(57)【要約】【課題】  損失を小さくすることができるとともに優れた特性を有することができる光合分波器を提供する。【解決手段】  光合分波器１００は、第１部材１１０、第２部材１２０および光フィルタ１３０を備える。第１部材１１０は、平面導波路であって、光導波路１１１および光導波路１１２が形成されている。第２部材１２０は、平面導波路であって、光導波路１２１および光導波路１２２が形成されている。光フィルタ１３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材１１０の端面１１０ａと第２部材１２０の端面１２０ａとの間に挟まれている。【選択図】  図１
2006072316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光導波路および第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１部材と、第３光導波路が端面に達するまで設けられた第２部材と、前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記端面との間に設けられた光フィルタと、を備え、
前記光フィルタが、
前記第１光導波路を伝搬してきて前記第１部材の前記端面から出射された光のうち、前記光フィルタを透過した光を前記第２部材の前記端面から前記第３光導波路に入射させ、前記光フィルタで反射した光を前記第１部材の前記端面から前記第２光導波路に入射させ、
又は、前記第３光導波路を伝搬してきて前記第２部材の前記端面から出射された光のうち前記光フィルタを透過した光を前記第１部材の前記端面から前記第１光導波路に入射させ、前記第２光導波路を伝搬してきて前記第１部材の前記端面から出射された光のうち前記光フィルタで反射した光を前記第１部材の前記端面から前記第１光導波路に入射させる、
ことを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
前記第１部材が平面導波路であることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項３】
前記第２部材が平面導波路であることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項４】
前記第２部材が光ファイバまたは光ファイバアレイであることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項５】
前記平面導波路のモードフィールド径が前記端面において拡大されていることを特徴とする請求項２または３に記載の光合分波器。
【請求項６】
前記光ファイバまたは前記光ファイバアレイに含まれる各光ファイバのモードフィールド径が前記端面において拡大されていることを特徴とする請求項４記載の光合分波器。
【請求項７】
前記光フィルタが誘電体多層膜フィルタであることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項８】
前記第１部材の前記端面における前記第１光導波路の光軸と、前記第２部材の前記端面における前記第３光導波路の光軸とが、同一直線上にない、ことを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項９】
前記光フィルタが前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に蒸着されて形成されていることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項１０】
前記光フィルタが前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項１１】
前記第１光導波路，前記第２光導波路，前記第３光導波路および前記光フィルタを１組として、これらが複数組設けられている、ことを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項１２】
前記光フィルタに対して同一の側にある光導波路が共通の部材上に設けられていることを特徴とする請求項１１記載の光合分波器。
【請求項１３】
前記複数組に対して前記光フィルタが一体化されていることを特徴とする請求項１１記載の光合分波器。
【請求項１４】
前記光フィルタに対して同一の側にある各光導波路の光軸が、前記光フィルタに対向する部材端面と異なる部材端面近傍において互いに平行である、ことを特徴とする請求項１１記載の光合分波器。
【請求項１５】
前記第１光導波路または前記第２光導波路が前記第１部材において直線状に設けられていることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項１６】
前記第１部材の平面形状が、前記光フィルタに対向する第１辺と、この第１辺と反対側にある第２辺と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、
前記第１光導波路および前記第２光導波路のうち直線状に設けられた光導波路に対して、前記第３辺および前記第４辺それぞれが平行であり、前記第２辺が垂直である、
ことを特徴とする請求項１５記載の光合分波器。
【請求項１７】
前記第１部材の平面形状が、前記光フィルタに対向する第１辺と、この第１辺と反対側にある第２辺と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、
前記第１光導波路および前記第２光導波路のうち直線状に設けられた光導波路に対して前記第３辺および前記第４辺それぞれが平行であり、前記第１辺に対して前記第２辺が平行である、
ことを特徴とする請求項１５記載の光合分波器。
【請求項１８】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれが研磨面であることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項１９】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれが、前記第１導波路，前記第２導波路および前記第３導波路を含む面に対して垂直である、ことを特徴とする請求項１８記載の光合分波器。
【請求項２０】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれが、前記第１導波路と前記第２導波路とがなす角を２分する直線に対して垂直である、ことを特徴とする請求項１９記載の光合分波器。
【請求項２１】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれと前記光フィルタとが密着していることを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
【請求項２２】
複数波長の信号光を伝送する光伝送システムであって、請求項１〜２１の何れか１項に記載の光合分波器を備え、前記複数波長の信号光を前記光合分波器により合波または分波する、ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２３】
複数波長の信号光を伝送する光伝送システムであって、請求項１５〜１７の何れか１項に記載の光合分波器を備え、前記第１光導波路および前記第２光導波路のうち直線状に設けられた一方の光導波路に前記複数波長のうちの第１波長の信号光を導波させ、他方の光導波路に前記複数波長のうちの第１波長より短い第２波長の信号光を導波させる、ことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２４】
請求項１記載の光合分波器を製造する方法であって、
第１光導波路および第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１部材と、第３光導波路が端面に達するまで設けられた第２部材と、を用意し、
前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に光フィルタを蒸着により形成し、
前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記端面とを対向させて両者を固定する、
ことを特徴とする光合分波器製造方法。
【請求項２５】
請求項１記載の光合分波器を製造する方法であって、
第１光導波路および第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１部材と、第３光導波路が端面に達するまで設けられた第２部材と、を用意し、
前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に光フィルタを接着固定し、
前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記端面とを対向させて両者を固定する、
ことを特徴とする光合分波器製造方法。
【請求項２６】
前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に前記光フィルタを蒸着により形成する前に、前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれを研磨する、ことを特徴とする請求項２４記載の光合分波器製造方法。
【請求項２７】
前記第１部材の前記端面または前記第２部材の前記端面に前記光フィルタを接着固定する前に、前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれを研磨する、ことを特徴とする請求項２５記載の光合分波器製造方法。
【請求項２８】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれを研磨する際に、当該研磨面が前記第１導波路，前記第２導波路および前記第３導波路を含む面に対して垂直となるように各端面を研磨する、ことを特徴とする請求項２７記載の光合分波器製造方法。
【請求項２９】
前記第１部材の前記端面および前記第２部材の前記端面それぞれを研磨した後に、前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記端面との間に前記光フィルタを挟み、その周囲を接着剤で固定する、ことを特徴とする請求項２８記載の光合分波器製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数波長の信号光を伝送する光伝送システム、このような光伝送システム等において用いられる光合分波器、および、この光合分波器を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数波長の信号光を伝送する光伝送システムでは、これら複数波長の信号光を合波または分波する光合分波器が用いられる。特に、端局と加入者宅との間の光伝送システム（ＦＴＴＨ: fiber to the home）では、光合分波器は小型で安価であることが要求される。例えば非特許文献１に記載された光合分波器は、基板上において互いに交差するように２本の光導波路が形成されて、当該交差部を通るようにＶ溝が形成され、そのＶ溝内に光フィルタが挿入されて接着剤で固定されたものである。この光合分波器では、一方の光導波路を導波してきてＶ溝に達した光のうち、或る波長の光は光フィルタを透過して更に該光導波路を導波していき、他の波長の光は光フィルタにより反射されて他方の光導波路を導波していく。
【非特許文献１】M. Yanagisawa, et al., "Low-loss and compact TFF-embedded silica-waveguide WDM filter for video distribution services in FTTH systems", OFC2004, TuI4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記非特許文献１に記載された光合分波器では、基板上に形成されるＶ溝の幅を光フィルタの幅より大きくする必要があり、しかも、その溝の断面形状がＶ字型であるので、光導波路のＶ溝側端面と光フィルタとの間に隙間が生じる。通常、この隙間は、光導波路の屈折率と略等しい屈折率を有する接着剤で埋められる。しかし、光フィルタの位置や姿勢が最適状態からずれる可能性があり、また、接着剤の構造は光導波路の構造と異なることから、光合分波の際の損失が大きくなり易い。さらに、接着剤の光学的特性（屈折率等）が温度依存性を有していて、その接着剤が厚くなることから、光合分波器の合分波特性の温度依存性や信頼性の点でも問題がある。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、損失を小さくすることができるとともに優れた特性を有することができる光合分波器、このような光合分波器を備える光伝送システム、および、このような光合分波器を製造することができる方法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】
【０００５】
