(57)【要約】【課題】１個のモジュールで複数組の３ポート機能を持つマルチ分波モジュールを提供する。【解決手段】第１のコリメータは、偶数本の光ファイバ６，７，８，９を中心軸に対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバ６，７，８，９は、入射ポートの光ファイバ６，８と、光フィルタ１の反射光を受ける反射ポートの光ファイバ７，９とが対をなす。それら入射ポートの光ファイバ６，８と透過ポートの光ファイバ１０，１１が対称の位置にある。このようにして保持具内のファイバの配置を配置することにより、２組分の３ポート機能が得られる。【選択図】      図１
2004325812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４本又は６本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第１のコリメータと、複数本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第２のコリメータとを備え、これら第１及び第２のコリメータの間に、光学特性を有する光フィルタを、第１のコリメータの屈折率分布型レンズの端面に対して平行に配置したことを特徹とするマルチ合分波モジュール。
【請求項２】
前記第１のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバは、入射ポートと、光フィルタの反射光を受ける反射ポートとが対をなし、それら入射ポートの光ファイバと反射ポートの光ファイバが前記中心軸に対して対称の位置にあることを特徴とする請求項１記載のマルチ合分波モジュール。
【請求項３】
前記第２のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、これら第２のコリメータの保持具内の光ファイバは、前記反射ポートの光ファイバと対向する位置にあることを特徴とする請求項２記載のマルチ合分波モジュール。
【請求項４】
前記光フィルタの反射面を第１のコリメータ側に配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマルチ合分波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野で使用されるマルチ合分波モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
フィルタモジュールの従来技術として、光フィルタの特性である透過と反射を利用し、屈折率分布型レンズとファイバ保持具とで構成されるコリメータを対向に配置し、その間に光フィルタを配置し、光入射ポートの光信号を、光フィルタの透過ポートと反射ポートに合分波するものがある。
【０００３】
そして、光通信に使用される光分波モジュールは、入射ポート、反射ポート、透過ポートで構成された３ポートタイプであり、図２０に示されるように、使用する光部品は、２本の光ファイバ２０１，２０２を保持する保持具２０３、１本の光ファイバ２０４を保持する保持具２０５、２個の屈折率分布型レンズ２０６，２０７、１枚の光フィルタ２０８であり（例えば特願２００２−１９４８２０）、１つの合分波機能を持ったモジュールが複数組必要な場合（例えばＯＡＤＭ）、それだけの数のモジュールを組み合せなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、１個で複数組の３ポートを持つモジュールの機能を実現し、モジュール数の削減、すなわち使用部品点数の削減、光フィルタ枚数の削滅、加工工数の削滅ができ、小型化と低コスト化が可能となることにあり、本発明は、このような小型で安価なモジュールを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、４本又は６本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第１のコリメータと、複数本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第２のコリメータとを備え、これら第１及び第２のコリメータの間に、光学特性を有する光フィルタを、第１のコリメータの屈折率分布型レンズの端面に対して平行に配置したものである。
【０００６】
これにより、入射した光信号は光フィルタの反射面で反射して、保持具内の入射光ファイバと対向位置にあるファイバヘ結束することができる。
【０００７】
また、請求項２記載の発明は、前記第１のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバは、入射ポートと、光フィルタの反射光を受ける反射ポートとが対をなし、それら入射ポートの光ファイバと反射ポートの光ファイバが前記中心軸に対して対称の位置にあるものである。
【０００８】
