(57)【要約】【課題】  小型で、４波長以上の励起のラマン増幅器に用いることが可能な光合波モジュールを提供提供すること。【解決手段】  光を入力するための第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポート１，２，３，４，５が筐体の片側に配設され、光を出力する第１及び第２の出力ポート６、７が筐体の片側に対向する側に配設された筐体と、第１、第２、第３及び第４の波長フィルタ９，１１，１３，１５と、第１、第２、第３、第４及び第５のミラー８，１０，１２，１４，１６とを備え、４つの異なる波長の励起光と１つの信号光とを合波した合波光と前記１つの信号光の一部とを前記光を出力する第１及び第２のポート６，７から取り出し、モニターする光合波モジュールにおいて、１つの筐体に入出力ポートを互いに平行に取付け、部分反射又は全反射ミラーと誘電体多層膜フィルタとを共に用いること。【選択図】  図１
2007156070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を入力するための第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポートが筐体の主面の片側に配設され、光を出力する第１及び第２の出力ポートが前記筐体の主面の片側に対向する側に配設された前記筐体と、第１、第２、第３及び第４の波長フィルタと、第１、第２、第３、第４及び第５のミラーとを備え、４つの波長の励起光と１つの信号光とを合波した合波光と前記１つの信号光の一部とを前記光を出力する第１及び第２のポートから取り出し、モニターする光合波モジュールにおいて、波長λ１、波長λ２、波長λ３、波長λ４の励起光が前記第１、第２、第３及び第４の入力ポートから前記筐体内にそれぞれ導入され、波長λ５の信号光が前記第５の入力ポートから前記筐体内に導入され、前記波長λ１の励起光を反射する前記第１のミラーと、前記波長λ２の励起光を透過させ且つ前記第１のミラーで反射された波長λ１の励起光を反射させてλ１とλ２を合波する前記第１の波長フィルタと、前記波長λ３の励起光を反射する前記第２のミラーと、前記波長λ４の励起光を透過させ且つ前記第２のミラーで反射された波長λ３の励起光を反射させてλ３とλ４を合波する前記第２の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２の励起光を反射する前記第３のミラーと、前記合波された波長λ３、λ４の励起光を透過させ且つ前記第３のミラーで反射された波長λ１、λ２の励起光を反射させてλ１、λ２、λ３及びλ４を合波する前記第３の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラーと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過させ且つ前記第５の入力ポートからのλ５の信号光の一部を透過させ残りを反射させる前記第４の波長フィルタと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光を反射してλ１〜λ５を合波する前記第５のミラーと、前記第１、第２、第３、第４の波長フィルタと前記第１、第２、第５の全反射ミラーとを固定した透光性基板とが前記筐体の内側に配置され、前記第４の波長フィルタを透過した信号光の一部は前記第１の出力ポートに結合させ、前記第５のミラーにより反射された前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光の一部を透過させた残りを反射させた信号光とを合波した合波光は前記第２の出力ポートに結合させたことを特徴とする光合波モジュール。
【請求項２】
前記第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポート、並びに前記第１及び第２の出力ポートは互いに略並行な直線上に配置させたことを特徴とする請求項１記載の光合波モジュール。
【請求項３】
前記第１、第２、第３及び第４の波長フィルタは誘電体多層膜を有する板状の透明体からなり、前記透明体の主面における一方の側から入射し、透過する光の中心軸と、前記透明体の主面のもう一方の逆側から入射し、反射する光の中心軸とを直線上に一致するように配設させたことを特徴とする請求項１又は２記載の光合波モジュール。
【請求項４】
波長λ１、波長λ２、波長λ３、波長λ４の励起光が前記第１、第２、第３及び第４の入力ポートから前記筐体内にそれぞれ導入され、波長λ５の信号光が前記第５の入力ポートから前記筐体内に導入され、前記波長λ１の励起光を反射する前記第１のミラーと、前記波長λ２の励起光を透過させ且つ前記第１のミラーで反射された波長λ１の励起光を反射させてλ１とλ２を合波する前記第１の波長フィルタと、前記波長λ３の励起光を反射する前記第２のミラーと、前記波長λ４の励起光を透過させ且つ前記第２のミラーで反射された波長λ３の励起光を反射させてλ３とλ４を合波する前記第２の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２の励起光を反射する前記第３のミラーと、前記合波された波長λ３、λ４の励起光を透過させ且つ前記第３のミラーで反射された波長λ１、λ２の励起光を反射させてλ１、λ２、λ３、λ４及びλ５を合波する前記第３の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラーと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過させ且つ前記第５の入力ポートからのλ５の信号光の一部を透過させ残りを反射させる前記第４の波長フィルタと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光を反射してλ１〜λ５を合波する前記第５のミラーと、前記第１から第４の波長フィルタと前記第１、第２、第５の全反射ミラーとを固定した第１の透光性基板と、前記第３、第４の波長フィルタと前記第１、第２、第４の全反射ミラーとを固定した第２の透光性基板と、前記第３、第４の全反射ミラーを固定した第３の透光性基板とが前記筐体の内側に配置され、前記第４の波長フィルタを透過した信号光の一部は前記第１の出力ポートに結合させ、前記第５のミラーにより反射された前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記λ５の信号光の一部を透過させた残りを反射させた信号光とを合波した合波光は前記第２の出力ポートに結合させたことを特徴とする請求項１記載の光合波モジュール。
【請求項５】
前記第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポート、並びに前記第１及び第２の出力ポートは互いに略並行な直線上に配置させたことを特徴とする請求項４記載の光合波モジュール。
【請求項６】
前記第１、第２、第３及び第４の波長フィルタは誘電体多層膜を有する板状の透明体からなり、前記透明体の主面における一方の側から入射し、透過する光の中心軸と、前記透明体の主面におけるもう一方の逆側から入射し、反射する光の中心軸とを直線上に一致するように配設させたことを特徴とする請求項４又は５記載の光合波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信装置などで使用される光合波モジュールに関し、特に、ラマン増幅器用励起光合波器に好適な光合波モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧＩファイバ（屈折率分布型マルチモードファイバ）の小片が先端に装着されたシングルモード光ファイバを誘電体多層膜フィルタの主面における一方の側に２組、他方の側に１組、それぞれの各ＧＩファイバの先端を前記誘電体多層膜フィルタの方向に向けて配設し、光学的に結合した光合分波器の技術が、特許文献１に開示されている。図４は、特許文献１に開示された従来の光合波モジュールの構成単位となる合波器の概略図を示す図である。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０３８２６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来技術のラマン増幅器用励起光合波モジュールは、基本的に２波長を合波するために、図４に示された構成の合波器を波長多重数及びモニターポート数に合わせて備える必要がある。図４に示された３８，３９，４０は、ファイバコリメータで、３７は、波長フィルタである。この構成の場合に波長多重数を増加すると、モジュール内の入出射コリメータの数が増大し、且つ、その入出射コリメータの光ファイバの余長を収納するための空間が必要になる等の製作コストの低減化や光合波モジュールの小型化に制約があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決すべくなされたもので、その技術課題は、小型で、４波長以上の励起のラマン増幅器に用いることが可能な光合波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】
【０００６】
上記目的を達成するための第１の発明は、光を入力するための第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポートが筐体の主面の片側に配設され、光を出力する第１及び第２の出力ポートが前記筐体の主面の片側に対向する側に配設された前記筐体と、第１、第２、第３及び第４の波長フィルタと、第１、第２、第３、第４及び第５のミラーとを備え、４つの波長の励起光と１つの信号光とを合波した合波光と前記１つの信号光の一部とを前記光を出力する第１及び第２のポートから取り出し、モニターする光合波モジュールにおいて、波長λ１、波長λ２、波長λ３、波長λ４の励起光が前記第１、第２、第３及び第４の入力ポートから前記筐体内にそれぞれ導入され、波長λ５の信号光が前記第５の入力ポートから前記筐体内に導入され、前記波長λ１の励起光を反射する前記第１のミラーと、前記波長λ２の励起光を透過させ且つ前記第１のミラーで反射された波長λ１の励起光を反射させてλ１とλ２を合波する前記第１の波長フィルタと、前記波長λ３の励起光を反射する前記第２のミラーと、前記波長λ４の励起光を透過させ且つ前記第２のミラーで反射された波長λ３の励起光を反射させてλ３とλ４を合波する前記第２の