本発明に係る光合分波器は、第１光導波路および第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１部材と、第３光導波路が端面に達するまで設けられた第２部材と、第１部材の端面と第２部材の端面との間に設けられた光フィルタとを備え、光フィルタが、第１光導波路を伝搬してきて第１部材の端面から出射された光のうち、光フィルタを透過した光を第２部材の端面から第３光導波路に入射させ、光フィルタで反射した光を第１部材の端面から第２光導波路に入射させ、又は、第３光導波路を伝搬してきて第２部材の端面から出射された光のうち光フィルタを透過した光を第１部材の端面から第１光導波路に入射させ、第２光導波路を伝搬してきて第１部材の端面から出射された光のうち光フィルタで反射した光を第１部材の端面から第１光導波路に入射させることを特徴とする。
【０００６】
この光合分波器は、別個に用意した第１部材と第２部材との間に光フィルタを挟む構成とされている。したがって、この光合分波器では、第１部材の端面と光フィルタとの間の距離、および、第２部材の端面と光フィルタの間の距離、それぞれを小さくすることができるので、光フィルタの位置や姿勢を最適状態にすることができ、さらに、光合分波の際の損失を小さくすることができる。さらに、光フィルタを接着剤で固定する場合に、その接着剤を薄くすることができることから、光合分波器の合分波特性の温度依存性や信頼性の点で優れる。
【０００７】
本発明に係る光合分波器は、第１部材が平面導波路であるのが好適であり、第２部材が平面導波路であるのが好適であり、或いは、第２部材が光ファイバまたは光ファイバアレイであるのが好適である。ここで、平面導波路のモードフィールド径が端面において拡大されているのが好適であり、また、この第２部材としての光ファイバまたは光ファイバアレイに含まれる各光ファイバのモードフィールド径が端面において拡大されているのが好適である。また、光フィルタが誘電体多層膜フィルタであるのが好適である。
【０００８】
本発明に係る光合分波器は、第１部材の端面における第１光導波路の光軸と、第２部材の端面における第３光導波路の光軸とが、同一直線上にないのが好適である。すなわち、第１部材上の第１光導波路と第２部材上の第３光導波路との間の光結合が最適となるように、各光導波路が形成されている。光合分波器を構成する第１部材と第２部材とは別個に用意されるので、このように各光導波路の光軸を最適化することは容易である。
【０００９】
本発明に係る光合分波器では、光フィルタは、第１部材の端面または第２部材の端面に蒸着されて形成されているのが好適であり、或いは、第１部材の端面または第２部材の端面に接着剤で固定されているのが好適である。
【００１０】
本発明に係る光合分波器では、第１光導波路，第２光導波路，第３光導波路および光フィルタを１組として、これらが複数組設けられているのが好適である。このとき、光フィルタに対して同一の側にある光導波路が共通の部材上に設けられているのが好適である。また、複数組に対して光フィルタが一体化されているのが好適である。また、光フィルタに対して同一の側にある各光導波路の光軸が、光フィルタに対向する部材端面と異なる部材端面近傍において互いに平行であるのが好適である。
【００１１】
本発明に係る光合分波器では、第１光導波路または第２光導波路が第１部材において直線状に設けられているのが好適である。このとき、第１部材の平面形状は、光フィルタに対向する第１辺と、この第１辺と反対側にある第２辺と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、第１光導波路および第２光導波路のうち直線状に設けられた光導波路に対して、第３辺および第４辺それぞれが平行であり、第２辺が垂直であるのが好適である。或いは、第１部材の平面形状は、光フィルタに対向する第１辺と、この第１辺と反対側にある第２辺と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、第１光導波路および第２光導波路のうち直線状に設けられた光導波路に対して第３辺および第４辺それぞれが平行であり、第１辺に対して第２辺が平行であるのが好適である。
【００１２】
本発明に係る光合分波器では、第１部材の端面および第２部材の端面それぞれが研磨面であるのが好適である。第１部材の端面および第２部材の端面それぞれが、第１導波路，第２導波路および第３導波路を含む面に対して垂直であるのが好適である。第１部材の端面および第２部材の端面それぞれが、第１導波路と第２導波路とがなす角を２分する直線に対して垂直であるのが好適である。また、第１部材の端面および第２部材の端面それぞれと光フィルタとが密着しているのが好適である。
【００１３】
本発明に係る光伝送システムは、複数波長の信号光を伝送する光伝送システムであって、上記の本発明に係る光合分波器を備え、複数波長の信号光を光合分波器により合波または分波することを特徴とする。また、第１光導波路または第２光導波路が第１部材において直線状に設けられている光合分波器を用いる場合には、直線状に設けられた光導波路に複数波長のうちの第１波長の信号光を導波させ、他方の光導波路に複数波長のうちの第１波長より短い第２波長の信号光を導波させるのが好適である。
【００１４】
本発明に係る光合分波器製造方法は、上記の本発明に係る光合分波器を製造する方法であって、第１光導波路および第２光導波路が端面に達するまで設けられた第１部材と、第３光導波路が端面に達するまで設けられた第２部材と、を用意し、第１部材の端面または第２部材の端面に光フィルタを蒸着により形成し、第１部材の端面と第２部材の端面とを対向させて両者を固定することを特徴とする。或いは、第１部材の端面または第２部材の端面に光フィルタを接着固定し、第１部材の端面と第２部材の端面とを対向させて両者を固定することを特徴とする。また、第１部材の端面または第２部材の端面に光フィルタを蒸着により形成する前に、或いは、第１部材の端面または第２部材の端面に光フィルタを接着固定する前に、第１部材の端面および第２部材の端面それぞれを研磨するのが好適である。また、第１部材の端面および第２部材の端面それぞれを研磨する際に、当該研磨面が第１導波路，第２導波路および第３導波路を含む面に対して垂直となるように各端面を研磨するのが好適である。また、第１部材の端面および第２部材の端面それぞれを研磨した後に、第１部材の端面と第２部材の端面との間に光フィルタを挟み、その周囲を接着剤で固定するのが好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る光合分波器は、損失を小さくすることができるとともに、優れた特性を有することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
（光合分波器の第１実施形態）
【００１８】
先ず、本発明に係る光合分波器の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る光合分波器１００の斜視図である。図２は、第１実施形態に係る光合分波器１００の平面図である。これらの図に示される光合分波器１００は、第１部材１１０、第２部材１２０および光フィルタ１３０を備える。
