(57)【要約】【課題】  分岐した信号光の拡散を抑制できると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムを提供すること。【解決手段】  光分岐素子１は、光回路２と、この光回路２の上面部に斜めに固定された光回路３とを有している。光回路２は、光ファイバ５の光軸Ｌ1に直交する垂直軸Ｌ2に対して所定の傾斜角度α（度）で傾斜した端面Ｓ1を有している。そして、端面Ｓ1の表面には、光ファイバ５を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタ６が備えられている。一方、光回路３は、一側の端部に光学素子が接続されるようになっており、他側の端部には、端面角度がβ（度）の端面Ｓ2が形成されている。端面Ｓ2は光回路２の光ファイバ５におけるクラッド部５ｂの表面に固定されている。【選択図】  図１
2005037669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第１光導波路を含んで構成される第１光回路と、
前記第１光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、
前記第１光回路に斜めに固定され、前記信号光が前記反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第２光導波路を含んで構成される第２光回路とを備えることを特徴とする光分岐素子。
【請求項２】
前記第１光回路および前記第２光回路の少なくとも一方は、平面光導波路型光回路であることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項３】
前記第１光導波路および前記第２光導波路の少なくとも一方は、光ファイバであることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項４】
前記第２光回路は、樹脂を介して前記第１光回路の側面に固定されていることを特徴とする請求項３記載の光分岐素子。
【請求項５】
前記第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、前記光ファイバに対して前記配列部材の反対側には、前記配列基板に対向して配置される光学的に透明な板が備えられ、前記板を介して前記光ファイバと前記第２光回路とが固定されていることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項６】
前記第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、前記光ファイバのクラッドには前記第２光回路が固定されており、前記クラッドの前記第２光回路が固定する部位は、前記光ファイバのコアと前記第２光回路との距離が前記光ファイバの半径よりも短くなるように形成されていることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項７】
前記第１光回路は、Ｎ本（Ｎは複数）の前記第１光導波路を有し、前記第２光回路は、前記Ｎ本の第１光導波路にそれぞれ対応するＮ本の前記第２光導波路を有し、前記第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、隣り合う前記光ファイバの間のうち少なくとも一つには隔壁が備えられていることを特徴とする請求項１記載の光分岐素子。
【請求項８】
前記光ファイバのクラッドに前記第２光回路が固定されており、前記クラッドの前記第２光回路が固定する部位は、前記光ファイバのコアと前記第２光回路との距離が前記光ファイバの半径よりも短くなるように形成されていることを特徴とする請求項７記載の光分岐素子。
【請求項９】
前記隔壁は、第１の面に溝が形成された位置決め用基板を、前記配列基板に固定された前記光ファイバに前記溝が係合するように配置した後、前記光ファイバのコアと前記第２光回路との距離が前記光ファイバの半径以下となるように前記第１の面の反対側に位置する第２の面から除去することによって形成されていることを特徴とする請求項７または８記載の記載の光分岐素子。
【請求項１０】
前記反射フィルタに対して前記第１光回路の反対側に配置され、前記第１光導波路を伝送し前記反射フィルタを透過した信号光が伝送される第３光導波路を含んで構成される第３光回路を更に備えることを特徴とする請求項１〜９いずれか一項記載の光分岐素子。
【請求項１１】
前記第３光回路は、平面光導波路型光回路であることを特徴とする請求項１０記載の光分岐素子。
【請求項１２】
前記第３光導波路は、光ファイバであることを特徴とする請求項１０記載の光分岐素子。
【請求項１３】
前記反射フィルタは、前記第３光導波路の端面に備えられており、前記第１光回路と前記第３光回路とが前記反射フィルタを介して固定されていることを特徴とする請求項１０〜１２いずれか一項記載の光分岐素子。
【請求項１４】
請求項１〜９いずれか一項記載の光分岐素子を２つ備え、前記２つの光分岐素子は、前記第１光回路に対して前記第２光回路と反対側に位置する部位同士で接合され一体化していることを特徴とする光分岐素子ユニット。
【請求項１５】
光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第１光導波路を含んで構成される第１光回路と、
