(57)【要約】      （修正有）【課題】挿入損失が小さく、かつ小型化が可能な光合分波器を提供する。【解決手段】一端側に屈折率分布型ファイバ１３ａ、１３ｂ，１３ｃ、１３ｄを有した一対の光ファイバ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅと、屈折率分布型ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ間に配置され、屈折率分布型ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの各々と光学的に結合されるレンズドファイバ３ａ、３ｂ、３ｃと、屈折率分布型ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄとレンズドファイバ３ａ，３ｂ，３ｃとの間に配置された光フィルタ部材４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、を備えた。【選択図】図１
2007272000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側に屈折率分布型ファイバを有した一対の入出力光ファイバと、
前記屈折率分布型ファイバ間に配置され、前記屈折率分布型ファイバの各々と光学的に結合されるレンズドファイバと、
前記屈折率分布型ファイバと前記レンズドファイバとの間に配置された光フィルタ部材と、を備える光合分波器。
【請求項２】
前記屈折率分布型ファイバと前記レンズドファイバは、同一材質からなることを特徴とする請求項１に記載の光合分波器。
【請求項３】
前記レンズドファイバの長さは、前記屈折率分布型ファイバの２ｎ〜（２ｎ＋０．２）倍の長さ（ただしｎは整数）であることを特徴とする請求項１または２に記載の光合分波器。
【請求項４】
前記一対の入出力光ファイバの仮想延長線と交差するように配置され、前記光フィルタ部材から出射される光が入力される、または、前記光フィルタ部材に入射する光を出力する別の入出力光ファイバを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光合分波器。
【請求項５】
前記光フィルタ側の前記屈折率分布型ファイバの一端に、コアレスファイバを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光合分波器。
【請求項６】
前記レンズドファイバの両端に、コアレスファイバを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光合分波器。
【請求項７】
少なくとも２つの光フィルタと、その一方の光フィルタから出力される平行光のビーム径を一旦絞った後、再度ビーム径を広げて平行光として他方の光フィルタに入射するレンズドファイバと、を備えた光合分波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバを用いた光伝送において、複数の異なる波長の光を合成・分離するための光合分波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光通信の分野においては情報伝送の大容量化が可能な波長多重伝送方式の採用が増加している。このため、波長多重伝送方式に用いられる光合分波器の需要が増大している。
【０００３】
図３には、特許文献１に開示された光合分波器を示している。図３の光合分波器１０１は、光ファイバ１０２ａ、１０２ｃと、これらを保持するフェルール１０５と、光ファイバ１０２ｂと、該光ファイバ１０２ｂを保持するフェルール１０６と、フェルール１０５およびフェルール１０６の間に配置された光フィルタ１０４と、フェルール１０５と光フィルタ１０４との間に配されたレンズ１０３ａと、フェルール１０６と光フィルタ１０４との間に配されたレンズ１０３ｂから構成されている。
【０００４】
この光合分波器１０１は、たとえば光ファイバ１０２ａの一端から２つの異なる波長領域λ１、λ２を有する光が入射されると、その光は光ファイバ１０２ａ内を伝送して光ファイバ１０２ａの他端から出射されてレンズ１０３ａで集光されて光フィルタ１０４に入射される。
【０００５】
この光フィルタ１０４は、所定の波長領域を有する光を選択的に透過もしくは反射するように構成されており、例えば、入射された光のうちの波長領域λ１の光を透過し、波長領域λ２の光を反射する。光フィルタ１０４を透過した波長領域λ１の光は、レンズ１０３ｂで集光されて光ファイバ１０２ｂに入射される。一方で、波長領域λ２の光は光フィルタ１０４で反射されてレンズ１０３ａで集光されて光ファイバ１０２ｃに入射される。
【０００６】
このようにして、波長領域λ１、λ２を有する光が分離され、それぞれ光ファイバ１０２ｂと光ファイバ１０２ｃを介して出射される。また、逆の光路をたどることでそれぞれのファイバ１０２ｂ，１０２ｃから導入された異なる波長の光を合成して光ファイバ１０２ａから出射することも可能である。
【０００７】
また、図３の２波長の光を合波又は分波する合分波器を、図４に示すように、複数個つなぎ合わせると、異なる３波長以上の光の合分波機能を持った合分波器を構成することができる。図４において、光合分波器１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、それぞれ内蔵されている光フィルタが異なっている。例えば、波長λ１、λ２、λ３、λ４の４種類の光が入射された場合、光合分波器１０１ａは波長λ１を通過し、それ以外の波長を反射して、波長λ１の光を取り出す。そして光合分波器１０１ｂに入力された波長λ２、λ３、λ４の光のうち、波長λ２の光は光合分波器１ｂを通過して取り出される。同様に、波長λ３の光は光合分波器１０１ｃを通過して取り出され、波長λ４の光は光合分波器１０１ｃを反射して取り出される。
