(57)【要約】【課題】波長分離素子の各ポートのアイソレーションを改善する手段を得る。【解決手段】多重化された光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を別々の出射ポートから出射させる波長分離素子であって、多重化した光を、第１の方向に透過させる波長帯λ１の光と、反射させる波長帯λ２、λ３の光とに分離する第１のフィルターと、第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光を、第２の方向に透過させる波長帯λ３の光と、反射させる波長帯λ２の光とに分離する第２のフィルターと、第２のフィルターによって反射された波長帯λ２の光を、透過させる第３及び第４のフィルターと、を備え、第１のフィルターは、第２のフィルターから反射されて再度入射する波長帯λ２の光を、第３の方向に透過させる特性を有し、第３及び第４のフィルターは第３の方向に透過した光のうち、波長帯λ２の光を透過させる特性を有するように波長分離素子を構成する。【選択図】図１
2007249129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化された波長帯λ１、λ２、λ３の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を
別々の出射ポートから出射させる波長分離素子であって、
前記多重化した波長帯λ１、λ２、λ３の光を、第１の方向に透過させる波長帯λ１の
光と、反射させる波長帯λ２、λ３の光とに分離する第１のフィルターと、
前記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光の方向に設けられ、前
記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光を、第２の方向に透過させ
る波長帯λ３の光と、反射させる波長帯λ２の光とに分離する第２のフィルターと、
前記第２のフィルターによって反射された光の方向に設けられ、前記第２のフィルター
によって反射された波長帯λ２の光を透過させる第３フィルターと、を備え、
前記第１のフィルターは、前記第２のフィルターから反射されて再度入射する波長帯λ
２の光を、入射角に応じて第３の方向に透過させる特性を有し、
前記第３のフィルターは、前記第１のフィルターを第３の方向に透過した光のうち、波
長帯λ２のみの光を透過させる特性を有することを特徴とする波長分離素子。
【請求項２】
多重化された波長帯λ１、λ２、λ３の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を
別々の出射ポートから出射させる波長分離素子であって、
前記多重化した波長帯λ１、λ２、λ３の光を、第１の方向に透過させる波長帯λ１の
光と、反射させる波長帯λ２、λ３の光とに分離する第１のフィルターと、
前記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光の方向に設けられ、前
記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光を、第２の方向に透過させ
る波長帯λ３の光と、反射させる波長帯λ２の光とに分離する第４のフィルターと、
前記第４のフィルターによって反射された光の方向に設けられ、前記第４のフィルター
によって反射された波長帯λ２の光を透過させる第３のフィルターと、を備え、
前記第１のフィルターは、前記第４のフィルターから反射されて再度入射する波長帯λ
２の光を入射角に応じて第３の方向に透過させる特性を有し、
前記第３のフィルターは、前記第１のフィルターを第３の方向に透過した光のうち波長
帯λ３の光を反射し、波長帯λ２の光のみを透過させる特性を有し、
前記第４のフィルターは、前記第２の方向に透過した光のうち、波長帯λ２の光を反射
し、波長帯λ３以上の波長の光を透過させる特性を有しすることを特徴とする波長分離素
子。
【請求項３】
２つの直角三角柱形状のプリズムの斜面同士を互いに接合して形成した直方体状の接合
面に前記第１のフィルターのフィルター膜を、直方体状のうち一方の出射面に前記第２の
フィルターのフィルター膜を、形成し、
他方の出射面に、板状の光学部材の両面に夫々第３の１及び第３の２のフィルター膜を
形成した前記第３のフィルターを接合した請求項１に記載の波長分離素子。
【請求項４】
２つの三角柱形状のプリズムの斜面同士を互いに接合して形成した直方体状の接合面に
前記第１のフィルターのフィルター膜を形成し、
前記直方体状のプリズムの一方の出射面に、板状の光学ガラス板の両面に夫々第４の１
及び第４の２のフィルター膜を形成した第４のフィルターを接合し、
前記直方体状のプリズムの他方の出射面に、板状の光学部材の両面に夫々第３の１及び
第３の２のフィルター膜を形成した第３のフィルターを接合した請求項２に記載の波長分
離素子。
【請求項５】
多重化された波長帯λ１、λ２、λ３の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を
別々の出射ポートで検出する受光素子を設けた光モジュールであって、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の波長分離素子を用いたことを特徴とする光モジュ
ール。
【請求項６】
２つの三角柱形状のプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であって
、
矩形の平板状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、
前記第１のフィルター膜が形成された矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して
積層すると共に、各平板状光学部材の端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角
度が３９度の傾斜角度となるように、平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状
に積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所
定ピッチの複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、