前記第１光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、
前記信号光が前記反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第２光導波路を含んで構成される第２光回路と、
前記第２光回路に接続され、第２光導波路を伝送する前記分岐した光を受光する光学素子とを備えることを特徴とする光分岐デバイス。
【請求項１６】
多波長の信号光を多重化して光伝送を行う波長多重光伝送システムであって、
請求項１〜９いずれか一項記載の光分岐素子を含んで構成されていることを特徴とする波長多重光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を伝送する信号光の分岐を行う光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバまたは平面光導波路などの光導波路を伝送する信号光の分岐を行うデバイスとしては、下記特許文献１に記載されたものが知られている。この特許文献１に記載された光デバイスは、信号光が伝送する光ファイバが上面に固定された基板を有し、この基板と共に光ファイバに形成された溝内には、光ファイバを伝送する信号光の少なくとも一部を反射または回折する面を有する光学部材（以下、反射フィルタという）が挿入され接着されている。また、基板上には、反射フィルタによって反射されることにより分岐した信号光（以下、分岐光という）をモニタする光検出器等の光学素子が配設されている。
【特許文献１】特開２００１−６６４７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の光デバイスは、反射フィルタが樹脂によって溝に接着されており、反射フィルタと光検出器との間には多量の樹脂が介在している。従って、分岐光は樹脂を通過して光検出器に入射するが、樹脂を通過する際に拡散する虞がある。分岐光が拡散すると、複数本の光ファイバが並設されている場合では、隣り合う光検出器間でのクロストークが発生してしまう。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の光デバイスでは、基板上に配置された光検出器の光入射面に対して傾いた角度で分岐光が入射されるため、光入射面を透過する光の偏波依存性により、光検出器での分岐光の受光感度が信号光の偏波状態によって変化してしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明の目的は、分岐した信号光の拡散を抑制できると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の光分岐素子は、光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第１光導波路を含んで構成される第１光回路と、第１光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、第１光回路に斜めに固定され、信号光が反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第２光導波路を含んで構成される第２光回路とを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によれば、第１光回路に第２光回路が光学的に接続されているため、反射フィルタで反射されることにより分岐した信号光が、第１光導波路から第２光導波路に到達する過程で拡散するのを抑制することができる。また、分岐した信号光を受光する光検出器等の光学素子を適用する場合、光学素子を第２光回路に垂直に接続することができるため、分岐した信号光を光学素子の入射面に対して垂直に入射させることが可能となる。このため、光学素子の偏波依存性を低減させることができる。
【０００８】
この場合、第１光回路および第２光回路の少なくとも一方は、平面光導波路型光回路であってもよい。これにより、光ファイバの場合に比べて薄い基板を用いることが可能となるため、光分岐素子全体を小型化することができる。また、第１光回路が平面光導波路型光回路である場合は、上面が平坦となっているので、第２光回路を調心固定することが容易となる。
【０００９】
また、第１光導波路および第２光導波路の少なくとも一方は、光ファイバであってもよい。これにより、入出力光ファイバや測定器などを、融着接続やコネクタ接続を利用して容易に接続させることができる。
【００１０】
好ましくは、第２光回路は、樹脂を介して第１光回路の側面に固定されている。これにより、光ファイバの周囲の空間が樹脂によって埋められるため、分岐した光の散乱を防ぐことができる。なお、樹脂は屈折率が調整されたものを用いるのが望ましい。
【００１１】
また、第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、光ファイバに対して配列部材の反対側には、配列基板に対向して配置される光学的に透明な板が備えられ、該板を介して光ファイバと第２光回路とが固定されていてもよい。このような板は、表面が平滑であるのが好ましい。これにより、第２光回路が固定される部分が平坦で平滑な面となるため、分岐した光の乱反射を抑制することができる。
【００１２】