このようにして、波長λ１、λ２、λ３、λ４の４種類の光を合分波することが可能となる。
【０００８】
以上のような原理に基づいて、構成された光合分波器は、例えば、特許文献２に示され、また、多波長の合分波する光合分波器をアレイ導波路グレーティング（ＡＷＧ）により小型にした例が特許文献３に示されている。
【０００９】
この特許文献３の光合分波器において、アレイ導波路グレーティングは、例えば、複数の入力光導波路が接続される第一のスラブ光導波路と複数の出力光導波路が接続される第二のスタブ光導波路と第一及び、第二のスラブ導波路の間に設けられ、互いに異なる光路長を有する複数の接続光導波路とを備えて構成される。ここでは、接続光導波路と第一及び第二のスラブ導波路が回折格子として作用する結果、各入力光導波路と各出力光導波路とが特定の波長において結合される。このように構成された光合分波器において、それぞれの入力光導波路に異なる波長の光を入射すると、この回折格子により合波され、出力光導波路から取り出される。又、出力導波路に複数の波長の光を導入すると、合波のときとは逆に入力光導波路に可能となる。
【特許文献１】特開平８−２７１７６０号公報
【特許文献２】特公昭６０−４６６８２号公報
【特許文献３】特開平２０００−３３８３４３合公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、複数の光合分波器を光ファイバで結ぶ、例えば、図４の構成の場合、多くの光合分波器を通過した後分離される光ほど挿入損失が大きくなり、分離された光の間で強度の差が生じるという問題があり、小型化も困難であった。
また、アレイ導波路グレーティングを用いた特許文献３に開示された光合分波器は、小型化・集積化には適しているが、挿入損失が光ファイバを用いて構成した光合分波器に比較して大きいという問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、挿入損失が小さく、かつ小型化が可能な光合分波器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の目的を達成するために本発明に係る光合分波器は、一端側に屈折率分布型ファイバを有した一対の光ファイバと、前記屈折率分布型ファイバ間に配置され、前記屈折率分布型ファイバの各々と光学的に結合されるレンズドファイバと、前記屈折率分布型ファイバと前記レンズドファイバとの間に配置された光フィルタ部材と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように構成された本発明に係る光合分波器は、光フィルタ部材間をレンズドファイバで結合させているので、その結合損失を小さくでき、挿入損失が小さく、かつ小型化が可能な光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】
【００１４】
以下、本発明に係る実施形態の光合分波器について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
実施形態１．
図１は、本発明に係る実施形態１の光合分波器の構成を示す平面図である。
この実施形態１の光合分波器は、
（１）基板１１上に設けられた４つの光フィルタ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、
（２）それぞれ基板１に形成された溝に設けられ、光フィルタ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄにそれぞれ光学的に接続された入出力光ファイバ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅと、
（３）それぞれ基板１に形成された溝に設けられ、光フィルタ４ａ、４ｂ間、光フィルタ４ｂ、４ｃ間及び光フィルタ４ｃ、４ｄ間を接続する３つの伝送光ファイバ３ａ，３ｂ，３ｃを含んで構成されている。
【００１６】
以上のように構成された実施形態１の光合分波器は、後述するように、隣接する光フィルタ間を接続する伝送光ファイバ３ａ，３ｂ，３ｃがそれぞれレンズドファイバを含んで構成されており、一方の光フィルタから出射された光を最適なビーム形状に整えて他方の光フィルタに入射させることができるので、挿入損失を極めて小さくできるという特徴を有している。
【００１７】
以下、本実施の形態１の光合分波器の構成について詳細に説明する。
本実施の形態１の光合分波器において、入出力光ファイバ１０ａは、シングルモードファイバ１２ａと、その光ファイバ１２ａの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１３ａと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１４ａとからなる。
入出力光ファイバ１０ｂは、シングルモードファイバ１２ｂと、そのシングルモードファイバ１２ｂの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１３ｂと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１４ｂとからなる。
