(57)【要約】      （修正有）【課題】光学ガラス等の透明基板が変形せず、安定した光学特性が得られる光学部品実装モジュールおよびこれを用いた光学部品モジュールを提供する。【解決手段】入射光用の第１光ファイバ１１及び反射光用の第２光ファイバ１２とがそれぞれ挿入される２心フェルール１０と、透過光用の第３光ファイバ２１が挿入される単心フェルール２０と、光ファイバからの光を平行光または集束光にそれぞれ変換する２個のコリメートレンズ３０，４０と、これらのレンズ間に設けられ、所定の波長の光を分離または透過する光学部品実装モジュールであるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０と、を備え、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、第１光学基板上に誘電体多層膜が形成された第１部分素子５１と第２光学基板上に誘電体多層膜が形成された第２部分素子５２とを、それぞれの多層膜側を対向させて構成される光通信モジュールであるＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００。【選択図】図１
2005091996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１光学基板上に薄膜が形成される第１部分素子と、
第２光学基板上に薄膜が形成される第２部分素子と、を備え、
前記第１部分素子の薄膜側と前記第２部分素子の薄膜側とが向かい合わせて構成されていることを特徴とする光学部品実装モジュール。
【請求項２】
前記第１光学基板上に形成された前記薄膜及び前記第２光学基板上に形成された前記薄膜は、少なくとも２種類の屈折率の異なる層を有する積層体であることを特徴とする請求項１記載の光学部品実装モジュール。
【請求項３】
相対峙する２個の光学基板と、
前記２個の光学基板の間に設けられ、屈折率の異なる少なくとも２種類の層が積層された薄膜と、
を有することを特徴とする光学部品実装モジュール。
【請求項４】
前記薄膜は、所定の厚さに分離されて固定されていることを特徴とする請求項３記載の光学部品実装モジュール。
【請求項５】
光ファイバ保持部材に保持された光ファイバと、
前記光ファイバからの光を平行光または集束光に変換するレンズと、
前記レンズを透過した光が入射する薄膜フィルタ素子と、を備え、
前記薄膜フィルタ素子は、第１光学基板上に薄膜が形成された第１部分素子と第２光学基板上に薄膜が形成された第２部分素子とを、それぞれの薄膜側を向かい合わせて構成されていることを特徴とする光通信モジュール。
【請求項６】
前記薄膜フィルタ素子は、前記レンズを透過した光から所定の波長の光を分離または透過するものであることを特徴とする請求項５記載の光通信モジュール。
【請求項７】
前記薄膜は、屈折率の高い誘電体から形成された高屈折率層と屈折率の低い誘電体から形成された低屈折率層とを有する誘電体多層膜であることを特徴とする請求項５記載の光通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品実装モジュール等に関し、より詳しくは、安定した光学特性が得られる光学部品実装モジュール及びこれを用いた光通信モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いるデータ通信は、大量の情報を高速に送受信することが可能である。近年、波長多重通信方式（ＷＤＭ：Ｗａｖｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）が登場したことにより、光ファイバによるデータ通信は、さらなる高速化と大容量化が可能となっている。このＷＤＭ方式によるデータ通信は、１本の光ファイバに約１ｎｍ程度の間隔で多重化されている数１０から１００以上の光を通し、この多重化された光の中から、所定の波長を有する光が分離されている（例えば、特許文献１参照）。また、このような所定の波長を有する光を分離する光学素子としては、誘電体の薄膜を複数積層した多層膜を有するＷＤＭ用薄膜フィルタ素子が用いられている。ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子は、１ｎｍ程度の間隔で多重化された光を、挿入損失０．５ｄＢ以下で分離する必要があり、このため、誘電体の薄膜の膜圧は、光の波長の±０．１％以内の精度で制御されている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２３７２４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このようなＷＤＭ用薄膜フィルタ素子等の光通信に用いられる光学素子は、光学ガラス等の透明基板上に、真空製膜プロセスで形成されたＳｉＯ２やＴａ２Ｏ５等の誘電体多層膜を有する素子が数多く存在する。このような誘電体多層膜は、通常、５０層以上の誘電体層が積層された構造を有し、多層膜全体の膜厚は、多くの場合、１０μｍを超える。誘電体多層膜がこの程度の厚さになると、積層された誘電体層内に内包される応力は、典型値として１００〜１０００ＭＰａにも及び、このため、光学ガラス等の透明基板を、数μｍから大きい場合は数十μｍも変形させてしまう場合がある。
