(57)【要約】【課題】装置の大型化を抑制した状態で、光分波及び光合波の両方を同時に実現できるようにする。【解決手段】入力コモンポート１０１からの波長多重光は、凸レンズ１０３によって平行光とされ、導波素子１０５ａを全反射して波長選択素子波長選択素子１０４ａに入射され、このうち特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、出力チャネルポート１０２ａで受光される。また、入力チャネルポート１５２ａからの光（挿入光）のうち特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。【選択図】  図１
2007322859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を入力して、入力した光より少なくとも一部の分配光を分配し、また、前記入力光に少なくとも１つの挿入光を合波して出力光を出力する光合分配装置において、
前記入力光を入力する入力部と、
一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、
前記入力部より入力された前記入力光を反射して前記光線分岐素子に入射させる第１導波素子と、
この第１導波素子を反射して前記光線分岐素子を透過した分配光を出力する分配光出力部と、
挿入光を入力する挿入光入力部と、
この挿入光入力部より入力されて前記光線分岐素子を透過した挿入光及び前記第１導波素子を反射してかつ前記光線分岐素子を反射した入力光を反射する第２導波素子と、
この第２導波素子を反射して、合波された前記挿入光及び前記入力光を出力する出力部と
を少なくとも備えることを特徴とする光合分配装置。
【請求項２】
請求項１記載の光合分配装置において、
前記入力光は、波長多重された光であり、
前記光線分岐素子は、特定の波長域の光を透過させてこれ以外の波長域の光を反射させる波長選択素子である
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の光合分配装置において、
前記光線分岐素子を透過した分配光を前記分配光出力部に光結合させる分配光結合素子と、
前記挿入光入力部より入力された挿入光を前記光線分岐素子に光結合させる挿入光結合素子と
を備えることを特徴とする光合分配装置。
【請求項４】
請求項３記載の光合分配装置において、
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子と前記光線分岐素子との第１距離は、
前記光線分岐素子と前記第１導波素子及び前記第２導波素子との第２距離の、１．５倍もしくは０．５倍とされている
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項５】
請求項３又は４記載の光合分配装置において、
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子は、凸レンズから構成されたものである
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項６】
請求項３又は４記載の光合分配装置において、
前記分配光結合素子及び前記挿入光結合素子は、凹面鏡から構成されたものである
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか１項に記載の光合分配装置において、
前記分配光結合素子と前記挿入光結合素子とは、同一の光結合素子である
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の光合分配装置において、
前記第１導波素子及び前記第２導波素子は、反射鏡から構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項９】
請求項８項に記載の光合分配装置において、
前記第１導波素子と前記第２導波素子とは、一体に構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。
【請求項１０】
請求項８記載の光合分配装置において、
前記第１導波素子及び前記第２導波素子は、凹面鏡から構成されている
ことを特徴とする光合分配装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を合分配する光合分配装置に関し、複数の波長の光信号を１本の光伝送路から抽出し、また、複数の波長の光信号を１本の光伝送路に挿入して多重化する光合分配装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の波長多重伝送技術の発展に伴い、複数のポートを持つ機能デバイスに注目が集まっている。特に、１つの共通ポート（コモンポート）と複数の入出力ポート（チャネルポート）を有し、各々のチャネルポートから、特定の波長の光信号を抽出または挿入することができる光合分波器は、小型低コスト化、低損失化などの特性を実現するために、多様な方式及び構造のものが提案されている。
【０００３】
図７に従来の光合分波器の一例の要部を示す（非特許文献１参照）。図７において、７０１はコモンポート、７０２ａ，７０２ｂ，７０２ｃ，７０２ｄはチャネルポート、７０３，７０３ａ，７０３ｂ，７０３ｃ，７０３ｄは凸レンズ（光結合素子）、７０４ａ，７０４ｂ，７０４ｃ，７０４ｄは波長選択素子、７０５ａ，７０５ｂ，７０５ｃ，７０５ｄは導波素子である。
【０００４】
この例において、コモンポート７０１及びチャネルポート７０２ａ〜７０２ｄは光ファイバ（発受光素子）とされ、これらファイバの端面を発受光点としている。導波素子７０５ａ〜７０５ｄは、全反射ミラーとされ、アレイ状に設けられている。例えば、導波素子７０５ａ〜７０５ｄは、平板状の樹脂ブロック（図示せず）の上に、一列に等間隔で配列されて導波素子アレイブロックとされている。
