(57)【要約】  本発明は、コリメーティング光学機器や狭帯域フィルタを設置することなく、伝送品質を確保することができる光送受信モジュールに関する。ＷＤＭフィルタ（４，５）を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号を局側に伝送するとともに、局側から送信された波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ（５）側に伝送する光ファイバとして、波長１３１０ｎｍを含む狭帯域、波長１４９０ｎｍを含む狭帯域及び波長１５５０ｎｍを含む狭帯域以外の帯域の光信号の透過を阻止する狭帯域フィルタの機能を有するグレーティング付ファイバ（７）を用いる。
2010079611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の波長帯の光信号を送信する送信モジュール（１）と、
前記第１の波長帯と異なる第２の波長帯の光信号を受信する第１の受信モジュール（２）と、
前記第１及び第２の波長帯と異なる第３の波長帯の光信号を受信する第２の受信モジュール（３）と、
前記送信モジュールから送信された第１の波長帯の光信号を透過させる一方、前記第２及び第３の波長帯の光信号を分離して、前記第２の波長帯の光信号を前記第１の受信モジュールに出力するとともに、前記第３の波長帯の光信号を前記第２の受信モジュールに出力する波長分離多重手段（４，５）と、
前記波長分離多重手段により透過された第１の波長帯の光信号を局側に伝送するとともに、前記局側から送信された第２及び第３の波長帯の光信号を前記波長分離多重手段に伝送する一方、前記第１、第２及び第３の波長帯以外の帯域の光信号の透過を阻止する狭帯域フィルタの機能を有するグレーティング付ファイバ（７）とを備えた、
光送受信モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の光送受信モジュールであって、
前記波長分離多重手段は、前記送信モジュールから送信された前記第１の波長帯の光信号を透過させる一方、前記グレーティング付ファイバにより伝送された前記第２の波長帯の光信号を前記第１の受信モジュール側に反射させる第１の波長分離多重フィルタ（４）と、
前記第１の波長分離多重フィルタを透過してきた前記第１の波長帯の光信号及び前記グレーティング付ファイバにより伝送された前記第２の波長帯の光信号を透過させる一方、前記グレーティング付ファイバにより伝送された前記第３の波長帯の光信号を前記第２の受信モジュール側に反射させる第２の波長分離多重フィルタ（５）とから構成されていることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項３】
請求項１記載の光送受信モジュールであって、
前記グレーティング付ファイバは、前記第１、第２及び第３の波長帯以外の帯域の光信号を内部のコアからクラッドにエネルギー拡散させることで反射減衰量を確保することを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記波長分離多重手段と前記グレーティング付ファイバの間にファイバフェルール（９）が設けられるとともに、前記グレーティング付ファイバの一端とシングルモードファイバの一端が接続されるコネクタ（８）が設けられ、前記グレーティング付ファイバのグレーティング部分のグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化して、前記グレーティング部分を前記ファイバフェルール内に収納していることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記波長分離多重手段と前記グレーティング付ファイバの間に前記ファイバフェルール（６）が設けられるとともに、前記グレーティング付ファイバの一端とシングルモードファイバの一端が接続されるコネクタ（１１）が設けられ、前記グレーティング付ファイバのグレーティング部分のグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化して、前記グレーティング部分を前記コネクタ内に収納していることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項６】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記局側に設けられたレセプタクル（１２）をさらに備え、
前記グレーティング付ファイバのグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化して、前記グレーティング付ファイバのグレーティング部分を前記レセプタクル内に収納していることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項７】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記送信モジュールにより送信される第１の波長帯の光信号が１３１０ｎｍの光信号、前記第１の受信モジュールにより受信される第２の波長帯の光信号が１４９０ｎｍの光信号、前記第２の受信モジュールにより受信される第３の波長帯の光信号が１５５０ｎｍの光信号であることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項８】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記グレーティング付ファイバは、透過光の進行方向に対して傾斜させたグレーティングを有するグレーティング付ファイバ部（１５）と、光ファイバのクラッドを伝搬する迷光を減衰させるための迷光減衰用光ファイバ部（１６）とが光学的に接続されたものであることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項９】
請求項１ないし請求項３のうち、いずれか１項に記載の光送受信モジュールであって、
前記グレーティング付ファイバとして、少なくとも２つのグレーティング付ファイバ部（１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ）と、光ファイバのクラッドを伝搬する迷光を減衰させるための迷光減衰用光ファイバ部（１６）とが光学的に接続されており、
前記少なくとも２つのグレーティング付ファイバ部の少なくとも一つ以上が、透過光の進行方向に対して傾斜させた第１種グレーティング付ファイバ群（１７ａ，１８ａ，１８ｂ）として透過光の入射側に配置され、
かつ前記迷光減衰用光ファイバ部が透過光の出射側に形成され、
かつ前記少なくとも２つのグレーティング付ファイバ部の他の少なくとも一つが、第二種グレーティング付ファイバ群（１７ｂ）として透過光の進行方向に対してほぼ直交した角度となるように形成され、前記の第１種グレーティング付ファイバ群と前記迷光減衰用光ファイバ部との間に配置されていることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項１０】
請求項９記載の光送受信モジュールであって、
前記の第１種グレーティング付ファイバ群がチャープ回折格子からなり、
かつ第２種グレーティング付ファイバ群のブラッグ反射による透過損失波長帯域に含まれる透過阻止波長範囲を第１種グレーティング付ファイバ群のブラッグ波長帯域よりも短波長側とし、第１種グレーティング付ファイバ群のブラッグ波長帯域よりも長波長側でブラッグ反射が生じないようにしたことを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項１１】
請求項１０記載の光送受信モジュールであって、
前記第１種グレーティング付ファイバ群が、少なくとも二つ以上の光学的に接続されたチャープ回折格子（１８ａ，１８ｂ）からなり、
当該第１種グレーティング付ファイバ群のうち透過光のもっとも入射側に配置された回折格子の単位長さあたりのチャープ量が他のグレーティング付ファイバの単位長さあたりのチャープ量よりも大きく、
かつ透過光のもっとも入射側に配置されたグレーティング付ファイバの透過損失波長帯域が他のグレーティング付ファイバの反射波長帯域を含むように構成したことを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項１２】
請求項１０記載の光送受信モジュールであって、
前記第２種グレーティング付ファイバ群のブラッグ反射による透過損失波長帯域に含まれる所望の透過阻止波長範囲における、前記第１種グレーティング付ファイバ群の光透過損失と、前記第２種グレーティング付ファイバ群の光透過損失をそれぞれＬ１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１≧１２．５，Ｌ１+Ｌ２≧４０」を満足し、
