(57)【要約】【課題】光導波路に入射した光の分岐方向の制約がない光分岐装置を得る。【解決手段】上方から入射部２０に入射した光は、反射面２０Ａで水平方向に反射され、反射した光は、光導波路１２の側面１２Ａから光導波路１２の上面から下面に渡って斜めに切込を入れることで形成された反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａで順に上方に反射され、出射部２２、２４、２６、２８から出射する。このように、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａで反射された光は上方に反射されるため、基板を通ることはない。従って、出射光が基板の厚み分拡散することを防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア部の周囲にグラッド部が設けられた矩形状の光導波路に入射部と複数の出射部を設けた光分岐装置において、
前記光導波路に入射する光を分岐させる数Ｎに応じて、前記複数の出射部として前記光導波路の上面から下面に渡って光の進行方向に対して傾斜する反射面を光の進行方向にＮ個形成し、光の進行方向に行くに従って前記反射面の幅を大きくしたことを特徴とする光分岐装置。
【請求項２】
分岐数がＮ（Ｎは２以上の整数）、前記光導波路の幅がＷのとき、反射面の幅は光の進行方向にＷ／Ｎ，Ｗ／（Ｎ−１）、・・・・Ｗ／２、Ｗとされることを特徴とする請求項１に記載の光分岐装置。
【請求項３】
前記反射面の傾斜角度は前記光導波路の上下面に対して４５°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光分岐装置。
【請求項４】
前記反射面は前記光導波路の側面から斜めに切込まれた切込部で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光分岐装置。
【請求項５】
前記反射面は前記光導波路の中央部から斜めに切込まれた切込部で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の光分岐装置。
【請求項６】
前記切込部は、前記光導波路の両側面に互い違いに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の光分岐装置。
【請求項７】
前記光導波路は基板上に形成され、入射した光は前記反射面から前記基板と反対側へ出射されることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の光分岐装置。
【請求項８】
前記コア部の屈折率を前記コア部の上下部より中央部を高くしていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の光分岐装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を分岐する光分岐装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下面に基板を備えた光導波路の上面にＶ溝を加工することで光信号を分岐させる反射面を形成する光分岐装置が提案されている。（特許文献１）
つまり、光導波路に入射した光信号の一部をこの反射面に反射させて分岐させるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−３００９６１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、反射面が光導波路の上面にＶ溝を加工することで設けられているため、光導波路に入射した光信号はこの反射面によって下方に向けて反射される。このため、反射した光信号は基板を通して受光されるため、基板の厚さ分、光信号（以下「光」）が拡散してしまい、集光するためにレンズ等が必要になってしまう。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮し、光導波路に入射した光の分岐方向の制約がない光分岐装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る光分岐装置は、コア部の周囲にグラッド部が設けられた矩形状の光導波路に入射部と複数の出射部を設けた光分岐装置において、前記光導波路に入射する光を分岐させる数Ｎに応じて、前記複数の出射部として前記光導波路の上面から下面に渡って光の進行方向に対して傾斜する反射面を光の進行方向にＮ個形成し、光の進行方向に行くに従って前記反射面の幅を大きくしたことを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、光導波路に入射した光を分岐する数Ｎに応じて、光導波路の上面から下面に渡って光の進行方向に対して傾斜する反射面が光の進行方向にＮ個形成されている。
【０００７】
そして、反射面の幅は、光の進行方向に行くに従って大きくなっており、均等に光を分岐させ、反射面から出射させることができる。また、Ｖ溝のように出射方向が一方向でなく、反射面の傾斜の方向を変えることで、光導波路の上面側又は下面側へ光を出射させることができる。
【０００８】