また、第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、光ファイバのクラッドには第２光回路が固定されており、クラッドの第２光回路が固定する部位は、光ファイバのコアと第２光回路との距離が光ファイバの半径よりも短くなるように形成されていてもよい。これにより、第２光回路を固定する部分が平坦な面となるため、分岐した光の乱反射を抑制することができる。また、第１光回路の光ファイバと第２光回路の第２光導波路との距離が短くなるため、反射フィルタで反射された光を効率よく第２光導波路に導入させることができる。なお、クラッドの加工は、表面の平滑度を上げるために、研磨にて行われるのが好ましい。
【００１３】
第１光回路は、Ｎ本（Ｎは複数）の第１光導波路を有し、第２光回路は、Ｎ本の第１光導波路にそれぞれ対応するＮ本の第２光導波路を有し、第１光回路は、光ファイバが配列基板に固定されたものであり、隣り合う光ファイバの間のうち少なくとも一つには隔壁が備えられているのが好ましい。これにより、反射フィルタによって反射した光が、散乱等の影響で、対応する第２光導波路以外に、本来入射すべきではない隣の第２光導波路にも入射してしまう事態を防止することができる。
【００１４】
この場合、光ファイバのクラッドに第２光回路が固定されており、クラッドの第２光回路が固定する部位は、光ファイバのコアと第２光回路との距離が光ファイバの半径よりも短くなるように形成されているのが好ましい。これにより、第１光回路の光ファイバと第２光回路の第２光導波路との距離が短くなるため、反射フィルタで反射された光を効率よく第２光導波路に導入させることができる。
【００１５】
また好ましくは、上記隔壁は、第１の面に溝が形成された位置決め用基板を、配列基板に固定された光ファイバに溝が係合するように配置した後、光ファイバのコアと第２光回路との距離が光ファイバの半径以下となるように第１の面の反対側に位置する第２の面から除去することによって形成されている。これにより、光ファイバを高精度に位置決めした状態で、隣り合う光ファイバの間に上記隔壁を設けることができる。
【００１６】
反射フィルタに対して第１光回路の反対側に配置され、第１光導波路を伝送し反射フィルタを透過した信号光が伝送される第３光導波路を含んで構成される第３光回路を更に備える。これにより、例えば、傾斜角度が第１光導波路の端面に一致しない端面を有する平面光導波路などを適用させることが可能となる。
【００１７】
上記第３光回路は、平面光導波路型光回路であってもよい。また、上記第３光導波路は、光ファイバであってもよい。
【００１８】
この場合、反射フィルタは、第３光導波路の端面に備えられており、第１光回路と第３光回路とが反射フィルタを介して固定されているのが好ましい。例えば、第１光導波路が光ファイバである第１光回路の端面に蒸着で反射フィルタを形成した場合、光ファイバの引き回し等の影響を受けるため作業性が悪い。従って、第３光回路に反射フィルタを蒸着すれば、そのような影響が低減されるため、作業性良く反射フィルタを形成することができる。
【００１９】
また、本発明の光分岐素子ユニットは、上記の光分岐素子を２つ備え、当該２つの光分岐素子は、第１光回路に対して第２光回路と反対側に位置する部位同士で接合され一体化していることを特徴とするものである。これにより、光導波路の光路の配列方向にスペースをとることなく、信号光の分岐する部分を高密度化することができる。
【００２０】
本発明の光分岐デバイスは、光軸に直交する垂直軸に対して傾斜した端面を有する第１光導波路を含んで構成される第１光回路と、第１光導波路を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させる反射フィルタと、信号光が反射フィルタによって反射されることにより分岐した光が伝送される第２光導波路を含んで構成される第２光回路と、第２光回路に接続され、第２光導波路を伝送する分岐した光を受光する光学素子とを備えることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明によれば、第１光回路に第２光回路が光学的に接続されているため、反射フィルタで反射されて分岐した信号光の大部分が拡散することなく第２光回路の第２光導波路に入射される。また、分岐した信号光を受光する光学素子に第２光回路が接続されているため、反射フィルタで反射され分岐した信号光を、光学素子の入射面に対して垂直に入射させることが可能となる。従って、光学素子の偏波依存性が低減されるため、受光感度を良好にすることができる。
【００２２】
また、本発明は、多波長の信号光を多重化して光伝送を行う波長多重光伝送システムであって、上記の光分岐素子を含んで構成されていることを特徴とするものである。これにより、上述したように、分岐した信号光の拡散を抑制すると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、信号光が伝送する光導波路に、信号光の分岐した光が伝送する光導波路を接続したので、分岐した信号光の拡散を抑制できると共に、分岐した信号光を受光する光学素子の偏波依存性を低減することができる光分岐素子、光分岐素子ユニット、光分岐デバイスおよび波長多重光伝送システム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】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。尚、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
［第１実施形態］
