(57)【要約】【課題】  低コストで量産性の高い波長多重デバイスを提供する。【解決手段】  面発光素子アレイ１１〜１３と、平面光伝送路１４とを備える。面発光素子アレイ１１の発光部１１ａ〜１１ｃは、すべて波長λ１の信号光を発信する。面発光素子アレイ１２の発光部１２ａ〜１２ｃは、すべて波長λ２の信号光を発信する。面発光素子アレイ１３の発光部１３ａ〜１３ｃは、すべて波長λ３の信号光を発信する。発光部１１ａと、発光部１２ａと、発光部１３ａとを発信した信号光は、対向する平面光伝送路１４ａへ結合される。発光部１１ｂと、発光部１２ｂと、発光部１３ｂとから出射した信号光は、対向する平面光伝送路１４ｂへ結合される。発光部１１ｃと、発光部１２ｃと、発光部１３ｃとから出射した信号光は、対向する平面光伝送路１４の平面光伝送路１４ｃへ結合される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の信号光を波長多重して伝送するための波長多重デバイスであって、
少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、
前記発振部から発振される信号光が結合され、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送する光伝送路を複数含む伝送部とを備え、
前記伝送部は、前記発振部が発振した信号光の内、等しい波長の信号光を相異なる前記光伝送路に結合させる一方、相異なる波長の信号光を同一の前記光伝送路に結合させる、波長多重デバイス。
【請求項２】
前記伝送部は、平面形状の光伝送路を積層して形成された積層型平面光伝送路である、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項３】
前記発振部は、
第１波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第１の面発光素子アレイと、
前記第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第２の面発光素子アレイとを含む、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項４】
前記発振部は、
前記第１の面発光素子アレイ及び前記第２の面発光素子アレイを実装する基板を含む、請求項３に記載の波長多重デバイス。
【請求項５】
前記基板は、前記第１もしくは第２面発光素子アレイ、又は前記平面光伝送路の内の少なくとも一つを、前記基板に対して位置決めするためのマーカを有する、請求項４に記載の波長多重デバイス。
【請求項６】
前記基板の熱膨張係数は、前記平面光伝送路の少なくとも一つの熱膨張係数と略等しい、請求項４に記載の波長多重デバイス。
【請求項７】
前記発振部は、
第１波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振するとともに、前記第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する面発光素子アレイを含む、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項８】
前記平面光伝送路を伝送した信号光を波長ごとに検出可能な検出部を備える、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項９】
前記検出部は、
第１波長の信号光を少なくとも二つ検出する第１の面受光素子アレイと、
前記第１波長とは異なる第２波長の信号光を少なくとも二つ検出する第２の面受光素子アレイとを含む、請求項８に記載の波長多重デバイス。
【請求項１０】
前記伝送部は、出射する信号光を波長ごとに分離するための波長選択手段を含む、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項１１】
前記波長選択手段は、前記平面光伝送路に形成された回折光学素子である、請求項１０に記載の波長多重デバイス。
【請求項１２】
前記波長選択手段は、前記平面光伝送路に形成されたフィルタである、請求項１０に記載の波長多重デバイス。
【請求項１３】
前記伝送部は、入出射する信号光を伝送部に結合させるための集光手段を含む、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項１４】
前記集光手段は、前記平面光伝送路に形成されたレンズである、請求項１３に記載の波長多重デバイス。
【請求項１５】
前記平面光伝送路は、可撓性を有する、請求項１に記載の波長多重デバイス。
【請求項１６】
複数の信号光を波長多重して伝送するための波長多重デバイスと、
前記波長多重デバイスにより接続される第１および第２のサブボードとを備え、
前記波長多重デバイスは、
少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、
前記発振部から発振される信号光が結合され、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送する光伝送路を複数含む伝送部とを備え、
前記伝送部は、前記発振部が発振した信号光の内、等しい波長の信号光を相異なる前記光伝送路に結合させる一方、相異なる波長の信号光を同一の前記光伝送路に結合させる、光伝送モジュール。
【請求項１７】
前記伝送部は、平面形状の光伝送路を積層して形成された積層型平面光伝送路である、請求項１６に記載の光伝送モジュール。
【請求項１８】
前記発振部は、
第１波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第１の面発光素子アレイと、
前記第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第２の面発光素子アレイとを含む、請求項１６に記載の光伝送モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の信号光を波長多重して伝送するための波長多重デバイスに関し、より特定的には、面発光素子アレイを用いた波長多重デバイスに関する。また、本発明は、上記波長多重デバイスを備える光伝送モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、公衆通信やコンピュータネットワークに適用するための光通信システムの研究が活発に行われている。このような光通信システムでは、高速に大容量データを伝送することが求められているため、波長多重伝送が有力である。また、携帯電話端末やデジタルカメラといった小型の機器の内部において、高速にデータを伝送するためのデータバスにおいても波長多重デバイスを用いることが注目されている。
【０００３】
このような、波長多重伝送を実現するには、複数の波長を発振する発光部を備えた波長多重デバイスが必要となる。しかし、単一の波長を発振する発光部を組み合わせた波長多重デバイスでは、光路を合成するミラーやプリズムなどの多数の光学素子が必要となるため、小型化に限界があった。そこで、現在では面発光素子アレイを利用した波長多重デバイスが注目されている。
【０００４】
面発光素子アレイを利用して波長多重伝送を実現した従来技術として、面型光源アレイが発振する信号光を光ファイバに結合するデバイスが、提案されている（特許文献１、特に［００１０］〜［００１１］段落の記載および図１参照）。
【０００５】
図１２は、特許文献１に記載された従来技術の構成を説明するための模式図である。図１２に記載したデバイスは、光源アレイ９１と、レンズアレイ９２と、レンズ９３と、光ファイバ９４とを備える。
【０００６】
光源アレイ９１は、同一の素子上に一体形成された９個の発光部９１ａ〜９１ｉを含む。
【０００７】
発光部９１ａは、波長λ１の信号光を、外部からの制御信号に基づいて発散光として発振する。また、発光部９１ｂは、波長λ２の信号光を、外部からの制御信号に基づいて発散光として発振する。このとき、発光部９１ｂは、発光部９１ａとは独立に発振制御される。他の発光部についても、同様の関係となっている。すなわち、９個の発光部９１ａ〜９１ｉは、すべて異なる９個の波長λ１〜λ９の信号光を外部からの制御信号に基づいて発散光として独立に発振することができる。
