(57)【要約】【課題】より小型化された光分岐回路を低コストで提供すること。【解決手段】光分岐回路５００は、基板５１５の上の入力用光導波路５０１と、入力用光導波路５０１を、第１の光導波路５０１Ａおよび第２の光導波路５０１Ｂに分岐する前段の光分岐素子５０２と、第１の光導波路５０１Ａを端面５１５Ａにおいて折り返す屈折率分布型レンズ５０３および反射板５０４と、第２の光導波路５０１Ｂを端面５１５Ａにおいて折り返す屈折率分布型レンズ５０５および反射板５０６と、折り返された第１の光導波路を８本の出力用光導波路５１３に分岐する複数の光分岐素子５０７、５０８、５０９、５１０、５１１および５１２とを備える。入力用光導波路５０１および８本の出力用光導波路５１３は、端面５１５Ａに対向する端面５１５Ｂに集約されて、複数の光ファイバ５２０と結合されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された入力用光導波路を複数の出力用光導波路に分岐する光分岐回路において、
前記入力用光導波路と、
前記入力用光導波路を、第１および第２の光導波路に分岐する第１の光分岐素子と、
前記第１および第２の光導波路を、前記基板の第１の端面においてそれぞれ折り返す第１および第２の折り返し手段と、
前記第１および第２の折り返し手段により折り返された光導波路を、前記複数の出力用光導波路に分岐する複数の光分岐素子と
を備え、
前記入力用光導波路および前記複数の出力用光導波路のコアは、前記基板の前記第１の端面に対向する第２の端面に集約されて露出しており、
前記第１および第２の折り返し手段は、それぞれ、
中心において屈折率の高い屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの、前記第１または第２の光導波路と結合されている面に対向する面に形成された反射板と
を備え、
前記第１および第２の光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に配置され、前記第１および第２の折り返し手段により折り返された光導波路もそれぞれ前記第１の端面と直角に配置されていることを特徴とする光分岐回路。
【請求項２】
基板上に形成された入力用光導波路を複数の出力用光導波路に分岐する光分岐回路において、
前記入力用光導波路と、
前記入力用光導波路を、第１および第２の光導波路に分岐する第１の光分岐素子と、
前記第１および第２の光導波路を、前記基板の第１の端面において折り返す折り返し手段と、
前記折り返し手段により折り返された光導波路を、前記複数の出力用光導波路に分岐する複数の光分岐素子と
を備え、
前記入力用光導波路および前記複数の出力用光導波路のコアは、前記基板の前記第１の端面に対向する第２の端面に集約されて露出しており、
前記折り返し手段は、
中心において屈折率の高い屈折率分布型レンズと、
前記屈折率分布型レンズの、前記第１および第２の光導波路と結合されている面に対向する面に形成された反射板と
を備え、
前記第１および第２の光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に、前記屈折率分布型レンズの中心から一方の第１の側に配置され、前記折り返し手段により折り返された光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に、前記屈折率分布型レンズの中心に対して前記第１の側に対向する第２の側に配置されていることを特徴とする光分岐回路。
【請求項３】
前記分岐素子は、Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型または多モード干渉型のいずれかの光分岐素子であることを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐回路。
【請求項４】
前記反射板は、前記屈折率分布型レンズの端面に直接蒸着されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光分岐回路。
【請求項５】
前記反射板は、金属または誘電体多層膜であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光分岐回路。
【請求項６】
前記屈折率分布型レンズは、前記光導波路のコアが露出するように形成された端面に接着されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光分岐回路。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の光分岐回路を備える光分岐モジュールであって、
前記光分岐回路の入力用光導波路および出力用光導波路に光を入力あるいは出力する光ファイバと、
前記光分岐回路を収納する収納ケースと
