(57)【要約】【解決手段】  本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器１は光導波路のコアの途中に設けたコア内を伝搬する光を分波若しくは合波する分岐部にグレーティング部を形成している。そしてこの光導波路型ＷＤＭ合分波器１を有機高分子材料で構成することが好ましい。【効果】  本発明によれば、光導波路内に誘電体多層膜フィルタを設ける必要がなく、簡易な構造で小型化が可能な光導波路型ＷＤＭ合分波器を提供することができるとともに有機高分子材料で構成するので低価格な光導波路型ＷＤＭ合分波器を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の波長の光を一つの入力ポートから入射し、内部で単数の光に分波して複数の出力ポートから出射、または複数の波長の光を複数の入力ポ−トからそれぞれ入射し、内部で合波して一つの出力ポートから出射する光導波路型ＷＤＭ合分波器において、前記光導波路のコアの途中に設けたコア内を伝搬する光を分波若しくは合波する分岐部にグレーティング部を形成したことを特徴とする光導波路型ＷＤＭ合分波器。
【請求項２】
前記光導波路型ＷＤＭ合分波器は有機高分子材料により構成されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路型ＷＤＭ合分波器。
【請求項３】
前記有機高分子材料はフッ素化ポリイミド、ポリシラン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートから選択された一種であることを特徴とする請求項２記載の光導波路型ＷＤＭ合分波器。
【請求項４】
前記グレーティング部の形成はホットエンボス法で行われたものであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の光導波路型ＷＤＭ合分波器。
【請求項５】
前記グレーティング部の形成はレーザ照射法で行われたものであることを特徴とする請求項２または請求項３記載の光導波路型ＷＤＭ合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の波長の光を合波したり分波したりするための簡易な構造で低価格な光導波路型ＷＤＭ合分波器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＦＴＴＨ（Ｆｉｂｅｒ  Ｔｏ  Ｔｈｅ  Ｈｏｍｅ）の導入が始まりインターネットに代表される情報通信ネットワークがオフィスの範囲を超え各家庭まで急速に普及してきている。
【０００３】
このような状況において各ユーザーへのサービスの提供を可能とするアクセス系ネットワークの形態が多様化する中、特に光ファイバを伝送路とする経済的高速広帯域アクセスシステムであるＡＴＭ−ＰＯＮ（Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｄｅｂａｓｅｄ  Ｐａｓｓｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムの早期導入が検討されている。
【０００４】
ＡＴＭ−ＰＯＮは、例えば上りに波長１．３１μｍ（音声）帯の光を、下りに１．４９μｍ（パソコンデータ）、１．５５μｍ（画像）帯の光を用いた加入者系の波長多重光通信システムであり、その仕様はＩＴＵ（国際電気通信連合；Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｕｎｉｏｎ）で標準化されている。
【０００５】
そこで、この１．３１μｍ、１．４９μｍ、１．５５μｍの波長を分離、合成するためには、３波長のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）合分波器が必要となる。この合分波器及びＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）、ＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｄｅ）を含めたＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ｕｎｉｔ）装置は各家庭にまで光ファイバ網が普及するための基本ユニットとなっている。
【０００６】
従来光導波路型ＷＤＭ合分波器は石英ガラスから構成されているものが一般的であり、石英型導波路とフィルタを組み合わせたものが使用されている（例えば、特許文献１参照）。その他微小光学系を用いてフィルタ構成する方法も提供されている。
【０００７】
一方、より低価格化を目指して石英ガラスより加工性に優れ、材料が安価な有機高分子材料を用いた光導波路型ＷＤＭ合分波器も用いられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２４１６４５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３９６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記のような従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
【００１０】
即ち、特許文献１に示すような光導波路型ＷＤＭ合分波器は、フィルタを挿入するために光導波路の途中に溝加工を施す必要があり工程が煩雑で高価なものになるという問題点があった。そして溝加工を施すことによって界面が多く存在することになり、挿入損失が大きくなり特性が不安定になるという問題点もあった。
【００１１】
また、微小光学系を用いてフィルタを構成したものは光学系を組み上げるのに高精度の技術を必要とし、はやり特性上安定化が難しく、光学系を構成する各部品も高価なものが多いという問題点があった。
【００１２】
一方、特許文献２に示すようなフッ素化ポリイミドのような有機高分子材料と誘電体多層膜フィルタあるいは微小光学系を用いた光導波路型ＷＤＭ合分波器は価格的には石英ガラスから構成される光導波路型ＷＤＭ合分波器よりも安価であるが、やはり上記したような問題点は依然として解決できない。
