタ３との間、および光ファイバ７１，７２と光導波路基板１との間にも充填すると好適である。
【００１６】
図２は、光ファイバ７１、誘電体多層膜フィルタ３、Ｙ分岐光導波路４３の直線部４３０が結合する部分を拡大して示した図である。光ファイバ７１の端面は自身の延伸方向に関して傾斜して研磨した傾斜端面とされ、この傾斜端面は誘電体多層膜フィルタ３に接触している。Ｙ分岐光導波路４３の直線部４３０の端面は、上述した通り、断面Ｖ字状溝８１に露出する傾斜端面とされ、この傾斜端面は光ファイバ７１の側面に対向している。
【００１７】
ここで、以上の２波長光合波分波器において、第１のポートＰ１  に入力した２波長光の内の一方である１．  ５５μｍ波長光は光ファイバ７１を介して誘電体多層膜フィルタ３に入射し、これを透過してそのまま光ファイバ７２に送り込まれる。第１のポートＰ１  に入力した２波長光の内の他方である１．  ３１μｍ波長光は光ファイバ７１を介して誘電体多層膜フィルタ３に入射して反射せしめられ、Ｙ分岐光導波路４３の直線部４３０に導入され、分岐部４３１を介してホトダイオード５に送り込まれる。逆に、レーザダイオード６から送信された１．  ３１μｍ波長光はＹ分岐光導波路４３、誘電体多層膜フィルタ３、光ファイバ７１を介して第１のポートＰ１  から送信される。
【００１８】
以上の通り、この発明の２波長光合波分波器は、誘電体多層膜フィルタ３を光ファイバ７１と光ファイバ７２の間に挿入し、１．  ５５μｍ波長光は一方の光ファイバから誘電体多層膜フィルタ３を透過させてそのまま他方の光ファイバへと導入するのに対して、１．  ３１μｍ波長光は一方の光ファイバから誘電体多層膜フィルタ３に送り込まれ反射せしめられ、Ｙ分岐光導波路４３に導入される。即ち、Ｙ分岐光導波路４３を介して入出力される光は光導波路における損失の少ない１．  ３１μｍ波長光のみであり、光導波路における損失の比較的大きい１．  ５５μｍ波長光は光導波路を伝送されることはなくして損失の少ない光ファイバを伝送される。結局、１．  ５５μｍ波長光は損失の少ない光ファイバを伝送されるので、光導波路としては、１．  ３１μｍ波長光に対してのみ低損失でありさえすればよく、光導波路としてポリマ材料を適用することができる。
【００１９】
図３を参照するに、図３（ａ）は光ファイバを嵌合固定する溝として断面Ｖ字状溝を構成した場合を示す。この場合、断面円形の光ファイバは断面Ｖ字状溝の傾斜側壁部に接触してＶ字状溝の端縁部は幾何学的に光ファイバの断面中心から遠ざかることとなり、Ｖ字状溝の端縁部に露出するＹ分岐光導波路４３の直線部４３０の傾斜端面と光ファイバの断面中心との間が遠ざかってこれが光の伝送損失の一因となっている。
【００２０】
以上の事情から、断面Ｖ字状溝を構成するに先だって、等方性エッチングを適用して浅い矩形溝を形成しておき、矩形溝の底部に異方性エッチングを施して図３（ｂ）に示されるＶ溝加工をし、光ファイバを固定する溝として断面Ｖ字状溝８１、８２の傾斜側壁部に連続する垂直側壁部９を有する光ファイバ固定溝を構成する。光ファイバ固定溝として図３（ｂ）に示される光ファイバ固定溝を構成することにより、断面Ｖ字状溝の端縁部に露出する直線部４３０の傾斜端面を光ファイバの断面中心に接近せしめることができる。
【００２１】
なお、図３により図示説明される光ファイバ固定溝形状、およびその加工法は一実施例であり、これ以外の溝形状、および加工法も採用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上通りであって、この発明によれば、誘電体多層膜フィルタ３により反射した低損失の１．  ３１μｍ波長光のみを光導波路に導入し、誘電体多層膜フィルタ３を透過した高損失の１．  ５５μｍ波長光は損失の少ない光ファイバに導入されるので、光導波路として１．  ５５μｍ波長光に対して高損失のポリマを構成材料とする光導波路を採用して廉価で生産性の良好な２波長光合波分波器を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例を説明する図。
【図２】図１の詳細を説明する図。
【図３】光ファイバ固定溝を説明する図。
【図４】従来例を説明する図。
【符号の説明】
１  光導波路基板
２  誘電体多層膜フィルタ挿入溝
３  誘電体多層膜フィルタ
４３  Ｙ分岐光導波路
７１、７２  光ファイバ
８１、８２  光ファイバ固定溝
【図１】
0003600975.tif 000002
【図２】
0003600975.tif 000003
【図３】
0003600975.tif 000004
【図４】
0003600975.tif 000005