【００１９】
第１部材１１０は、平面導波路であって、光導波路１１１および光導波路１１２が形成されている。第２部材１２０は、平面導波路であって、光導波路１２１および光導波路１２２が形成されている。第１部材１１０および第２部材１２０それぞれは、例えば、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に、石英ガラスからなるクラッド、および、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなるコアが形成されたものである。このコアが光導波路となる。また、光フィルタ１３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材１１０の端面１１０ａと第２部材１２０の端面１２０ａとの間に挟まれている。
【００２０】
第１部材１１０上の光導波路１１１，１１２それぞれは、光フィルタ１３０側の第１部材１１０の端面１１０ａに達するまで設けられていて、当該端面１１０ａと反対側端面１１０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。第２部材１２０上の光導波路１２１，１２２それぞれは、光フィルタ１３０側の第２部材１２０の端面１２０ａに達するまで設けられていて、当該端面１２０ａと反対側端面１２０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。なお、第１部材１１０の端面１１０ｂおよび第２部材１２０の端面１２０ｂそれぞれにおいて、各光導波路は光ファイバまたは光ファイバアレイと光学的に接続されるのが好適である。
【００２１】
光フィルタ１３０は、第１部材１１０の端面１１０ａまたは第２部材１２０の端面１２０ａに、蒸着されて形成されたものであるのが好適であり、或いは、別に作成された後に接着剤で固定されているのも好適である。光フィルタ１３０は、或る波長λＴの光を透過させる一方で、他の波長λＲの光を反射させる。例えば、透過波長λＴは１.５５μｍであり、反射波長λＲは１.３１μｍおよび１.４９μｍであるが、これに限られない。
【００２２】
そして、例えば、光フィルタ１３０は、端面１１０ｂから第１部材１１０の光導波路１１１に導入され光導波路１１１を導波してきて端面１１０ａから出射された光のうち、光フィルタ１３０を透過した波長λＴの光を第２部材１２０の端面１２０ａから光導波路１２２に導波させ、光フィルタ１３０で反射した波長λＲの光を第１部材１１０の端面１１０ａから光導波路１１２に導波させる。すなわち、この場合には、光合分波器１００は、波長λＴの光と波長λＲの光とを分波することができる。
【００２３】
また、例えば、光フィルタ１３０は、第２部材１２０上の光導波路１２２を導波してきて端面１２０ａから出射した波長λＴの光を透過させて、その波長λＴの光を第１部材１１０の端面１１０ａから光導波路１１１に導波させる。また、光フィルタ１３０は、第１部材１１０上の光導波路１１２を導波してきて端面１１０ａから出射した波長λＲの光を反射させて、その波長λＲの光を第１部材１１０の端面１１０ａから光導波路１１１に導波させる。すなわち、この光合分波器１００は、波長λＴの光と波長λＲの光とを合波することができる。
【００２４】
この光合分波器１００は、第１部材１１０および第２部材１２０それぞれに２本の光導波路が形成されているので種々の使用態様が有り得るが、一方の部材には１本のみ光導波路が形成されていてもよい。
【００２５】
この光合分波器１００は、非特許文献１に記載された如く互いに交差するように２本の光導波路が形成された１つの基板上にＶ溝を形成して該Ｖ溝内に光フィルタを挿入したものではなく、別個に用意した第１部材１１０と第２部材１２０との間に光フィルタ１３０を挟む構成とされている。したがって、この光合分波器１００では、第１部材１１０の端面１１０ａと光フィルタ１３０との間の距離、および、第２部材１２０の端面１２０ａと光フィルタ１３０との間の距離、それぞれを小さくすることができるので、光フィルタ１３０の位置や姿勢を最適状態にすることができ、さらに、光合分波の際の損失を小さくすることができる。さらに、光フィルタ１３０を接着剤で固定する場合に、その接着剤を薄くすることができることから、光合分波器１００の合分波特性の温度依存性や信頼性の点で優れる。
【００２６】
なお、第１部材１１０の端面１１０ａと光フィルタ１３０との間の距離は３μｍ以下であるのが好適であり、また、第２部材２１０の端面２１０ａと光フィルタ１３０との間の距離は３μｍ以下であるのが好適である。このようにすることにより、光合分波の際の損失が低減される。
【００２７】
また、端面１１０ａにおける光導波路１１１，１１２それぞれのモードフィールド径ならびに端面１２０ａにおける光導波路１２１，１２２それぞれのモードフィールド径は、通常のシングルモード光ファイバのモードフィールド径より大きいことが好ましく、例えば２０μｍ以上であるのが好ましい。このように光フィルタ１３０に対向する端面１１０ａ，１２０ａでの光導波路のモードフィールド径を大きくすることにより、光フィルタ１３０での回折の影響を抑制することができ、合分波の際の損失を抑制することができる。実際には、ビーム伝搬解析などを行って、光フィルタ１３０への光の入射角や光導波路中での損失、高次モードの影響等を考慮して、端面１１０ａ，１２０ａでの光導波路のモードフィールド径について最適値を選ぶ必要がある。
【００２８】
図３は、第１実施形態に係る光合分波器１００の一部拡大図である。この図３中で光の導波方向・伝搬方向が一点鎖線で示されている。この図に示されるように、第１部材１１０の端面１１０ａにおける光導波路１１１の光軸と、第２部材１２０の端面１２０ａにおける光導波路１２２の光軸とは、互いに平行であるが、同一直線上にない。また、第１部材１１０の端面１１０ａにおける光導波路１１２の光軸と、第２部材１２０の端面１２０ａにおける光導波路１２１の光軸とは、互いに平行であるが、同一直線上にない。より具体的には、光導波路１１１，１１２，１２１，１２２および光フィルタ１３０それぞれの屈折率を考慮して、光導波路１１１と光導波路１２２との間の透過波長λＴの光の結合、および、光導波路１１２と光導波路１２１との間の透過波長λＴの光の結合、それぞれが最適となるように、各光導波路が形成されている。光合分波器１００を構成する第１部材１１０と第２部材１２０とは別個に用意されるので、このように各光導波路の光軸を最適化することは容易である。
【００２９】