【０００５】
波長選択素子７０４ａ〜７０４ｄは、例えば石英基板の上に、特定の波長域の光線を透過させ、この以外の波長域の光線を反射させる膜（誘電体多層膜）を備えたチップである。このように構成された波長選択素子７０４ａ〜７０４ｄは、透光性を有する平板状のブロック７０９の上に配列されて固定されている。波長選択素子７０４ａ〜７０４ｄは、誘電体多層膜が形成された面とは担体側の面が、ブロック７０９に接着固定されている。
【０００６】
なお、この例において、波長選択素子７０４ａは特定の波長域λ１の光線を透過させ、波長選択素子７０４ｂは特定の波長域λ２の光線を透過させ、波長選択素子７０４ｃは特定の波長域λ３の光線を透過させ、波長選択素子７０４ｄは特定の波長域λ４の光線を透過させる。
【０００７】
また、この例では、導波素子ブロックの上に４つの導波素子を設けて導波素子アレイブロックとしたが、導波素子７０５ａ〜７０５ｄの全体を１枚の平面ミラーとして用いてもよい。また、光結合素子として凸レンズ７０３，７０３ａ〜７０３ｄを用いた構成としたが、３次元的に凹面ミラーを配置して光を集光する構成を採用してもよい。
【０００８】
次に、図７に示す光合分波器を光分波器として用いる場合の動作原理について説明する。図７に示す光合分波器において、コモンポート７０１からの波長多重光は、凸レンズ７０３によって平行光とされ、導波素子７０５ａを全反射して波長選択素子波長選択素子７０４ａに入射される。波長選択素子７０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１の光線が波長選択素子７０４ａを透過し、フィルタブロック７０９を透過し、チャネルポート７０２ａで受光される。
【０００９】
波長選択素子７０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１を含まない残りの光線は反射され、導波素子７０５ｂにて全反射して、波長選択素子７０４ｂに入射される。波長選択素子７０４ｂに入射された光のうち、特定の波長域λ２の光線が波長選択素子７０４ｂを透過し、フィルタブロック７０９を透過し、チャネルポート７０２ｂで受光される。
【００１０】
以下同様にして、波長選択素子７０４ｃに入射された光のうち特定の波長域λ３の光線がチャネルポート７０２ｃで受光され、波長選択素子７０４ｄに入射された光のうち特定の波長域λ４の光線がチャネルポート７０２ｄで受光される。このようにして、１本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出（分波）される。
【００１１】
次に、図７に示す光合分波器を光合波器として用いる場合の動作原理について説明する。図７に示す光合分波器において、チャネルポート７０２ａからの光は、凸レンズ７０３ａによって平行光とされ、フィルタブロック７０９を透過し、波長選択素子７０４ａに入射される。波長選択素子７０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１の光線が波長選択素子７０４ａを透過し、導波素子７０５ａにて全反射し、フィルタブロック７０９を透過して、コモンポート７０１へ送られる。
【００１２】
チャネルポート７０２ｂからの光は、凸レンズ７０３ｂによって平行光とされ、フィルタブロック７０９を透過し、波長選択素子７０４ｂに入射される。波長選択素子７０４ｂに入射された光のうち、特定の波長域λ２の光線が波長選択素子７０４ｂを透過し、導波素子７０５ｂにて全反射して、波長選択素子７０４ａに入射される。波長選択素子７０４ａに入射された特定の波長域λ２の光線は全反射し、導波素子７０５ａへと送られ、コモンポート７０１への光線に加えられる。
【００１３】
以下同様にして、チャネルポート７０２ｃからの光のうち特定の波長域λ３の光線が波長選択素子７０４ｃを透過し、チャネルポート７０２ｄからの光のうち特定の波長域λ４の光線が波長選択素子７０４ｄを透過し、コモンポート７０１への光線に加えられる。このようにして、１本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入（合波）される。
【００１４】
なお、図７には従来の光合分配器の一例として光合分波器を示したが、波長選択素子７０４ａ〜７０４ｄを構成する膜面をハーフミラーなどとすれば、特定の波長域の光線を合分波する光合分波器としてではなく、光のパワーを合分配する光合分配器として用いることも可能である。
【００１５】
【非特許文献１】K.Hadama et.al.,"A MUX/DEMUX Module for CWDM with Concave Micromirrors,"MOC`03,H32,Tokyo,Japan,Oct.2003.（MOC`03 Technical Digest,pp.248-251）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
ところで、上述した光合分波器では、光分波器及び光合波器の両方の機能を同時に用いることができない。ここで、光分波器及び光合波器の両方を同時に実現するためには、図８に示すように、２つの光合分波器を接続すればよい。しかしながら、例えば、合波された光線（光信号）を４つの光信号に分波し、４つの光信号を合波して出力する場合、図８に示すように、８つのチャネルポート７０２に対応して８つの波長選択素子７０４が必要となり、また９つの導波素子７０５も必要となり、装置全体が大きくなってしまう。合分波する光信号の数が多いほど、この問題は顕著となる。
