(57)【要約】【課題】機械的振動などに影響されない信頼性を有し、かつ損失が少ないＷＤＭ用光部品を提供すること。【解決手段】第１段に２０ｎｍを分波する１個の光ファイバカプラ１０と、第２段に４０ｎｍを分波する２個の光ファイバカプラ１１，１２が配置されている。まず、第１段目に用いた光ファイバカプラ１０により、λ１、λ３とλ２、λ４とに分波される。次に、第２段目の２個の光ファイバカプラ１１及び１２により、それぞれλ１とλ３及びλ２とλ４とに分波される。多段に接続する光ファイバカプラとして、１段目カプラの合分波の波長間隔の２倍の波長間隔を分波する光ファイバカプラを２段目とし、それ以降、多段に接続するカプラの波長間隔を前段の２倍として構成することにより、特定の波長間隔で多数の波長を分波することが可能となる。【選択図】　　　　図１
2004061982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された複数の波長を合分波する１段目のＷＤＭ用光ファイバカプラと、該ＷＤＭ用光ファイバカプラと融着接続されて延伸され、前記複数の波長をさらに合分波する２段目以降の多段のＷＤＭ用光ファイバカプラとを備えたことを特徴とするＷＤＭ用光部品。
【請求項２】
前記多段に接続されるＷＤＭ用光ファイバカプラとして、１段目の光ファイバカプラの合分波の波長間隔のｎ倍の波長間隔を分波する光ファイバカプラを、２段目以降の光ファイバカプラとしたことを特徴とする請求項１に記載のＷＤＭ用光部品。
【請求項３】
前記多段のＷＤＭ用光ファイバカプラの出力ポートのコネクタ部分にフィルタを組み込んだことを特徴とする請求項１又は２に記載のＷＤＭ用光部品。
【請求項４】
光ファイバを融着・延伸する工程と、該工程により得られた１個以上のＷＤＭ用光ファイバカプラを多段に接続する工程とを備えたことを特徴とするＷＤＭ用光部品の製造方法。
【請求項５】
前記ＷＤＭ用光ファイバカプラを作製する際の融着・延伸工程の加熱源として電熱式セラミックマイクロヒータを用いたことを特徴とする請求項４に記載のＷＤＭ用光部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＷＤＭ（波長分割多重；Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）用光部品及びその製造方法に関し、より詳細には、一般光学や微小光学分野、または光通信や光情報処理の分野で用いられる種々のＷＤＭ用光部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまで光通信システムにおいて、波長多重分割して大容量化するための光部品としては、
（１）光ファイバとフィルタあるいはグレーティングを組み合わせた合分波器を用いる、
（２）レンズとフィルタあるいはグレーティングを組み合わせた合分波器を用いる、
（３）光源、検出器の前にフィルタあるいはグレーティングを用いる、
（４）導波路とフィルタあるいはグレーティングを組み合わせ合分波器を用いる、
（５）導波路型グレーティングを用いる、
などの方法があったが、これらの方法による光部品は、その構成が複雑であること、機械的振動などに敏感で信頼性に乏しいこと、あるいは損失が大きいこと及び製造工程が技術的に高度であり高価になるなどの問題があった。
【０００３】
また、上述した以外に光ファイバカプラの合分波機能を利用したものも存在するが、せいぜい２波長の多重化を行うことしか出来ないという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、機械的振動などに影響されない信頼性を有し、かつ損失が少ないＷＤＭ用光部品及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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、入力された複数の波長を合分波する１段目のＷＤＭ用光ファイバカプラと、該ＷＤＭ用光ファイバカプラと融着接続されて延伸され、前記複数の波長をさらに合分波する２段目以降の多段のＷＤＭ用光ファイバカプラとを備えたことを特徴とするＷＤＭ用光部品。