(57)【要約】【課題】小型化が可能な多段型の光合分波器を提供する。【解決手段】第１乃至第３の光導波体１２ａ〜１２ｃと、第１の光導波体１２ａおよび第２の光導波体１２ｂ間に配置され、第１の光導波体１２ａから出射される光を分波して第２および第３の光導波体１２ｂ，１２ｃに入射するか、あるいは、第２および第３の光導波体１２ｂ，１２ｃから出射される光を合波して第１の光導波体１２ａに入射する光フィルタ１３とを備えた光合分波部１０を複数個、第１乃至第３の光導波体１２ａ〜１２ｃによって形成される平面に対して垂直方向に積層して成り、一つの光合分波部１０の第１乃至第３の光導波体のいずれかと、他の光合分波部２０の第１乃至第３の光導波体のいずれかとを光接続体Ｓによって接続した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１乃至第３の光導波体と、
前記第１の光導波体および前記第２の光導波体間に配置され、前記第１の光導波体から出射される光を分波して前記第２および第３の光導波体に入射するか、あるいは、前記第２および第３の光導波体から出射される光を合波して前記第１の光導波体に入射する光フィルタと、
を備えた光合分波部を複数個、前記第１乃至第３の光導波体によって形成される平面に対して垂直方向に積層して成り、
一つの前記光合分波部の前記第１乃至第３の光導波体のいずれかと、他の前記光合分波部の前記第１乃至第３の光導波体のいずれかとは、光接続体によって光学的に接続されていることを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
前記光接続体は、光学的に結合される前記光導波体と同じ屈折率を有する接続光導波体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３】
前記各光合分波部は、前記第１および第３の光導波体がそれぞれ上面に配置された基板をさらに備え、前記光接続体が反射ミラーであり、かつ該反射ミラーは、一方の前記基板の側面から隣接する前記基板の側面に亘って接合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】
前記光フィルタは隣接する前記光合分波部同士のものが互いに一体化して成ることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光合分波器。
【請求項５】
前記第１乃至第３の光導波体と前記光フィルタとの成す角度が複数の前記光合分波部間で各々異なることを特徴とする請求項４記載の光合分波器。
【請求項６】
前記第１乃至第３の光導波体の前記光フィルタに対向する端部に屈折率分布型ファイバを有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の光合分波器。
【請求項７】
前記屈折率分布型ファイバの端部にさらにコアレスファイバを有することを特徴とする請求項６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、光ファイバを用いた光伝送において、複数の異なる波長の光を合成・分離するための多段型光合分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信の分野においては情報伝送の大容量化が可能な波長多重伝送方式の採用が増加している。このため、波長多重伝送方式に用いられる多段型光合分波器の需要が増大している。
【０００３】
図８には、特許文献１に開示された光合分波器を示している。図８の光合分波器１０１は、光ファイバ１０２ａ、１０２ｃと、これらを保持するフェルール１０５と、光ファイバ１０２ｂと、該光ファイバ１０２ｂを保持するフェルール１０６と、フェルール１０５およびフェルール１０６の間に配置された光フィルタ１０４と、フェルール１０５と光フィルタ１０４との間に配されたレンズ１０３ａと、フェルール１０６と光フィルタ１０４との間に配されたレンズ１０３ｂから構成されている。
【０００４】
この光合分波器１０１は、たとえば光ファイバ１０２ａの一端から２つの異なる波長領域λ１、λ２を有する光が入射されると、その光は光ファイバ１０２ａ内を伝送して光ファイバ１０２ａの他端から出射されてレンズ１０３ａで集光されて光フィルタ１０４に入射される。
【０００５】
この光フィルタ１０４は、所定の波長領域を有する光を選択的に透過もしくは反射するように構成されており、例えば、入射された光のうちの波長領域λ１の光を透過し、波長領域λ２の光を反射する。光フィルタ１０４を透過した波長領域λ１の光は、レンズ１０３ｂで集光されて光ファイバ１０２ｂに入射される。一方で、波長領域λ２の光は光フィルタ１０４で反射されてレンズ１０３ａで集光されて光ファイバ１０２ｃに入射される。
【０００６】
このようにして、波長領域λ１、λ２を有する光が分離され、それぞれ光ファイバ１０２ｂと光ファイバ１０２ｃを介して出射される。また、逆の光路をたどることでそれぞれのファイバ１０２ｂ，１０２ｃから導入された異なる波長の光を合成して光ファイバ１０２ａから出射することも可能である。
【０００７】