【０００８】
レンズアレイ９２は、同一の基板上に形成されたレンズ９２ａ〜９２ｉを有する。レンズアレイ９２のレンズ９２ａは、発光部９１ａから発振される信号光の光軸上に配置される。また、レンズ９２ｂは、発光部９１ｂから発振される信号光の光軸上に配置される。他の発光部についても、同様の関係となっている。すなわち、レンズ９２ｃ〜９２ｉは、添え字の符号が対応する発光部９１ｃ〜９１ｉから発振される信号光の光軸上にそれぞれ配置される。また、光ファイバ９４は、発光部９１ａ〜９１ｉが発振する波長λ１〜λ９の信号光を波長多重伝送することが可能な材料で形成される。
【０００９】
以上の構成において、光源アレイ９１の発光部９１ａが発散光として発振した信号光は、レンズアレイ９２のレンズ９２ａで光軸に対して平行に偏向され、レンズ９３によって光ファイバ９４の端面に集光される。同様に、発光部９１ｂが発散光として発振した信号光は、レンズ９２ｂで光軸に対して平行に偏向され、レンズ９３によって光ファイバ９４の端面に集光される。他のすべての発光部からの信号光についても、同じように、各発光部９１ｃ〜９１ｉが発散光として発振した信号光は、対応するレンズ９２ｃ〜９１ｉで光軸に対して平行に偏向され、レンズ９３によって光ファイバ９４の端面に集光される。
【００１０】
光ファイバ９４の端面に集光されたすべての信号光は、光ファイバ９４に結合し、光ファイバ９４によって波長多重伝送される。このとき、９個の信号光は、独立に発振が制御される。したがって、光ファイバ９４は、最大で９個の発光部９１ａ〜９１ｉから発振した信号光を、９倍に重畳して伝送することができる。
【００１１】
また、別の従来技術として、面発光素子と、複数の光ファイバと、光カプラと、伝送用光ファイバと、を備えた波長多重伝送方式が提案されている（特許文献２、特に［０００８］、［００１２］〜［００１３］段落の記載および図１参照）。この従来技術では、面発光素子は、広いスペクトル幅の単一波長の信号光を発振可能である。また、複数の光ファイバは、それぞれ互いに異なる波長透過領域を有している。このため、面発光素子から発振した信号光は、複数の光ファイバを透過することにより、互いに異なる波長を有する信号光に分割される。分割された信号光は、光カプラを介して伝送用の光ファイバに結合されるので、波長多重伝送が可能となる。
【特許文献１】特許第２８４８２７９号公報（［００１０］〜［００１１］段落の記載、図１）
【特許文献２】特許第２９５３３９２号公報（［０００８］、［００１２］〜［００１３］段落の記載、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１に記載された従来技術では、すべて異なる発振波長の発光部を同一素子上に一体形成した面発光素子アレイが必要である。しかしながら、このような面発光素子アレイは、同一の素子上で発光部ごとに異なる構造を形成していかなければならないため、製造工程が非常に複雑となり、製造が困難であった。したがって、面発光素子アレイを安価に供給することができず、波長多重デバイスのコストアップを避けることができなかった。
【００１３】
一方、特許文献２に記載された従来技術は、所望の光透過特性を有する光ファイバが必要であり、波長多重デバイスをコンパクトにすることが困難であった。また、特許文献２に記載された従来技術は、複数の光ファイバを透過した信号光をさらに光ファイバに結合する光カプラが必要となるので、さらに高価な光学素子が必要である。このため、波長多重デバイスのコストアップを避けることができなかった。
【００１４】
したがって、本発明の目的は、低コストで量産性の高い波長多重デバイスを提供することである。また、本発明の目的は、上記波長多重デバイスを備える光伝送モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的は、以下の構成を有する波長多重デバイスによって達成される。複数の信号光を波長多重して伝送するための波長多重デバイスであって、少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、発振部から発振される信号光が結合され、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送する光伝送路を複数含む伝送部とを備え、伝送部は、発振部が発振した信号光の内、等しい波長の信号光を相異なる光伝送路に結合させる一方、相異なる波長の信号光を同一の光伝送路に結合させる。
【００１６】
以上の構成により、すべて異なる波長を発振する発光部を用いることなく、波長の数より多く重畳された信号光を波長多重伝送することができる。また、複雑な光カプラ等を用いることなく発振部と伝送部とを結合できるため、波長多重デバイスを量産性高く低コストで提供することができる。
【００１７】
好ましくは、伝送部は、複数の平面形状の光伝送路を積層して形成された積層型平面光伝送路である。この構成により、平面光伝送路同士あるいは発振部と平面光伝送路との間の組立や調整を容易にすることができる。したがって、低コストで量産性の高い波長多重デバイスを提供することができる。
【００１８】
好ましくは、発振部は、発振部は、第１波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第１の面発光素子アレイと、第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する第２の面発光素子アレイとを含む。この構成により、発振部が、同一の発振波長の発光部を有する製造容易で安価な面発光素子アレイの組み合わせで構成されるため、波長多重デバイスを、低コストで提供することができる。
【００１９】
好ましくは、発振部は、第１の面発光素子アレイ及び第２の面発光素子アレイを実装する基板を含む。この構成により、発振部をユニット化することができ、デバイスの組立や調整を容易にすることができる。
【００２０】
好ましくは、基板は、第１もしくは第２面発光素子アレイ、又は平面光伝送路の内の少なくとも一つを、基板に対して位置決めするためのマーカを有する、この構成により、各面発光素子アレイや平面光伝送路の相対的な位置決めを容易にすることができる。したがって、さらにデバイスの組立や調整を容易にすることができる。
【００２１】
好ましくは、さらに基板の熱膨張係数と少なくとも一つの平面光伝送路の熱膨張係数とを略等しくする。この構成によれば、基板および基板上に実装された各面発光素子と平面光伝送路との温度変化に対する相対位置関係を確保し、デバイスの信頼性を向上することができる。
【００２２】
また、好ましくは、第１波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振するとともに、第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ独立に少なくとも二つ発振する面発光素子アレイを含む。この構成により、発振部の波長の種類を低減できるので、製造容易で安価な面発光素子を用いることができる。
【００２３】
また、好ましくは、複数の平面伝送路を伝送した信号光を波長ごとに検出可能な検出部を備える。この構成により、複数の波長が重畳された信号光から、所望の波長の信号光を検出することができる。
【００２４】
また、好ましくはさらに、検出部は、第１波長の信号光を少なくとも二つ検出する第１の面受光素子アレイと、第１波長と異なる第２波長の信号光を少なくとも二つ検出する第２の面発光素子アレイとを含む。この構成により、平面光伝送路を伝送する重畳された信号光から、それぞれ特定の波長の信号光を検出することができるため、波長多重デバイスの機能を向上させることができる。
【００２５】
また、好ましくは、出射する信号光を波長ごとに分離するための波長選択部を有する。この構成により、信号光のうち選択された特定波長の信号光を分離することができる。波長選択手段としては、平面光伝送路に形成された回折光学素子又はフィルタが望ましい。