本発明の請求項２に係る光分岐装置は、請求項１記載において、分岐数がＮ（Ｎは２以上の整数）、前記光導波路の幅がＷのとき、反射面の幅は光の進行方向にＷ／Ｎ，Ｗ／（Ｎ−１）、・・・・Ｗ／２、Ｗとされることを特徴とする。
【０００９】
上記構成のように、分岐数Ｎに応じて反射面の幅を決めることで、入射した光をＮ個に均等に分岐できる。
【００１０】
本発明の請求項３に係る光分岐装置は、請求項１又は２記載において、前記反射面の傾斜角度は前記光導波路の上下面に対して４５°であることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、反射面の傾斜角度が４５度であるため、柱状の光導波路に対して垂直方向に光を取り出すことができ、効率良く光ファイバ等と光結合することができる。
【００１２】
本発明の請求項４に係る光分岐装置は、請求項１乃至３何れか１項記載において、前記反射面は前記光導波路の側面から斜めに切込まれた切込部で形成されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、光導波路の側面から容易に反射面を加工することができる。さらに、コア部の屈折率が上下方向で均一でなくても、光は均一に分岐できる。
【００１４】
本発明の請求項５に係る光分岐装置は、請求項１乃至３何れか１項記載において、前記反射面は前記光導波路の中央部から斜めに切込まれた切込部で形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、切込が側面に開放されていないため、切込部を形成しても光導波路が破損し難い。
【００１６】
また、反射面を光導波路の中心線に対し対称形状とすることができ、この場合には、バランス良く光を分岐させることができる。
【００１７】
本発明の請求項６に係る光分岐装置は、請求項４記載において、前記切込部は、前記光導波路の両側面に互い違いに形成されていることを特徴とする。
【００１８】
上記構成によれば、片側に応力が集中せず、光導波路が破損し難い。
【００１９】
本発明の請求項７に係る光分岐装置は、請求項１乃至６何れか１項記載において、前記光導波路は基板上に形成され、入射した光は前記反射面から前記基板と反対側へ出射されることを特徴とする。
【００２０】
上記構成によれば、基板を通すことなく、分岐した光を出射できる。このため、レンズ等で光を集光する必要がない。
【００２１】
本発明の請求項８に係る光分岐装置は、請求項１乃至７何れか１項記載において、前記コア部の屈折率を前記コア部の上下部より中央部を高くしていることを特徴とする。
【００２２】
上記構成によれば、コア部の中央部に光が集中し、光ファイバとの直接接合が容易になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、光導波路に入射した光の分岐方向の制約がない光分岐装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図３に示されるように、第１実施形態に係る光分岐装置１０は、断面矩形状とされた柱状の光導波路１２を備えている。さらに、図２に示されるように、この光導波路１２は、下端に配置されると共に形状を支持する基板１４と、この基板１４の上面に配置される下部クラッド部１６と、下部クラッド部１６の上面に配置され、屈折率の高いコア部１８と、コア部１８の上面に配置される上部クラッド部１９とを備え、この光導波路１２の厚さは１００μｍとされている。また、図１に示されるように、この光導波路１２の幅は１００μｍ、長さは２０ｍｍとされている。
【００２５】
図１（Ｂ）に示されるように、光導波路１２の一端部（図中左端）には、上方から入射した光が入射する入射部２０と、入射部２０から入射した光を水平方向に反射する４５度の反射面２０Ａが設けられている。
【００２６】
さらに、光導波路１２の入射側から順に、光を上方に出射する第１出射部２２、第２出射部２４、第３出射部２６、及び第４出射部２８が５ｍｍピッチで設けられており、入射した光を４つに分岐することができるようになっている。なお、図１、及び図３については、光の反射経路の理解を容易にするため、コア部１８のみを記載し、さらに形状の特徴を容易に把握するため、幅方向を大きくして記載する。
【００２７】
詳細には、第１出射部２２には、光を上方に反射する４５度の上向き面である反射面２２Ａが設けられており、この反射面２２Ａは、光導波路１２の側面１２Ａから光導波路１２の上面から下面に渡って斜めに切込を入れることで形成されている。また、この切込量（幅寸法）は、分岐数Ｎが４つであるため、光導波路１２の幅が１００μｍである本実施形態では、１００／４である２５μｍとされている。
【００２８】
また、第２出射部２４にも、第１出射部２２と同様に反射面２４Ａが設けられている。しかし、切込量（幅寸法）は、第１出射部２２で反射される光と同量の光を上方に反射さるため、光導波路１２の幅が１００μｍである本実施形態では、１００／（４−１）である３４μｍとされている。
【００２９】
さらに、第３出射部２６にも、第１出射部２２と同様に反射面２６Ａが設けられている。しかし、切込量（幅寸法）は、第１出射部２２で反射される光と同量の光を上方に反射さるため、光導波路１２の幅が１００μｍである本実施形態では、１００／（４−２）である５０μｍとされている。
