(57)【要約】【課題】多くの波長領域に分波し又は多くの波長領域の光を合波する多チャンネル型の小型で安価な光合分波器を提供する。【解決手段】波長λ１−λ４の光を多重した光は光ファイバ９ａから出射しマイクロレンズ１２ａでその光軸を曲げられて平行光になり、ミラー層１９で反射する。フィルタ１７ａを透過した波長λ１の光は光ファイバ９ｃに結合する。フィルタ１７ａで反射したλ２−λ４の光はミラー層１９で反射されてフィルタ１７ｂに入射し、そこを透過した光はλ２の光は光ファイバ９ｃに結合する。かかる作用を繰り返すことにより光ファイバ９ａから出射した光はフィルタ１７ａ−１７ｄとミラー層１９の間で分波されて各波長の光が各光ファイバ９ｃ−９ｆから出射される。これとは反対に、光ファイバ５９ｃ−５９ｆから入射した波長λ５−λ８の光はフィルタ６３ａ−６３ｄとミラー層１９の間で合波されて光ファイバ９ａから出射される。【選択図】図５６
2006285280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光反射面と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第１の波長選択素子と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第２の波長選択素子とからなり、光反射面と第１の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を合波させ、また、光反射面と第２の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を分波させる導光手段と、
複数波長の光を伝送させるための伝送手段と、
光軸が前記第１の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第１の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光入力手段と、
光軸が前記第２の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第２の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光出力手段と、
前記光入力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための１つ又は複数の第１の偏向素子と、
前記光出力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための１つ又は複数の第２の偏向素子と、
前記導光手段の光反射面と第１の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導いて前記伝送手段に結合させると共に、前記伝送手段を伝送されてきた別な一組の複数波長の光を前記導光手段の光反射面と第２の波長選択素子との間へ導いて導光させる光分岐手段とを備え、
前記光入力手段が、前記第１の偏向素子を介してそれぞれ一組の複数波長の光のうち各波長の光を出射して前記導光手段の第１の波長選択素子へ斜めに入射させ、
前記光出力手段が、それぞれ前記導光手段の第２の波長選択素子から斜めに出射される別な一組の複数波長の光のうち各波長の光を前記第２の偏向素子を介して受光していることを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
前記光分岐手段は、
前記伝送手段により送出される前記一組の複数波長の光と、前記伝送手段により送られてきた前記別な一組の複数波長の光とを合分波させるフィルタと、
前記導光手段の光反射面と第１の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段と、前記フィルタで分離された前記別な一組の複数波長の光を導光手段の第２の波長選択素子へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段とのうち少なくとも一方の光伝達手段とを備えた、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項３】
前記伝送手段が光ファイバによって構成され、前記光入力手段が発光素子によって構成され、前記光出力手段が受光素子によって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項４】
前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第１の基板の上に、表面に前記各波長選択素子を複数並べられた透明な第２の基板を接合させたものであることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項５】
前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第１の基板の上に、それぞれの表面に個々の前記波長選択素子を形成された複数の透明な第２の基板を並べて接合させたものであることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項６】
前記導光手段は、重ねられた一対の透明な基板の間に前記各波長選択素子が形成され、前記基板のうち裏面側に位置する基板の裏面に前記光反射面が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項７】
前記導光手段の前記波長選択素子を形成されている面と前記偏向素子とを対向させ、前記導光手段と前記偏向素子との間にスペーサーを介在させたことを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項８】
前記スペーサーは、前記偏向素子と一体成形されていることを特徴とする、請求項７に記載の光合分波器。
【請求項９】
前記各波長選択素子の表面を保護層により被覆したことを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項１０】
前記偏向素子は、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項１１】
前記偏向素子は、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項１２】
前記偏向素子は、プリズム及びレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の光合分波器。
【請求項１３】
前記プリズムが透明基板の一方の面に形成され、前記レンズが前記透明基板の他方の面に前記プリズムと対向するように設けられていることを特徴とする、請求項１２に記載の光合分波器。
【請求項１４】
前記プリズムは前記導光手段の表面に一体に形成され、前記レンズが前記プリズムと対向する位置に配置されていることを特徴とする、請求項１２に記載の光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多チャンネルで小型の光合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバケーブルを信号伝送媒体とする光通信が各家庭でも利用できるまで発達してきており、波長の異なる光信号を多重化して一本の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式を利用した通信網の拡大が進んでいる。これに伴って、波長の異なる複数の光を多重化したり、波長多重化された光を各波長ごとに分波する光合分波器を小型化し、且つ、低コストで大量生産することが望まれている。
【０００３】
図１は、従来例（例えば、特許文献１）による光分波器１の構成を示す概略側面図である。図１に示す光分波器１は、ボールレンズ４及び光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅを一体化して平行に並べた５本のコリメータ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅと、互いに平行な２つの面６ａ、６ｃ及びこれに直交する面６ｂを備えたガラス体６と、ガラス体６の面６ａ上に並列に配置され、それぞれ特定の波長λ１、λ２、λ３、λ４の帯域の光のみを透過する干渉膜フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、ガラス体６の面６ｃに密着した反射ミラー７とから構成されている。
【０００４】
この光分波器１では、コリメータ３ａから出射されてガラス体６に入射した光ビーム（波長λ１、λ２、λ３、λ４を多重化した光）は、ガラス体６の面６ｂで全反射し、さらに面６ｃ（反射ミラー７）で全反射して、干渉膜フィルタ５ａに入射する。この干渉膜フィルタ５ａを透過した波長λ１の光は、コリメータ３ｂに入射するので、光ファイバ２ｂの光出射端からは波長λ１の光を取り出すことができる。また、干渉膜フィルタ５ａで反射した波長λ２、λ３、λ４の光は、さらに反射ミラー７で全反射して、干渉膜フィルタ５ｂに入射し、干渉膜フィルタ５ｂを透過した波長λ２の光がコリメータ３ｃに入射する。このように干渉膜フィルタ５ａ〜５ｃと反射ミラー７とで反射を繰り返しながら分波が進み、干渉膜フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを透過した波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を、それぞれ光ファイバ２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅの光出射端から取り出すことができる。
【０００５】
しかしながら、図１に示す光分波器１では、コリメータ３ａから出射した光をガラス体６の面６ａに向けて斜めに入射させなければならないので、分波する波長の数（あるいは、光ファイバの本数）が増えるほどコリメータ３ａからガラス体の面６ａまでの間隔が長くなり、光分波器１が大型化する問題があった。また、コリメータ３ａ〜３ｅとガラス体６の設置位置を定めたり、複数の干渉膜フィルタ５ａ〜５ｄを一枚ずつ精度良くガラス体６に貼り付けたり、反射ミラー７を精度良くガラス体６に形成する、といった製造工程が煩雑であったため、生産効率を向上させることができず、コストを低減させることが難しかった。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１８４２１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の波長又は波長域の光に分波し又は複数の波長または波長域の光を合波する複数チャンネル型の、小型で安価な光合分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光合分波器は、光反射面と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第１の波長選択素子と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第２の波長選択素子とからなり、光反射面と第１の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を合波させ、また、光反射面と第２の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を分波させる導光手段と、複数波長の光を伝送させるための伝送手段と、光軸が前記第１の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第１の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光入力手段と、光軸が前記第２の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第２の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光出力手段と、前記光入力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための１つ又は複数の第１の偏向素子と、前記光出力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための１つ又は複数の第２の偏向素子と、前記導光手段の光反射面と第１の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導いて前記伝送手段に結合させると共に、前記伝送手段を伝送されてきた別な一組の複数波長の光を前記導光手段の光反射面と第２の波長選択素子との間へ導いて導光させる光分岐手段とを備え、前記光入力手段が、前記第１の偏向素子を介してそれぞれ一組の複数波長の光のうち各波長の光を出射して前記導光手段の第１の波長選択素子へ斜めに入射させ、前記光出力手段が、それぞれ前記導光手段の第２の波長選択素子から斜めに出射される別な一組の複数波長の光のうち各波長の光を前記第２の偏向素子を介して受光していることを特徴としている。
【０００９】
ここで、伝送手段としては、例えば光ファイバや光導波路を用いることができる。光入力手段としては、光ファイバ、半導体レーザー素子などを用いることができる。光出力手段としては、光ファイバ、フォトダイオード等を用いることができる。波長選択素子としては、フィルタ、回折格子やＣＧＨ素子等の回折素子などを用いることができる。また、偏向素子としては、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成してもよく、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された直進レンズによって構成してもよく、あるいは、プリズム及びレンズによって構成してもよく、あるいはミラーとレンズによって構成してもよい。
【００１０】
本発明の光合分波器にあっては、前記各光入力手段から出射された光を第１の偏向素子で曲げて導光手段に斜めに入射させ、第１の波長選択素子により導光手段で合波された複数波長の光を導光手段から斜めに出射させ、導光手段から出射した複数波長の光を第１の偏向素子で曲げて伝送手段に結合させ、合波された複数波長の光を伝送手段で伝送させることができる。また、伝送手段により伝送されてきた複数波長の光を伝送手段から出射させ、この光を第２の偏向素子で曲げて導光手段に斜めに入射させ、第２の波長選択素子により導光手段で分波された各波長の光を導光手段から斜めに出射させ、導光手段から出射した各波長の光を第２の偏向素子で曲げてそれぞれの光出力手段に受光させることができる。
【００１１】
本発明の光合分波器は、光入力手段、光出力手段、伝送手段を平行に並べることができるので、光入力手段、光出力手段、伝送手段の各光軸を前記波長選択素子と垂直に配置でき、光合分波器を小型化することができる。また、この光合分波器によれば、１本の伝送手段によって光信号を送受信できるので、２つの光合分波器を接続する際の施工作業が簡略化される。
【００１２】
本発明の光合分波器のある実施態様における前記光分岐手段は、前記伝送手段により送出される前記一組の複数波長の光と、前記伝送手段により送られてきた前記別な一組の複数波長の光とを合分波させるフィルタと、前記導光手段の光反射面と第１の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段と、前記フィルタで分離された前記別な一組の複数波長の光を導光手段の第２の波長選択素子へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段とのうち少なくとも一方の光伝達手段とを備えたものである。このような実施態様によれば、伝送手段を通じて送受信される光信号をフィルタによって分離させた後、分離された光信号の少なくとも一方を光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段を用いて所望の箇所へ導くことができるので、伝送手段を容易に１本化することができる。