前記透過阻止波長範囲と第１種グレーティング付ファイバ群のブラッグ波長帯域とにおける第１種グレーティング付ファイバ群の光反射率をそれぞれＲ１（ｄＢ），Ｒ２（ｄＢ）とし、前記透過阻止波長範囲における第２グレーティング付ファイバ群の反射率をＲ０（ｄＢ）とするとき、以下の式(1)を満足し、
【数１】
2010079611.tif 000006
さらに、前記透過阻止波長範囲における光フィルタ全体としての光透過損失の最小値が４０ｄＢ以上、かつ全波長帯域にわたって光反射率が−２５ｄＢ以下となるようにグレーティングの傾斜角度と周期と迷光減衰用の光ファイバ長が調整されていることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【請求項１３】
請求項１０記載の光送受信モジュールであって、
前記透過阻止波長範囲における、前記第１種グレーティング付ファイバ群のうち透過光のもっとも入射側に配置された回折格子の光透過損失と、第１種グレーティング付ファイバ群のうち透過光のもっとも入射側に配置されたものを除いたグレーティング付ファイバの光透過損失と、前記第２種グレーティング付ファイバ群の光透過損失をそれぞれＬ１１（ｄＢ），Ｌ２１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１１≧２．５，Ｌ１１+Ｌ２１≧１２．５，Ｌ２≧１５」を満足し、
前記透過阻止波長範囲と第１種グレーティング付ファイバ群のブラッグ波長帯域とにおける、第１種グレーティング付ファイバ群のうち透過光のもっとも入射側に配置された回折格子の光反射率をそれぞれＲ１１（ｄＢ），Ｒ１２（ｄＢ）とし、
第２種グレーティング付ファイバ群のブラッグ反射による透過損失波長帯域と第１種グレーティング付ファイバ群のブラッグ波長帯域とにおける、第１種グレーティング付ファイバ群のうち透過光のもっとも入射側に配置されたものを除いたグレーティング付ファイバの光反射率をそれぞれＲ２１（ｄＢ），Ｒ２２（ｄＢ）とするとき、以下の数２，数３を満足し、
【数２】
2010079611.tif 000007
【数３】
2010079611.tif 000008
さらに、前記透過阻止波長範囲における光フィルタ全体としての光透過損失の最小値が４０ｄＢ以上、かつ全波長帯域での光反射率が−２５ｄＢ以下となるようにグレーティングの傾斜角度と周期とチャープ量と迷光減衰用の光ファイバ長が調整されていることを特徴とする、
光送受信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバを用いて、最大伝送速度１Ｇビット／秒のインターネットサービスを加入者に提供するＧＥ−ＰＯＮ(Gigabit Ethernet（登録商標）-Passive Optical Network System)の加入者側光回線終端装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）内に搭載されて、光信号を電気信号に変換する処理と、電気信号を光信号に変換する処理を行う光送受信モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＧＥ−ＰＯＮシステムは、センター局に設置される局側光回線終端装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）と、伝送路を最大３２本に分岐させる光分岐器と、加入者宅内に設置される加入者側光回線終端装置とから構成される。【０００３】
局側光回線終端装置から加入者側光回線終端装置に伝送される下りのデータ／音声信号には１４９０ｎｍの波長が割り当てられ、下りのアナログビデオ信号には１５５０ｎｍの波長が割り当てられる。【０００４】
一方、加入者側光回線終端装置から局側光回線終端装置に伝送される上りのデータ信号には１３１０ｎｍの波長が割り当てられる。【０００５】
このように、ＧＥ−ＰＯＮシステムは、複数の波長が割り当てられる波長多重方式（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）を使用して一芯双方向光通信を行う。【０００６】
ただし、ＧＥ−ＰＯＮシステムでは、下りのデータ／音声信号の光波長及びアナログビデオ信号の光波長の帯域にはガードバンドを設ける必要がある。即ち、それらの光波長の帯域以外の光波長の送受信を回避するために、加入者側光回線終端装置がガードバンドを設けている光送受信モジュールを使用する必要がある。【０００７】
上述したように、加入者側光回線終端装置がガードバンドを設けている光送受信モジュールを使用する必要があるが、例えば特許文献１に開示されている送受信モジュールではＷＤＭフィルタを用いて、複数の波長の光信号を分離多重することで、一芯双方向光通信を実現している。しかし、この送受信モジュールでは、ＷＤＭフィルタと光ファイバの間にレンズ結合光学素子が単に接続されているだけで、下りのデータ／音声信号の光波長及びアナログビデオ信号の光波長の近傍に隣接するガードバンドが設けられているＧＥ−ＰＯＮシステムに適用することはできない。【０００８】
ここで、図１４は特許文献１に開示されている受信モジュールの拡散光（ダイバージェンス光）によるフィルタ特性を示す説明図である。なお、図１４における矩形部分は規格仕様を意味している。【０００９】
図１４から明らかなように、加入者側光回線終端装置内の光送受信モジュール内部にある狭帯域フィルタに拡散光で入射させた場合、光送受信モジュールの拡散光がガードバンド（波長帯λ１−α）を突き抜けている。【００１０】
ここで、ガードバンドとデータ／音声信号の光波長又はアナログビデオ信号の光波長が隣接している場合、狭帯域フィルタに対する入射光の角度によって、その狭帯域フィルタのフィルタ特性が変化するため、狭帯域フィルタのフィルタ特性を保持して、伝送品質を確保する必要がある。【００１１】
狭帯域フィルタのフィルタ特性を保持して伝送品質を確保するには、光ファイバから出力される拡散光を平行光（コリメータ光）に変換するコリメーティング光学機器等を設置して、狭帯域フィルタに対する入射光の角度を調整するようにすればよい。【００１２】
例えば特許文献２には、狭帯域フィルタとコリメーティング光学機器を設置している送受信モジュールが開示されている。【００１３】
ここで、図１５は特許文献２に開示されている送受信モジュールの平行光によるフィルタ特性を示す説明図である。なお、図１５における矩形部分は規格仕様を意味している。【００１４】
図１５から明らかなように、波長帯（λ１−α），λ１，（λ１＋α）のガードバンドが設けられており、不要な光波長の送受信を回避することができる。【００１５】
また、特許文献３には低反射かつ４０ｄＢ以上の高透過損失の波長フィルタとして、傾斜ファイバグレーティングと傾斜なしファイバグレーティングを組み合わせた構成が開示されている。傾斜グレーティングのみで低反射かつ４０ｄＢ以上の高透過損失の特性を得るのは容易でないが、２０ｄＢ程度の透過損失を有する傾斜および傾斜なしファイバグレーティングを組み合わせることで低反射かつ４０ｄＢ以上の高透過損失の特性を得ることができるとされている。【００１６】
なお、このようなファイバ式の波長フィルタを用いた光送受信モジュールの構成はこれまでに報告されていない。【００１７】
【特許文献１】特表２００３−５２４７８９号公報（図２ａ）
【特許文献２】特開２００５−２６０２２０号公報（段落番号［０００９］，［００１０］、図４）
【特許文献３】特許第３６１２７８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従来の光送受信モジュールは以上のように構成されているので、コリメーティング光学機器を設置すれば、狭帯域フィルタのフィルタ特性を保持して伝送品質を確保することができる。しかし、コリメーティング光学機器を設置する分だけ部品点数が多くなる。このため、小型化が困難になり、部材コストも高くなるなどの課題があった。【００１９】
また、従来のファイバグレーティングを用いた波長フィルタは、傾斜ファイバグレーティングで２０ｄＢ程度の高い透過損失を得るために露光強度を強めるとブラッグ反射波長帯や損失波長帯での残留反射が生じやすくなり、低反射特性が損なわれてしまう問題点があった。【００２０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、コリメーティング光学機器や狭帯域フィルタを設置することなく、伝送品質を確保することができる光送受信モジュールを得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