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記多段に接続されるＷＤＭ用光ファイバカプラとして、１段目の光ファイバカプラの合分波の波長間隔のｎ倍の波長間隔を分波する光ファイバカプラを、２段目以降の光ファイバカプラとしたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記多段のＷＤＭ用光ファイバカプラの出力ポートのコネクタ部分にフィルタを組み込んだことを特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、光ファイバを融着・延伸する工程と、該工程により得られた１個以上のＷＤＭ用光ファイバカプラを多段に接続する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記ＷＤＭ用光ファイバカプラを作製する際の融着・延伸工程の加熱源として電熱式セラミックマイクロヒータを用いたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、通常のシングルモード光ファイバを融着・延伸して得られるカプラの合分波機能を、多段に接続することによって、より多くの波長を高精度に合分波し、通信容量増大の手段としての波長多重分割（ＷＤＭ）通信に適応するものである。本発明により、機械的振動などに影響されない信頼性を有し、損失が少ないＷＤＭ用光部品が実現でき、従来の課題を克服出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
以下に説明する実施例に用いた光ファイバカプラは、すべてセラミックマイクロヒータを用いて作製した。
【００１２】
［実施例１］
図１は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例１を説明するための構成図で、図中符号１０は２０ｎｍを分波する光ファイバカプラ、１１は４０ｎｍを分波する光ファイバカプラ、１２は４０ｎｍを分波する光ファイバカプラ、１３は融着による接続ポイント（融着ポイント）、１４はＷＤＭ用部品入力ポート、１５はＷＤＭ用部品出力ポートを示している。
【００１３】
λ１＝１５１０ｎｍ、λ２＝１５３０ｎｍ、λ３＝１５５０ｎｍ、λ４＝１５７０ｎｍを分波する本発明の４波長ＷＤＭ用光部品を作製した。第１段に２０ｎｍを分波する１個の光ファイバカプラ１０と、第２段に４０ｎｍを分波する２個の光ファイバカプラ１１，１２が配置されている。まず、第１段目に用いた光ファイバカプラ１０により、λ１＝１５１０ｎｍ、λ３＝１５５０ｎｍとλ２＝１５３０ｎｍ、λ４＝１５７０ｎｍとに分波される。
【００１４】
次に、第２段目の２個の光ファイバカプラ１１及び１２により、それぞれλ１とλ３及びλ２とλ４とに分波される。ここで、１段目カプラの合分波の波長間隔は２０ｎｍであるが、第２段目の２個の光ファイバ型カプラ合分波の波長間隔は４０ｎｍである。
【００１５】
すなわち、多段に接続する光ファイバカプラとして、１段目カプラの合分波の波長間隔の２倍の波長間隔を分波する光ファイバカプラを２段目とし、それ以降、多段に接続するカプラの波長間隔を前段の２倍として構成することにより、特定の波長間隔で多数の波長を分波することが可能となる。
【００１６】
１５１０ｎｍ、１５３０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍそれぞれでの中心波長での損失は０．４ｄＢ以下、中心波長でのクロストークは１５ｄＢ以上であった。図２は、本発明における実施例１の４波長ＷＤＭ用光部品の透過特性を示した図である。
【００１７】
［実施例２］
図３は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例２を説明するための構成図で、図中符号３１は２０ｎｍ間隔の合分波カプラ、３２は４０ｎｍ間隔の合分波カプラ、３３は８０ｎｍ間隔の合分波カプラ、３４はＷＤＭ用部品の入力ポート、３５はＷＤＭ用部品の出力ポート、３６は融着による接続ポイント（融着ポイント）を示している。
【００１８】
この実施例２では、実施例１の構成と同様な方法により８波長のＷＤＭ用光部品を作製した。第１段目に２０ｎｍ間隔の合分波カプラ３１と、２段目に４０ｎｍ間隔の合分波カプラ３２と、３段目に８０ｎｍ間隔の合分波カプラ３３を用いている。
【００１９】
このＷＤＭ用部品を用いて１４７０ｎｍから２０ｎｍおきに１６１０ｎｍまでの波長を合分波することが可能であった。損失はそれぞれの中心波長で平均０．５ｄＢ以下であった。また、中心波長でのクロストークは、１５ｄｂ以上確保することが可能であった。
【００２０】
［実施例３］
この実施例３では、実施例１の構成と同様な方法により１６チャンネルの本発明によるＷＤＭ用光部品を作製した。第１段目に１０ｎｍ間隔の合分波カプラと、２段目に２０ｎｍ間隔の合分波カプラと、３段目に４０ｎｍ間隔の合分波カプラを用いている。４段目に８０ｎｍ間隔の合分波カプラを用いている。
【００２１】
このＷＤＭ用部品を用いて１４５０ｎｍから１０ｎｍおきに１６１０ｎｍまでの波長を合分波することが可能であった。損失はそれぞれの中心波長で平均０．５ｄＢ以下であった。また、中心波長でのクロストークは、１０ｄＢ以上確保することが可能であった。
【００２２】