【００１３】
本発明の光合分波器の別な実施態様においては、前記伝送手段が光ファイバによって構成され、前記光入力手段が発光素子によって構成され、前記光出力手段が受光素子によって構成されていてもよい。このような実施態様によれば、発光素子及び受光素子を内蔵したトランスポンダを製作することができる。
【００１４】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、前記導光手段が、裏面に前記光反射面を形成された透明な第１の基板の上に、表面に前記各波長選択素子を複数並べられた透明な第２の基板を接合させたものである。この実施態様によれば、第１の基板と第２の基板とを別々に製造して透明な接着剤で接着するなどして接合するので、光合分波器の導光手段の製造が容易になる。
【００１５】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第１の基板の上に、それぞれの表面に個々の前記波長選択素子を形成された複数の透明な第２の基板を並べて接合させたものである。この実施態様のように、それぞれ特定の波長又は波長域を透過する波長選択素子を表面に形成した第２の基板を透過波長毎に並べて第１の基板上に透明な接着剤で接着するなどして接合すれば、光合分波器の導光手段の製造工程が容易になる。
【００１６】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、重ねられた一対の透明な基板の間に前記各波長選択素子が形成され、前記基板のうち裏面側に位置する基板の裏面に前記光反射面が形成されている。この実施態様によれば、２枚の透明基板の厚みを調整することで、第１の光ファイバと第２の光ファイバ間の間隔と第２の光ファイバどうしの間の間隔や、伝送手段と発光素子間の間隔と発光素子間の間隔や、伝送手段と受光素子間の間隔と受光素子間の間隔を調整できるので、光合分波器の導光手段内での光路を正確に設計することができる。
【００１７】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様においては、前記導光手段の前記波長選択素子を形成されている面と前記偏向素子とを対向させ、前記導光手段と前記偏向素子との間にスペーサーを介在させている。この実施態様では、一定厚みのスペーサーを介在させるだけで偏向素子と光反射面との距離を一定に保つことができるので、偏向素子と伝送手段や光入出力手段等との間隔を調整する手間が省け、光合分波器の製造が容易になる。また、スペーサーを前記偏向素子と一体成形しておけば、波長選択素子と偏向素子との高さ方向の位置精度をさらに向上させることができる。
【００１８】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様においては、前記各波長選択素子の表面を保護層により被覆している。保護層で被覆することによって、湿気等によるフィルタ等の波長選択素子の特性変化や、傷や汚れの付着を防止することができる。
【００１９】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子では、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成している。このような偏向素子を用いれば、レンズのみで光の光軸方向を曲げることができ、しかも、レンズを設けている領域を入射する光束と一致させることができ、レンズの設置領域を小さくすることができる。
【００２０】
また、本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子では、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズによって構成している。このような偏向素子を用いてば、安価なレンズを用いて光を曲げることができる。
【００２１】
本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子としては、プリズム及びレンズによって構成してもよい。このような偏向素子によれば、レンズとして球面レンズや非球面レンズ、アナモルフィックレンズ等の安価なレンズを用いることができる。ここで、このプリズムを透明基板の一方の面に形成し、レンズを透明基板の他方の面にプリズムと対向させるように設ければ、レンズとプリズムとの位置決めの必要がなくなり、また、部品点数も減らすことができる。また、このプリズムを導光手段の表面に一体に形成し、レンズをプリズムと対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合には、プリズムを導光手段と一体化することによって部品点数を削減できる。
【００２２】
なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態である光合分波器８ａの構造を示す概略分解斜視図である。図３は図２に示す光合分波器８ａの光ファイバ９ａ〜９ｆのコア９を通る面における概略断面図であって、分波または合波の様子を説明している。また、図４は図２に示す光合分波器８ａの概略側面図である。まず、図２〜図４に示す本発明の光合分波器８ａの構成を説明する。
【００２４】
本発明の光合分波器８ａは、光ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを一定ピッチで隙間なく平行に並べて先端にコネクタ１０を取り付けた光ファイバアレイ１１、下面に複数個（図では６個）のマイクロレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを備えたマイクロレンズアレイ１４、表面にＡＲコート層（反射防止膜）２１が形成されたガラス板などの透明なカバー部材２０、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとＡＲコート層２１との距離を一定に保つためのスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、剥離膜１３とフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとダミーフィルム１８ａ、１８ｂからなるフィルタ層１７、導光ブロック１６、及びミラー層１９で構成されている。ミラー層１９は、反射率の高い誘電体多層膜や金属蒸着膜などからなる層である。
【００２５】
マイクロレンズアレイ１４、ＡＲコート層２１、フィルタ層１７及びミラー層１９は、互いに平行になるように配置されている。また、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆはＡＲコート層２１とできるだけ近接するようにして設置されている。コネクタ１０内の光ファイバ９ａ〜９ｆはマイクロレンズアレイ１４に対して垂直に配置されている。
【００２６】
光ファイバアレイ１１の光ファイバ９ａ〜９ｆには、コア９をプラスチック又はガラスのクラッドで皮膜した素線、又は、コア９回りのクラッドをプラスチックで被覆した素線、若しくは、これらの素線をさらにプラスチック等で被覆した心線など、どのようなものを用いてもよい。
【００２７】
次に、マイクロレンズアレイ１４の構造と役割を説明する。図５は、マイクロレンズアレイ１４の下面図である。マイクロレンズアレイ１４の下面には、光ファイバ９ａ〜９ｆの断面と同程度の大きさの複数個（図では６個）のマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆがほぼ隙間なく形成されている。光合分波器８ａの分波動作又は合波動作を考えたとき、光ファイバ９ａ〜９ｆの端面から出射された光はすべてマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆに入射しなければならない。この条件を満たすよう、次のようにマイクロレンズアレイ１４の厚みを決めるとよい。
【００２８】
光ファイバ９ａ〜９ｆのコア９の内部では、クラッドとの界面での反射を繰り返しながら光が伝搬する。このように、コア９からクラッドへ透過することなくコア９内部で光を伝搬させるためには、クラッドとの界面への入射角が全反射角以上の角度でなくてはならない。クラッド界面への入射角はこのように限定されているので、コア端からの光の出射方向、広がり具合は自ずと決まってくる。したがって、この一定の広がり角を持つ光の断面が、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆと同程度の大きさまで広がったときに、または、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆと同程度の大きさに広がるまでにマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆに入射するように、マイクロレンズアレイ１４の厚みを設計すれば、光ファイバ９ａ〜９ｆを出射した光の全てをマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆに入射させることができる。
【００２９】
また、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆは、その中心軸が光ファイバ９ａ〜９ｆの光軸とほぼ一致するように配置設計されており、さらに、次の要件を満たすような形状に設計されていることが望ましい。図６は、本発明の光合分波器８ａ内の光路を示す概念図であって、Ｌ１はマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆの主平面、Ｌ２はミラー層１９の表面（以下ミラー面Ｌ２という）、Ｌ３はレンズ主平面Ｌ１のミラー面Ｌ２に対する鏡像である。マイクロレンズ１２ａは、図６に示すように、光ファイバ９ａから出射した光がレンズ主平面Ｌ１（マイクロレンズ１２ａ）に入射した後、光の光軸方向を曲げられた平行光となって出射するような形状のレンズであることが望ましい。光の光軸方向の曲げの程度つまりミラー面Ｌ２への入射角は後述する理由から１０°未満の最適な角度であることが望ましい。なお、このようにレンズを透過した後の光の光軸方向（光束の断面中心を通る光線の進む方向を光の光軸方向と呼ぶ。）をレンズに入射する前の光の光軸方向に対して曲げるようなレンズを以下においては傾斜レンズという。
【００３０】
また、マイクロレンズ１２ｃは、上記のマイクロレンズ１２ａの出射光がミラー面Ｌ２で反射して、斜め下方から入射してきたときに、その光の光軸方向を曲げて光ファイバ９ｃに効率よく結合するような形状であることが望ましい。この光合分波器８ａにおいて、マイクロレンズ１２ｃ〜１２ｆには同じ入射角で光が入射し、同じ出射角で光を出射すればよいので、マイクロレンズ１２ｃ〜１２ｆはコリメータレンズを使用して全て同一形状にすることもできるし、集光レンズを使用して最適な焦点距離になるようそれぞれ異なる形状にしておいてもよい。なお、本実施形態においてはマイクロレンズ１２ｂは使用しないため省いておいてもよい。しかしながら、第２の実施形態などとの共用化のため、図２〜図５ではマイクロレンズ１２ｂを備えたマイクロレンズアレイ１４を示している。マイクロレンズ１２ｂもマイクロレンズ１２ｃと同じ形状であればよい。
【００３１】
上記の要件を満たすマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆは、図７（ａ）（ｂ）に上面図及び正面図で示すように、非球面レンズ２５の光軸から外れた位置で非球面レンズ２５から円形に切り出すことによって得られる。
【００３２】
また、このようなマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆを表面に有するマイクロレンズアレイ１４は、紫外線硬化樹脂などの未硬化の樹脂に、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆの反転パターンを表面に有するスタンパを押圧し、ここへ紫外線を照射して樹脂を硬化させるスタンパ法等によって簡単に成形することができる。また、このスタンパにスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの反転パターンも形成しておけば、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとを同時に形成することができる。マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとスペーサー１５ａ〜１５ｄとを同時に形成できれば、個別に作成したスペーサー１５ａ〜１５ｄをマイクロレンズアレイ１４に接着するよりも製造工程を簡略化することができ、また、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとフィルタ１７ａ〜１７ｄとの位置精度も向上させることができる。
【００３３】
本発明の光合分波器８ａにおいては、図６に示すように光ファイバ９ａを出射し、マイクロレンズ１２ａ（主平面Ｌ１のうち光ファイバ９ａの下方領域）を透過し、ミラー面Ｌ２で反射された平行光束が、マイクロレンズ１２ｃ（主平面Ｌ１のうち光ファイバ９ｃの下方領域）に入射するように各構成部品が形成され、配置されている。例えば、光ファイバ９ａ〜９ｆの配置によってマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆの配置が定まっており、さらにマイクロレンズ１２ａの形状からミラー面Ｌ２への入射角も決まっている場合には、図６に示すようにマイクロレンズ１２ａから出射した平行光がすべて、ミラー面Ｌ２に対するレンズ主面Ｌ１の鏡像Ｌ３（マイクロレンズ１２ｃの鏡像１２ｃ´）に入射して集光され、ミラー面Ｌ２に対する光ファイバ９ｃの鏡像９ｃ´に結合するようにミラー面Ｌ２の位置を定めるとよい。マイクロレンズアレイ１４とミラー層１９との間隔の調整は、導光ブロック１６の厚みとカバー部材２０の厚みで調整することができる。
【００３４】
また、光ファイバ９ａ〜９ｆの配置によってマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆの配置が定まっており、さらに導光ブロック１６やカバー部材２０の厚みが決まっている場合には、マイクロレンズ１２ａの曲げ角度が適当な角度になるようにマイクロレンズ１２ａを設計するとよい。
【００３５】
なお、光ファイバアレイ１１とマイクロレンズアレイ１４のアライメントは、光ファイバアレイ１１とマイクロレンズアレイ１４との間に未硬化の接着剤を塗布した後、接着剤未硬化の状態で、各光ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに光を照射して各マイクロレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを透過した光の強度を測定しながら位置調整をし、最適な位置で接着剤を硬化させるとよい。
【００３６】
次に、フィルタ層１７について説明する。図８は、フィルタ１７ａ〜１７ｄ、ダミーフィルム１８ａ、１８ｂ及びＡＲコート層２１の透過波長特性を示す図であって、横軸が波長、縦軸が光の透過率を示している。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、図８に実線で示すように、それぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４を中心とする波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。また、ダミーフィルム（スペーサー）１８ａ、１８ｂ及びＡＲコート層２１は、例えば薄膜ガラス、石英、透明な樹脂フィルムなどを利用する部材であって、図８に破線で示すように、すべての波長域の光を透過する。