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２の励起光を反射する前記第３のミラーと、前記合波された波長λ３、λ４の励起光を透過させ且つ前記第３のミラーで反射された波長λ１、λ２の励起光を反射させてλ１、λ２、λ３及びλ４を合波する前記第３の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラーと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過させ且つ前記第５の入力ポートからのλ５の信号光の一部を透過させ残りを反射させる前記第４の波長フィルタと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光を反射してλ１〜λ５を合波する前記第５のミラーと、前記第１、第２、第３、第４の波長フィルタと前記第１、第２、第５の全反射ミラーとを固定した透光性基板とが前記筐体の内側に配置され、前記第４の波長フィルタを透過した信号光の一部は前記第１の出力ポートに結合させ、前記第５のミラーにより反射された前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光の一部を透過させた残りを反射させた信号光とを合波した合波光は前記第２の出力ポートに結合させた光合波モジュールである。
【０００７】
上記目的を達成するための第２の発明は、前記第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポート、並びに前記第１及び第２の出力ポートは互いに略並行な直線上に配置させた光合波モジュールである。
【０００８】
上記目的を達成するための第３の発明は、前記第１、第２、第３及び第４の波長フィルタは誘電体多層膜を有する板状の透明体からなり、前記透明体の主面における一方の側から入射し、透過する光の中心軸と、前記透明体の主面のもう一方の逆側から入射し、反射する光の中心軸とを直線上に一致するように配設させた光合波モジュールである。
【０００９】
上記目的を達成するための第４の発明は、波長λ１、波長λ２、波長λ３、波長λ４の励起光が前記第１、第２、第３及び第４の入力ポートから前記筐体内にそれぞれ導入され、波長λ５の信号光が前記第５の入力ポートから前記筐体内に導入され、前記波長λ１の励起光を反射する前記第１のミラーと、前記波長λ２の励起光を透過させ且つ前記第１のミラーで反射された波長λ１の励起光を反射させてλ１とλ２を合波する前記第１の波長フィルタと、前記波長λ３の励起光を反射する前記第２のミラーと、前記波長λ４の励起光を透過させ且つ前記第２のミラーで反射された波長λ３の励起光を反射させてλ３とλ４を合波する前記第２の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２の励起光を反射する前記第３のミラーと、前記合波された波長λ３、λ４の励起光を透過させ且つ前記第３のミラーで反射された波長λ１、λ２の励起光を反射させてλ１、λ２、λ３、λ４及びλ５を合波する前記第３の波長フィルタと、前記合波された波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラーと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過させ且つ前記第５の入力ポートからのλ５の信号光の一部を透過させ残りを反射させる前記第４の波長フィルタと、前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記信号光を反射してλ１〜λ５を合波する前記第５のミラーと、前記第１から第４の波長フィルタと前記第１、第２、第５の全反射ミラーとを固定した第１の透光性基板と、前記第３、第４の波長フィルタと前記第１、第２、第４の全反射ミラーとを固定した第２の透光性基板と、前記第３、第４の全反射ミラーを固定した第３の透光性基板とが前記筐体の内側に配置され、前記第４の波長フィルタを透過した信号光の一部は前記第１の出力ポートに結合させ、前記第５のミラーにより反射された前記波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光と前記λ５の信号光の一部を透過させた残りを反射させた信号光とを合波した合波光は前記第２の出力ポートに結合させた光合波モジュールである。
【００１０】
上記目的を達成するための第５の発明は、前記第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポート、並びに前記第１及び第２の出力ポートは互いに略並行な直線上に配置させた光合波モジュールである。
【００１１】