前記切断工程により形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記各積層分割体の鏡面加工した一方の面に第２のフィルター膜を形成する工程と、
前記第２のフィルター膜を形成した積層分割体を、第１のフィルター膜が整合状態で積
層されるように、各積層分割体間を仮止め材にて仮止めする仮止め工程と、
仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割体を、前記切断工程における切断面と直交す
る切断面にて切断して仮止め積層体を形成する分断工程と、
前記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記仮止め積層体を前記切断面と直交する方向に所定の間隔にて切断することにより、
複数の波長分離素子が仮止め材を介して直列に連結された波長分離素子連結体を形成する
工程と、
前記波長分離素子連結体を構成する仮止め材を溶解して個々の波長分離素子に分離する
分離工程と、から成ることを特徴とする波長分離素子の製造方法。
【請求項７】
２つの三角柱形状のプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であって
、
矩形の平板状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、
前記第１のフィルター膜が形成された矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して
積層すると共に、各平板状光学部材の端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角
度が３９度の傾斜角度となるように、平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状
に積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所
定ピッチの複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、
前記切断工程により形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記各積層分割体の鏡面加工した一方の面に第２のフィルター膜を形成する工程と、
矩形の平板状光学部材の両面に夫々第３及び第４のフィルター膜を形成する工程と、
前記第３及び第４のフィルター膜を形成した平板状光学部材を、前記第２のフィルター
膜を形成した積層分割体に接合する工程と、
前記第３及び第４のフィルター膜を形成した平板状光学部材を接合した積層分割体を、
第１のフィルター膜が整合状態で積層されるように、各積層分割体間を仮止め材にて仮止
めする仮止め工程と、
仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割体を、前記切断工程における切断面と直交す
る切断面にて切断して仮止め積層体を形成する分断工程と、
前記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記仮止め積層体を前記切断面と直交する方向に所定の間隔にて切断することにより、
複数の波長分離素子が仮止め材を介して直列に連結された波長分離素子連結体を形成する
工程と、
前記波長分離素子連結体を構成する仮止め材を溶解して個々の波長分離素子に分離する
分離工程と、から成ることを特徴とする波長分離素子の製造方法。
【請求項８】
２つの直角三角形状のプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であっ
て、
矩形の第１の平板状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、
前記第１のフィルター膜が形成された矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して
積層すると共に、各平板状光学部材の端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角
度が３９度の傾斜角度となるように、平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状
に積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所
定ピッチの複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、
前記切断工程により形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
矩形の第２の平板状光学部材の両面に夫々第３及び第４のフィルター膜を形成する工程
と、
前記第３及び第４のフィルター膜を形成した第２の平板状光学部材を、前記積層分割体
の一方の面に接合する工程と、
矩形の第３の平板状光学部材の両面に夫々第５及び第６のフィルター膜を形成する工程
と、
前記第５及び第６のフィルター膜を形成した第３の平板状光学部材を、前記積層分割体
の他方の面に接合する工程と、
前記第５及び第６のフィルター膜を形成した第３の平板状光学部材を接合した積層分割
体を、第１のフィルター膜が整合状態で積層されるように、各積層分割体間を仮止め材に
て仮止めする仮止め工程と、
仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割体を、前記切断工程における切断面と直交す
る切断面にて切断して仮止め積層体を形成する分断工程と、
前記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記仮止め積層体を前記切断面と直交する方向に所定の間隔にて切断することにより、
複数の波長分離素子が仮止め材を介して直列に連結された波長分離素子連結体を形成する
工程と、
前記波長分離素子連結体を構成する仮止め材を溶解除去して個々の波長分離素子に分離
する分離工程と、から成ることを特徴とする波長分離素子の製造方法。
【請求項９】
前記仮止め工程の前に、各積層分割体の両端縁に位置する鋭角部を所要量切断除去する