【００３７】
ここで、本発明の光合分波器８ａのフィルタ層１７の製造方法を図９、図１０を用いて説明する。まず、図９（ａ）に示すガラス等の基板２２の表面に、スピンコーターを用いて図９（ｂ）に示すように透明物質で非常に薄い剥離膜１３を成膜する。この剥離膜１３の物質は、ポリイミドなど、透明で薄膜を形成した後に加熱や水との接触、紫外線照射など何らかの条件を与えることによって基板２２から剥離し易くなるような物質であればよい。
【００３８】
剥離膜１３の表面には、図９（ｃ）に示すように、各基板２２毎に各特性のフィルタ薄膜（誘電体多層膜）２７を形成する。このように基板２２上に剥離膜１３とフィルタ薄膜２７とを形成したものを、必要なフィルタ１７ａ〜１７ｄの種類分用意する。また、剥離膜１３とフィルタ薄膜２７との合計厚みと同じ厚みで、ダミーフィルム１８ａ、１８ｂを、透明な薄板ガラス、石英、透明樹脂フィルムなどによって形成しておく。
【００３９】
次に、図９（ｄ）に示すように、基板２２上のフィルタ薄膜２７および剥離膜１３を光合分波器８ａで使用するフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの幅に切断する。ここでは、フィルタ薄膜２７と剥離膜１３が切断されるとよいので、基板２２を完全に切断してしまう必要はない。フィルタ薄膜２７と剥離膜１３を切断したら、加熱や水との接触、紫外線照射等を行って、図９（ｅ）に示すように剥離膜１３を基板２２から剥離する。
【００４０】
次に、導光ブロック１６の親基板の表面に透明な接着剤を塗布しておき、裏面に剥離膜１３を備えたフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄとダミーフィルム１８ａ、１８ｂを図１０（ｆ）に示す順番で一枚ずつ並べ、導光ブロック１６の親基板の表面に接着する。この場合、平面板で上面から押圧してフィルタ層１７を導光ブロック１６の親基板に密着させるようにするとよい。また、平坦な台の上にフィルタ１７ａ〜１７ｄとダミーフィルム１８ａ、１８ｂとを裏向けに並べた上から、表面に透明な接着剤を塗布した導光ブロック１６の親基板を押し付けるようにしてフィルタ層１７と導光ブロック１６とを接着してもよい。この後、導光ブロック１６の親基板の裏面には、金属薄膜を形成されたシートを貼付するか金属材料を蒸着してミラー層１９を形成するとよい。また、導光ブロック１６の親基板の裏面に事前にミラー層１９を形成しておいてから、フィルタ１７ａ〜１７ｄとダミーフィルム１８ａ、１８ｂを表面に接着してもよい。
【００４１】
次に、表面と裏面にフィルタ層１７とミラー層１９を形成した導光ブロック１６の親基板を、図１１に破線で示す部分で切断して図１０（ｇ）に示すように個々の導光ブロック１６の形状に切断すれば、フィルタ層１７及びミラー層１９が形成された導光ブロック１６を効率よく大量生産することができる。ついで、導光ブロック１６の表面のフィルタ層１７の上にＡＲコート層２１を形成したカバー部材２０を接合させる。
【００４２】
また、親基板上のフィルタ層１７と、表面にＡＲコート層２１を形成したカバー部材２０の親基板を透明な接着剤で接着し、その後、図１１に示す切断を行えば、さらに効率よく光合分波器８ａを製造することができる。また、このように切断前にフィルタ層１７をカバー部材２０で覆っておけば、切断時にフィルタ層１７が汚れたり傷つかず、歩留まりを低下させることができる。
【００４３】
また、フィルタ層１７は図１２、図１３を用いて説明する以下の方法で作製してもよい。まず、図１２（ａ）に示す基板２２の表面に、スピンコーターを用いて図１２（ｂ）に示すように剥離膜２３を形成する。この剥離膜２３は、例えばポリイミドなど加熱や水との接触、紫外線照射等によって性質が変化し、基板２２やフィルタ薄膜２７から剥がれ易くなるような物質であればよい。
【００４４】
剥離膜２３の表面には、図１２（ｃ）に示すように、各基板２２毎に各特性の誘電体多層膜からなるフィルタ薄膜２７を成膜する。このようにフィルタ薄膜２７を成膜したものを、必要なフィルタの種類だけ用意する。フィルタ薄膜２７の表面には、図１２（ｄ）に示すようにさらに剥離膜１３を成膜する。
【００４５】
次に、図１３（ｅ）に示すように、上の剥離膜１３の表面にダイシングテープ２４を接着し、図１３（ｆ）に示すように、加熱や紫外線照射等によって基板２２側の剥離膜２３をフィルタ薄膜２７から剥離する。このとき、下の剥離膜２３をフィルタ薄膜２７に接着させたまま基板２２のみを剥離するようにしてもよい。その場合には、フィルタ薄膜２７を両面から剥離膜１３、２３で覆うことになるため、フィルタ薄膜２７が傷つきにくくなり、取り扱い易くなる。
【００４６】
次に、ダイシングテープ２４のフィルタ薄膜２７が形成されている面を上に向け、図１３（ｇ）に示すようにフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄの幅に切断する。その後、紫外線を照射するなどしてダイシングテープ２４を剥離膜１３から剥がし、各フィルタ１７ａ〜１７ｄを導光ブロック１６上に並べ、剥離膜１３を透明な接着剤によって導光ブロック１６に接着する。また、剥離膜１３とフィルタ薄膜２７を合わせた厚みと同じ厚みに成膜したダミーフィルム１８ａ、１８ｂも、導光ブロック１６の表面に透明な接着剤で接着する。この後、先に説明した製造工程と同様、個々のフィルタ層１７を形成するような切断を行えばよい。
【００４７】
次に、本発明の光合分波器８ａでの光の分波について説明する。図１４は図３の一部破断した拡大断面図であって、本発明の光合分波器８ａの分波の様子を説明する図である。波長λ１、λ２、λ３、λ４を多重化した光が光ファイバ９ａから出射すると、光ファイバ９ａからマイクロレンズ１２ａに入射した光は、上述のように、マイクロレンズ１２ａによって光軸方向を曲げられて平行光となり、ＡＲコート層２１、カバー部材２０を透過してフィルタ層１７のダミーフィルム１８ａが配置されている部分に入射する。
【００４８】
ダミーフィルム１８ａを透過した光は、さらに導光ブロック１６を透過してミラー層１９の表面で反射し、再び導光ブロック１６を透過して、フィルタ層１７に到達する。フィルタ層１７のこの位置には、フィルタ１７ａを配置しているので、波長λ１の光はフィルタ１７ａを透過してマイクロレンズ１２ｃに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ９ｃに結合される。従って、光ファイバ９ｃの光出射端からは波長λ１の光のみを取り出すことができる。
【００４９】
一方、フィルタ１７ａで反射された光（波長λ２、λ３、λ４）は、ミラー層１９の表面で再度反射して、フィルタ層１７に入射する。フィルタ層１７のこの位置にはフィルタ１７ｂを配置しているので、フィルタ１７ｂを透過した波長λ２の光はマイクロレンズ１２ｄに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ９ｄに結合される。従って、光ファイバ９ｄの光出射端からは波長λ２の光を取り出すことができる。
【００５０】
同様に、フィルタ１７ｂで反射された光（波長λ３、λ４）は、さらにミラー層１９の表面で反射して、フィルタ層１７に入射する。フィルタ層１７のこの位置にはフィルタ１７ｃを配置しているので、フィルタ１７ｃを透過した波長λ３の光はマイクロレンズ１２ｅに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ９ｅに結合される。従って、光ファイバ９ｅの光出射端からは波長λ３の光を取り出すことができる。
【００５１】
同様に、フィルタ１７ｃで反射された光（波長λ４）は、さらにミラー層１９の表面で反射して、フィルタ層１７に入射する。フィルタ層１７のこの位置には、フィルタ１７ｄを配置しているので、フィルタ１７ｄを透過した波長λ４の光はマイクロレンズ１２ｆに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ９ｆに結合される。従って、光ファイバ９ｆの光出射端からは波長λ４の光を取り出すことができる。
【００５２】
このように本発明の光合分波器８ａは、多重化された光を分波することができる。また逆に、光ファイバ９ｃ〜９ｆを伝搬してきた波長λ１〜λ４の光を多重化させて光ファイバ９ａから取り出すようにすれば、合波器として利用することができる。
【００５３】
図１５は本発明の光合分波器８ａの合波動作を表している。波長λ１、λ２、λ３、λ４の光が、それぞれ光ファイバ９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆを伝搬し、光ファイバ９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの端面から出射されているとする。このとき、光ファイバ９ｆから出射された波長λ４の光は、マイクロレンズ１２ｆを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材２０、フィルタ１７ｄ及び導光ブロック１６を透過してミラー層１９で反射される。ミラー層１９で反射された波長λ４の光はフィルタ１７ｃに入射し、フィルタ１７ｃで反射される。
【００５４】
一方、光ファイバ９ｅから出射された波長λ３の光は、マイクロレンズ１２ｅを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材２０及びフィルタ１７ｃを透過する。こうしてフィルタ１７ｃで反射された波長λ４の光と、フィルタ１７ｃを透過した波長λ３の光は導光ブロック１６内を同じ方向に進んでミラー層１９で反射される。ミラー層１９で反射された波長λ３及びλ４の光はフィルタ１７ｂに入射し、フィルタ１７ｂで反射される。
【００５５】
また、光ファイバ９ｄから出射された波長λ２の光は、マイクロレンズ１２ｄを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材２０及びフィルタ１７ｂを透過する。こうしてフィルタ１７ｂで反射された波長λ３及びλ４の光と、フィルタ１７ｂを透過した波長λ２の光は導光ブロック１６内を同じ方向に進んでミラー層１９で反射される。ミラー層１９で反射された波長λ２、λ３及びλ４の光はフィルタ１７ａに入射し、フィルタ１７ａで反射される。
【００５６】
また、光ファイバ９ｃから出射された波長λ１の光は、マイクロレンズ１２ｃを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材２０及びフィルタ１７ａを透過する。こうしてフィルタ１７ａで反射された波長λ２、λ３及びλ４の光と、フィルタ１７ａを透過した波長λ１の光は導光ブロック１６内を同じ方向に進んでミラー層１９で反射される。ミラー層１９で反射された波長λ１、λ２、λ３及びλ４の光は、導光ブロック１６、ダミーフィルム１８ａ及びカバー部材２０を透過してマイクロレンズ１２ａに入射する。
【００５７】
マイクロレンズ１２ａに入射した波長λ１、λ２、λ３及びλ４の平行光は、マイクロレンズ１２ａによって光軸方向を光ファイバ９ａの光軸方向と平行に曲げられると共に集光され、光ファイバ９ａに結合されて光ファイバ９ａ内を伝搬する。このようにして、本発明の光合分波器８ａは、各波長の光を合波して多重化させることもできる。
【００５８】
なお、上記説明では、各フィルタ１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを透過した光がそれぞれマイクロレンズ１２ｄ、１２ｅ、１２ｆに入射するとしたが、そのためには、光軸方向を曲げられた光の偏向角に応じて、隣り合うマイクロレンズ１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆの間隔とレンズ位置におけるミラー層１９で反射された光の間隔ｄ２とが一致するように、導光ブロック１６の厚みｗ２を調整すればよい。
【００５９】
また、この場合、マイクロレンズ１２ａとマイクロレンズ１２ｃとの間隔ｄ１は、カバー部材２０の厚みｗ１によって調整することができる。このように、本発明の光合分波器８ａにおいては、カバー部材２０に十分な厚みがあり、厚みを調整することによって正確に光路を設計することができるので、光のロスが少ない光合分波器８ａにすることができる。また、導光ブロック１６の厚みｗ２とカバー部材２０の厚みｗ１が同じ厚みであるときに、マイクロレンズ１２ａとマイクロレンズ１２ｃの間隔ｄ１がミラー層１９での反射の間隔ｄ２の２倍になるようマイクロレンズアレイ１４を設計しておけば、光ファイバアレイ１１の光ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆのそれぞれの間隔が等間隔となり、また導光ブロック１６とカバー部材２０を同一資材で形成することができ、資材調達や加工にかかるコストを低減させることができる。
【００６０】
なお、マイクロレンズ１２ａを透過した光のミラー層１９への入射角度が１０°以下の適当な角度になるようにマイクロレンズ１２ａを設計するとよいことを前述したが、その理由は以下の通りである。ミラー層１９の入射角度は、そのままフィルタ層１７への入射角度となるが、この角度が大きすぎると、Ｐ偏光とＳ偏光の入射角による透過率の違い（波長依存性損失）が大きくなって、フィルタ１７ａを透過した波長λ１の光と透過前の波長λ１の光の性質が変わることになってしまう。つまり光の再現性が悪い。したがって、ミラー層１９への入射角度は大き過ぎてはならないが、逆にミラー層１９への入射角度が小さすぎると、導光ブロック１６とカバー部材２０の厚みを厚くして光路長を長くしなければ、マイクロレンズ１２ｃに光を入射させられなくなり、光合分波器８ａが大型化し、光の減衰も大きくなる。これらを考慮した計算及び実験結果より、ミラー層１９への入射角は１０°以下の最適な角度にすることが望ましい。
【００６１】
本発明の光合分波器８ａは、図１６の概略断面図で示すようにケーシング３２に納め、入り口を接着剤３３で封止して使用するとよい。
【００６２】
本発明の光合分波器８ａは、マイクロレンズアレイ１４を備えており、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆによって光の光軸方向を曲げることができる。したがって、多重化した光を伝搬する光ファイバ９ａと分波後の各波長の光を伝搬する光ファイバ９ｃ〜９ｆとを平行に並べてなる光ファイバアレイ１１の光出射端面とフィルタ層１７やミラー層１９とを互いに平行に配置することができ、分波の数を増やしても小型の光合分波器８ａにすることができる。
【００６３】
また、本発明の光合分波器８ａにあっては、カバー部材２０と導光ブロック１６の厚みを調整することによって、分波した光が正確にマイクロレンズ１２ｃ〜１２ｆに入射するように設計することができる。
【００６４】
（第２の実施形態）
図１７は、本発明の第２の実施形態による光合分波器８ｂの一部破断した概略断面図であって、第１の実施形態で説明した図１４に相当する図である。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を透過する誘電体多層膜である。フィルタ層１７は、フィルタ１７ａ〜１７ｅと剥離膜１３及びダミーフィルム（スペーサー）１８ａ、１８ｂで構成されている。フィルタ層１７は第１の実施形態で説明した製造工程によって製造することができる。図１７に示す光合分波器８ｂのうち、第１の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。
【００６５】
本実施形態の光合分波器８ｂは、フィルタ層１７の表面を透明で非常に薄いガラス等のフィルム２０ａで覆ってフィルタ１７ａ〜１７ｅを湿気等から保護している。フィルム２０ａの表面にはＡＲコート層２１が形成されている。