また、図８の２波長の光を合波又は分波する合分波器を、図９に示すように、複数個つなぎ合わせると、異なる３波長以上の光の合分波機能を持った合分波器を構成することができる。図９において、光合分波器１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、それぞれ内蔵されている光フィルタが異なっている。例えば、波長λ１、λ２、λ３、λ４の４種類の光が入射された場合、光合分波器１０１ａは波長λ１を通過し、それ以外の波長を反射して、波長λ１の光を取り出す。そして光合分波器１０１ｂに入力された波長λ２、λ３、λ４の光のうち、波長λ２の光は光合分波器１０１ｂを通過して取り出される。同様に、波長λ３の光は光合分波器１０１ｃを通過して取り出され、波長λ４の光は光合分波器１０１ｃを反射して取り出される。このようにして、波長λ１、λ２、λ３、λ４の４種類の光を合分波することが可能となる。
【０００８】
以上のような原理に基づいて、構成された多段型光合分波器は、例えば、特許文献２に示されている。
【特許文献１】特開平８−２７１７６０号公報
【特許文献２】特公昭６０−４６６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２の多段型光合分波器は、一つの光合分波部においては、光フィルタに対して３方向の光導波体が平面上に配置された構成となっている。そして、この光合分波部が複数個、上記平面上に並列に並べられることによって最終製品としての多段型光合分波器が構成されているため、多段型光合分波器が大型化するという問題点を有していた。そこで、本発明は、小型化が可能な多段型の光合分波器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】
【００１０】
本発明の光合分波器は、第１乃至第３の光導波体と、前記第１の光導波体および前記第２の光導波体間に配置され、前記第１の光導波体から出射される光を分波して前記第２および第３の光導波体に入射するか、あるいは、前記第２および第３の光導波体から出射される光を合波して前記第１の光導波体に入射する光フィルタと、を備えた光合分波部を複数個、前記第１乃至第３の光導波体によって形成される平面に対して垂直方向に積層して成り、一つの前記光合分波部の前記第１乃至第３の光導波体のいずれかと、他の前記光合分波部の前記第１乃至第３の光導波体のいずれかとは、光接続体によって光学的に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように構成された光合分波器によれば、小型化が可能な多段型の光合分波器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】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態の光合分波器について説明する。
【００１３】
（第１の実施形態） 
本発明に係る実施の形態の光合分波器は、図２に側面図で示すように、複数の光合分波部１０，２０，３０を積層して成る。第１層の光合分波部１０は、図１に平面視で示すように、基板１１に形成された溝内に、所定の間隔を隔てて端面が対向し、かつ光軸方向が一致するように第１の光導波体１２ａと第２の光導波体１２ｂとが配置される。また、光フィルタ１３は、そのフィルタ面が上記光軸に対して傾斜するように、第１の光導波体１２ａと第２の光導波体１２ｂの間に配置される。そして、第３の光導波体１２ｃは、光フィルタ１３のフィルタ機能を有するフィルタ膜で反射された光が入射され、又はフィルタ膜に光を入射するように配置される。なお、第２層，第３層の光合分波部２０，３０も同様の構成となっており、本発明では、一つの光合分波部の第１乃至第３の光導波体のいずれかと、他の光合分波部の第１乃至第３の光導波体のいずれかとが、光接続体S（本実施の形態では、接続光導波体Ｓ１およびＳ２）を介して接続されている。
【００１４】
このような配置により、光フィルタ１３は、第１の光導波体１２ａから出射される光を分波して第２および第３の光導波体１２ｂ，１２ｃに入射するか、あるいは、第２および第３の光導波体１２ｂ，１２ｃから出射される光を合波して第１の光導波体１２ａに入射することにより、光合分波を行なうことができる。さらに、この分波光あるいは合波光は接続光導波体Ｓによって他の光合分波部に伝送され、合分波が行なわれることにより、多段型の光合分波を行なうことができる。このような構成により、多段型の光合分波器を小型化することが可能となる。
【００１５】
図３に本実施の形態の光合分波器を光分波部ごとに展開した展開図を示す。図３の第３層の光合分波部１０に示すように、第１の光導波体１２ａは、シングルモードファイバ１４ａと、そのシングルモードファイバ１４ａの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１５ａと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１６ａとからなる。
【００１６】
第２の光導波体１２ｂは、シングルモードファイバ１４ｂと、そのシングルモードファイバ１４ｂの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１５ｂと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１６ｂとからなる。
【００１７】
第３の光導波体１２ｃは、シングルモードファイバ１４ｃと、そのシングルモードファイバ１４ｃの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１５ｃと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１６ｃとからなる。
【００１８】