この発明に係る光送受信モジュールは、波長分離多重手段により透過された第１の波長帯の光信号を局側に伝送するとともに、局側から送信された第２及び第３の波長帯の光信号を波長分離多重手段に伝送する光ファイバとして、第１、第２及び第３の波長帯以外の帯域の光信号の透過を阻止する狭帯域フィルタの機能を有するグレーティング付ファイバを用いるようにしたものである。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、波長分離多重手段により透過された第１の波長帯の光信号を局側に伝送するとともに、局側から送信された第２及び第３の波長帯の光信号を波長分離多重手段に伝送する光ファイバとして、第１、第２及び第３の波長帯以外の帯域の光信号の透過を阻止する狭帯域フィルタの機能を有するグレーティング付ファイバを用いるように構成したので、コリメーティング光学機器や狭帯域フィルタを設置することなく、伝送品質を確保することができるようになり、その結果、小型化及び部材コストの低減を図ることができる効果がある。 
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施の形態１による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。
【図２】ファイバグレーティング特性を示す説明図である。
【図３】実施の形態２による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。
【図４】実施の形態３による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。
【図５】実施の形態４による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。
【図６】実施の形態５による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構成を示す説明図である。
【図７】実施の形態５による傾斜ファイバグレーティングのスペクトル測定例を示すグラフである。
【図８】実施の形態５による傾斜ファイバグレーティングのスペクトル計算例を示すグラフである。
【図９】実施の形態５による迷光減衰用の光ファイバ部の長さを変えた場合の傾斜ファイバグレーティングの透過損失の測定結果を示すグラフである。
【図１０】実施の形態６による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構成を示す説明図である。
【図１１】実施の形態６による傾斜ファイバグレーティングのスペクトル計算例を示すグラフである。
【図１２】実施の形態７による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構成を示す説明図である。
【図１３】実施の形態８による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの製造方法を示す説明図である。
【図１４】従来の送受信モジュールの拡散光によるフィルタ特性を示す説明図である。
【図１５】従来の送受信モジュールの平行光によるフィルタ特性を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
＜実施の形態１＞
図１はこの発明の実施の形態１による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。図１で示す光送受信モジュールは、加入者側光回線終端装置に実装される。【００２５】
図１において、送信モジュール１は上りのデータ信号である電気信号を１３１０ｎｍの波長の光信号（第１の波長帯に含まれる光信号）に変換し、その光波長をＷＤＭフィルタ４に出力するモジュールである。【００２６】
受信モジュール２はＷＤＭフィルタ４から下りのデータ／音声信号である１４９０ｎｍの波長の光信号（第２の波長帯に含まれる光信号）を受けると、その光信号を電気信号に変換する第１の受信モジュールである。【００２７】
受信モジュール３はＷＤＭフィルタ５から下りのアナログビデオ信号である１５５０ｎｍの波長の光信号（第３の波長帯に含まれる光信号）を受けると、その光信号を電気信号に変換する第２の受信モジュールである。【００２８】
図１では、送信モジュール１により送信される第１の波長帯の光信号が１３１０ｎｍの光信号、受信モジュール２により受信される第２の波長帯の光信号が１４９０ｎｍの光信号、受信モジュール３により受信される第３の波長帯の光信号が１５５０ｎｍの光信号である例を示しているが、これは一例に過ぎず、第１、第２及び第３の波長帯が他の波長帯であってもよいことは言うまでもない。【００２９】
ＷＤＭフィルタ４は送信モジュール１から出力された波長１３１０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ５側に透過させる一方、ＷＤＭフィルタ５を透過してきた波長１４９０ｎｍの光信号を受信モジュール２側に反射させる第１の波長分離多重フィルタである。【００３０】
ＷＤＭフィルタ５はＷＤＭフィルタ４を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号をファイバフェルール６側に透過させるとともに、ファイバフェルール６から出力された波長１４９０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ４側に透過させる一方、ファイバフェルール６から出力された波長１５５０ｎｍの光信号を受信モジュール３側に反射させる第２の波長分離多重フィルタである。なお、ＷＤＭフィルタ４，５から波長分離多重手段が構成されている。【００３１】
ファイバフェルール６はグレーティング付ファイバ７を収容するための収容部材であり、図中、ＷＤＭフィルタ５の右隣に設けられている。【００３２】
グレーティング付ファイバ７はＷＤＭフィルタ５を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号を伝送してコネクタ８側に出力する一方、コネクタ８側から入射された波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号（局側から送信された光信号）を伝送してＷＤＭフィルタ５側に出力する光ファイバである。このグレーティング付ファイバ７は波長１３１０ｎｍを含む狭帯域（第１の波長帯）、波長１４９０ｎｍを含む狭帯域（第２の波長帯）及び波長１５５０ｎｍを含む狭帯域（第３の波長帯）以外の帯域の光信号の透過を阻止する狭帯域フィルタの機能を有している。【００３３】
コネクタ８はグレーティング付ファイバ７の一端が接続され、かつ、シングルモードファイバの一端が接続される接続部材である。なお、シングルモードファイバの他端は局側光回線終端装置と接続されている。【００３４】
次に実施の形態１による光送受信モジュールの動作について説明する。最初に、加入者側光回線終端装置内の光送受信モジュールが上りのデータ信号を局側光回線終端装置に送信する動作を説明する。【００３５】
送信モジュール１は、上りのデータ信号である電気信号を受けると、その電気信号を１３１０ｎｍの波長の光信号に変換し、その光信号をＷＤＭフィルタ４に出力する。【００３６】
ＷＤＭフィルタ４は、送信モジュール１から波長１３１０ｎｍの光信号を受けると、波長１３１０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ５側に透過させる。【００３７】
ＷＤＭフィルタ５は、ＷＤＭフィルタ４を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号をファイバフェルール６側に透過させる。【００３８】
これにより、波長１３１０ｎｍの光信号がファイバフェルール６に入射されることにより、波長１３１０ｎｍの光信号がグレーティング付ファイバ７中を伝送されて、コネクタ８からシングルモードファイバに出射される。【００３９】
次に、加入者側光回線終端装置内の光送受信モジュールが局側光回線終端装置から下りのデータ／音声信号及びアナログビデオ信号を受信する動作を説明する。【００４０】
局側光回線終端装置から送信された下りのデータ／音声信号である波長１４９０ｎｍの光信号と、下りのアナログビデオ信号である波長１５５０ｎｍの光信号は、シングルモードファイバ中を伝送されて、コネクタ８から入射される。【００４１】
これにより、波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号がグレーティング付ファイバ７中を伝送されて、ファイバフェルール６からＷＤＭフィルタ５に出射される。【００４２】
ＷＤＭフィルタ５は、ファイバフェルール６から波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号を受けると、波長１４９０ｎｍの光信号と波長１５５０ｎｍの光信号を分離して、波長１４９０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ４側に透過させる一方、波長１５５０ｎｍの光信号を受信モジュール３側に反射させる。【００４３】
受信モジュール３は、ＷＤＭフィルタ５から波長１５５０ｎｍの光信号を受けると、波長１５５０ｎｍの光信号を電気信号に変換し、電気信号である下りのアナログビデオ信号を出力する。【００４４】