次に、光合分波器１００の製造方法について説明する。図４は、第１実施形態に係る光合分波器１００を製造する方法を説明する図である。初めに、第１部材１１０および第２部材１２０を用意する（同図（ａ））。第１部材１１０の端面１１０ａ，１１０ｂを研磨するとともに、第２部材１２０の端面１２０ａ，１２０ｂを研磨するのが好適である。続いて、第１部材１１０の端面１１０ａまたは第２部材１２０の端面１２０ａに、光フィルタ１３０を蒸着により形成し、或いは、別に作成した光フィルタ１３０を接着剤で固定する（同図（ｂ））。そして、第１部材１１０の端面１１０ａと第２部材１２０の端面１２０ａとを対向させて、調心した後に両者を固定する（同図（ｃ），（ｄ））。
【００３０】
なお、第１部材１１０および第２部材１２０を用意する方法としては、予め光導波路が形成された部材の一部を切断し光導波路が端面に達するようにすること、更には切断した部材の端面を研磨すること、あるいは、予め光導波路は形成されているものの部材の端面にまでは達していないものを準備し、その後に光導波路が端面に達するまで端面を研磨すること、などが挙げられる。
【００３１】
当該研磨面は、光導波路を含む面に対して垂直であることが好ましく、また、第１光導波路と第２光導波路とがなす角を２分する直線に対して垂直であることが好ましい。図３に示された構成において、端面１１０ａの垂線と光導波路１１１の光軸とがなす角と、端面１１０ａの垂線と光導波路１１２の光軸とがなす角とが、互いに等しいことが好ましい。また、端面１２０ａの垂線と光導波路１２１の光軸とがなす角と、端面１２０ａの垂線と光導波路１２２の光軸とがなす角とが、互いに等しいことが好ましい。この角度は、通常、光フィルタ１３０への設計入射角であり、第１部材１１０および第２部材１２０の一方に１本のみ光導波路が形成されている場合には、端面の垂線と光導波路の光軸とがなす角が光フィルタ１３０への設計入射角となる。なお、研磨面の粗さは波長より十分小さいことが望ましく、例えば中心線平均粗さＲａが１０ｎｍ以下であることが望ましい。これにより、端面での光の回折や散乱が低減され、反射減衰量を大きくすることができる。
【００３２】
この固定に際しては、端面１１０ａ，１２０ｂや光フィルタ１３０の面に接着剤を薄く塗布することで固定してもよいし（同図（ｃ））、端面１１０ａ，１２０ｂと光フィルタ１３０とを突き合わせた後に当該周囲を接着剤１４０で固めてもよい（同図（ｄ））。また、更に他の方法により固定してもよく、例えば、外箱や固定冶具を用いて、第１部材１１０，第２部材１２０および光フィルタ１３０を固定してもよい。
【００３３】
同図（ｄ）に示される固定では、部材１１０，１２０と光フィルタ１３０とを完全に密着することができる。同図（ｃ）に示される固定では、部材１１０，１２０の平坦度が悪くでも、接着剤がクッションの役割を果たすので、光フィルタ１３０の破損を防止することができる。また、同図（ｃ）に示される固定では、接着剤は数μｍ以下の厚さで塗布することが可能であり、端面１１０ａ，１２０ａと光フィルタ１３０とは略密着しており、ここで発生する損失を無視し得る程度とすることができる。
【００３４】
同図（ｃ）に示されるように、第１部材１１０および第２部材１２０それぞれと光フィルタ１３０との間に接着剤が挿入される場合、接着剤の屈折率と光導波路の屈折率とが互いに等しいことが好ましい。接着剤の屈折率と光導波路の屈折率との差が大きい場合、界面での反射が特性を劣化させるので、同図（ｄ）に示されるように、第１部材１１０および第２部材１２０それぞれと光フィルタ１３０とが密着できる構成が好ましい。
【００３５】
以上に説明した第１実施形態に係る光合分波器１００は、種々の変形が可能である。以下では、その変形例である他の実施形態について説明する。
【００３６】
（光合分波器の第２実施形態）
【００３７】
次に、本発明に係る光合分波器の第２実施形態について説明する。図５は、第２実施形態に係る光合分波器２００の平面および側面を示す図である。同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。この図に示される光合分波器２００は、４組の光合分波器１００（図１，図２）が並列配置された構成のものである。光合分波器２００は、第１部材２１０、第２部材２２０および光フィルタ２３０を備える。
【００３８】
第１部材２１０は、平面導波路であって、光導波路２１１１〜２１１４および光導波路２１２１〜２１２４が形成されている。第２部材２２０は、平面導波路であって、光導波路２２１１〜２２１４および光導波路２２２１〜２２２４が形成されている。第１部材２１０および第２部材２２０それぞれは、例えば、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に、石英ガラスからなるクラッド、および、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなるコアが形成されたものである。このコアが光導波路となる。また、光フィルタ２３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材２１０の端面２１０ａと第２部材２２０の端面２２０ａとの間に挟まれている。
【００３９】
第１部材２１０上の光導波路２１１ｎ，２１２ｎは、光フィルタ２３０側の第１部材２１０の端面２１０ａに達するまで設けられていて、当該端面２１０ａと反対側端面２１０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。第２部材２２０上の光導波路２２１ｎ，２２２ｎは、光フィルタ２３０側の第２部材２２０の端面２２０ａに達するまで設けられていて、当該端面２２０ａと反対側端面２２０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。ここで、添え字ｎは１以上４以下の任意の整数である。
【００４０】
第２部材２２０の端面２２０ｂにおいて、各光導波路は光ファイバアレイ２５０と光学的に接続されている。すなわち、端面２２０ｂにおいて、第２部材２２０の光導波路２２１ｎは光ファイバアレイ２５０の光ファイバコア２５１ｎと光学的に結合され、第２部材２２０の光導波路２２２ｎは光ファイバアレイ２５０の光ファイバコア２５２ｎと光学的に結合されている。
【００４１】
光フィルタ２３０は、第１部材２１０の端面２１０ａまたは第２部材２２０の端面２２０ａに、蒸着されて形成されたものであるのが好適であり、或いは、別に作成された後に接着剤で固定されているのも好適である。光フィルタ２３０は、或る波長λＴの光を透過させる一方で、他の波長λＲの光を反射させる。
【００４２】
この光合分波器２００において、各組の光導波路２１１ｎ，２１２ｎ，２２１ｎ，２２２ｎおよび光フィルタ２３０は、光合分波器１００（図１，図２）と同様の構成を有し同様に動作する。
【００４３】