工程を介在させたことを特徴とする請求項６、７又は８に記載の波長分離素子の製造方法
。
【請求項１０】
前記接着剤としてＵＶ接着剤を用いたことを特徴とする請求項６、７、８又は９に記載
の波長分離素子の製造方法。
【請求項１１】
前記仮止め材としてパラフィンを用いたことを特徴とする請求項６、７、８、９又は１
０に記載の波長分離素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分離素子、その製造方法及び光モジュールに関し、特に波長分離素子の
特性を改善すると共に、波長分離素子の改良した製造方法と、改善した波長分離素子を用
いた光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、通信需要の増大に対応すべく、高速で大容量通信に適した波長分割多重（ＷＤＭ
）方式等の高密度波長多重通信システムの導入が行われている。１本の光ファイバに波長
の異なる光信号を多重化するＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing）方式のデータ
伝送容量は、１波長当たりのデータ伝送速度と多重化する波長の数とによって決まる。
【０００３】
特許文献１には、ＷＤＭ方式に用いられる波長分離素子及び光モジュールが開示されて
いる。図１０は、波長分離素子５０の構成を示す図であって、波長分離素子５０は２つの
フィルター５１、５２を有し、フィルター５１、５２は夫々石英やガラス等の光透過部材
５１ａ、５２ａの片面に、例えばＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の多層膜を形成したフィルター膜５
１ｂ、５２ｂを備えている。フィルター５１、５２の配置は、フィルター膜５１ｂの法線
方向を座標軸（図中右下）のＸ軸に対して４５°、フィルター膜５２ｂの法線方向をＹ軸
方向から角度θ２（６°）傾け、フィルター膜５１ｂ、５２ｂ同士が対面するようにフィ
ルター５１、５２を配置する。そして、フィルター膜５１ｂの波長特性は、多重化した光
（波長帯λ１、λ２、λ３）の入射角が４５度のとき、波長帯λ１（１２６０ｎｍ〜１３
６０ｎｍ）の光を透過し、波長帯λ２α（１４８０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）以上の光を反射
し、入射角が３３度のとき、波長帯λ２（１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ）までの光を透過
し、それ以上の波長を反射するように構成されている。一方、フィルター膜５２ｂの波長
特性は、波長帯λ２までの光を反射し、波長帯λ３（１５３９ｎｍ〜１６２０ｎｍ）以上
の光を透過するように構成されている。
【０００４】
波長分離素子５０のフィルター５１に、フィルター膜５１ｂの法線に対し４５度の角度
で多重化された光（波長帯λ１、λ２、λ３）を入射させると、フィルター膜５１ｂは波
長帯λ１の光を透過し、波長帯λ２、λ３の光を反射する。フィルター膜５１ｂで反射さ
れた光（波長帯λ２、λ３）は、フィルター膜５２ｂの法線に対し、角度θ２（６°）で
入射し、波長帯λ３の光は透過し、波長帯λ２の光は反射される。フィルター膜５２ｂで
反射された光（波長帯λ２）は、フィルター膜５１ｂの法線に対し、角度θ３（＝４５°
−２×θ２＝３３°）で入射し、フィルター５１ｂを透過する。このように、波長分離素
子５０は多重化された光（波長帯λ１、λ２、λ３）を、夫々の波長帯λ１、λ３、λ２
に分離し、夫々の方向ａ、ｂ、ｃに出射する機能を有している。
逆に、ａ、ｂ、ｃの方向から波長帯λ１、λ３、λ２の光を入射させると、光路５３か
ら多重化された光（波長帯λ１、λ２、λ３）を得ることができる。
【０００５】
図１１は、図１０の光透過部材の形とは異なるものの、他の構成は図１０の形態と同様
に構成された波長分離素子５４である。例えば、ガラスを立方体に加工した後、図中ｆ−
ｆ線で分割して光透過部材５５ａ、５６ａを形成する。分割面のいずれか一方の面にフィ
ルター膜５５ｂを設け、分割面を再度接合してキューブ状のプリズムとする。フィルター
膜５５ｂによる光の反射方向であって、光が出射する光透過部材５６ａの面にフィルター
膜５６ｂを形成する。そして、波長分離素子５４の光の入射光路にフェルールで保持され
た光ファイバを接着する。フィルター膜５５ｂ、５６ｂは、図１０に示したフィルター膜
５１ｂ、５２ｂと同様に、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の多層膜で形成されたもので、その波長特
性も同様である。この波長分離素子５４の作用は、図１０に示した波長分離素子５０と同
様である。
【０００６】
一方、２つの直角三角柱形状のプリズムの傾斜面同士を接合し、一体化した光学デバイ
ス（ビームスプリッタ）の製造方法が特許文献２に開示されている。図１２はビームスプ
リッタの製造工程のフロー図である。図１３（ａ）、（ｂ）及び図１４（ａ）乃至（ｆ）
は、ビームスプリッタの製造方法を説明するための工程図である。図１３（ａ）に示すガ
ラス平板６０は、板ガラス６１の上面に偏光分離膜６２を形成すると共に、下面にマッチ
ング膜６３を形成した構成を備えている。このように全く同一の構成を備えたガラス平板
６０を複数枚使用して、積層体を形成する。図１３（ｂ）は治具６４を用いて４５度の傾
斜角度でガラス平板６０を積層する状態を示している。治具６４は水平な板状のベース６
４ａと、このベース６４ａから４５度傾斜させて固定した傾斜側壁６４ｂとからなり、偏
光分離膜６２を上向きにしたガラス平板６０をベース６４ａに順次積層する。この際、ガ
ラス平板６０の一端を傾斜側壁６４ｂに沿って整列させることにより、各ガラス平板６０
が面方向に等距離ずつずれた階段状の積層体６５が形成される。つまり、正面形状が略平
行四辺形の積層体となる。ガラス平板６０同士の接着はＵＶ硬化型の光学接着剤で行う。
【０００７】
次に、図１４（ａ）に示すように接着剤により一体化された積層体６５を破線の４５度
の傾斜角度に沿って、ワイヤーソー等を用い所定のピッチの複数の平行な切断面６５ａに
て切断すると、図１４（ｂ）に示すような積層分割体６６が得られる。図１４（ｃ）は切
断された積層分割体６６を水平に置いたものであり、該積層分割体６６の上下面（切断面
）を鏡面研磨すると共に、各面に反射膜をコーティングする。積層分割体６６の両端部の
