(57)【要約】【課題】波長合分波器を小型化する。【解決手段】基板１０上に犠牲層２０が固着し、さらにその犠牲層２０の当該基板１０と反対の面に透明部材層３０が固着した３層基板の当該透明部材層３０を、当該犠牲層２０までエッチング加工し、この透明部材層３０を、当該犠牲層２０に固着した複数の透明部材３１に分割する（第３工程）。そして、分割した透明部材３１の犠牲層２０固着面と向い合う面に、誘電体多層膜フィルタ４１を成膜し（第４工程）、エッチングによって犠牲層２０を除去してフィルタチップ５１〜５４を製造し（第５工程）、これらのフィルタチップ５１〜５４を接合し（第６工程）、反射膜６０を成膜して（第７工程）、誘電体多層膜フィルタブロック５０を製造する。【選択図】      図１
2004294996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を波長に応じて選択的に透過・反射させる誘電体多層膜フィルタが透明部材の表面に成膜され、この誘電体多層膜フィルタ成膜面と向い合う透明部材面に反射膜が成膜された誘電体多層膜フィルタブロックにおいて、
エッチングによって分割された前記透明部材に前記誘電体多層膜フィルタを成膜することによって製造された、選択波長が異なる複数のフィルタチップを有し、
前記複数のフィルタチップは、それぞれの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面が同一面となるように並列配置された状態で、隣り合う前記フィルタチップと相互に接合されていること、
を特徴とする誘電体多層膜フィルタブロック。
【請求項２】
前記フィルタチップは、
隣り合う他の前記フィルタチップと嵌合する凹凸形状を有することを特徴とする請求項１記載の誘電体多層膜フィルタブロック。
【請求項３】
多重化光を所定の波長帯域ごとに分波し、或いは、所定の波長帯域ごとに分波された分波光を多重化する波長合分波器において、
エッチングによって分割された透明部材に、入射光を波長に応じて選択的に透過・反射させる誘電体多層膜フィルタを成膜することによって製造された、選択波長が異なる複数のフィルタチップを、それぞれの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面が同一面となるように並列配置して接合した誘電体多層膜フィルタブロックと、
前記多重化光が入射或いは出射する光学ポート部を少なくとも除く、前記誘電体多層膜フィルタブロックの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面と向い合う面に成膜された反射膜と、
前記誘電体多層膜フィルタブロックの前記光学ポート部に光学的に接続された第１コリメータレンズと、
前記誘電体多層膜フィルタブロックの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面に光学的に接続された複数の第２コリメータレンズと、
を有することを特徴とする波長合分波器。
【請求項４】
透明部材の表面に誘電体多層膜が形成された誘電体多層膜ブロックの製造方法において、
基板上に犠牲層が固着し、さらにその犠牲層の当該基板と反対の面に透明部材層が固着した３層基板の当該透明部材層を、当該犠牲層までエッチング加工し、この透明部材層を、当該犠牲層に固着した複数の透明部材に分割する第１エッチング工程と、
前記第１エッチング工程において分割された前記透明部材の、前記犠牲層と固着する反対の面に、前記誘電体多層膜を成膜する成膜工程と、
エッチングによって前記犠牲層を除去する第２エッチング工程と、
を有することを特徴とする誘電体多層膜ブロックの製造方法。
【請求項５】
前記誘電体多層膜は、
入射光を波長に応じて選択的に透過・反射させる誘電体多層膜フィルタであることを特徴とする請求項４記載の誘電体多層膜ブロックの製造方法。
【請求項６】
前記第２エッチング工程を経て分割された前記透明部材に前記誘電体多層膜フィルタが形成された複数のフィルタチップを、それぞれの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面が同一面となるように並列配置し、隣り合う前記フィルタチップを相互に接合する接合工程と、
前記接合工程による接合後、多重化光が入射或いは出射する光学ポート部を少なくとも除く、前記フィルタチップの前記誘電体多層膜フィルタ成膜面と向かい合う面に、反射膜を成膜する反射膜成膜工程と、
を有することを特徴とする請求項５記載の誘電体多層膜ブロックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、透明部材の表面に誘電体多層膜が形成された誘電体多層膜フィルタブロック、それを有する波長合分波器、及び誘電体多層膜ブロックの製造方法に関し、特に、形状の小型化を図った誘電体多層膜フィルタブロック、波長合分波器、及び誘電体多層膜ブロックの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インターネット等の情報通信ネットワークの急速な発展、多様化に伴い、ＦＴＴｘ、ｘＤＳＬ、ＣＡＴＶ等の高速・広帯域な加入者網（ブロードバンドアクセス）の普及が進んでいる。そして、このブロードバンドアクセス加入者のさらなる増加に伴い、基幹通信網（１００ｋｍ以上の長距離通信網）やメトロ通信網（２０〜１００ｋｍ程度の短中距離通信網）においても、データ通信量が大幅に増加するものと予想される。