［実施例４］
図４は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例４を説明するための構成図で、図中符号４０はＷＤＭ用部品の入力ポート、４１は６０ｎｍ間隔の合分波カプラ、４２は２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ、４３は２４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート、４４は６０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート、４５は融着による接続ポイント（融着ポイント）、４６，４７は出力ポートを示している。
【００２３】
この実施例４では、本発明の３波長のＷＤＭ用部品を作製した。第１段目に６０ｎｍ間隔の合分波カプラ４１と、２段目に２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ４２を配置し、２４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート４３を第１段目の６０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート４４と融着ポイント４５で融着接続した構成になっている。
【００２４】
このＷＤＭ用部品の入力ポート４０から１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍの波長を入力したところ、出力ポート４６からは１５５０ｎｍの波長が、出力ポート４７からは１３１０ｎｍと１４９０ｎｍが合波されたものが出力された。図５は、図４に示した他の組み合わせカプラの透過特性を示した図である。各ポートの損失は０．５ｄＢ以下、クロストークは１０ｄＢ以上が可能であった。
【００２５】
［実施例５］
図６は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例５を説明するための構成図で、図中符号６０はＷＤＭ用部品の入力ポート、６１は６０ｎｍ間隔の合分波カプラ、６２は２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ、６３は６０ｎｍ間隔の合分波カプラ、６４，６５は出力ポートを示している。
【００２６】
この実施例５では、本発明の３波長のＷＤＭ用部品を作製した。第１段目に６０ｎｍ間隔の合分波カプラ６１と、２段目に２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ６２を配置し、さらに６０ｎｍ間隔の合分波カプラ６３を３段目に配置した。
【００２７】
このＷＤＭ用部品の入力ポート６０から１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍの波長を入力したところ、出力ポート６４からは１５５０ｎｍの波長が、出力ポート６５からは１３１０ｎｍと１４９０ｎｍが合波されたものが出力された。各ポートの損失は、０．５ｄＢ以下クロストークは２０ｄＢ以上が可能であった。
【００２８】
［実施例６］
図７は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例６を説明するための構成図で、図中符号７１は実施例７のコネクタ部分、７２はバンドパスフィルタを示している。なお、図１と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００２９】
この実施例６では、上述した実施例１（図１）の４波長のＷＤＭ用部品の出力ポートに設けられたコネクタ部分７１にバンドパスフィルタ７２を組み込んだ。図８は、本発明における実施例６の透過特性を示した図である。各ポートの損失は１．０ｄＢ以下、クロストークは２５ｄＢ以上が可能であった。
【００３０】
［実施例７］
図９は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例７を説明するための構成図で、図中符号９０は入力ポート、９１は出力ポートのコネクタ部分、９２は１５５０ｎｍを透過するエッジフィルタ、９３は出力ポートのコネクタ部分、９４は１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍを透過するエッジフィルタ、９５，９６は出力ポートを示している。なお、図４と同じ機能を有する構成要素には同一の符号を付してある。
【００３１】
この実施例７では、上述した実施例４（図４）の３波長のＷＤＭ用部品の出力側のポートに、出力ポートのコネクタ部分９１に１５５０ｎｍを透過するエッジフィルタ９２を挿入した。また、出力ポートのコネクタ部分９３に１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍを透過するエッジフィルタ９４を組み込んだ。