【０００５】
図７は、このような誘電体多層膜によるガラス基板の変形を説明する図である。図７には、１．４ｍｍ×１．４ｍｍ×１ｍｍ（厚さ）のサイズを有するガラス基板７４と、このガラス基板７４上に積層された厚さ５０〜１００μｍの誘電体多層膜７５とを有する光学素子７０が示されている。また、光学素子７０の中央部には、所定の波長の光ビーム７３が透過している。図７に示すように、厚さ５０〜１００μｍの誘電体多層膜７５の場合は、内包された応力により、ガラス基板７４が変形し、その変形量は、２０〜３０μｍ程度に達する。
【０００６】
ガラス基板７４がこのように変形することにより、光ビーム７３の入射角が、光学素子７０の外縁部で光軸に対して一定の角度を有することとなる。これは光路長が変化したことに相当し、実効的に膜厚が不均一になったことと等価である。また、ガラス基板７４のこのような変形により、誘電体多層膜７５自身の屈折率や光学異方性等の光学特性が変化してしまう。その結果、光学素子７０としての性能が低下するという問題が生じている。
【０００７】
通常、スパッタ法や真空蒸着法等の真空製膜法を用いて多層膜を形成する場合には、多層膜の引っ張り応力又は圧縮応力が透明基板に作用し、このため光学素子が変形したり、物理特性が変化したりしてしまう。このような応力の制御方法としては、通常、製膜時の投入電力や雰囲気ガスの圧力、あるいは基板温度等の製膜プロセスパラメーターを制御することにより行われる。しかし、光通信等に用いられる光学素子には、極めて精密に制御された光学特性が必要とされるため、各光学特性と低応力とが両立する製膜プロセスの条件を見出すことは非常に困難である場合が多い。
【０００８】
本発明は、このような誘電体多層膜を有する光学素子を開発する上で浮き彫りになった問題を解決すべくなされたものである。すなわち、本発明の目的は、光学ガラス等の透明基板に生ずる変形が小さく、安定した光学特性が得られる光学部品実装モジュールおよびこれを用いた光通信モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かかる課題を解決すべく、本発明では、薄膜が積層された２個の部分素子を薄膜側を向かい合わせて組み合わせる構成を採用している。即ち、本発明が適用される光学部品実装モジュールは、少なくとも第１光学基板上に薄膜が形成される第１部分素子と、第２光学基板上に薄膜が形成される第２部分素子と、を備え、これらの第１部分素子の薄膜側と第２部分素子の薄膜側とが向かい合わせて構成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明が適用される光学部品実装モジュールは、２個の部分素子を組み合わせた構造を有することにより、部分素子の位置、光軸に対する角度等を独立に調整することが可能となり、従来の方法と比べて調整の自由度を増大させることができる。また、２個の部分素子がそれらの位置、角度の最適化の結果、所定の角度をなすように組み合わせることも可能である。
【００１１】
ここで、第１光学基板上に形成された薄膜及び第２光学基板上に形成された薄膜が、少なくとも２種類の屈折率の異なる層を有する積層体であることを特徴とすれば、光学ミラー、反射防止膜、各種の光学フィルター（例えば、ＤＷＤＭ用バンドパスフィルター、ＣＷＤＭ用広帯域フィルター、利得等化フィルター、エッジフィルター）、分散補償器、光減衰器、インターリーバー等の多くの光学素子の用途に適用可能な光学部品実装モジュールを提供することができる。
【００１２】
次に、他の観点から捉えると、本発明が適用される光学部品実装モジュールは、相対峙する２個の光学基板と、この２個の光学基板の間に設けられ、屈折率の異なる少なくとも２種類の層が積層された薄膜と、を有することを特徴としている。
【００１３】
ここで、相対峙する２個の光学基板の間に設けられた薄膜が、所定の厚さに分離され、各光学基板に固定されていることを特徴とすれば、光学基板上に形成された薄膜の応力が低減され、光学基板の歪や変形等が低減される。その結果、光学素子としての光学定数の変化が低減され、特に、光学素子の薄膜に対する入射光の角度を均一化することができる。
【００１４】
次に、本発明は、光ファイバ保持部材に保持された光ファイバと、光ファイバからの光を平行光または集束光に変換するレンズと、レンズを透過した光が入射する薄膜フィルタ素子と、を備え、薄膜フィルタ素子は、第１光学基板上に薄膜が形成された第１部分素子と第２光学基板上に薄膜が形成された第２部分素子とを、それぞれの薄膜側を向かい合わせて構成されていることを特徴とする光通信モジュールとして捉えることができる。
【００１５】
ここで、薄膜フィルタ素子としては、レンズを透過した光から所定の波長の光を分離または透過するものであることを特徴とすれば、ＷＤＭ用３端子フィルタモジュールとして有用な光通信モジュールを提供することができる。