【０００３】
このような中、近年積極的に導入が進められている光通信システムの一つにＷＤＭ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送システムがある。ＷＤＭ伝送システムとは、複数波長の多チャンネル（８，１６，３２チャンネル等）光信号を多重化した後、一本の光ファイバにまとめて伝送し、その伝送先で再び元の多信号に分波するシステムである。このシステムを用いた場合、新たに光ファイバケーブルを増設する必要がなく情報伝送容量の増加に対応できるため、光ファイバケーブルを増設する方法に比べ、経済的に優れているという利点がある。そして、このＷＤＭ伝送システムには、主に基幹通信網で使用されるＤＷＤＭ（ｄｅｎｓｅ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムや、主にメトロ通信網で使用されるＣＷＤＭ（ｃｏａｒｓｅ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）システムがある。
【０００４】
図６は、これらのシステムで使用される従来の波長合分波器の一例である光多重化デバイス１００を示した図である（特許文献１参照）。
図６に示すように、この光多重化デバイス１００は、多重波長のコリメートされた光を透過する光学ポート１１１を有する光学ブロック１０１、光学ブロック１１０のマルチポート面１２０に広がり、このマルチポート面１２０に沿って互いに間隔をあけて配列された多数の光学ポート１２１〜１２８を有する連続変厚干渉フィルタ１３０、マルチポート面１２０に向い合うシングルポート面１１０に光学ポート１１１を覆わないように成膜された高反射フィルム１１２、多重化光（多チャンネル光信号）を伝播する光ファイバ１５０、光ファイバ１５０によって伝播された多重化光を平行光に変換して光学ポート１１１へ入射させるコリメータレンズ１４０、光学ポート１２１〜１２８から出射した分波光を収束させるコリメータレンズ１６１〜１６８、及びコリメータレンズ１６１〜１６８によって収束した分波光を伝播する光ファイバ１７１〜１７８によって構成される。ここで、連続変厚干渉フィルタ１３０は、特定波長域の光を選択的に反射・透過させる誘電体多層膜である。そして、この連続変厚干渉フィルタ１３０の膜厚・膜構成は、光学ポート１２１側から光学ポート１２８側に向けて連続的・線形的に変化しており、この膜厚・膜構成の違いによって、各光学ポート１２１〜１２８ごとの反射・透過特性が異なる構成となっている。
【０００５】
光ファイバ１５０から入射した多重化光は、コリメータレンズ１４０によって平行光とされ、光学ポート１１１から光学ブロック１０１に入射する。入射した多重化光は、光学ブロック１０１内を進み、連続変厚干渉フィルタ１３０の光学ポート１２１部分に入射する。この連続変厚干渉フィルタ１３０の光学ポート１２１部分に入射した多重化光は、この部分の反射・透過特性に応じ、所定の波長域の光を透過させ、その他の波長域の光を反射させる。ここで、透過した波長域の光はコリメータレンズ１６１で収束されて光ファイバ１７１に入射し、反射した波長域の光は、高反射フィルム１１２で反射した後、連続変厚干渉フィルタ１３０の光学ポート１２２部分に入射する。ここでも同様に、所定の波長帯域の光を透過させコリメータレンズ１６２及び光ファイバ１７２に入射させるとともに、その他の波長帯域の光を反射する。その後も同様な透過・反射を繰り返していき、これにより、光学ポート１１１から入射された多重化光を、連続変厚干渉フィルタ１３０の各光学ポート１２１〜１２８部分の反射・透過特性に応じて分波し、この分波光を光ファイバ１７１〜１７８から出射する。また、上述の光の経路を逆にたどれば、複数チャンネルの光信号を多重化することも可能である。
【０００６】
また、波長合分波器の別の従来構成として、ディスクリートタイプのものもある。これは、特許文献１の光多重化デバイス１００の光学ブロック１０１にあたる部分が一体成形されず、複数のフィルタチップを接合して構成されるものである。この場合、各フィルタチップには、それぞれ反射・透過特性が異なる誘電体多層膜フィルタが形成され、これらの誘電体多層膜フィルタが同一平面になるように各フィルタチップを接合して光学ブロックを構成する。なお、このディスクリートタイプの波長合分波器の動作は、上述の光多重化デバイス１００と同様である。また、各フィルタブロックを接合せず、各フィルタチップ間を光ファイバで光学的に接続するタイプもある。
【０００７】
【特許文献１】
特表２０００−５０８０７８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の波長合分波器では小型化が困難であるという問題点がある。
例えば、ＤＷＤＭシステムならば狭ピッチのため、ＣＷＤＭシステムならば、通過帯域を広くするため、それらに用いられる波長合分波器の誘電体多層膜には急峻な波長特性が要求される。そして、急峻な波長特性の誘電体多層膜フィルタを構成する場合、その積層数及び膜厚は必然的に大きく成らざるを得ない。