【００２６】
また、好ましくは、入出射する信号光と伝送部とを結合させるための集光手段を有する。この構成により、信号光平面光伝送路に入出射する信号光の結合効率を向上させることができる。集光手段としては、平面光伝送路に形成されたレンズが望ましい。
【００２７】
また、好ましくは、平面光伝送路は、可撓性を有するように構成するとよい。可撓性を有する平面光伝送路とすることにより、伝送路を屈曲させることが可能になるため、伝送路の配置自由度が向上し、コンパクトな機器内でのボード間の接続に波長多重デバイスを用いることが可能になる。
【００２８】
また、上記目的は、以下の光伝送モジュールによって達成される。複数の信号光を波長多重して伝送するための波長多重デバイスと、波長多重デバイスにより接続される第１および第２のサブボードとを備え、波長多重デバイスは、少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、発振部から発振される信号光が結合され、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送する平面光伝送路を複数含む伝送部とを含み、伝送部は、発振部が発振した信号光の内、等しい波長の信号光を相異なる平面光伝送路に結合させる一方、相異なる波長の信号光を同一の平面光伝送路に結合させる。
【００２９】
以上の構成により、すべて異なる波長を発振する発光部を用いることなく、波長の数より多く重畳された信号光を波長多重伝送する光伝送モジュールを提供することができる。また、複雑な光カプラ等を用いることなく発振部と伝送部とを結合できるため、波長多重デバイスを有する光伝送モジュールを量産性高く低コストで提供することができる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、低コストで量産性の高い波長多重デバイス及び波長デバイスの伝送部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】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明に係る実施形態の波長多重デバイスを説明する。なお、各図は、説明のための模式図であり、相対的な大きさは正確ではない。また、各構成要素を実装するための部材は、すべて省略されている。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る波長多重デバイス１０の構成を示す模式図である。波長多重デバイス１０は、発振部１０ａと、伝送部１０ｂとを備える。発振部１０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３とを含む。伝送部１０ｂは、平面光伝送路１４を含む。
【００３３】
面発光素子アレイ１１は、発光部１１ａと、発光部１１ｂと、発光部１１ｃとを有する。発光部１１ａ〜１１ｃは、同一の素子上の一方向に沿って一体形成されている。発光部１１ａは、外部からの制御信号に基づいて波長λ１の信号光を発散光として発振する。発光部１１ｂは、外部からの制御信号に基づいて発光部１１ａとは独立に波長λ１の信号光を発散光として発振する。発光部１１ｃは、外部からの制御信号に基づいて発光部１１ａ及び発光部１１ｂとは独立に波長λ１の信号光を発散光として発振する。このように、発光部１１ａ〜１１ｃが発振する波長はすべてλ１である。各面発光素子アレイは、面発光型の半導体レーザである。また、発光部１１ａと発光部１１ｂとの間隔は、発光部１１ｂと発光部１１ｃとの間隔とほぼ等しい。
【００３４】
面発光素子アレイ１２は、発光部１２ａと、発光部１２ｂと、発光部１２ｃとを有する。面発光素子アレイ１２の形状は、面発光素子アレイ１１の形状とほぼ等しい。すなわち、発光部１２ａ〜１２ｃは、同一の素子上の一方向に沿って一体形成されている。また、発光部１２ａと発光部１２ｂとの間隔は、発光部１２ｂと発光部１２ｃとの間隔とほぼ等しい。ただし、発光部１２ａ〜１２ｃが発振する波長がλ１とは異なるλ２である点にお
いて、面発光素子アレイ１２は、面発光素子アレイ１１と相違する。なお、発光部１２ａ〜１２ｃの配列は、発光部１１ａ〜１１ｃの配列と平行である。また、発光部１２ａと１２ｂとの間隔は、発光部１１ａと１１ｂとの間隔と等しい。さらに、発光部１２ｂと１２ｃとの間隔は、発光部１１ｂと１１ｃとの間隔と等しい。
【００３５】
面発光素子アレイ１３は、発光部１３ａと、発光部１３ｂと、発光部１３ｃとを有する。面発光素子アレイ１３の形状は、面発光素子アレイ１１の形状とほぼ等しい。すなわち、発光部１３ａ〜１３ｃは、同一の素子上の一方向に沿って一体形成されている。また、発光部１３ａと発光部１３ｂとの間隔は、発光部１３ｂと発光部１３ｃとの間隔とほぼ等しい。ただし、発光部１３ａ〜１３ｃが発振する波長がλ１及びλ２とは異なるλ３である点において、面発光素子アレイ１３は、面発光素子アレイ１１と相違する。なお、発光部１３ａ〜１３ｃの配列は、発光部１１ａ〜１１ｃの配列と平行である。また、発光部１３ａと１３ｂとの間隔は、発光部１１ａと１１ｂとの間隔と等しい。さらに、発光部１３ｂと１３ｃとの間隔は、発光部１１ｂと１１ｃとの間隔と等しい。
【００３６】
平面光伝送路１４は、それぞれ独立した同一の構成を有する三つの平面光伝送路１４ａ〜１４ｃを積層して形成されている。平面光伝送路１４ａは、所定の屈折率を有するコア部の上下をコア部よりも低屈折率のクラッド部で挟んで形成されたステップインデックス型のマルチモードスラブ光伝送路で、各発光部が発振する波長λ１と、波長λ２と、波長λ３との信号光を伝送する。平面光伝送路１４ａの端部は、発光部１１ａと、発光部１２ａと、発光部１３ａと対向している。また、平面光伝送路１４ｂの端部は、発光部１１ｂと、発光部１２ｂと、発光部１３ｂと対向している。また、平面光伝送路１４ｃの端部は、発光部１１ｃと、発光部１２ｃと、発光部１３ｃと対向している。平面光伝送路１４ａの層厚は、この対向関係を満足するように設定されている。平面光伝送路１４ｂ及び１４ｃの層厚も、この対向関係を満足するように設定されている。
【００３７】
さらに、発光部１１ａから発振する信号光の光軸は、発光部１２ａから発振する信号光の光軸と平行である。また、発光部１１ａから発振する信号光の光軸は、発光部１３ａから発振する信号光の光軸と平行である。このとき、発光部１１ａから発振する信号光の光軸と、発光部１２ａから発振する信号光の光軸と、発光部１３ａから発振する信号光の光軸とは、すべて同一の平面内に存在する。そして、これら３本の光軸が形成する平面は、平面光伝送路１４ａの内部を伝送される信号光の伝送方向に平行である。この配置関係は、発光部１１ｂと、発光部１２ｂと、発光部１３ｂとに対する平面光伝送路１４ｂの関係についても満たされている。また、この配置関係は、発光部１１ｃと、発光部１２ｃと、発光部１３ｃとに対する平面光伝送路１４ｃの関係についても満たされている。
【００３８】
以上の構成において、面発光素子アレイ１１の発光部１１ａから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ１の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。また、面発光素子アレイ１２の発光部１２ａから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ２の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。さらに、面発光素子アレイ１３の発光部１３ａから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ３の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。したがって、平面光伝送路１４ａは、外部からの制御信号に応じて信号光を最大で３倍に重畳された波長多重伝送を行うことができる。