を備えることを特徴とする光分岐モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の光分岐モジュールを収納する収納トレイ内に、前記光分岐モジュールの入力用光導波路に接続されている光ファイバと出力用光導波路に接続されている光ファイバを巻いて収める取り回し領域が一箇所配置され、前記取り回し領域において前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバの巻き数の差が、およそＮ＋１／２周（Ｎは整数）であり、前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバが前記収納トレイの対向する面から取り出されていることを特徴とする光分岐モジュール。
【請求項９】
請求項７に記載の光分岐モジュールを収納する収納トレイ内に、前記光分岐モジュールの入力用光導波路に接続されている光ファイバと出力用光導波路に接続されている光ファイバを巻いて収める取り回し領域が一箇所配置され、前記取り回し領域において前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバの巻き数の差が、およそＮ周（Ｎは整数）であり、前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバが前記収納トレイの同一の面から取り出されていることを特徴とする光分岐モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光分岐回路および光分岐モジュールに関し、より詳細には、光通信などの分野に適用される光分岐回路および光分岐モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信において、光を効率的かつ経済的に伝送できる光ネットワークが不可欠であり、そのためには、使用する光ファイバの利用効率を上げることが有効である。電話局から加入者までを繋ぐアクセス網では、光ファイバの利用効率を上げる手法として、一本の光ファイバに複数の加入者の光信号を多重化して電話局から伝送し、加入者宅近くで光信号を分岐して加入者宅に伝送するパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）が知られている。このような光ネットワークでは、光を分岐する光分岐モジュールがキーデバイスであり、また数多く使用されるため、低コストで設置が容易な小型の光分岐モジュールが求められている。
【０００３】
従来の小型の光分岐モジュールとしては、特許文献１に記載されているように、光導波路のコアとクラッドとの比屈折率差を大きくして最小曲がり半径を小さくすることによって光分岐モジュール（従来例では、光スプリッタ）を小型化するものがある。
【０００４】
従来例を簡単に説明する。図１（ａ）は、最小曲がり半径が大きい導波回路６１で構成した導波型光回路５１を示しており、１入力４出力の光分岐回路の例示的構成である。曲がり半径が大きな屈曲部Ａを有するため、導波型光回路５１の長さＬ１も大きくなる。これに対して図１（ｂ）に示される導波型光回路３１は、最小曲がり半径が小さい導波回路４１で構成されていて屈曲部Ｂの曲がり半径が小さいため、その長さＬ２が短くなっている。
【０００５】
図２は、最小曲がり半径が小さい導波回路で構成された導波型光回路を備える光スプリッタを示している。光スプリッタ３０は、導波型光回路３１の入出力端に接続されたファイバブロック３２および３４、更にこれらを収納するケース３６から構成されている。ファイバブロック３２および３４はそれぞれ単心光ファイバ３３および３５ａを有しており、これらの単心光ファイバを介して導波型光回路３１に光を入出力している。なお、単芯光ファイバ３５ａは、テープファイバ３５の被覆を剥がすことによって露出している。
【０００６】
本従来例では、小型化された導波型光回路３１を用いることによって、光スプリッタ３０のケース３６の寸法を長さ４ｃｍ以下、縦４ｍｍ以下、横４ｍｍ以下にすることが可能である。この寸法は、作製された光スプリッタ３０を図３に示す光クロージャ１０または図４に示す光キャビネット２０の収容トレイ１１または２１に収納可能な値である。
【０００７】
ここで、光クロージャおよび光キャビネットについて説明する。図３（ａ）は、光クロージャの外観を示し、図３（ｂ）は、光クロージャの内部構成を示している。光クロージャは、所外光アクセス網の架空あるいは地下の配線区間に設置され、光ファイバ同士の接続部を保護するものであり、光クロージャの両端から光ファイバケーブルが挿入できる構造である。光クロージャ１０は、内部に複数の収納トレイ１１を備えており、光ファイバケーブル１２の心線１２ａと光ファイバケーブル１３、１４の心線１３ａ、１４ａを融着又はメカニカルスプライスした接続部１５を収納トレイ１１の固定部１６に固定可能な構造となっている。
【０００８】
図４（ａ）は、光キャビネットの外観を示し、図４（ｂ）は、光キャビネットの内部構成を示している。光キャビネットは、加入者宅に光ファイバケーブルを成端するために光ファイバケーブルの固定および収納や接続などを行うためのものであり、光キャビネットの一面から光ファイバケーブルが挿入できる構造が一般的である。光キャビネット２０は、内部に複数の収納トレイ２１を備えた例であり、光ファイバケーブル２２の心線２２ａと光ファイバケーブル２３の心線２３ａを融着又はメカニカルスプライスした接続部２４を収納トレイ２１の固定部２５に固定可能な構造となっている。