ところが、ガラス等の基板上に誘電体多層膜を成膜した場合、この基板を誘電体多層膜成膜面側に湾曲させる応力が発生することが知られており、この応力の大きさは、成膜される誘電体多層膜の積層数及び膜厚が増えれば増えるほど、誘電体多層膜の成膜面積が広くなればなるほど、大きくなることが知られている。
【０００９】
そのため、急峻な波長特性を得るため誘電体多層膜フィルタの積層数及び膜厚が大きくならざるを得ないＤＷＤＭシステムやＣＷＤＭシステム用の光多重化デバイス１００において、光学ブロック１０１の厚みを薄くした場合、これに成膜された連続変厚干渉フィルタ１３０の応力によって、この光学ブロック１０１が変形・破損してしまうという問題が生じる。従って、この光学ブロック１０１の低背化にも限界があり、実際には、数ｍｍ後半オーダー以下の厚みとすることは困難である。例えば、図６に示した光多重化デバイス１００の場合、光学ブロック１０１の厚さ（ｅ）は５ｍｍ以上となる（特許文献１参照）。
【００１０】
また、光学ブロック１０１の厚みを薄くできない場合、当然、その光学ブロック１０１内を厚み方向に反射しながら進む光の光路長も長くなる。そのため、この長い光路において必要な平行光を得、また、長い光路中において広がった光を十分な効率で受光するためには、数ｍｍオーダーの径のコリメータレンズ１６１〜１６８が必要となる。そのため、コリメータレンズ１６１〜１６８が光学的に接続される光学ポート１２１〜１２８も数ｍｍオーダー以上のピッチにしなければならず、光学ブロック１０１の長手方向の長さも長くなってしまう。例えば、図６に示した光多重化デバイス１００の場合、光学ブロック１０１の長手方向の長さ（ｆ）は、少なく見積もっても１４．１ｍｍ以上となる（特許文献１参照）。
【００１１】
以上のような問題点は、従来のディスクリートタイプの波長合分波器でも同様である。図７に、従来のディスクリートタイプ波長合分波器の製造工程の一部を例示する。
図７に例示するように、この製造工程では、まず、数ｍｍ後半オーダー以上の厚みのガラス、シリコン（Ｓｉ）等の透明部材２０１を用意する（第１１工程）。ここで数ｍｍ後半オーダー以上という厚い材料を用いるのは、前述の応力による透明部材２０１の変形・破損を防止するためのである。次に、イオンビームスパッタリング（ＩＢＭ）等の方法によって、透明部材２０１表面に誘電体多層膜フィルタ２０２を成膜する（第１２工程）。次に、この誘電体多層膜フィルタ２０２が成膜された透明部材２０１を、所定のピッチでダイシングしてチップ化し（第１３工程）、そのチップを研磨して薄片化する（第１４工程）。
【００１２】
ここで、第１３工程においてダイシングを行っているが、その加工特性上、このダイシングを透明部材２０１の厚み以下のピッチで行うことは困難である。従って、ダイシング後のチップ寸法は、数ｍｍ後半オーダー以上となり、例え、第１４工程において厚み方向の研磨を行ったとしても、製造される波長合分波器の小型化には限界がある。
この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、外形寸法の小型化を図ることが可能な誘電体多層膜フィルタブロックを提供することを目的とする。
また、この発明の他の目的は、外形寸法の小型化を図ることが可能な波長合分波器を提供することである。
さらに、この発明の他の目的は、小型の誘電体多層膜ブロックを製造することが可能な誘電体多層膜ブロックの製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明では上記課題を解決するために、エッチングによって分割された透明部材に、誘電体多層膜フィルタを成膜してフィルタチップを製造し、製造した複数のフィルタチップを、それぞれの誘電体多層膜フィルタ成膜面が同一面となるように並列配置した状態で、隣り合うフィルタチップと相互に接合して誘電体多層膜ブロックを構成する。
ここで、透明部材をエッチングによって分割した後に、誘電体多層膜フィルタを成膜することとしたため、誘電体多層膜フィルタの積層数及び膜厚が大きくなった場合であっても、この誘電体多層膜フィルタの応力によるフィルタチップの変形・破損の可能性を低減させることができる。すなわち、前述のように、誘電体多層膜フィルタの応力は、その成膜面積が広ければ広いほど大きくなるが、この発明では、エッチングによって細分化された透明部材に誘電体多層膜フィルタを成膜しており、フィルタチップごとの成膜面積は大変小さい。そのため、この誘電体多層膜フィルタの応力も小さくなり、透明部材の変形・破損の問題も軽減されることになる。その結果、フィルタチップを薄く構成することが可能となり、これらを接合して構成される誘電体多層膜ブロックの寸法も小型化することも可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、この形態の波長合分波器を構成する誘電体多層膜フィルタブロック５０（誘電体多層膜ブロックに相当）の製造工程を説明するための図であり、各工程における半製品の断面図を例示している。以下、この図に沿って誘電体多層膜フィルタブロック５０の製造工程の説明を行う。