１つの第１部材２１０上に８本の光導波路２１１１〜２１１４，２１２１〜２１２４が形成され、また、１つの第２部材２２０上に８本の光導波路２２１１〜２２１４，２２２１〜２２２４が形成されている。このことから、第１部材２１０および第２部材２２０それぞれにおける１チャンネル当たりの製造コストを安価とすることができる。また、各組につき別個に光フィルタ１３０が設けられてもいいが、４組に対して一体化された光フィルタ１３０が設けられるのが好適であり、後者の場合には光合分波器２００を安価に製造することができる。
【００４４】
第１部材２１０上に８本の光導波路２１１１〜２１１４，２１２１〜２１２４それぞれの光軸が端面２１０ｂにおいて互いに平行であって一定間隔であるのが好適であり、また、第２部材２２０上に８本の光導波路２２１１〜２２１４，２２２１〜２２２４それぞれの光軸が端面２２０ｂにおいて互いに平行であって一定間隔であるのが好適である。この場合には、第１部材２１０，第２部材２２０と光ファイバアレイとを一括して調心して接合することができる。
【００４５】
（光合分波器の第３実施形態）
【００４６】
次に、本発明に係る光合分波器の第３実施形態について説明する。図６は、第３実施形態に係る光合分波器３００の平面図である。この図に示される光合分波器３００は、第１部材３１０、第２部材３２０および光フィルタ３３０を備える。
【００４７】
第１部材３１０は、平面導波路であって、光導波路３１１および光導波路３１２が形成されている。第２部材３２０は、平面導波路であって、光導波路３２１および光導波路３２２が形成されている。第１部材３１０および第２部材３２０それぞれは、例えば、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に、石英ガラスからなるクラッド、および、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなるコアが形成されたものである。このコアが光導波路となる。また、光フィルタ３３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材３１０の端面３１０ａと第２部材３２０の端面３２０ａとの間に挟まれている。
【００４８】
第１部材３１０上の光導波路３１１，３１２それぞれは、光フィルタ３３０側の第１部材３１０の端面３１０ａに達するまで設けられていて、当該端面３１０ａと反対側端面３１０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。第２部材３２０上の光導波路３２１，３２２それぞれは、光フィルタ３３０側の第２部材３２０の端面３２０ａに達するまで設けられていて、当該端面３２０ａと反対側端面３２０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。なお、第１部材３１０の端面３１０ｂおよび第２部材３２０の端面３２０ｂそれぞれにおいて、各光導波路は光ファイバまたは光ファイバアレイと光学的に接続されるのが好適である。
【００４９】
光フィルタ３３０は、第１部材３１０の端面３１０ａまたは第２部材３２０の端面３２０ａに、蒸着されて形成されたものであるのが好適であり、或いは、別に作成された後に接着剤で固定されているのも好適である。光フィルタ３３０は、或る波長λＴの光を透過させる一方で、他の波長λＲの光を反射させる。例えば、透過波長λＴは１.５５μｍであり、反射波長λＲは１.３１μｍおよび１.４９μｍであるが、これに限られない。
【００５０】
この光合分波器３００は、光合分波器１００（図１，図２）と同様の構成を有し同様に動作する。
【００５１】
一般に、光導波路が曲線状であると、導波光の波長が長いほど、導波光の伝搬損失が大きい。しかし、この光合分波器３００では、第１部材３１０上の光導波路３１１は、端面３１０ａと端面３１０ｂとの間で直線状に形成されている。同様に、第２部材３２０上の光導波路３２２は、端面３２０ａと端面３２０ｂとの間で直線状に形成されている。そこで、この光合分波器３００を使用する際には、直線状の光導波路３１１，３２２に長波長の光を導波させる一方で、曲線部分を有する光導波路３１２，３２１に短波長の光を導波させるのが好適であり、このようにすることにより、光合分波の際の損失を抑制することができる。
【００５２】
また、第１部材３１０の平面形状は、光フィルタ３３０に対向する第１辺（端面３１０ａ側の辺）と、この第１辺と反対側にある第２辺（端面３１０ｂ側の辺）と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、直線状に設けられた光導波路３１１に対して、第３辺および第４辺それぞれが平行であり、第２辺が垂直である。また、第１辺は第２辺に対して平行ではない。この場合には、端面３１０ｂにおいて直線状の光導波路３１１が垂直であるので、例えば光ファイバと光導波路３１１とを結合する上で好都合である。第２部材３２０の平面形状についても同様である。
【００５３】
（光合分波器の第４実施形態）
【００５４】
次に、本発明に係る光合分波器の第４実施形態について説明する。図７は、第４実施形態に係る光合分波器４００の平面図である。この図に示される光合分波器４００は、４組の光合分波器が並列配置された構成のものである。光合分波器４００は、第１部材４１０、第２部材４２０および光フィルタ４３０を備える。
【００５５】
第１部材４１０は、平面導波路であって、光導波路４１１１〜４１１４および光導波路４１２１〜４１２４が形成されている。第２部材４２０は、平面導波路であって、光導波路４２１１〜４２１４および光導波路４２２１〜４２２４が形成されている。第１部材４１０および第２部材４２０それぞれは、例えば、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に、石英ガラスからなるクラッド、および、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなるコアが形成されたものである。このコアが光導波路となる。また、光フィルタ４３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材４１０の端面４１０ａと第２部材４２０の端面４２０ａとの間に挟まれている。
【００５６】
第１部材４１０上の光導波路４１１ｎ，４１２ｎは、光フィルタ４３０側の第１部材４１０の端面４１０ａに達するまで設けられていて、当該端面４１０ａと反対側端面４１０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。第２部材４２０上の光導波路４２１ｎ，４２２ｎは、光フィルタ４３０側の第２部材４２０の端面４２０ａに達するまで設けられていて、当該端面４２０ａと反対側端面４２０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。ここで、添え字ｎは１以上４以下の任意の整数である。