【００１６】
ここで、薄膜フィルタ素子の薄膜が、屈折率の高い誘電体から形成された高屈折率層と屈折率の低い誘電体から形成された低屈折率層とを有する誘電体多層膜であることを特徴とすれば、例えば、このような薄膜フィルタはＷＤＭ用薄膜フィルタ素子として有用であり、このような薄膜フィルタを備えた光通信モジュールは、ＷＤＭ用３端子フィルタモジュールとして有用である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、光学ガラス等の透明基板に生ずる変形が小さく、安定した光学特性が得られる光学部品実装モジュールおよびこれを用いた光通信モジュールが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面に基づき本発明を実施するための最良の形態（以下、発明の実施の形態という。）について説明する。
（実施の形態１）
図１は、波長多重伝送方式の光通信機器等で使用される光通信モジュールの一種であるＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）用３端子フィルタモジュールを示す図である。図１に示すＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００には、第１の実施の形態のＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０が用いられている。図１に示すＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００は、入射光用の第１光ファイバ１１および反射光用の第２光ファイバ１２が貫通配設される光ファイバ保持部材としての２心フェルール１０と、透過光用の第３光ファイバ２１が貫通配設される単心フェルール２０とを有しており、これら第１光ファイバ１１および第２光ファイバ１２の端部が露出する２心フェルール１０の端面１０ａと第３光ファイバ２１の端部が露出する単心フェルール２０の端面２０ａとが対向して配置されるようになっている。また、２心フェルール１０と単心フェルール２０との間には、２心フェルール１０に対向して第１コリメートレンズ３０が、単心フェルール２０に対向して第２コリメートレンズ４０がそれぞれ配置され、第１コリメートレンズ３０および第２コリメートレンズ４０の間には、２個の光学部品である第１部分素子５１及び第２部分素子５２から構成されたＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０が配置されている。そして、これら２心フェルール１０、単心フェルール２０、第１コリメートレンズ３０、第２コリメートレンズ４０、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、例えばシリコンにて構成された長方形状の基板（図示せず）に実装されている。なお、基板としては、シリコンの他、セラミックス、ガラス、プラスチックなどの硬質材料を用いることができる。
【００１９】
尚、第１光ファイバ１１、第２光ファイバ１２、第３光ファイバ２１としては、直径（コア径）が１２５μｍのシングルモードファイバを用いている。また、単心フェルール２０及び２心フェルール１０は、略円柱状の形状を有しており、その直径は１．５ｍｍ、長さは１０ｍｍである。また、単心フェルール２０及び２心フェルール１０は石英ガラスにて構成されている。単心フェルール２０及び２心フェルール１０を構成する材料としては、石英ガラスの他、石英、ジルコニア、アルミナ、窒化珪素窒化アルミニウム、コージュライト、ムライト等を主成分とする結晶粒子を有するセラミックス、結晶化ガラス、金属、あるいはプラスチックが好適であり、用途や要求される精度等に応じて適宜材質を選択することができる。そして、単心フェルール２０には第３光ファイバ２１を挿入するための直径１２６μｍの貫通孔が形成されている。第３光ファイバ２１の直径（１２５μｍ）よりも僅かに大きく、第３光ファイバ２１を挿入できるように構成されている。２心フェルール１０には、第１光ファイバ１１及び第２光ファイバ１２を挿入できるように、直径１２６μｍの貫通孔が２本形成されている。
【００２０】
さらにまた、第１コリメートレンズ３０および第２コリメートレンズ４０としては、レンズの中心部と周辺部とで曲率が異なる所謂非球面レンズを用いている。これら第１コリメートレンズ３０、第２コリメートレンズ４０の直径は単心フェルール２０（および２心フェルール１０）と同じ１．５ｍｍとした。第１コリメートレンズ３０および第２コリメートレンズ４０は、光学ガラスＢＫ−７を加熱し、金型でプレス成型することによって得た。
【００２１】