【００１７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、装置の大型化を抑制した状態で、光分波及び光合波の両方を同時に実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に係る光合分配装置は、入力光を入力して、入力した光より少なくとも一部の分配光を分配し、また、入力光に少なくとも１つの挿入光を合波して出力光を出力する光合分配装置において、入力光を入力する入力部と、一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、入力部より入力された入力光を反射して光線分岐素子に入射させる第１導波素子と、この第１導波素子を反射して光線分岐素子を透過した分配光を出力する分配光出力部と、挿入光を入力する挿入光入力部と、この挿入光入力部より入力されて光線分岐素子を透過した挿入光及び第１導波素子を反射してかつ光線分岐素子を反射した入力光を反射する第２導波素子と、この第２導波素子を反射して、合波された挿入光及び入力光を出力する出力部とを少なくとも備えるものである。この光合分配装置によれば、入力光の分配と、挿入光の合波とが、同一の光分岐素子を介して行われる。
【００１９】
上記光合分配装置において、入力光は、波長多重された光であり、光線分岐素子は、特定の波長域の光を透過させてこれ以外の波長域の光を反射させる波長選択素子である。また、上記光合分配装置において、光線分岐素子を透過した分配光を分配光出力部に光結合させる分配光結合素子と、挿入光入力部より入力された挿入光を光線分岐素子に光結合させる挿入光結合素子とを備えるようにしてもよい。
【００２０】
この場合、分配光結合素子及び挿入光結合素子と光線分岐素子との第１距離は、光線分岐素子と第１導波素子及び第２導波素子との第２距離の、１．５倍もしくは０．５倍とされているとよい。また、例えば、分配光結合素子及び挿入光結合素子は、凸レンズから構成されたものであればよい。また、分配光結合素子及び挿入光結合素子は、凹面鏡から構成されたものであってもよい。また、分配光結合素子と挿入光結合素子とは、同一の光結合素子としてもよい。
【００２１】
上記光合分配装置において、第１導波素子及び第２導波素子は、反射鏡から構成されていればよい。また、第１導波素子と第２導波素子とは、一体に構成されていてもよい。また、第１導波素子及び第２導波素子は、凹面鏡から構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明では、入力光を入力する入力部と、一部の光を透過して残りを反射させる光線分岐素子と、入力部より入力された入力光を、第１導波素子により反射して光線分岐素子に入射させて光線分岐素子を透過した分配光を分配光出力部より出力し、挿入光入力部より入力された挿入光を上記光線分岐素子に入射させ、ここを透過した挿入光に第１導波素子を反射してかつ光線分岐素子を反射した入力光を第２導波素子に反射させ、挿入光及び上記入力光を合波して出力部より出力させるようにした。このように、本発明によれば、入力光の分配と、挿入光の合波とが、同一の光分岐素子を介して行われるので、装置の大型化を抑制した状態で、光分波及び光合波の両方を同時に実現できるようになるという優れた効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る光合分配装置の構成例を示す構成図である。図１において、１０１は入力コモンポート、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは出力チャネルポート（分配光出力部）、１０３は入力コモンポート１０１用の凸レンズ（光結合素子），１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄは出力チャネルポート側の凸レンズ（分配光結合素子）、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄは波長選択素子（光線分岐素子）、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅは導波素子、１５１は出力コモンポート、１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄは入力チャネルポート（挿入光入力部）、１５３は出力コモンポート１５１用の凸レンズ（光結合素子），１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄは入力チャネルポート側の凸レンズ（挿入光結合素子）である。
【００２４】
図１に示す光合分配装置において、入力コモンポート１０１及び入力チャネルポート１５２ａ〜１５２ｄは、光ファイバ（発光素子）であり、これらファイバの端面を発光点としている。一方、出力コモンポート１５１，及び出力チャネルポート１０２ａ〜１０２ｄは、光ファイバ（受光素子）であり、これらファイバの端面を受光点としている。また、導波素子１０５ａ〜１０５ｅは、全反射ミラーとされ、アレイ状に設けられている。例えば、導波素子１０５ａ〜１０５ｅは、平板状の樹脂ブロック（図示せず）の上に、一列に等間隔で配列されて導波素子アレイブロックとされている。
【００２５】