【００６６】
各フィルタ１７ａ〜１７ｅは、ミラー層１９で反射した光が対応するマイクロレンズ１２ｂ〜１２ｆに入射するときのその光路上に配置していなければならないため、第１の実施形態で示したようにフィルタ層１７の上のカバー部材２０の厚みが厚ければ、導光ブロック１６の厚みと、ミラー層１９への光の入射角から各フィルタ１７ａ〜１７ｅの配置設計をする必要がある。
【００６７】
しかしながら、本実施形態のように非常に薄いフィルム２０ａでフィルタ層１７を覆っていれば、第１の実施形態の光合分波器８ａよりもフィルタ１７ａ〜１７ｅとマイクロレンズ１２ｂ〜１２ｅとを近接させることができる。したがって、マイクロレンズ１２ａと対面する位置にダミーフィルム１８ａを形成し、マイクロレンズ１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆと対面する位置にフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅを形成するというように、マイクロレンズ１２ｂ〜１２ｆと同じ位置にフィルタ１７ａ〜１７ｅを配置しても、ミラー層１９で反射した光を各フィルタ１７ａ〜１７ｅに入射させることができる。このように、本実施形態では、第１の実施形態で示した光合分波器８ａのようにフィルタ層１７の配置設計が煩雑ではない。
【００６８】
また、図１８に示すように、フィルタ１７ａ〜１７ｅの表面はフィルム２０ａやＡＲコート層２１で必ずしも覆わなくてもよい。ただし、フィルタ層１７の表面が平坦になるように、フィルム２０ａとＡＲコート層２１を合わせた厚みは剥離膜１３とフィルタ１７ａ〜１７ｅを合わせた厚みと同じ厚みにしなければならない。
【００６９】
（第３の実施形態）
図１９は、本発明の第３の実施形態による光合分波器８ｃの一部破断した概略断面図であって、第１の実施形態で説明した図１４に相当する図である。図１９に示す光合分波器８ｃのうち、第１の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。フィルタ層１７は、フィルタ１７ａ〜１７ｅと剥離膜１３及びダミーフィルム１８ａで構成されている。フィルタ層１７は第１の実施形態で説明した製造方法で製造することができる。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅはそれぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を透過する誘電体多層膜である。マイクロレンズアレイ１４の高さ調整のため、導光ブロック１６とマイクロレンズアレイ１４の間にはスペーサーブロック３１ａ、３１ｂを挟んでいる。
【００７０】
本実施形態の光合分波器８ｃでは、ガラス板などの透明な板２８に透明な接着剤を塗布し、その上にフィルタ層１７を形成している。フィルタ層１７上にはさらに表面にＡＲコート層２１を備えたフィルム２０ａが透明な接着剤で接着されている。このようにフィルタ層１７等が表面に形成された透明な板２８と、スペーサーブロック３１ａ、３１ｂとを導光ブロック１６の表面に接着し、さらにマイクロレンズアレイ１４等を接着すれば光合分波器８ｃが完成する。
【００７１】
（第４の実施形態）
図２０は、本発明の第４の実施形態による光合分波器８ｄの一部破断した概略断面図であって、第１の実施形態で説明した図１４に相当する図である。本光合分波器８ｄにおいて、第１の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。本実施形態の光合分波器８ｄのフィルタ層１７は、フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ又はＡＲコート層２１がガラス等の透明ブロックの表面に形成されてなるフィルタブロック２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇから構成されている。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅは、それぞれλ１、λ２、λ３、λ４、λ５の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。
【００７２】
次に本実施形態のフィルタ層１７の製造方法を図２１を用いて説明する。まず、図２１（ａ）に示すように、ガラスなどの透明な基板２２の表面に各フィルタ特性のフィルタ薄膜２７を形成する。フィルタ薄膜２７を表面に形成した基板２２は、フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅの種類だけ用意する。また、フィルタ薄膜２７と同じ厚みのＡＲコート層２１を基板２２の上に形成したものも用意する。
【００７３】
次に、図２１（ｂ）に示すように、基板２２の裏面を研磨して基板２２の厚みをできるだけ薄くし、図２１（ｃ）に示すように光合分波器８ｄで使用するフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅやＡＲコート層２１の幅に切断する。フィルタ１７ａ〜１７ｅ又はＡＲコート層２１が表面に形成された基板２２を矩形状に切断したものは、フィルタブロック２９ａ〜２９ｇとなる。
【００７４】
次に、フィルタ１７ａ〜１７ｅ付きのフィルタブロック２９ａ〜２９ｅ及びＡＲコート２１付きのフィルタブロック２９ｆ、２９ｇを、図２１（ｄ）に示すように順に並べて側面を貼り合わせ、裏面が平坦になるよう研磨すれば、図２１（ｅ）に示すようなフィルタ層１７が完成する。このフィルタ層１７は、透明な接着剤で導光ブロック１６の上面に貼り合わせる。
【００７５】
（第５の実施形態）
図２２は、本発明の第５の実施形態による光合分波器８ｅの一部破断した概略断面図であって、第１の実施形態の図１４及び第４の実施形態で説明した図２０に相当する図である。この光合分波器８ｅにおいて、第１又は第４の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅは、それぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を透過しそれ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。フィルタ層１７は、このフィルタ１７ａ〜１７ｅ又はＡＲコート層２１がガラスなどの透明なブロックの表面に形成されてなるフィルタブロック２９ａ〜２９ｆで構成されている。
【００７６】
図２２に示すように、本実施形態の光合分波器８ｅのフィルタ層１７（フィルタブロック２９ａ〜２９ｆ）は、マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆの下方にのみ配置されている。マイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとフィルタ層１７の間隔を決めるスペーサーには、図２２に示すようなマイクロレンズアレイ１４とは完全に別体のスペーサーブロック３１ａ、３１ｂのみを用いてもよい。しかしながら、図２３に示す光合分波器８ｅ´のように、マイクロレンズアレイ１４と一体形成されたスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄと、このスペーサー１５ａ〜１５ｄに継ぎ足すことによって丁度よい高さにできるスペーサーブロック３１ａ、３１ｂとを用いるようにすれば、第１の実施形態で説明したマイクロレンズアレイ１４をこの実施形態でも利用することができる。なお、この実施形態では、スペーサー１５ａ及び１５ｃとスペーサーブロック３１ａとが接合され、スペーサー１５ｂ及び１５ｄとスペーサーブロック３１ｂとが接合されている。
【００７７】
本実施形態のフィルタ層１７は、第４の実施形態で図２１（ａ）を用いて説明したフィルタ層１７の製造方法で製造することができる。しかしながら、図２１に示す基板２２の上面に成膜されたフィルタ薄膜２７には、その中心方向に向けた引っ張り応力が発生しているので、基板２２の裏面を研磨したときにこの引っ張り応力によってガラス基板が反り返ったり割れてしまうことがある。この問題を解決するためには、図２４（ａ）に示すように、基板２２の表面にフィルタ薄膜２７を成膜した後に、図２４（ｂ）に示すようにフィルタ薄膜２７をダイシングブレードで切断しておき、その後で、図２４（ｃ）に示すように、所望する厚みになるまで基板２２の裏面を研磨するとよい。このように、基板２２を研磨する前にフィルタ薄膜２７を分断しておけば、個々のフィルタ薄膜２７ａの面積が小さくなって応力が緩和されるので、研磨によって基板２２が薄くなっても基板２２が反り返ったり割れてしまうことがない。なお、フィルタ薄膜２７ａは必ずしもフィルタ１７ａ〜１７ｅの幅に分断しなければならないわけでなく、上記の応力が緩和される程度の、フィルタの幅を何倍かした幅で分断してもよい。
【００７８】
最後に図２４（ｄ）に示すように、光合分波器８ｅで使用するフィルタ１７ａ〜１７ｅの幅でフィルタ薄膜２７ａ及び基板２２を完全に切断する。その後の工程は、第４の実施形態で説明したものと同じである。
【００７９】
（第６の実施形態）
図２５は、本発明の第６の実施形態である光合分波器８ｆの一部破断した概略断面図であって、第１の実施形態で説明した図１４に相当する図である。この光合分波器８ｆは、光ファイバアレイ１１、下面にマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えたマイクロレンズアレイ１４、フィルタ層１７及びミラー層１９から構成されている。
【００８０】
フィルタ層１７は、ガラスなどの透明なブロックの表面にフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ又はＡＲコート層２１若しくはダミーフィルム１８ｂを形成したフィルタブロック２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇで構成されている。フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅは、それぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を透過しそれ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。本実施形態の光合分波器８ｆにおいては、第４又は第５の実施形態で説明した製造方法（図２１、図２４）で、フィルタ層１７を製造し、このフィルタ層１７の裏面にミラー層１９を形成している。
【００８１】
（第７の実施形態）
図２６は、本発明の第７の実施形態による光合分波器８ｇの概略断面図であって、その構造と光信号を分波する様子を説明している。この光合分波器８ｇは、第１の実施形態で説明した光合分波器２台をミラー層１９を挟んで対称に配置して一体化させたような形状になっている。
【００８２】
本実施形態の光合分波器８ｇは、光ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆとコネクタ１０でなる光ファイバアレイ１１ａと、下面にマイクロレンズ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆとスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えたマイクロレンズアレイ１４ａ、フィルタ層１７Ｌ、導光ブロック１６ａ、ミラー層１９、導光ブロック１６ｂ、フィルタ層１７Ｍ、下面にマイクロレンズ１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊ、１２ｋ、１２ｌとスペーサー１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを備えたマイクロレンズアレイ１４ｂ、光ファイバ９ｇ、９ｈ、９ｉ、９ｊ、９ｋ、９ｌとコネクタ１０でなる光ファイバアレイ１１ｂから構成されている。
【００８３】
フィルタ層１７Ｌは、ＡＲコート層（反射防止膜）２１と、それぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を透過するフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ、剥離膜１３、ダミーフィルム（スペーサー）１８ｂで構成されている。このうち、ＡＲコート層２１はマイクロレンズ１２ａに対向し、フィルタ１７ａ〜１７ｅはそれぞれマイクロレンズ１２ｂ〜１２ｆに対向している。また、フィルタ層１７Ｍは、それぞれ波長λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０の光を透過するフィルタ１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊとダミーフィルム（スペーサー）１８ａ、１８ｂで構成されている。このうち、ダミーフィルム１８ａはマイクロレンズ１２ｇに対向し、フィルタ１７ｆ〜１７ｊはそれぞれマイクロレンズ１２ｈ〜１２ｌに対向している。ミラー層１９は、金属膜などの反射率の高い物質層で形成されていて、両面が反射面となっている。また、ミラー層１９の一部に設けられた開口には、波長λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０の光を透過するフィルタ１７ｋが設けられている。
【００８４】
次に、この光合分波器８ｇでの光の分波動作を説明する。光ファイバ９ａからマイクロレンズ１２ａに入射した波長λ１〜λ１０の光は、マイクロレンズ１２ａを透過することによってその光路が曲げられ、平行光となってＡＲコート層２１、導光ブロック１６ａを透過し、ミラー層１９のフィルタ１７ｋに入射する。
【００８５】
このフィルタ１７ｋでは、波長λ１〜λ５の光が反射される。反射された光λ１〜λ５の光は、フィルタ層１７Ｌとミラー層１９の間で反射を繰り返しながら各フィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅを順次波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光が透過して分波され、光ファイバ９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆからは、それぞれ波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を取り出すことができる。
【００８６】
また、ミラー層１９のフィルタ１７ｋを透過した波長λ６〜λ１０の光は、導光ブロック１６ｂを透過して、フィルタ層１７Ｍに入射する。ここでも、フィルタ層１７Ｍとミラー層１９の間で反射を繰り返しながら各フィルタ１７ｆ、１７ｇ、１７ｈ、１７ｉ、１７ｊを順次波長λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０の光が透過して分波され、光ファイバ９ｈ、９ｉ、９ｊ、９ｋ、９ｌからは、それぞれ波長λ６、λ７、λ８、λ９、λ１０の光を取り出すことができる。
【００８７】
本発明の光合分波器８ｇは、ミラー層１９を共有することによって、小型で、多くの波長に分波できるようになっている。
【００８８】
なお、光ファイバ９ｇ及び１２ｇは、無くてもよいが、この実施形態では、他の実施形態との部品の共用化を考慮して設けられている。
【００８９】
（第８の実施形態）
第１〜第７の実施形態ではいずれも、マイクロレンズアレイ１４のマイクロレンズ１２ａ〜１２ｆとして、光ファイバ９ａ〜９ｆに入出射する光の光軸方向を曲げることのできる非球面レンズの一部分からなるレンズ（すなわち、傾斜レンズ）を用いているが、このようなレンズは、その形状が軸心回りで回転対称でなく、特殊なレンズとなるので、加工や成形が困難で、コストも高くつき易い。第８の実施形態は、この点を考慮したものであって、プリズムを用いて光の光軸方向を曲げるようにしている。