これにより、保持具内のファイバ配置が決まる。また、従来技術では、１モジュールで３ポート機能を１つしか持たないので、入射ポートとフィルタ反射による反射ポートファイバの中心軸に対して２本１対のファイバを保持する保持具を用いることでよかった。これに対して、本発明による１モジュールでは、３ポートのうち入射ポートの光ファイバとこれと対をなす反射ポートの光ファイバとを、第１のコリメータの保持具内に複数配置することにより、複数の３ポート機能を持たせることができ、これをマルチと称する。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、前記第２のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、これら第２のコリメータの保持具内の光ファイバは、前記反射ポートの光ファイバと対向する位置にあるものである。
【００１０】
第１のコリメータの保持具内の入射ポートの光ファイバの位置が決まれば、第２のコリメータにおける保持具の透過ポートの位置は、中心軸に対して対称位置で結束するため、第１のコリメータの配置と同一構成で、光フィルタを中心として、第２のコリメータの保持具における光ファイバを対称にすればよい。
【００１１】
また、請求項４記載の発明は、前記光フィルタの反射面を第１のコリメータ側に配置したものである。
【００１２】
入射側のコリメータに反射面を向かせるのは、反射面と反射ポートの光ファイバまでの距離（レンズを含む）が近ければ、レンズの影響により光ファイバヘの入射角度が緩くなるので、反射ポートの光ファイバの結合が一層容易となる。
【００１３】
ファイバへの入射角度がきついとファイバコア内に結合しても、ファイバ内で光線がコアからクラッドに抜けてしまうので、挿入損失が大きくなる。したがって、光ファイバへの入射角度が緩くなるようにすれば、反射ポートの光ファイバの挿入損失を小さくすることができる。以上のようにして、１個のモジュールで複数組みの３ポートを持つ複合モジュールが可能となる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜図１３は本発明の第１実施形態を示し、図７〜図１３により、参考例として、３ポートタイプのモジュールの基本構成を説明し、図１〜図６により、４本の光ファイバを保持具に保持する光モジュールの第１実施形態を説明する。
【００１５】
まず、本発明では、挿入損失の低減を図るために、屈折率分布型レンズ端面での光束を光ファイバ中心部の径、例えば約９．５μｍより小さくなるような構造、即ち、コリメータを構成する際と光モジュールを構成する際に、レンズ内を通過する光路を、斜め研磨されていることを利用し、できる限り短くなるように構成すること、調軸を容易にするために、保持具中心軸に対して、ファイバの配置が同心円上になるように配置すること、及び屈折率分布型レンズピッチを０．２５より小さくし、光束の径をさらに絞り込む。尚、屈折率分布型レンズとしてＧＲＩＮレンズが例示される。
【００１６】
尚、レンズピッチは、レンズ内の光線の蛇行周期を示し、ピッチ０．２５では、無限遠物の倒立像が出射端面上に結像できるレンズの長さであり、逆に点光源を入射端面の中心に置けば、平行性のよい光ビーム（Ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ  ｂｅａｍ）を取り出すことができる。また、ピッチ０．５は、入射端面においた物体の倒立像が出射端面上に結像するレンズ長さである。また、ピッチ０．７５は、無限遠物体の正立実像が出射端面上に決像するレンズ長さである。
【００１７】
入射された光が光ファイバから屈折率分布型レンズ内を通り、屈折率分布型レンズ端面のどこに位置するかについて説明する。屈折率分布型レンズは、円柱状のガラス母材の屈折率分布をレンズの中心軸から外周部に向かって放射状に付けることにより、形状は円柱状であるが、通常のレンズと同様の集光ができる。このレンズ内を光信号が通過する様は、数１で示される。即ち、レンズへの入射側のレンズ中心軸に対する位置及び入射角度が決まればレンズ出射側での光信号の位置が決まる。
【００１８】
【数１】
2004325812.tif 000003
ここで、ｒｌ：入射端面状の光線の位置（ｍｍ）
ｒ・ｌ：入射端面状の光線の角度（ラジアン）
ｒ２：出射端面状の光線の位置（ｍｍ）
ｒ・２：出射端面状の光線の角度（ラジアン）
Ｚ：レンズ長（ｍｍ）
√（Ａ）：屈折率分布定数
ＮＯ：レンズ光軸上屈折率
上記数１により、光ファイバから出射した光信号が屈折率分布型レンズを通過し、ファイバ出射端から結合するファイバまでの反射ポート及び透過ポートでの光束の径を計算した結果を表１に示す。なお、計算の前提として、光ファイバの出射または入射に伴う開口数の条件を０．１３とし、この角度から求められる光線の位置の幅を光の径にみたてた。
【００１９】
また、ファイバ及びレンズの接合端面では斜め研磨処理がなされているので、光束は、楕円状となっている。光モジュールの構成部品の配置を示すため、結合装置を平面においたとき、斜め研磨面の長径方向が、平面より垂直方向になるようにし、その状態で光モジュールを真上からみた場合をトップ、真横から見た場合をサイドと定義する。そして、光結合装置の２つの屈折率分布型レンズ−保持具の接合面がサイドから見て平行、ハの字、逆ハの字となる位置関係があり、それぞれについて評価した。