鋭角状に突出している部分を先に切断するか、図１４（ｄ）に示すように積層分割体６６
を整合状態で積層して、積層体６７を形成し、仮止めした上で切断してもよい。仮止めし
た複数の積層分割体６６を、上記切断面６５ａと直交する切断面６７ａに沿って、ワイヤ
ーソーにより仮止めした積層分割体６６を切断すると、図１４（ｅ）に示すビームスプリ
ッタの連結体６８となる。そして、切断面を鏡面研磨し、同図（ｅ）の破線６８ａに沿っ
てビームスプリッタ連結体を切断すると同図（ｆ）に示すビームスプリッタ６９が得られ
ることが、特許文献２に開示されている。
【特許文献１】特開２００５−１６４９７１公報
【特許文献２】特開２０００−１４３２６４公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１（図１１等）に開示された波長分離素子にあっては、各出力
ポートのアイソレーションが悪いという問題があった。また、出力ポートのアイソレーシ
ョンを改善すべく、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の多層膜を蒸着して、アイソレーションを３０ｄ
Ｂ以上改善するためには、通常６０層から１００層程度の多層膜を形成する必要があり、
製品の歩留まりが悪いという問題があった。また、薄膜の内部応力により接着面の剥がれ
や、信頼性が劣化するおそれもあった。
また、特許文献１には波長分離素子の構成は示されてはいるものの、その製造方法は開
示されていないという問題があった。
また、特許文献２にはビームスプリッタの製造方法は開示されているが、これを応用し
ても波長分離素子の製造方法を容易には想致できないという問題があった。
本発明の目的は、改善された波長分離素子と、波長分離素子の改良された製造方法と、
光モジュールとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、アイソレーションを改善した波長分離素子と、その製造方法と、改良した波
長分離素子を用いて光モジュールを実現するため、多重化された波長帯λ１、λ２、λ３
の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を別々の出射ポートから出射させる波長分
離素子であって、前記多重化した波長帯λ１、λ２、λ３の光を、第１の方向に透過させ
る波長帯λ１の光と、反射させる波長帯λ２、λ３の光とに分離する第１のフィルターと
、前記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光の方向に設け、前記第
１のフィルターによって反射された波長帯λ２、λ３の光を、第２の方向に透過させる波
長帯λ３の光と、反射させる波長帯λ２の光とに分離する第２のフィルターと、前記第２
のフィルターによって反射された光の方向に設け、前記第２のフィルターによって反射さ
れた波長帯λ２の光を、透過させる第３フィルターと、を備え、前記第１のフィルターは
、前記第２のフィルターから反射されて再度入射する波長帯λ２の光を、入射角に応じて
第３の方向に透過させる特性を有し、前記第３のフィルターは、前記第１のフィルターを
第３の方向に透過した光のうち、波長帯λ２のみの光を透過させる特性を有する波長分離
素子であることを特徴とする。このように波長分離素子を構成すると、従来例比べて第３
の方向のポート（ｂポート）のアイソレーションが３０ｄＢ以上改善される。従来例でア
イソレーションを３０ｄＢ以上改善するには、６０層から１００層程度の多層膜を形成す
る必要があり、この多層膜の歩留まり、品質に問題があった。矩形平板状の光透過部材の
両面にフィルター膜を形成することにより、多層膜を分割させることができるので、一面
当たり多層膜数も半減でき、上記の問題も解決する。
【００１０】
多重化された波長帯λ１、λ２、λ３の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を
別々の出射ポートから出射させる波長分離素子であって、前記多重化した波長帯λ１、λ
２、λ３の光を、第１の方向に透過させる波長帯λ１の光と、反射させる波長帯λ２、λ
３の光とに分離する第１のフィルターと、前記第１のフィルターによって反射された波長
帯λ２、λ３の光の方向に設け、前記第１のフィルターによって反射された波長帯λ２、
λ３の光を、第２の方向に透過させる波長帯λ３の光と、反射させる波長帯λ２の光とに
分離する第４のフィルターと、前記第４のフィルターによって反射された光の方向に設け
、前記第４のフィルターによって反射された波長帯λ２の光を、透過させる第３のフィル
ターと、を備え、前記第１のフィルターは、前記第４のフィルターから反射されて再度入
射する波長帯λ２の光を、入射角に応じて第３の方向に透過させる特性を有し、前記第３
のフィルターは、前記第１のフィルターを第３の方向に透過した光のうち、波長帯λ３の
光を反射し、波長帯λ２の光のみを透過させる特性を有し、前記第４のフィルターは、前
記第２の方向に透過した光のうち、波長帯λ２の光を反射し、波長帯λ３以上の波長の光
を透過させる特性を有しする波長分離素子であることを特徴とする。
このように構成すると、第２、第３ポート（ｃ、ｂポート）にフィルターを付加したで
、第２、第３ポートのアイソレーションは大幅に改善される。例えば、従来例では、第２
ポートの波長帯λ３の透過損失は０．３ｄＢ以下、波長帯λ２の透過損失は３０ｄＢ程度
であったが、上記のように構成すると第２ポートの波長帯λ３の透過損失は０．４ｄＢか
ら０．５ｄＢ程度であり、波長帯λ２の透過損失は６０ｄＢ以上であった。
【００１１】
２つの直角三角柱形状のプリズムの斜面同士を互いに接合して形成した直方体状の接合
面に前記第１のフィルターのフィルター膜を、直方体状のうち一方の出射面に前記第２の
フィルターのフィルター膜を、形成し、他方の出射面に、板状の光学部材の両面にそれぞ
れ第３の１及び第３の２のフィルター膜を形成した前記第３のフィルターを接合した上記
に記載の波長分離素子である。
この構成例が実用に供される構成例であり、従来例比べて第３の方向のポート（ｂポー
ト）のアイソレーションが３０ｄＢ以上改善されるという効果ある。
【００１２】
２つの三角柱形状のプリズムの斜面同士を互いに接合して形成した直方体状の接合面に
前記第１のフィルターのフィルター膜を形成し、前記直方体状のプリズムの一方の出射面