【００９０】
図２７は、本発明の第８の実施形態による光合分波器８ｈの分解斜視図、図２８はその概略断面図である。この光合分波器８ｈにおいては、一列に束ねられた複数本の光ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆの端部をコネクタ１０内に挿入し、各光ファイバ９ａ〜９ｆの端部をプラスチック製のコネクタ１０で平行に保持させている。光ファイバアレイ１１の下面には、各光ファイバ９ａ〜９ｆの端面が一列に露出している。このコネクタ１０の下面には、パネル状をしたマイクロレンズアレイ３４が接着されている。マイクロレンズアレイ３４の表面には、複数個のマイクロレンズ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆが一列に形成されている。このマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆは、レンズを透過した後の光の光軸方向（光束の断面中心を通過する光線の進む方向）がレンズに入射する前の光の光軸方向と一致するレンズ（以下、直進レンズという。）である。このような直進レンズでは、レンズの光軸上を入射してきた光線はレンズの光軸上を通るように出射される一般的なレンズであって、光軸の回りに回転対称な形状を有する球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズなどがあり、傾斜レンズに比べて、設計・製造が容易で、コストが安い。
【００９１】
マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆの配列ピッチは光ファイバ９ａ〜９ｆの配列ピッチと等しくなっており、マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆはそれぞれ光ファイバ９ａ〜９ｆと光軸が一致するように配置されている。また、マイクロレンズアレイ３４の厚みは、各光ファイバ９ａ〜９ｆの端面が各マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆのほぼ焦点に位置するように定められている。
【００９２】
光ファイバアレイ１１に取り付けられたマイクロレンズアレイ３４の直下には、プリズムブロック３７、フィルタ層１７及び導光ブロック１６からなる合分波用ブロック３６が配置されている。プリズムブロック３７はガラス又は透明プラスチック材料からなる略矩形状をしたブロックであって、図２９に示すように、その上面の両端部にはスペーサー３８が突設され、両スペーサー３８間にはマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆと等しいピッチで断面三角形状をした複数のプリズム３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｆが設けられている。各プリズム３９ａ〜３９ｆは等しい傾斜角を有しており、そのうちプリズム３９ｂ〜３９ｆは等しい方向に傾斜し、プリズム３９ａだけが他のプリズム３９ｂ〜３９ｆと反対向きに傾斜している。また、スペーサー３８及びプリズム３９ａ〜３９ｆは、プリズムブロック３７の上面で、前後方向に同一断面形状で延びている。なお、図２９に示したプリズムブロック３７では、その上面の両端部にスペーサー３８が突設されていたが、図４２に示すように、プリズムブロック３７の上面四周にスペーサー３８を形成し、スペーサー３８で囲まれた領域に設けられた凹部内に複数のプリズム３９ａ〜３９ｆを設けていてもよい。
【００９３】
フィルタ層１７は、一対のダミーフィルム１８ａと１８ｂの間に、透過波長域をλ１、λ２、λ３、λ４とする（図８参照）複数枚のフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを並べて構成されている。フィルタ１７ａ〜１７ｄはマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆのピッチと等しい幅に形成されており、フィルタ層１７の厚みを均一にするためダミーフィルム１８ａ、１８ｂの厚みは、フィルタ１７ａ〜１７ｄの厚みと等しくなっている。なお、フィルタ１７ａ〜１７ｄ、ダミーフィルム１８ａ、１８ｂは予め薄い透明樹脂フィルム（図示せず）の上に貼り付けて一体化されていてもよい。また、各フィルタ１７ａ〜１７ｄの下にはポリイミド膜等からなる剥離層が存在していてもよく、また、プリズムブロック３７の表面には、ＡＲコート層が形成されていてもよい。
【００９４】
導光ブロック１６は、ガラス、石英又は透明プラスチック材料によって矩形状に形成されており、その下面には反射率の高い誘電体多層膜や金属蒸着膜などからなるミラー層１９が形成されている。
【００９５】
合分波用ブロック３６は、図３０に示すように、このフィルタ層１７をプリズムブロック３７の下面と導光ブロック１６の上面との間に挟み込んでプリズムブロック３７と導光ブロック１６を接合一体化することによって形成される。この実施形態では、フィルタ１７ａ〜１７ｄと同じ厚みのダミーフィルム１８ａ、１８ｂを用いているので、フィルタ層１７の表面が平らになり、プリズムブロック３７を接合するのが容易になる。合分波用ブロック３６は、マイクロレンズアレイ１４の下に近接させて配置され、プリズム３９ａ〜３９ｆはそれぞれマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆに対向させられる。この結果、マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆ、フィルタ層１７及びミラー層１９は、互いに平行になるように配置される。
【００９６】
このようにして組み立てられた光合分波器８ｈにおいては、光ファイバ９ａから出射された光はマイクロレンズ３５ａによって平行光に変換され、プリズム３９ａで屈折されてプリズムブロック３７内に入り、ミラー層１９へ向かう。逆に、ミラー層１９で反射された後にプリズム３９ａに向かう平行光は、プリズム３９ａで屈折されて光ファイバ９ａの光軸と平行に進み、マイクロレンズ３５ａによって集光されて光ファイバ９ａに結合させられる。そして、ダミーフィルム１８ａは、この光の光路上に位置している。
【００９７】
また、光ファイバ９ｃから出射された光はマイクロレンズ３５ｃによって平行光に変換され、プリズム３９ｃで屈折されてプリズムブロック３７内に入り、ミラー層１９へ向かう。逆に、ミラー層１９で反射された後にプリズム３９ｃに向かう平行光は、プリズム３９ｃで屈折されて光ファイバ９ｃの光軸と平行に進み、マイクロレンズ３５ｃによって集光されて光ファイバ９ｃに結合させられる。そして、フィルタ１７ａは、この光の光路上に位置している。
【００９８】
同様に、光ファイバ９ｄ〜９ｆから出射された光はそれぞれマイクロレンズ３５ｄ〜３５ｆによって平行光に変換され、プリズム３９ｄ〜３９ｆで屈折されてプリズムブロック３７内に入り、ミラー層１９へ向かう。逆に、ミラー層１９で反射された後にプリズム３９ｄ〜３９ｆに向かう平行光は、それぞれプリズム３９ｄ〜３９ｆで屈折されて光ファイバ９ｄ〜９ｆの光軸と平行に進み、マイクロレンズ３５ｄ〜３５ｆによって集光されて光ファイバ９ｄ〜９ｆに結合させられる。そして、フィルタ１７ｂ、１７ｃ、１７ｄは、それぞれ、これらの光の光路上に位置している。
【００９９】
なお、各フィルタ１７ａ〜１７ｄを透過してプリズムが形成されている平面に戻ってくる位置の間の間隔は、導光ブロック１６の厚みによって調整することができる。また、光がプリズム３９ａを透過する位置と、ミラー層１９で反射しフィルタ１７ａを透過してプリズムが形成されている平面に戻ってくる位置との水平距離は、プリズムブロック３７の厚みによって調整することができる。よって、プリズムブロック３７の厚みや導光ブロック１６の厚みを調整することにより、プリズム３９ｃ〜３９ｆに戻ってくる光がプリズム３９ｃ〜３９ｆの位置に一致するように調整することができる。
【０１００】
次に、この光合分波器８ｈにおける光の分波動作を図２８により説明する。波長λ１、λ２、λ３、λ４の光が光ファイバ９ａから出射すると、光ファイバ９ａからマイクロレンズ３５ａに入射した光は、マイクロレンズ３５ａによって平行光に変換された後、プリズム３９ａに入射する。プリズム３９ａに入射した光は、プリズム３９ａを透過する際に光軸方向を曲げられ、プリズムブロック３７内に斜めに入射し、ダミーフィルム１８ａ及び導光ブロック１６を透過してミラー層１９に達する。ミラー層１９で反射した波長λ１、λ２、λ３、λ４の光は、再び導光ブロック１６を透過してフィルタ１７ａに到達する。フィルタ１７ａに入射した光のうち、波長λ１の光はフィルタ１７ａを透過してプリズム３９ｃに入射し、プリズム３９ｃを透過する際に光軸方向を曲げられて、マイクロレンズ３５ｃによって光ファイバ９ｃに結合される。従って、光ファイバ９ｃの光出射端からは波長λ１の光のみを取り出すことができる。
【０１０１】
一方、フィルタ１７ａで反射された波長λ２、λ３、λ４の光は、ミラー層１９で再度反射してフィルタ１７ｂに入射する。フィルタ１７ｂに入射した光のうち、波長λ２の光はフィルタ１７ｂを透過してプリズム３９ｄに入射し、プリズム３９ｄを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ３５ｄによって光ファイバ９ｄに結合される。従って、光ファイバ９ｄの光出射端からは波長λ２の光を取り出すことができる。
【０１０２】
同様に、フィルタ１７ｂで反射された波長λ３、λ４の光は、さらにミラー層１９で反射してフィルタ１７ｃに入射する。フィルタ１７ｃに入射した光のうち、波長λ３の光はフィルタ１７ｃを透過してプリズム３９ｅに入射し、プリズム３９ｅを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ３５ｅによって光ファイバ９ｅに結合される。従って、光ファイバ９ｅの光出射端からは波長λ３の光を取り出すことができる。
【０１０３】
さらに、フィルタ１７ｃで反射された波長λ４の光は、さらにミラー層１９で反射してフィルタ１７ｄに入射する。フィルタ１７ｄを透過した波長λ４の光はプリズム３９ｆに入射し、プリズム３９ｆを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ３５ｆによって光ファイバ９ｆに結合される。従って、光ファイバ９ｆの光出射端からは波長λ４の光を取り出すことができる。
【０１０４】
このようにして光合分波器８ｈは、多重化された光を分波することができる。逆に、光ファイバ９ｃ〜９ｆを伝搬してきた波長λ１〜λ４の光を多重化させて光ファイバ９ａから取り出すようにすれば、合波器として利用することができる（図１５参照）。
【０１０５】
ここで、合分波用ブロック３６を製造する際の接合方法について説明する。合分波用ブロック３６を組み立てる場合には、図３０に示すように、プリズムブロック３７と導光ブロック１６の間にフィルタ層１７を挟み込んでこれらを透明な接着剤によって互いに接着し一体化すればよい。あるいは、導光ブロック１６の上面にダミーフィルム１８ａ、フィルタ１７ａ〜１７ｄ、ダミーフィルム１８ｂを順に並べて接着剤で接着し、その上から接着剤でプリズムブロック３７の下面を接着してもよい。このとき、ダミーフィルム１８ａ又はダミーフィルム１８ｂの端をプリズムブロック３７の下面の端に合わせるようにすれば、ダミーフィルム１８ａ又は１８ｂの幅によってフィルタ１７ａ〜１７ｄを位置決めすることができる。
【０１０６】
また、図３１（ａ）に示すように、ダミーフィルム１８ａ、１８ｂを用いないでフィルタ１７ａ〜１７ｄのみで（フィルタ１７ａ〜１７ｄを薄い透明樹脂フィルムの上に貼っておいてもよい。）フィルタ層１７を形成し、これをプリズムブロック３７と導光ブロック１６との間に挟み込んで接着剤４０で接着するようにしてもよい。この場合、フィルタ層１７の外側におけるプリズムブロック３７と導光ブロック１６との間の隙間は、接着剤４０によって埋められる。
【０１０７】
あるいは、図３２（ａ）に示すように、フィルタ層１７の面積をプリズムブロック３７の下面及び導光ブロック１６の上面の面積よりも小さくしておき、このフィルタ層１７を図３２（ｂ）のように導光ブロック１６の上面に接着剤等で接着して仮止めした後、図３２（ｃ）に示すように、導光ブロック１６の上にプリズムブロック３７を重ね、接着剤を用いないでプリズムブロック３７の下面と導光ブロック１６の上面とを接合させると共に、プリズムブロック３７と導光ブロック１６との間にフィルタ層１７を挟み込んでもよい。接着剤を用いないでプリズムブロック３７と導光ブロック１６を接合させる方法としては、圧力を加えて接合させる圧着法、低温の熱を加えて接合させる低温融着法、超音波接合法などを用いることができる。
【０１０８】
また、図３０に示した例では、ダミーフィルム１８ａ又はダミーフィルム１８ｂの幅によってフィルタ１７ａ〜１７ｄの位置決めを行ったが、図３３に示すように、導光ブロック１６の上面にフィルタ層１７を位置決めするための溝４１を設けておいてもよい。すなわち、導光ブロック１６の上面に設けられた溝４１は、その幅がフィルタ層１７の幅にほぼ等しく、その深さがフィルタ層１７の厚みにほぼ等しくなっているので、この溝４１にフィルタ層１７を納めて導光ブロック１６の上面にプリズムブロック３７を接合することにより、簡単にフィルタ層１７の位置決めを行うことができる。
【０１０９】
同様に、図３４に示すように、プリズムブロック３７の下面に溝４２を設けておき、この溝４２にフィルタ層１７を納めてプリズムブロック３７の下面に導光ブロック１６を接合することにより、簡単にフィルタ層１７の位置決めを行うことができる。プリズム３９ａ〜３９ｆとフィルタ層１７との位置決めの点からは、プリズムブロック３７に溝４２を設けておく方が好ましい。
【０１１０】
あるいは、図３５に示すように、プリズムブロック３７の下面に段差部４３を設け、導光ブロック１６の上面にも段差部４４を設けておき、プリズムブロック３７と導光ブロック１６を接合させたとき、段差部４３、４４の間にできる空間にフィルタ層１７を納めることでフィルタ層１７の位置決めを行えるようにしてもよい。このような構造では、一方の段差部４３又は段差部４４にフィルタ層１７を接着した後、プリズムブロック３７と導光ブロック１６を接合するようにすれば、図３３又は図３４のように溝４１又は４２にフィルタ層１７を納めるよりも、フィルタ層１７の位置決め作業を容易にすることができる。
【０１１１】
次に、この実施形態による光合分波器８ｈで用いられている合分波用ブロック３６の製造方法を説明する。始めに、プリズムブロック３７を成形するための金型の製造方法を図３６〜図３９に従って説明する。まず、ステンレス、アルミ、真鍮等の金属板からなるプレート４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆをプリズム３９ａ〜３９ｆの数と等しい枚数だけ用意する。これらのプレート４５ａ〜４５ｆは、プリズム３９ａ〜３９ｆのピッチと等しい厚みを有し、プリズムブロック３７の幅と等しい幅を有しており、その表面は鏡面仕上げされている。図３６（ａ）に示すように、これらのプレート４５ａ〜４５ｆを密着させて重ね合わせ、治具等を用いて圧締することにより互いにずれ動かないよう一体化する。その状態で図３６（ａ）に破線で示す面に沿って、これらのプレート４５ａ〜４５ｆの端面を斜めにを研削し、研削面を鏡面仕上げする。こうして、図３６（ｂ）に示すように、各プレート４５ａ〜４５ｆの端面を一度に研削することができ、しかも、各プレート４５ａ〜４５ｆの端面の研削角度のばらつきを抑えることができる。こうして各プレート４５ａ〜４５ｆの端面に形成された傾斜面４６の傾きは、傾斜面４６を下に向けたときの傾斜角がプリズム３９ａ〜３９ｆの傾きと等しくなっている。
【０１１２】
ついで、図３６（ｃ）に示すように、一番上の４５ａを裏返して重ね、傾斜面４６側を揃えて各プレート４５ａ〜４５ｆを揃え直す。この状態では、各プレート４５ａ〜４５ｆの傾斜面４６全体によって、プリズムブロック３７の表面のプリズム形成領域のパターンの反転パターンが形成されている。この状態で各プレート４５ａ〜４５ｆを再び治具等で圧締して一体化した後、図３６（ｃ）に破線で示す面に沿って傾斜面４６と反対側の端面を垂直に研削し、この端面どうしを平面に揃える。この結果、図３７（ｄ）に示すように、プリズムブロック３７が１個分の幅のプリズムパターン成形用部分金型４７が得られる。上記のようにして得られたプリズムパターン成形用部分金型４７は、図３７（ｅ）に示すように、互いに密着させて横に並べて配置され一体化される。
【０１１３】
次に、図３８（ａ）に示すように、プリズムブロック３７の幅と等しい幅の金属製のブロック４８を密着させて並べ、その端面を図３８（ｂ）のように加工して成形用ブロック５０を得る。この成形用ブロック５０の加工面４９の形状は、プリズムブロック３７の上面のうちプリズム形成領域よりも外側の領域（スペーサー３８とその隣の凹部）の形状の反転形状となる。これらの成形用ブロック５０も、プリズムパターン成形用部分金型４７の配列数と同じだけ密着させて並べられて一体化される。
【０１１４】
さらに、プリズムパターン成形用部分金型４７の両面をそれぞれ成形用ブロック５０で挟んで一体化し、図３９に示すような部分金型５１を得る。部分金型５１を構成する各部品（プレート、成形用ブロック）どうしを一体化する方法としては、適当な治具（クランパ、ボルト及びナット等）を用いて圧締することによって機械的に一体化してもよく、耐熱性接着剤を用いて接着してもよい。また、各部品の表面の仕上げ精度が高い場合には、プレート４５ａや成形用ブロック５０どうしを密着させるだけで接合一体化する。
【０１１５】
図３９に示した部分金型５１は、図４０に示すように金型本体５２内に挿入され、部分金型５１と金型本体５２との間にプリズムブロック３７を成形するためのキャビティ５３が形成される。金型本体５２は成形機の固定盤に固定され、部分金型５１は成形機の昇降盤に取り付けられる。しかして、部分金型５１を下降させて金型本体５２内に挿入し、ゲート口５４からキャビティ５３内に樹脂を射出させることによりプリズムブロック３７が成形される。成形されたプリズムブロック３７は、部分金型５１を上昇させて金型本体５２から抜いた後、エジェクタピン５５で突き上げることによって金型本体５２から取り出される。
【０１１６】
図４１（ａ）は上記のようにして成形された複数個分のプリズムブロック３７を示す斜視図である。また、図４１（ａ）にはフィルタ層１７を納めるための溝４１を形成された導光ブロック１６（図３３の導光ブロック１６のように溝を有している場合）を示している。導光ブロック１６の成形工程については、省略するが、この導光ブロック１６もプリズムブロック３７に合わせて複数個分が一体に成形されており、下面にはミラー層１９が形成されている。複数個分の導光ブロック１６の溝４１内には複数個分の長さを有するフィルタ層１７が納められ、導光ブロック１６とプリズムブロック３７が接合一体化され、図４１（ｂ）のような複数個分の合分波用ブロック３６が得られる。
【０１１７】
図３９に示したような部分金型５１を用いて成形された複数個分の合分波用ブロック３６では、図４１（ｂ）の合分波用ブロック３６に破線で示すように、プリズムパターン成形用部分金型４７どうしの合わせ面に対応した跡５６が生じるので、この跡５６に沿って合分波用ブロック３６をダイシングソーなどで裁断することにより個々の合分波用ブロック３６が得られる。
【０１１８】
ここでは、複数個分の合分波用ブロック３６を一度に成形して量産性を高めるようにしたが、もちろん合分波用ブロック３６を１個ずつ成形するようにしても差し支えない。また、ミラー層１９は、合分波用ブロック３６を組み立てた後、最後にその裏面に形成するようにしてもよい。
【０１１９】
なお、この実施形態の変形例としては、図示しないが、プリズム３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｆの表面にそれぞれフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄを貼り、プリズムブロック３７の下面にミラー層１９を形成するようにしてもよい。この変形例は、図１７に示した光合分波器８ｂと同様なタイプの光合分波器となる（あるいは、図４４参照）。
【０１２０】
また、図２７に示したような構造の光合分波器８ｈの場合には、２番目のプリズム３９ｂは無くてもよい。しかし、この実施形態では、上記変形例の場合に用いられるプリズムブロックとの共用化を考慮してプリズム３９ｂを設けている。
【０１２１】
（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態による光合分波器は、光ファイバアレイ１１に取り付けたマイクロレンズアレイ１４にマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆとプリズム３９ａ〜３９ｆとを集約化し、合分波用ブロック３６の形状を単純化したことを特徴としている。図４３に示すものは第９の実施形態による光合分波器８ｉの断面図であって、マイクロレンズアレイ１４の構造を除けば、図２等に示した第１の実施形態と同様な構造を有している。
【０１２２】
この実施形態で用いられるマイクロレンズアレイ１４においては、図４４（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ１４の裏面に凹部５７を形成し、この凹部５７内に直進レンズである複数のマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆを一列に形成する。また、図４４（ｂ）に示すように、マイクロレンズアレイ１４の表面にも凹部５８を形成し、この凹部５８内にプリズム３９ａ〜３９ｆを一列に形成する。マイクロレンズアレイ１４の表裏に形成されたプリズム３９ａ〜３９ｆとマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆとは互いに１対１に対応しており、プリズム３９ａ〜３９ｆとマイクロレンズ３５ａ〜３５ｆの位置合わせの手間も省かれる。
【０１２３】
こうして、マイクロレンズアレイ１４にプリズム３９ａ〜３９ｆを設けたので、合分波用ブロック３６は、プリズム３９ａ〜３９ｆの設けられていない単純な矩形状をしたブロック（カバー部材２０）とフィルタ層１７と導光ブロック１６によって構成されることになる。
【０１２４】
このような構造の光合分波器８ｉにおいても、第８の実施形態と同様にして、分波器としての働きと、合波器としての働きをすることができる。
【０１２５】
また、このような図４４（ａ）（ｂ）のようなマイクロレンズアレイ１４を用いれば、マイクロレンズアレイ１４と合分波用ブロック３６との間に空間が生じるので、この空間にフィルタ層１７を配置することが可能になる。よって、図４５に示すように、導光ブロック１６の表面にフィルタ層１７を配置し、導光ブロック１６の裏面にミラー層１９を設けた光合分波器とすることができる。これは導光ブロック１６内に斜めに光を入射させてフィルタ１７ａ〜１７ｅとミラー層１９の間で光を反射させつつ、フィルタ１７ａ〜１７ｅから順次波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５の光を取り出すことができるものであって、マイクロレンズアレイ１４の構造を除けば、図１７に示した光合分波器８ｂ等と同じような構造を有している。
【０１２６】
（第１０の実施形態）
図４６は本発明の第１０の実施形態による光合分波器８ｊの構造を示す断面図である。この光合分波器８ｊは、マイクロレンズアレイ１４を除けば、図２等に示した第１の実施形態による光合分波器８ｂと同様な構造を有している。
【０１２７】
この実施形態では、マイクロレンズアレイ１４の表面に非球面又は球面の直進レンズを一列に配列してマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆが形成されている。マイクロレンズ３５ａとマイクロレンズ３５ｃ〜３５ｆとの間には隙間があけられている。各マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆは、各光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの光軸方向に対してそれぞれの光軸をずらせて配置されており、マイクロレンズ３５ａはマイクロレンズ３５ｃ側に偏心し、マイクロレンズ３５ｃ〜３５ｆは全体としてマイクロレンズ３５ａ側に偏心している。
【０１２８】
しかして、このマイクロレンズアレイ１４では傾斜レンズは用いていないが、直進レンズであるマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆの光軸を光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの光軸に対してずらせているので、各光ファイバ光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆから出射された光はマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆを透過することによって平行光に変換されると共に光の出射方向を斜め方向に曲げられる。また、合分波用ブロック３６から出射された平行光が各マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆに斜めに入射すると、マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆを透過することによって光の進む方向を光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの光軸と平行な方向に曲げられると共に光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの端面に集光される。
【０１２９】
よって、この光合分波器８ｊにあっても、第１の実施形態による光合分波器８ａ等と同様にして分波動作や合波動作を行うことができる。
【０１３０】
（第１１の実施形態）
図４７は本発明の第１１の実施形態による光合分波器８ｋを示す分解斜視図である。この光合分波器８ｋにあっては、光ファイバ９ａ〜９ｆと光ファイバ５９ａ〜５９ｆの二組の平行な光ファイバ束の先端部がコネクタ１０に保持されて光ファイバアレイ１１が構成されている。ここで、光ファイバ９ａ〜９ｆと光ファイバ５９ａ〜５９ｆとが図４７に示すように反対側から順に並んでいるとすると、光ファイバ９ｃと光ファイバ５９ｅとが前後方向に対向し、光ファイバ９ｄと光ファイバ５９ｄとが前後方向に対向し、光ファイバ９ｅと光ファイバ５９ｃとが前後方向に対向している。マイクロレンズアレイ１４には、光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの各端面に対応してマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆが設けられ、光ファイバ５９ａ、５９ｃ〜５９ｆの各端面に対応してマイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆが設けられている。合分波用ブロック３６は、裏面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とカバー部材２０との間に、フィルタ１７ａ〜１７ｄからなるフィルタ層１７を挟み込んだものである。
【０１３１】
図４８は光ファイバ９ａ〜９ｆを含む平面で断面した図である。光合分波器８ｋは、この断面では分波器として働いており、光ファイバ９ａから入射した波長λ１、λ２、λ３、λ４の多重化光信号は光合分波器８ｋにより分波され、波長λ１の光信号が光ファイバ９ｃへ入射し、波長λ２の光信号が光ファイバ９ｄへ入射し、波長λ３の光が光ファイバ９ｅへ入射し、波長λ４の光信号が光ファイバ９ｆへ入射する。この際の分波動作は、第１の実施形態で説明した通りである（図１４の説明を参照）。
【０１３２】
また、図４９は光ファイバ５９ａ〜５９ｆを含む平面で断面した図である。光合分波器８ｋは、この断面では合波器として働いており、光ファイバ５９ｆから入射した波長λ１の光信号と、光ファイバ５９ｅから入射した波長λ２の光信号と、光ファイバ５９ｄから入射した波長λ３の光信号と、光ファイバ５９ｃから入射した波長λ４の光信号は光合分波器８ｋにより合波され、光ファイバ５９ａには多重化された波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号が入射する。この際の合波動作は、第１の実施形態で説明した通りである（図１５の説明を参照）。
【０１３３】
従って、この光合分波器８ｋでは、図５０に示すように、光ファイバ９ａ〜９ｆ、マイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆ及びフィルタ層１７の一部によって分波部が構成されており、光ファイバ５９ａ〜５９ｆ、マイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆ及びフィルタ層１７の一部によって合波部が構成されており、分波部と合波部とでフィルタ１７ａ〜１７ｄを共用している。
【０１３４】
図５１は上記光合分波器８ｋの使用状態を説明する模式図である。一方の局に設置されている光合分波器８ｋと他方の局に設置されている光合分波器８ｋとが２芯の光ファイバケーブル６１、６２によって接続されている。すなわち、一方の局に設置されている光合分波器８ｋの合波部の光ファイバ５９ａと他方の局に設置された光合分波器８ｋの分波部の光ファイバ９ａとが光ファイバケーブル６１によって接続されており、他方の局に設置されている光合分波器８ｋの合波部の光ファイバ５９ａと一方の局に設置されている光合分波器８ｋの分波部の光ファイバ９ａとが光ファイバケーブル６２によって接続されている。
【０１３５】
しかして、一方の局では、光合分波器８ｋによって波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号を合波して多重化された波長λ１〜λ４の光信号を１本の光ファイバケーブル６１によって他方の局へ伝送する。この多重化された光信号を受信した他方の局の光合分波器８ｋでは、多重化された光信号を光合分波器８ｋで分波し、各波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号を個別に取り出す。同時に、他方の局では、光合分波器８ｋによって波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号を合波して多重化された波長λ１〜λ４の光信号を１本の光ファイバケーブル６２によって一方の局へ伝送する。この多重化された光信号を受信した一方の局の光合分波器８ｋでは、多重化された光信号を光合分波器８ｋで分波し、各波長λ１、λ２、λ３、λ４の光信号を個別に取り出す。
【０１３６】
図４７の実施形態では、合波部の光ファイバ５９ａ〜５９ｆ及びマイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆは、分波部の光ファイバ９ａ〜９ｆ及びマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆとは反対方向に向けて順次配置され、波長λ１の光に順次波長λ２の光、波長λ３の光、波長λ４の光という順に合波している。これとは逆に、合波部の光ファイバ５９ａ〜５９ｆ及びマイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆを、分波部の光ファイバ９ａ〜９ｆ及びマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆと同じ方向に向けて順次配置し、波長λ４の光に順次波長λ３の光、波長λ２の光、波長λ１の光という順に合波するように構成することも可能である。