波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄは、例えば石英基板の上に、特定の波長域の光線（光信号）を透過させ、これ以外の波長域の光線を反射させる膜（誘電体多層膜）を備えたチップである。このように構成された波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄは、透光性を有する平板状のブロック１０９の上に配列されて固定されている。フィルタブロック１０９は、例えばガラスから構成されている。波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄは、誘電体多層膜が形成された面とは担体側の面が、ブロック１０９に接着固定されている。
【００２６】
なお、波長選択素子１０４ａは特定の波長域λ１の光線を透過させ、波長選択素子１０４ｂは特定の波長域λ２の光線を透過させ、波長選択素子１０４ｃは特定の波長域λ３の光線を透過させ、波長選択素子１０４ｄは特定の波長域λ４の光線を透過させる。
【００２７】
また、導波素子ブロックの上に５つの導波素子を設けて導波素子アレイブロックとしたが、導波素子１０５ａ〜１０５ｅの全体を１枚の平面ミラーとして用いてもよい。また、光結合素子として凸レンズを用いた構成としたが、３次元的に凹面ミラーを配置して光を集光する構成を採用してもよい。
【００２８】
次に、図１に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図１に示す光合分配装置において、入力コモンポート１０１からの波長多重光は、凸レンズ１０３によって平行光とされ、導波素子１０５ａを全反射して波長選択素子波長選択素子１０４ａに入射される。なお、波長選択素子１０４の入出射面の法線方向とは異なる方向より入射される。波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、出力チャネルポート１０２ａで受光される。波長選択素子１０４ａを透過した波長域λ１の光線は、凸レンズ１０３ａにより集光され、出力チャネルポート１０２ａの入力端に光結合される。
【００２９】
波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１を含まない残りの光線は反射され、導波素子１０５ｂにて全反射して波長選択素子１０４ｂに入射される。波長選択素子１０４ｂに入射された光のうち、特定の波長域λ２の光線が波長選択素子１０４ｂを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、出力チャネルポート１０２ｂで受光される。波長選択素子１０４ｂを透過した波長域λ２の光線は、凸レンズ１０３ｂにより集光され、出力チャネルポート１０２ｂの入力端に光結合される。
【００３０】
以下同様にして、波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち特定の波長域λ３の光線が出力チャネルポート１０２ｃで受光され、波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち特定の波長域λ４の光線が出力チャネルポート１０２ｄで受光される。このようにして、１本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出（分波）される。
【００３１】
次に、図１に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図１に示す光合分配装置において、入力チャネルポート１５２ｄからの光（挿入光）は、凸レンズ１５３ｄによって平行光とされ、フィルタブロック１０９を透過し、波長選択素子１０４ｄに入射される。なお、波長選択素子１０４の入出射面の法線方向とは異なる方向より入射される。入力チャネルポート１５２ｄより入力された挿入光は、凸レンズ１５３ｄにより集光されて波長選択素子１０４ａに光結合される。このようにして波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち、特定の波長域λ４の光線が波長選択素子１０４ｄを透過し、導波素子１０５ｅにて全反射して出力コモンポート１５１へ送られる。導波素子１０５ｅを全反射した光は、凸レンズ１５３により集光され、出力コモンポート１５１の入力端に光結合される。
【００３２】
入力チャネルポート１５２ｃからの光は、凸レンズ１５３ｃによって平行光とされ、フィルタブロック１０９を透過し、波長選択素子１０４ｃに入射（光結合）される。波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち、特定の波長域λ３の光線が波長選択素子１０４ｃを透過し、導波素子１０５ｄにて全反射して、波長選択素子１０４ｄに入射される。波長選択素子１０４ｄに入射された特定の波長域λ３の光線は全反射し、導波素子１０５ｅへと送られ、出力コモンポート１５１への光線に加えられる（挿入される）。
【００３３】
以下同様にして、入力チャネルポート１５２ｂからの光のうち特定の波長域λ２の光線が波長選択素子１０４ｂを透過し、入力チャネルポート１５２ａからの光のうち特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート１０１からの波長多重光の内、波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄの全てを反射した光も、出力コモンポート１５１への光線に加えられる（挿入される）。このようにして、１本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入（合波）される。
【００３４】