【０００９】
図２で示した光スプリッタ３０は、収納トレイ１１および２１の固定部１６および２５に固定可能なサイズであるため、従来の光クロージャまたは光キャビネットの構造を変更することなく、光スプリッタを収納できる点で有利である。
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−２２１６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、光クロージャまたは光キャビネットも含めて更なる小型化を考えた場合、光分岐回路（従来例では、導波型光回路）の両端に光ファイバが接続されている従来構造では、図３（ｂ）および図４（ｂ）に示すように光分岐モジュール（光スプリッタ）を固定する固定部１６および２５の両端に光ファイバを取り回す領域１７および２６が必要となり、収納トレイ１１および２１の小型化が困難であった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、より小型化された光分岐回路を低コストで提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第２の目的は、光分岐モジュールが収納トレイなどに固定される場合に、光ファイバの取り回し領域を低減することができる光分岐モジュールを低コストで提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、基板上に形成された入力用光導波路を複数の出力用光導波路に分岐する光分岐回路において、前記入力用光導波路と、前記入力用光導波路を、第１および第２の光導波路に分岐する第１の光分岐素子と、前記第１および第２の光導波路を、前記基板の第１の端面においてそれぞれ折り返す第１および第２の折り返し手段と、前記第１および第２の折り返し手段により折り返された光導波路を、前記複数の出力用光導波路に分岐する複数の光分岐素子とを備え、前記入力用光導波路および前記複数の出力用光導波路のコアは、前記基板の前記第１の端面に対向する第２の端面に集約されて露出しており、前記第１および第２の折り返し手段は、それぞれ、中心において屈折率の高い屈折率分布型レンズと、前記屈折率分布型レンズの、前記第１または第２の光導波路と結合されている面に対向する面に形成された反射板とを備え、前記第１および第２の光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に配置され、前記第１および第２の折り返し手段により折り返された光導波路もそれぞれ前記第１の端面と直角に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、基板上に形成された入力用光導波路を複数の出力用光導波路に分岐する光分岐回路において、前記入力用光導波路と、前記入力用光導波路を、第１および第２の光導波路に分岐する第１の光分岐素子と、前記第１および第２の光導波路を、前記基板の第１の端面において折り返す折り返し手段と、前記折り返し手段により折り返された光導波路を、前記複数の出力用光導波路に分岐する複数の光分岐素子とを備え、前記入力用光導波路および前記複数の出力用光導波路のコアは、前記基板の前記第１の端面に対向する第２の端面に集約されて露出しており、前記折り返し手段は、中心において屈折率の高い屈折率分布型レンズと、前記屈折率分布型レンズの、前記第１および第２の光導波路と結合されている面に対向する面に形成された反射板とを備え、前記第１および第２の光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に、前記屈折率分布型レンズの中心から一方の第１の側に配置され、前記折り返し手段により折り返された光導波路は、それぞれ前記第１の端面と直角に、前記屈折率分布型レンズの中心に対して前記第１の側に対向する第２の側に配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記分岐素子は、Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型または多モード干渉型のいずれかの光分岐素子であることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかにおいて、前記反射板は、前記屈折率分布型レンズの端面に直接蒸着されていることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれかにおいて、前記反射板は、金属または誘電体多層膜であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかにおいて、前記屈折率分布型レンズは、前記光導波路のコアが露出するように形成された端面に接着されていることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の光分岐回路を備える光分岐モジュールであって、前記光分岐回路の入力用光導波路および出力用光導波路に光を入力あるいは出力する光ファイバと、前記光分岐回路を収納する収納ケースとを備えることを特徴とする。