【０１３７】
図５２（ａ）は前者のように構成された光合分波器８ｋを用いて、一方の局の光合分波器８ｋの合波部の光ファイバ５９ａと他方の局の光合分波器８ｋの分波部の光ファイバ９ａとを光ファイバケーブル６１によって接続した様子を表している。また、図５２（ｂ）は後者のように構成された光合分波器８ｋを用いて、一方の局の光合分波器８ｋの合波部の光ファイバ５９ａと他方の局の光合分波器８ｋの分波部の光ファイバ９ａとを光ファイバケーブル６１によって接続した様子を表している。図５２（ａ）の場合と図５２（ｂ）の場合とを比較すると、図５２（ｂ）の場合には、波長λ４の光を始めに導入して、そこに波長λ３の光を合波させ、次に波長λ２の光を合波させ、次に波長λ１の光を合波させて光ファイバケーブル６１で他方の局へ送り、他方の局では受信した光信号から波長λ１の光を分波して取り出し、次に波長λ２の光を分波して取り出し、次に波長λ３の光を分波して取り出し、最後に波長λ４の光を取り出している。従って、このような構成によれば、一方の局で最初に入射した波長λ４の光が他方の局では最後に取り出され、一方の局で最後に合波された波長λ１の光が他方の局では最初に取り出されており（ＦＩＬＯ）、一方の局の光合分波器８ｋに入射してから他方の局の光合分波器８ｋから出射するまでの光路長が波長によって異なってしまう。そのため、光の波長によって減衰の度合いが異なったり、位相が異なったりすることになり、波長によって特性が変化する恐れがある。
【０１３８】
これに対し、図４７のような実施形態にあたる図５２（ａ）の場合には、波長λ１の光を始めに導入して、そこに波長λ２の光を合波させ、次に波長λ３の光を合波させ、次に波長λ４の光を合波させて光ファイバケーブル６１で他方の局へ送り、他方の局では受信した光信号から波長λ１の光を分波して取り出し、次に波長λ２の光を分波して取り出し、次に波長λ３の光を分波して取り出し、最後に波長λ４の光を取り出している。従って、図４７及び図５２（ａ）のような構成によれば、一方の局で最初に入射した波長λ１の光が他方の局では最初に取り出され、一方の局で最後に合波された波長λ４の光が他方の局では最後に取り出されており（ＦＩＦＯ）、一方の局の光合分波器８ｋに入射してから他方の局の光合分波器８ｋから出射するまでの光路長が波長によらずほぼ一定となる。そのため、波長によって光信号の減衰の度合いが異なったり、位相が異なったりすることがなく、波長によらず伝送特性を均一化することができる。
【０１３９】
図５３は本発明の第１１の実施形態の変型例による光合分波器８ｍの構造を示す分解斜視図である。この光合分波器８ｍでは、マイクロレンズアレイ１４の表面には、直進レンズで構成されたマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆと、直進レンズで構成されたマイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆとが２列に配列されている。また、下面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とプリズムブロック３７との間にフィルタ層１７を挟み込んで合分波用ブロック３６が構成されている。プリズムブロック３７の上面には、プリズム３９ａ〜３９ｆとプリズム７４ａ〜７４ｆとが２列に配列されている。そして、マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆとプリズム３９ａ、３９ｃ〜３９ｆによって、図４７の光合分波器８ｋにおけるマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆの働きをしており、マイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆとプリズム７４ａ、７４ｃ〜７４ｆによってマイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆの働きをしている。
【０１４０】
図５４は本発明の第１１の実施形態の別な変型例による光合分波器８ｎの構造を示す分解斜視図である。この光合分波器８ｎにあっては、図５５に示すように、マイクロレンズアレイ１４の裏面に、直進レンズで構成されたマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆと、直進レンズで構成されたマイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆとが２列に配列されている。また、マイクロレンズアレイ１４の表面には、プリズム３９ａ〜３９ｆとプリズム７４ａ〜７４ｆとが２列に配列されている。また、下面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とカバー部材２０との間にフィルタ層１７を挟み込んで合分波用ブロック３６が構成されている。そして、マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆとプリズム３９ａ、３９ｃ〜３９ｆによって、図４７の光合分波器８ｋにおけるマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ〜１２ｆの働きをしており、マイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆとプリズム７４ａ、７４ｃ〜７４ｆによってマイクロレンズ６０ａ、６０ｃ〜６０ｆの働きをしている。
【０１４１】
（第１２の実施形態）
図５６は本発明の第１２の実施形態による光合分波器８ｐを示す断面図である。第１１の実施形態による光合分波器８ｋでは、光合分波器８ｋどうしを結ぶのに２本の光ファイバケーブル６１、６２が必要であったが、第１２の実施形態では１本の光ファイバケーブル６１で光合分波器８ｐどうしを結ぶことができるようにしている。
【０１４２】
この光合分波器８ｐにあっては、分波部と合波部とが一体に形成されている。分波部は、光ファイバアレイ１１に保持された光ファイバ９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、マイクロレンズ１２ａ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ及びフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄによって構成されている。ここで、フィルタ１７ａは波長λ１の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ１７ｂは波長λ２の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ１７ｃは波長λ３の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ１７ｄは波長λ４の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有する。
【０１４３】
光合分波器８ｐの合波部は、光ファイバアレイ１１に保持された光ファイバ５９ａ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ、マイクロレンズ６０ａ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ及びフィルタ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄによって構成されている。ここで、フィルタ６３ａは波長λ５の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ６３ｂは波長λ６の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ６３ｃは波長λ７の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ６３ｄは波長λ８の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有する。
【０１４４】
合波部の光ファイバ５９ａは、端面を分波部のマイクロレンズ１２ａと１２ｃの間に配置されたマイクロレンズ１２ｂに対向させるようにして分波部に接続されている。また、フィルタ層１７内のフィルタ１７ａと隣接する位置には、波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過させ、波長λ５、λ６、λ７、λ８の光を反射させる特性を有するフィルタ６４が配置されている。
【０１４５】
この光合分波器８ｐの分波部においては、波長λ１、λ２、λ３、λ４の多重化された光信号が光ファイバ９ａから出射されると、この光信号は１２ａで平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、フィルタ６４に入射する。波長λ１、λ２、λ３、λ４の光はフィルタ６４を透過し、ミラー層１９で反射した後、波長λ１の光のみがフィルタ１７ａを透過し、マイクロレンズ１２ｃによって光ファイバ９ｃに結合させられる。また、フィルタ１７ａで反射した波長λ２、λ３、λ４の光は、再びミラー層１９で反射した後、波長λ２の光のみがフィルタ１７ｂを透過し、マイクロレンズ１２ｄによって光ファイバ９ｄに結合させられる。また、フィルタ１７ｂで反射した波長λ３、λ４の光は、再びミラー層１９で反射した後、波長λ３の光のみがフィルタ１７ｃを透過し、マイクロレンズ１２ｅによって光ファイバ９ｅに結合させられる。また、フィルタ１７ｃで反射した波長λ４の光は、再びミラー層１９で反射した後、波長λ４の光のみがフィルタ１７ｄを透過し、マイクロレンズ１２ｆによって光ファイバ９ｆに結合させられる。
【０１４６】
また、この光合分波器８ｐの合波部においては、各光ファイバ５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆから波長λ５、λ６、λ７、λ８の光が出射されると、光ファイバ５９ｆから出射された波長λ８の光がマイクロレンズ６０ｆで光軸方向を曲げられた後、フィルタ６３ｄを透過した後にミラー層１９で反射され、フィルタ６３ｃに入射する。一方、光ファイバ５９ｅから出射された波長λ７の光はマイクロレンズ６０ｅで光軸方向を曲げられた後にフィルタ６３ｃを透過する。そして、フィルタ６３ｃを透過した波長λ７の光とフィルタ６３ｃで反射した波長λ８の光は、ミラー層１９で反射した後、フィルタ６３ｂに入射する。一方、光ファイバ５９ｄから出射された波長λ６の光はマイクロレンズ６０ｄで光軸方向を曲げられた後にフィルタ６３ｂを透過する。そして、フィルタ６３ｂを透過した波長λ６の光とフィルタ６３ｂで反射した波長λ８及びλ７の光は、ミラー層１９で反射した後、フィルタ６３ａに入射する。一方、光ファイバ５９ｃから出射された波長λ５の光はマイクロレンズ６０ｃで光軸方向を曲げられた後にフィルタ６３ａを透過する。そして、フィルタ６３ａを透過した波長λ５の光とフィルタ６３ａで反射した波長λ８、λ７及びλ６の光は、ミラー層１９で反射した後、マイクロレンズ６０ａに入射して光ファイバ５９ａに結合される。
【０１４７】
こうして光ファイバ５９ａに入射した波長λ５、λ６、λ７及びλ８の光は、光ファイバ５９ａを伝搬して光ファイバ５９ａの他端から出射される。光ファイバ５９ａの他端から出射された波長λ５、λ６、λ７及びλ８の光は、マイクロレンズ１２ｂで曲げられた後にフィルタ６４に入射し、フィルタ６４で反射してマイクロレンズ１２ａに入射し、光ファイバ９ａに結合される。
【０１４８】
この光合分波器８ｐは、図５７に示すように、一方の局に設置された光合分波器８ｐと他方の局に設置された光合分波器８ｐ´とを１本の光ファイバケーブル６１で接続して通信するものであり、いずれの光合分波器８ｐ、８ｐ´も光ファイバ９ａに光ファイバケーブル６１が接続される。
【０１４９】
ただし、上記光合分波器８ｐとつながれる光合分波器８ｐ´では、光合分波器８ｐとはフィルタ１７ａ〜１７ｄ、６３ａ〜６３ｄの配置が異なっており、かつ、合波部と分波部とが入れ替わっている。すなわち、光合分波器８ｐ´では、光ファイバ９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆ、マイクロレンズ１２ａ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆ及びフィルタ１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄによって合波部が構成されており、フィルタ１７ａ〜１７ｄの配列が光合分波器８ｐとは逆になっている。
【０１５０】
光合分波器８ｐ´では、光ファイバ５９ａ、５９ｃ、５９ｄ、５９ｅ、５９ｆ、マイクロレンズ６０ａ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ及びフィルタ６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄによって分波部が構成されており、フィルタ６３ａ〜６３ｄの配列が光合分波器８ｐとは逆になっている。
【０１５１】
しかして、光合分波器８ｐで波長λ５〜λ８の光信号が合波された後、その多重光信号は光ファイバケーブル６１によって光合分波器８ｐ´へ送られ、光合分波器８ｐ´で各波長λ５〜λ８に分波され、各波長λ５〜λ８の光信号が取り出される。ここで、例えば波長λ８の光は光合分波器８ｐで最初に合波されて光合分波器８ｐ´で最初に分波され、また、波長λ５の光は光合分波器８ｐで最後に合波されて光合分波器８ｐ´で最後に分波されており、各波長λ５〜λ８の光信号の伝送距離（光路長）は互いに等しくなっている。
【０１５２】
同様に、光合分波器８ｐ´で波長λ１〜λ４の光信号が合波された後、その多重光信号は同じ光ファイバケーブル６１によって光合分波器８ｐへ送られ、光合分波器８ｐで各波長λ１〜λ４に分波され、各波長λ１〜λ４の光信号が取り出される。ここで、例えば波長λ１の光は光合分波器８ｐ´で最初に合波されて光合分波器８ｐで最初に分波され、また、波長λ４の光は光合分波器８ｐ´で最後に合波されて光合分波器８ｐで最後に分波されており、各波長λ１〜λ４の光信号の伝送距離（光路長）は互いに等しくなっている。
【０１５３】
なお、光合分波器８ｐ、８ｐ´の合波部と分波部とは、図５６では直列に配置されているが、横に並べて並列に配置しても良い。
【０１５４】
図５８は第１２の実施形態の変型例による光合分波器８ｑである。上記光合分波器８ｐでは、合波部と分波部とを光ファイバ５９ａでつないでいたが、図５８の光合分波器８ｑでは、２つの直角三角形状の凹部６５、６６を用いて合波部と分波部とを結んでいる。すなわち、この変形例では、カバー部材２０の上面に断面直角三角形状をした凹部６５、６６が設けられており、合波部で合波された波長λ５、λ６、λ７、λ８の光は、凹部６５及び６６で全反射することによってフィルタ６４に入射し、フィルタ６４で反射した後に光ファイバ９ａに結合される。
【０１５５】