に、板状の光学ガラス板の両面にそれぞれ第４の１及び第４の２のフィルター膜を形成し
た第４のフィルターを接合し、前記直方体状のプリズムの他方の出射面に、板状の光学部
材の両面にそれぞれ第３の１及び第３の２のフィルター膜を形成した第３のフィルターを
接合した、上記に記載の波長分離素子である。
この構成例が実用に供される構成例であり、従来例比べて第２ポートの波長帯λ３の透
過損失は０．１ｄＢ程度大きくなるが、波長帯λ２の透過損失は６０ｄＢ以上と大きくな
るという効果ある。
【００１３】
多重化された波長帯λ１、λ２、λ３の光を波長帯毎に分離し、分離した波長帯の光を
別々の出射ポートで検出する受光素子を設けた光モジュールであって、上記に記載の波長
分離素子を用いた光モジュールであることを特徴とする。本発明の波長分離素子を用いて
光モジュールを構成することにより、ノイズ特性の優れた光モジュールが得られるという
効果がある。
【００１４】
２つのプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であって、矩形の平板
状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、前記第１のフィルター膜が形成され
た矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して積層すると共に、各平板状光学部材の
端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角度が３９度の傾斜角度となるように、
平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状に積層する積層体形成工程と、前記積
層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所定ピッチ
の複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、前記切断工程により
形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、前記各積層分割体の鏡
面加工した一方の面に第２のフィルター膜を形成する工程と、前記第２のフィルター膜を
形成した積層分割体を、第１のフィルター膜が整合状態で積層されるように、各積層分割
体間を仮止め材にて仮止めする仮止め工程と、仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割
体を、前記切断工程における切断面と直交する切断面にて切断して仮止め積層体を形成す
る分断工程と、前記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加
工工程と、前記仮止め積層体を前記切断面と直交する方向に所定の間隔にて切断すること
により、複数の波長分離素子が仮止め材を介して直列に連結された波長分離素子連結体を
形成する工程と、前記波長分離素子連結体を構成する仮止め材を溶解除去して個々の波長
分離素子に分離する分離工程と、から成る波長分離素子の製造方法であることを特徴とす
る。
この波長分離素子の製造方法を採用することにより、小型で性能の良い波長分離素子を
安価に供給できるという効果がある。
【００１５】
２つのプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であって、矩形の平板
状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、前記第１のフィルター膜が形成され
た矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して積層すると共に、各平板状光学部材の
端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角度が３９度の傾斜角度となるように、
平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状に積層する積層体形成工程と、前記積
層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所定ピッチ
の複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、前記切断工程により
形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、前記各積層分割体の鏡
面加工した一方の面に第２のフィルター膜を形成する工程と、矩形の平板状光学部材の両
面にそれぞれ第３及び第４のフィルター膜を形成する工程と、前記第３及び第４のフィル
ター膜を形成した平板状光学部材を、前記第２のフィルター膜を形成した積層分割体に接
合する工程と、前記第３及び第４のフィルター膜を形成した平板状光学部材を接合した積
層分割体を、第１のフィルター膜が整合状態で積層されるように、各積層分割体間を仮止
め材にて仮止めする仮止め工程と、仮止め材にて仮止めされた複数の積層分割体を、前記
切断工程における切断面と直交する切断面にて切断して仮止め積層体を形成する分断工程
と、前記分断工程により得られた仮止め積層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、
前記仮止め積層体を前記切断面と直交する方向に所定の間隔にて切断することにより、複
数の波長分離素子が仮止め材を介して直列に連結された波長分離素子連結体を形成する工
程と、前記波長分離素子連結体を構成する仮止め材を溶解除去して個々の波長分離素子に
分離する分離工程と、から成る波長分離素子の製造方法であることを特徴とする。
この波長分離素子の製造方法を採用することにより、小型で性能の良く、アイソレーシ
ョンが改良された波長分離素子を安価に供給できるという効果がある。
【００１６】
２つのプリズムの傾斜面同士を接合した波長分離素子の製造方法であって、矩形の第１
の平板状光学部材に第１のフィルター膜を形成する工程と、前記第１のフィルター膜が形
成された矩形の平板状光学部材を、複数枚接着剤を介して積層すると共に、各平板状光学
部材の端縁を結ぶ平面と平板状光学部材の板面との間の角度が３９度の傾斜角度となるよ