【００２１】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光分岐モジュールを収納する収納トレイ内に、前記光分岐モジュールの入力用光導波路に接続されている光ファイバと出力用光導波路に接続されている光ファイバを巻いて収める取り回し領域が一箇所配置され、前記取り回し領域において前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバの巻き数の差が、およそＮ＋１／２周（Ｎは整数）であり、前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバが前記収納トレイの対向する面から取り出されていることを特徴とする光分岐モジュールである。
【００２２】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の光分岐モジュールを収納する収納トレイ内に、前記光分岐モジュールの入力用光導波路に接続されている光ファイバと出力用光導波路に接続されている光ファイバを巻いて収める取り回し領域が一箇所配置され、前記取り回し領域において前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバの巻き数の差が、およそＮ周（Ｎは整数）であり、前記入力用光導波路に接続されている光ファイバと前記出力用光導波路に接続されている光ファイバが前記収納トレイの同一の面から取り出されていることを特徴とする光分岐モジュールである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、折り返し構造を有することにより、より小型化された光分岐回路を低コストで提供することができる。
【００２４】
また、本発明によれば、入力用導波路と出力用導波路が光分岐回路の基板の一端に集約され、光ファイバが収納ケースの片側で結合されていることにより、光分岐モジュールが収納トレイなどに固定される場合に、光ファイバの取り回し領域を低減することができる光分岐モジュールを低コストで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】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２６】
(実施形態１)
図５は、実施形態１に係る光分岐回路の構成を示している。光分岐回路５００は、基板５１５上の入力用光導波路５０１と、入力用光導波路５０１を、第１の光導波路５０１Ａおよび第２の光導波路５０１Ｂに分岐する前段の光分岐素子（第１の光分岐素子に対応）５０２と、第１の光導波路５０１Ａを基板５１５の端面５１５Ａ（第１の端面に対応）において折り返す屈折率分布型レンズ５０３および反射板５０４（第１の折り返し手段に対応）と、第２の光導波路５０１Ｂを基板５１５の端面５１５Ａにおいて折り返す屈折率分布型レンズ５０５および反射板５０６（第２の折り返し手段に対応）と、折り返された第１の光導波路を分岐する後段の光分岐素子５０７と、後段の光分岐素子５０７により分岐された２つの光導波路をそれぞれ分岐する光分岐素子５０８および５０９と、折り返された第２の光導波路を分岐する後段の光分岐素子５１０と、後段の光分岐素子５１０により分岐された２つの光導波路をそれぞれ分岐する光分岐素子５１１および５１２とを備える。
【００２７】
折り返された第１および第２の光導波路は分岐されて８本の出力用光導波路５１３を構成し、入力用光導波路５０１および８本の出力用光導波路５１３のコアは、基板５１５の端面５１５Ａに対向する端面５１５Ｂ（第２の端面に対応）に集約されて露出し、複数の光ファイバ５２０と結合されている。ここでは、８本の出力用光導波路を示しているが、この数は例示であり、設ける光分岐素子の数に応じて可変である。
【００２８】
図６は、本実施形態に係る光分岐回路と従来の光分岐回路を比較して説明するための図である。図６（ａ）の光分岐回路は、図５に示したものと同一であり、図６（ｂ）の従来の光分岐回路は、図１に示したものと同様であり、光分岐素子がツリー状に３段連なった構成である。
【００２９】
図６（ａ）のように折り返し構造を有する光分岐回路を実現することによって、従来構造と比べると光分岐回路を小型化することが可能となる。また、光分岐回路はウェハなどの基板上に一括して複数の回路が作製されるため、そのサイズが小さくなればウェハ当たりの収量が増え、低コスト化にもなる。
【００３０】