【００２０】
ここで、光モジュールを図面に基いて説明する。図７は光モジュールの正面図であり、光ファイバ１０６，１０７を保持した保持具１０３と屈折率分布型レンズ１０２及び光ファイバ１０８，１０９を保持した保持具１０５と屈折率分布型レンズ１０４を、それらの接合面１０３Ｍ，１０２Ｍ，１０４Ｍ，１０５Ｍを光の反射を低減させるために斜め８°に研磨し、さらには研磨後のファイバ端面にＡＲコート処理をして接合した２つのコリメータ１１１，１１２を対向の位置に配置し、その屈折率分布型レンズ１０２，１０４と保持具１０３，１０５の接合面１０３Ｍ，１０２Ｍ，１０４Ｍ，１０５Ｍ同士が平行になるように配置したものである。尚、光ファイバ１０６，１０７，１０８，１０９にはシングルモードファイバが用いられている。また保持具１０３，１０５は、図８のように中心に光ファイバが２本保持できる挿通孔１２１を有し、接合面を１０３Ｍ，１０５Ｍを斜め８°に研磨することにより、図９の断面図に示すごとく、接合面１０３Ｍ，１０５Ｍ側のファイバ端面は斜めに研磨されており、かつ光ファイバ１０６，１０７，１０８，１０９は、斜め研磨の長径方向に並ぶように処理されている。そして、光ファイバ１０６が入射ポート、光ファイバ１０７が反射ポート、光ファイバ１０９が透過ポートである。
【００２１】
図１１及び図１２に示すように、前記保持具１０３，１０５に屈折率分布型レンズ１０２，１０４を接合するが、屈折率分布型レンズ１０２，１０４の接合面１０２Ｍ，１０４Ｍも斜め８°に研磨され、保持具１０３，１０５及び屈折率分布型レンズ１０２，１０４がそれら接合面（研磨面）１０３Ｍ，１０２Ｍ，１０４Ｍ，１０５Ｍを合わせて直線上に接合できるようになっている。さらに、これらコリメータ１１１，１１２を対向する位置に配置するが、図１２の正面図の場合は、コリメータ１１１の接合面１０３Ｍ，１０２Ｍとコリメータ１１２の接合面１０５Ｍ，１０４Ｍとの位置関係は、ハの字となり、入射したファイバ１０６からの光路長が屈折率分布型レンズ１０４内で最短光路を取れないため、コリメータ１１２での接合面１０４Ｍ，１０５Ｍにおける光束径が最大限小さくならない。
【００２２】
図７の正面図の場合は、コリメータ１１１の接合面１０３Ｍ，１０２Ｍとコリメータ１１２の接合面１０５Ｍ，１０４Ｍとの位置関係は、平行になり、入射側ファイバ１０６からの光が屈折率分布型レンズ１０２及び屈折率分布型レンズ１０４内の光路を最短となるように通過するため、表１より光束径が２０％以上小さくなる。すなわち、屈折率分布型レンズ１０２は、コモンポートの光ファイバ１０６側の長さが反射ポートの光ファイバ１０７側の長さより短くなるように接合面１０２Ｍを斜めに形成し、屈折率分布型レンズ１０４は、透過ポートの光ファイバ１０９側の長さが光ファイバ１０８側の長さより短くなるように接合面１０４Ｍを斜めに形成している。
【００２３】
図１３は、この光路の説明図であり、入射側ファイバ１０６の光が、斜め研磨されたファイバ１０６の端面から屈折率分布型レンズ１０２と光学素子１０１を通過後、屈折率分布型レンズ１０４を通過し透過側ファイバ１０９にて受け取り、光学素子１０１の裏面で反射した光は、反射側ファイバ１０７にて受け取る様を示している。屈折率分布型レンズ１０２の光路長は、斜め研磨により短くなっており、屈折率分布型レンズ１０４は長い側の光路を取るため、表１のように、反射ポート側の光束は小さくならないが、透過ポート側の光束は小さくなる。
【００２４】
ここで、コリメータ１１１の接合面１０３Ｍ，１０２Ｍとコリメータ１１２の接合面１０５Ｍ，１０４Ｍとの位置関係について検討する。
【００２５】
保持具と屈折率分布型レンズの接合面での光ファイバ配列の定義は、保持具の中心にファイバを２本挿入されている接合面（研磨面）１０３Ｍ，１０２Ｍ，１０５Ｍ，１０４Ｍから保持具を楕円に見て、ファイバが短径方向に横２本並ぶ配列を横配列、ファイバが長径方向に並ぶ配列を縦配列とした。すなわち、図１０は図７の正面図におけるＡ−Ａ線矢視図であり、接合面１０３Ｍは縦方向に長い楕円をなし、光ファイバ１０６，１０７が長径方向に並ぶ縦配列である。
【００２６】
コリメータ１１１の接合面１０３Ｍ，１０２Ｍとコリメータ１１２の接合面１０５Ｍ，１０４Ｍとの位置関係は、２つのコリメータ１１１，１１２を対向位置に配置してモジュールとして屈折率分布型レンズと保持具の接合面２つが研磨角度で見える位置、すなわち正面図において接合面１０３Ｍ，１０２Ｍ，１０５Ｍ，１０４Ｍが垂直方向と傾斜する位置（以下、サイドと言う）より見て、逆ハの字、ハの字、平行となるように配置でき、それぞれを定義する。図面を参照して説明すると、図７は平行、図１２はハの字である。また、装置を真上から見た状態をトップと定義する。図１０において、リフレクトポートの接合面１０３Ｍに入射する光束径のトップ側から見た寸法φｔと、サイド側から見た寸法φｓを測定して表１に示す。すなわちφｔは光束径の横寸法、φｓは光束径の縦寸法である。尚、上述したように光ファイバ１０６，１０７，１０８，１０９のコアの直径約９．５μｍである。