まず、ガラスや単結晶・多結晶シリコン（Ｓｉ）等の基板１０を用意する（第１工程／図１（ａ））。この基板１０の厚みは、ｍｍオーダ後半以上のものであることが望ましい。後述する誘電体多層膜フィルタ４０の成膜に起因する応力によって、基板が変形・破損してしまうことを防止するためである。
【００１５】
次に、基板１０の片面側に犠牲層２０を成膜する（図１（ｂ））。具体的には、基板１０がガラスであった場合には、例えば、ポリシリコン（多結晶シリコン）膜を化学気相成長法等によって成膜し、このポリシリコン膜を犠牲層２０とする。また、基板１０がシリコン（Ｓｉ）であった場合には、例えば、基板１０上に高エネルギーで酸素（Ｏ２）を注入後、熱処理を行うことにより、その基板１０表面に酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を成膜し、この酸化シリコン膜を犠牲層２０とする。
【００１６】
さらに、成膜された犠牲層２０の基板１０と反対の面に透明部材層３０を形成する。この透明部材層３０には、例えば、基板１０と同じ材質のウエーハを用いる。そして、このウエーハを公知の張り合わせ法等により、犠牲層２０に張り合わせ、図１の（ｂ）に例示するような３層構造の基板が形成される（第２工程）。なお、この透明部材層３０は、この例の誘電体多層膜フィルタブロック５０に必要な光学特性を具備する厚みであればよく（例えば、１〜２ｍｍ程度の厚み）、誘電体多層膜フィルタ４０の成膜に起因する応力を考慮する必要はない。この応力に対する強度は前述の基板１０によって確保され、さらに、後述するように、誘電体多層膜フィルタ４０の成膜は、透明部材層３０の分割後に行われるため、透明部材層３０上の成膜面積も小さく、この透明部材層３０に対する応力も小さいからである。また、この例では、第１工程及び第２工程によって、基板１０上に犠牲層２０が固着し、さらにその犠牲層２０の基板１０と反対の面に透明部材層３０が固着した３層基板を構成することとしたが、市販のＳＯＩ（ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板を、この３層基板として用いることとしてもよい。
【００１７】
次に、このような３層基板の透明部材層３０を、犠牲層２０までエッチング加工し、この透明部材層３０を、犠牲層２０に固着した複数の透明部材３１に分割する（第３工程（第１エッチング工程に相当）／図１（ｃ））。つまり、公知のフォトリソグラフィプロセスによって透明部材層３０表面にフォトマスクをパターニングし、選択エッチングにより、透明部材層３０の一部を犠牲層２０表面まで除去する加工を行い、透明部材層３０を複数の領域に分離する。
【００１８】
なお、このエッチングには、例えば、公知のドライエッチングやウエットエッチングを用いるが、基板１０及び透明部材層３０の材料としてシリコン（Ｓｉ）を使用し、犠牲層２０として酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜を用いた場合には、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）によるウエットエッチングを用いる。これにより、犠牲層２０である酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜によってエッチストップがかかり、透明部材層３０のみを選択的にエッチングすることができる。また、基板１０のシリコン（Ｓｉ）と透明部材層３０のシリコン（Ｓｉ）の結晶方向を相互に異なるものとすることにより、基板１０へのエッチングの進行を抑えつつ、透明部材層３０のエッチングを行うことができる。さらに、この構成において、誘導結合（ＩＣＰ；  Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ）を用いて発生されたプラズマによるドライエッチングを行ってもよい。この場合には、加工レートの差からエッチングの進行を犠牲層２０表面で止めることができる。また、基板１０及び透明部材層３０の材料としてガラスを使用し、犠牲層２０としてポリシリコン膜を用いた場合には、例えば、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈ）を用い、透明部材層３０のガラスのみを選択的にエッチングする。
【００１９】
図２の（ａ）は、このようなエッチング加工が行われた基板１０、犠牲層２０及び透明部材３１を例示した斜視図である。
図２の（ａ）に例示するように、この加工によって、透明部材層３０は、それぞれの端面が犠牲層２０に固着された複数の板状の透明部材３１に分割される。また、この透明部材３１の犠牲層２０固着面に垂直な一側面には、透明部材３１の犠牲層２０固着面と垂直な方向に形成されたＶ字型の溝である２つの凹部３１ｂが形成され、それに向い合う面には、この凹部３１ｂと嵌合する形（三角柱形状）の２つの凸部３１ａが形成される。なお、このように透明部材３１に凸部３１ａや凹部３１ｂを自由に形成することができるのは、エッチングによって透明部材層３０を分割し、透明部材３１を構成することとしたからである。
【００２０】