また、第２層の光合分波部２０も同様に、第１の光導波体２２ａは、シングルモードファイバ２４ａと、屈折率分布型ファイバ２５ａと、コアレスファイバ２６ａとからなる。また、第２の光導波体２２ｂは、シングルモードファイバ２４ｂと、屈折率分布型ファイバ２５ｂと、コアレスファイバ２６ｂとからなる。第３の光導波体２２ｃは、シングルモードファイバ２４ｃと、屈折率分布型ファイバ２５ｃと、コアレスファイバ２６ｃとからなる。
【００１９】
さらに、第３層の光合分波部３０も同様に、第１の光導波体３２ａは、シングルモードファイバ３４ａと、屈折率分布型ファイバ３５ａと、コアレスファイバ３６ａとからなる。また、第２の光導波体３２ｂは、シングルモードファイバ３４ｂと、屈折率分布型ファイバ３５ｂと、コアレスファイバ３６ｂとからなる。第３の光導波体３２ｃは、シングルモードファイバ３４ｃと、屈折率分布型ファイバ３５ｃと、コアレスファイバ３６ｃとからなる。
【００２０】
また、第１層の光合分波部１０の第１の光導波体１２ａは第２層の光合分波部２０の第３の光導波体２２ｃと接続光導波体Ｓ１を介して接続されている。同様に第２層の光合分波部２０の第１の光導波体２２ａは第３層の光合分波部３０の第３の光導波体３２ｃと接続光導波体Ｓ２を介して接続されている。なお、本実施例においては、第１の光導波体１２ａのシングルモードファイバ１４ａと接続光導波体Ｓ１と第３の光導波体２２ｃのシングルモードファイバ２４ｃとが一本の光導波体によって形成されているが、接続光導波体Ｓ１を他の光導波体で構成してもよい。同様に、第１の光導波体２２ａのシングルモードファイバ２４ａと接続光導波体Ｓ２と第３の光導波体３２ｃのシングルモードファイバ３４ｃとが一本の光導波体によって形成されているが、接続光導波体Ｓ２を他の光導波体で構成してもよい。しかしながら、本実施の形態のように、接続光導波体Ｓ１および接続光導波体Ｓ２を同一の光導波体、すなわち、同じ屈折率を有する接続光導波体（本実施の形態では、シングルモードファイバ）とすれば、光合分波部間の光の損失をより低減することができる。例えば、接続光導波体Ｓ１，Ｓ２はミラーを有する光導波体であってもよい。なお、ミラーを用いた形態については、後述する。
【００２１】
シングルモードファイバ１４ａ〜１４ｃ，２４ａ〜２４ｃ，３４ａ〜３４ｃは、屈折率の高いコア部と該コア部の外周を被覆するクラッド部からなり、コア部とクラッド部との
屈折率差による反射を利用することによってコア部内で光を伝送するものであり、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が１０μｍ程度である。
【００２２】
屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃは、その長手方向の中心軸に対して軸対称に屈折率分布を有するファイバが、レンズとして機能するように所定の長さに設定されたものである。本実施の形態において、屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃは、シングルモードファイバ１４ａ〜１４ｃ，２４ａ〜２４ｃ，３４ａ〜３４ｃから出射される光を平行光にし（コリメート）、シングルモードファイバ１４ａ〜１４ｃ，２４ａ〜２４ｃ，３４ａ〜３４ｃに光を入射させる際には集光して入射する。
【００２３】
屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃは、たとえば円柱状の石英等からなり、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が１００μｍ程度であり、コア部に上記した屈折率分布を有する。この屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃとシングルモードファイバ１４ａ〜１４ｃ，２４ａ〜２４ｃ，３４ａ〜３４ｃは、たとえば熱による融着によって接合される。
【００２４】
本実施の形態では、光フィルタ１３，２３，３３間を、屈折率分布型ファイバを有する光導波体で接続することにより、光フィルタ１３，２３，３３間の低損失な接続を可能にしている。
【００２５】
すなわち、各光フィルタ１３，２３，３３には、屈折率分布型ファイバを介して、光フィルタへの入射光として適した、例えば平行光とされた光が入射され、基本的にはそのビーム形状を保ったまま出射されるが、実際には、光フィルタ１３，２３，３３を構成する透光性部材を透過したり、フィルタ膜を透過又は反射することで、ビーム形状に乱れが生じる。そこで、本実施の形態では、光フィルタ１３，２３，３３間に屈折率分布型ファイバを有する光導波体を接続することで、一方の光フィルタから出射された光のビーム形状を整えて、他方の光フィルタに入射する光として最適なビーム形状にして入射するようにして、光フィルタ１３，２３，３３間の光の損失を小さくしている。
【００２６】
例えば、光フィルタ１３，２３，３３間を伝送する光において、該光フィルタ１３，２３，３３に入射される光を平行光にするためには、屈折率分布型ファイバで入射される平行光を一端絞り込んだ後に再度拡げて平行光にして出射することで実現できる。
【００２７】
ここで、特に本発明では、第１〜第３の光導波体１２ａ〜１２ｃ，２２ａ〜２２ｃ，３２ａ〜３２ｃは、その出射光が僅かに絞られるように出射されることが好ましい。このように、平行光を取り扱う光フィルタ１３，２３，３３を使用する場合には、第１〜第３の光導波体１２ａ〜１２ｃ，２２ａ〜２２ｃ，３２ａ〜３２ｃを構成する屈折率分布型ファイバの長さを平行光が出射される長さよりも少し長くなるように設定すれば、出射光を僅かに絞るように出射できるため、光フィルタ１３，２３，３３間の光損失を極めて小さくすることができる。