上記目的を達成するための第６の発明は、前記第１、第２、第３及び第４の波長フィルタは誘電体多層膜を有する板状の透明体からなり、前記透明体の主面における一方の側から入射し、透過する光の中心軸と、前記透明体の主面におけるもう一方の逆側から入射し、反射する光の中心軸とを直線上に一致するように配設させた光合波モジュールである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、光を入力するための第１、第２、第３、第４及び第５の入力ポートが筐体の主面の片側に配設され、光を出力する第１及び第２の出力ポートが筐体の主面の片側に対向する側に配設された筐体と、第１、第２、第３及び第４の波長フィルタと、第１、第２、第３、第４及び第５のミラーとを備え、４つの波長の励起光と１つの信号光とを合波した合波光と前記１つの信号光の一部とを前記光を出力する第１及び第２のポートから取り出し、モニターする光合波モジュールにおいて、１つの筐体に入出力ポートを互いに平行に取付け、部分反射又は全反射ミラーと誘電体多層膜フィルタとを共にを用いることで、入出力ポートの配置を簡単にし、信号光、励起光、モニター光のポートを１つの筐体に集積化したラマン増幅器励起用に好適な光合波モジュールを提供できる。
【００１３】
また、空間的に光を結合させる構造にすることで、ファイバコリメータの数量を少なくでき、光合波モジュール部品点数を削減できる。更に、筐体内にファイバの余長を収納するための空間を設ける必要がないので、光合波モジュールの構成部品の小型化が可能となる。
【００１４】
その結果、小型で、４波長以上の励起のラマン増幅器に用いることが可能な光合波モジュールの提供が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の実施の形態に係る光合波モジュールを以下に図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る光合波モジュールの構成を示す光学配置図である。図１には、筐体の主面の片側に第１、第２、第３、第４、第５の入力ポート１、２、３、４、５を備え、筐体の主面における片側の対向する側に第１及び第２の出力ポート６及び７を備え、４つの異なる波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を波長帯λ５の信号光と合波し、その信号光の一部をモニターする機能を有するラマン増幅器用励起に好適な光合波モジュールが示されている。
【００１７】
少なくとも波長λ１の励起光を反射する第１のミラー８と、波長λ１の励起光を反射し波長λ２の励起光を透過する第１の波長フィルタ９と、少なくとも波長λ３の励起光を反射する第２のミラー１０と、波長λ３の励起光を反射し波長λ４の励起光を透過する第２の波長フィルタ１１と、少なくとも波長λ１及びλ２の励起光を反射する第３のミラー１２と、波長λ１及びλ２の励起光を反射し波長λ３及びλ４の励起光を透過する第３の波長フィルタ１３とを有し、少なくとも波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラー１４と、波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を透過し波長帯λ５の信号光を反射し且つ波長帯λ５の信号光の一部を透過する第４の波長フィルタ１５と、少なくとも波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光及び波長帯λ５の信号光を反射する第５のミラー１６と第１から第４の波長フィルタ及び、第１、第２、第５の全反射ミラーを固定するための透光性基板１７とを有している。なお、第１の入力ポート１と第２の入力ポート２は、ほぼ平行になるように配置されている。
【００１８】
また、第１の入力ポート１から入射した光波長λ１の励起光及び第２の入力ポート２から入射した波長λ２の励起光の光線軸が第３のミラー１２に対してほぼ直線上に一致して入射するように第１のミラー８と第１の波長フィルタ９が所定の角度で配置されている。第３の入力ポート３及び第４の入力ポート４は第１の入力ポート１及び第２の入力ポート２とほぼ平行になるように配置され、第３の入力ポート３から入射した波長λ３の励起光と第４の入力ポート４から入射した波長λ４の励起光の光線軸が第３の波長フィルタ１３に対してほぼ直線上に一致して入射するように第２のミラー１０と第２の波長フィルタ１１が所定の角度で配置されている。
【００１９】
第１の入力ポート１から入射した波長λ１の励起光及び第２の入力ポート２から入射した波長λ２の励起光の合波光と第３の入力ポート３から入射した波長λ３の励起光及び第４の入力ポート４から入射した波長λ４の励起光の合波光との光線軸が第４のミラー１４に対してほぼ直線上に一致して入射するように第３のミラー１２と第３の波長フィルタ１３が所定の角度で配置され、第５の入力ポート５は第１から第４の入力ポート１〜４にほぼ平行になるように、且つ第５の入力ポート５と第１の出力ポート６はそれぞれに入出射する光線軸がほぼ一致するようにほぼ直線上に配置されている。
【００２０】
なお、第１の入力ポート１から入射した波長λ１の励起光と第２の入力ポート２から入射した波長λ２の励起光と第３の入力ポート３から入射した波長λ３の励起光と第４の入力ポート４から入射した波長λ４の励起光との合波光及び第５の入力ポート５から入射した波長帯λ５の信号光とは光線軸が第５のミラー１６に対してほぼ直線上に一致して入射するように、且つ第５の入力ポート５から入射した波長帯λ５の信号光の一部が第１の出力ポート６に結合するように第４のミラー１４と第４の波長フィルタ１５が所定の角度で配置され、第２の出力ポート７は第１の出力ポート６とほぼ平行になるように配置され、第５のミラー１６に入射して反射された波長λ１〜λ４の励起光及び波長帯λ５の合波光の光線軸が第２の出力ポート７に対してほぼ直線上に一致して入射するように第５のミラー１６が所定の角度で配置されている。