次に、第３工程において分割された各透明部材３１の、犠牲層２０と固着する反対の面（端部３１ｃ）に誘電体多層膜フィルタ４１を、犠牲層２０の表面に誘電体多層膜フィルタ４０を成膜する（第４工程（成膜工程に該当）／図１（ｄ））。この誘電体多層膜フィルタ４０，４１の成膜は、例えば、イオンビームスパッタ（ＩＢＭ）やイオンビームアシストデポジション（ＩＡＤ）等の一方向の膜成長を可能とする方法を用い、端部３１ｃ及び犠牲層２０表面に、Ｔａ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜とを交互に成膜することによって行われる。なお、前述のように「誘電体多層膜フィルタ」とは、入射光を波長に応じて選択的に透過・反射させる光学フィルタを意味する。
【００２１】
この誘電体多層膜フィルタ４１の成膜により、透明部材３１には前述の応力が加わることとなるが、この透明部材３１は微小面積に分割されており、その端部３１ｃに成膜される誘電体多層膜フィルタ４１の面積も小さい。従って、この誘電体多層膜フィルタ４１の成膜によって透明部材３１に加わる応力も小さく、この応力によって透明部材３１が変形することはない。また、犠牲層２０に成膜された誘電体多層膜フィルタ４０による応力はある程度大きいが、前述のように十分厚い基板１０を用いているため、この応力によって基板が変形することもない。
【００２２】
次に、公知のエッチング技術によって犠牲層２０を除去する（第５工程（第２エッチング工程に相当）／図１（ｅ））。具体的には、例えば、犠牲層２０がシリコン（Ｓｉ）であった場合には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）を、犠牲層２０が酸化シリコン（ＳｉＯ２）であった場合には、フッ酸をエッチング液として用いてエッチングを行う。これにより、誘電体多層膜フィルタ４１が成膜された透明部材３１、及び犠牲層２０上に形成されていた誘電体多層膜フィルタ４０が基板１０から分離し、この犠牲層２０上に形成されていた誘電体多層膜フィルタ４０も容易に洗い流される。これにより、片面に誘電体多層膜フィルタ４１が形成された透明部材３１である複数のフィルタチップ５１が分離されることになる。
【００２３】
図２の（ｂ）は、このように生成されたフィルタチップ５１の外観を例示した斜視図である。
この図に示すように、この例のフィルタチップ５１は、一つの面に誘電体多層膜フィルタ４１が成膜された板である。この誘電体多層膜フィルタ４１成膜面と垂直な一つの側面には、この誘電体多層膜フィルタ４１成膜面と垂直な方向に形成されたＶ字型の溝である２つの凹部５１ｂ（図２（ａ）の凹部３１ｂに該当））が形成されており、それに向い合う面には、この凹部３１と嵌合する形状（三角柱形状）の２つの凸部５１ａ（図２（ａ）の部３１ｂに該当））が形成されている。なお、この例のフィルタチップ５１の外形寸法を例示すると、誘電体多層膜フィルタ４１成膜面の長手方向の長さ（ａ）は５００μｍ程度、これに垂直な誘電体多層膜フィルタ４１成膜面上の他の一辺の長さ（ｂ）は２５０μｍ程度、誘電体多層膜フィルタ４１成膜面に垂直な側面の長さ（ｃ）は１．４４ｍｍ程度である。なお、このような微細なチップを形成できるのは、前述のように（第３工程）、エッチング加工によって透明部材３１を分割したからである。
【００２４】
以上のような工程によって製造されたフィルタチップ５１は、次の第６工程に運ばれる。また、この第６工程には、このフィルタチップ５１の他、同様な製造工程を経て製造された透明部材３２〜３４及び誘電体多層膜フィルタ４２〜４４からなるフィルタチップ５２〜５４も運ばれる。ただし、フィルタチップ５１〜５４は、それぞれ別工程で製造されたものであり、それぞれに成膜されている誘電体多層膜フィルタ４１〜４４の波長特性は異なる（それぞれ異なる波長の光を選択的に透過・反射する）。
第６工程では、第５工程（第２エッチング工程）を経て分割された複数のフィルタチップ５１〜５４を、それぞれの誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面が同一面となるように並列配置し、隣り合うフィルタチップ５１〜５４を相互に接合した誘電体多層膜フィルタブロック５０を製造する（接合工程／図１（ｆ））。
【００２５】
図３の（ａ）は、この工程において製造された誘電体多層膜フィルタブロック５０の外観を例示した斜視図である。
図３の（ａ）に例示するように、この工程におけるフィルタチップ５１〜５４の接合は、誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面を同一平面に配し、フィルタチップ５１の凹部５１ｂにフィルタチップ５２の凸部５２ａを嵌合させ、フィルタチップ５２の凹部５２ｂにフィルタチップ５３の凸部５３ａを嵌合させ、フィルタチップ５３の凹部５３ｂにフィルタチップ５４の凸部５４ａを嵌合させ、これらを、透明部材透明部材３１〜３４と屈折率が等しい透明接着剤によって、相互に接着することによって行われる。
第６工程（接合工程）による接合後、多重化光が入射或いは出射する光学ポート部５１ａを少なくとも除く、フィルタチップ５１〜５４の誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面と向い合う面に反射膜６０を成膜する（第７工程（反射膜成膜工程に該当）／図１（ｇ））。