【００３９】
同様にして、発光部１１ｂと、発光部１２ｂと、発光部１３ｂとから発振した信号光は、それぞれ対向する平面光伝送路１４ｂへ結合される。全く同様にして、発光部１１ｃと、発光部１２ｃと、発光部１３ｃとから発振した信号光は、それぞれ対向する平面光伝送路１４ｃへ結合される。結合した信号光は平面光伝送路を伝送するため、結果として平面光伝送路１４ａ〜１４ｃでは、外部からの制御信号に応じて最大で３倍に重畳された波長多重伝送が実現する。
【００４０】
三つの平面光伝送路１４ａと、１４ｂと、１４ｃとのそれぞれでは、外部からの制御信号に応じて最大で３倍に重畳された波長多重伝送が実現する。したがって、波長多重デバイス１０全体では、最大で９倍に重畳された波長多重伝送を行うことが可能となる。
【００４１】
このように、第１の実施形態の波長多重デバイス１０は、少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、複数の平面光伝送路を含み、発振部が発振した信号のうち等しい波長の信号光を異なる平面光伝送路に結合して、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送可能な伝送部とを備える。以上の構成により、波長多重デバイスは、すべて異なる波長を発振する発光部を用いることなく、波長の数より多く重畳された信号光を波長多重伝送することができる。
【００４２】
また、第１の実施形態では、同一の波長λ１を発振する二つの発光部１１ａ及び発光部１１ｂは、一体形成された素子上に配置されている。ここで、発光部１１ａ及び発光部１１ｂは、ともに等しい波長λ１を発振するため、発光部１１ａの構造は、発光部１１ｂの構造と等しい。また、同一の波長λ２を発振する二つの発光部１２ａ及び発光部１２ｂは、一体形成された素子上に配置されている。同様に、発光部１２ａ及び発光部１２ｂは、ともに等しい波長λ２を発振するため、発光部１２ａの構造は、発光部１２ｂの構造と等しい。
【００４３】
製造上の観点からみた場合、このように同一の構造を有する発光部を一体形成された素子上に配置する構成は、異なる構造を有する発光部を配置する構成と比較して製造工程が少ないため、より量産性が高く低コストで製造可能である。したがって、第１の実施形態によれば、波長多重デバイス１０を、量産性高く低コストで提供することができる。
【００４４】
また、第１の実施形態では、上記構成に加え、発光部１１ａを有する第１の面発光素子アレイ１１を、発光部１２ａを有する第２の面発光素子アレイ１２と別個の面発光素子としている。発光部１１ａ及び発光部１２ａは、互いに異なる波長を発振するから、発光部１１ａの構造は、発光部１２ａの構造と異なる。波長多重デバイス１０は、このように異なる構造の発光部を同一の素子上に形成する必要がないので、素子を製造する工程をさらに簡素化することができる。したがって、以上の構成によれば、波長多重デバイス１０を、さらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００４５】
さらに、第１の実施形態では、平面光伝送路１４ａ〜１４ｃはすべて等しい。したがって、平面光伝送路の共通化が図れ、これらを積層してなる平面光伝送路１４の量産性を高めることができる。このため、波長多重デバイス１０をさらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００４６】
さらに、波長多重デバイス１０においては、上記の構成に加え、平面光伝送路１４ａの端部のほぼ中心位置を、発光部１１ａと、発光部１２ａと、発光部１３ａ対向させている。同様に、平面光伝送路１４ｂの端部のほぼ中心位置を、発光部１１ｂと、発光部１２ｂと、１３ｂと対向させている。同様に、平面光伝送路１４ｃの端部のほぼ中心位置を、発光部１１ｃと、発光部１２ｃと、１３ｃと対向させている。すなわち、第１の実施形態では、各発光部が発振した信号光を直接的に平面光伝送路に結合させることができ、結合のための光カプラや集光レンズ等の構成を必要としない。したがって、波長多重デバイス１０をさらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００４７】
なお、平面光伝送路１４は、各発光部からの信号光を結合できる大きさであれば、図示された大きさに限らず、大きくても小さくてもよい。特に、平面光伝送路１４は、樹脂などを材料として、可撓性を有するように構成するとよい。可撓性を有する平面光伝送路とすることにより、伝送路を屈曲させることが可能になるため、伝送路の配置自由度が向上し、コンパクトな機器内でのボード間の接続に波長多重デバイスを用いることが可能になる。
【００４８】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態に係る波長多重デバイス２０の構成を示す模式図である。図２において、波長多重デバイス２０は、発振部１０ａと、伝送部２０ｂとを備える。発振部１０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３とを含む。伝送部２０ｂは、平面光伝送路２４を含む。なお、図２において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第２の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００４９】
平面光伝送路２４は、それぞれ独立した同一の構成を有する三つの平面光伝送路２４ａ〜２４ｃを積層して形成されていて、概略第１の実施形態の平面光伝送路１４と等しい構成を備えている。ただし、平面光伝送路２４は、すべての発光部から発振した信号光が入射する位置に、集光手段としてレンズ２５が形成されている点で相違する。レンズ２５は、凸レンズである。各レンズ２５は、発散光として入射してくる各発光部からの信号光を平行光あるいは収束光に変換して、対応する平面光伝送路に結合する。これにより、平面光伝送路の端面で信号光の損失を小さくできる。
【００５０】
このように、第２の実施形態では、平面光伝送路２４の入射側端部にレンズ２５が形成されているので、平面光伝送路２４へ入射する光の結合効率が向上することとなる。
【００５１】
なお、レンズは、出射側の端部に形成されていてもよい。この場合、出射側の光の結合効率が向上することとなる。また、入射側と出射側との両方にレンズが設けられていてもよい。
【００５２】
また、集光手段として同様な凸レンズの代わりに、屈折率分布を有するロッドレンズ及び回折型レンズを設けてもよい。
【００５３】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態に係る波長多重デバイス３０の構成を示す模式図である。図３において、波長多重デバイス３０は、発振部１０ａと、伝送部３０ｂとを備える。発振部１０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３とを含む。伝送部３０ｂは、平面光伝送路３４を含む。なお、図３において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第３の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００５４】
平面光伝送路３４は、それぞれ独立した同一の構成を有する三つの平面光伝送路３４ａ〜３４ｃを積層して形成されていて、概略第１の実施形態の平面光伝送路１４と等しい構成を備えている。ただし、平面光伝送路３４は、出射側端面に回折光学素子３５が形成されている点で相違する。
【００５５】
回折光学素子３５は、平面光伝送路１４からの信号光の波長を選択的に偏向させる。回折光学素子３５は、波長λ１〜λ３に対して回折により偏向される１次回折光成分の回折効率が最大で、かつ波長λ１〜λ３に応じて偏向方向が異なるように設計されている。このとき、回折光学素子３５は、波長λ１の信号光に対して最も強い偏向のためのパワー有している。逆に、波長λ３の信号光に対して最も弱い偏向のためのパワー有している。したがって、重畳された信号光は、回折光学素子３５を透過すると、波長λ１の信号光は最も大きく方向が変化するが、波長λ３の信号光はほとんど方向が変化しない。