図５９は第１２の実施形態の別な変形例による光合分波器８ｒの構造を示す概略断面図である。この光号分波器８ｒにあっては、次のような構成によって図５６の光合分波器８ｐと同様な光合分波器を作製している。マイクロレンズアレイ１４の下面に光ファイバ９ａ、９ｃ〜９ｆの端面に対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆを設け、光ファイバ５９ｃ〜５９ｆの端面に対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ７３ｃ〜７３ｆを設け、逆Ｕ字状に曲げた光ファイバ５９ａの両端に対向させてマイクロレンズ７３ａ及び３５ｂを設けている。また、下面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とプリズムブロック３７の間にフィルタ層１７を挟み込んで合分波用ブロック３６を構成している。プリズムブロック３７の上面には、マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆに対向させてプリズム３９ａ〜３９ｆを形成してあり、マイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆに対向させてプリズム７４ａ、７４ｃ〜７４ｆを形成している。なお、マイクロレンズ７３ｂ及びプリズム７４ｂは無くてもよいものである。
【０１５６】
（第１３の実施形態）
上記各実施形態では、光ファイバを用いて光合分波器に各波長の光を入力させ、光ファイバを用いて光合分波器から各波長の光を取り出している。しかし、光ファイバを用いないで半導体レーザー素子（ＬＤ）等の発光素子を光合分波器の光入射箇所に実装し、あるいは、フォトダイオード（ＰＤ）やフォトトランジスタ等の受光素子を光合分波器の光出射箇所に実装してもよい。
【０１５７】
例えば、図６０に示す光合分波器（トランスポンダ）８ｓは、図５６に示した光合分波器８ｐを基にしたものである。この場合であれば、光ファイバケーブルとつなぐための光ファイバ９ａと、合波部及び分波部を結ぶ光ファイバ５９ａだけを残し、マイクロレンズ１２ｃ〜１２ｆに対向させてマイクロレンズアレイ１４の上にそれぞれ受光素子６８ｃ、６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ（例えば、受光素子を一体化した受光素子アレイ）を実装し、マイクロレンズ６０ｃ〜６０ｆに対向させてマイクロレンズアレイ１４の上にそれぞれ発光波長λ１、λ２、λ３、λ４の発光素子６７ｃ、６７ｄ、６７ｅ、６７ｆ（例えば、発光素子を一体化した発光素子アレイ）を実装すればよい。受光素子６８ｃ〜６８ｆは、その光軸方向（受光素子の最大感度方向、もしくは受光素子の受光面に垂直な方向）がフィルタ層１７に垂直な方向を向くように配置されており、発光素子６７ｃ〜６７ｆは、その光軸方向（発光強度が最大の方向、もしくは発光素子の発光面に垂直な方向）がフィルタ層１７に垂直な方向を向くように配置されている。
【０１５８】
このようにして構成された光合分波器８ｓによれば、発光素子６７ｃ〜６７ｆを駆動して直接光信号を多重送信させることができ、また、受光素子６８ｃ〜６８ｆによって光信号を直接受光させることができる。ここで、受光素子６８ｃ〜６８ｆとして受光素子アレイを用いれば、個別の素子を用いるよりもコストを抑えることができ、その場合には、本発明のように受光素子アレイを傾けることなく実装できれば、光路長の長くなる素子でインサーションロスが大きくなったり、光合分波器のサイズが大きくなったりするのを防止できる。発光素子６７ｃ〜６７ｆについても同様である。
【０１５９】
図６１は第１３の実施形態の変形例による光合分波器８ｔの構造を示す概略断面図である。この光号分波器８ｔにあっては、次のような構成によって図６０の光合分波器８ｓと同様なトランスポンダを作製している。マイクロレンズアレイ１４の下面には、光ファイバ９ａ及び受光素子６８ｃ〜６８ｆに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆを設け、発光素子６７ｃ〜６７ｆに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ７３ｃ〜７３ｆを設け、逆Ｕ字状に曲げた光ファイバ５９ａの両端に対向させてマイクロレンズ７３ａ及び３５ｂを設けている。また、下面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とプリズムブロック３７の間にフィルタ層１７を挟み込んで合分波用ブロック３６を構成している。プリズムブロック３７の上面には、マイクロレンズ３５ａ〜３５ｆに対向させてプリズム３９ａ〜３９ｆを形成してあり、マイクロレンズ７３ａ、７３ｃ〜７３ｆに対向させてプリズム７４ａ、７４ｃ〜７４ｆを形成している。
【０１６０】
（第１４の実施形態）
図６２は本発明の第１４の実施形態による光合分波器（トランスポンダ）８ｕを示す断面図である。この実施形態では、導光板７０の下面にマイクロレンズ１２ａ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、１２ｆを設け、マイクロレンズ１２ａに対向させて導光板７０の上面に光ファイバ７１を接続し、マイクロレンズ１２ｃ〜１２ｄに対向させて導光板７０の上に発光波長λ１、λ２、λ３、λ４の発光素子６７ｃ、６７ｄ、６７ｅ、６７ｆ（例えば、発光素子を一体化した発光素子アレイ）を実装し、マイクロレンズ１２ｃ〜１２ｆの下に合波用に構成された合分波用ブロック３６を配置している。また、光ファイバ７１の端面とマイクロレンズ１２ａとの間において、導光板７０内にはフィルタ６４が４５度の角度で埋め込まれている。導光板７０は合分波用ブロック３６の幅よりも長くなっており、導光板７０の合分波用ブロック３６から張り出した領域において導光板７０の上面には波長λ５の光のみを透過させる回折素子７２ａ、波長λ６の光のみを透過させる回折素子７２ｂ、波長λ７の光のみを透過させる回折素子７２ｃ、波長λ８の光のみを透過させる回折素子７２ｄが形成され、各回折素子７２ａ〜７２ｄの上に受光素子６８ｃ〜６８ｆ（例えば、受光素子を一体化した受光素子アレイ）を実装している。発光素子６７ｃ〜６７ｆは、その光軸方向がフィルタ１７ａ〜１７ｄ又は導光板７０に垂直な方向を向くように配置されており、受光素子６８ｃ〜６８ｆも、その光軸方向がフィルタ１７ａ〜１７ｄに垂直な方向を向くように配置されている。
【０１６１】
しかして、各発光素子６７ｃ〜６７ｆから出射された波長λ１、λ２、λ３、λ４の光は合分波用ブロック３６で合波されて合分波用ブロック３６から出射され、マイクロレンズ１２ａで光軸方向を曲げられた後にフィルタ６４を透過して光ファイバ７１に結合され、光ファイバ７１から送信される。また、光ファイバ７１から受信した波長λ５、λ６、λ７、λ８の多重伝送信号は、フィルタ６４によって導光板７０の張り出し側へ反射され、導光板７０の上面と下面で全反射を繰り返しながら導光板７０内を伝搬する。導光板７０内を伝搬する光が、回折素子７２ａに入射すると、波長λ５の光だけが回折素子７２ａを透過して受光素子６８ｃに受光される。また、導光板７０内を伝搬する光が、回折素子７２ｂ、７２ｃ又は７２ｄに入射すると、それぞれ波長λ６、λ７又は波長λ８の光だけが回折素子７２ｂ、７２ｃ又は７２ｄを透過し、それぞれ受光素子６８ｄ、６８ｅ、６８ｆに受光される。なお、上記回折素子としては、回折格子のほかＣＧＨ素子なども用いることができる。
【０１６２】
図６３は第１４の実施形態の変形例による光合分波器８ｖの構造を示す概略断面図である。この光号分波器８ｖにあっては、次のような構成によって図６２の光合分波器８ｕと同様なトランスポンダを作製している。マイクロレンズアレイ１４の下面には、光ファイバ７１及び発光素子６７ｃ〜６７ｆに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆを設けている。また、下面にミラー層１９を形成された導光ブロック１６とプリズムブロック３７の間にフィルタ層１７を挟み込んで合分波用ブロック３６を構成している。プリズムブロック３７の上面には、マイクロレンズ３５ａ、３５ｃ〜３５ｆに対向させてプリズム３９ａ、３９ｃ〜３９ｆを形成している。
【０１６３】
（発明の効果）
本発明の光合分波器は、レンズやプリズム等からなる偏向素子を備えており、偏向素子によって光の光軸方向を曲げることができる。したがって、多重化された光を伝搬する光ファイバ等の伝送手段と、分波後の光を伝搬する光ファイバや分波後の光を受光する受光素子あるいは合波前の光を出射する発光素子等の光入出力手段とが平行に並んでいる面と、波長選択素子の配列している面や光反射面とを互いに平行に配置することができ、製造も容易で、分波又は合波される波長の数を増やしても小型の光合分波器を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】従来例による光合分波器の構造を説明するための概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による光合分波器の構造を示す分解斜視図である。
【図３】第１の実施形態による光合分波器の、各光ファイバアレイのコアを通る面における概略断面図である。
【図４】第１の実施形態による光合分波器の側面図である。
【図５】マイクロレンズアレイの下面図である。
【図６】光ファイバから出射され、他の光ファイバに入射する光の光路を説明する説明図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は、マイクロレンズの形状を説明する平面図及び正面図である。
【図８】各フィルタの特性とダミーフィルム及びＡＲコート層の特性を示す図であって、横軸は光の波長、縦軸は光透過率を示す。
【図９】（ａ）〜（ｅ）はフィルタ層の製造工程を説明する図である。
【図１０】（ｆ）（ｇ）は図９（ｅ）の後の工程を説明する図である。
【図１１】フィルタ層の製造方法を説明する図である。
【図１２】（ａ）〜（ｄ）はフィルタ層の別な製造工程を説明する図である。
【図１３】（ｅ）〜（ｇ）は図１２（ｄ）の後の工程を説明する図である。
【図１４】第１の実施形態による光合分波器の分波動作を説明する概略断面図である。
【図１５】第１の実施形態による光合分波器の合波動作を説明する概略断面図である。
【図１６】本発明の光合分波器をケーシングに納めた状態を示す概略断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態の変形例を示す一部破断した概略断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。
【図２１】（ａ）〜（ｅ）は、同上の実施形態に用いられるフィルタ層の製造方法を説明する図である。
【図２２】本発明の第５の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。
【図２３】本発明の第５の実施形態の変形例を示す一部破断した概略断面図である。
【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、第５の実施形態による光合分波器に用いられるフィルタ層の製造工程を説明する図である。
【図２５】本発明の第６の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。
【図２６】本発明の第７の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図２７】本発明の第８の実施形態による光合分波器の分解斜視図である。
【図２８】第８の実施形態による光合分波器の断面図である。
【図２９】同上の光合分波器に用いられるプリズムブロックの斜視図である。
【図３０】合分波用ブロックの製造方法を示す概略図である。
【図３１】（ａ）（ｂ）は、合分波用ブロックの別な製造方法を示す概略図である。
【図３２】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。
【図３３】合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。
【図３４】合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。
【図３５】合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。
【図３６】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、プリズムブロックを成形するためのプリズムパターン成形用部分金型の製造工程を示す斜視図である。
【図３７】（ｄ）（ｅ）は、図３６（ｃ）の後の工程を示す斜視図である。
【図３８】（ａ）（ｂ）は、成形用ブロックの製造方法を示す斜視図である。
【図３９】部分金型の斜視図である。
【図４０】プリズムブロックを成形するための金型を示す断面図である。
【図４１】（ａ）（ｂ）は合分波用ブロックの組立工程を示す斜視図である。
【図４２】プリズムブロックの別な形状を示す斜視図である。
【図４３】本発明の第９の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図４４】（ａ）は同上の光合分波器に用いられているマイクロレンズアレイの裏面側からの斜視図、（ｂ）はそのマイクロレンズアレイの表面側からの斜視図である。
【図４５】第９の実施形態による光合分波器の作用説明図である。
【図４６】本発明の第１０の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図４７】本発明の第１１の実施形態による光合分波器の分解斜視図である。
【図４８】同上の光合分波器の作用説明のための断面図である。
【図４９】同上の光合分波器の作用説明のための別な断面における断面図である。
【図５０】同上の光合分波器の作用説明のための斜視図である。
【図５１】同上の光合分波器のリンク状態を示す概略図である。
【図５２】（ａ）（ｂ）は上記リンク状態と異なるリンク状態とを比較して、作用を説明する図である。
【図５３】本発明の第１１の実施形態の変形例を示す分解斜視図である。
【図５４】本発明の第１１の実施形態の別な変形例を示す分解斜視図である。
【図５５】（ａ）は図５４の変型例による光合分波器に用いられているマイクロレンズアレイの裏面側からの斜視図、（ｂ）はそのマイクロレンズアレイの表面側からの斜視図である。
【図５６】本発明の第１２の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図５７】同上の光合分波器のリンク状態を示す概略図である。
【図５８】本発明の第１２の実施形態の変形例を示す概略断面図である。
【図５９】本発明の第１２の実施形態の別な変形例を示す概略断面図である。
【図６０】本発明の第１３の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図６１】本発明の第１３の実施形態の変形例を示す概略断面図である。
【図６２】本発明の第１４の実施形態による光合分波器の概略断面図である。
【図６３】本発明の第１４の実施形態の変形例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１６５】
９ａ〜９ｌ  光ファイバ
１０  コネクタ
１１  光ファイバアレイ
１２ａ〜１２ｌ  マイクロレンズ
１３  剥離膜  
１４  マイクロレンズアレイ
１６  導光ブロック
１７  フィルタ層
１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ、１７ｅ  フィルタ
１８ａ、１８ｂ  ダミーフィルム
１９  ミラー層
２０  カバー部材
２１  ＡＲコート層
３４  マイクロレンズアレイ
３５ａ〜３５ｆ  マイクロレンズ
３６  合分波用ブロック
３７  プリズムブロック
３９ａ〜３９ｆ  プリズム
５９ａ〜５９ｆ  光ファイバ
６０ａ、６０ｃ〜６０ｆ  マイクロレンズ
６１  光ファイバケーブル
６２  光ファイバケーブル
６３ａ〜６３ｄ  フィルタ
６４  フィルタ
６７ｃ〜６７ｆ  発光素子
６８ｃ〜６８ｆ  受光素子
７０  導光板
７１  光ファイバ
７２ａ〜７２ｅ  回折素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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