入出力光ファイバ１０ｃは、シングルモードファイバ１２ｃと、そのシングルモードファイバ１２ｃの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１３ｃと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１４ｃとからなる。
入出力光ファイバ１０ｄは、シングルモードファイバ１２ｄと、そのシングルモードファイバ１２ｄの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１３ｄと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１４ｄとからなる。
入出力光ファイバ１０ｅは、シングルモードファイバ１２ｅと、そのシングルモードファイバ１２ｅの一端に接合された屈折率分布型ファイバ１３ｅと、更にその端部に接合されたコアレスファイバ１４ｅとからなる。
【００１８】
伝送光ファイバ３ａは、２つのコアレスファイバ１４ｆ，１４ｇと、コアレスファイバ１４ｆ，１４ｇの間に接合されたレンズドファイバ１５ａとからなる。
伝送光ファイバ３ｂは、２つのコアレスファイバ１４ｈ，１４ｉと、コアレスファイバ１４ｈ，１４ｉの間に接合されたレンズドファイバ１５ｂとからなる。
伝送光ファイバ３ｃは、２つのコアレスファイバ１４ｊ，１４ｋと、コアレスファイバ１４ｊ，１４ｋの間に接合されたレンズドファイバ１５ｃとからなる。
【００１９】
ここで、シングルモードファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、屈折率の高いコア部と該コア部の外周を被覆するクラッド部からなり、コア部とクラッド部との屈折率差による反射を利用することによってコア部内で光を伝送するものであり、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が１０μｍ程度である。なお、本実施の形態では、シングルモードファイバが用いられているが、本発明ではこのようなシングルモードファイバに限定されることはなく、たとえばシングルモードファイバよりもコア部の径が大きくかつ、複数のモードの光を伝送可能なマルチモードファイバを用いてもよい。
【００２０】
屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄは、その長手方向の中心軸に対して軸対称に屈折率分布を有するファイバが、レンズとして機能するように所定の長さに設定されたものである。なお、この屈折率分布は、中心軸の屈折率が最も大きく、屈折率分布型ファイバの外周に向かって漸次屈折率が小さくなるように構成されている。本実施の形態１において、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄは、光ファイバ１２ａ〜１２ｄから出射される光を平行光にし（コリメート）、光ファイバ１２ａ〜１２ｄに光を入射させる際に集光して入射する。
【００２１】
屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄは、たとえば円柱状の石英等からなり、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が５０μｍ程度であり、コア部に上記した屈折率分布を有する。この屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄとシングルモードファイバ１２ａ〜１２ｄは、たとえば熱による融着によって接合される。
【００２２】
レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃは、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄと同様、その軸対称に屈折率分布を有するファイバが所定の長さに設定されてなり、例えば、入射される平行光を一旦その中央部でシングルモードファイバを伝送する光のビーム径と同程度のビーム径にまで絞り込んだ後、再び拡げて平行光にして出射させる機能を有している。
すなわち、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃは、軸対称に屈折率分布を有するファイバを用いて構成されている点では屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄと同じであるが、その長さが屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄとは異なっている。
【００２３】
本実施の形態１では、光フィルタ４ａと光フィルタ４ｂとの間を、レンズドファイバ１５ａを介して接続し、光フィルタ４ｂと光フィルタ４ｃとの間を、レンズドファイバ１５ｂを介して接続し、光フィルタ４ｃと光フィルタ４ｄとの間を、レンズドファイバ１５ｃを介して接続することにより、光フィルタ間の低損失な接続を可能にしている。
【００２４】
すなわち、各光フィルタには、屈折率分布型ファイバを介して、光フィルタへの入射光として適した、例えば平行光とされた光が入射され、基本的にはそのビーム形状を保ったまま出射されるが、実際には、光フィルタを構成する透光性部材を透過したり、フィルタ膜を透光又は反射することで、ビーム形状に乱れが生じる。そこで、本実施の形態１では、光フィルタ間にレンズドファイバを接続することで、一方の光フィルタから出射された光のビーム形状を整えて、他方の光フィルタに入射する光として最適なビーム形状にして入射するようにして、光フィルタ間で生じる光の損失を小さくしている。