【００２７】
【表１】
2004325812.tif 000004
表１に示す結果では、光ファイバ１０６，１０７，１０８，１０９を接合面１０３Ｍ，１０５Ｍに対して長径方向に２本並べて縦配列し、２つのコリメータ１１１，１１２の接合面が平行になるように配置（図７）した場合に、光ファイバ（透過ポート側）１０９の接合面１０５Ｍでの光束径が最も絞り込まれる。これは、入射した光が、屈折率分布型レンズ１０２，１０４内を斜め研磨した分だけ最短光路を通過するように配置したからである。
【００２８】
なお、屈折率分布型レンズのピッチとしては、０．２５０を使用しているが、市販のピッチ０．２３０を反射ポート側の屈折率分布型レンズ１０２に使用した場合には、さらに光束径は小さくなる。
【００２９】
しかし、この場合、光束が小さくなる位置が屈折率分布型レンズと保持具の接合面に対してやや距離を置く必要があり、組み立ての際に軸に対する角度調整の要素も考慮しなければならない。入手可能な屈折率分布型レンズのピッチとしては、０．２４８が適切であり、この場合の端面における光束径を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2004325812.tif 000005
この場合は、透過ポート側だけでなく、反射ポート側でも光束径が小さくなるため、効果がより顕著になる。
【００３１】
以下、本発明のモジュールの実施形態について説明する。４（２ｎ：ｎ＝２）本のファイバを保持するファイバ保持具を使用した光モジュールを例にして図１〜図６に基づいて説明する。同図は、本発明の４本のファイバによるファイバ保持具の光モジュールの実施形態例であり、同径の４本の光ファイバ６，７，８，９を保持した保持具３と屈折率分布型レンズ２及び同径の４本の光ファイバ１０，１１，１２，１２を保持した保持具５と屈折率分布型レンズ４を備え、それらの接合面２Ｍ，３Ｍ，４Ｍ，５Ｍを光の反射を低減させるために図７と同様に斜め８°に研磨し、さらには研磨後のファイバにＡＲコート処理をして接合した２つのコリメーター１４，１５を対向位置に配置し、そのレンズ２と保持具３の接合面２Ｍ，３Ｍとレンズ４と保持具５の接合面４Ｍ，５Ｍとが平行になるように配置したものである。光フィルタ１は、対向するコリメーター１４，１５間にレンズ２，４の端面２Ｔ，４Ｔと平行になるように配置され、また、光フィルタ１の反射面たる蒸着面１Ｊを第１のコリメーター１４側になるように配置する。この場合、保持具３内において、入射ポートの光ファイバ６，８が反射ポートの光ファイバ７，９より長くなるように保持具３の接合面３Ｍを斜めに形成している。
【００３２】
次に、図１に示す各光部品について説明する。ファイバの保持具３，５は、図２及び図３に示すように、円柱状で中心軸Ｃに対して同心円上に４本の光ファイバーを配置できる挿入孔２０を持ち、接合面３Ｍ，４Ｍは光の反射を低減させるために斜め８°に研磨され、さらにＡＲコート処理される。この挿入孔２０は取付部であって、４本の光ファイバに対応して略正方形形状に形成されており、各光ファイバはその挿入孔２０の角部により位置決めされる。次に、前記保持具３，５に屈折率分布型レンズ２，４を接合するが、レンズ２，４の接合面２Ｍ，４Ｍも光の反射を低減させるために斜め８°に研磨され、さらにＡＲコート処理され、保持具３，５及び屈折率分布型レンズ２，４がそれら接合面（研磨面）３Ｍ，２Ｍ，４Ｍ，５Ｍを合わせて直線上に接合できるようになっている。さらに、コリメータ１４，１５を対向する位置に配置し、レンズ２と保持具３の接合面２Ｍ，３Ｍと、レンズ４と保持具５の接合面４Ｍ，５Ｍとが平行になるように配置する。
【００３３】
次に、光モジュールの光路について説明する。第１のコリメータ１４において、１組目の入射ポートの光ファイバ６と反射ポートの光ファイバ７の位置関係は、同じ保持具３の中心たる中心軸Ｃに対して１８０度対称にあり、２組目の入射ポートの光ファイバ８と反射ポートの光ファイバ９の位置関係は、同じ保持具３の中心に対して１８０度対称にある。したがって４心ファイバの保持具３の場合、２本の入射ポートの光ファイバ６，８とそれに対する２本の反射ポートの光ファイバ７，９がある。図２及び図３は、図１の４心ファイバ保持具Ａ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ矢視図である。
【００３４】
尚、接合面３Ｍ，５Ｍから保持具３，５を楕円に見て、ファイバが短径方向に横２本並ぶ配列が横配列、ファイバが長径方向に並ぶ配列が縦配列である。
【００３５】
第２のコリメーター１５は、４心ファイバの保持具５に、１組目の透過ポートの光ファイバ１０と２組目の透過ポートの光ファイバ１１とが保持され、１組目の透過ポートの光ファイバ１０は１組目の反射ポートの光ファイバ７と対向する位置に、２組目の透過ポートの光ファイバ１１は２組目の反射ポートの光ファイバ９と対向する位置に配置されている。また、それら光ファイバ１０，１１の位置決めするため、挿入孔２０にはダミーの光ファイバ１２，１２が挿入されている。これらダミーの光ファイバ１２，１２は他の光ファイバと同径である。