【００２８】
コアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃはそれぞれ、略均一な屈折率を有するファイバであり、その材質はたとえば石英ガラスからなり、その屈折率は１．４５程度、透過損失は０．３５×１０−６ｄＢ／ｍｍ以下であり、透過損失が比較的低いものが好ましい。このコアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃは、外径が光ファイバ（シングルモードファイバ）および屈折率分布型ファイバと等しく約１２５μｍであり、屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃと、たとえば熱による融着によって接合される。
【００２９】
このコアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃは、本発明において、屈折率分布型ファイバ１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃと光フィルタ１３，２３，３３の間に配置され、いわゆるレンズ機能を持った屈折率分布型ファイバと光フィルタ間の作動距離を調整するものである。この調整によって、光フィルタ１３，２３，３３を介した光導波体同士を最適の光結合効率が得られるように設定するが可能になり、光結合時に生じる損失を抑制することができる。さらに、このコアレスファイバは、屈折率分布型ファイバの端面を保護する機能も有しており、屈折率分布型レンズがレンズ機能を発揮するために必要な長さを維持することができる。
【００３０】
光フィルタ１３，２３，３３は、本実施の形態では一体化された例を示しているが、各光合分波部１０，２０，３０に対して、個別の光フィルタ１３，２３，３３を設けてもよい。この光フィルタ１３，２３，３３は、透光性部材の一方の面にフィルタ膜が施されており、フィルタ膜は異なる複数の波長領域の光を含んでなる光を波長領域ごとに選択的に分離（分波）する機能を有する。具体的には、光フィルタ１３，２３，３３は、特定の波長領域の光を反射し、それ以外の波長領域の光を透過させることによって光を分波する。
【００３１】
本実施の形態において、光フィルタ１３のフィルタ膜は、波長領域λ１の光を選択的に透過し、残りの波長領域λ２，λ３，λ４の光を反射する。光フィルタ２３のフィルタ膜は、波長領域λ２の光を選択的に透過し、残りの波長領域λ３，λ４の光を反射する。光フィルタ３３のフィルタ膜は、波長領域λ３の光を選択的に透過し、残りの波長領域λ４の光を反射する。
【００３２】
この光フィルタ１３，２３，３３の一部を構成する透光性部材には、たとえば光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）や石英ガラスからなり、屈折率は１．４５〜１．５５程度のものが用いられる。また、そのサイズは光の有効径以上あればよく、たとえば０．５ｍｍ角、厚みは０．３ｍｍである。
【００３３】
フィルタ膜は、たとえば二酸化ケイ素と二酸化チタン等の屈折率の異なる２種類以上の誘電体を交互に積層して構成される多層膜である。この誘電体多層膜は、誘電体膜間の繰り返しの反射干渉により波長選択性を示し、その膜厚は、反射させる光の波長の１／４波長分に設定される。このように、誘電体膜の膜厚を１／４波長分とすることにより、各誘電体膜界面における多重反射において、ある特定の波長の光の位相が一致し、干渉して強めあうことで波長選択性のフィルタが実現する。
【００３４】
また、フィルタ膜は、透光性部材の一表面に形成されているため、たとえば透光性部材の一方の主面に蒸着、スパッタリング等の方法によって容易に作製することができる。
【００３５】
基板１１，２１，３１は、その一方の主面に、一直線上に形成された、第１および第２の光導波体を設置するためのＶ溝と、このＶ溝に対して交差するように形成された、第３の光導波体を設置するためのＶ溝とを備えている。さらに、基板１１，２１，３１は、第１の光導波体用のＶ溝と第２の光導波体用のＶ溝との間に、光フィルタ１３，２３，３３が配置される凹部を備えている。
【００３６】
この基板１１，２１，３１は、たとえば石英ガラス、低膨張ガラス、シリコン、または低膨張樹脂（たとえばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）で構成され、例えば、基板１１，２１，３１を石英ガラスで構成する場合には、平板の石英ガラスに切削加工によりＶ溝と凹部を加工することにより作製される。
【００３７】
以上のように構成された基板１１，２１，３１において、Ｖ溝に第１〜第３の光導波体
および凹部に光フィルタ１３，２３，３３がそれぞれ配置され、たとえばエポキシ樹脂からなる接着剤で固定される。また、光フィルタ１３，２３，３３と第１〜第３の光導波体の間は光学接着剤により接続される。
【００３８】