うに、平板状光学部材の面方向位置を順次ずらして階段状に積層する積層体形成工程と、
前記積層体形成工程において一体化された積層体を、前記３９度の傾斜角度に沿った所定
ピッチの複数の平行な切断面にて複数の積層分割体に切断する切断工程と、前記切断工程
により形成された各積層分割体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、矩形の第２の平
板状光学部材の両面にそれぞれ第３及び第４のフィルター膜を形成する工程と、前記第３
及び第４のフィルター膜を形成した第２の平板状光学部材を、前記積層分割体の一方の面
に接合する工程と、矩形の第３の平板状光学部材の両面にそれぞれ第５及び第６のフィル
ター膜を形成する工程と、前記第５及び第６のフィルター膜を形成した第３の平板状光学
部材を、前記積層分割体の他方の面に接合する工程と、前記第５及び第６のフィルター膜
を形成した第３の平板状光学部材を接合した積層分割体を、第１のフィルター膜が整合状
態で積層されるように、各積層分割体間を仮止め材にて仮止めする仮止め工程と、仮止め
材にて仮止めされた複数の積層分割体を、前記切断工程における切断面と直交する切断面
にて切断して仮止め積層体を形成する分断工程と、前記分断工程により得られた仮止め積
層体の切断面を鏡面加工する鏡面加工工程と、前記仮止め積層体を前記切断面と直交する
方向に所定の間隔にて切断することにより、複数の波長分離素子が仮止め材を介して直列
に連結された波長分離素子連結体を形成する工程と、前記波長分離素子連結体を構成する
仮止め材を溶解除去して個々の波長分離素子に分離する分離工程と、から成る波長分離素
子の製造方法であることを特徴とする。
この波長分離素子の製造方法を採用することにより、小型で性能の良く、アイソレーシ
ョンが改良された波長分離素子を安価に供給できるという効果がある
【００１７】
前記仮止め工程の前に、各積層分割体の両端縁に位置する鋭角部を所要量切断除去する
工程を介在させたことを特徴とする上記に記載の波長分離素子の製造方法である。この製
造方法を採用することにより、鋭角部が破壊した粉末による鏡面研磨面の不良が激減する
という効果がある。
【００１８】
前記接着剤としてＵＶ接着剤を用いたことを特徴とする上記に記載の波長分離素子の製
造方法である。この製造方法を採用することにより、接着方法が簡単になり、硬化が容易
であるのと、硬化時間が短縮されるという効果がある。
【００１９】
前記仮止め材としてパラフィンを用いたことを特徴とする上記に記載の波長分離素子の
製造方法である。この方法を採用することにより、仮止めと分離とが容易になり、しかも
材料が安価であるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る
第１の実施例の波長分離素子の構成を示す図であって、波長分離素子１は第１のフィルタ
ー２と、第２のフィルター３と、第３のフィルター４と、を備えている。波長分離素子１
の入射面にフェルール６に保持された光ファイバ５が接合される。第１のフィルター２は
、ガラスを直方体状に加工した後、図１のＦ−Ｆ’線に沿って分割し、光透過部材２ａ、
３ａを形成し、分割面のいずれか一方の面にフィルター膜２ｂを形成し、分割面を接着剤
を用いて再度接合して直方体状のプリズムとする。光透過部材２ａとフィルター膜２ｂと
で第１のフィルター２を形成する。フィルター膜２ｂによる光の反射方向であって、光り
が出射する光透過部材３ａの面にフィルター膜３ｂを形成し、光透過部材３ａとフィルタ
ー膜３ｂで第２のフィルターを形成する。第３のフィルター４は矩形平板状の、例えば厚
さ０．５ｍｍ程度の光透過部材４ａの両面にそれぞれフィルター膜４ｂ、４ｃを形成して
なる。該第３のフィルター４を光透過部材２ａの面で、フィルター膜３ｂと対向する面に
接着剤を用いて接合して、波長分離素子１を構成する。
波長分離素子１の入射面に、フェルール６で保持された光ファイバ５の中心を接合し、
接着剤で固定して用いる。
【００２１】
フィルター２、３、４のフィルター膜２ｂ、３ｂ、４ｂ、４ｃは、周知のようにＳｉＯ
2、ＴｉＯ2等の薄膜を交互に積層した多層膜からなる。フィルター膜２ｂの波長特性は、
多重化した光（波長帯λ１、λ２、λ３）がフィルター膜２ｂの法線方向に対して入射角
４５度で入射したとき、波長帯λ１（１２６０ｎｍ〜１３６０ｎｍ）の光を透過し、波長
帯λ２α（１４８０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）以上の光を反射する。また、フィルター膜２ｂ
に入射角３３度で入射したときは、波長帯λ２（１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ）までの光
を透過し、それ以上の波長を反射するように構成されている。一方、フィルター膜３ｂの
波長特性は、波長帯λ２までの光を反射し、波長帯λ３（１５３９ｎｍ〜１６２０ｎｍ）
以上の光を透過するように構成されている（１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）。ここで、１
．４９／１．５５ＬＷＰＦ（Long Wave Pass Filter）と記述した場合は、１．４９μｍ
（１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ）の波長帯の光は反射され、１．５５μｍ（１５３９ｎｍ
〜１６２０ｎｍ）の波長帯の光は透過することを表している。同様に、１．４９／１．５
５ＳＷＰＦ（Short Wave Pass Filter）は、１．４９μｍ（１４８０ｎｍ〜１５００ｎｍ
）の波長帯の光は透過され、１．５５μｍ（１５３９ｎｍ〜１６２０ｎｍ）の波長帯の光
は反射されることを表している。
また、フィルター膜４ｂの波長特性は、波長帯λ２までの光を透過し、波長帯λ３の光
を反射するように構成され（１．４９／１．５５ＳＷＰＦ）、フィルター膜４ｃの波長特
性は波長帯λ１の光を反射し、波長帯λ２以上の光を透過するように構成されている（１
．３１／１．４９ＬＷＰＦ）。つまり、フィルター膜４ｂと４ｃとで波長帯λ２（１４８
０ｎｍ〜１５００ｎｍ）の光のみを透過するバンドパスフィルターを形成していることに
なる（１．４９ＷＰＦ）。
【００２２】
図１に示すように、フィルター膜２ｂの法線方向に対し光ファイバ５から多重化された
波長帯λ１、λ２、λ３の光が、入射角θ１（４５度）で入射すると、波長帯λ１の光は