ここで光分岐素子について説明する。図５の光分岐素子５０２等は、Ｙ分岐型素子を採用した場合を示してあるが、光分岐素子として、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型、または多モード干渉型の光分岐素子を用いることができる。図７（ａ）〜（ｄ）に、各光分岐素子の構成概略図をまとめて示す。それぞれの光分岐素子は、入射された光を２つに分岐する機能を有しており、分岐された光を出力する。図中に実線で示す光導波路はシングルモードの光のみが伝搬する構造であるが、図７（ｄ）の多モード干渉型光分岐素子には、スラブ導波路７０３が配置されており、このスラブ導波路７０３において複数のモードの干渉が起こる。ここで、光分岐素子は光を２つに分岐する機能を有する素子として説明したが、光分岐素子は、光の相反性から、光を出力側光導波路側から入射した場合に２つの光を合波する機能を有する。また、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型では、入力用光導波路が２本の構成となる。
【００３１】
図５に戻ると、前段の光分岐素子５０２は、光分岐回路５００の初段の光分岐素子であり、出力用光導波路の光強度のバラツキである分岐比バラツキを決める重要なものである。従って、初段の光分岐素子は、分岐比バラツキを最小限に抑えるような分岐特性を優先した回路構造を採用することが望ましい。本実施形態に係る光分岐回路５００では、前段の光分岐素子５０２は、端面５１５Ｂから端面５１５Ａの間に配置すれば良いので、前段の光分岐素子５０２を配置する長さ方向の領域に余裕があり分岐特性を優先した最適設計が容易である。したがって、光分岐回路を低コストで小型化しつつ、その特性を最適にする設計が可能である。例えば、前段の光分岐素子５０２をＹ分岐ではなく、マッハ・ツェンダ干渉計型などの比較的長い光分岐素子に置き換えても回路レイアウト領域に余裕があるため、光分岐回路全体の長さを変えずに構成可能である。
【００３２】
ついで、図８を参照して、折り返し構造を実現する屈折率分布型レンズおよび反射板について説明する。ここでは、第１の光導波路５０１Ａ、屈折率分布型レンズ５０３および反射板５０４に注目する。第１の光導波路５０１Ａからの光は、基板５１５を出射して屈折率分布型レンズ５０３に入射する。屈折率分布型レンズ５０３に入射した光は、屈折率が高いレンズの中心に向かって図示の光路を通って伝搬し、光が屈折率分布型レンズ５０３のほぼ中心に来たときにちょうど金属または誘電体多層膜等の反射板５０４に斜めに入射する。反射板５０４で反射された光は再び光導波路に結合し、後段の光分岐素子５０７に入射する。このようにして、屈折率分布型レンズ５０３および反射板５０４により第１の光導波路５０１Ａが折り返される。
【００３３】
屈折率分布型レンズ５０３に入射した光は、上述したように屈折率分布型レンズ５０３内部で光路を曲げられながら伝搬する。したがって屈折率分布型レンズ５０３の設計次第で、第１の光導波路５０１Ａおよび屈折率分布型レンズ５０３および反射板５０４により折り返された光導波路を、第１の端面５１５Ａと直角に配置し、屈折率分布型レンズ５０３に第１の端面５１５Ａと直角に光を入出力することが可能である。図８には、そのような実施形態が示されている。
【００３４】
この場合、第１の光導波路５０１Ａと折り返された光導波路は、第１の端面５１５Ａ近傍で平行となるために、第１の端面５１５Ａの形成位置のトレランスが緩いという利点がある。一般的に、第１の端面５１５Ａは、平滑であることが望ましいために、研磨加工で仕上げられるが、この際に研磨量を正確に制御することは困難である。本構成では、第１の端面５１５Ａは第１の光導波路５０１Ａと折り返された光導波路が平行になっている位置で、かつ、両者に直交するように端面５１５Ａを形成できればよい。端面５１５Ａにおいて、第１の光導波路５０１Ａと折り返された光導波路のコアが露出する。従って、第１の端面５１５Ａを形成する際の研磨しろを考慮して、第１の光導波路５０１Ａと折り返された光導波路が平行となる領域を長く設定することによって、第１の光導波路５０１Ａと折り返された光導波路の結合を効率よく行うことが可能となり、作製歩留まりも向上する。
【００３５】
例えば、屈折率分布型レンズ５０３を省略して、反射板５０４を第１の端面５１５Ａに直接形成しても、同様に折り返し構造を実現できる。しかしながら、その場合は、第１の光導波路５０１Ａは反射板５０４に対して直角ではなく、斜めに光を入出力する配置とし、反射板５０４で折り返された光導波路と第１の端面５１５Ａで正確に交差するように形成する必要がある。第１の端面５１５Ａの位置がずれて、交差点がずれると、反射板５０４で反射された光が折り返された光導波路に結合しなくなり、損失となる。
【００３６】
また、反射板５０４は、屈折率分布型レンズ５０３の端面に直接蒸着することができる。反射板５０４を直接屈折率分布型レンズ５０３の端面に形成することによって、部材点数を低減し、低コスト化できる。
【００３７】
なお、光導波路の材料としては、ガラスなどの無機物またはＰＭＭＡなどの有機物があるが、本発明は材料に依存するものではなく、光導波路が形成できる材料であれば、同様の作用が得られる。
【００３８】
実施例 