この光学接着剤は、光フィルタ１３，２３，３３を構成する透光性部材とコアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃと略同等の屈折率あるいは両部材の中間の屈折率を有するような材質を用いることが好ましい。たとえばコアレスファイバが石英ガラス、透光性部材が光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）で構成されている場合、たとえば透光性のあるエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコン系樹脂のような材質を使用することができる。なお、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびアクリル系樹脂は、その添加物によって紫外線硬化または熱硬化するものであり、これらの併用硬化を利用してもよい。
【００３９】
このように、光学接着剤とコアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃおよび光フィルタ１３，２３，３３を形成する透光性部材との屈折率が整合されていれば、それらの界面で生じる光の反射を抑制することができ、光合分波器の挿入損失を小さくできる。
【００４０】
そして、これらの光導波体や光フィルタが固定された基板１１，２１，３１を積層してエポキシ樹脂からなる接着剤などで接合することにより、本発明の光合分波器となる。このように本実施の形態の光合分波器では、各光合分波部を平面方向に並列に並べる必要がなく、小型化が可能になる。
【００４１】
本発明の光合分波器において好ましくは、光フィルタ１３，２３，３３は隣接する光合分波部同士のものが互いに一体化して成るのがよい。すなわち、図２に示すように基板１１，２１，３１の各凹部が連結されてなる切欠き部に１つの光フィルタを設けるのがよい。これにより、各光合分波部１０，２０，３０にそれぞれ異なる光フィルタ１３，２３，３３を用いる必要がなくなり、部品点数が減少するとともに、それぞれにおいて光学調心する必要がなくなり、製造工程を簡素化できる。
【００４２】
このような一体化された光フィルタ１３（２３，３３）においては、各光合分波部１０，２０，３０に対応する部位ごとにフィルタ膜の種類を変えて、光学特性を異ならしてもよいが、より好ましくは、すべて同じフィルタ膜とするのがよい。これにより、光フィルタをより簡素化できる。このように一種類のフィルタ膜のみで一体化された光フィルタを用いる場合、前記第１乃至第３の光導波体と光フィルタとの成す角度θ１，θ２，θ３を各光合分波部１０，２０，３０間で、互いに異ならす（すなわち、図２において、θ１≠θ２≠θ３とする）ことにより、各光合分波部１０，２０，３０同士の光合分波機能を異ならせることが可能となる。このように第１の光導波体と光フィルタとの成す角度が複数の光合分波部１０，２０，３０間で各々異なることにより、光合分波器をより簡素になりさらなる小型化が可能であるとともに、光学調心も容易で製造工程の簡略化も行なえる。
【００４３】
ここで一種類のフィルタ膜のみで一体化された光フィルタ１３を用いた場合の光合分波機能について説明する。フィルタ面の法線と光フィルタ１３に入射する入射光λ１〜λ４の光軸との成す角をθとした時の透過波長λ１との関係は以下のようになる。
【００４４】
図４は最も簡易的な光学フィルタ１３と入射光λ１〜λ４の光軸について模式的に示した図である。
【００４５】
この光学フィルタ１３は、透光性部材１７の主面に、誘電体層１８の両面に反射率が１ではない反射膜１９が形成されたフィルタ膜が形成されており、一般的にエタロンフィル
タと呼ばれるものである。
【００４６】
フィルタ膜に入射した入射光λ１〜λ４はフィルタ膜内を伝播した光路長の整数倍の光だけが透過することができる。この光路長は図示するとおり、フィルタ膜の厚みをｄとしたときに、ｄ／ｃｏｓθで決定される。すなわち  ｍλ＝ｄ／ｃｏｓθ  （ｍは正の整数）となるλが透過することができ、λはθに依存することが分かる。例えばｍ＝１、ｄ＝１５５０ｎｍの時、θが４度であれば、λは１５５３．８ｎｍ、θが８度の時はλは１５６５．２となり、入射角θに対し、広い波長特性を有する。
【００４７】
このように、１枚のフィルタ膜に対し、複数の入射角を用意すれば多波長の光を透過することができる。特に屈折率分布型ファイバを用いた場合、ビーム径が１２５μｍ以下と極めて小さいため、小片のフィルタ膜（例えば、１ｍｍ×１ｍｍ）１枚に対しても、多くの光線を入射することが可能である。
【００４８】
次に本実施の形態の光合分波器の光分波機能について説明する。光合分波部３０のＰ１から入射して第１の光導波体３２ａを伝播する波長領域λ１，λ２，λ３，λ４の光は、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射した光のうち、フィルタ膜により波長領域λ１の光が透過し、他の波長領域λ２，λ３，λ４の光は反射される。
【００４９】
ここで、光フィルタ３３のフィルタ膜で透過した波長領域λ１の光は、第２の光導波体３２ｂを介してＰ２から出力される。
【００５０】
一方、光フィルタ３３を反射した波長領域λ２，λ３，λ４の光は、第３の光導波体３２ｃに入射されたのち、接続光導波体Ｓ２を伝播して光合分波部２０の第１の光導波体２２ａに入射される。
【００５１】
同様に、第１の光導波体２２ａから光フィルタ２３に波長領域λ２，λ３，λ４の光が入射され、フィルタ膜により波長領域λ２の光が透過し、他の波長領域λ３,λ４の光は
反射される。
【００５２】
そして、光フィルタ２３のフィルタ膜で透過した波長領域λ２の光は、第２の光導波体２２ｂを介してＰ４から出力される。
【００５３】