【００３６】
さらに、図４及び図５は１組目及び２組目の光路説明図であり、図４（Ａ）及び図５（Ａ）はモジュールをトップ側から見た説明図、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）はモジュールをサイド側から見た説明図である。まず、図４を参照して説明すると、光モジュール光路の１組目は、入射ポートの光ファイバ６から光信号を入射したとき、ファイバの端面から屈折率分布型レンズ２を通過し光フィルタ１を透過後、屈折率分布型レンズ４を通過し透過ポートの光ファイバ１０で結束し、一方、光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射した光は、屈折率分布型レンズ２を通過し反射ポートの光ファイバ７で結束する。したがって、対向する４心ファイバの保持具５のそれぞれの光ファイバ１０，１１，１２，１２位置は、光フィルタ１を中心線にして入射ポート側のファイバの保持具３と対称位置にある。また、透過ポートの光ファイバ１０の位置は、光フィルタ１を中心にした場合、入射ポートの光ファイバ６の位置と中心軸Ｃに対して対称となる。
【００３７】
また、同様に２組目の光路としては、図５に示すように、研磨された入射ポートのファイバ８の端面から屈折率分布型レンズ２を通過し光フィルタ１を透過後、屈折率分布型レンズ４を通過し透過ポートのファイバ１１で結束し、一方、光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射した光は、屈折率分布型レンズ２を通過し反射ポートの光ファイバ９で結束する。これにより、１つのモジュールで２組分の３ポート機能ができる。
【００３８】
次に、図１〜図３のモジュール構成において反射ポートと透過ポートのファイバに結合したときの光束径を計算した。尚、各光ファイバ６，７，８，９，１０，１１のコアの径は９．５μｍ、レンズ２，４のピッチとしては０．２４８である。また、ファイバ開口数０．１３である。そして、反射ポートと透過ポートの接合面３Ｍ，５Ｍに入射する光束径のトップ側からみた場合とサイド側からみた場合を表３に示す。
【００３９】
【表３】
2004325812.tif 000006
この表３は、光束径の寸法φｔ，φｓと光束の軸ズレを示し、この軸ズレについて図６に基いて説明すると、保持具３の接合面３Ｍを示し、反射ポートの光ファイバ７端面を拡大表示し、ファイバ７のコア７Ｋの縦方向中心Ｘｃに対して、光束の中心が上方にずれた場合をプラス、下方にずれた場合をマイナスとしている。また、コア７Ｋの横方向中心に対して一側にずれた場合をプラス、他側にずれた場合をマイナスとし、透過ポートも同様にして保持具５の接合面５Ｍに対する位置ズレを表示した。尚、この場合も図１に示したようにコリメータ１４，１５の接合面は光路が最短となるように平行に設定されている。表３において、軸ズレ量に光束×１／２の値を加えれば、コアの中心から一番離れた光束の端部の位置が得られる。コアの半径は４．７５μｍであるから、光束がすべてコア内に入る位置であることがわかる。計算結果より、反射ポート、透過ポートへの光束がファイバのコア径以内におさまり、その光束径が約３μｍ以下と小さくできる。
【００４０】
表中の反射ポート及び透過ポートは、入射ポート６，８に対する反射ポート７，９及び透過ポート１０，１１である。また、そのときのモジュールの中心軸Ｃに対する入射角度をトップ側からみた場合とサイド側からみた場合を表４に示した。
【００４１】
【表４】
2004325812.tif 000007
ファイバ開口数０．１３のため、コアへの入射角度は限られている。その入射角度以外では、入射位置がコア径以内であってもファイバ内でクラッド側へ抜けてしまうので、損失が大きくなる。
【００４２】
モジュールの中心軸に対する入射角度に対しては、０．７３ｄｅｇの違いだけでほぼ光ファイバ開口数０．１３に入っているので、損失に対する影響は問題にならないほど小さく、従来技術と変わらない特性が得られる。
【００４３】
したがって、１個のモジュールで３ポート機能が２個分可能で、加工工数が従来の１／２程度となり、使用部品点数が従来の１／２程度、すなわち製造コストが１／２程度となる。
【００４４】
このように本実施形態では、請求項１に対応して、４本の光ファイバ６，７，８，９を保持した保持具３と屈折率分布型レンズ２とを有する第１のコリメータ１４と、複数本の光ファイバ１０，１１を保持した保持具５と屈折率分布型レンズ４とを有する第２のコリメータ１５とを備え、これら第１及び第２のコリメータ１４，１５の間に、光学特性を有する光フィルタ１を、第１のコリメータ１４の屈折率分布型レンズ２の端面２Ｔに対して平行に配置したから、入射した光信号は光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射して、保持具３内の入射ポートの光ファイバ６，８と対向位置にあるファイバ７，９ヘ結束することができる。