図９は、本実施形態に係る光分岐回路およびその光分岐回路を備える光分岐モジュールの実施例を説明するための概略図である。図９（ａ）は、ケース収納前の光分岐モジュールの構成図であり、図９（ｂ）は、ケース収納後の光分岐モジュールの構成図である。本実施例の光分岐モジュール９００は、光分岐回路５００と、光分岐回路５００の入力用光導波回路５０１および複数の出力用光導波回路５１３と結合された光ファイバブロック９１０と、光分岐回路５００および光ファイバブロック９１０を収納する収納ケース９２０とを備える。
【００３９】
光分岐回路５００を１入力８出力の光スプリッタとして構成した。基板５１５は石英ガラス基板とし、光分岐素子はＹ分岐型の素子とした。屈折率分布型レンズ５０３および５０５は、外径１．８ｍｍ、長さ２ｍｍのロッドレンズとし、基板５１５の端面５１５Ａに接着した。反射板５０４’は、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板にＡｕ蒸着した反射面を有しており、光学接着剤を用いてこの反射面を屈折率分布型レンズ５０３および５０５の端面に接着した。図５では、レンズ５０３および５０５にそれぞれ反射板を設けたが、本実施例では１枚の反射板５０４’に２つの屈折率分布型レンズを接着固定した。
【００４０】
光ファイバブロック９１０は、４心テープファイバ９１２と５心テープファイバ９１３を重ねて、入力用光導波回路５０１および複数の出力用光導波回路５１３と結合された９本の光ファイバをＶ溝付基板９１１に１２７μｍピッチで整列するように抑え板９１４で固定した。更に、ファイバ固定接着剤９１５で光ファイバをＶ溝付基板９１１に接着固定した。光ファイバブロック９１０は、光分岐回路５００の入力用光導波路５０１および出力用光導波路５１３と光軸が一致するように光を入射しながら調心（アクティブアライメント）し接着固定して結合した。また、屈折率分布型レンズ５０３および５０５は、予め反射板５０４’を接着した後、調心しながら端面５１５Ａに接着固定した。なお、屈折率分布型レンズ５０３および５０５と光ファイバブロック９１０をそれぞれ接着する基板５１５の端面５１５Ａと５１５Ｂは、接着強度を確保するために補強ガラス９０１を接着固定し、更に、光学特性を劣化させないように斜め８度に研磨した。
【００４１】
光導波路の比屈折率差は０．４％程度で、コア径は７×７μｍで、許容最小曲げ半径は１５ｍｍであった。光分岐回路５００の長さは６ｍｍであり、従来構成の光分岐回路よりも２５％短尺化できている。光分岐回路は４インチの石英ウェハ基板上に作製したが、ウェハ当たりの光分岐回路の収量も２５％増加することができた。
【００４２】
光分岐回路５００の挿入損失は、９．８ｄＢであり、従来の光分岐回路と同等の特性であった。なお、反射板５０４’での損失は０．２ｄＢであった。
【００４３】
光ファイバが結合された光分岐回路５００は、光ファイバの取り出し口にゴム製のブーツ９２１を有する金属製の収納ケース９１０に収納して光分岐モジュール９００を作製した。４心テープファイバ９１２と５心テープファイバ９１３はブーツ９２１を介して、ケース９２０の外側に取り出している。光分岐モジュール９００のケース寸法は３ｃｍであった。光ファイバブロック９１０が基板５１５の１つの端面に接続されているために、図２の従来例で示したケース寸法４ｃｍと比較すると２５％短尺化できた。
【００４４】
なお、５心テープファイバ９１３には入力用光導波５０１路に接続される光ファイバと出力用光導波路５１３に接続される光ファイバが集積されているが、必要に応じて単芯化して使用することが可能である。
【００４５】
本実施例では、直径２ｍｍの屈折率分布型レンズを使用したが、光導波路の間隔を狭くすれば、直径１２５μｍのグレーテッドインデックス型（ＧＩ）ファイバであっても、同様の効果を得ることが可能である。
【００４６】
（実施形態２）  
図１０は、実施形態２に係る光分岐回路の構成を示している。光分岐回路１０００は、基板１０１５上の入力用光導波路１００１と、入力用光導波路１００１を、第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂに分岐する前段の光分岐素子（第１の光分岐素子に対応）１００２と、第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂを基板１０１５の端面１０１５Ａ（第１の端面に対応）において折り返す屈折率分布型レンズ１００３および反射板１００４（折り返し手段に対応）と、折り返された第１の光導波路を分岐する後段の光分岐素子１００５と、後段の光分岐素子１００５により分岐された２つの光導波路をそれぞれ分岐する光分岐素子１００６および１００７と、折り返された第２の光導波路を分岐する後段の光分岐素子１００８と、後段の光分岐素子１００８により分岐された２つの光導波路をそれぞれ分岐する光分岐素子１００９および１０１０とを備える。
【００４７】