ＷＤＭフィルタ４は、ＷＤＭフィルタ５を透過してきた波長１４９０ｎｍの光信号を受信モジュール２側に反射させる。【００４５】
受信モジュール２は、ＷＤＭフィルタ４から波長１４９０ｎｍの光信号を受けると、波長１４９０ｎｍの光信号を電気信号に変換し、電気信号である下りのデータ／音声信号を出力する。【００４６】
ここで、グレーティング付ファイバ７は、紫外線が光ファイバに照射されると、屈折率が上昇する光誘起屈折率変化を利用しているものである。【００４７】
即ち、グレーティング付ファイバ７は、紫外線が光ファイバに照射されると、光ファイバのコア又はクラッド中に回折格子が形成されて、周期的な屈折率が変化する。【００４８】
これにより、グレーティング付ファイバ７は、その周期に対応する特定の光波長のみを反射させることができるため、光フィルタ（狭帯域フィルタ）の機能を有する光ファイバ型デバイスとして用いられる。【００４９】
また、グレーティング付ファイバ７は、光ファイバ中に回折格子を非破壊的に直接形成することができるため、低コストで製造することが可能である。また、中心波長、帯域幅、反射率などの光学特性も容易に変化させることができるため、低損失・小型化・高信頼性が得られる利点を有している。【００５０】
図１の光送受信モジュールに実装されているグレーティング付ファイバ７は、波長１３１０ｎｍを含む狭帯域の光信号、波長１４９０ｎｍを含む狭帯域の光信号及び波長１５５０ｎｍを含む狭帯域の光信号については透過させるが、上記３つの狭帯域以外の帯域の光信号については減衰させる狭帯域フィルタの機能を有している。【００５１】
したがって、従来の光送受信モジュールのように、内部に狭帯域フィルタを配置する必要がない。これにより、光波長をダイバージェンス光からコリメータ光に変換させる必要がないため、従来の光送受信モジュールのように、コリメータ光学機器を配置する必要がない。【００５２】
また、グレーティング付ファイバ７は、波長１３１０ｎｍを含む狭帯域、波長１４９０ｎｍを含む狭帯域及び波長１５５０ｎｍを含む狭帯域以外の帯域の光信号をファイバ内のコアからクラッドにエネルギー拡散させることで反射減衰量を確保することができる。【００５３】
ここで、図２はファイバグレーティング特性を示す説明図である。図２から明らかなように、狭帯域フィルタ及びコリメータ光学機器を設置することなく、波長帯（λ１−α），λ１，（λ１＋α）のガードバンドが設けられているＧＥ−ＰＯＮシステムにおいて、不要な光波長の送受信を回避することができる。なお、図２における矩形部分は規格仕様を意味している。【００５４】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、ＷＤＭフィルタ４，５を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号を局側に伝送するするとともに、局側から送信された波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号をＷＤＭフィルタ５側に伝送する光ファイバとして、波長１３１０ｎｍを含む狭帯域、波長１４９０ｎｍを含む狭帯域及び波長１５５０ｎｍを含む狭帯域以外の帯域の光信号の透過を阻止する（反射させる）狭帯域フィルタの機能を有するグレーティング付ファイバ７を用いるように構成している。このため、狭帯域フィルタ及びコリメーティング光学機器を設置することなく、伝送品質を確保することができるようになり、その結果、小型化及び部材コストの低減を図ることができる効果を奏する。【００５５】
＜実施の形態２＞
図３はこの発明の実施の形態２による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。図３において、実施の形態１で説明した図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を適宜省略する。【００５６】
グレーティング付ファイバフェルール９は図１のグレーティング付ファイバ７におけるグレーティング部分に相当する部分を収納しているファイバフェルールである。【００５７】
光ファイバ１０は一端がグレーティング付ファイバフェルール９に収納されているグレーティング付ファイバと接続されており、ＷＤＭフィルタ５を透過してきた波長１３１０ｎｍの光信号を伝送してコネクタ８側に出力する一方、コネクタ８側から入射された波長１４９０ｎｍ，１５５０ｎｍの光信号（局側から送信された光信号）を伝送してＷＤＭフィルタ５側に出力する。【００５８】
上記実施の形態１では、ファイバフェルール６とコネクタ８の間にグレーティング付ファイバ７が接続されているものについて示したが、そのグレーティング付ファイバ７のグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化することで、グレーティング部分をファイバフェルール６内に収納するようにしたのが実施の形態２である。具体的には、以下の通りである。【００５９】
図３のグレーティング付ファイバフェルール９は、屈折率変化量をｎ倍にすると、グレーティング長を１／ｎ2に短尺化することができることに着目して、ファイバフェルール内のファイバのコアにグレーティングさせたものである。【００６０】
これにより、ファイバ余長処理の領域を削減することができる、すなわち、光ファイバ１０の長さを短くすることができるため、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。また、ファイバ長が短尺化されることにより、直材コストの低減を図ることができる。【００６１】
したがって、実施の形態２の光送受信モジュールは、実施の形態１の光送受信モジュールよりも更に、小型化及び部材コストの低減を図ることができる効果を奏する。【００６２】
＜実施の形態３＞
図４はこの発明の実施の形態３による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。図４において、図１及び図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を適宜省略する。【００６３】
グレーティング付コネクタ１１は図１のグレーティング付ファイバ７におけるグレーティング部分に相当する部分を収納しているコネクタである。【００６４】
実施の形態１の光送受信モジュールでは、ファイバフェルール６とコネクタ８の間にグレーティング付ファイバ７が接続されているものについて示したが、そのグレーティング付ファイバ７のグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化することで、グレーティング付ファイバ７のグレーティング部分をコネクタ８内に収納するようにしたのが実施の形態３である。具体的には、以下の通りである。【００６５】
図４のグレーティング付コネクタ１１は、屈折率変化量をｎ倍にすると、グレーティング長を１／ｎ2に短尺化することができることに着目して、コネクタ１１内の光ファイバのコアにグレーティングさせグレーティング部分を設けたものである。【００６６】
これにより、ファイバ余長処理の領域を削減することができるため、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。また、ファイバ長が短尺化されることにより、直材コストの低減を図ることができる。【００６７】
したがって、実施の形態３の光送受信モジュールは、実施の形態１の光送受信モジュールよりも更に、小型化及び部材コストの低減を図ることができる効果を奏する。【００６８】
＜実施の形態４＞
図５はこの発明の実施の形態４による光送受信モジュールの構成を示す説明図である。図５において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を適宜省略する。【００６９】
グレーティング付レセプタクル１２は図中ＷＤＭフィルタ５の右隣に設置されて、シングルモードファイバの一端と接続されており、光モジュールとの光軸調整機能及び外部コネクタとの接続機構を有している光モジュール部品である。【００７０】
また、グレーティング付レセプタクル１２は図１のグレーティング付ファイバ７におけるグレーティング部分に相当する部分を収納している。【００７１】
実施の形態１では、ファイバフェルール６とコネクタ８の間にグレーティング付ファイバ７が接続されているものについて示したが、そのグレーティング付ファイバ７のグレーティング長を屈折率の変化によって短尺化することで、グレーティング付ファイバ７をレセプタクル内に収納したのが実施の形態４である。具体的には、以下の通りである。【００７２】
図５のグレーティング付レセプタクル１２は、屈折率変化量をｎ倍にすると、グレーティング長を１／ｎ2に短尺化することができることに着目して、レセプタクル内のファイバのコアにグレーティングさせたものである。【００７３】