【００２６】
図３の（ｂ）は、この工程において反射膜６０が成膜されたフィルタブロック５０の外観構成を例示した斜視図である。
この例では、フィルタチップ５１の誘電体多層膜フィルタ４１成膜面に向い合う面を光学ポート部５１ａとし、フィルタチップ５２〜５４の誘電体多層膜フィルタ４２〜４４成膜面に向い合う面全体に、金（Ａｕ）等の反射膜６０が電子ビーム蒸着等によって成膜される。
そして、以上のように製造された反射膜６０が成膜された誘電体多層膜フィルタブロック５０に、光ファイバが接続されたコリメータレンズを取り付けることにより、この形態の波長合分波器１が完成する。
【００２７】
図４は、このように完成した波長合分波器１の外観構成を例示した斜視図であり、図５は、図４におけるＹ方向からみた波長合分波器１の底面図の例示である。なお、図５には、波長合分波器１を分波に使用する場合の光の進み方を図示している。
これまで説明したように、この例の誘電体多層膜フィルタブロック５０は、エッチングによって分割された透明部材３１〜３４に、選択波長が異なる誘電体多層膜フィルタ４１〜４４を成膜した、複数のフィルタチップ５１〜５４によって構成されている。フィルタチップ５１〜５４は、その側面に、隣り合う他のフィルタチップ５１〜５４と嵌合する凹凸形状（凸部５１ａ〜５５ａ及び凸部５１ｂ〜５４ｂ）を有しており、これらを相互に嵌合させ、それぞれの誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面が同一面となるように並列配置された状態で相互に接合されている。また、誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面に向い合う面の光学ポート部５１ａ以外の部分には反射膜６０が成膜されている。
【００２８】
この光学ポート部５１ａには、多重化光が通過するコリメータレンズ７１が、所定の角度で光学的に接続され、コリメータレンズ７１には、光ファイバ８１が光学的に接続される。また、誘電体多層膜フィルタブロック５０の誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面の光学ポート部５１ｂ〜５４ｂには、分波光が通過する複数のコリメータレンズ７２〜７５が、所定の角度で光学的に接続され、各コリメータレンズ７２〜７５には、光ファイバ８２〜８５がそれぞれ光学的に接続される。
【００２９】
なお、ここでの「所定の角度」は、誘電体多層膜フィルタブロック５０の小型化と、ＰＤＬ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  Ｌｏｓｓ：偏波依存損失）の低減との両面から決定される。つまり、このコリメータレンズ７１〜７５の取り付け角度は、多重化光のコリメータレンズ７１から誘電体多層膜フィルタブロック５０への入射角度θ（入射面に対する法線からみた入射角度）、及び分波光のコリメータレンズ７２〜７５への出射角θ（出射面に対する法線からみた出射角度）によって定められるが、光学ポート部５１ｂ〜５４ｂ間のピッチを固定した場合、このθが大きくなればなるほど、寸法が小型化し、ＰＤＬは大きくなる。そのため、ＰＤＬが許容される範囲でこのθを大きくすることが誘電体多層膜フィルタブロック５０の小型化につながる。この形態の例では、このθを５°に設定し、それに応じた角度でコリメータレンズ７１〜７５を取り付ける。これにより、例えば、光学ポート部５１ｂ〜５４ｂ間のピッチ（ｐ）を２５０μｍとすると、誘電体多層膜フィルタブロック５０の反射膜６０から誘電体多層膜フィルタ４１〜４４までの透明部材３１〜３４中の距離は１、４４ｍｍとなる。ここで、この１、４４ｍｍという寸法は、図３で例示したように、この形態では十分実現できる寸法である。また、この場合、誘電体多層膜フィルタブロック５０内の最長光路長は１０ｍｍ程度しかなく、この距離における光の直線性及び受光効率を確保するためのコリメータレンズの径も格段に小さくできる。そのため、光学ポート部５１ｂ〜５４ｂ間のピッチ（ｐ）が２５０μｍ程度であっても、これらの光学ポート部５１ｂ〜５４ｂにコリメータレンズ７２〜７５を光学的に接続することは十分可能である。以上より、この形態の波長合分波器１の寸法は、従来工程で製造されたものと比べて格段に小型である。
【００３０】
最後に、図５を用いて波長合分波器１の分波処理について説明する。
光ファイバ８１を伝播し、コリメータレンズ７１から出射された多重化光（波長λ１，λ２，λ３，λ４）は、まず、光学ポート部５１ａに入射する。光学ポート部５１ａに入射した多重化光（波長λ１，λ２，λ３，λ４）は、誘電体多層膜フィルタブロック５０の透明部材３１内を進み、誘電体多層膜フィルタ４１に到達する。この例の誘電体多層膜フィルタ４１は、波長λ１の光を透過し、その他の波長の光を反射する特性を有しており、この誘電体多層膜フィルタ４１を透過する波長λ１の光だけがコリメータレンズ７２に入射し、光ファイバ８２内を伝播していく。それ以外の波長（λ２，λ３，λ４）の光は、誘電体多層膜フィルタ４１で反射され、透明部材３１、３２内を進み、反射膜６０で反射された後、誘電体多層膜フィルタ４２に到達する。この誘電体多層膜フィルタ４２では、波長λ２の光だけを透過してコリメータレンズ７３に入射させ、その他の波長（λ３，λ４）の光は反射する。その後同様に、反射膜６０での反射、誘電体多層膜フィルタ４３、４４での透過・反射を行いながら、波長λ３及びλ４の光を分波する。なお、前述の誘電体多層膜フィルタブロック５０内の最長光路長とは、光学ポート部５１ａへの入射位置から、入射した光が透過・反射を繰り返しながら誘電体多層膜フィルタブロック５０内を進み光学ポート部５４ｂに達するまでの道のりをいう（図５）。