フィルター膜２ｂを透過し、第１の方向のａポートに出射し、波長帯λ２、λ３の光は反
射される。反射された波長帯λ２、λ３の光は、フィルター膜３ｂの法線方向に対し角度
θ２（６度）で入射し、波長帯λ３の光はフィルター膜３ｂを透過し、第２の方向のｂポ
ートに出射し、波長帯λ２の光はフィルター膜３ｂの法線に対し角度θ２（６度）で反射
される。反射された波長帯λ２の光はフィルター膜２ｂの法線方向に対し、入射角θ３（
＝θ１−２・θ２＝３３度）で入射することになり、フィルター膜２ｂを透過して、フィ
ルター４に入射する。第３のフィルター４のフィルター膜４ｂにより波長帯λ３以上の波
長の光は反射され、波長帯λ２以下の波長の光のみが透過される。更に、フィルター膜４
ｃにより波長帯λ１の光は反射され、波長帯λ２以上の波長の光のみが透過されて、ｂポ
ートの方向に出射する。フィルター４を付加することにより、ｂポートのアイソレーショ
ンが大幅に改善されることになる。
【００２３】
図１に示した第１の実施例のように波長分離素子を構成すると、従来例の図１１の比べ
てｂポートのアイソレーションが３０ｄＢ以上改善される。従来例のように、フィルター
２の光透過部材２ａの波長帯λ２の出射面に、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2等の多層膜を蒸着して、
アイソレーションを３０ｄＢ以上改善するには、通常６０層から１００層程度の多層膜を
形成する必要があり、この多層膜の歩留まりが問題であった。また、薄膜の内部応力によ
り接着面の剥がれや信頼性の劣化のおそれもあった。第１の実施例のように矩形平板状の
光透過部材４ａの両面にフィルター膜４ｂ、４ｃを形成することにより、ＳｉＯ2、Ｔｉ
Ｏ2等の多層膜を両面に分割させることができるので、多層膜の総数も一面当たり半減で
き、多層膜の歩留まりも良く、また多層膜が両面に均等に分割されるので、光透過部材４
ａの反りが生じることもない。
【００２４】
図２は、本発明に係る第２の実施例の波長分離素子の構成を示す図であって、波長分離
素子７が図１の構成と異なる点は、フィルター膜２ｂによる光の反射方向であって、光り
が出射する光透過部材３ａの面にはフィルター膜を形成せず、その代わり、その面に第４
のフィルター８を接着剤を用いて接合した点である。第４のフィルター８は矩形平板状の
、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の光透過部材８ａの両面にそれぞれフィルター膜８ｂ、８ｃ
を形成してなる。フィルター膜８ｂの波長特性は、波長帯λ２までの光を反射し、波長帯
λ３より長い波長の光を透過するように構成され（１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）、フィ
ルター膜８ｃの波長特性は、同様に波長帯λ２までの光を反射し、波長帯λ３以上の光を
透過するように構成されている（１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）。このように、０．５ｍ
ｍ程度の薄い光透過部材８ａの両面にフィルター膜８ｂ、８ｃを形成することにより、多
層膜を両面に分割して、光透過部材８ａに反りが生じないようにしている。
第２の実施例の波長分離素子７の構成では、ｂ、ｃ両ポートにフィルター４、８を付加
してあるので、ｂ、ｃ両ポートのアイソレーションは大幅に改善される。
例えば、図１１に示した従来例では、ｃポートの波長帯λ３の透過損失は０．３ｄＢ以
下、波長帯λ２の透過損失は３０ｄＢ程度であったが、第２の実施例ではｃポートの波長
帯λ３の透過損失は０．４ｄＢから０．５ｄＢ程度であり、波長帯λ２の透過損失は６０
ｄＢ以上であった。
【００２５】
波長分離素子を用いることにより、波長多重化された光を波長帯毎に分離して出射させ
ることができると共に、所定の波長帯の光を合成して入射させることもできる。図３は本
発明に係る第３の実施例の光モジュール１０の構成を示すブロック図であって、図１又は
２で説明した波長分離素子１１と、光ファイバ１２と、該光ファイバ１２を保持するフェ
ルール１３と、光検出用の受光素子（ＰＤ）１４、１５と、レーザダイオード（ＬＤ）１
６と、を備えている。光ファイバ１２は各波長帯λ１、λ２、λ３の光を伝送し、波長分
離素子１１は波長帯λ２の光をｂ方向に出射させ、波長帯λ３の光をｃ方向から出射させ
る。また、ａ方向から波長帯λ１の光を入射させる。受光素子（ＰＤ）１４、１５はそれ
ぞれｂ方向、ｃ方向に出射した波長帯λ２、λ３の光を検出することができる。光ファイ
バ１２の端部には固定用のフェルール１３が設けられている。そして、受光素子（ＰＤ）
１４、１５と、レーザダイオード（ＬＤ）１６と、フェルール１３とは、それぞれ筐体１
７の適切な位置に取り付けられている。
【００２６】
図４は従来の波長分離素子５４の構成を示す図であるが、この波長分離素子の改良した
製造方法の第１の実施例について説明する。波長分離素子５４の幾何学的な構成は、図４
の右下のＸ、Ｙ、Ｚ直角座標（Ｚ軸は紙面垂直方向）を基準にして、フィルター５５のフ
ィルター膜５５ｂはＸ軸より４５度傾けて配置し、フィルター５６の反射膜５６ｂはＸ軸
方向より角度θ２（６°）傾けて配置されるので、フィルター膜５５ｂと５６ｂとのなす
角度θ５は３９度となる。波長分離素子５４の入射面とＹ軸とのなす角度θ４は６度とす
る。
図５は、図４に示す波長分離素子５４の製造工程のフロー図であり、図６（ａ）、（ｂ
）、図７（ａ）乃至（ｆ）は波長分離素子５４の製造方法を説明するための工程図である
。
【００２７】
図６（ａ）に示すガラス平板２０は、両面が鏡面加工された板ガラス２１の一方の面に
フィルター膜（ＳＷＰＦ、図４の５５ｂに相当）２２を形成した構成を備えている。この
ように全く同一の構成を備えたガラス平板２０を複数枚使用して、積層体を形成する。図
６（ｂ）は治具２４を用いて３９度の傾斜角度でガラス平板２０を積層する状態を示して
いる。治具２４は水平な板状のベース２４ａと、このベース２４ａから３９度傾斜させて
固定した傾斜側壁２４ｂとからなり、フィルター膜（ＳＷＰＦ）２２を上向きにしたガラ
ス平板２０をベース２４ａに順次積層する。この際、ガラス平板２０の一端を傾斜側壁２
４ｂに沿って整列させることにより、各ガラス平板２０が面方向に等距離づつずれた階段