これにより、ファイバ余長処理の領域を削減することができるため、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。また、ファイバ長が短尺化されることにより、直材コストの低減を図ることができる。【００７４】
したがって、実施の形態４の光送受信モジュールは、実施の形態１の光送受信モジュールよりも更に、小型化及び部材コストの低減を図ることができる効果を奏する。【００７５】
＜実施の形態５＞
図６はこの発明の実施の形態５による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構造を示す説明図である。【００７６】
図６に示すように、コア１３を円心状に覆ってクラッド１４が設けられ、コア１３は傾斜ファイバグレーティング部１５と、迷光減衰用光ファイバ部１６とを有している。【００７７】
実施の形態５では、波長フィルタとして傾斜ファイバグレーティングを用いる。以下ではまず、傾斜ファイバグレーティング部１５の作製方法について説明する。光ファイバグレーティングは光ファイバへの紫外光露光により作製する。使用する光ファイバとしては、光送受信モジュールへ外部（コネクタ８側（図１参照）、透過光の入射側）から接続される光ファイバと、コア径や開口数などの光学的特性に互換性がある機種が望ましい。光学的に互換性がないと光ファイバコネクタ等を介して光送受信モジュールと外部ファイバを接続させた場合に接続損失が生じ、信号劣化の原因となってしまう。本実施の形態では、光通信用に用いられる石英ガラス系ファイバ（石英ガラスクラッドとＧｅ（ゲルマニウム）添加コアからなる）ではなく、ＧｅとＢ（ボロン）を添加して露光感度を高めたいわゆるフォトセンシティブファイバを用いる。具体的には、クラッドは同じ石英ガラスであり、コアにＧｅとＢを添加し、モードフィールド径と開口数とクラッド径を外部の単一モードファイバと同様の仕様とした光ファイバを用い、モードフィールド径が約１０μｍ，開口数が約０．１３，クラッド径が１２５μｍである。【００７８】
ファイバグレーティングの露光前に、露光感度を高めるために高圧水素（１００気圧）雰囲気中にて２週間の処理を行った後、Ｎｄ−ＹＡＧレーザ（出力２００ｍＷ、波長２６６ｎｍ）を照射してグレーティングを形成した。露光用のレーザは、エキシマレーザを用いてもよい。紫外光を照射する部分は、ファイバの被覆を除去してクラッドが露出するようにしておき、位相マスクに近接させた状態で露光する。【００７９】
位相マスクは、波長１．５５μｍ帯がブラッグ波長となるように周期が調整されており、マスクの周期構造が光ファイバの長手方向の垂直線に対して角度θ（図６参照）で傾斜しているようにセットする。θは、−９０°より大きく９０°未満の範囲で規定される。【００８０】
傾斜ファイバグレーティング部１５において、ブラッグ波長より短波長側でクラッドモードと呼ばれる透過損失が生じる。周期が均一なグレーティングでは、クラッドモード損失は周期的なくし状のスペクトル形状となるが、周期をグレーティング内で変化させたチャープグレーティングでは、スペクトル形状が平均化されてブロードなスペクトル形状になる。【００８１】
ファイバグレーティングの光学特性を説明するために、図７に傾斜ファイバグレーティング部１５のスペクトル測定例を示したグラフを用いる。ファイバグレーティングは、フォトセンシティブファイバを用い、位相マスクを約３．１度傾斜させ、グレーティング長を５ｍｍ，チャープ量約０．４ｎｍの条件で露光して得られた。図７には透過損失と反射のスペクトルを示している。ブラッグ反射が波長１５５６〜１５５７ｎｍに存在するが、傾斜角度をブラッグ反射が小さくなる条件に調整してあるため、反射強度は−３０ｄＢ以下の小さな値となっている。反射強度が十分小さいため、上記波長には透過損失のスペクトルには構造が現れていない。透過損失スペクトルで１５５３ｎｍより短波長側に現れる損失は、前述のクラッドモードに起因するものである。ファイバグレーティングがチャープしているので、くし状のスペクトル構造が平均化されている。１５５５ｎｍ付近の損失は、基本伝搬モードから高次のＬＰ１１モードへの反射に起因するスペクトル構造であり、ゴーストグレーティングとも呼ばれる。露光前の光ファイバではこのモードは伝搬損失が大きくスペクトル構造としても現れないが、グレーティングの露光によりコアの平均屈折率が高くなって伝搬損失が減少すると、図７に示すように透過損失としては増大するようになる。ＬＰ１１モードはグレーティングを露光していないファイバ領域では減衰してしまうので、本来は反射強度は大きくならないと考えられるが、グレーティングの不均一性などの影響により残留反射が生じることがある。図７の波長１５５４〜１５５５ｎｍに現れている反射強度−２５ｄＢ程度の構造は、そのような残留反射によるものである。【００８２】
ブラッグ反射強度およびクラッドモードとゴーストグレーティングの透過損失は、グレーティング傾斜角度に依存して変化するため、所望の特性を得るためには露光時のマスク傾斜角度の調整が必要である。特にブラッグ反射はグレーティング傾斜角度に敏感に依存する性質がある。ファイバグレーティング長が長いほど、露光による屈折率変化が大きいほど透過損失が大きくなるが、露光により生じる屈折率変化は使用するファイバの特性によって上限が決まっている。そのため、所望の透過損失を得るためには、まず使用するファイバに固有の適正な屈折率変化を想定し、次に必要な透過損失が得られるだけのグレーティング長を考慮して露光を行うようにする。【００８３】
ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用するためには、波長フィルタの特性として波長１３１０ｎｍ帯の使用波長λＡと１４９０ｎｍ帯の使用波長λＢ、１５５０ｎｍ帯の使用波長λＣで透過損失が小さく、使用波長近傍のガードバンド（たとえば波長帯λＣ−α）で透過損失が大きいことと、それらの波長帯で低反射であることが必要である。【００８４】
グレーティング長を５０ｍｍ，グレーティングの傾斜角度を４．５度，露光による屈折率変化を２×１０-3と想定した場合のファイバグレーティングの透過・反射スペクトル（計算結果）を図８のグラフに示す。【００８５】
要求される透過損失の波長幅（たとえば１．５nm）を実現するために、チャープグレーティングとしている。ファイバグレーティングのブラッグ波長の最大値と最小値の差であるチャープ量は２．７ｎｍとした。また、反射を低減するために、グレーティングの両端部で屈折率変化量を徐々に小さくするアポダイズ処理を想定している。【００８６】
図８から１５５２ｎｍの使用波長λＣでの透過損失が小さいこと、使用波長より短波長側のガードバンド波長帯（波長帯λＣ−α）での透過損失が４０ｄＢ以上であること（図８(a) 参照）、反射強度が小さいこと（図８(b) 参照）が確認でき、求められる仕様を計算上は満たすことがわかる。ファイバコア内でのグレーティングの傾斜は、マスク傾斜角度の約１．４５倍になるため、作製時にはマスク傾斜角度を３．１度とする。ところが、実際に試作したファイバグレーティングの透過スペクトルを測定したところ、グレーティング部でクラッド部分を伝搬する迷光が生じて透過損失が小さくなってしまう問題が生じることが判明した。われわれはこの問題に対して、クラッド伝搬光がファイバジャケット界面での損失により減衰することを利用して、迷光減衰用の光ファイバ部をファイバグレーティングの端部に設けることで透過損失の減少を回避できることを見出しており、４０ｄＢ以上の透過損失を得るためには、迷光減衰用の光ファイバ部を設ければよいことを測定で確かめた。図９は同一の傾斜ファイバグレーティング部１５に対して迷光減衰用光ファイバ部１６の長さを変えて透過損失を測定した結果を示すグラフである。図９から４０ｄＢ以上の透過損失を得るためには、１６ｃｍ以上の迷光減衰用光ファイバ部１６を設ければよいことがわかる。【００８７】
したがって、ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用するためには、前述の傾斜ファイバグレーティング部１５に長さ１６ｃｍ以上の迷光減衰用光ファイバ部１６が付属した構造とすればよい。【００８８】
反射特性については、傾斜角度を変えた試作を行い、３．１度付近で反射強度が極小となることを確認した。傾斜角度を最適に調整し、グレーティングを均一に露光することで良好な低反射特性を得ることができる。【００８９】
以上、本実施の形態で説明したファイバグレーティングにより、ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用する波長領域で必要な波長特性が得られるため、実施の形態１及び実施の形態３で説明した事例の動作が実現でき、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。【００９０】
＜実施の形態６＞
図１０はこの発明の実施の形態６による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構造を示す説明図である。【００９１】