図２は、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０の第１の実施形態を説明する図である。図２に示すＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、ガラス等の光透過性材料からなる第１光学基板５１１および、この第１光学基板５１１上に、後述するように誘電体層が積層された薄膜である誘電体多層膜５１２からなる第１部分素子５１と、これと同様な構造を有し、第２光学基板５２１および薄膜である誘電体多層膜５２２からなる第２部分素子５２とを有する。図２に示すように、２個の光学部品である部分素子（５１，５２）は、それぞれの誘電体多層膜（５１２，５２２）面を向かい合わせて組み立てられている。
【００２２】
図３は、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０の分解した２個の部分素子を説明する図であり、図３（ａ）は、第１部分素子５１、図３（ｂ）は、第２部分素子５２である。上述したように、第１部分素子５１および第２部分素子５２は、いずれも、第１光学基板５１１（第２光学基板５２１）と第１光学基板５１１（第２光学基板５２１）上に積層された薄膜である誘電体多層膜５１２（誘電体多層膜５２２）と、を有している。第１光学基板５１１または第２光学基板５２１は、光透過性を有する材料により形成され、例えば、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン系樹脂（特に非晶質ポリオレフィン）、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン樹脂、エポキシ樹脂、ガラス等が挙げられる。これらの中でも、ガラス基板が好ましい。第１光学基板５１１または第２光学基板５２１の厚さは、好ましくは、０．３ｍｍ〜３ｍｍである。
【００２３】
第１光学基板５１１（第２光学基板５２１）上に形成された誘電体多層膜５１２（誘電体多層膜５２２）は、後述するように、光学路長がλ／４の高屈折率層と低屈折率層とを対としたミラー層を複数層重ねた構造を有する２個のキャビティ５１２ａ及びキャビティ５１２ｂ（キャビティ５２２ａ及びキャビティ５２２ｂ）を結合層５１３（結合層５２３）を介して積層し、さらに、その上に反射防止膜５１４（反射防止膜５２４）が積層されている。誘電体多層膜５１２または誘電体多層膜５２２の厚さは、特に限定されないが、通常、１０μｍ以上となる。
【００２４】
図４は、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０の部品の一つである第１部分素子５１の誘電体多層膜５１２を構成するキャビティ５１２ａの構造を説明する図である。他のキャビティ５１２ｂ，５２２ａ，５２２ｂも、同様な構造を有しているので説明は省略する。図４に示すキャビティ５１２ａは、膜厚が光学路長のλ／２の整数倍の厚さを有するスペーサ層５１５を中心として、その上下に対称に、λ／４光学路長の厚さを有する高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとを対としたミラー層を複数直列に積層された構造となっている。キャビティ５１２ａ内のミラー層（高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとの組み合わせ）は、通常、１４〜１６組程度積層されている。また、第１部分素子５１と第２部分素子５２とを組み合わせた構造のＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０において、キャビティの個数の合計は、少なくとも２個、好ましくは、４個以上設けられている場合が多いことから、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０全体のミラー層の合計層数は、少なくとも５０層を超えている。
【００２５】
誘電体多層膜５１２または誘電体多層膜５２２のキャビティ５１２ａ等を形成する材料は特に限定されないが、例えば、高屈折率層Ｈを形成する材料としては、ＴａＯｘ、ＴｉＯｘ、ＺｎＳ、ＺｎＳｎ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｉＧｅｘ、ＳｉＮｘ、ＳｉＣｘ、ＺｒＯｘ、ＮｂＯｘ、ＹＯｘおよびこれらの混合物が挙げられる。また、低屈折率層Ｌを形成する材料としては、ＳｉＯｘ、ＭｇＦ２、ＡｌＯｘ、ＳｉＯｘＣｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＭｇＯｘ、またはこれらの混合物が挙げられる。ここで、ｘは、化学量論的組成比を表す数値、又は、化学量論的組成比を表す数値に基づき光学特性の制御のために調整された数値である。具体的には、高屈折率層Ｈとして用いられるものとしては、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２、ＣｅＯ２、ＺｎＳ、ＴｈＯ２、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｐｒ６Ｏ１１等、およびそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、Ｔａ２Ｏ５が好ましい。