例えば、光フィルタ間を伝送する光において、該光フィルタに入射される光を平行光にするためには、レンズドファイバで入射される平行光を一端絞り込んだ後に再度拡げて平行光にして出射することで実現できる。
【００２５】
このような機能を実現するために、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃの長さは、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄの長さのほぼ偶数倍に設定される。
ここで、特に本発明では、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃは、その出射光が僅かに絞られるように出射されることが好ましい。ここで、そのため、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃの長さを、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄの長さの２ｎ〜（２ｎ＋０．２）倍の間に設定することが好ましい。特に、本発明では、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃの長さを、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄの長さの２〜２．２倍の間に設定すれば、最小の長さで光フィルタ間の光損失を小さくすることができるため、小型化という観点で優れている。ただし、ｎは整数である。このように、平行光を取り扱う光フィルタを使用する場合には、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃからの出射光を僅かに絞るように出射すると、光フィルタ間の光損失を極めて小さくできる。
【００２６】
本実施の形態１において、光学系全体の透過損失を少なくするためには、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄは全て同じ材質で同じ長さに設定することが望ましく、更に、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃは屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄと同じ材質であることが望ましい。すなわち、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄが光ファイバからのビーム光を集光させたり、又はコリメータ光にしたとき、それを最適に伝達するためには同じ光学系においてそれぞれのビームウエストを対称に配置することで損失が少なくできる。従って、同じ光学系を構成する屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄとレンズドファイバ１５ａ〜１５ｃは、全て同一材質でかつ同一屈性率分布を有することが望ましい。
【００２７】
コアレスファイバ１４ａ〜１４ｋは、略均一な屈折率分布を有するファイバであり、その材質はたとえば石英ガラスからなり、その屈折率は１．４５程度、透過損失は０．３５×１０−６ｄＢ／ｍｍ以下であり、透過損失が比較的低いものが好ましい。このコアレスファイバ１４ａ〜１４ｋは、外径が光ファイバ（シングルモードファイバ）および屈折率分布型ファイバと等しく約１２５μｍであり、屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄ又はレンズドファイバ１５ａ〜１５ｃと、たとえば熱による融着によって接合される。
【００２８】
このコアレスファイバは、本発明において、屈折率分布型ファイバと光フィルタの間、及びレンズドファイバと光フィルタの間に配置され、いわゆるレンズ機能を持った屈折率分布型ファイバ又はレンズドファイバと光フィルタ間の距離を調整するものである。この調整によって、光フィルタを介した光ファイバ同士を最適の光結合効率が得られるように設定するが可能になり、光結合時に生じる損失を抑制することができる。さらに、このコアレスファイバは、屈折率分布型ファイバおよびレンズドファイバの端面を保護する機能も有しており、屈折率分布型レンズおよびレンズドファイバがレンズ機能を発揮するために必要な長さを維持することができる。
【００２９】
光フィルタ４ａ〜４ｄは、例えば、２つの透光性部材とその間に設けられたフィルタ膜により構成され、一方の透光性部材の一方の主面にフィルタ膜を形成し、その後、フィルタ膜の上に他方の透明性部材を透光性樹脂で接着することにより作製される。
このフィルタ膜は、異なる複数の波長領域の光を含む光を波長領域ごとに選択的に分離（分波）する機能を有する膜であり、実施の形態１では以下のように作製される。
【００３０】