折り返された第１および第２の光導波路は分岐されて８本の出力用光導波路１０１１を構成し、入力用光導波路１００１および８本の出力用光導波路１０１１のコアは、基板１０１５の端面１０１５Ａに対向する端面１０１５Ｂ（第２の端面に対応）に集約されて露出し、複数の光ファイバ１０２０と接続されている。ここでは、８本の出力用光導波路を示しているが、この数は例示であり、設ける光分岐素子の数に応じて可変である。
【００４８】
本実施形態に係る光分岐回路１０００は、折り返し構造を有することによって、実施形態１に係る光分岐回路５００と同様に従来構造と比べると光分岐回路を小型化することが可能となる。また、光分岐回路はウェハなどの基板上に一括して複数の回路が作製されるため、そのサイズが小さくなればウェハ当たりの収量が増え、低コスト化にもなる。
【００４９】
ついで、図１１を参照して、折り返し構造を実現する屈折率分布型レンズおよび反射板について説明する。第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂからの光は、基板１０１５を出射して屈折率分布型レンズ１００３に入射する。屈折率分布型レンズ１００３に入射した光は、屈折率が高いレンズの中心に向かって図示の光路を通って伝搬し、光が屈折率分布型レンズ１００３のほぼ中心に来たときにちょうど金属または誘電体多層膜等の反射板１００４に斜めに入射する。反射板１００４で反射された光は再び光導波路に結合し、後段の光分岐素子１００５に入射する。このようにして、屈折率分布型レンズ１００３および反射板１００４により第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂが折り返される。
【００５０】
屈折率分布型レンズ１００３に入射した光は、上述したように屈折率分布型レンズ１００３内部で光路を曲げられながら伝搬する。したがって屈折率分布型レンズ１００３の設計次第で、第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂならびに屈折率分布型レンズ１００３および反射板１００４により折り返された光導波路を、第１の端面１０１５Ａと直角に配置し、屈折率分布型レンズ１００３に第１の端面１０１５Ａと直角に光を入出力することが可能である。
【００５１】
さらに、第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂを屈折率分布型レンズ１００３の（点線で示した）中心から一方の側（第１の側に対応）に配置すると、図示のように第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂからの光を中心に対して対称に折り返し、第１の光導波路１００１Ａおよび第２の光導波路１００１Ｂが配置された側と対向する側（第２の側に対応）に配置された光導波路に結合することができる。このような構成をとると、２本の光導波路を、交差を生じることなく１組の屈折率分布型レンズおよび反射板により折り返すことができる。光導波路に交差があると交差損失が生じるため、光分岐回路の特性上望ましくない。
【００５２】
また、この構成では、図５に示した形態とは異なり入力用光導波路１００１と出力用光導波路０１１をそれぞれ異なるグループにし、入力用光導波路１００１には１心の光ファイバを接続し、出力用光導波路１０１１には８心の光ファイバブロックを接続することが可能となる。そうすると、図６（ｂ）に示すような従来の光分岐回路に使用されていたファイバが使用可能となり、低コスト化につながる。光分岐回路を実際に使用する際には、入力用の光ファイバと出力用の光ファイバが明確に区別できることが望ましい。
【００５３】
光分岐素子としては、実施形態１で説明したのと同様に、Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型、または多モード干渉型の光分岐素子を用いることができ、分岐特性を優先した最適設計が可能である。
【００５４】
（実施形態３）  
図１２は、光クロージャおよび光キャビネットの収納トレイに固定された本発明に係る光分岐モジュールを示している。光クロージャ１２１０を示している図１２（ａ）において、従来の光クロージャ１０と比較できるように構成要素の下２桁を図３を統一した。本発明に係る光分岐回路を備える光分岐モジュール１２１５は、入力用導波路と出力用導波路が基板の一端に集約されており、光ファイバ１２１２ａおよび１２１３ａが収納ケースの片側で結合されている。したがって、光ファイバ１２１２ａおよび１２１３ａの取り回し領域１２１７は、従来の光クロージャ１０では２箇所であったのに対して、収納トレイ１２１１内に一箇所であり、光クロージャの小型化が可能となっている。また、取り回し領域１２１７において、光ファイバ１２１２ａと１２１３ａの巻き数の差を、Ｎ＋１／２周（Ｎは整数）にすることで、光ファイバ１２１２ａと１２１３ａをそれぞれ収納トレイの対向する面から引き出すことができるため、両端のファイバケーブル１２１２および１２１３に接続することも容易である。
【００５５】
更に、光分岐回路に接続する光ファイバを光分岐回路の一端面に集約できるため、従来構造の光分岐モジュールと比べるとケースサイズを小型化することが可能となる。更に、光ファイバの接続端面が光分岐回路の一端面になるため、光ファイバの接続時間が低減可能であり、光分岐モジュールの製造コストの低減となる。