図１０に示すように、本実施の形態では、ファイバグレーティングとして、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａ（第１種グレーティング付ファイバ群）と連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂ（第２種グレーティング付ファイバ群）とからなる２つのグレーティング部を連結した構造を用いる。なお、図６と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を適宜省略する。【００９２】
光ファイバには、実施の形態５の場合と同じフォトセンシティブファイバを用いる。以下では、それぞれのグレーティングの特性について説明する。【００９３】
連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａは、ブラッグ反射が小さくなる傾斜角度とし、クラッドモードによる１２．５ｄＢ以上の透過損失を有するように作製する。また、連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂは、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａの上記クラッドモード損失波長でブラッグ反射が生じるような周期で連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａに近接した位置に作製する。最終的に連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａ、連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂ及び迷光減衰用光ファイバ部１６がこの順序で連結されているように作製する。連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａが外部（コネクタ８側（図１参照））との接続側になる。それぞれのグレーティングは、別々に露光することも、対応する２種類のパターンが形成された位相マスクを用いて一括で露光することも可能であるが、一括で露光するほうがコストを低減できるので好ましい。【００９４】
連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂは、ブラッグ反射による反射強度が大きい波長帯を有し，その中心波長がブラッグ波長である。連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａの透過損失が十分大きい波長帯が連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂの反射波長帯を含むようにすることで、外部側から見た連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射の強度を小さくすることができる。もし連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射波長帯で連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａの透過損失が小さい波長が含まれると、その波長で外部側から見た反射強度が大きくなってしまう。【００９５】
上記のように、外部側から見た連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射の強度を小さくした状態では、全ファイバグレーティングの透過損失は連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射波長帯で特に大きくなるので、光送受信モジュールで使用する波長フィルタとしては、透過阻止波長範囲が上記ブラッグ波長帯に含まれるようにすればよい。また、透過阻止波長範囲が広い場合は、グレーティングをチャープさせることにより，波長範囲を拡大することができる。【００９６】
波長位置の相対関係としては、クラッドモードによる透過損失がブラッグ反射よりも短波長で生じることから、連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射による透過損失波長帯域に含まれる透過阻止波長範囲を連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのブラッグ波長帯域よりも短波長側とし、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのブラッグ波長帯域よりも長波長側でブラッグ反射が生じないようにすることで上記のように、外部側から見た連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射の強度を小さくすることができる。連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのブラッグ反射強度は、傾斜角度の調整により小さくされているので、全波長において反射強度が小さい波長フィルタ特性を得ることができる。【００９７】
所望の透過阻止波長範囲における、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａにおける傾斜グレーティングの光透過損失と、連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂにける傾斜なしグレーティングの光透過損失をそれぞれＬ１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１≧１２．５，Ｌ１+Ｌ２≧４０」（第１条件）を満足する必要がある。【００９８】
また、上記の透過阻止波長範囲と傾斜グレーティングのブラッグ波長帯域とにおける傾斜グレーティングの光反射率をそれぞれＲ１（ｄＢ），Ｒ２（ｄＢ）とし、透過阻止波長範囲における傾斜なしグレーティングの反射率をＲ０（ｄＢ）とするとき、以下の式(1)（第２条件）を満足する必要がある。【００９９】
【数１】
2010079611.tif 000003
【０１００】
そして、上記第１及び第２条件を満足するとともに、上記透過阻止波長範囲における光フィルタ全体としての光透過損失の最小値が４０ｄＢ以上、かつ全波長帯域にわたって光反射率が−２５ｄＢ以下となるように、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａにおける傾斜グレーティングの傾斜角度と周期と迷光減衰用光ファイバ部１６の光ファイバ長を調整することが可能である。【０１０１】
例えば、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａの長さを４５ｍｍ，連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂの長さを１０ｍｍ，位相マスク傾斜角度を３．１度，チャープ量を２．７ｎｍ，屈折率変化量を１．２×１０-3，アポダイズ処理ありとした場合の連結ファイバグレーティングの光学特性の計算結果を図１１のグラフに示す。透過損失（図１１(a) 参照）、反射（図１１(b) 参照）のいずれも上記の仕様（条件）を満たしていることがわかる。アポダイズ処理は、６次のスーパーガウシアン形状としたが、２次あるいは４次のスーパーガウシアン形状でもよい。【０１０２】
図１１(a)では、１５５０ｎｍ帯に波長幅２ｎｍ程度で−４０ｄＢ以上の大きな透過損失が見られるが、これは前述のように連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射によるものである。一方、この波長帯から短波長側にかけてのブロードな透過損失は、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのクラッドモードの透過損失によるものであり、２つのグレーティングの波長位置の相対関係が前述のようになっていることがわかる。また、図１１(b)に見られる１５５０ｎｍ帯の２種類の反射帯のうち，短波長側は連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂのブラッグ反射が、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのクラッドモードの透過損失により低減されたものである。長波長側のものは、連結用傾斜ファイバグレーティング部１７ａのブラッグ反射強度であり、傾斜角度の調整により低減されている。【０１０３】
このような連結構造のファイバグレーティングは、実施の形態５で説明した１種類の傾斜ファイバグレーティングの場合に比べて、同じ屈折率変化量に対して短いファイバ長で高い透過損失が得られるので、製造が容易になる効果がある。また、傾斜グレーティングの単位長さあたりのチャープ量を大きくできるので、低反射特性が得やすくなる効果がある。【０１０４】