以上説明したように、図１に示す光合分配装置によれば、４つの波長選択素子により、各々４つのチャネルポートの光分波及び光合波の両方が同時に行えるようになり、８つの波長選択素子を必要とした従来の装置に比較して、大型化が抑制されている。また、同一波長の出力チャネルポートと入力チャネルポートとが、隣に配置されているので、受光素子及び発光素子（光ファイバ）を屈曲させることなく、容易にトランシーバモジュールと接続させることができる。なお、波長選択素子の代わりにハーフミラーなどを用いるようにすれば、特定の波長域の光線を合分波する光合分波器としてではなく、光のパワーを合分配する光合分配器として用いることも可能である。
【００３５】
ところで、特定の波長域を固定して利用する場合の波長選択素子の具体例としては、誘電体多層膜を利用したバンドパスフィルタ、エッジフィルタ、また、波長オーダーの微細格子構造が表面に周期的に形成された共振モードフィルタなどがある。また、透過させる波長域は、外部からの制御により、各波長選択素子について独立に変化させることも可能であり、この場合は、電気光学効果又は熱光学効果を利用した波長可変フィルタ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を利用したエタロンフィルタなどがある。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図２は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図２に示す光合分配装置は、図１に示す光合分配装置の出力チャネルポート側の凸レンズ１０３ａと、入力チャネルポート側の凸レンズ１５３ａとを、同一のチャネルポート用凸レンズ（光結合素子）２０３ａとしたものである。同様に、図２に示す光結合装置は、チャネルポート用凸レンズ２０３ｂ，２０３ｃ，２０３ｄを備える。他の構成は、図１と同様である。
【００３７】
次に、図２に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図２に示す光合分配装置において、入力コモンポート１０１からの波長多重光は、チャネルポート用凸レンズ２０３ａによって平行光とされ、導波素子１０５ａを全反射して波長選択素子波長選択素子１０４ａに入射される。波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、出力チャネルポート１０２ａで受光される。
【００３８】
波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１を含まない残りの光線は反射され、導波素子１０５ｂにて全反射して、波長選択素子１０４ｂに入射される。波長選択素子１０４ｂに入射された光のうち、特定の波長域λ２の光線が波長選択素子１０４ｂを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、チャネルポート用凸レンズ２０３ｂにより集光され、出力チャネルポート１０２ｂで受光される。
【００３９】
以下同様にして、波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち特定の波長域λ３の光線が、チャネルポート用凸レンズ２０３ｃにより集光されて出力チャネルポート１０２ｃで受光され、波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち特定の波長域λ４の光線が、チャネルポート用凸レンズ２０３ｄにより集光されて出力チャネルポート１０２ｄで受光される。このようにして、１本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出（分波）される。
【００４０】
次に、図２に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図２に示す光合分配装置において、入力チャネルポート１５２ｄからの光は、チャネルポート用凸レンズ２０３ｄにより平行光とされ、フィルタブロック１０９を透過し、波長選択素子１０４ｄに入射される。波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち、特定の波長域λ４の光線が波長選択素子１０４ｄを透過し、導波素子１０５ｅにて全反射し、出力コモンポート１５１へ送られる。
【００４１】
入力チャネルポート１５２ｃからの光は、チャネルポート用凸レンズ２０３ｃによって平行光とされ、フィルタブロック１０９を透過し、波長選択素子１０４ｃに入射される。波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち、特定の波長域λ３の光線が波長選択素子１０４ｃを透過し、導波素子１０５ｄにて全反射して、波長選択素子１０４ｄに入射される。波長選択素子１０４ｄに入射された特定の波長域λ３の光線は全反射し、導波素子１０５ｅへと送られ、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。
【００４２】
以下同様にして、入力チャネルポート１５２ｂから出力されてチャネルポート用凸レンズ２０３ｂにより平行光とされた光のうち特定の波長域λ２の光線が波長選択素子１０４ｂを透過し、入力チャネルポート１５２ａから出力されてチャネルポート用凸レンズ２０３ｂにより平行光とされた光のうち特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート１０１からの波長多重光のうち、波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄの全てを反射した光も、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。このようにして、１本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入される。
【００４３】