すなわち、光フィルタ４ａのフィルタ膜４ａ'は、λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する。光フィルタ４ｂのフィルタ膜４ｂ'は、λ１の波長を透過し、それ以外の波長の光を反射する。光フィルタ４ｃのフィルタ膜４ｃ'は、λ２の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射させる。光フィルタ４ｄのフィルタ膜４ｄ'は、λ３の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する。このようなフィルタ膜４ａ'〜４ｄ'を有する光フィルタ４ａ〜４ｄは、それぞれ所定の波長（波長領域）の光を透過し、その他の波長（波長領域）の光を反射することによって波長領域ごとに光を分波する機能を有するものである。
【００３１】
この光フィルタ４ａ〜４ｄの一部を構成する透光性部材には、たとえば光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）や石英ガラスからなり、屈折率は１．４５〜１．５５程度のものを用いることが好ましい。また、その大きさは、光の有効径以上あればよく、たとえば、光ファイバやフィルタ膜との対向面が０．５ｍｍ角で、厚みは０．５ｍｍである。
【００３２】
フィルタ膜４ａ'〜４ｄ'は、たとえば二酸化ケイ素と二酸化チタン等の屈折率の異なる２種類以上の誘電体を交互に積層して構成される多層膜により構成することができる。この誘電体多層膜は、誘電体膜間の繰り返しの反射干渉により波長選択性を示し、各膜の膜厚は、反射させる光の波長の１／４波長分に設定される。このように、誘電体膜の膜厚を１／４波長分とすることにより、各誘電体膜界面における多重反射において、ある特定の波長の光の位相が一致し、干渉して強めあうことで波長選択性のフィルタが実現する。
【００３３】
また、フィルタ膜４ａ'〜４ｄ'は一方の透光性部材の表面に形成されているため、たとえば一方の透光性部材の一方の主面に蒸着、スパッタリング等の方法によって容易に作製することができる。
【００３４】
基板１１は、その一方の主面に、一直線上に形成されたＶ溝５ａ，５ｂ，５ｃと、該Ｖ溝５ａ〜５ｃに対して、平行になるように一直線上に形成されたＶ溝６ａ，６ｂ，６ｃと、Ｖ溝５ａ〜５ｃおよびＶ溝６ａ〜６ｃと交差するように他の直線上に形成されたＶ溝７ａ，７ｂ，７ｃと、該Ｖ溝７ａ〜７ｃに対して、平行になるように一直線上に形成されたＶ溝８ａ，８ｃと、を備えている。また、基板１１は、Ｖ溝５ａとＶ溝５ｂ、Ｖ溝６ａとＶ溝６ｂ、およびＶ溝７ａとＶ溝７ｂとの間に、光フィルタ４ａ及び４ｂが配置される凹部１６ａと、Ｖ溝５ｂとＶ溝５ｃ、Ｖ溝６ｂとＶ溝６ｃ、Ｖ溝７ｂとＶ溝７ｃ、およびＶ溝８ａとＶ溝８ｃの間に、光フィルタ４ｂ及び４ｃが配置される凹部１６ｂを備えている。
【００３５】
この基板１１は、たとえば石英ガラス、低熱膨張ガラス、シリコン、または低熱膨張樹脂（たとえばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）で構成され、例えば、Ｖ溝基板１１を石英ガラスで構成する場合には、平板の石英ガラスに切削加工によりＶ溝と凹部を加工することにより作製される。
【００３６】
以上のように構成された基板１１において、Ｖ溝５ａに入出力光ファイバ１０ａ、Ｖ溝５ｂに伝送光ファイバ３ａ、Ｖ溝５ｃに入出力光ファイバ１０ｂがそれぞれ配置され、接着剤で固定される。また、Ｖ溝６ｂに伝送光ファイバ３ｃ、Ｖ溝６ｃに入出力光ファイバ１０ｄがそれぞれ配置され、たとえばエポキシ樹脂からなる接着剤で固定される。さらに、Ｖ溝７ａに入出力光ファイバ１０ｃ、Ｖ溝７ｂに伝送光ファイバ３ｂが配置され、Ｖ溝８ａに入出力光ファイバ１０ｅが配置され、それぞれ接着剤で固定される。
【００３７】
以上のようにして、入出力光ファイバ１０ａと入出力光ファイバ１０ｂとが対をなして、一直線上に配置され、その一直線に平行な直線上に入出力光ファイバ１０ｄが配置され、その一直線に交差する異なる直線上にそれぞれ、入出力光ファイバ１０ｃ及び入出力光ファイバ１０ｅが配置される。このような配置により、小型でかつ、集積化が可能となる。
【００３８】
凹部１６ａにおいて、光フィルタ４ａが、入出力光ファイバ１０ａと伝送光ファイバ３ａの間に設けられ、光フィルタ４ｃが、入出力光ファイバ１０ｃと伝送光ファイバ３ｂ及び伝送光ファイバ３ｃの間に設けられる。
また、凹部１６ｂにおいて、光フィルタ４ｂが、入出力光ファイバ１０ｂと伝送光ファイバ３ａ及び伝送光ファイバ３ｂの間に設けられ、光フィルタ４ｄが、入出力光ファイバ１０ｄと伝送光ファイバ３ｂ及び伝送光ファイバ３ｃの間に設けられる。
【００３９】
また、光フィルタと入出力光ファイバ若しくは伝送光ファイバの間は、光学接着剤１７により接続される。
この光学接着剤１７は、フィルタを構成する透光性部材とコアレスファイバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄと略同等の屈折率あるいは両部材の中間の屈折率を有するような材質を用いることが好ましい。たとえばコアレスファイバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが石英ガラス、透光性部材が光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）で構成されている場合、たとえば透光性のあるエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコン系樹脂のような材質を使用することができる。なお、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびアクリル系樹脂は、その添加物によって紫外線硬化または熱硬化するものであり、これらの併用硬化を利用してもよい。