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線矢視図である。図１において、光分岐素子１は、光回路２と、この光回路２の上面部に斜めに接続された光回路３とを有している。
【００２５】
光回路２は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された配列基板４を有し、この配列基板４の上面部には、複数本の光ファイバ５が配列して固定されている。また、光回路２は、光ファイバ５の光軸Ｌ1に直交する垂直軸Ｌ2に対して所定の傾斜角度（以下、端面角度という）α（度）で傾斜した端面Ｓ1を有している。この端面Ｓ1の表面には、反射フィルタ６が備えられている。反射フィルタ６は、誘電体多層膜フィルタ等からなり、光ファイバ５を伝送する信号光の一部を所定の反射率で反射させるようになっている。反射フィルタ６は、端面Ｓ1の表面に、樹脂などの接着剤によって貼り付けてもよいし、蒸着によって形成してもよい。
【００２６】
一方、光回路３は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された配列基板７を有し、配列基板７の上面部には、複数本の光ファイバ８が固定されている。このような光回路３は、光ファイバ８の一側の端部にフォトダイオードなどの光学素子が接続されるようになっている。また、光ファイバ８の他側の端部及び配列基板７の端部には、端面角度がβ（度）の端面Ｓ2が形成されており、この端面Ｓ2は光回路２の光ファイバ５におけるクラッド部５ｂの表面に固定されている。そして、その状態で、光回路２と光回路３とが、例えば、光ファイバに光学的に整合する樹脂９によって接着されている。これにより、光ファイバ５の周囲の空間が樹脂９によって埋められるため、分岐した光の散乱が防止される。樹脂９としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが用いられる。なお、本実施形態でいう「光学的に整合する」とは、屈折率が光ファイバのコア部（第１光導波路）５ａに近似していることをいう。また、光回路２と光回路３との接続は、融着接続や溶接、接着剤を用いて行ってもよい。接着剤としては、ＵＶ硬化型を用いるのが望ましい。
【００２７】
光回路３の光ファイバ８は、光ファイバ５を伝送する信号光のうち、反射フィルタ６によって反射されることにより分岐した光が伝送されるようになっている。従って、端面角度βは、９０−２α（度）、またはそれに近い値であることが望ましい。例えば、αは２０度程度とする。
【００２８】
以上のような光分岐素子１では、光ファイバ５を伝送する信号光の一部が反射フィルタ６によって反射されることにより分岐する。このとき、光回路２の光ファイバ５に光回路３の光ファイバ８の端面が固定されているため、分岐した光の大部分は、図１（ａ）中の矢印Ａに示すように、光ファイバ５のクラッド部５ｂを通過して光ファイバ８のコア部（第２光導波路）８ａ内に入射する。従って、分岐した光の拡散を抑え、隣り合う光ファイバ８に入射してしまう事態を防止することができる。また、光回路３の光ファイバ８は、例えば、光検出器等の光学素子の入射面に垂直に接続させることが可能であるため、反射フィルタ６で反射することにより分岐した信号光を、光学素子の入射面に対して垂直に入射させることができる。従って、光学素子の偏波依存性を低減することができる。
［第２実施形態］
図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子１０は、光回路２と光回路３との固定部が図１に示す光分岐素子１と異なっている。
【００２９】
光分岐素子１０は、光回路２の光ファイバ５が樹脂９を介して光回路３に固定されている。樹脂９は、光回路３が固定される部位において、研磨や研削を施されたり溶かされたりすることによって一部が除去されている。従って、光回路３が固定される部位における樹脂９の層は、それ以外の部位における層よりも薄く、光ファイバ５のコア部８ａと光回路３の端面Ｓ2との距離が短くなっている。また、樹脂９の光回路３が固定される面は、平坦かつ平滑となっているので、光の乱反射等を抑えることができる。これにより、樹脂９の一部を除去せずに光ファイバ５と光回路３の端面Ｓ2とを固定させる場合に比べ、反射フィルタ６で反射された光を効率よく光ファイバ８に導入させることができる。
［第３実施形態］
図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子２０は、光回路２と光回路３との固定部が上記の光分岐素子１，１０と異なっている。
【００３０】
光分岐素子２０は、光回路２の上面側、すなわち、光ファイバ５に対して配列基板４の反対側に、配列基板４に対向して配置された板２１を備えている。この板２１は、光学的に透明となっており、例えば、石英、パイレックスなどによって形成される。そして、板２１に対して光回路２の反対側の面には、光回路３の端面Ｓ2が接続されており、光ファイバ５を伝送した後、反射フィルタ６で反射されることにより分岐した光が光回路３の光ファイバ８を伝送するようになっている。
【００３１】