【００２１】
また、波長λ１の励起光は第１の入力ポート１と第２の出力ポート７との間で、第１、第３、第４、第５のミラー８、１２、１４、１６と第１、第３、第４の波長フィルタ９、１３、１５を介して光学的に結合している。また、波長λ２の励起光は第２の入力ポート２と第２の出力ポート７との間で、第３、第４、第５のミラー１２、１４、１６と第１、第３、第４の波長フィルタ９、１３、１５を介して光学的に結合している。さらに、波長λ３の励起光は第３の入力ポート３と第２の出力ポート７との間で、第２、第４、第５のミラー１０、１４、１６と第２、第３、第４の波長フィルタ１１、１３、１５を介して光学的に結合している。また、波長λ４の励起光は第４の入力ポート４と第２の出力ポート７との間で第４、第５のミラー１４、１６と第２、第３、第４の波長フィルタ１１、１３、１５を介して光学的に結合している。さらに、波長帯λ５の信号光は第５の入力ポート５と第２の出力ポート７との間で第５のミラー１６と第４の波長フィルタ１５を介して光学的に結合し、波長帯λ５の信号光の一部は第５の入力ポート５と第１の出力ポート６との間で第４の波長フィルタ１５を介して光学的に結合している。
【００２２】
なお、必要となる光学素子は、透光性基板１７における一方の側面に固定された第１の波長フィルタ９、第２の波長フィルタ１１、第５のミラー１６と一方の側面に対向する他方の側面に固定された第３の波長フィルタ１３、第４の波長フィルタ１５、第１のミラー８、第２のミラー１０、透光性基板１７に固定されずに配置された第３のミラー１２、第４のミラー１４である。
【００２３】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る光合波モジュールの構成を示す光学配置図である。図２には、筐体の主面の片側に第１、第２、第３、第４、第５の入力ポート１８、１９、２０、２１、２２を備え、筐体の主面の対向する側に第１及び第２の出力ポート２３及び２４を備え、４つの異なる波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を波長帯λ５の信号光と合波し、その信号光の一部をモニターする機能を有するラマン増幅器用励起に好適な光合波モジュールが示されている。
【００２４】
少なくとも波長λ１の励起光を反射する第１のミラー２５と、波長λ１の励起光を反射し波長λ２の励起光を透過する第１の波長フィルタ２６と、少なくとも波長λ３の励起光を反射する第２のミラー２７と、波長λ３の励起光を反射し波長λ４の励起光を透過する第２の波長フィルタ２８と、少なくとも波長λ１及びλ２の励起光を反射する第３のミラー２９と、波長λ１及びλ２の励起光を反射し波長λ３及びλ４の励起光を透過する第３の波長フィルタ３０とを有し、少なくとも波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を反射する第４のミラー３１と、波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光を透過し波長帯λ５の信号光を反射し且つ波長帯λ５の信号光の一部を透過する第４の波長フィルタ３２と、少なくとも波長λ１、λ２、λ３、λ４の励起光及び波長帯λ５の信号光を反射する第５のミラー３３と第１から第４の波長フィルタ及び、第１、第２、第５の全反射ミラーを固定するための第１の透光性基板３４と第３、第４の波長フィルタ及び第１、第２、第４の全反射ミラーを固定するための第２の透光性基板３５と第３、第４の全反射ミラーを固定するための第３の透光性基板３６とを有している。
【００２５】
第１の入力ポート１８と第２の入力ポート１９はほぼ平行になるように配置されており、第１の入力ポート１８から入射した光波長λ１の励起光及び第２の入力ポート１９から入射した波長λ２の励起光の光線軸が第３のミラー２９に対してほぼ直線上に一致して入射するように第１のミラー２５と第１の波長フィルタ２６が所定の角度で配置されている。第３の入力ポート２０及び第４の入力ポート２１は第１の入力ポート１８及び第２の入力ポート１９とほぼ平行になるように配置され、第３の入力ポート２０から入射した波長λ３の励起光と第４の入力ポート２１から入射した波長λ４の励起光の光線軸が第３の波長フィルタ３０に対してほぼ直線上に一致して入射するように第２のミラー２７と第２の波長フィルタ２８が所定の角度で配置されている。
【００２６】
第１の入力ポート１８から入射した波長λ１の励起光及び第２の入力ポート１９から入射した波長λ２の励起光の合波光と第３の入力ポート２０から入射した波長λ３の励起光及び第４の入力ポート２１から入射した波長λ４の励起光の合波光との光線軸が第４のミラー３１に対してほぼ直線上に一致して入射するように第３のミラー２９と第３の波長フィルタ３０が所定の角度で配置され、第５の入力ポート２２は第１から第４の入力ポート１８〜２１にほぼ平行になるように、且つ第５の入力ポート２２と第１の出力ポート２３はそれぞれに入出射する光線軸がほぼ一致するようにほぼ直線上に配置されている。