【００４０】
このように、光学接着剤１７とコアレスファイバ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄおよび光フィルタを形成する透光性部材との屈折率が整合されていれば、それらの界面で生じる光の反射を抑制することができ、光合分波器の挿入損失を小さくできる。
【００４１】
＜動作＞
以上のように構成された実施形態１の光合分波器において、ファイバ１２ａからλ１、λ２、λ３、λ４の波長の光が入射されたとき、屈折率分布型ファイバ１３ａを介して集光もしくはコリメータ光となり、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近に配置した光フィルタ４ａに入射される。光フィルタ４ａは、λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過し、それ以外の波長の光、たとえばλ５（図示なし）の光を反射するように構成されている。
【００４２】
光フィルタ４ａを通過した波長λ１、λ２、λ３、λ４の光は、レンズドファイバ１５ａ内で一旦集光されて絞られた後、逆端側で再度集光又はコリメートされ、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜が配置された光フィルタ４ｂに入射される。光フィルタ４ｂは、λ１の波長を透過し、それ以外の波長を反射する。従って、通過したλ１の光は屈折率分布型ファイバ１３ｂを介して光ファイバ１２ｂから出力される。
【００４３】
光フィルタ４ｂで反射された光は、レンズドファイバ１５ｂ内で一旦集光されて絞られた後、逆端側で再度集光又はコリメートされて、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜が配置された光フィルタ４ｃに入射される。光フィルタ４ｃは、λ２の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射させる。光フィルタ４ｃを透過した波長λ２の光は、屈折率分布型ファイバ１３ｃを介して光ファイバ１２ｃから出力される。また、光フィルタ４ｃで反射された光は、レンズドファイバ１５ｃ内で一旦集光されて絞られた後、逆端側で再度集光又はコリメートされて、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜が配置された光フィルタ４ｄに入射される。光フィルタ４ｄはλ３の波長を透過し、それ以外の波長を反射する。通過した波長λ３の光は屈折率分布型ファイバ１３ｄを介して光ファイバ１２ｄから出力される。光フィルタ４ｄで反射された波長λ４の光は、屈折率分布型ファイバ１３ｅを介して光ファイバ１２ｅから出力される。
【００４４】
以上のようにして、ファイバ１２ａを介して入射された波長λ１、λ２、λ３、λ４の光を含む光は、波長ごとに分波されて、それぞれ入出力光ファイバ１０ｂ、入出力光ファイバ１０ｃ、入出力光ファイバ１０ｄ及び入出力光ファイバ１０ｅから出射される。
逆に、それぞれ入出力光ファイバ１０ｂ、入出力光ファイバ１０ｃ、入出力光ファイバ１０ｄ及び入出力光ファイバ１０ｅから入射された波長λ１の光、波長λ２の光、波長λ３の光、波長λ４の光は、合波されて入出力光ファイバ１０ａから出射される。
【００４５】
＜製造方法＞
次に本実施の形態１の光合分波器の製造方法について説明する。
本製造方法では、まず、例えば、石英ガラスからなる平板の一方の面に、切削加工により、Ｖ溝５ａ，５ｂ，５ｃとなる第１Ｖ溝と、Ｖ溝６ａ，６ｂ，６ｃとなる第２Ｖ溝を互いに平行に形成し、さらに、第１Ｖ溝に交差するように、Ｖ溝７ａ，７ｂ，７ｃとなる第３Ｖ溝と、Ｖ溝８ａｂ，８ｃとなる第４Ｖ溝を互いに平行に形成する。
【００４６】
次に、
（ｉ）光ファイバ１２ａ、屈折率分布型ファイバ１３ａ、コアレスファイバ１４ａ、レンズドファイバ１５ａ、コアレスファイバ１４ｂ屈折率分布型ファイバ１３ｂ、光ファイバ１２ｂが一直線に融着接合された第１光学部品、
（ii）光ファイバ１２ｄ、屈折率分布型ファイバ１３ｄ、コアレスファイバ１４ｄ、レンズドファイバ１５ｃ、コアレスファイバ１４ｆが一直線に融着接合された第２光学部品、
（iii）光ファイバ１２ｃ、屈折率分布型ファイバ１３ｃ、コアレスファイバ１４ｃ、レンズドファイバ１５ｂ、コアレスファイバ１４ｅが一直線に融着接合された第３光学部品、
（iv）光ファイバ１２ｅ、屈折率分布型ファイバ１３ｅ、コアレスファイバ１４ｇが一直線に融着接合された第４光学部品を作製する。
【００４７】
そして、基板１の第１Ｖ溝、第２Ｖ溝、第３Ｖ溝及び第４Ｖ溝に、第１光学部品、第２光学部品、第３光学部品、第４光学部品をそれぞれ配置し接着剤で固定する。このとき、Ｖ溝の交点に各コアレスファイバの中心が来るように位置決めする。これらの固定は、たとえばエポキシ樹脂からなる紫外線硬化型樹脂（接着剤）各Ｖ溝に塗布した後に光ファイバをＶ溝上に載置し、ガラス板からなる透明な平板により光ファイバを上方から押さえて接着剤に紫外線を照射することによって実現できる。
【００４８】
次いで、Ｖ溝交点の中心を結ぶ線を中心として、ダイシング等の加工により凹部１６ａ、１６ｂを形成し、光フィルタを配置する空間を確保すると同時に、コアレスファイバをコアレスファイバ１４ａ、１４ｂ、およびコアレスファイバ１４ｃ、１４に分離する。すなわち、このダイシング加工において、コアレスファイバの中心部分を削ることによって、コアレスファイバ１４ａ、１４ｂに分断し、一方で、コアレスファイバ１４ｃ、１４ｄに分断する。すなわち、コアレスファイバ１４ａ、１４ｂが凹部１６ａの両側にそれぞれ配され、一方で、コアレスファイバ１４ｃ、１４ｄが凹部１６ｂの両側にそれぞれ配される。尚、凹部１６ａ、１６ｂの幅は、光フィルタ４ａ〜４ｄの幅より若干大きくなるようにする。