【００４５】
また、このように本実施形態では、請求項２に対応して、第１のコリメータ１４の保持具３は、偶数本の光ファイバ６，７，８，９を中心軸Ｃに対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバ６，７，８，９は、入射ポートの光ファイバ６，８と、光フィルタ１の反射光を受ける反射ポートの光ファイバ７，９とが対をなし、それら入射ポートの光ファイバ６，８と反射ポートの光ファイバ７，９が前記中心軸Ｃに対して対称の位置にあるものであり、このようにして保持具３，５内のファイバを配置することにより、複数組分の３ポート機能が得られる。そして、従来技術では、１モジュールで３ポート機能を１つしか持たないので、入射ポートとフィルタ反射による反射ポートファイバの中心軸に対して２本１対のファイバを保持する保持具を用いることでよかった。これに対して、本発明による１モジュールでは、３ポートのうち入射ポートの光ファイバ６，８とこれと対をなす反射ポートの光ファイバ７，９とを、第１のコリメータ１４の保持具３内に複数配置することにより、複数の３ポート機能を持たせることができる。
【００４６】
また、このように本実施形態では、請求項３に対応して、第２のコリメータ１５の保持具５は、偶数本の光ファイバ１０，１１を中心軸Ｃに対して同心円上に配置し、これら第２のコリメータ１５の光ファイバ１０，１１は、反射ポートの光ファイバ７，９と対向する位置にあるものであり、すなわち反射ポートの光ファイバ７の入光部と透過ポートの光ファイバ１０の入光部はモジュールの同軸上に位置し、また、反射ポートの光ファイバ９の入光部と透過ポートの光ファイバ１１の入光部はモジュールの同軸上に位置し、このように第１のコリメータ１４の入射ポートの光ファイバ６，８の位置が決まれば、第２のコリメータ１５における保持具５の透過ポートの光ファイバ１０，１１の位置は、中心軸Ｃに対して対称位置で結束するため、第１のコリメータ１４の保持具３の配置と同一構成で、光フィルタ１を中心として、第２のコリメータ１５の保持具５における光ファイバ１０，１１，１２，１２を対称に配置すればよい。
【００４７】
また、このように本実施形態では、請求項４記載に対応して、光フィルタ１の反射面たる蒸着面１Ｊを第１のコリメータ１４側に配置したから、蒸着面１Ｊと反射ポートの光ファイバ７，９までの距離（レンズを含む）が近ければ、レンズ２の影響により光ファイバヘ７，９の入射角度が緩くなるので、反射ポートの光ファイバ７，９の結合が一層容易となる。そして、ファイバへの入射角度がきついとファイバコア内に結合しても、ファイバ内で光線がコアからクラッドに抜けてしまうので、挿入損失が大きくなる。したがって、光ファイバへの入射角度が緩くなるようにすれば、反射ポートの光ファイバの挿入損失を小さくすることができる。以上のようにして、１個のモジュールで複数組みの３ポートを持つ複合モジュールが可能となる。
【００４８】
さらに、以下の実施形態により、６本のファイバを持つ保持具の場合、本発明がどう当てはまるかについて説明する。
【００４９】
図１４〜図１９は本発明の第２実施形態を示し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、６本の光ファイバを保持するファイバ保持具を使用した場合について説明する。図１４及び図１５に示すように、その保持具３，５は、円柱状で中心軸Ｃに対して同心円上に６本光ファイバを配置できる挿入孔３２を持っている。この挿入孔３２は６本の光ファイバに対応して略六角形形状に形成され、各光ファイバはその取付孔２０の角部により位置決めされる。
【００５０】
光モジュール光路について説明すると、前記の４本（２ｎ：ｎ＝２）のファイバを保持するファイバ保持具を使用した光モジュールの場合と同様に、入射ポートと反射ポートの位置関係は、保持具の中心軸Ｃに対して１８０度対称になっている。図１５及び図１６は、図１４に示す６心ファイバとした保持具Ａ−Ａ矢視図及びＢ−Ｂ矢視図である。また、図１７〜図１９は光路説明図であり、図１７（Ａ）〜図１９（Ａ）はモジュールをトップ側から見た説明図、図１７（Ｂ）〜図１９（Ｂ）はモジュールをサイド側から見た説明図である。前記の６心ファイバの保持具３において、１組目は、図１７に示すように、入射ポートの光ファイバ３３と反射ポートの光ファイバ３４とが対をなし、２組目は、図１８に示すように、入射ポートの光ファイバ３６、反射ポートの光ファイバ３７が対をなし、３組目は、図１９に示すように、入射ポートの光ファイバ４０と反射ポートの光ファイバ３９とが対をなし、対向する６心ファイバの保持具５の１組目は透過ポートの光ファイバ３８、２組目は透過ポートの光ファイバ３５、３組目は透過ポートの光ファイバ４１となる。４２，４３はダミーファイバである。これらダミーの光ファイバ４２，４３は他の光ファイバと同径である。
【００５１】