【００２７】
第１の入力ポート１８から入射した波長λ１の励起光と第２の入力ポート１９から入射した波長λ２の励起光と第３の入力ポート２０から入射した波長λ３の励起光と第４の入力ポート２１から入射した波長λ４の励起光との合波光及び第５の入力ポート２２から入射した波長帯λ５の信号光とは光線軸が第５のミラー３３に対してほぼ直線上に一致して入射するように、且つ第５の入力ポート２２から入射した波長帯λ５の信号光の一部が第１の出力ポート２３に結合するように第４のミラー３１と第４の波長フィルタ３２が所定の角度で配置され、第２の出力ポート２４は第１の出力ポート２３とほぼ平行になるように配置され、第５のミラー３３に入射して反射された波長λ１〜λ４の励起光及び波長帯λ５の合波光の光線軸が第２の出力ポート２４に対してほぼ直線上に一致して入射するように第５のミラー３３が所定の角度で配置される。
【００２８】
また、波長λ１の励起光は第１の入力ポート１８と第２の出力ポート１９との間で、第１、第３、第４、第５のミラー２５、２９、３１、３３と第１、第３、第４の波長フィルタ２６、３０、３２を介して光学的に結合している。さらに、波長λ２の励起光は第２の入力ポート１９と第２の出力ポート２４との間で、第３、第４、第５のミラー２９、３１、３３と第１、第３、第４の波長フィルタ２６、３０、３２を介して光学的に結合している。また、波長λ３の励起光は第３の入力ポート２０と第２の出力ポート２４との間で、第２、第４、第５のミラー２７、３１、３３と第２、第３、第４の波長フィルタ２８、３０、３２を介して光学的に結合している。さらに、波長λ４の励起光は第４の入力ポート２１と第２の出力ポート２４との間で第４、第５のミラー３１、３３と第２、第３、第４の波長フィルタ２８、３０、３２を介して光学的に結合している。また、波長帯λ５の信号光は第５の入力ポート２２と第２の出力ポート２４との間で第５のミラー３３と第４の波長フィルタ３２を介して光学的に結合し、波長帯λ５の信号光の一部は第５の入力ポート２２と第１の出力ポート２３との間で第４の波長フィルタ３２を介して光学的に結合している。
【００２９】
なお、必要となる光学素子は、第１の透光性基板３４における一方の側面に固定された第１の波長フィルタ２６、第２の波長フィルタ２８、第５のミラー３３と一方の側面に対向する他方の側面に固定された第３の波長フィルタ３０、第４の波長フィルタ３２、第１のミラー２５、第２のミラー２７、第２の透光性基板３５における一方の側面に固定された第３の波長フィルタ３０、第４の波長フィルタ３２、第１のミラー２５、第２のミラー２７と一方の側面に対向する他方の側面に固定された第４のミラー３１、第３の透光性基板３６における一方の側面に固定された第４のミラー３１と一方の側面に対向する他方の側面に固定された第３のミラー２９である。
【００３０】
次に、その構成部材を説明する。まず本発明に用いられる光合波モジュールの筐体は、ステンレス、ハステロイ、コバール等の金属、ガラス、プラスチック、セラミックス等で構成されたケースとして使用できる材料であればどのようなものでも適用できる。
【００３１】
光合波モジュールの筐体における入出力のポートには、ファイバコリメータが例示される。ガラスやジルコニア又はプラスチックや金属製のキャピラリーにファイバを挿入して固定され、所定の角度と精度で端面を研磨したピグテールファイバとレンズを組み合わせたファイバコリメータが例示される。ファイバコリメータを構成するファイバコリメータレンズや集光レンズは、非球面レンズ、球レンズ、ロッドレンズ、回折レンズ等が例示される。
【００３２】
なお、ロッドレンズとしては、端面をＣレンズに加工したロッドレンズや、ＧＲＩＮ（Graded  Index）レンズ、球レンズをロッド状に加工したＤレンズ（ドラムレンズ）等が例示される。また、ピグテールファイバとしては、通常の単一モードファイバや分散シフト単一モードファイバ、曲げ半径を小さくできる単一モードファイバ、偏波面保持単一モードファイバ等が例示される。なお、入出力ポートとして、単にレンズのみとして、結合すべきファイバやレーザダイオード、フォトダイオードとの間で調芯して、固定を後に行うこともある。
【００３３】
波長フィルタやミラーとしては、光学ガラス基板上に形成された誘電体多層膜波長フィルタを使用することが望ましい。基板ガラスとしては、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスの他、各種光学ガラスを用いることができる。基板としては、通常の光学ガラスの他、ポリイミド等の高分子基板であっても良く、全反射ミラーとして使用する場合には、金属や吸収のあるガラス、結晶基板等を用いても問題は生じない。透光性基板としては、光ガラスの他、高分子材料や光学結晶を用いることができる。但し、複屈折の影響が好ましくない場合には光ガラスを用いることが望ましい。なお、透光性については使用波長領域において保証されれば問題ない。
【００３４】
本発明の光合分波器において、光軸の調整方法は、できるだけ簡易に行うことが望ましい。波長フィルタやミラー等の光学素子を配置すべき個所に予めマーキングを施して、そのマーキングに対して各光学素子を配置して受動的な調整方法により調整し、接着剤等で固定する際に能動的な調整方法を行えば良い。固定方法としては、ファイバコリメータの固定には、金属半田、ガラス半田やＹＡＧレーザによる溶接あるいは光学接着剤を利用できる。光学素子の固定には、光学接着剤や金属半田あるいはガラス半田を用いることができる。