以上に示したように、図２に示す光合分配装置によれば、出力チャネルポートに入射させるための光結合素子と入力チャネルポートから出射される光を平行光とするための光結合素子とが、同一とされ、１つのチャネルポートあたり１つの光結合素子を備えるようにしている。この結果、図２に示す光合分配装置によれば、図１に示す光合分配装置に比較して、部品点数を減らすことができ、価格を低減させることができる。また、装置をより小さくすることができる。
【００４４】
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図３及び図４は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。まず、図３に示す光合分配装置は、波長選択素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄと導波素子１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅとの間隔（距離）に対し、導波素子１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅと凸レンズ１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１５３，１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄとの距離を１．５倍としたものである。このようにすることで、隣り合うチャネルポートの間隔の最も狭いところでも、波長選択素子の間隔の半分となり、あまり狭い箇所がなくなる。
【００４５】
また、図４に示す光合分配装置は、波長選択素子１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄと導波素子１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅとの間隔（距離）に対し、導波素子１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅと凸レンズ１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ，１５３，１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄとの距離を０．５倍としたものである。このようにすることで、各チャネルポートの間隔が、波長選択素子の間隔の半分となり、あまり狭い箇所がなくなる。
【００４６】
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図５は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図５において、５０３は入力コモンポート１０１用の凹面鏡（光結合素子）、５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ，５０３ｄは出力チャネルポート側の凹面鏡（光結合素子）、５５３は出力コモンポート１５１用の凹面鏡（光結合素子）、５５３ａ，５５３ｂ，５５３ｃ，５５３ｄは入力チャネルポート側の凹面鏡（光結合素子）、５０５は、反射板である。反射板５０５は、図１に示す導波素子１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅを一体に構成したものである。他は、図１と同様である。
【００４７】
次に、図５に示す光合分配装置の光分波の動作原理について説明する。図５に示す光合分配装置において、入力コモンポート１０１からの波長多重光は、凹面鏡５０３を反射して進行方向を変更され、反射板５０５を全反射して波長選択素子波長選択素子１０４ａに入射される。例えば、図５（ｂ）に示すように、入力コモンポート１０１からの波長多重光は、凹面鏡５０３を反射して平行光とされ、凹面鏡５０３に対して入力コモンポート１０１の側に配置された波長選択素子１０４ａ及び反射板５０５の方に、進行方向を変更される。同様に、波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１の光線が波長選択素子１０４ａを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、凹面鏡５０３ａを反射して進行方向を変更され、また集光されて出力チャネルポート１０２ａに入射される。
【００４８】
波長選択素子１０４ａに入射された光のうち、特定の波長域λ１を含まない残りの光線は反射され、反射板５０５にて全反射して波長選択素子１０４ｂに入射される。波長選択素子１０４ｂに入射された光のうち、特定の波長域λ２の光線が波長選択素子１０４ｂを透過し、フィルタブロック１０９を透過し、凹面鏡５０３ｂを反射して進行方向を変更され、出力チャネルポート１０２ｂに入射される。
【００４９】
以下同様にして、波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち特定の波長域λ３の光線が、凹面鏡５０３ｃを反射して進行方向を変更されて出力チャネルポート１０２ｃに入射され、波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち特定の波長域λ４の光線が、凹面鏡５０３ｄを反射して進行方向を変更されて出力チャネルポート１０２ｄに入射される。このようにして、１本の光伝送路から、特定の波長域の光線が抽出（分波）される。
【００５０】