一方、光フィルタ２３を反射した波長領域λ３，λ４の光は、第３の光導波体２２ｃに入射されたのち、接続光導波体Ｓ１を伝播して光合分波部１０の第１の光導波体１２ａに入射される。
【００５４】
同様に、第１の光導波体１２ａから光フィルタ１３に波長領域λ３，λ４の光が入射され、フィルタ膜により波長領域λ３の光が透過し、他の波長領域λ４の光は反射される。
【００５５】
そして、光フィルタ１３のフィルタ膜で透過した波長領域λ３の光は、第２の光導波体１２ｂを介してＰ６から出力される。
【００５６】
一方、光フィルタ１３を反射した波長領域λ４の光は、第３の光導波体１２ｃに入射されたのち、Ｐ７から出力される。
【００５７】
すなわち、本実施の形態に係る光合分波器では、第１の光導波体３２ａを伝播する異なる波長領域λ１、λ２、λ３、λ４の光は、波長領域λ１の光、波長領域λ２の光、波長領域λ３の光、および波長領域λ４の光に分波され、それぞれ第２の光導波体３２ｂ，第２の光導波体２２ｂ，第２の光導波体１２ｂを介して取り出される。
【００５８】
また、本発明に係る実施の形態の光合分波器は、以下のようにして光合波機能を果たす。まず、Ｐ７から第３の光導波体１２ｃを介して入射された波長領域λ４の光は、光フィルタ１３に入射される。光フィルタ１３に入射された光は、波長領域λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ４の光が第１の光導波体１２ａに入射される。
【００５９】
また、Ｐ６から第２の光導波体１２ｂを介して入射された波長領域λ３の光は、光フィルタ１３に入射される。光フィルタ１３に入射された光は、波長領域λ３の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体１２ａに入射され、波長領域λ４の光と合波される。
【００６０】
さらに、合波された波長領域λ３，λ４の光は接続光導波体Ｓ１を介して第３の光導波体２２ｃに入射された後、光フィルタ２３に入射される。光フィルタ２３に入射された光は、波長領域λ３，λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ３，λ４の光が第１の光導波体２２ａに入射される。
【００６１】
また、Ｐ４から第２の光導波体２２ｂを介して入射された波長領域λ２の光は、光フィルタ２３に入射される。光フィルタ２３に入射された光は、波長領域λ２の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体２２ａに入射され、波長領域λ３，λ４の光と合波される。
【００６２】
さらに、合波された波長領域λ２，λ３，λ４の光は接続光導波体Ｓ２を介して第３の光導波体３２ｃに入射された後、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射された光は、波長領域λ２，λ３，λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ２，λ３，λ４の光が第１の光導波体３２ａに入射される。
【００６３】
また、Ｐ２から第２の光導波体３２ｂを介して入射された波長領域λ１の光は、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射された光は、波長領域λ１の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体３２ａに入射され、波長領域λ２，λ３，λ４の光と合波され、Ｐ１より出力される。
【００６４】
以上のようにして、本発明の実施の形態に係る光合分波器では、第３の光導波体１２ｃから入射される波長領域λ４の光と、第２の光導波体１２ｂから入射される波長領域λ３の光と、第２の光導波体２２ｂから入射される波長領域λ２の光と、第２の光導波体３２ｂから入射する波長領域λ１の光とが、合波されて第１の光導波体３２ａから出射される。
【００６５】
次に、本実施の形態の光合分波器の製造方法について説明する。本方法では、まず光合分波部１０として、シングルモードファイバ１４ａ、屈折率分布型ファイバ１５ａ、コアレスファイバ、屈折率分布型ファイバ１５ｂ、シングルモードファイバ１４ｂがこの順番に一直線に融着接合された第１光学部品を作製する。
【００６６】
また、シングルモードファイバ１４ｃ、屈折率分布型ファイバ１５ｃ、コアレスファイバ１６ｃをこの順番に融着接合して第２光学部品を作製する。
【００６７】
次に、例えば、石英ガラスからなる基板１１の一方の面に、切削加工により、第１の光導波体１２ａおよび第２の光導波体１２ｂを配置するための第１Ｖ溝を直線状に形成し、この第１Ｖ溝に対して交差する、第３の光導波体１２ｃを配置するための第２Ｖ溝を形成する。
【００６８】
そして、これらの第１Ｖ溝および第２Ｖ溝に上記の第１光学部品および第２光学部品を配置して固定する。このとき、第１光学部品は、第１Ｖ溝と第２Ｖ溝の交差部に、コアレスファイバが位置するように第１Ｖ溝に配置される。また、第２光学部品は、その先端部にあるコアレスファイバ１６ｃが、第１Ｖ溝と第２Ｖ溝の交差部において、第１光学部品のコアレスファイバに当接するように配置される。尚、これらの光学部品の固定は、たとえば、Ｖ溝に紫外線硬化型樹脂（接着剤）を塗布した後に光学部品をＶ溝上に載置し、ガラス板からなる透明な平板により光ファイバを上方から押さえて接着剤に紫外線を照射、あるいは接着剤を加熱すればよい。
【００６９】