同様に、低屈折率層Ｌとして用いられるものは、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、Ｎａ５Ａｌ３Ｆ１４、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＣａＦ３等、およびそれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、ＳｉＯ２が好ましい。尚、これらの中間の屈折率層として用いられる物質として、例えば、Ｙ２Ｏ３、ＰｂＦ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｅＦ３、Ｌａ２Ｏ３、ＷＯ３、ＭｏＯ３等、およびそれらの混合物を適宜使用してもよい。
【００２６】
尚、スペーサ層５１５、結合層５１３及び結合層５２３、反射防止膜５１４及び反射防止膜５２４を形成する材料としては、キャビティ５１２ａ等を形成する材料と同様な材料が挙げられる。
【００２７】
誘電体多層膜５１２または誘電体多層膜５２２は、それぞれ第１光学基板５１１または第２光学基板５２１上に、前述した誘電物質を用いる真空成膜法により形成される。真空成膜法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、化学気相成長法、レーザーアブレイション法等、各種成膜法を用いることができる。真空蒸着法を用いる場合、膜質を改善するため蒸着蒸気流の一部をイオン化するとともに基板側にバイアスを印加するイオンプレーティング法、クラスターイオンビーム法、別イオン銃を用いてイオンを照射するイオンアシスト蒸着法を用いると有効である。スパッタ法としては、ＤＣ反応性スパッタ法、ＲＦスパッタ法、イオンビームスパッタ法等が挙げられる。また、化学的気相法としては、プラズマ重合法、光アシスト気相法、熱分解法、有機金属化学気相法等が挙げられる。
【００２８】
上述したように、本実施の形態が適用されるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、２個の光学部品である第１部分素子５１及び第２部分素子５２を、それぞれの光学基板上に形成された薄膜である誘電体多層膜５１２と誘電体多層膜５２２とを向かい合わせて組み立てた構造を有するものである。第１部分素子５１及び第２部分素子５２は、目的とする光学素子の多層膜の部分を、所定の２つの構造にそれぞれ分離して設計し、別々の基板上に積層して形成し、所定の形態に加工した後、これらを、多層膜面を向かい合わせて組み立てて光学素子を構成することができる。
【００２９】
ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０が、このような２個の光学部品を組み合わせた構造を採用することにより、それぞれの部分素子における誘電体薄膜の積層数を少なくすることが可能となり、多層膜部分の総膜厚を薄くすることできる。その結果、それぞれの部分素子における第１光学基板５１１または第２光学基板５２１にかかる応力が、総ての誘電体薄膜を一枚の基板上に積層した場合と比較して小さくなり、これにより各部分素子における、応力による変形や光学特性の変化を小さくすることができる。さらに、このように２個の光学部品を組み合わせて光通信モジュール等の光学部品実装モジュールを構成すると、モジュール全体としての特性がより高精度に確保することができる。
【００３０】
さらに、薄膜積層された誘電体多層膜を有する２個の部分素子を向かい合わせて組み合わせる事により、それぞれの部分素子が有する長所を活かす組合せを選択することが可能となる。例えば、一方の部分素子Ａは、短波長側の阻止帯域特性が良好であるが長波長側の特性が不十分であり、また、他方の部分素子Ｂは、長波長側の阻止帯域特性が良好であり短波長側の特性が不十分である場合は、これらを組み合わせることにより両者がそれぞれ有する良好な性能を満たす光学素子として構成することが可能となる。また、部分素子Ａを製造した段階でその性能を調べ、部分素子Ａの不十分な性能を補う設計を行って部分素子Ｂを製造することにより、生産性向上も期待できる。
【００３１】
本実施の形態が適用されるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、２個の部分素子を組み合わせた構造を有することにより、部分素子の位置、光軸に対する角度等を独立に調整することが可能となり、従来の方法と比べて調整の自由度が増大する。例えば、２個の部分素子がオフセットして構成されることも可能である。また、２個の部分素子がそれらの位置、角度の最適化の結果、所定の角度をなすように組み合わせることも可能である。また、本実施の形態が適用されるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、第１部分素子５１と第２部分素子５２とに、同一の積層構造の誘電体多層膜５１２，５２２薄膜を用いた例を示したが、それぞれの部分素子において、異なる構造の誘電体多層膜を構成して用いてもよい。光学特性の面から、それぞれの部分素子は、それぞれ任意の特性を有するものを適宜組み合わせて構成することができる。