以上、本実施の形態で説明したファイバグレーティングにより、ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用する波長領域で必要な波長特性が得られるため、実施の形態１及び実施の形態３で説明した事例の動作が実現でき、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。【０１０５】
＜実施の形態７＞
図１２はこの発明の実施の形態７による光送受信モジュール用ファイバグレーティングの構造を示す説明図である。【０１０６】
図１２に示すように、本実施の形態では、ファイバグレーティングとして、連結用第１傾斜グレーティング部１８ａ及び連結用第２傾斜グレーティング部１８ｂ（第１種グレーティング付ファイバ群）と連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂ（第２種グレーティング付ファイバ群）とを連結した構造としている。したがって、傾斜グレーティング部は２種類の傾斜グレーティング部１８ａ，１８ｂを連結した構造を呈している。なお、図６又は図１０と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を適宜省略する。【０１０７】
光ファイバには、実施の形態５及び実施の形態６の場合と同じフォトセンシティブファイバを用いる。以下では、それぞれのグレーティングの特性について説明する。【０１０８】
傾斜グレーティング部は、連結用第１傾斜グレーティング部１８ａ（第１の（傾斜）グレーティング）をブラッグ反射が小さくなる傾斜角度で作製し、連結用第２傾斜グレーティング部１８ｂ（第２の（傾斜）グレーティング）も同じ傾斜角度で作製する。第１のグレーティングと第２のグレーティングで、同じ周期と同じ大きさのチャープ量で、透過損失波長が重なるようにするが、第１のグレーティングの方がＦＢＧ(Fiber Bragg Grating)長を小さく、すなわち単位長さあたりのチャープ量が大きくなるようにする。このようにすることで、第１のグレーティングの反射率が第２のグレーティングの反射率よりも小さくなるようにできる。【０１０９】
連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂと迷光減衰用光ファイバ部１６を、実施の形態６の場合と同様に作製する。連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂ（傾斜なしグレーティング）は傾斜グレーティングの上記クラッドモード損失波長でブラッグ反射が生じるような周期で傾斜グレーティング部１８ｂに近接した位置に作製する。最終的に連結用第１傾斜グレーティング部１８ａ、連結用第２傾斜グレーティング部１８ｂ、連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂ及び迷光減衰用光ファイバ部１６がこの順序で連結されているように作製する。連結用第１傾斜グレーティング部１８ａが外部との接続側になる。それぞれのグレーティングは、別々に露光することも、対応する３種類のパターンが形成された位相マスクを用いて一括で露光することも可能であるが、一括で露光するほうがコストを低減できるので好ましい。【０１１０】
所望の透過阻止波長範囲における、上記第１の傾斜グレーティングの光透過損失と、上記第２の傾斜グレーティングの光透過損失と、上記傾斜なしグレーティングの光透過損失をそれぞれＬ１１（ｄＢ），Ｌ２１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１１≧２．５，Ｌ１１+Ｌ２１≧１２．５，Ｌ２≧１５」（第３条件）を満足する必要がある。【０１１１】
前述した透過阻止波長範囲と上記第１の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯域とにおける、上記第１の傾斜グレーティングの光反射率をそれぞれＲ１１（ｄＢ），Ｒ１２（ｄＢ）とし、上記傾斜なしグレーティングのブラッグ反射による透過損失波長帯域と上記第１及び第２の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯域における、上記第２の傾斜グレーティングの光反射率をそれぞれＲ２１（ｄＢ），Ｒ２２（ｄＢ）とするとき、以下の式(2)及び式(3)（第４条件）を満足する必要がある。【０１１２】
【数２】
2010079611.tif 000004
【０１１３】
【数３】
2010079611.tif 000005
【０１１４】
そして、上記第３及び第４の条件を満足するとともに、上記透過阻止波長範囲における光フィルタ全体としての光透過損失の最小値が４０ｄＢ以上、かつ全波長帯域にわたって光反射率が−２５ｄＢ以下となるように、グレーティングの傾斜角度と周期と迷光減衰用の光ファイバ長を調整することが可能である。【０１１５】
例えば、連結用第１傾斜グレーティング部１８ａの長さを１０ｍｍ，連結用第２傾斜グレーティング部１８ｂの長さを３５ｍｍ，連結用傾斜なしファイバグレーティング部１７ｂの長さを１０ｍｍ，位相マスク傾斜角度を３．１度，チャープ量を２．７ｎｍ，屈折率変化量を１．２×１０-3，アポダイズ処理を実施の形態６の場合と同じとすれば、透過損失、反射のいずれも上記の仕様（条件）を満たす特性が得られる。【０１１６】
このような連結構造のファイバグレーティングは、実施の形態６で説明した２種類の傾斜ファイバグレーティングの場合に比べて低反射特性が得られやすく、製造が容易になる効果がある。これは波長フィルタ全体での反射特性を考えるとき、上記第１の傾斜グレーティングは傾斜グレーティングの単位長さあたりのチャープ量を大きくできるので、低反射にでき、上記第２の傾斜グレーティングによる反射の寄与は上記第１の傾斜グレーティングの透過損失により低減されるためである。【０１１７】
透過阻止波長範囲近傍において、外部側から見たグレーティング全体として低反射特性であるためには、外部側に近い傾斜グレーティングの透過損失波長範囲が、より内部側の傾斜グレーティングの反射波長範囲を含む必要がある。また、傾斜グレーティングの単位長さあたりのチャープ量が大きいほど低反射なグレーティングが得やすいが、透過損失強度も減少する。したがって、外部側に近い傾斜グレーティングに関して、透過損失波長範囲がより内部側の傾斜グレーティングの反射波長範囲以上になるように全チャープ量を調整し、反射低減効果が明らかな１ｄＢ以上の透過損失強度を有するように単位長さあたりのチャープ量とファイバグレーティング長を調整し、透過損失波長範囲が、より内部側の傾斜グレーティングの反射波長範囲を含むように波長位置も調整することで、外部側から見たグレーティング全体として低反射特性が得られるようにできる。【０１１８】
また、最も外部側の傾斜グレーティングの透過損失波長での反射を低減するには、たとえば下記のようにする。図７に示したように、透過損失波長と反射波長はほぼ同波長であるので、たとえば、上記の第１の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯と第２の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯を同じ波長位置とし、第１の傾斜グレーティングの全チャープ量を第２の傾斜グレーティングの全チャープ量以上として第１の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯が第２の傾斜グレーティングのブラッグ波長帯を含むようにすると、第１の傾斜グレーティングの透過損失波長帯が第２の傾斜グレーティングの反射波長帯を含むようにでき、外部側から見たグレーティング全体として低反射特性が得られるようにできる。【０１１９】
このような傾斜グレーティングの多重化は、多重度を２連結からさらに大きくするとより低反射特性が得られやすくなる効果がある。その際、周期は各傾斜グレーティングで同じとし、外部接続側に近い傾斜グレーティングほど単位長さあたりのチャープ量を大きく、全チャープ量は同じかそれ以上とすればよい。【０１２０】
以上、本実施の形態で説明したファイバグレーティングにより、ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用する波長領域で必要な波長特性が得られるため、実施の形態１及び実施の形態３で説明した事例の動作が実現でき、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。【０１２１】
＜実施の形態８＞
図１３はこの発明の実施の形態８による光送受信モジュールに用いるファイバグレーティングの作製方法を示す説明図である。【０１２２】