同様にして光合分波部２０，３０についても作成し、光合分波部１０，２０，３０を積層して、接着剤により互いに接合する。次いで、積層された上記基板１１，２１，２３の上記第１光学部品のコアレスファイバと第２光学部品のコアレスファイバとの当接部に、ダイシング等の加工により光フィルタを搭載するための凹部を、第１光学部品のコアレスファイバがそれぞれ２つに分断されるように、かつ配置される光フィルタの厚みより若干大きな幅となるように形成する。凹部は、積層された３つの基板１１，２１，３１を連続して切り欠くように形成する。
【００７０】
次いで、光学接着剤を、凹部の底面に充填した後、各光合分波部１０，２０，３０の各コアレスファイバ１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃの端面と光フィルタ１３（本実施の形態では各光合分波部１０，２０，３０の光フィルタ１３，２３，３３が一体化された一つのものから成る）の間に光学接着剤が充填されるように光フィルタ１３を配する。そして、この光学接着剤を硬化させる際に各光導波体と光フィルタ間の光学調整を行う。
【００７１】
また、光合分波部１０，２０，３０間において第１の光導波体と第３の光導波体とを接続光導波体（シングルモードファイバ）Ｓ１，Ｓ２で接続する。
【００７２】
以上のようにして製造される実施の形態の光合分波器は、予め融着により作製した第１光学部品を第１Ｖ溝に直線的に配置した後に、凹部を形成することにより第１光学部品を分断して、光フィルタ１３を配置しているので、最終段階で光フィルタ１３の角度を調整するだけで、高い結合効率が得られるので、製造工程が簡便になり、かつ挿入損失の小さい光合分波器を製造することができる。
【００７３】
（第２の実施形態） 
次に、本発明の他の実施形態について図５〜図７を参照しつつ説明する。図５〜図７は、本発明の光合分波器の他の実施の形態を示すものであり、図５は平面図、図６は側面図、図７は各光合分波部ごとに展開した展開図である。なお、本実施の形態の説明において、本発明の第１の実施形態に係る光合分波器と同一の部材については、同一の符号を付している。
【００７４】
本実施の形態に係る光合分波器は、光接続体として反射ミラーＭを用いている点で、上述した第１の実施形態と異なっている。本実施形態では、光合分波部１０の基板１１の側面から光合分波部２０の基板２１の側面に亘って、反射ミラーＭ１が接合されている。換言すれば、反射ミラーＭ１は、基板１１の側面および基板２１の側面に跨って接着されている。この反射ミラーＭ１は、基板１１の上面に配置された光導波体１２ａと、基板２１の上面に配置された光導波体２２ａとを光学的に結合する機能を担う。また、本実施形態では、光合分波部２０の基板２１の側面から光合分波部３０の基板３１の側面に亘って、反射ミラーＭ２が接合されている。換言すれば、反射ミラーＭ２は、基板２１の側面および基板３１の側面に跨って接着されている。この反射ミラーＭ２は、基板２１の上面に配置された光導波体２２ａと、基板３１の上面に配置された光導波体３２ａとを光学的に結合する機能を担う。
【００７５】
反射ミラーＭ１およびＭ２は、透光性部材Ｃに反射膜Ｒが形成されてなる。透光性部材Ｃは、透過する光の損失が小さい材質であれば特に限定されるものでなく、たとえば石英等からなるガラスで構成される。反射膜Ｒは、たとえば誘電体多層膜や金属膜等からなり、透光性部材Ｃの所望の部位に蒸着等の成膜方法によって形成される。また、この反射膜Ｒは、反射率が高いほうが好ましいため、９９％以上の反射率を有する誘電体多層膜で構成するのが好適である。そして、反射ミラーＭ１およびＭ２は、反射膜Ｒがそれぞれ２箇所（２面）に形成されている。さらに、これら反射膜Ｒ１、Ｒ２は、角度が異なっている。これは、光の向きが順方向（分波経路）と逆方向（合波経路）で異なっているからであり、最も結合効率が良い角度になるように、反射膜Ｒ１、Ｒ２が形成されている。
【００７６】
次に本実施の形態の光合分波器の光分波機能について説明する。光合分波部３０のＰ１から入射して第１の光導波体３２ａを伝播する波長領域λ１，λ２，λ３，λ４の光は、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射した光のうち、フィルタ膜により波長領域λ１の光が透過し、他の波長領域λ２，λ３，λ４の光は反射される。
【００７７】
ここで、光フィルタ３３のフィルタ膜で透過した波長領域λ１の光は、第２の光導波体３２ｂを介してＰ２から出力される。
【００７８】
一方、光フィルタ３３を反射した波長領域λ２，λ３，λ４の光は、第３の光導波体３２ｃに入射されたのち、反射ミラーＭ２の反射膜Ｒ２で反射され、光合分波部２０の第１の光導波体２２ａに入射される。
【００７９】
同様に、第１の光導波体２２ａから光フィルタ２３に波長領域λ２，λ３，λ４の光が入射され、フィルタ膜により波長領域λ２の光が透過し、他の波長領域λ３,λ４の光は
反射される。
【００８０】
そして、光フィルタ２３のフィルタ膜で透過した波長領域λ２の光は、第２の光導波体２２ｂを介してＰ４から出力される。
【００８１】
一方、光フィルタ２３を反射した波長領域λ３，λ４の光は、第３の光導波体２２ｃに入射されたのち、反射ミラーＭ１の反射膜Ｒ２で反射され、光合分波部１０の第１の光導波体１２ａに入射される。
【００８２】
同様に、第１の光導波体１２ａから光フィルタ１３に波長領域λ３，λ４の光が入射され、フィルタ膜により波長領域λ３の光が透過し、他の波長領域λ４の光は反射される。
【００８３】