【００３２】
ここで、ＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００の動作について説明する。
第１光ファイバ１１には、波長の異なる複数の光が多重化されて伝送されてくる（この説明では、光に含まれる第１の波長をλ１、第２の波長をλ２とする）。この第１光ファイバ１１から出射された光は、第１コリメートレンズ３０に入射し、平行光に変換されて第１コリメートレンズ３０より出射される。そして、第１コリメートレンズ３０から出射された光は、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０に入射する。ここで、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０は、特定の波長（例えば、波長λ１）の光は透過し、他の特定の波長（例えば、λ２）の光は反射するという特性を有している。これにより、波長λ１の光は、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０を透過して第２コリメートレンズ４０に入射し、集束光に変換されて第２コリメートレンズ４０より出射される。そして、第２コリメートレンズ４０から出射された波長λ１の光は、集光された状態で第３光ファイバ２１に入射し、第３光ファイバ２１中を伝送されていく。一方、波長λ２の光はＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０から反射して逆方向から第１コリメートレンズ３０に入射し、集束光に変換されて第１コリメートレンズ３０より出射される。そして、第１コリメートレンズ３０から出射された波長λ２の光は、集光された状態で第２光ファイバ１２に入射し、第２光ファイバ１２中を伝送されていく。このような構成を採用することで、多重化された光を波長λ１の光と波長λ２の光とに分離することができる。
【００３３】
（実施の形態２）
図５は、第２の実施の形態のＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を用いたＷＤＭ用３端子フィルタモジュールを説明する図である。図５に示すＷＤＭ用３端子フィルタモジュール２００に用いたＷＤＭ用薄膜フィルタ素子６０は、２個の部分素子（第１部分素子６１及び第２部分素子６２）がオフセットして構成されている。即ち、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子６０を構成する２個の部分素子である第１部分素子６１及び第２部分素子６２は、それぞれの誘電体多層膜面を互いに向かい合わせて組み立てる際に、例えば、阻止帯域特性におけるそれぞれの部分素子が有する良好な性能を発揮するように、誘電体多層膜面の向かい合う位置をずらして組み合わされている。このように、２個の部分素子（第１部分素子６１及び第２部分素子６２）がオフセットして構成されることにより、それぞれの部分素子が有する良好な特性を併せ持つ光学素子を形成することができる。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００３４】
（実施の形態３）
図６は、第３の実施の形態のＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を用いたＷＤＭ用３端子フィルタモジュールを説明する図である。図６に示すＷＤＭ用３端子フィルタモジュール３００に用いたＷＤＭ用薄膜フィルタ素子７０は、２個の部分素子（第１部分素子７１及び第２部分素子７２）が、それらの位置、角度の最適化を調整した結果、所定の角度をなして組み合わせるように構成されている。即ち、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子７０を構成する２個の部分素子である第１部分素子７１及び第２部分素子７２は、それぞれの誘電体多層膜面を互いに向かい合わせて組み立てる際に、それぞれの部分素子が有する良好な性能を発揮するように、誘電体多層膜面が所定の角度をなすように組み合わされている。
【００３５】
尚、第１の実施の形態、第２の実施の形態及び第３の実施の形態において説明したＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子６０及びＷＤＭ用薄膜フィルタ素子７０において、それぞれのＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を構成する部分素子（第１部分素子５１及び第２部分素子５２、第１部分素子６１及び第２部分素子６２、第１部分素子７１及び第２部分素子７２）が向かい合った誘電体多層膜の間隙には、それぞれの光学基板と同じ屈折率を有する液体またはや流動物質を満たしてもよい。また、低屈折率層と同じ屈折率を有する液体または流動物質を満たすことも可能である。この場合には、例えば、第１の実施の形態における誘電体多層膜５１２の最上層に設けられた反射防止膜５１４は不要である。また、それぞれの部分素子の対向する誘電体多層膜同士は、密着させた形態であってもよいし、空気を介して略離れた形態であってもよい。または、両者の間に所定の屈折率の数値に調整した接着層を充填してもよい。