このような光分岐素子２０は、配列基板４上に光ファイバ５を配列した後、光ファイバ５の上に板２１を載せ、配列基板４と板２１との間の領域に樹脂１１を注入して固定する。そして、板２１と光回路３の端面Ｓ1とを、光ファイバに光学的に整合する樹脂等（図示せず）によって接着する。この樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などが用いられる。なお、光ファイバ５を配列基板４に固定するための樹脂１１は、光学的に整合していないものであってもよい。なお、接着剤として用いる樹脂は、ＵＶ光（紫外光）で硬化するものが望ましく、更には、石英やマイカのフィラーが充填されているものが望ましい。
【００３２】
以上のような本実施形態に係る光分岐素子２０は、板２１を光ファイバ５上に配置することによって、光回路３が固定される部分が平坦な面となるため、上記分岐した光の乱反射が抑制される。
［第４実施形態］
図４（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子３０は、光回路２と光回路３との固定部が上記の光分岐素子１，１０，２０と異なっている。
【００３３】
光分岐素子３０は、光ファイバ５のクラッド部５ｂおよび樹脂９の一部が研磨、研削等によって除去されている。そして、その除去された部分に光回路３の端面Ｓ2が固定されている。これにより、光ファイバ５と光回路３の端面Ｓ2との距離がより短くなるため、反射フィルタ６で反射された光を更に効率よく光ファイバ８に導入させることができる。
［第５実施形態］
図５（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶ−Ｖ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子４０では、上記実施形態の光分岐素子の光回路２が平面光導波路型の光回路４１となっている。つまり、光分岐素子４０は、平面光導波路型の光回路４１と、この光回路４１の上面部に斜めに固定された光回路３とによって構成されている。
【００３４】
光回路４１は、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板４２と、この基板４２上に形成された平面光導波路部４３とによって構成されている。平面光導波路部４３は、クラッド部４３ａと、クラッド部４３ａの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部４３ｂとによって構成されている。
【００３５】
また、平面光導波路部４３は、コア部４３ｂの光軸Ｌ1に直交する垂直軸Ｌ2に対して所定の傾斜角度α（度）で傾斜した端面Ｓ3を有している。そして、端面Ｓ3の表面には、上記光分岐素子１と同様に、反射フィルタ６が備えられている。この場合の反射フィルタ６も、光回路２の端面Ｓ1の表面に、樹脂などの接着剤によって貼り付けてもよいし、蒸着によって形成してもよい。
【００３６】
そして、平面光導波路部４３のクラッド部４３ａの上面に光回路３の端面Ｓ2が固定されており、コア部４３ｂを伝送する信号光の一部が、反射フィルタ６で反射されることにより分岐し、光回路３の各光ファイバ８に入射するようになっている。なお、平面光導波路部４３と光回路３とは、例えば、上述した樹脂９（図示せず）等によって接着されている。
【００３７】
このような光分岐素子４０は、平面光導波路部４３の上面部に光回路３の光ファイバ８の端面が固定されていることにより、上述した実施形態の光分岐素子と同様に、分岐した光の拡散を抑え、隣り合う光ファイバに入射してしまう事態を防止することができる。また、光回路３の光ファイバ８を、例えば、光検出器等の光学素子の入射面に垂直に接続させることが可能であるため、光学素子の偏波依存性を低減することができる。更に、光ファイバの場合に比べて薄い基板を用いて構成することが可能となるため、小型化された光分岐素子を実現することができる。
【００３８】
図６（ａ）は、図５に示す光分岐素子４０の変形例を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線矢視図である。図６に示すように、光分岐素子４０は、光回路４１の基板４２を備えない形態としてもよい。これにより、光分岐素子４０をより小型化することができる。
［第６実施形態］
図７（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子５０は、図６に示す光分岐素子４０の光回路３が平面光導波路型の光回路５１となっている。
【００３９】
光回路５１は、光回路４１と同様の構造を有しており、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板５２と、この基板５２上に形成された平面光導波路部５３とによって構成されている。そして、平面光導波路部５３は、クラッド部５３ａと、クラッド部５３ａの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部５３ｂとによって構成されている。
【００４０】
このような光分岐素子５０は、光ファイバの場合に比べてより薄い基板を用いることが可能である平面光導波路型の光回路を用いて構成されているため、小型化された光分岐素子を実現することができる。
【００４１】
図８（ａ）は、図７に示す光分岐素子５０の変形例を示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視図である。図８に示すように、光分岐素子５０は、光回路４１，５１の基板４２，５２を備えない形態としてもよい。これにより、光分岐素子５０をより小型化することができる。
［第７実施形態］