【００３１】
以上のように、この形態の例では、エッチングによって分割された透明部材３１〜３４に誘電体多層膜フィルタ４１〜４４を成膜することによって製造された選択波長が異なる複数のフィルタチップ５１〜５４を、それぞれの誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面が同一面となるように並列配置し、隣り合うフィルタチップ５１〜５４と相互に接合することによって誘電体多層膜フィルタブロック５０を構成することとした。そのため、誘電体多層膜フィルタ４１〜４４の成膜面積を小さくでき、これによって生じる応力も小さくできる。その結果、この応力による変形・破損を考慮して透明部材３１〜３４の厚みを厚くする必要がなくなり、研磨工程を経ることなく、透明部材３１〜３４の厚みを１．４４ｍｍ程度にまで薄くすることができる。また、透明部材３１〜３４の厚みを薄くできることにより、誘電体多層膜フィルタブロック５０内を進む光の最長光路長を１０ｍｍ程度にまで短くすくことができ、使用するコリメータレンズ７２〜７５の径も小さくできる。そのため、光学ポート部５１ｂ〜５４ｂ間のピッチ（ｐ）を２５０μｍ程度の狭ピッチとすることできる。そして、この透明部材３１〜３４の低背化と、光学ポート部５１ｂ〜５４ｂ間の狭ピッチ化とにより、誘電体多層膜フィルタブロック５０、強いては、波長合分波器１を小型化することが可能となる。
【００３２】
また、フィルタチップ５１〜５４を小型化できるため、そのウエーハあたりの取り数も多くなり、製造コストを格段に低減させることができる。
さらに、この形態の例では、別々の工程で製造された選択波長が異なる複数のフィルタチップ５１〜５４を、相互に接合することによって誘電体多層膜フィルタブロック５０を構成することとした。そのため、特許文献１の光多重化デバイス１００のように、各光学ポート１２１〜１２８ごとに反射・透過特性が異なる連続変厚干渉フィルタ１３０を成膜するときのような複雑な成膜工程を経る必要がなくなる。その結果、設計・成膜の難易度が低減でき、歩留まりも向上する。
【００３３】
また、複数のフィルタチップ５１〜５４を接合することによって誘電体多層膜フィルタブロック５０を構成するため、設計・レイアウトの自由度が向上する。すなわち、連続変厚干渉フィルタ１３０の場合、その製法上、波長が大きく異なる多重光の分波はできず、また、選択波長が小さな領域の隣に選択波長が大きな領域を設け、さらにその隣に選択波長が小さな領域を設けるといった、離散的・非線形的な選択波長構成を採ることはできない。これに対し、この形態では、各フィルタチップ５１〜５４を別の成膜工程で製造することにより、さまざまな選択波長の誘電体多層膜フィルタ４１〜４４を自由に組み合わせることができる。
【００３４】
さらに、この形態の例では、エッチングによって透明部材３１〜３４を分割しているため、透明部材３１〜３４に誘電体多層膜フィルタ４１〜４４を成膜して得られるフィルタチップ５１〜５４の形状の加工自由度が向上する。その結果、このフィルタチップ５１〜５４に、隣り合う他のフィルタチップ５１〜５４と嵌合する凹凸形状（凸部５１ａ、凹部５１ｂ等）を設けることも可能であり、フィルタチップ５１〜５４接合時の位置合わせ精度、接合強度を向上させることができる。
【００３５】
また、この形態の例では、波長合分波器１を、エッチングによって分割された透明部材３１〜３４に、入射光を波長に応じて選択的に透過・反射させる誘電体多層膜フィルタ４１〜４４を成膜することによって製造された、選択波長が異なる複数のフィルタチップ５１〜５４を、それぞれの誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面が同一面となるように並列配置して接合した誘電体多層膜フィルタブロック５０と、多重化光が入射或いは出射する光学ポート部５１ａを少なくとも除く、誘電体多層膜フィルタブロック５０の誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面と向い合う面に成膜された反射膜６０と、誘電体多層膜フィルタブロック５０の光学ポート部５１ａに光学的に接続された第１コリメータレンズ７１と、誘電体多層膜フィルタブロック５０の誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面に光学的に接続された複数の第２コリメータレンズ７２〜７５とによって構成することとした。その結果、波長合分波器１を小型化、設計自由度向上、設計難易度低減、歩留まり向上、及びコスト低減が可能となる。
【００３６】