【００３６】
尚、本実施の形態においては、光学部品実装モジュールとしてのＷＤＭ用薄膜フィルタ素子５０及びこれを備えた光通信モジュールとしてのＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００について説明を行なったが、本実施の形態に限定されるものではなく、光学部品実装モジュールとしては、例えば、レーザミラー、反射防止膜、各種の光学フィルタ（例えば、ＤＷＤＭ用バンドパスフィルター、ＣＷＤＭ用広帯域フィルター、利得等化フィルター、エッジフィルター）、分散補償器、光減衰器、インターリーバー等に適用が可能であり、また、誘電体多層膜からなる光学部品実装モジュールを用いて構成される光学部品実装モジュール全般に適用が可能である。
【実施例】
【００３７】
以下、実施例において本実施の形態を具体的に説明する。尚、本実施の形態は実施例に限定されるものではない。
【００３８】
（光学特性の測定）
図１に示したＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００において、中心波長１５５０．１２ｎｍ（ＩＴＵが設定したＷＤＭ方式伝送チャンネルグリッドの３４番目）、透過帯域幅０．８ｎｍ以上、阻止帯域幅２．５ｎｍ以下に設計した２００ＧＨｚのＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の透過率スペクトルを、チューナブルレーザーとパワーメータを用いて測定し、光学特性（挿入損失、透過帯域リップル、透過帯域幅、阻止帯域幅）を求めた。なお、中心波長誤差は、透過率スペクトルの最大値から−２５ｄＢ以内となる波長帯域幅の中心値と設計値（１５５０．１２ｎｍ）との差であり、透過帯域幅は、透過率スペクトルの最大値から−０．５ｄＢ以内となる波長帯域幅であり、阻止帯域幅は、透過率スペクトルの最大値から−２５ｄＢ以内となる波長帯域幅である。
【００３９】
（ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の調製）
厚さ３ｍｍのガラス（ＢＫ−７）基板上にイオンビームスパッタ法により、高屈折率層材料にはＴａ２Ｏ５、低屈折率層材料にはＳｉＯ２を用いて誘電体多層膜を形成し、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を調製した。尚、誘電体多層膜の構成は以下のように表す。即ち、高屈折率層において光学路長λ／４となる膜厚をＨとし、低屈折率層において光学路長λ／４となる膜厚をＬとして、誘電体多層膜の構造を以下のように表記する。
（表記例）  基板／（ＨＬ）＾７  ６Ｈ  （ＬＨ）＾７
【００４０】
表記例は、まず、ガラス基板上に、高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれＨ、Ｌの膜厚で７回交互に積層する。次に、その上に膜厚Ｈの６倍の厚さで高屈折率層を積層し、さらにその上に、低屈折率層及び高屈折率層をそれぞれＬ、Ｈの膜厚で７回交互に積層した構成を示している。
【００４１】
誘電体多層膜の高屈折率層と低屈折率層とは、それぞれ、Ｔａターゲット、Ｓｉターゲットを、Ａｒと酸素の混合ガス中でスパッタし製膜した。製膜の手順は、ガラス基板をスパッタ装置に取り付け排気し、真空度が１×１０−５Ｐａに到達したところで、ガラス基板を２００℃まで赤外線ヒーターを用いて加熱し脱ガス処理を行った。次に、ガラス基板表面をＡｒと酸素の混合ガスで逆スパッタし、ガラス基板表面のクリーニングを行い、クリーニング後、ガラス基板の温度を１００℃に設定し誘電体多層膜を形成した。Ｔａ２Ｏ５膜の屈折率は、波長１５５０ｎｍで２．０７であり、ＳｉＯ２膜の屈折率は、波長１５５０ｎｍで１．４７であった。
【００４２】
（実施例１）
ガラス基板上に、下記に表記した構造の２個のキャビティーからなる誘電体多層膜を有する部分素子を形成し、それぞれの誘電体多層膜面を向かい合わせて、合計４個のキャビティを有するＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を調製した。尚、表記中、《》で囲んだ範囲が各キャビティーである。
【００４３】
第１部分素子
基板／《（ＨＬ）＾７  ６Ｈ  （ＬＨ）＾７》Ｌ《（ＨＬ）＾７  １４Ｈ  （ＬＨ）＾７》
第２部分素子
基板／《（ＨＬ）＾７  ６Ｈ  （ＬＨ）＾７》Ｌ《（ＨＬ）＾７  １４Ｈ  （ＬＨ）＾７》
【００４４】
（実施例２）
ガラス基板上に、下記に表記したように、第１部分素子と第２部分素子とを、それぞれ独立の積層構造に設計し、中心波長１５５０．１２ｎｍ、透過帯域幅０．８ｎｍ、阻止帯域幅２．５ｎｍに設計したバンドパスフィルターについて、実施例１と同様に光学特性を測定した。結果を表１に示す。