図９（ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線矢視図である。本実施形態に係る光分岐素子６０は、光回路６１と、この光回路６１の上面部に斜めに固定された光回路３とを有している。光回路６１は、図１に示す光分岐素子１の光回路２において、隣り合う光ファイバ５の間に隔壁６２が備えられている。このような光分岐素子６０によれば、反射フィルタ６によって反射した光が拡散した場合であっても、その拡散した光が隔壁によって遮られるため、反射フィルタ６によって反射した光は光回路３の対応する光ファイバ８にのみ入射する。従って、反射フィルタ６によって反射した光が、入射すべきでない隣の光ファイバ８に入射してしまう事態を防止することができる。
【００４２】
図１０は、隔壁６２の形成工程を示す図である。図１０（ａ）において、まず、複数本（図では８本）の光ファイバ５が配列して固定されている配列基板４を用意する。このときの光ファイバ５の配列ピッチＰは、例えば、１２７μｍ程度である。そして、一側の面Ｓ4に複数のＶ形溝６３が形成された位置決め用基板６２ａを用意し、Ｖ形溝６３に光ファイバ５が係合するように位置決め用基板６２ａを光ファイバ５上に載置する。これにより、光ファイバ５が配列基板４上に高精度で位置決めされる。尚、Ｖ形溝６３の深さＤは、例えば、１０５μｍ程度である。なお、位置決め用基板６２ａは、切削性の良好なシリコンで形成されているのが望ましい。
【００４３】
次に、図１０（ｂ）を参照する。図１０（ａ）において、光ファイバ５上に位置決め用基板６２ａを載置した後、位置決め用基板６２ａと配列基板４との間に樹脂６４を充填する。そして、樹脂６４を固化させることによって、位置決め用基板６２ａを、配列基板４及び光ファイバ５に固定する。次いで、研磨機６５によって、位置決め用基板６２ａにおける面Ｓ4の反対側に位置する面Ｓ5側を研磨し、光ファイバ５の側面を露出させる。これにより、隣り合う光ファイバ５の間に隔壁６２を備えた光回路６１を得ることができる（図１０（Ｃ）参照）。このとき、隣り合う光ファイバの間に位置する隔壁６２は、三角形状を呈している。なお、上記樹脂６４は、研磨機６５で研磨する際の抵抗によって光ファイバ５が動くのを防止するため、石英やマイカのフィラーが充填された高ヤング率のものを用いるのが望ましい。
【００４４】
図１１（ａ）は、本実施形態に係る光分岐素子６０の変形例を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸ−Ｘ線矢視図である。図１１に示す光分岐素子６０は、光ファイバ５のクラッド部５ｂが光回路３の固定する部位において一部除去されており、光ファイバ５のコア部５ａと光回路３の端面Ｓ1との距離が光ファイバ５の半径Ｒよりも短くなっている。これにより、光回路６１の光ファイバ５と光回路３の光ファイバ８との距離が短くなるため、反射フィルタ６で反射された光を効率よく光ファイバ８に導入することができる。
【００４５】
このような光回路６１を形成する場合は、図１０に示す隔壁６２の形成方法と同様にして行い、図１２（ａ）に示すように、位置決め用基板６２ａの面Ｓ5からクラッド部５ｂの一部までを除去していく。これにより、光ファイバ５のクラッドの一部が除去されると共に、隣り合う光ファイバ５の間に隔壁６２を備えた光回路６１を得ることができる（図１２（ｂ）参照）。
［第８実施形態］
図１３（ａ）は、本発明の第８の実施形態に係る光分岐素子ユニットを示す断面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩ−ＸＩ線矢視図である。光分岐素子ユニット７０は、上記第１の実施形態に係る光分岐素子１を２つ備えて構成されている。そして、この２つの光分岐素子１は、それぞれの光回路２の下面同士、すなわち、光回路２における光回路３が固定された面と反対側に位置する面同士で接合され一体化されている。
【００４６】
このような光分岐素子ユニット７０は、光分岐素子１に比べ、信号光の分岐する部分の数が２倍となる。このため、光ファイバ５の配列方向にスペースが取れない場合などに有効である。
【００４７】
なお、本実施形態の光分岐素子ユニット７０は、上記第１の実施形態に係る光分岐素子１を用いて構成されているが、上記第２〜第７の実施形態に係る光分岐素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を用いて構成されていてもよい。
［第９実施形態］
図１４は、本発明の第９の実施形態に係る光分岐素子デバイスの一形態を示す図であり、図１５は、そのブロック図である。図１４及び図１５では、本実施形態に係る光分岐素子デバイス８０に、光学素子の一例である光ファイバアレイ８１が適用された状態を示している。
【００４８】
光分岐素子デバイス８０は、光分岐素子１における光回路３の光ファイバ８の一側の端部８２が、フォトダイオード８３の入射面８４に対して垂直に接続されている。フォトダイオード８３は、光ファイバ８と同じ数だけ備えられており、各光ファイバ８に対応している。光ファイバ８は、光ファイバ５を伝送する信号光が反射フィルタ６で反射されることによって分岐した分岐光が伝送されるようになっている。そして、この分岐光は、光ファイバ８を伝送してフォトダイオード８３に入射される。尚、フォトダイオード８３は、光ファイバ８の配列方向（図１４の紙面に垂直な方向）に並んでいるため、図１４では、一つのフォトダイオード８３を示している。
【００４９】