【００４９】
次いで、光学接着剤１７を凹部１６ａ，１６ｂに充填した後に凹部１６ａ，１６ｂの所定の位置に、光フィルタ４ａ〜４ｄを配置する。本実施の形態１では、このようにコアレスファイバを屈折率分布型ファイバや各レンズドファイバ端に接続し光フィルタの表面近くまで配置することにより物理的に位置決めがしやすく、光フィルタとコアレスファイバを接合する光学接着剤の量を低減することができる。これにより、光学接着剤の光吸収や、光学接着剤の熱膨張によるズレや応力の影響を抑制出来、挿入損失を低減することができる。尚、光フィルタ４ａ〜４ｄと各コアレスファイバ１４ａ〜１４ｄの間には、光学接着剤が十分充填されるようにする。
【００５０】
そして、この光学接着剤１６を硬化させる際に光フィルタ１１の光学調整を行う。具体的には、まず、光ファイバ１２ｃに出力するλ２の光を調整するため、光フィルタ４ｂの角度と位置を最も挿入損失が低くなるように調整する。次に光ファイバ１２ｄから出力される波長λ３の光の出力を調整するために、光フィルタ４ｃの角度と位置を最も損失が低くなるように調整する。次に光ファイバ１２ｅから出力される波長λ４の光を調整するため、光フィルタ４ｄの角度と位置を最も損失が低くなるように調整する。こうして光ファイバ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの全ての損失が最も小さくなる位置において光学接着剤を硬化して位置決め固定する。
【００５１】
尚、本実施の形態１では、光フィルタ側の屈折率分布型ファイバの一端及びレンズドファイバの両端にコアレスファイバが融着されおり、コアレスファイバが光フィルタの表面近傍に配置されるので、物理的に位置決めがしやすく、光フィルタとコアレスファイバを接合する光学接着剤の量を低減することができる。これにより、光学接着剤の光吸収を抑制して挿入損失を低減することが可能になると同時に光学接着剤の熱膨張によるズレや応力の影響を抑制出来、より挿入損失を低減することができる。
【００５２】
また、以上の光合分波器の製造方法では、予め、同径の光ファイバ１２ａ〜１２ｄと屈折率分布型ファイバ１３ａ〜１３ｄ、レンズドファイバ１５ａ〜１５ｃが融着されることにより高精度に光学調整された光学部品を、高精度に光学調整された状態のまま、Ｖ溝基板に配置することが可能である。従って、本製造方法では、第１〜第３の光学部品をＶ溝の交点にコアレスファイバを配置することが特徴的である。このように、各光学部品はコアレスファイバの配置によって位置決めされるため、実際の光学調整は光フィルタの角度と位置で決定される。したがって、本製造方法では、各光学部品および各光フィルタの位置決めを簡易にすることができる。
【００５３】
尚、本実施の形態１では、λ１、λ２、λ３、λ４の４波長を合波・分波する構造となっているが、同様に、レンズドファイバ、光フィルタ、コアレスファイバ、屈折率分布型ファイバ、光ファイバ（たとえば、シングルモードファイバ）追加していくことで、より集積化された光合分波器を構成することが可能である。このように本発明によれば、レンズドファイバの使用により光フィルタ間の低損失化が計れることと、より集積化された光合分波器を構成することが可能であることから、更なる多波長の合波・分波が可能な、低損失かつ小型の光合分波器が実現できる。
【００５４】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２の光合分波器は、図２に示すように、実施の形態１の光合分波器において、
（１）λ１の波長を透過し、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ４ｂに代えて、λ３、λ４の波長を透過し、λ１、λ２の波長を反射する光フィルタ４ｆを設け、
（２）λ２の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射させる光フィルタ４ｃに代えて、λ１の波長を透過しλ２を反射する光フィルタ４ｇを設け、
（３）λ３の波長の光を透過し、それ以外の波長の光を反射する光フィルタ４ｄに代えて、波長λ１、λ２、λ３、λ４の波長を反射する光フィルタ４ｈを設け、さらに、
（４）λ３の波長を透過し、λ４の波長を反射する光フィルタ４ｅを設け、光フィルタ４ｅの一方の入出力端に、伝送光ファイバ３ｄと伝送光ファイバ３ｅとを介して光フィルタ４ｆと光フィルタ４ｈをそれぞれ接続し、他方の入出力端に入出力光ファイバ１０ｄを接続している。
【００５５】
尚、図２において、実施の形態１において図１を参照して説明した同様な要素および部材については同一の符号を付してあり、重複した説明は省略する。
【００５６】
以上のように構成された実施の形態２の光合分波器において、シングルモードファイバ１２ａからλ１、λ２、λ３、λ４の波長の光が入射されたとき、屈折率分布型ファイバ１３ａを介して集光もしくはコリメータ光となり、集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜を配置した光フィルタ４ａに入射する。光フィルタ４ａは、λ１、λ２、λ３、λ４の光を透過し、それ以外の波長の光を反射し、波長領域の光λ１、λ２、λ３、λ４以外の光の進入を防止する。