【００３０】
また、光導波路１２の他端部（図中右端）に設けられた第４出射部２８には、光導波路１２と同一幅寸法（１００μｍ）の４５度の反射面２８Ａが設けられている。
【００３１】
なお、側面１２Ａからコア部１８を切断することで形成される反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａの加工方法としては、光を反射する鏡面が形成できるものであれば良く、ダイシング又はレーザ加工等などの工法がある。
【００３２】
以上の構成により、上方から入射部２０に入射した光は、反射面２０Ａで水平方向に反射され、反射した光は、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａで順に上方に反射され、出射部２２、２４、２６、２８から出射する。
【００３３】
このように、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａで反射された光は上方に反射されるため、基板１４（図２参照）を通ることはない。
【００３４】
従って、出射光が基板１４を通ることで基板１４の厚み分拡散することを防止することができる。このため、拡散した光を集光するためのレンズ等が不要になり他の光学素子と短い結合距離で直接結合することが可能となる。
【００３５】
また、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａを幅方向において部分的に設けることで、全幅に対して反射面が占める割合で光を分岐することができ、各出射部２２、２４、２６、２８間の距離に関係なく均一に光を分岐することができる。
【００３６】
また、光を４つに分岐する反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａの幅寸法を入射側から順に光導波路１２の幅寸法（１００μｍ）の１／４、１／３、1／２，1／１とすることで、反射面２０Ａに入射した光の量をＭとすると各反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａで反射する光量は以下のようになる。
（１）反射面２２Ａで反射する光量Ｒ１
Ｒ１＝Ｍ×１／４＝Ｍ／４
（２）反射面２４Ａで反射する光量Ｒ２
Ｒ２＝（Ｍ−Ｒ１）×１／３＝３Ｍ／４×１／３＝Ｍ／４
（３）反射面２６Ａで反射する光量Ｒ３
Ｒ３＝（Ｍ−Ｒ１−Ｒ２）×１／２＝２Ｍ／４×１／２＝Ｍ／４
（４）反射面２８Ａで反射する光量Ｒ４
Ｒ４＝（Ｍ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３）＝Ｍ／４
このように、入射した光を４個の光に均一に分岐することができる。つまり、分岐数Ｎに応じて反射面の幅を決めることで、入射した光をＮ個に均等に分岐できる。
【００３７】
さらに、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａの傾斜角度が４５度であるため、柱状の光導波路１２に対して垂直方向に光を取り出すことができ、効率良く光ファイバ等と光結合することができる。
【００３８】
また、側面１２Ａからの加工だけで各反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａを形成することができるので、工数を低減することができる。
【００３９】
さらに、従来の階段状に光導波路を形成することで光を分岐する光分岐装置では、厚さが薄くなると階段状に光導波路を形成することが射出成形では困難になる。しかし、本実施形態の光導波路１２は、柱状とされているため、厚さが薄くなっても射出成形以外の形成方法で形成することができる。
【００４０】
また、反射面２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａをダイシング又はレーザ加工等で加工できるため、精度よく光が反射する反射面を形成することができる。
【００４１】
なお、上部クラッド部１９（図２参照）を薄くすることで、直接結合の効率はさらに良くすることができる。
【００４２】
次に、第２実施形態に係る光分岐装置４０について、図４、図５に従って説明する。
【００４３】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
図５に示されるように、この実施形態では第１実施形態のように、反射面が側面１２Ａから切り込まれておらず、図４（Ａ）に示されるように、第１出射部４２、第２出射部４４、第３出射部４６、及び第４出射部４８が光導波路１２の中心線に沿って５ｍｍピッチで形成されている。
【００４５】
詳細には、図４（Ｂ）、図５に示されるように、光導波路１２本体の中央部から斜めに切り込むことで光を反射する４５度の反射面４２Ａ、４４Ａ、４６Ａ、が形成されており、反射面４２Ａの幅寸法が２５μｍ、反射面４４Ａの幅寸法が３４μｍ、反射面４６Ａの幅寸法が５０μｍとされている。なお、このような反射面の加工はレーザ加工などの手法で実現される。
【００４６】
このように、切込が側面１２Ａに開放されていないため、切込部を形成しても光導波路１２が破損し難い。