また、本実施形態では、光分岐素子デバイス８０の反射フィルタ６における光回路２と反対側の面に、基板８５上に複数本の光ファイバ８６が配列された光ファイバアレイ８１が固定されている。光ファイバアレイ８１の光ファイバ８６は、光回路２の各光ファイバ５に対応して設けられており、反射フィルタ６を透過した透過光が伝送される。
【００５０】
本実施形態に係る光分岐素子デバイス８０によれば、光回路２に固定された光回路３の光ファイバ８がフォトダイオード８３の入射面８４に対して垂直に接続されている。従って、光ファイバ８を伝送する分岐光をフォトダイオード８３の入射面８４に垂直に入射させることができるため、フォトダイオード８３の偏波依存性が低減され、受光感度を良好にすることができる。
【００５１】
なお、本実施形態の光分岐素子デバイス８０は、上記第１の実施形態に係る光分岐素子１を用いて構成されているが、上記第２〜第７の実施形態に係る光分岐素子１０，２０，３０，４０，５０，６０を用いて構成してもよい。
［第１０実施形態］
図１６は、本発明の第１０の実施形態に係る光分岐素子を備えた光分岐デバイスを示す図であり、図１７は、そのブロック図である。図１６において、光分岐素子９０は、光分岐部９１と光回路９２とを有している。光分岐部９１は、上記第１の実施形態に係る光分岐素子１と同様の構造となっているが、図１７に示すように、光ファイバ５の数が光ファイバ８の２倍となっている点と、光回路２の端面Ｓ1に反射フィルタ６が備えられていない点とが異なっている。
【００５２】
光回路９２は、平面光導波路型の光回路となっており、石英、パイレックス、シリコン等で形成された基板９３と、この基板９３上に形成された平面光導波路部９４とによって構成されている。平面光導波路部９４は、クラッド部９４ａと、クラッド部９４ａの内部に平行かつ等間隔で形成された複数のコア部９４ｂとによって構成されている。
【００５３】
また、光回路９２の一側の端面Ｓ6には、反射フィルタ６が備えられている。この反射フィルタ６は、例えば、端面Ｓ6上に蒸着によって形成する。蒸着を用いることにより、多数の反射フィルタの形成を容易に行うことができる。また、光回路２よりも小型で構造が簡易な光回路９２側に反射フィルタ６を形成することにより、光ファイバの引き回し等の影響が低減されるため、より作業性よく反射フィルタ６を形成することができる。なお、反射フィルタ６は、樹脂などの接着剤によって光回路２の端面Ｓ1に貼り付けてももちろんよい。このような光回路９２は、反射フィルタ６が光回路２の端面Ｓ1に接着されていることによって、光回路２に固定されている。
【００５４】
図１８は、図１６の領域Ｚを示す拡大図であり、光回路２と光回路９２との固定部を示す図である。図１８に示すように、光回路９２の反射フィルタ６と光回路２の端面Ｓ1とは、屈折率を整合する樹脂等の接着剤９５によって接着されている。なお、光分岐部９１は、光回路２側に反射フィルタ６を備えた形態、すなわち光分岐素子１と同様の構造としてもよい。その場合、反射フィルタ６と光回路９２の端面Ｓ6との間に、上記接着剤９５の層が形成される。
【００５５】
本実施形態の光分岐デバイス９６は、以上のような光分岐素子９０とフォトダイオード８３とを有している。そして、光回路９２の端面Ｓ7には、微小電子機械システム（ＭＥＭＳ）技術を用いて形成された可変光減衰器９７が接続されている。可変光減衰器９７は基板９８を有し、この基板９８上には、平面光導波路部９９が形成されている。
【００５６】
図１７に示すように、可変光減衰器９７の平面光導波路部９９は、反射フィルタ６を透過した透過光が通る光路Ｍと、光路Ｎとを有している。また、平面光導波路部９９には、光路Ｍ上を通る光を光路Ｎに向けて反射させるミラー１００が備えられている。このような可変光減衰器９７は、ミラー１００を制御部１０１によって制御しながら駆動させることにより、反射光の強度を調整する。
【００５７】
以上のような本実施形態に係る光分岐デバイス９６によれば、上記可変光減衰器などの素子の端面が光回路２の端面Ｓ1に一致しない傾斜角度であっても、その傾斜角度に適合する端面Ｓ7を有する光回路９２を用いることによって、適用可能とすることができる。
【００５８】
なお、光回路９２は、光ファイバが配列されたものであってもよい。また、本実施形態の光分岐素子デバイス９６は、光回路２と光回路３との固定部分が、上記第２〜第７の実施形態に係る光分岐素子１０，２０，３０，４０，５０，６０のような構造となっていてもよい。
［第１１実施形態］
図１９は、上述した光分岐素子を備えた波長多重光伝送システムの一例を示す模式図である。なお、本実施形態に係る波長多重光伝送システムは、本発明に係る光分岐素子が適用される光通信システムの一例に過ぎず、本発明に係る光分岐素子は、他の様々な光通信システムに適用可能である。
【００５９】
図１９において、波長多重光伝送システム１１０は、複数の光導波路１１１を有する光分岐素子１１２，１１３と、複数の光可変減衰器１１４を有する光可変減衰器アレイ１１５と備えている。光可変減衰器アレイ１１５は、光分岐素子１１２と光分岐素子１１３との間に配されており、光分岐素子１１２，１１３の各光導波路１１１と各光可変減衰器１１４とは、光導波路１１６を介してそれぞれ接続されている。
【００６０】
また、光分岐素子１１２の各光導波路１１１は、光導波路１１７を介して光源１１８と接続されている。一方、光分岐素子１１３の各光導波路１１１は、光導波路１１９を介してアレイ導波路格子（ＡＷＧ；Arrayed Waveguide Grating）１２０と接続されている。このアレイ導波路格子１２０は、各波長の光信号を合波して１本の光導波路１２１に導く。この光導波路１２１には、光増幅器１２２が接続されている。