光モジュール光路に対して、図１７に示すように、１組目の光路は、入射ポートの光ファイバ３３の端面から屈折率分布型レンズ２、光フィルタ１を透過後、屈折率分布型レンズ４を通過し透過ポートの光ファイバ３８で結束し、一方、光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射した光は、屈折率分布型レンズ２を通過し反射ポートの光ファイバ３４で結束する。そして、その反射ポートと透過ポートの光ファイバ３４，３８は対向する位置にある。同様に２組目の光路は、図１８に示すように、入射ポートのファイバ３６から屈折率分布型レンズ２、光フィルタ１を透過後、屈折率分布型レンズ４を通過し、透過ポートの光ファイバ３５で結束し、一方、光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射した光は、屈折率分布型レンズ２を通過し反射ポートの光ファイバ３７で結束する。そして、その反射ポートと透過ポートの光ファイバ３５，３７は対向する位置にある。同様に３組目の光路は、図１９に示すように、入射ポートファイバ４０から屈折率分布型レンズ２、光フィルタ１を透過後、屈折率分布型レンズ４を通過し、透過ポートのファイバ４１で結束し、一方、光フィルタ１の蒸着面１Ｊで反射した光は、屈折率分布型レンズ２を通過し反射ポートのファイバ３９で結束する。そして、その反射ポートと透過ポートの光ファイバ３９，４１は対向する位置にある。これにより、１つモジュールで３組分の３ポート機能ができることがわかる。
【００５２】
第１実施形態と同様に反射ポートと透過ポートのファイバに結合したときの光束径を計算した。尚、各光ファイバ３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０，４１のコアの径は９．５μｍ、レンズ２，４のピッチとしては０．２４８である。また、ファイバ開口数０．１３である。そして、反射ポートと透過ポートの接合面に入射する光束径のトップ側からみた場合とサイド側からみた場合を表５に示す。
【００５３】
【表５】
2004325812.tif 000008
また、そのときのモジュールの中心軸Ｃに対する入射角度をトップ側からみた場合とサイド側からみた場合を表６に示す。
【００５４】
【表６】
2004325812.tif 000009
計算結果より、反射ポート、透過ポートへの光束がファイバのコア径以内におさまり、その光束径が約４．５μｍ以下と小さくできる。モジュールの中心軸Ｃに対する入射角度に対しては、ほぼ光ファイバ開口数０．１３に入っているので、損失に対する影響は問題にならないほど小さく、従来技術と変わらない特性が得られる。
【００５５】
このように本実施形態では、４本以上である６本の光ファイバ３３，３４，３６，３７，３９，４０を保持した保持具３と屈折率分布型レンズ２とを有する第１のコリメータ１４と、複数本の光ファイバ３５，３８，４１を保持した保持具５と屈折率分布型レンズ４とを有する第２のコリメータ１５とを備え、これら第１及び第２のコリメータ１４，１５の間に、光学特性を有する光フィルタ１を、第１のコリメータ１４の屈折率分布型レンズ２の端面に対して平行に配置し、偶数本の光ファイバ３３，３４，３６，３７，３９，４０を中心軸Ｃに対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバ３３，３４，３６，３７，３９，４０は、入射ポートの光ファイバ３３，３６，４０と、光フィルタ１の反射光を受ける反射ポートの光ファイバ３４，３７，３９とが対をなし、それら入射ポートの光ファイバ３３，３６，４０と反射ポートの光ファイバ３４，３７，３９が前記中心軸Ｃに対して対称の位置にあり、第２のコリメータ１５の保持具５は、偶数本の光ファイバ３５，３８，４１，４３を中心軸Ｃに対して同心円上に配置し、これら第２のコリメータ１５の光ファイバ３５，３８，４１は、反射ポートの光ファイバ３７，３４，３９と対向する位置にあるものであり、各請求項に対応して、上記第１実施形態と同様な作用・効果を奏する。
【００５６】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１の発明は、４本又は６本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第１のコリメータと、複数本の光ファイバを保持した保持具と屈折率分布型レンズとを有する第２のコリメータとを備え、これら第１及び第２のコリメータの間に、光学特性を有する光フィルタを、第１のコリメータの屈折率分布型レンズの端面に対して平行に配置したものであり、使用部品点数の削減、光フィルタ枚数の削滅、加工工数の削滅ができ、小型化と低コスト化が可能となる。
【００５８】
また、請求項２記載の発明は、前記第１のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、それら複数本の光ファイバは、入射ポートと、光フィルタの反射光を受ける反射ポートとが対をなし、それら入射ポートの光ファイバと反射ポートの光ファイバが前記中心軸に対して対称の位置にあるものであり、使用部品点数の削減、光フィルタ枚数の削滅、加工工数の削滅ができ、小型化と低コスト化が可能となる。
【００５９】