【００３２】
このＷＤＭ用部品の入力ポート９０から１５５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍの波長を入力したところ、出力ポート９５から１５５０ｎｍの波長が、出力ポート９６からは１３１０ｎｍと１４９０ｎｍが合波されたものが出力された。各ポートの損失は１．０ｄＢ以下、クロストークは２５ｄＢ以上が可能であった。
【００３３】
［実施例８］
図１０は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例８を説明するための構成図で、図中符号１００は２０ｎｍ間隔の合分波カプラ、１０１は４０ｎｍ間隔の合分波カプラ、１０２は４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート、１０３は２０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート、１０４は融着による接続ポイント（融着ポイント）、１０５はＷＤＭ用部品の入力ポート、１０６，１０７は出力ポートを示している。
【００３４】
この実施例８では、アドドロップ機能を有するＷＤＭ部品を作製した。第１段目に２０ｎｍ間隔の合分波カプラ１００と、２段目に４０ｎｍ間隔の合分波カプラ１０１を配置し、４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート１０２を第１段目の２０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート１０３と融着ポイント１０４で融着接続した構成になっている。
【００３５】
このＷＤＭ用部品の入力ポート１０５から１５１０ｎｍ、１５３０ｎｍ、１５５０ｎｍ、１５７０ｎｍの波長を入力したところ出力ポート１０６からは１５５０ｎｍの波長が、出力ポート１０７からは１５１０ｎｍ、１５３０ｎｍ、１５７０ｎｍが合波されたものが出力されるアドドロップ用のＷＤＭ部品が作製できた。各ポートの損失は０．５ｄＢ以下であった。
【００３６】
［実施例９］
図１１は、本発明のＷＤＭ用光部品の実施例９を説明するための構成図で、図中符号１１０は５０ｎｍ間隔の合分波カプラ、１１１は５０ｎｍ間隔の合分波カプラ、１１２は１００ｎｍ間隔の合分波カプラ、１１３は第１段目の５０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート、１１４は融着による接続ポイント（融着ポイント）、１１５，１１６はＷＤＭ用部品の入力ポート、１１７はＷＤＭ用部品の出力ポートを示している。
【００３７】
この実施例９では、双方向通信可能なＷＤＭ部品を作製した。第１段目に５０ｎｍ間隔の合分波カプラ１１０と、２段目に５０ｎｍ間隔の合分波カプラ１１１を配置し、１００ｎｍ間隔の合分波カプラ１１２の出力ポートを第１段目の５０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート１１３と融着ポイント１１４で融着接続した構成になっている。
【００３８】
このＷＤＭ用部品の入力ポート１１５から１５５０ｎｍ、１６５０ｎｍの波長を入力し、入力ポート１１６から１３１０ｎｍの波長を入力しところ、出力ポート１１７からは１５５０ｎｍの波長が、１６５０ｎｍ、１３１０ｎｍの光は合波されて入力ポート１１５へ出力された。各ポートの損失は０．５ｄＢ以下であった。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光ファイバを融着・延伸して得られる１個以上のＷＤＭ用光ファイバカプラを多段に接続したので、以下のような、ＷＤＭ用光部品が高精度で高信頼性を有するという効果を奏する。
（１）本発明では温度制御が精度よく行える電熱式セラミックマイクロヒータを加熱源としたカプラ製造装置を用いて、基本となるＷＤＭ用光ファイバカプラを作製している。このため高性能な合分波が行えるＷＤＭ用光部品が実現可能である。
（２）本発明ではカプラの合分波機能を、多段に接続することによって波長分割数を増加させることを基本としているが、組み合わせるカプラの波長分割間隔をｎ倍にすることによって、多波長のＷＤＭを行う際に問題となるクロストークの値を１０ｄＢ以上にすることが容易に実現できる。
（３）更に、上述した特徴を有する多段に配列された光ファイバカプラの出力ポートのコネクタ部にバンドパスフィルタあるいはエッジフィルタを組み込むことによって２０ｄＢ以上のクロストークを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例１を説明するための構成図で、４波長ＷＤＭ用光部品のカプラ構成配置図である。