【００３５】
なお、本発明の適用できる範囲は、６波以上の光合波モジュールにも拡がり、例えば８波多重の光増幅器励起用の光合分波器にも及ぶ。またエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium-doped  Fiber  Amplifier）より広帯域の利得波長域を有するファイバラマン増幅器（ＦＲＡ：Fiber  Raman  Amplifier）用の光増幅器としてこれまでのラマンアンプの小型化に寄与できる。
【実施例１】
【００３６】
本発明の実施例１について、図面にて詳細に説明する。図３は、本発明で用いた誘電体多層膜の波長フィルタの波長特性を示す図である。実施例１の光合波モジュールは実施の形態１と共通の構成を有するので図１に基づいて説明する。
【００３７】
本実施例１の光合波モジュールはラマン増幅器用励起光合波モジュールとして動作する。図１に示されるように、光信号入出射手段としては光ファイバ及びレンズからなるファイバコリメータを光合波モジュール筐体の一方の側と対向する側とに配置する。ピグテールファイバとレンズの位置は、光信号がコリメート光となる位置に配置されている。本実施例１のように、励起光の波長多重数が４波の場合には必要となる誘電体多層膜波長フィルタは４枚となり、同様に全反射ミラーは５枚となる。図３に示すように、波長フィルタは、所定の波長範囲λａを透過する特性を有し、所定の波長範囲λｂを反射する特性を有する。
【００３８】
最初に、４波長を合波するまでの動作を図１を用いて説明する。まず、第１の入力ポート（ファイバコリメータ）１から入射した波長λ１の励起光は透光性基板１７に固定された第１のミラー８により折り返されるように反射し、第２の入力ポート（ファイバコリメータ）２から入射した波長λ２の励起光と、透光性基板１７に固定された第１の波長フィルタ９により波長λ１の励起光は反射し、波長λ２の励起光は透過するように合波される。
【００３９】
第３の入力ポート（ファイバコリメータ）３から入射した波長λ３の励起光は透光性基板１７に固定された第２のミラー１０により折り返されるように反射し、第４の入力ポート（ファイバコリメータ）４から入射した波長λ４の励起光と、透光性基板１７に固定された第２の波長フィルタ１１により波長λ３の励起光は反射し、波長λ４の光は透過するように合波される。
【００４０】
波長λ１及びλ２の合波光は第３のミラー１２により折り返されるように反射し、次に透光性基板１７に固定された第３の波長フィルタ１３により反射され、このとき透光性基板１７に固定された第３の波長フィルタ１３を透過した波長λ３及びλ４の合波光と合波され、波長λ１〜λ４の合波光となる。
【００４１】
第５の入力ポート（ファイバコリメータ）５から入射した波長帯λ５の信号光の大部分は透光性基板１７に固定された第４の波長フィルタ１５で折り返されるように反射する。その際、波長帯λ５の信号光の一部は透光性基板１７に固定された第４の波長フィルタ１５を透過し、第１の出力ポート（ファイバコリメータ）６に結合される。
【００４２】
他方、波長λ１〜λ４の合波光は第４のミラー１４により折り返されるように反射し、次に透光性基板１７に固定された第４の波長フィルタ１５により、λ１〜λ４の合波光は透過し、波長帯λ５の信号光は反射することで合波される。そのλ１〜λ５の合波光は透光性基板１７に固定された第５のミラー１６により折り返されるように反射し、第２の出力ポート（ファイバコリメータ）７に結合される。
【００４３】
使用する４波長の励起光の中心波長λ１、λ２、λ３、λ４を、１．４５μｍ、１．４７μｍ、１．４９μｍ、１．５１μｍに選択した構成としたところ、挿入損失２．０ｄＢ以下、アイソレーション３０ｄＢ以上の値が得られ、良好な結果となった。もちろん、選択する波長は、上記に限られるものではなく、１．３μｍ帯から１．７μｍ帯までの任意の波長域に選択可能である。
【００４４】
なお、本実施例１の構成は、４波長対応の光合波モジュールに限定されるものではなく、波長フィルタとミラーの組み合わせを増やすことにより、原理的には、８波長対応の光合分波器にも対応可能である。すなわち、２つの波長帯の光を合波する手段を重ねることによって対応可能である。
【実施例２】
【００４５】
本発明の実施例２について、図面にて詳細に説明する。実施例２の光合波モジュールは実施の形態２と共通の構成を有するので図２に基づいて説明する。本実施例２の光モジュールは、ラマン増幅器用励起光合波モジュールとして動作する。図２に示されるように、光信号入出射手段は、光ファイバ及びレンズからなるファイバコリメータを筐体の一方の側と対向する側とに配置される。ピグテールファイバとレンズの位置は光信号がコリメート光となる位置に配置されている。本実施例１のように、励起光の波長多重数が４波の場合には必要となる誘電体多層膜波長フィルタは４枚となり、同様に全反射ミラーは５枚となる。上述の図３に示すように、波長フィルタは、所定の波長範囲λａを透過する特性を有し、所定の波長範囲λｂを反射する特性を有する。