【００４５】
第１部分素子
基板／《（ＨＬ）＾７  ６Ｈ  （ＬＨ）＾７》Ｌ《（ＨＬ）＾７  １４Ｈ  （ＬＨ）＾７》
第２部分素子
基板／《（ＨＬ）＾７  Ｈ８ＬＨ  （ＬＨ）＾６》Ｌ《（ＨＬ）＾７  １４Ｈ  （ＬＨ）＾７》
【００４６】
尚、それぞれの部分素子のキャビティ上に、０．３６Ｈ  １．３２Ｌの構造の反射防止膜をそれぞれ形成した後、それぞれ所定の大きさ（１．４ｍｍ×１．４ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ）に加工し、２個の部分素子を組み立てた。このように調製した２個の部分素子からなるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を、図１に示したＷＤＭ用３端子フィルタモジュール１００の２個のコリメートレンズ間に固定し、光学特性を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
（比較例）
ガラス基板上に、下記に表記した構造の４個のキャビティーが一体に構成される誘電体多層膜を形成した。尚、表記中で《》に囲んだ範囲が各キャビティーである。
基板／《（ＨＬ）＾７  ６Ｈ  （ＬＨ）＾７》Ｌ《（ＨＬ）＾７  １４Ｈ  （ＬＨ）＾７》Ｌ）＾２《（ＨＬ）＾７  ４Ｈ  （ＬＨ）＾７》
【００４８】
次に、このキャビティの積層体上に、（０．３６Ｈ  １．３２Ｌ）の構造の反射防止膜を形成した後、所定の大きさ（１．４ｍｍ×１．４ｍｍ×厚さ１．０ｍｍ）に加工し、ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を調製した。このように調製したＷＤＭ用薄膜フィルタ素子を、実施例と同様に、ＷＤＭ用３端子フィルタモジュールの２個のコリメートレンズ間に固定し、光学特性を測定した。結果を表１に示す。
【００４９】
【表１】
2005091996.tif 000003
【００５０】
表１の結果から、それぞれ２個のキャビティーからなる誘電体多層膜を有する２個の部分素子の誘電体多層膜面を向かい合わせて組み合わせたＷＤＭ用薄膜フィルタ素子（実施例）は、ガラス基板上に形成された誘電体多層膜の応力が低減されたことにより、ガラス基板の歪や変形等が低減され、その結果、光学素子としての光学定数の変化が低減されることが分かる。特に、誘電体多層膜の応力によるガラス基板の歪が低減されたことにより、光学素子の誘電体多層膜面に対する入射光の角度が均一化され、阻止帯域幅や挿入損失が改善されていることが分かる。これに対して、従来の構造のＷＤＭ用薄膜フィルタ素子（比較例）は、特に、挿入損失、透過帯域リップル及び阻止帯域幅が大きく、光学特性が不安定であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明が適用されるＷＤＭ用薄膜フィルタ素子は、例えば、光学ミラー、反射防止膜、各種の光学フィルタ（例えば、ＤＷＤＭ用バンドパスフィルター、ＣＷＤＭ用広帯域フィルター、利得等化フィルター、エッジフィルター）、分散補償器、光減衰器、インターリーバー等の多くの光学素子の用途に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施の形態が適用される光通信モジュールの一種であるＷＤＭ用３端子フィルタモジュールを説明する図である。
【図２】ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の第１の実施形態を説明する図である。
【図３】ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の２個の部分光学部品実装モジュールを説明する図である。
【図４】ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の誘電体多層膜を構成するキャビティの構造を説明するための図である。
【図５】ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の第２の実施の形態を説明する図である。
【図６】ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子の第３の実施の形態を説明する図である。
【図７】従来の誘電体多層膜によるガラス基板の変形を説明する図である。
【符号の説明】
【００５３】
１０…２心フェルール、２０…単心フェルール、３０…第１コリメートレンズ、４０…第２コリメートレンズ、５０，６０，７０…ＷＤＭ用薄膜フィルタ素子、５１，６１，７１…第１部分素子、５２，６２，７２…第２部分素子、７３…光ビーム、７４…ガラス基板、７５…誘電体多層膜、１００，２００，３００，４００…ＷＤＭ用３端子フィルタモジュール、５１２，５２２…誘電体多層膜
【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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