【００１３】
インターネットが普及し、家庭内にも光導波路型ＷＤＭ合分波器が用いられるような場合には小型で低価格な機器が必須となる。従って、本発明は以上の点に着目してなされたもので、簡易な構造で特性的安定性もよくかつ低価格な光導波路型ＷＤＭ合分波器を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は以上の点を解決するため次のような構成からなるものである。
【００１５】
即ち、本発明の第１の態様である光導波路型ＷＤＭ合分波器は、複数の波長の光を一つの入力ポートから入射し、内部で単数の光に分波して複数の出力ポートから出射、または複数の波長の光を複数の入力ポ−トからそれぞれ入射し、内部で合波して一つの出力ポートから出射する光導波路型ＷＤＭ合分波器において、前記光導波路のコアの途中に設けたコア内を伝搬する光を分波若しくは合波する分岐部にグレーティング部を形成したことを特徴としている。
【００１６】
また、第２の態様として、前記第１の態様において、前記光導波路型ＷＤＭ合分波器は有機高分子材料により構成されていることを特徴としている。
【００１７】
また、第３の態様として、前記第２の態様において、前記有機高分子材料はフッ素化ポリイミド、ポリシラン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートから選択された一種であることを特徴としている。
【００１８】
さらに、第４の態様として、前記第２または第３の態様において、前記グレーティング部の形成はホットエンボス法で行われたものであることを特徴としている。
【００１９】
また、第５の態様として、前記第２または第３の態様において、前記グレーティング部の形成はレーザ照射法で行われたものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
光導波路のコアの途中に設けたコア内を伝搬する光を分波若しくは合波する分岐部にグレーティング部を形成したので、フィルタの挿入や微小光学系の組み上げ等の煩雑な工程を経ずに簡易な構造で小型化が可能な光導波路型ＷＤＭ合分波器が実現でき、また有機高分子材料を用いることにより低価格化も可能であるので、特性が安定しかつ安価な光導波路型ＷＤＭ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】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について具体例を用いて説明する。
【００２２】
図１は本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器の第一の実施の形態を模式的に表した図である。本図においては説明のためにコア部のみを表しており、クラッド部は省略している。図１において、本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器１はＹ分岐型の合分波器で、単数若しくは複数の入力ポート２及び出力ポート３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を有しており、導波路５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ）内のこれらの各入出力ポートの分岐部４（４ａ、４ｂ、４ｃ）にグレーティング部が形成されている。
【００２３】
本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器１は有機高分子材料、例えばフッ素化ポリイミド、ポリシラン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどを用いると良い。このような有機高分子材料は材料価格が安く加工もし易いので石英ガラス系の光導波路型ＷＤＭ合分波器に比べて総合的に低価格な製品を提供することが可能である。
【００２４】
上記のような有機高分子材料を用いた光導波路型ＷＤＭ合分波器１の分岐部４にグレーティング部を形成する場合、ホットエンボス法や紫外光によるレーザ照射法を用いると良い。いずれも有機高分子材料に対して微細な加工を施すことができ、ＷＤＭ特性の安定化が実現できる。
【００２５】
図２は本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器の第二の実施の形態を模式的に表した図である。なお、図１と同一の箇所は同一の符号で表している。またやはり図１と同様にコア部のみを表し、クラッド部は省略している。図２において、本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器１はＬ分岐型の合分波器で、やはり図１と同様に単数若しくは複数の入力ポート２及び出力ポート３（３ａ、３ｂ、３ｃ）を有しており、導波路５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ、５ｇ、５ｈ）内のこれらの各入出力ポートの分岐部４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）にグレーティング部が形成されている。
【００２６】
ここで、本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器１の動作について、例えば３波長の光を多重化して一つの入力ポート２に入射し、これらの光を分波してそれぞれ出力ポート３ａ、３ｂ、３ｃに出射する場合を説明する。
【００２７】
まず第一の実施の形態において、λ１、λ２、λ３の３波長の光を多重化して一つの入力ポート２から入射する。これらの光は導波路５ａ内を伝搬して第１のグレーティング部４ａに到達する。第１のグレーティング部４ａはλ１の波長の光を反射して、他のλ２及びλ３の２波長の光を通過させる機能を有している。従って、λ１の波長の光は第１のグレーティング部４ａにより反射され導波路５ｂを伝搬して出力ポート３ａより出射する。