【００４７】
また、反射面４２Ａ、４４Ａ、４６Ａ、４８Ａを光導波路１２の中心線に対し対称形状とすることができ、バランス良く光を分岐させることができる。
【００４８】
なお、図４については、光の反射経路の理解を容易にするため、コア部１８のみを記載する。
【００４９】
次に、第３実施形態に係る光分岐装置５０について、図６、図７に従って説明する。
【００５０】
なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００５１】
この実施形態では第１実施形態と違い、光導波路１２の幅寸法は８０μｍ、厚みは８０μｍとされている。また、入射光ファイバ５４、出射光ファイバ５６、出射光ファイバ５８、出射光ファイバ６０、及び出射光ファイバ６２が設けられ、さらに、各光ファイバのコア径は１００μｍとされている。
【００５２】
詳細には、図７に示されるように、各光ファイバは、コネクタ６４に５ｍｍピッチで取り付けられており、コネクタ６４の矩形状の取付面の両端には、ガイドピン６６が設けられている。
【００５３】
図６に示されるように、このガイドピン６６を光導波路１２の下側に配置された基台６８の２個の取付穴に差込むことでコネクタ６４は固定され、入射光ファイバ５４、及び出射光ファイバ５６、５８、６０、６２の端部は、入射部２０、及び出射部２２、２４、２６、２８と対向配置される。
【００５４】
このように、コア径１００μｍの光ファイバをコネクタ６４に取り付け、光導波路１２に対向配置するため、入射光ファイバ５４から入射した光を各出射光ファイバ５６、５８、６０、６２へ効率良く分岐することができる。
【００５５】
なお、上記実施形態では、第１実施形態の光分岐装置１０に光ファイバを結合させた例について説明したが、第２実施形態の光分岐装置４０に光ファイバを結合させてもよい。
【００５６】
次に、第４実施形態に係る光分岐装置７０について、図８、図９に従って説明する。
【００５７】
この実施形態では第１実施形態のように、全ての反射面が側面１２Ａと交差しておらず、反射面２４Ａは、側面１２Ａに対向する側面１２Ｂと交差するように設けられている。
【００５８】
つまり、反射面２２Ａ、反射面２４Ａ、反射面２６Ａは、側面１２Ａ、１２Ｂに対して交互に配置されている。
【００５９】
このような構成にすることで、片側に応力が集中せず、光導波路１２が破損し難い。
【００６０】
次に、第５実施形態に係る光分岐装置８０について図１０に従って説明する。
【００６１】
この実施形態では第１実施形態と違い、コア部８４に含まれる添加物の分布を制御して、コア部８４の上下方向中央部の屈折率を上部及び下部より高くしている。このため、コア部８４の中央部に光が集中し光ファイバなどの他の光部品との直接結合がより容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】（Ａ）本発明に係る第１実施形態の光分岐装置を示した平面図である。（Ｂ）本発明に係る第１実施形態の光分岐装置を示した側面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の光分岐装置を示した断面図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の光分岐装置を示した斜視図である。
【図４】（Ａ）本発明に係る第２実施形態の光分岐装置を示した平面図である。（Ｂ）本発明に係る第２実施形態の光分岐装置を示した側面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の光分岐装置を示した斜視図である。
【図６】本発明に係る第３実施形態の光分岐装置を示した側面図である。
【図７】本発明に係る第３実施形態の光分岐装置のコネクタを示した斜視図である。
【図８】（Ａ）本発明に係る第４実施形態の光分岐装置を示した平面図である。（Ｂ）本発明に係る第４実施形態の光分岐装置を示した側面図である。
【図９】本発明に係る第４実施形態の光分岐装置を示した斜視図である。
【図１０】本発明に係る第５実施形態の光分岐装置を示した断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０      光分岐装置
１２Ａ    側面
１２      光導波路
１４      基板
１６      下部クラッド部
１８      コア部
１９      上部クラッド部
２２Ａ    反射面（切込部）
２４Ａ    反射面（切込部）
２６Ａ    反射面（切込部）
２８Ａ    反射面（切込部）
４０      光分岐装置
４２Ａ    反射面（切込部）
４４Ａ    反射面（切込部）
４６Ａ    反射面（切込部）
５０      光分岐装置
７０      光分岐装置
８０      光分岐装置
８４      コア部
【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】
2008065013.tif 000009
【図８】
2008065013.tif 000010
【図９】
2008065013.tif 000011
【図１０】
2008065013.tif 000012