ファイバグレーティングは紫外光の露光により作製するが、位相マスクを通過した紫外光がファイバクラッド表面を透過する際に光線の屈折が起こるため、ファイバ内で実際に露光される構造の傾斜角度が位相マスクの傾斜角度の約１．４５倍になる。また、クラッドの円筒面による集光効果によりグレーティングの構造の不均一になるおそれも生じる。【０１２３】
本実施の形態では、図１３(a)に示すように、誘電体板１９上においてファイバ（コア１３，クラッド１４）周囲を紫外光透過性液体２２で満たして露光用照射紫外光２１で位相マスク２０を介して露光する。【０１２４】
例えば、紫外光透過性液体２２として水を用いる場合、水の屈折率がファイバクラッドの屈折率に近いため、クラッド１４の表面での屈折の効果が低減される。その結果、ファイバ内で実際に露光される構造の傾斜角度が位相マスク２０の傾斜角度の約１．１倍で収まる。位相マスク２０の傾斜角度の調整精度は機械的な公差により決まるが、所望の傾斜角度でファイバグレーティングを作製することを考えると、ファイバ内で実際に露光される構造の傾斜角度が位相マスク２０の傾斜角度の比が小さいほうがファイバ内で実際に露光される構造の傾斜角度の精度を高くすることができる。この場合には、角度精度が約３０％改善できる。低反射特性を得るためには傾斜角度を所望の大きさに調整する必要があり、角度がずれるとブラッグ反射強度が増大してしまうので、角度精度が改善されると低反射特性の製造が容易になる効果がある。【０１２５】
同様の角度精度改善効果は、図１３(b)に示すように、溝つき誘電体板２３に設けた溝部２３ｇにファイバ（コア１３，クラッド１４）を設置して、露光用照射紫外光２１を位相マスク２０を介して露光することによっても得られる。【０１２６】
例えば、溝つき誘電体板２３として石英ガラス板に溝を設けた場合には、ファイバクラッドの屈折率と差がないのでクラッド表面で光線の屈折が生じないようになる。その結果、ファイバ内で実際に露光される構造の傾斜角度が位相マスクの傾斜角度と同じになり、グレーティングの角度精度がさらに改善できる。溝つき誘電体板２３に設けた溝部２３ｇは、ファイバクラッドの形状に完全に一致している必要はなく、たとえば形成しやすいＶ字型の溝であっても同様の効果が得られる。【０１２７】
以上、本実施の形態で説明したファイバグレーティングにより、ＧＥ−ＰＯＮ用光送受信モジュールで使用する波長領域で必要な波長特性が得られるため、実施の形態１及び実施の形態３で説明した事例の動作が実現でき、加入者側光回線終端装置の省スペース化が可能になる。【０１２８】
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
【図１】
2010079611.tif 000009
【図２】
2010079611.tif 000010
【図３】
2010079611.tif 000011
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年7月9日(2009.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の使用波長の光信号を送信または受信する送信／受信モジュールと、この送信／受信モジュールに光学的に接続され光信号を伝送する光ファイバとを備え、前記使用波長近傍に透過阻止波長範囲の必要な光モジュールにおいて、前記光ファイバは、
前記透過阻止波長範囲での透過損失が所定値以上で反射強度が所定値以下となるように、伝送方向の垂直線に対して傾斜させたグレーティングを有する傾斜グレーティング付光ファイバ部（１５，１７ａ，１８ａ，１８ｂ）と、当該光ファイバのクラッドを伝搬する迷光を減衰させるための迷光減衰用光ファイバ部（１６）とを光学的に接続したものであって、前記傾斜グレーティング付光ファイバ部を透過光の入射側に、前記迷光減衰用光ファイバ部を透過光の出射側に形成したものであることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記光ファイバは、
前記傾斜グレーティング付光ファイバ部と前記迷光減衰用ファイバ部との間に、伝送方向に対してほぼ垂直なグレーティングを有する垂直グレーティング付光ファイバ部（１７ｂ）を光学的に接続したものであることを特徴とする請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記傾斜グレーティング付光ファイバ部がチャープ回折格子からなり、
前記垂直グレーティング付光ファイバ部は、ブラッグ反射による透過損失波長帯域を有し、この透過損失波長帯域に含まれる前記透過阻止波長範囲を前記傾斜グレーティング付光ファイバ部のブラッグ波長帯域よりも短波長側とし、前記傾斜グレーティング付光ファイバ部のブラッグ波長帯域よりも長波長側でブラッグ反射が生じないようにしたことを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記傾斜グレーティング付光ファイバ部は、透過光の入射側から順に第１傾斜グレーティングファイバ部と第２傾斜グレーティングファイバ部（１８ａ，１８ｂ）とを形成したものであり、
前記第１傾斜グレーティングファイバ部の単位長さあたりのチャープ量が前記第２傾斜グレーティング付光ファイバ部の単位長さあたりのチャープ量よりも大きく、かつ前記第１傾斜グレーティング付光ファイバ部の透過損失波長帯域が前記第２傾斜グレーティング付光ファイバ部の反射波長帯域を含むように構成したことを特徴とする請求項２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記透過阻止波長範囲における、前記傾斜グレーティング付光ファイバ部の光透過損失と、前記垂直グレーティング付光ファイバ部の光透過損失をそれぞれＬ１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１≧１２．５，Ｌ１＋Ｌ２≧４０」を満足し、
前記透過阻止波長範囲と、前記傾斜グレーティング付光ファイバ部のブラッグ波長帯域における、前記傾斜グレーティング付光ファイバ部の光反射率をそれぞれＲ１（ｄＢ），Ｒ２（ｄＢ）とし、前記透過阻止波長範囲における前記垂直グレーティング付光ファイバ部の反射率をＲ０（ｄＢ）とするとき、以下の式（１）を満足するように、前記グレーティングの傾斜確度と周期、および前記迷光減衰用光ファイバ部の長さが調整されていることを特徴とする請求項３に記載の光モジュール。
【数１】
2010079611.tif 000024
【請求項６】
前記透過阻止波長範囲における、前記第１傾斜グレーティング付光ファイバ部の光透過損失と、前記第２傾斜グレーティング付光ファイバ部の光透過損失と、前記垂直グレーティング付光ファイバ部の光透過損失をそれぞれＬ１１（ｄＢ），Ｌ２１（ｄＢ），Ｌ２（ｄＢ）とするとき、「Ｌ１１≧２．５，Ｌ１１＋Ｌ２１≧１２．５，Ｌ２≧１５」を満足し、
前記透過阻止波長範囲と、前記第１傾斜グレーティング付光ファイバ部のブラッグ波長帯域における、前記第１傾斜グレーティング付光ファイバ部の光反射率をそれぞれＲ１１（ｄＢ），Ｒ１２（ｄＢ）とし、
前記垂直グレーティング付光ファイバ部のブラッグ反射による透過損失波長帯域と、前記第１および第２傾斜グレーティング付光ファイバ部のブラッグ波長帯域における、第２傾斜グレーティング付光ファイバ部の光反射率をそれぞれＲ２１（ｄＢ），Ｒ２２（ｄＢ）とするとき、以下の数２，数３を満足するように、前記グレーティングの傾斜角度、周期とチャープ量、および前記迷光減衰用光ファイバ部の長さが調整されていることを特徴とする請求項４に記載の光モジュール。
【数２】
2010079611.tif 000025
【数３】
2010079611.tif 000026
【請求項７】
特定の使用波長の光信号を送信または受信する送信／受信モジュールと、この送信／受信モジュールに光学的に接続され光信号を伝送する光ファイバとを備え、前記使用波長近傍に透過阻止波長範囲の必要な光モジュールにおいて、前記光ファイバは、
前記透過阻止波長範囲での透過損失が所定値以上となるように、グレーティングを有する少なくとも１つのグレーティング付光ファイバ部（１５，１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂ）と、当該光ファイバのクラッドを伝搬する迷光を減衰させるための迷光減衰用光ファイバ部（１６）とを光学的に接続したものであって、前記グレーティング付光ファイバ部を透過光の入射側に、前記迷光減衰用光ファイバ部を透過光の出射側に形成したものであることを特徴とする光モジュール。
【請求項８】
（削除）
【請求項９】
（削除）
【請求項１０】
（削除）
【請求項１１】
（削除）
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
（削除）
【国際調査報告】
2010079611.tif 000027
2010079611.tif 000028
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