次に、図５に示す光合分配装置の光合波の動作原理について説明する。図５に示す光合分配装置において、入力チャネルポート１５２ｄからの光は、凹面鏡５５３ｄに反射して進行方向を変更され、フィルタブロック１０９を透過し、波長選択素子１０４ｄに入射される。波長選択素子１０４ｄに入射された光のうち、特定の波長域λ４の光線が波長選択素子１０４ｄを透過し、反射板５０５にて全反射して出力コモンポート１５１へ送られる。
【００５１】
入力チャネルポート１５２ｃからの光は、凹面鏡５５３ｃに反射して進行方向を変更され、フィルタブロック１０９を透過して波長選択素子１０４ｃに入射される。波長選択素子１０４ｃに入射された光のうち、特定の波長域λ３の光線が波長選択素子１０４ｃを透過し、反射板５０５にて全反射して、波長選択素子１０４ｄに入射される。波長選択素子１０４ｄに入射された特定の波長域λ３の光線は全反射し、反射板５０５へと送られて出力コモンポート１５１への光線に加えられる。
【００５２】
以下同様にして、入力チャネルポート１５２ｂからの光のうち特定の波長域λ２の光線が、凹面鏡５５３ｂを反射してから波長選択素子１０４ｂを透過し、入力チャネルポート１５２ａからの光のうち特定の波長域λ１の光線が、凹面鏡５５３ａを反射してから波長選択素子１０４ａを透過し、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。加えて、入力コモンポート１０１からの波長多重光のうち、波長選択素子１０４ａ〜１０４ｄの全てを反射した光も、出力コモンポート１５１への光線に加えられる。このようにして、１本の光伝送路へ、特定の波長域の光線が挿入される。
【００５３】
以上説明したように、図５に示す光合分配装置によれば、４つの波長選択素子により、各々４つのチャネルポートの光分波及び光合波の両方が同時に行えるようになり、８つの波長選択素子を必要とした従来の装置に比較して、より小型化が可能となる。また、図５に示す光合分配装置によれば、光結合素子として凹面鏡を用いることで、波長選択素子と発光素子及び受光素子とを同じ側に配置するなど、光学系の設計の自由度が向上する。この結果、例えば、複数の波長選択素子の位置決め機構（ブロック１０９）と複数の光結合素子とを一体に成形することが容易となり、相対的な位置ずれが発生しにくい構造が実現可能となる。
【００５４】
なお、凹面鏡に光線が入射する場合の入射角が大きくなるとコマ収差が大きくなり、損失が大きくなる。このため、入射角は可能な限り小さい方が望ましい。一方で、入射角が小さすぎると、反射光が入射光と干渉して所望の特性が得られなくなる。これらのことより、凹面鏡に対する光線の入射角は、小さすぎても大きすぎても問題であり、適切な角度に設計した方がよい。結合ミラーに通常の球面ミラーを用いて損失を実用的な範囲に抑え、光学系のサイズを小さくするためには、これまでの検討結果を踏まえると、上記入射角は、少なくとも４５°以内には押さえることが望ましい。
【００５５】
次に、本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置について説明する。図６は、本実施の形態の光合分配装置の構成例を示す構成図である。図６において、６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄ，６０５ｅは、凹面鏡から構成された導波素子であり、他は、図１と同様である。このように構成された図６に示す光合分配装置によれば、伝播して導波素子６０５ａ，６０５ｂ，６０５ｃ，６０５ｄ，６０５ｅを反射する光（光信号）を、集光させることができ、光信号の拡散を抑制できるようになる。
【００５６】
例えば、より多くのチャネルポートを備える場合、波長選択素子に対する光信号の入射角をより小さくする場合、及び波長選択素子の配列間隔をより広くする場合など、入力ポートの結合素子から出力ポートの結合素子までの光路長が長くなる。このように光路長が長くなると、伝播する光信号が拡散して所望の特性が得られない場合がある。これに対し、図６に示す光合分配装置によれば、光信号の拡散を抑制できるので、光路長を長くすることが可能となり、より多くのチャネルポートを備える、波長選択素子に対する光信号の入射角をより小さくできる，及び波長選択素子の配列間隔をより広くすることができるなど、設計の自由度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る他の光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【図７】従来よりある光合分派器の構成例を示す構成図である。
【図８】光合分配装置の構成例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０１…入力コモンポート、１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ…出力チャネルポート（分配光出力部）、１０３…凸レンズ（光結合素子）、１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ…凸レンズ（分配光結合素子）、１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ…波長選択素子（光線分岐素子）、１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ…導波素子、１５２ａ，１５２ｂ，１５２ｃ，１５２ｄ…入力チャネルポート（挿入光入力部）、１５３ａ，１５３ｂ，１５３ｃ，１５３ｄ…凸レンズ（挿入光結合素子）。
【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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