【００６１】
光分岐素子１１２，１１３の各光導波路１１１を伝送する光の一部は、反射フィルタ６によって分岐され、光導波路１２３を伝送するようになっている。光分岐素子１１２の光導波路１２３には、光源１１８からの光のパワーを検出する光モニタ１２４が接続されている。また、光分岐素子１１３の光導波路１２３には、光可変減衰器１２１で減衰された光のパワーを検出する光モニタ１２５が接続されている。
【００６２】
光分岐素子１１２，１１３、光可変減衰器アレイ１１５は、コントローラ１２６と接続されている。このコントローラ１２６は、各光可変減衰器１１４に電圧を供給する電圧源と、供給電圧制御部とを有している。コントローラ１２６は、光モニタ１２４，１２５の検出値に基づいて、出力光量が所望値となるように各光可変減衰器１１４に送出する電圧信号を制御する。
【００６３】
以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、光分岐素子の光導波路（平面光導波路部のコア部または光ファイバ）が複数本となっているが、１本であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ線矢視図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩＩ−ＩＩ線矢視図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＶ−Ｖ線矢視図である。
【図６】図６（ａ）は、図５に示す光分岐素子４０の変形例を示す断面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線矢視図である
【図７】図７（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視図である。
【図８】図８（ａ）は、図７に示す光分岐素子５０の変形例を示す断面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線矢視図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る光分岐素子を示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＩＸ−ＩＸ線矢視図である。
【図１０】図９に示す隔壁６２の形成工程を示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、本実施形態に係る光分岐素子６０の変形例を示す断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＸ−Ｘ線矢視図である。
【図１２】図１１に示す隔壁６２の形成工程を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の第８の実施形態に係る光分岐素子ユニットを示す断面図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＸＩ−ＸＩ線矢視図である。
【図１４】本発明の第９の実施形態に係る光分岐素子デバイスの一形態を示す図である。
【図１５】図１４のブロック図である。
【図１６】本発明の第１０の実施形態に係る光分岐素子を備えた光分岐デバイスを示す図である。
【図１７】図１６のブロック図である。
【図１８】図１６の領域Ｚを示す拡大図である。
【図１９】本発明に係る光分岐素子を備えた波長多重伝送システムの一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６５】
１…光分岐素子、２，３…光回路、４…配列基板、５…光ファイバ、５ａ…コア部、５ｂ…クラッド部、６…反射フィルタ、７…配列基板、８…光ファイバ、８ａ…コア部、９…樹脂、１０…光分岐素子、２０…光分岐素子、２１…板、３０…光分岐素子、４０…光分岐素子、４１…光回路、４１，５１…光回路、４２…基板、４３…平面光導波路部、４３ａ…クラッド部、４３ｂ…コア部、５０…光分岐素子、５１…光回路、５２…基板、５３…平面光導波路部、５３ａ…クラッド部、５３ｂ…コア部、６０…光分岐素子、６１…光回路、６２ａ…位置決め用基板６２ａ、６２…隔壁、６３…Ｖ形溝、６４…樹脂、７０…光分岐素子ユニット、８０…光分岐素子デバイス、８１…光ファイバアレイ、８２…端部、８３…フォトダイオード（光学素子）、８４…入射面、８５…基板、８６…光ファイバ、９０…光分岐素子、９１…光分岐部、９２…光回路、９３…基板、９４…平面光導波路部、９４ａ…クラッド部、９４ｂ…コア部、９５…接着剤、９６…光分岐デバイス、９６…光分岐素子デバイス、９７…可変光減衰器、９８…基板、９９…平面光導波路部、１１０…波長多重光伝送システム、１１２，１１３…光分岐素子、１１４…光可変減衰器、１１５…光可変減衰器アレイ、１２５…光モニタ、Ｌ1…光軸、Ｌ2…垂直軸、Ｒ…半径、Ｓ1，Ｓ2，Ｓ3…端面、Ｓ4…第１の面、Ｓ5…第２の面、Ｓ6，Ｓ7…端面、α…傾斜角度、β…端面角度。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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