【００５６】
このようにして、重畳された信号光から、波長ごとに信号光を分離できる。平面光伝送路３４ｂ及び３４ｃについても同様に、回折光学素子３５により波長ごとに信号光を分離できる。この場合、例えば、波長ごとに分離された信号光に対応させて受光素子を配置しておけば、波長ごとの信号光を検出することができる。
【００５７】
なお、回折光学素子３５の波長透過特性は、第３の実施形態に限られない。例えば、特定の波長を偏向させるパワーを持たせないで単に透過させるようにしたり、特定の波長は透過させないでカットしたりする設計も可能である。
【００５８】
このように、第３の実施形態では、平面光伝送路３４の出射側端部に波長選択手段として回折光学素子３５が形成されているので、平面光伝送路３４から出射する信号光のうち選択された特定波長の信号光を偏向して出射することができる。
【００５９】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態に係る波長多重デバイス４０の構成を示す模式図である。図４において、波長多重デバイス４０は、発振部１０ａと、伝送部４０ｂとを備える。発振部１０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３とを含む。伝送部４０ｂは、平面光伝送路４４を含む。なお、図４において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第４の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００６０】
平面光伝送路４４は、それぞれ独立した同一の構成を有する三つの平面光伝送路４４ａ〜４４ｃを積層して形成されていて、概略第１の実施形態の平面光伝送路１４と等しい構成を備えている。ただし、平面光伝送路４４は、出射側端面に波長選択手段としてフィルタ４５が形成されている点で相違する。
【００６１】
フィルタ４５は、平面光伝送路１４からの信号光の波長を選択的に透過させる。平面光伝送路４４ａ〜４４ｃの出射側端面には、フィルタ４５ａと、フィルタ４５ｂと、フィルタ４５ｃとが、設けられている。フィルタ４５ａは、波長λ１の信号光のみを透過し、波長λ２及びλ３の信号光を吸収する。フィルタ４５ｂは、波長λ２の信号光のみを透過し、波長λ１及びλ３の信号光を吸収する。フィルタ４５ｃは、波長λ３の信号光のみを透過し、波長λ１及びλ２の信号光を吸収する。平面光伝送路４４ａを伝送される信号光は、最大で波長λ１と、波長λ２と、波長λ３との３倍に重畳されている。重畳された信号光は、フィルタ４５ａを透過すると波長λ１の信号光のみとなる。同様に、重畳された信号光は、フィルタ４５ｂを透過すると波長λ２の信号光のみとなる。また、重畳された信号光は、フィルタ４５ｃを透過すると波長λ３の信号光のみとなる。この結果、重畳された信号光から波長ごとに信号光を分離できる。平面光伝送路４４ｂ及び４４ｃについても同様に、フィルタ４５により波長ごとに信号光を分離できる。
【００６２】
このように、第４の実施形態では、平面光伝送路４４の出射側端面に、波長選択手段としてフィルタ４５を配置しているので、重畳されて伝送される信号光を波長ごとに分離できる。この場合、例えば、波長ごとに分離された信号光に対応させて受光素子を配置しておけば、波長ごとの信号光を検出することができる。なお、フィルタ４５の波長透過特性は、第４の実施形態に限られず、所望の信号光に応じて設計することができる。例えば、最大で３倍に重畳された信号光から特定の波長のみを分離したい場合は、分離したい波長のみを透過するフィルタを設計すればよい。波長多重デバイスの機能をさらに向上させることができる。
【００６３】
このように、第４の実施形態では、平面光伝送路４４の出射側端部にフィルタ４５が形成されているので平面光伝送路４４から出射する光のうち選択された特定波長の信号光のみを出射することができる。
【００６４】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態に係る波長多重デバイス５０の構成を示す模式図である。図５において、波長多重デバイス５０は、発振部５０ａと、伝送部１０ｂとを備える。発振部５０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３と、基板５５とを含む。伝送部１０ｂは、平面光伝送路１４を含む。なお、図５において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第５の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００６５】
面発光素子アレイ１１〜１３は、同一の基板５５上に実装されている。これにより、組立に際して発光部全体をユニット化し、その後ユニットに対して平面光伝送路１４への結合調整を行うことができる。したがって、以上の構成によれば、波長多重デバイス５０の組立や調整を容易にし、量産性を向上させることができる。
【００６６】
また、基板５５の熱膨張係数は、平面光伝送路１４の平面光伝送路５４ａ〜５４ｃの熱膨張係数と略等しい値である。このように、基板５５及び平面光伝送路５４ａ〜５４ｃの熱膨張係数を略等しくすると、基板５５上に実装された面発光素子アレイ１１〜１３が温度変化に対して位置変化する量が、平面光伝送路５４の位置変化する量と相対的に等しくなる。したがって、波長多重デバイス５０の信頼性を向上することができる。
【００６７】
（第６の実施形態）
図６は、本発明の第６の実施形態に係る波長多重デバイス６０の構成を示す模式図である。図６において、波長多重デバイス６０は、発振部６０ａと、伝送部１０ｂとを備える。発振部６０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３と、基板６５とを含む。伝送部１０ｂは、平面光伝送路１４を含む。なお、図６において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第６の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００６８】
波長多重デバイス６０では、前述の波長多重デバイス５０と同様に、面発光素子アレイ１１〜１３は、同一の基板６５上に実装されている。このとき、基板６５には面発光素子アレイ１１〜１３の実装位置を指定するためのマーカ６６が形成されている。マーカ６６は、例えば、鍵型である。このマーカ６６は、基板６５上に実際にスタンプ等で形成されてもよいし、基板を製造する段階で物理的（刻印等）又は化学的（エッチング等）で形成してもよい。
【００６９】
基板６５上に、マーカ６６を形成した後に面発光素子アレイ１１〜１３を実装すれば、精度よく面発光素子アレイ６１〜６３を位置決めすることができ、生産性の向上に著しく寄与する。
【００７０】
なお、マーカ６６は、基板６５の上に実装される面発光素子アレイ１１〜１３の位置決めだけではなく、平面光伝送路１４の基板６５に対する位置決めに使用できるよう形成してもよい。
【００７１】
以上の構成によれば、基板６５上に形成されたマーカ６６によって各面発光素子アレイ１１〜１３や平面光伝送路１４の相対的な位置決めを容易にすることができる。したがって、波長多重デバイス６０の組立や調整を容易にすることができる。
【００７２】
（第７の実施形態）
図７は、本発明の第７の実施形態に係る波長多重デバイス５０の構成を示す模式図である。図７において、波長多重デバイス７０は、発振部１０ａと、伝送部１０ｂと、検出部７０ｃとを備える。発振部１０ａは、面発光素子アレイ１１と、面発光素子アレイ１２と、面発光素子アレイ１３とを含む。伝送部１０ｂは、平面光伝送路１４を含む。検出部１０ａは、面受光素子アレイ７５と、面発光素子アレイ７６と、面受光素子アレイ７７とを含む。なお、図７において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第７の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００７３】