【００２８】
そしてλ２及びλ３の波長の光はさらに導波路５ｃを伝搬して第２のグレーティング部４ｂに到達する。この第２のグレーティング部４ｂはλ２の波長の光を反射して、他のλ３の波長の光を通過させる機能を有している。従って、λ２の波長の光は第２のグレーティング部４ｂにより反射されて導波路５ｄを伝搬して出力ポート３ｂより出射する。
【００２９】
次に第２のグレーティング部４ｂを通過したλ３の波長の光は導波路５ｅを伝搬して第３のグレーティング部４ｃに到達する。この第３のグレーティング部４ｃはλ３の波長の光を反射させる機能を有しているので、λ３の波長の光は第３のグレーティング部４ｃにより反射されて導波路５ｆを伝搬して出力ポート３ｃより出射することになる。なお、ここで導波路５ｇは本実施の形態では光の伝搬には直接関与しないがさらに多数のグレーティング部を形成する場合には必要となる。
【００３０】
第二の実施の形態においては、やはりλ１、λ２、λ３の３波長の光を多重化して一つの入力ポート２から入射する。これらの光は導波路５ａ内を伝搬して第１のグレーティング部４ａに到達する。第１のグレーティング部４ａはλ１、λ２、λ３の３波長のいずれの波長も通過させ、伝搬方向を本実施の形態では例えば９０度変化させて導波路５ｂに導く。導波路５ｂを伝搬したλ１、λ２、λ３の３波長は第２のグレーティング部４ｂに到達する。
【００３１】
第２のグレーティング部４ｂはλ１の波長の光の伝搬方向を９０度変化させて導波路５ｃを伝搬させて出力ポート３ａから出力させるとともにλ２、λ３の波長は通過させる機能を有している。そしてλ２、λ３の波長は導波路５ｄを伝搬して第３のグレーティング部４ｃに到達する。
【００３２】
第３のグレーティング部４ｃはλ２の波長の光の伝搬方向を９０度変化させて導波路５ｅを伝搬させて出力ポート３ｂから出力させるとともにλ３の波長は通過させる機能を有している。そしてλ３の波長は導波路５ｆを伝搬して第４のグレーティング部４ｄに到達する。
【００３３】
第４のグレーティング部４ｄはλ３の波長の光の伝搬方向を９０度変化させて導波路５ｇを伝搬させて出力ポート３ｃから出力させる機能を有している。なお、ここで導波路５ｈは本実施の形態では光の伝搬には直接関与しないがさらに多数のグレーティング部を形成する場合には必要となる。      
このようにして多重化された複数の光信号がそれぞれ光導波路型ＷＤＭ合分波器内で個々の光に分波されて出射されるが、本発明では導波路内に誘電体多層膜フィルタを挿入する必要がないために構造が簡易で小型化が可能となり、各家庭内にこのような光導波路型ＷＤＭ合分波器を導入する効果が極めて大きい。
【００３４】
ところで、上記説明したように本実施の形態では分波について説明したが、合波の場合には光の伝搬の経路を逆にして考えればよい。即ち、第一の実施の形態で説明すると、まずポート３ｃよりλ３の波長の光を入射すると、この光は導波路５ｆを伝搬して第３のグレーティング部４ｃで反射されて導波路５ｅを伝搬してゆく。そこでλ３の波長の光が第２のグレーティング部４ｂに到達した際に、この第２のグレーティング部４ｂはλ３の波長の光は通過させるので、λ３の波長の光は導波路５ｃを伝搬してゆく。
【００３５】
一方、ポート３ｂより入射したλ２の波長の光は導波路５ｄを伝搬して第２のグレーティング部４ｂに到達して反射され、導波路５ｃを伝搬してゆくことになる。このときλ３の波長の光とλ２の波長の光が導波路５ｃ内で合波され、多重化されて伝搬することになる。
【００３６】
次にポート３ａより入射したλ１の波長の光は導波路５ｂを伝搬して第１のグレーティング部４ａにより反射され導波路５ａを伝搬する。また導波路５ｃを伝搬してきた多重化されたλ３の波長の光とλ２の波長の光は第１のグレーティング部４ａを通過して導波路５ａを伝搬する。この結果導波路５ａにはλ３、λ２、λ１の波長の光が多重化されて伝搬し、これら多重化された３波長の光がポート２より出射されることになる。この合波の動作は第二の実施の形態においても同様である。
【００３７】
なお、上記した実施の形態において、分岐部とは実質的に光が分波若しくは合波される機能を有する部分を指すが、その機能を実現するために作用効果上必要ならば分岐部の近傍も含まれるものであり、分岐箇所だけに限定して解釈する必要はないものとする。
【実施例】
【００３８】
第一の実施の形態におけるＹ分岐型の合分波器を作成するために、Ｓｉ基板に目的とする導波路形状に有機高分子材料であるポリシランを塗布し、スピンコートで膜厚をコントロールしながら下部クラッドを形成して加熱キュアを行った。次いで、加熱キュアした下部クラッドの上にさらにポリシランをスピンコートで膜厚をコントロールしながら塗布した。そしてマスクを使用して紫外光を照射して屈折率差を付与しコア層を形成した。この後分岐部に紫外レーザ光を照射してグレーティング部を形成した。最後にポリシランを塗布し、スピンコートで膜厚をコントロールして加熱キュアを行い上部クラッドを形成した。
【００３９】
このようにして作成した本発明の光導波路型ＷＤＭ合分波器は光の挿入損失が５．２ｄＢ以下、偏波依存損失が０．１ｄＢ以下、反射損失が３５ｄＢ以上あり、良好なグレーティング特性を示した。また、試験温度が−１０〜６０℃の範囲でも安定した特性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第一の実施の形態を表した図である。
【図２】本発明の第二の実施の形態を表した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１・・・光導波路型ＷＤＭ合分波器
２・・・入力ポート
３・・・出力ポート
４・・・グレーティング部
５・・・導波路
【図１】
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【図２】
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