そして、光フィルタ１３のフィルタ膜で透過した波長領域λ３の光は、第２の光導波体１２ｂを介してＰ６から出力される。
【００８４】
一方、光フィルタ１３を反射した波長領域λ４の光は、第３の光導波体１２ｃに入射されたのち、Ｐ７から出力される。
【００８５】
すなわち、本実施の形態に係る光合分波器では、第１の光導波体３２ａを伝播する異なる波長領域λ１、λ２、λ３、λ４の光は、波長領域λ１の光、波長領域λ２の光、波長領域λ３の光、および波長領域λ４の光に分波され、それぞれ第２の光導波体３２ｂ，第２の光導波体２２ｂ，第２の光導波体１２ｂを介して取り出される。
【００８６】
また、本実施の形態の光合分波器は、以下のようにして光合波機能を果たす。まず、Ｐ７から第３の光導波体１２ｃを介して入射された波長領域λ４の光は、光フィルタ１３に入射される。光フィルタ１３に入射された光は、波長領域λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ４の光が第１の光導波体１２ａに入射される。
【００８７】
また、Ｐ６から第２の光導波体１２ｂを介して入射された波長領域λ３の光は、光フィルタ１３に入射される。光フィルタ１３に入射された光は、波長領域λ３の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体１２ａに入射され、波長領域λ４の光と合波される。
【００８８】
さらに、合波された波長領域λ３，λ４の光は反射ミラーＭ１の反射膜Ｒ１で反射し、第３の光導波体２２ｃに入射された後、光フィルタ２３に入射される。光フィルタ２３に入射された光は、波長領域λ３，λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ３，λ４の光が第１の光導波体２２ａに入射される。
【００８９】
また、Ｐ４から第２の光導波体２２ｂを介して入射された波長領域λ２の光は、光フィルタ２３に入射される。光フィルタ２３に入射された光は、波長領域λ２の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体２２ａに入射され、波長領域λ３，λ４の光と合波される。
【００９０】
さらに、合波された波長領域λ２，λ３，λ４の光は反射ミラーＭ２の反射膜Ｒ１で反射し、第３の光導波体３２ｃに入射された後、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射された光は、波長領域λ２，λ３，λ４の光を反射する機能を担うフィルタ膜で反射され、その反射された波長領域λ２，λ３，λ４の光が第１の光導波体３２ａに入射される。
【００９１】
また、Ｐ２から第２の光導波体３２ｂを介して入射された波長領域λ１の光は、光フィルタ３３に入射される。光フィルタ３３に入射された光は、波長領域λ１の光を透過する機能を担うフィルタ膜を透過して、第１の光導波体３２ａに入射され、波長領域λ２，λ３，λ４の光と合波され、Ｐ１より出力される。
【００９２】
このように、本実施の形態に係る光合分波器は、異なる光合分波部間における光導波体を光学的に結合する光接続体として、基板の側面に接合した反射ミラーＭを用いているため、光の損失を低減するとともに、より小型化をすることができる。
【００９３】
以上の実施の形態では、４波長の光合分波器について説明したが、本発明はこれに限ることなく、４波長以上のさらに多段の構成が可能である。また、光導波体として光ファイバ型のものを用いたが、光導波路で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の光合分波器の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１の光合分波器の側面図である。
【図３】図１の光合分波器を各光合分波部ごとに展開した展開図である。
【図４】本発明の光合分波器に用いる光フィルタの光分波機能を説明するための図である。
【図５】本発明の光合分波器の実施の形態の他の例を示す平面図である。
【図６】図５の光合分波器の側面図である。
【図７】図５の光合分波器を各光合分波部ごとに展開した展開図である。
【図８】従来の光合分波器の構成を示すブロック図である。
【図９】従来の多段型の光合分波器の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０，２０，３０：光合分波部
１２ａ，２２ａ，３２ａ：第１の光導波体
１２ｂ，２２ｂ，３２ｂ：第２の光導波体
１２ｃ，２２ｃ，３２ｃ：第３の光導波体
１３，２３，３３：光フィルタ
１５ａ〜１５ｃ，２５ａ〜２５ｃ，３５ａ〜３５ｃ：屈折率分布型ファイバ
１６ａ〜１６ｃ，２６ａ〜２６ｃ，３６ａ〜３６ｃ：コアレスファイバ
Ｓ１，Ｓ２：接続光導波体
Ｍ１，Ｍ２：反射ミラー
Ｒ１，Ｒ２：反射膜
【図１】
2008268893.tif 000003
【図２】
2008268893.tif 000004
【図３】
2008268893.tif 000005
【図４】
2008268893.tif 000006
【図５】
2008268893.tif 000007
【図６】
2008268893.tif 000008
【図７】
2008268893.tif 000009
【図８】
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【図９】
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