面受光素子アレイ７５は、受光部７５ａと、受光部７５ｂと、受光部７５ｃとを有する。受光部７５ａ〜７５ｃは、同一の素子上の一方向に沿って一体形成されている。受光部７５ａは、波長λ１の信号光を吸収し、信号光として検出する。受光部７５ｂは、受光部７５ａとは独立に波長λ１の信号光を吸収し、信号光として検出する。受光部７５ｃは、受光部７５ａ及び受光部７５ｂとは独立に波長λ１の信号光を吸収し、信号光として検出する。このように、受光部７５ａ〜７５ｃが吸収する波長はすべてλ１である。同様にして、面受光素子アレイ７６は、受光部７６ａと、受光部７６ｂと、受光部７６ｃとを有する。受光部７６ａ〜７６ｃは、波長λ２の信号光を吸収し検出する。また、同様にして、面受光素子アレイ７７は、受光部７７ａと、受光部７７ｂと、受光部７７ｃとを有する。受光部７７ａ〜７７ｃは、波長λ３の信号光を吸収し検出する。
【００７４】
各受光部はフォトダイオードである。波長λ１の信号を吸収し検出する受光部７５ａ〜７５ｃは、フォトダイオードの入射側に、波長λ２及びλ３を透過しない光学薄膜が形成されている。波長λ２の信号を吸収し検出する受光部７６ａ〜７６ｃは、フォトダイオードの入射側に、波長λ１及びλ３を透過しない光学薄膜が形成されている。波長λ３の信号を吸収し検出する受光部７７ａ〜７７ｃは、フォトダイオードの入射側に、波長λ１及びλ２を透過しない光学薄膜が形成されている。また、受光部７５ａと受光部７５ｂとの間隔は、受光部７５ｂと受光部７５ｃとの間隔とほぼ等しい。
【００７５】
平面光伝送路１４ａの端部は、受光部７５ａと、受光部７６ａと、受光部７７ａと対向している。また、平面光伝送路１４ｂの端部は、受光部７５ｂと、受光部７６ｂと、受光部７７ｂと対向している。また、平面光伝送路１４ｃの端部は、受光部７５ｃと、受光部７６ｃと、受光部７７ｃと対向している。
【００７６】
さらに、受光部７５ａへ入射する信号光の光軸は、受光部７６ａへ入射する信号光の光軸と平行である。また、受光部７５ａへ入射する信号光の光軸は、受光部７７ａへ入射する信号光の光軸と平行である。このとき、受光部７５ａへ入射する信号光の光軸と、受光部７６ａへ入射する信号光の光軸と、受光部７７ａへ入射する信号光の光軸とは、すべて同一の平面内に存在する。そして、これら３本の光軸が形成する平面は、平面光伝送路１４ａの内部を伝送される信号光の伝送方向に平行である。この配置関係は、受光部７５ｂと、発光部７６ｂと、発光部７７ｂとに対する平面光伝送路１４ｂの関係についても満たされている。また、この配置関係は、発光部７５ｃと、発光部７６ｃと、発光部７７ｃとに対する平面光伝送路１４ｃの関係についても満たされている。
【００７７】
平面光伝送路１４ａから出射した信号光は、受光部７５ａと、受光部７６ａと、受光部７７ａとに入射する。この信号光は、制御信号に応じて最大で３倍に重畳されている。ここで、重畳された信号光とは、波長λ１の信号光と、波長λ２の信号光と、波長λ３の信号光との三つである。このとき、受光部７５ａは、重畳された信号光から波長λ１成分のみ検出する。これは、受光部が波長λ１の信号光を吸収する特性を有しているためである。同様にして、受光部７６ａは、重畳された信号光から波長λ２成分のみ検出する。受光部７７ａは、重畳された信号光から波長λ３成分のみ検出する。この結果、波長多重伝送された信号光から、個別の信号光成分を分離検出することが可能になる。全く同様にして、平面光伝送路１４ｂから出射した信号光及び平面光伝送路１４ｃから出射した信号光は、個別の信号光成分に分離検出される。このように、第７の実施形態では、波長吸収特性が異なる受光部を配置しているので、回折光学素子やフィルタを用いることなく、簡単な構成で波長多重伝送された信号光から所望の波長成分を検出することができる。
【００７８】
また、波長多重デバイス７０においては、受光部７５ａを有する第１の面受光素子アレイ７５を、発光部７６ａを有する第２の面受光素子アレイ７６と別個の面受光素子としている。受光部７５ａ及び受光部７６ａは、互いに異なる波長を吸収するから、受光部７５ａの構造は、受光部７６ａの構造と異なる。波長多重デバイス７０は、このように異なる構造の発光部を同一の素子上に形成する必要がないので、素子を製造する工程をさらに簡素化することができる。したがって、以上の構成によれば、波長多重デバイス７０を、さらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００７９】
さらに、波長多重デバイス７０においては、平面光伝送路１４ａの端部のほぼ中心位置を、受光部７５ａと、受光部７６ａと対向させている。同様に、平面光伝送路１４ｂの端部のほぼ中心位置を、受光部７５ｂと、受光部７６ｂと対向させている。すなわち、波長多重デバイス７０は、平面光伝送路から出射した信号光を直接的に受光部に結合させることができ、結合のための光カプラや集光レンズ等の構成を必要としない。したがって、波長多重デバイス７０をさらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００８０】
なお、面受光素子アレイ７５と、面受光素子アレイ７６と、面受光素子アレイ７７とは、図５の波長多重デバイス５０で説明した面発光素子アレイ１１〜１３を実装する基板５５のように、同一の基板上に実装してもよい。同一の基板に面受光素子アレイ７５〜７７を実装することにより、製造と調整を容易にすることができ、波長多重デバイス７０の量産性の向上を図ることが可能となる。
【００８１】
（第８の実施形態）
図８は、本発明の第８の実施形態に係る波長多重デバイス８０の構成を示す模式図である。図８において、波長多重デバイス８０は、発振部８０ａと、伝送部１０ｂとを備える。発振部８０ａは、面発光素子アレイ８１を含む。伝送部１０ｂは、平面光伝送路１４を含む。なお、図８において、第１の実施形態の波長多重デバイス１０と同一の構成については、同一の符号を付してある。また、第８の実施形態では、先に説明した第１の実施形態と同一の構成については、説明を省略し、相違する部分についてのみ説明する。
【００８２】
面発光素子アレイ８１は、同一素子上に一体形成され２次元の格子上に配列された９個の発光部８１ａ〜８１ｉを含む。発光部８１ａ〜８１ｃは、一方向に沿って一体形成されている。発光部８１ａは、外部からの制御信号に基づいて波長λ１の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｂは、外部からの制御信号に基づいて発光部８１ａとは独立に波長λ１の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｃは、外部からの制御信号に基づいて発光部８１ａ及び発光８１ｂとは独立に波長λ１の信号光を発散光として発振する。このように、発光部８１ａ〜８１ｃが発振する波長はすべてλ１である。また、発光部８１ａと発光部８１ｂの間隔は、発光部８１ｂと発光部８１ｃの間隔とほぼ等しい。
【００８３】
また、発光部８１ｄ〜８１ｆは、一方向に沿って一体形成されている。発光部８１ｄは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ２の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｅは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ２の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｆは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ２の信号光を発散光として発振する。このように、発光部８１ｄ〜８１ｅが発振する波長はすべてλ２である。
【００８４】