また、請求項３記載の発明は、前記第２のコリメータの保持具は、偶数本の光ファイバを中心軸に対して同心円上に配置し、これら第２のコリメータの保持具内の光ファイバは、前記反射ポートの光ファイバと対向する位置にあるものであり、使用部品点数の削減、光フィルタ枚数の削滅、加工工数の削滅ができ、小型化と低コスト化が可能となる。
【００６０】
また、請求項４記載の発明は、前記光フィルタの反射面を第１のコリメータ側に配置したものであり、使用部品点数の削減、光フィルタ枚数の削滅、加工工数の削滅ができ、小型化と低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示すマルチ合分波モジュールの正面図である。
【図２】同上、図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】同上、図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】同上、１組目の光路説明図であり、図４（Ａ）はトップ側から見たものであり、図４（Ｂ）はサイド側から見たものである。
【図５】同上、２組目の光路説明図であり、図５（Ａ）はトップ側から見たものであり、図５（Ｂ）はサイド側から見たものである。
【図６】同上、接合面の正面図であり、一部を拡大表示している。
【図７】参考例に係わる光モジュールの実施形態例の正面図であり、両側のコリメータの接合面が平行をなす。
【図８】同上、光モジュールの保持具の斜視図である。
【図９】同上、光モジュールの保持具とファイバ配置を示す断面図である。
【図１０】同上、図７のＡ−Ａ線矢視図である。
【図１１】同上、光モジュールの保持具とファイバと屈折率分布型レンズで構成されるコリメータの正面図である。
【図１２】同上、他の光モジュールの正面図であり、両側のコリメータの接合面がハの字の配置をなす。
【図１３】同上、光モジュールの光路説明図である。
【図１４】本発明の第２実施形態を示すマルチ合分波モジュールの正面図である。
【図１５】同上、図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】同上、図１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１７】同上、１組目の光路説明図であり、図１７（Ａ）はトップ側から見たものであり、図１７（Ｂ）はサイド側から見たものである。
【図１８】同上、２組目の光路説明図であり、図１８（Ａ）はトップ側から見たものであり、図１８（Ｂ）はサイド側から見たものである。
【図１９】同上、３組目の光路説明図であり、図１９（Ａ）はトップ側から見たものであり、図１９（Ｂ）はサイド側から見たものである。
【図２０】従来例の光モジュールの正面図である。
【符号の説明】
１  光フィルタ
１Ｊ  蒸着面（反射面）
２  屈折率分布型レンズ
３  保持具
４  屈折率分布型レンズ
５  保持具
２Ｍ，３Ｍ，４Ｍ，５Ｍ  接合面
６  入射ポートの光ファイバ
７  反射ポートの光ファイバ
８  入射ポートの光ファイバ
９  反射ポートの光ファイバ
１０  透過ポートの光ファイバ
１１  透過ポートの光ファイバ
１４  コリメータ
１５  コリメータ
３３  入射ポートの光ファイバ
３４  反射ポートの光ファイバ
３６  入射ポートの光ファイバ
３７  反射ポートの光ファイバ
４０  入射ポートの光ファイバ
３９  反射ポートの光ファイバ
３８  透過ポートの光ファイバ
３５  透過ポートの光ファイバ
４１  透過ポートの光ファイバ
【図１】
2004325812.tif 000010
【図２】
2004325812.tif 000011
【図３】
2004325812.tif 000012
【図４】
2004325812.tif 000013
【図５】
2004325812.tif 000014
【図６】
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【図７】
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【図８】
2004325812.tif 000017
【図９】
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【図１０】
2004325812.tif 000019
【図１１】
2004325812.tif 000020
【図１２】
2004325812.tif 000021
【図１３】
2004325812.tif 000022
【図１４】
2004325812.tif 000023
【図１５】
2004325812.tif 000024
【図１６】
2004325812.tif 000025
【図１７】
2004325812.tif 000026
【図１８】
2004325812.tif 000027
【図１９】
2004325812.tif 000028
【図２０】
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