【００４６】
最初に、４波長を合波するまでの動作を説明する。まず、第１の入力ポート（ファイバコリメータ）１８から入射した波長λ１の励起光は、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第１のミラー２５により折り返されるように反射し、第２の入力ポート（ファイバコリメータ）１９から入射した波長λ２の励起光と、透光性基板３４に固定された第１の波長フィルタ２６により波長λ１の励起光は反射し、波長λ２の励起光は透過するように合波される。
【００４７】
第３の入力ポート（ファイバコリメータ）２０から入射した波長λ３の励起光は、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第２のミラー２７により折り返されるように反射し、第４の入力ポート（ファイバコリメータ）２１から入射した波長λ４の励起光と、第１の透光性基板３４に固定された第２の波長フィルタ２８により波長λ３の励起光は反射し、波長λ４の光は透過するように合波される。
【００４８】
波長λ１及びλ２の合波光は、第３の透光性基板３６に固定された第３のミラー２９により折り返されるように反射し、次に、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第３の波長フィルタ３０により反射され、このとき第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第３の波長フィルタ３０を透過した波長λ３及びλ４の合波光と合波され、波長λ１〜λ４の合波光となる。
【００４９】
第５の入力ポート（ファイバコリメータ）５から入射した波長帯λ５の信号光の大部分は、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第４の波長フィルタ３２で折り返されるように反射する。その際、波長帯λ５の信号光の一部は、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第４の波長フィルタ３２を透過し、第１の出力ポート（ファイバコリメータ）２３に結合される。
【００５０】
他方、波長λ１〜λ４の合波光は、第２の透光性基板３５及び第３の透光性基板３６に固定された第４のミラー３１により折り返されるように反射し、次に、第１の透光性基板３４及び第２の透光性基板３５に固定された第４の波長フィルタ３２により、λ１〜λ４の合波光は透過し、波長帯λ５の信号光は反射することで合波される。そのλ１〜λ５の合波光は、第１の透光性基板３４に固定された第５のミラー３３により折り返されるように反射し、第２の出力ポート（ファイバコリメータ）２４に結合される。
【００５１】
使用する４波長の励起光の中心波長λ１、λ２、λ３、λ４を、１．４５μｍ、１．４７μｍ、１．４９μｍ、１．５１μｍに選択した構成としたところ、挿入損失２．０ｄＢ以下、アイソレーション３０ｄＢ以上の値が得られ、良好な結果となった。
【００５２】
なお、選択する波長は、上記に限られるものではなく、１．３μｍ帯から１．７μｍ帯までの任意の波長域に選択可能である。また、本実施例１の構成は、４波長対応の光合波モジュールに限定されるものではなく、波長フィルタとミラーの組み合わせを増やすことにより、原理的には、８波長対応の光合分波器にも対応可能である。すなわち、２つの波長帯の光を合波する手段を重ねることによって対応可能である。
【００５３】
以上に示したように、本発明により小型で、４波長以上の励起のラマン増幅器に用いることが可能な光合波モジュールの提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１における光合波モジュールを示す光学配置図。
【図２】本発明の実施の形態２における光合波モジュールを示す光学配置図。
【図３】本発明で用いた誘電体多層膜の波長フィルタの波長特性を示す図。
【図４】従来の光合波モジュールの構成単位となる合波器を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
１，１８    第１の入力ポート
２，１９    第２の入力ポート
３，２０    第３の入力ポート
４，２１    第４の入力ポート
５，２２    第５の入力ポート
６，２３    第１の出力ポート
７，２４    第２の出力ポート
９，２６    第１の波長フィルタ
１１，２８    第２の波長フィルタ
１３，３０    第３の波長フィルタ
１５，３２    第４の波長フィルタ
８，２５    第１のミラー
１０，２７    第２のミラー
１２，２９    第３のミラー
１４，３１    第４のミラー
１６，３３    第５のミラー
１７    透光性基板
３４    第１の透光性基板
３５    第２の透光性基板
３６    第３の透光性基板
３７    波長フィルタ
３８，３９，４０    ファイバコリメータ
【図１】
2007156070.tif 000003
【図２】
2007156070.tif 000004
【図３】
2007156070.tif 000005
【図４】
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