【００５７】
第１部材４１０の端面４１０ｂにおいて、各光導波路は光ファイバアレイと光学的に接続されるのが好適である。また、第２部材４２０の端面４２０ｂにおいて、各光導波路は光ファイバアレイと光学的に接続されるのが好適である。
【００５８】
光フィルタ４３０は、第１部材４１０の端面４１０ａまたは第２部材４２０の端面４２０ａに、蒸着されて形成されたものであるのが好適であり、或いは、別に作成された後に接着剤で固定されているのも好適である。光フィルタ４３０は、或る波長λＴの光を透過させる一方で、他の波長λＲの光を反射させる。
【００５９】
この光合分波器４００において、各組の光導波路４１１ｎ，４１２ｎ，４２１ｎ，４２２ｎおよび光フィルタ４３０は、光合分波器３００と略同様の構成を有し略同様に動作する。
【００６０】
また、第１部材４１０の平面形状は、光フィルタ４３０に対向する第１辺（端面４１０ａ側の辺）と、この第１辺と反対側にある第２辺（端面４１０ｂ側の辺）と、互いに平行な第３辺および第４辺と、を有する矩形であって、直線状に設けられた光導波路４１１に対して第３辺および第４辺それぞれが平行であり、第１辺に対して第２辺が平行である。この場合には、光導波路４１１１〜４１１４それぞれの導波路長を一定値にすることができるとともに、光導波路４１２１〜４１２４それぞれの導波路長をも一定値にすることができる。第２部材４２０の平面形状についても同様である。したがって、４組の光合分波器それぞれにおける合分波の際の損失を一定にすることができる。
【００６１】
（光合分波器の第５実施形態）
【００６２】
次に、本発明に係る光合分波器の第５実施形態について説明する。図８は、第５実施形態に係る光合分波器５００の平面図である。この図に示される光合分波器５００は、４組の光合分波器が並列配置された構成のものである。光合分波器５００は、第１部材５１０、第２部材としての光ファイバアレイ５２０、および、光フィルタ５３０を備える。
【００６３】
第１部材５１０は、平面導波路であって、光導波路５１１１〜５１１４および光導波路５１２１〜５１２４が形成されている。第１部材５１０は、例えば、石英ガラスまたはシリコンからなる基板上に、石英ガラスからなるクラッド、および、ＧｅＯ２が添加された石英ガラスからなるコアが形成されたものである。このコアが光導波路となる。第２部材としての光ファイバアレイ５２０は、光ファイバコア５２２１〜５２２４が並列配置されたものである。また、光フィルタ５３０は、誘電体多層膜フィルタであって、第１部材５１０の端面５１０ａと光ファイバアレイ５２０の端面５２０ａとの間に挟まれている。
【００６４】
第１部材５１０上の光導波路５１１ｎ，５１２ｎは、光フィルタ５３０側の第１部材５１０の端面５１０ａに達するまで設けられていて、当該端面５１０ａと反対側端面５１０ｂとの間で光を導波し得るように形成されている。光ファイバアレイ５２０の光ファイバコア５２２ｎは、第１部材５１０上の光導波路５１１ｎを導波してきて光フィルタ５３０を透過した光を、端面に入射して導波させる。ここで、添え字ｎは１以上４以下の任意の整数である。
【００６５】
第１部材５１０の端面５１０ｂにおいて、各光導波路は光ファイバアレイと光学的に接続されるのが好適である。
【００６６】
光フィルタ５３０は、第１部材５１０の端面５１０ａに、蒸着されて形成されたものであるのが好適であり、或いは、別に作成された後に接着剤で固定されているのも好適である。光フィルタ５３０は、或る波長λＴの光を透過させる一方で、他の波長λＲの光を反射させる。
【００６７】
この光合分波器５００における第１部材５１０の平面形状は、光合分波器４００における第１部材４１０の平面形状と同様である。この光合分波器５００において、各組の光導波路５１１ｎ，５１２ｎ，５２２ｎおよび光フィルタ５３０は、光合分波器４００と略同様に動作する。
【００６８】
また、端面５２０ａの近傍において、光ファイバアレイ５２０に含まれる各光ファイバコア５２２ｎの添加物が拡散されて、各光ファイバのモードフィールド径が拡大されているのが好適である。このようにすることで、光合分波の際の損失が抑制される。
【００６９】
（光伝送システムの第１実施形態）
【００７０】
次に、本発明に係る光伝送システムの第１実施形態について説明する。図９は、第１実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。この図に示される光伝送システム１は、局１０と加入者宅２１〜２３との間で双方向に信号光を送受信するＦＴＴＨ（fiber to the home）システムである。
【００７１】
局１０内には、データ伝送装置１１１〜１１３、映像信号送信機１２１〜１２３および光合分波器１３が設けられている。データ伝送装置１１１〜１１３それぞれは、インターネットに接続されていて、デジタルデータを加入者宅２１〜２３との間で送受信するものである。映像信号送信機１２１〜１２３それぞれは、映像信号（アナログデータ）を加入者宅２１〜２３へ送信するものである。なお、加入者宅２１〜２３からデータ伝送装置１１１〜１１３へ送られる信号光の波長は１.３１μｍであり、データ伝送装置１１１〜１１３から加入者宅２１〜２３へ送られる信号光の波長は１.４９μｍであり、また、映像信号送信機１２１〜１２３から加入者宅２１〜２３へ送られる信号光の波長は１.５５μｍである。
【００７２】
局１０内に設けられた光合分波器１３は、データ伝送装置１１１〜１１３および映像信号送信機１２１〜１２３により送受信される３波長の信号光を合分波する。この光合分波器１３として、既に説明した各実施形態の光合分波器が用いられ、中でも、複数組の光合分波器が並列配置された光合分波器２００，４００，５００が特に好適に用いられ得る。
【００７３】
加入者宅２１には光受信機４１が設けられ、この光受信機４１内に光合分波器５１が設けられている。他の加入者宅２２，２３にも光受信機が設けられている。また、加入者宅２１〜２３の近くにスターカプラ３０が設けられている。このスターカプラ３０は、局１０から送信された信号光（波長１.４９μｍ，１.５５μｍ）を分岐して、その分岐した各々の信号光を加入者宅２１〜２３側へ送出するとともに、加入者宅２１〜２３側から送信された信号光（波長１.３３μｍ）を局１０へ送出する。光合分波器５１は、３波長の信号光を合分波するものであり、既に説明した各実施形態の光合分波器が用いられる。
【００７４】