また、発光部８１ｇ〜８１ｉは、一方向に沿って一体形成されている。発光部８１ｇは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ３の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｈは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ３の信号光を発散光として発振する。発光部８１ｉは、外部からの制御信号に基づいて他の発光部とは全く独立に波長λ３の信号光を発散光として発振する。このように、発光部８１ｇ〜８１ｉが発振する波長はすべてλ３である。
【００８５】
平面光伝送路１４ａの端部は、発光部８１ａと、発光部８１ｄと、発光部８１ｇと対向している。また、平面光伝送路１４ｂの端部は、発光部８１ｂと、発光部８１ｅと、発光部８１ｈと対向している。また、平面光伝送路１４ｃの端部は、発光部８１ｃと、発光部８１ｆと、発光部８１ｉと対向している。平面光伝送路１４ａの層厚は、この対向関係を満足するように設定されている。
【００８６】
さらに、発光部８１ａから発振する信号光の光軸は、発光部８１ｄから発振する信号光の光軸と平行である。また、発光部８１ａから発振する信号光の光軸は、発光部８１ｇから発振する信号光の光軸と平行である。このとき、発光部８１ａから発振する信号光の光軸と、発光部８１ｄから発振する信号光の光軸と、発光部８１ｇから発振する信号光の光軸とは、すべて同一の平面内に存在する。そして、これら３本の光軸が形成する平面は、平面光伝送路１４ａの内部を伝送される信号光の伝送方向に平行である。この配置関係は、発光部８１ｂと、発光部８１ｅと、発光部８１ｈとに対する平面光伝送路１４ｂの関係についても満たされている。また、この配置関係は、発光部８１ｃと、発光部８１ｆと、発光部８１ｉとに対する平面光伝送路１４ｃの関係についても満たされている。
【００８７】
以上の構成において、発光部８１ａから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ１の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。また、発光部８１ｄから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ２の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。さらに、発光部８１ｇから外部からの制御信号に応じて発振した波長λ３の信号光は、対向する平面光伝送路１４ａの端面に結合し、平面光伝送路１４ａのコア部を伝送されていく。したがって、平面光伝送路１４ａは、外部からの制御信号に応じて信号光を最大で３倍に重畳された波長多重伝送を行うことができる。
【００８８】
同様にして、発光部８１ｂと、発光部８１ｅと、発光部８１ｈとから発振した信号光は、それぞれ対向する平面光伝送路１４ｂへ結合される。全く同様にして、発光部８１ｃと、発光部８１ｆと、発光部８１ｉとから発振した信号光は、それぞれ対向する平面光伝送路１４ｃへ結合される。結合した信号光は平面光伝送路を伝送するため、結果として平面光伝送路１４ａ〜１４ｃでは、外部からの制御信号に応じて最大で３倍に重畳された波長多重伝送が実現する。
【００８９】
三つの平面光伝送路１４ａと、１４ｂと、１４ｃとのそれぞれでは、外部からの制御信号に応じて最大で３倍に重畳された波長多重伝送が実現する。したがって、波長多重デバイス８０全体では、最大で９倍に重畳された波長多重伝送を行うことが可能となる。
【００９０】
このように、第８の実施形態の波長多重デバイス８０は、少なくとも二種類の波長について、それぞれ独立に少なくとも二つの信号光を発振可能な発振部と、複数の平面光伝送路を含み、発振部が発振した信号のうち等しい波長の信号光を異なる平面光伝送路に結合して、結合された信号光をそれぞれ独立に伝送可能な伝送部とを備えている。以上の構成により、波長多重デバイスは、すべて異なる波長を発振する発光部を用いることなく、波長の数より多く重畳された信号光を波長多重伝送することができる。
【００９１】
また、第８の実施形態では、同一の波長λ１を発振する二つの発光部８１ａ及び発光部８１ｂは、一体形成された素子上に配置されている。ここで、発光部８１ａ及び発光部８１ｂは、ともに等しい波長λ１を発振するため、発光部８１ａの構造は、発光部８１ｂの構造と等しい。また、同一の波長λ２を発振する二つの発光部８１ｄ及び発光部８１ｅは、一体形成された素子上に配置されている。同様に、発光部８１ｄ及び発光部８１ｅは、ともに等しい波長λ２を発振するため、発光部８１ｄの構造は、発光部８１ｅの構造と等しい。
【００９２】
製造上の観点からみた場合、このように同一の構造を有する発光部を一体形成された素子上に配置する構成は、全く異なる構造を有する発光部を配置する構成と比較して製造工程が少ないため、より量産性が高く低コストで製造可能である。したがって、第８の実施形態によれば、波長多重デバイスを量産性高く低コストで提供することができる。
【００９３】
また、第８の実施形態では、すべての発光部を同一の面発光素子アレイ８１上に一体形成している。発光部８１ａ及び発光部８１ｄは、互いに異なる波長を発振するから、発光部８１ａの構造は、発光部８１ｄの構造と異なる。しかしながら、面発光素子アレイ８１は、発振波長がすべて異なる面発光素子を製造する場合と比較すると、発振波長数が低減されているので製造が容易である。しかも、面発光素子アレイ８１は、発光部の相対位置関係が、製造時に決定されるので、発光部と平面光伝送路の位置決めを行うことが容易である。このため、第８の実施形態では、図１２で示した従来の波長多重デバイスと場合と比較して組立調整に必要なコストを低減することが可能となる。したがって、波長多重デバイス８０を、さらに量産性高く低コストで提供することができる。
【００９４】
（第９の実施形態）
図９は、本発明の第９の実施形態に係る光伝送モジュールの側面図である。第９の実施形態の光伝送モジュール１００は、伝送部１０１と、発振部１０２と、第１のサブボード１０３と、検出部１０４と、第２のサブボード１０５とを含む。伝送部１０１と、発振部１０２と、検出部１０４とは、図７に示した波長多重デバイス７０と等しい構成を有し、波長多重デバイスに相当する。第１のサブボード１０３は、面発光素子アレイ１１〜１３を含む所定の素子を搭載する発振部１０２を実装する。第１のサブボード１０３は、電気コネクタ１０６を持つ。第２のサブボード１０５は、面受光素子アレイ７５〜７７を含む所定の素子を搭載する検出部１０４を実装する。第２のサブボード１０５は、電気コネクタ１０７を持つ。また、第１のサブボード１０３は、電気配線により、第２のサブボード１０５と電気的に接続される。電気配線は、電源からの電圧供給に用いられる。発振部１０２と検出部１０４とは、フリップチップ実装、あるいはワイヤボンディングによりそれぞれのサブボードに実装される。発振部１０２と検出部１０４とは、伝送部１０１の両端部に、使用波長に対して透明な接着剤で固定されている。伝送部１０１は、可撓性を備える樹脂を材料とする積層型平面光伝送路である。
【００９５】
図１０は、本発明の第９の実施形態に係る光伝送モジュールの使用態様を示す側面図である。図１０において、光伝送モジュール１００は、２つのメインボード１１２及び１１３の間を接続する。光伝送モジュール１００の両端は、各サブボードに設けられた電気コネクタによって各メインボードにそれぞれ取り付けられる。メインボード１１２及びメインボード１１３は、各サブボードを介して、光伝送モジュール１００に含まれる伝送部１０１を伝送される光信号により接続される。光伝送モジュール１００は、第１のサブボード１０３と、第２のサブボード１０５とを、光信号により接続する。
【００９６】
なお、光伝送モジュール１００において、第１のサブボード１０３と第２のサブボード１０５とのそれぞれに、面受光素子アレイ及び面発光素子アレイの両方を搭載してもよい。このように構成すると、第１のサブボード１０３の面発光素子アレイから出た光信号を第２のサブボード１０５の面受光素子アレイへ導き、逆に第２のサブボード１０４の面発光素子アレイから出た光信号を第１のサブボード１０３の受光素子へ導くことができ、双方向の通信が可能となる。