【００５７】
光フィルタ４ａを通過した波長λ１、λ２、λ３、λ４の光はレンズドファイバ１５ａを介して光フィルタ４ｆに入射される。光フィルタ４ｆで反射されたλ１、λ２の光はレンズドファイバ１５ｂを介して光フィルタ４ｇに入射される。光フィルタ４ｇを通過したλ１の光は屈折率分布型ファイバ１３ｂを介してシングルモードファイバ１２ｂから出力される。
【００５８】
又、光フィルタ４ｇで反射したλ２の光はレンズドファイバ１５ｃを介して光フィルタ４ｈに入射される。光フィルタ４ｈにおいて、λ２の波長の光が反射され、コアレスファイバ１４ｅ、屈折率分布型ファイバ１３ｅを介してシングルモードファイバ１２ｅから出力される。
【００５９】
ここで、光フィルタ４ｆを通過したλ３、λ４の光は、レンズドファイバ１５ｄ内で一旦集光された後、逆端側で再度集光又はコリメート光として出射され、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜を配置した光フィルタ４ｅに入射される。光フィルタ４ｅはλ３の波長を透過し、λ４の波長を反射する。光フィルタ４ｅを通過した光は屈折率分布型ファイバ１３ｄを介してシングルモードファイバ１２ｄから出力される。
【００６０】
また、光フィルタ４eで反射された光は、レンズドファイバ１５ｅ内で一旦集光された後、逆端側で再度集光又はコリメート光を出射して、その集光位置付近又はコリメータ光の中心付近にフィルタ膜を配置した光フィルタ４ｈに入射される。光フィルタ４ｈは波長λ１、λ２、λ３、λ４の波長を反射する機能を持つため、波長λ４の光は反射されてコアレスファイバ１４ｅ、屈折率分布型ファイバ１３ｅを介してシングルモードファイバ１２ｅから出力される。
【００６１】
以上の実施の形態２の光合分波器において、レンズドファイバ、光フィルタ、コアレスファイバ、屈折率分布型ファイバ、光ファイバは、実施の形態１と同様に構成することができる。
【００６２】
また、この実施の形態２では、実施の形態１においては、４つの光フィルタを用いて実現した光合分波機能を、５つの光フィルタを用いて実現しているが、光フィルタ間をレンズドファイバを含む伝送光ファイバで接続しているので、光フィルタ間の結合ロスを極めて小さくでき、実質的に挿入損失の増加させることなく構成できる。
【００６３】
すなわち、一般的には、多段の合分波器では、最初に分波された波長の光に対して、光フィルタを通過する回数が多い波長の光ほど損失が大きくなるが、本発明の構成によれば、光フィルタ間の結合ロスを極めて小さくできるので、光フィルタを通過する回数が多い波長の光の損失を小さくでき、優れた多段光合波器を提供することが可能になる。
【００６４】
以上、実施の形態１及び２により詳細に説明したように、本発明においては、光フィルタ間を、屈折率分布型ファイバと同様の屈折率分布を有し、例えば、屈折率分布型ファイバの２．０〜２．２倍の長さに設定されたレンズドファイバを用いて、一方の光フィルタからの光を、結合ロスが最小になるようにコリメート又は集光して（最適化して）他方の光フィルタに入射している。これにより、光フィルタ間の結合ロスを極めて小さくでき、挿入損失の小さい多段光合分波器を提供することができる。
【００６５】
また、本発明では、同一の材料で構成された屈折率分布型ファイバとレンズドファイバとを用いて構成することが好ましく、これにより、より挿入損失の小さい多段光合分波器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明に係る実施の形態１の光合分波器の構成を示す平面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態２の光合分波器の構成を示す平面図である。
【図３】従来の光合分波器の構成を示すブロック図である。
【図４】従来の多段の光合分波器の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
３ａ、３ｂ、３ｃ  伝送光ファイバ、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ  光フィルタ、４ａ'、４ｂ'、４ｃ'、４ｄ'、４ｅ'  フィルタ膜、５ａ、５ｂ、５ｃ、６ａ、６ｂ、６ｃ、７ａ、７ｂ、７ｃ、８ａ、８ｂ  Ｖ溝、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ  入出力光ファイバ、１１  基板、１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ  光ファイバ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  屈折率分布型ファイバ、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、１４ｉ、１４ｊ、１４ｋコアレスファイバ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  レンズドファイバ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ  凹部、１７  光学接着剤。
【図１】
2007272000.tif 000003
【図２】
2007272000.tif 000004
【図３】
2007272000.tif 000005
【図４】
2007272000.tif 000006