この光伝送システム１では、局１０内において、データ伝送装置１１ｎおよび映像信号送信機１２ｎそれぞれから出力された信号光（波長１.４９μｍ，１.５５μｍ）は、光合分波器１３により合波されて送出される。局１０から送出された信号光はスターカプラ３０により分岐され、その分岐された信号光は光受信機４１内の光合分波器５１により分波され、その分波された一方の信号光（波長１.４９μｍ）は加入者宅２１内のパソコンに送信され、他方の信号光（波長１.５５μｍ）は加入者宅２１内のテレビ受像機に送信される。加入者宅２１内のパソコンから送出された信号光（波長１.３３μｍ）は、光受信機４１内の光合分波器５１、スターカプラ３０および局１０内の光合分波器１３を経て、データ伝送装置１１ｎにより受信される。
【００７５】
本実施形態では、光合分波器１３，５２として、既に説明した各実施形態の光合分波器が用いられるので、この合分波の際の損失が小さく、高品質の信号光伝送が可能である。
【００７６】
（光伝送システムの第２実施形態）
【００７７】
次に、本発明に係る光伝送システムの第２実施形態について説明する。図１０は、第２実施形態に係る光伝送システム２の構成図である。この図に示される光伝送システム２は、局１０とマンション２０内の加入者宅２１，２２との間で双方向に信号光を送受信するＦＴＴＨシステムである。第１実施形態に係る光伝送システム１（図９）と比較すると、この第２実施形態に係る光伝送システム２は、加入者宅２１，２２がマンション２０内の集合住宅である点、および、マンション２０に対して１つの光受信機４０が設けられている点、で相違する。
【００７８】
マンション２０に設けられた光受信機４０内に、光合分波器５０が設けられている。この光合分波器５０は、３波長の信号光を合分波するものであり、既に説明した各実施形態の光合分波器が用いられ、中でも、複数組の光合分波器が並列配置された光合分波器２００，４００，５００が特に好適に用いられ得る。なお、スターカプラ３０は光受信機４０内に設けられていてもよい。
【００７９】
この光伝送システム２では、局１０内において、データ伝送装置１１ｎおよび映像信号送信機１２ｎそれぞれから出力された信号光（波長１.４９μｍ，１.５５μｍ）は、光合分波器１３により合波されて送出される。局１０から送出された信号光はスターカプラ３０により分岐され、その分岐された信号光は光受信機４０内の光合分波器５０により分波され、その分波された一方の信号光（波長１.４９μｍ）は各加入者宅内のパソコンに送信され、他方の信号光（波長１.５５μｍ）は各加入者宅内のテレビ受像機に送信される。各加入者宅内のパソコンから送出された信号光（波長１.３３μｍ）は、光受信機４０内の光合分波器５０、スターカプラ３０および局１０内の光合分波器１３を経て、データ伝送装置１１ｎにより受信される。
【００８０】
（光伝送システムの第３実施形態）
【００８１】
次に、本発明に係る光伝送システムの第３実施形態について説明する。図１１は、第３実施形態に係る光伝送システム３の構成図である。この図に示される光伝送システム３は、局１０とマンション２０内の加入者宅２１，２２との間で双方向に信号光を送受信するＦＴＴＨシステムである。第２実施形態に係る光伝送システム２（図１０）と比較すると、この第３実施形態に係る光伝送システム３は、光受信機４０内にスターカプラ３１，３２および光合分波器５０が設けられている点で相違する。
【００８２】
この光伝送システム３では、局１０内において、データ伝送装置１１ｎおよび映像信号送信機１２ｎそれぞれから出力された信号光（波長１.４９μｍ，１.５５μｍ）は、光合分波器１３により合波されて送出される。局１０から送出された信号光は、光受信機４０内の光合分波器５０により分波される。光合分波器５０により分波された一方の信号光（波長１.４９μｍ）はスターカプラ３１により分岐されて各加入者宅内のパソコンに送信され、他方の信号光（波長１.５５μｍ）はスターカプラ３２により分岐されて各加入者宅内のテレビ受像機に送信される。各加入者宅内のパソコンから送出された信号光（波長１.３３μｍ）は、光受信機４０内のスターカプラ３１および光合分波器５０ならびに局１０内の光合分波器１３を経て、データ伝送装置１１ｎにより受信される。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施形態に係る光合分波器１００の斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る光合分波器１００の平面図である。
【図３】第１実施形態に係る光合分波器１００の一部拡大図である。
【図４】第１実施形態に係る光合分波器１００を製造する方法を説明する図である。
【図５】第２実施形態に係る光合分波器２００の平面および側面を示す図である。
【図６】第３実施形態に係る光合分波器３００の平面図である。
【図７】第４実施形態に係る光合分波器４００の平面図である。
【図８】第５実施形態に係る光合分波器５００の平面図である。
【図９】第１実施形態に係る光伝送システム１の構成図である。
【図１０】第２実施形態に係る光伝送システム２の構成図である。
【図１１】第３実施形態に係る光伝送システム３の構成図である。
【符号の説明】
【００８４】
１〜３…光伝送システム、１０…局、１１…データ伝送装置、１２…映像信号送信機、１３…光合分波器、２０…マンション、２１〜２３…加入者宅、３０〜３２…スターカプラ、４０，４１…光受信機、５０，５１…光合分波器、１００…光合分波器、１１０…第１部材、１１１，１１２…光導波路、１２０…第２部材、１２１，１２２…光導波路、１３０…光フィルタ、１４０…接着剤、２００…光合分波器、２１０…第１部材、２１１，２１２…光導波路、２２０…第２部材、２２１，２２２…光導波路、２３０…光フィルタ、２５０…光ファイバアレイ、２５１，２５２…光ファイバコア、３００…光合分波器、３１０…第１部材、３１１，３１２…光導波路、３２０…第２部材、３２１，３２２…光導波路、３３０…光フィルタ、４００…光合分波器、４１０…第１部材、４１１，４１２…光導波路、４２０…第２部材、４２１，４２２…光導波路、４３０…光フィルタ、５００…光合分波器、５１０…第１部材、５１１，５１２…光導波路、５２０…光ファイバアレイ、５２２…光ファイバコア、５３０…光フィルタ。
【図１】
2006072316.tif 000003
【図２】
2006072316.tif 000004
【図３】
2006072316.tif 000005
【図４】
2006072316.tif 000006
【図５】
2006072316.tif 000007
【図６】
2006072316.tif 000008
【図７】
2006072316.tif 000009
【図８】
2006072316.tif 000010
【図９】
2006072316.tif 000011
【図１０】
2006072316.tif 000012
【図１１】
2006072316.tif 000013