【図２】本発明における実施例１の４波長ＷＤＭ用光部品の透過特性を示す図である。
【図３】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例２を説明するための構成図で、８波長のＷＤＭ用光部品のカプラ構成配置図である。
【図４】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例４を説明するための構成図で、３波長ＷＤＭ用部品のカプラ構成配置図である。
【図５】本発明における実施例４の３波長ＷＤＭ用光部品の透過特性を示す図である。
【図６】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例５を説明するための構成図で、３波長のＷＤＭ用部品のカプラ構成配置図である。
【図７】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例６を説明するための構成図で、４波長ＷＤＭ用光部品のカプラ構成配置図である。
【図８】本発明における実施例６の４波長ＷＤＭ用光部品の透過特性を示す図である。
【図９】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例７を説明するための構成図で、３波長ＷＤＭ用光部品のカプラ構成配置図である。
【図１０】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例８を説明するための構成図で、アドドロップ機能を有するＷＤＭ用光部品のカプラ構成配置図である。
【図１１】本発明のＷＤＭ用光部品の実施例９を説明するための構成図で、ＷＤＭ用部品のカプラ構成配置図である。
【符号の説明】
１０　２０ｎｍを分波する光ファイバカプラ
１１　４０ｎｍを分波する光ファイバカプラ
１２　４０ｎｍを分波する光ファイバカプラ
１３　融着による接続ポイント（融着ポイント）
１４　入力ポート
１５　出力ポート
３１　２０ｎｍ間隔の合分波カプラ
３２　４０ｎｍ間隔の合分波カプラ
３３　８０ｎｍ間隔の合分波カプラ
３４　本発明のＷＤＭ用部品の入力ポート
３５　本発明のＷＤＭ用部品の出力ポート
４０　ＷＤＭ用部品の入力ポート
４１　６０ｎｍ間隔の合分波カプラ
４２　２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ
４３　２４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート
４４　６０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート
４５　融着による接続ポイント（融着ポイント）
４６，４７　出力ポート
６０　ＷＤＭ用部品の入力ポート
６１　６０ｎｍ間隔の合分波カプラ
６２　２４０ｎｍ間隔の合分波カプラ
６３　６０ｎｍ間隔の合分波カプラ
６４，６５　出力ポート
７１　出力ポートのコネクタ部分
７２　バンドパスフィルタ
９０　入力ポート
９１　出力ポートのコネクタ部分
９２　１５５０ｎｍを透過するエッジフィルタ
９３　出力ポートのコネクタ部分
９４　１３１０ｎｍ、１４９０ｎｍを透過するエッジフィルタ
９５，９６　出力ポート
１００　２０ｎｍ間隔の合分波カプラ
１０１　４０ｎｍ間隔の合分波カプラ
１０２　４０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート
１０３　２０ｎｍ間隔の合分波カプラの入力ポート
１０４　融着による接続ポイント（融着ポイント）
１０５　ＷＤＭ用部品の入力ポート
１０６，１０７　出力ポート
１１０　５０ｎｍ間隔の合分波カプラ
１１１　５０ｎｍ間隔の合分波カプラ
１１２　１００ｎｍ間隔の合分波カプラ
１１３　第１段目の５０ｎｍ間隔の合分波カプラの出力ポート
１１４　融着による接続ポイント（融着ポイント）
１１５，１１６　ＷＤＭ用部品の入力ポート
１１７　ＷＤＭ用部品の出力ポート
【図１】
2004061982.tif 000003
【図２】
2004061982.tif 000004
【図３】
2004061982.tif 000005
【図４】
2004061982.tif 000006
【図５】
2004061982.tif 000007
【図６】
2004061982.tif 000008
【図７】
2004061982.tif 000009
【図８】
2004061982.tif 000010
【図９】
2004061982.tif 000011
【図１０】
2004061982.tif 000012
【図１１】
2004061982.tif 000013