【００９７】
（第１０の実施形態）
図１１（ａ）は、本発明の第１０の実施形態に係る携帯電話機器の外観図である。第１０の実施形態に係る携帯電話機器は、一般的な折り畳み型の携帯電話と基本的に同様であり、上側筐体１２１と下側筐体１２２とが、ヒンジ部１２３およびヒンジ部１２４によって機械的に接続されている。携帯電話機器は、ヒンジ部１２３によりＡ方向に折りたたみ使用することができる。また、携帯電話機器は、ヒンジ部１２４によりＢ方向に回転使用することができる。上側筐体１２１は、液晶ディスプレイ装置である表示部１２５を有する。表示部１２５は、上側筐体１２１に複数設けても構わない。また、表示部１２５として有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ装置などを用いてもよい。上側筐体１２１の裏面は、カメラ部１２６が配置される。カメラ部１２６は、上側筐体１２１に複数設けてよく、下側筐体１２２に設けてもよい。下側筐体１２２は、操作者が操作するキーボード入力装置を含む。
【００９８】
図１１（ｂ）は、本発明の第１０の実施形態に係る携帯電話機器の内部構成図である。上側筐体１２１は、内部に第１のメインボード１２７とこれに電気コネクタ（図示せず）を介して接続された第１のサブボード１２８とを含む。また、下側筐体１２２は、内部に第２のメインボード１２９と第２のサブボード１２１０とを含む。第２のメインボード１２９は、電源１２１１と電気的に接続される。第１のサブボード１２８は、第２のサブボード１２９と、光伝送モジュール１２１３により接続される。光伝送モジュール１２１３は、第９の実施形態において説明したものと共通であり、第１のサブボード１２８と、第２のサブボード１２１０とを、伝送部１２１２が伝送する光信号により接続する。
【００９９】
伝送部１２１２は、十分な曲げ及びねじりに対する屈曲性を有しているので、ヒンジ部１２３により上側筐体１２１が下側筐体１２２に対して折りたたまれた場合も、損失なく光信号を伝送でき、高速伝送ができる。したがって、第１０の実施形態の携帯電話機器は、表示部・カメラ部を中心とする機器の多機能、高性能化に効果的である。
【０１００】
なお、機器は、携帯電話機器に限られず、ノート型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）などの携帯機器に適用してもよい。
【０１０１】
（その他の実施形態）
なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、各実施形態では発振波長が三種である場合を示したが、発振波長が二種あるいは四種以上などの構成を取ることもできる。また、発光部の数も当然三個に限られるものではなく、二個あるいは四個以上の構成も可能である。この場合、積層型平面光伝送路の積層数は、発光部の数が最大の面発光素子アレイにあわせて決定される。また、一の面発光素子アレイの発光部数が二個で、他の発光素子アレイの発光部数が三個など、発光素子アレイごとに発光部の数を異ならせてもよい。
【０１０２】
また、各実施形態では、面発光素子アレイと積層型平面光伝送路との間には何ら配置されていないが、例えばレンズや、回折光学素子や、ミラーや、プリズムなどの光学素子を配置してもよい。これらの素子を配置することで、面発光素子アレイと積層型平面光伝送路のレイアウトの自由度を向上させることができる。また、光伝送路への結合の効率を向上させることができる。さらに、面発光素子アレイの発光部の間隔と積層型平面光伝送路の層厚が異なっている場合でも光学素子により整合させることができ効果的である。さらに、第７の実施形態における積層型平面光伝送路と各面受光素子アレイの間も同様に光学素子を配置してもよい。
【０１０３】
また、第１〜第７の実施形態のように発振部が複数の発光素子アレイを含む場合、一の面発光素子アレイの発光部間隔と他の発光素子アレイの発光部間隔が異なっていてもよい。この場合は、発光部間隔が大きい面発光素子アレイを光軸に垂直な平面内で回転させ斜めに配置すれば、発光部間隔を調整することができる。
【０１０４】
また、平面光伝送路は、所定の屈折率を有するコア部の上下をコア部よりも低屈折率のクラッド部で挟んで形成されたステップインデックス型のマルチモードスラブ伝送路に限られない。コア部から周辺へ屈折率が次第に減少していくグレーデットインデックス型のマルチモードスラブ伝送路であってもよいし、シングルモードスラブ伝送路でもよい。
【０１０５】
また、平面光伝送路は、積層型でなくてもよく、同一波長の信号光が混合されない構造であればその構造は問わない。例えば、平面光伝送路を個別に保持して、各平面光伝送路間に空気層を介在させてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明の波長多重デバイスは、公衆通信やコンピュータネットワークに適用される光通信システム等や、機器間の信号伝送に用いられる光データバスに好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図２】本発明の第２の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図３】本発明の第３の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図４】本発明の第４の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図５】本発明の第５の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図６】本発明の第６の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図７】本発明の第７の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図８】本発明の第８の実施形態に係る波長多重デバイスの構成を示す模式図
【図９】本発明の第９の実施形態に係る光伝送モジュールの側面図
【図１０】本発明の第９の実施形態に係る光伝送モジュールの使用態様を示す側面図
【図１１】（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯電話機器の外観図、（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る携帯電話機器の内部構成図
【図１２】特許文献１に記載された従来技術の構成を説明するための模式図
【符号の説明】
【０１０８】
１０ａ，５０ａ，６０ａ，８０ａ  発振部
１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ，４０ｂ  伝送部
７０ｃ  検出部
１１，１２，１３，８１  面発光素子アレイ
１４ａ，２４ａ，３４ａ，４４ａ  平面光伝送路
１４ｂ，２４ｂ，３４ｂ，４４ｂ  平面光伝送路
１４ｃ，２４ｃ，３４ｃ，４４ｃ  平面光伝送路
２５  レンズ
３５  回折光学素子
４５  フィルタ
５５，６５  基板
６６  マーカ
７５，７６，７７  面受光素子アレイ
１０１  伝送部
１０２  発振部
１０３  第１のサブボード
１０４  検出部
１０５  第２のサブボード
１０６  電気コネクタ
１０７  電気コネクタ
１１２  メインボード
１１３  メインボード
１２１  上側筐体
１２２  下側筐体
１２３  ヒンジ部
１２４  ヒンジ部
１２５  表示部
１２６  カメラ部
１２７  第１のメインボード
１２８  第１のサブボード
１２９  第２のメインボード
１２１０  第２のサブボード
１２１１  電源
１２１２  伝送部
【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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