さらに、この形態の例では、基板１０上に犠牲層２０が固着し、さらにその犠牲層２０の当該基板１０と反対の面に透明部材層３０が固着した３層基板の当該透明部材層３０を、当該犠牲層２０までエッチング加工し、この透明部材層３０を、当該犠牲層２０に固着した複数の透明部材３１に分割する第１エッチング工程（第３工程）と、第１エッチング工程において分割された透明部材３１の、犠牲層２０と固着する反対の面（端部３１ｃ）に、誘電体多層膜フィルタ４１を成膜する成膜工程（第４工程）と、エッチングによって犠牲層２０を除去する第２エッチング工程（第５工程）を経て、誘電体多層膜フィルタブロック５０を製造することとした。ここで、第３工程で複数の透明部材３１に分割した後、第４工程で誘電体多層膜フィルタ４１を成膜しているため、誘電体多層膜フィルタ４１〜４４の成膜面積を小さくでき、これによって生じる応力も小さくできる。その結果、透明部材３１の低背化、さらには、誘電体多層膜フィルタブロック５０の光学ポート部５１ｂ〜５４ｂを狭ピッチ化が可能となり、誘電体多層膜フィルタブロック５０、強いては、波長合分波器１を小型化することができる。また、フィルタチップ５１〜５４を小型化できるため、そのウエーハあたりの取り数も多くなり、製造コストを格段に低減させることもできる。
【００３７】
また、この形態の例では、さらに第２エッチング工程（第５工程）を経て分割された複数のフィルタチップ５１〜５４を、それぞれの誘電体多層膜フィルタ４１〜４４成膜面が同一面となるように並列配置し、隣り合うフィルタチップ５１〜５４を相互に接合する接合工程（第６工程）と、接合工程による接合後、多重化光が入射或いは出射する光学ポート部５１ａを少なくとも除く、フィルタチップ５２〜５４の誘電体多層膜フィルタ成膜面と向い合う面に、反射膜６０を成膜する反射膜成膜工程（第７工程）とを経て、誘電体多層膜フィルタブロック５０を製造することとした。ここで、接合工程（第６工程）において、複数のフィルタチップ５１〜５４を接合して誘電体多層膜フィルタブロック５０を製造することにより、特許文献１の連続変厚干渉フィルタ１３０を製造する場合に比べ、設計・成膜の難易度が低減でき、歩留まりも向上する。また、複数のフィルタチップ５１〜５４を接合することによって誘電体多層膜フィルタブロック５０を構成するため、設計・レイアウトの自由度が向上する。
【００３８】
なお、この発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、この形態では、誘電体多層膜フィルタとしての誘電体多層膜が透明部材に成膜された光学デバイスを対象としたが、Ｘ線ミラー等の反射膜や反射防止膜としての誘電体多層膜が透明部材に成膜された光学デバイスにこの発明を適用することとしてもよい。
また、各フィルタチップ５２〜５４に凹凸部を設けない構成（直方体等）としてもよく、この実施の形態以外の凹凸形状を設けることとしてもよい。また、フィルタチップ数、寸法等の値は単なる例示にすぎず、この発明を限定するものではない。
さらに、この形態の波長合分波器１は、多重化光を所定の波長帯域ごとに分波する波長分波器、及び所定の波長帯域ごとに分波された分波光を多重化する波長合波器のどちらの用途に用いてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明では、エッチングによって透明部材を分割した後、誘電体多層膜を成膜してフィルタチップを製造し、製造した複数のフィルタチップを、それぞれの誘電体多層膜フィルタ成膜面が同一面となるように並列配置して接合し、誘電体多層膜ブロックを構成することとした。これにより、誘電体多層膜の応力を低減させ、フィルタチップを薄く構成することを可能にし、誘電体多層膜ブロックを小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】波長合分波器を構成する誘電体多層膜ブロックの製造工程を説明するための図。ここで（ａ）は第１工程の半製品の断面図を、（ｂ）は第２工程の半製品の断面図を、（ｃ）は第３工程の半製品の断面図を、（ｄ）は第４工程の半製品の断面図を、（ｅ）は第５工程の半製品の断面図を、（ｆ）は第６工程の半製品の断面図を、（ｇ）は第７工程の半製品の断面図を、をそれぞれ例示している。
【図２】（ａ）は、このようなエッチング加工が行われた基板、犠牲層及び透明部材を例示した斜視図である。（ｂ）は、このように生成されたフィルタチップの外観を例示した斜視図である。
【図３】（ａ）は、この工程において製造された誘電体多層膜フィルタブロックの外観を例示した斜視図である。（ｂ）は、この工程において反射膜が成膜されたフィルタブロックの外観構成を例示した斜視図である。
【図４】波長合分波器の外観構成を例示した斜視図。
【図５】図４におけるＹ方向からみた波長合分波器の底面図の例示。
【図６】従来の波長合分波器の一例である光多重化デバイスを示した図。
【図７】従来のディスクリートタイプ波長合分波器の製造工程を説明するための図。
【符号の説明】
１  波長合分波器
３０  透明部材層
３１〜３４  透明部材
４０〜４４  誘電体多層膜フィルタ
５０  誘電体多層膜フィルタブロック
【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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