【００５６】
ついで、光キャビネット１２２０について説明する。光キャビネット１２２０を示している図１２（ｂ）において、従来の光キャビネット２０と比較できるように構成要素の下２桁を図４を統一した。光クロージャの場合と同様に、光ファイバ１２２２ａおよび１２２３ａを取り回す領域１２２６が収納トレイ１２２１内に１箇所であり、光キャビネット１２２０の小型化が容易となる構成になっている。また、取り回し領域１２２６において、光ファイバ１２２２ａ、１２２３ａの巻き数の差がＮ周（Ｎは整数）にすることで、光ファイバ１２２２ａと１２２３ａを収納トレイの同一面から引き出すことができるため、光キャビネットのように同一面に配置されているファイバケーブル１２２２および１２２３に光分岐モジュールを接続することも容易である。
【００５７】
本実施形態では、光分岐モジュールに接続されている光ファイバと光クロージャまたは光キャビネットのファイバケーブルとの間に接続点を設けていないが、必要に応じて、光分岐モジュールに接続されている光ファイバと光クロージャまたは光キャビネットのファイバケーブルから引き出された光ファイバを融着またはメカニカルスプライスしても、本発明の効果は同様に得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】従来の導波型光回路を示す図である。
【図２】最小曲がり半径が小さい導波回路で構成された従来の導波型光回路を備える光スプリッタを示す図である。
【図３】従来の光クロージャを示す図である。
【図４】従来の光キャビネットを示す図である。
【図５】実施形態１に係る光分岐回路の構成を示す図である。
【図６】実施形態１に係る光分岐回路と従来の光分岐回路を比較して説明するための図である。
【図７】Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハ・ツェンダ干渉計型、および多モード干渉型の光分岐素子を（ａ）から（ｄ）にそれぞれ示す図である。
【図８】実施形態１に係る屈折率分布型レンズおよび反射板の機能を説明するための図である。
【図９】実施形態１に係る光分岐回路およびその光分岐回路を備える光分岐モジュールの実施例を説明するための概略図である。
【図１０】実施形態２に係る光分岐回路の構成を示す図である。
【図１１】実施形態２に係る屈折率分布型レンズおよび反射板の機能を説明するための図である。
【図１２】光クロージャおよび光キャビネットの収納トレイに固定された本発明に係る光分岐モジュールを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
５００  光分岐回路
５０１  入力用光導波路
５０１Ａ  第１の光導波路
５０１Ｂ  第２の光導波路
５０２  前段の光分岐素子（第１の光分岐素子に対応）
５０３、５０５  屈折率分布型レンズ
５０４、５０４’、５０６  反射板
５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２  光分岐素子
５１３  出力用光導波路
５１５  基板
５１５Ａ  端面（第１の端面に対応）
５１５Ｂ  端面（第２の端面に対応）
５２０  光ファイバ
７０３  スラブ導波路
９００  光分岐モジュール
９０１  補強ガラス
９１０  光ファイバブロック
９１１  Ｖ溝付基板
９１２  ４心テープファイバ
９１３  ５心テープファイバ
９１４  抑え板
９１５  光ファイバ固定接着剤
９２０  収納ケース
９２１  ブーツ
１０００  光分岐回路
１００１  入力用光導波路
１００１Ａ  第１の光導波路
１００１Ｂ  第２の光導波路
１００２  前段の光分岐素子（第１の光分岐素子に対応）
１００３  屈折率分布型レンズ
１００４  反射板
１００５、１００６、１００７、１００８、１００９、１０１０  光分岐素子
１０１１  出力用光導波路
１０１５  基板
１０１５Ａ  端面（第１の端面に対応）
１０１５Ｂ  端面（第２の端面に対応）
１０２０  光ファイバ
１２１０  光クロージャ
１２１１  収納トレイ
１２１２  光ファイバケーブル
１２１２ａ  光ファイバ（心線）
１２１３  光ファイバケーブル
１２１３ａ  光ファイバ（心線）
１２１４  光ファイバケーブル
１２１４ａ  光ファイバ（心線）
１２１５  接続部
１２１６  固定部
１２１７  光ファイバ取り回し領域
１２２０  光キャビネット
１２２１  収納トレイ
１２２２  光ファイバケーブル
１２２２ａ  光ファイバ（心線）
１２２３  光ファイバケーブル
１２２３ａ  光ファイバ（心線）
１２２４  接続部
１２２５  固定部
１２２６  光ファイバ取り回し領域
【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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