状の積層体２５が形成される。この状態が図５の（３）の工程である。つまり、正面形状
が略平行四辺形の積層体となる。ガラス平板２０同士の接着はＵＶ硬化型の光学接着剤で
行う。
【００２８】
次に、図７（ａ）に示すように接着剤により一体化された積層体２５を破線の傾斜角３
９度に沿って、ワイヤーソー等を用い所定のピッチの複数の平行な切断面２５ａにて切断
すると、図７（ｂ）に示すような積層分割体２６が得られる。この状態が図５の（４）の
工程に相当する。図７（ｃ）は切断された積層分割体２６を水平に置いた状態であり、積
層分割体２６の両端部の鋭角状に突出している部分を先に切断するか、あるいは、積層分
割体２６を積層し、仮止めした上で切断してもよい。この状態が図５の（５）に相当する
。該積層分割体２６の上下面（切断面）を鏡面研磨し、洗浄した後、一方の面にフィルタ
ー膜（ＬＷＰＦ、図４の５６ｂに相当）蒸着する。この状態が図５の（６）、（７）に相
当する。図７（ｄ）に示すように複数の積層分割体２６を仮止めする際に、各積層分割体
２６を整合状態で積層し、積層体２７を形成する。この際、積層分割体２６に予めパラフ
ィンを塗布しておくことにより仮止めする。図７（ａ）の切断面２５ａと直交する切断面
２７ａに沿って、仮止めした積層体２７をワイヤーソーで切断すると、図７（ｅ）に示す
波長分離素子の連結体２８となる。そして、切断面を鏡面研磨し、図７（ｅ）の破線２８
ａに沿って波長分離素子連結体２８を切断すると、同図（ｆ）に示す波長分離素子２９が
分離されて得られる。
【００２９】
次に、図１に示した本発明の波長分離素子１に係る製造方法の実施例２について説明す
る。波長分離素子１が、図４に示した波長分離素子５４と異なる点は、フィルター５５の
波長帯λ２の出射面に、図１に示すようにフィルター４を、接着剤を用いて接合固定した
点である。フィルター４は、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の矩形平板状の光透過部材４ａの
両面に、それぞれフィルター膜４ｂ、４ｃを形成してフィルター４を形成する。従って、
波長分離素子１の製造方法は、図８（ａ）に示す製造工程のフロー図のようになる。図５
に示した製造工程フロー図と、工程（７）まで同じ工程となるが、工程（８）では、図８
（ｂ）に示すように、まず例えば厚さ０．５ｍｍ程度の両面鏡面加工した矩形平板状の光
透過部材３１の両面に、それぞれフィルター膜３２（１．４９／１．５５ＳＷＰＦ）と、
フィルター膜３３（１．３１／１．４９ＬＷＰＦ）を形成して、フィルター３０を形成す
る工程と、図８（ｃ）に示すように形成したフィルター３０を、工程（７）の工程で上面
にフィルター膜を形成した積層分割体２６の下面に、接着剤にて接合する工程と、が追加
されることになる。
【００３０】
また、図２に示した本発明に係る波長分離素子７に関する製造方法の実施例３について
説明する。波長分離素子７が図１に示した波長分離素子１と異なる点は、フィルター３の
波長帯λ３の出射面に設けたフィルター膜３ｂの代わりに、両面鏡面加工した矩形平板状
の、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の光透過部材８ａの両面に、それぞれフィルター膜８ｂ（
１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）、フィルター膜８ｃ（１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）を形
成したフィルター８を、光透過部材３ａの波長帯λ３の光の出射面に、接着剤を用いて接
合する点である。
従って、波長分離素子７の製造方法は、図９（ａ）に示す製造工程のフロー図のように
なる。つまり、図８に示した製造工程フロー図と、工程（６）まで同じ工程となるが、工
程（７）では鏡面研磨した積層分割体２６の面にフィルター膜の形成は行わないで洗浄の
みとする。工程（８）においてフィルター３０を形成する工程は、図８の製造工程フロー
図と同様であり、図９の（ｂ）に示す。
そして、図９（ｃ）に示す様に、例えば厚さ０．５ｍｍ程度の両面鏡面加工した矩形平
板状の光透過部材３５の両面に、それぞれフィルター膜３６（１．４９／１．５５ＬＷＰ
Ｆ）と、フィルター膜３７（１．４９／１．５５ＬＷＰＦ）を形成して、フィルター３４
を形成する。そして、図９（ａ）に示す製造工程フロー図の工程（７）の積層分割体２６
の下面に、フィルター３０を、上面にフィルター３４を接着剤にて接合固定する工程と、
が追加されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施例の波長分離素子の構造を示した概略構成図。
【図２】本発明の第２の実施例の波長分離素子の構造を示した概略構成図。
【図３】本発明の第３の実施例の光モジュールの構成を示したブロック図。
【図４】本発明の波長分離素子の製造方法を説明するための図。
【図５】本発明の波長分離素子の第１の製造方法を説明するための製造工程のフロー図。
【図６】（ａ）（ｂ）は本発明の波長分離素子の製造方法を説明するための工程図。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は本発明の波長分離素子の製造方法を説明するための工程図。
【図８】（ａ）は本発明の波長分離素子の第２の製造方法を説明するための製造工程のフロー図、（ｂ）、（ｃ）は工程図。
【図９】（ａ）は本発明の波長分離素子の第３の製造方法を説明するための製造工程のフロー図、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は工程図。
【図１０】従来の波長分離素子の作用を説明するための図。
【図１１】従来の波長分離素子の構造を示す概略図。
【図１２】従来の光学デバイスの製造方法を説明するための製造工程のフロー図。
【図１３】（ａ）（ｂ）は従来の波長分離素子の製造方法を説明するための工程図。
【図１４】（ａ）〜（ｆ）は従来の波長分離素子の製造方法を説明するための工程図。
【符号の説明】
【００３２】
１、７、１１  波長分離素子、２、３、４、８  フィルター、２ａ、３ａ、４ａ、８ａ
光透過部材、２ｂ、３ｂ、４ｂ、４ｃ、８ｂ、８ｃ  フィルター膜、５、１２  光ファ
イバ、６、１３  フェルール、１０  光モジュール、１４、１５  受光素子（ＰＤ）、１
６  レーザダイオード（ＬＤ）、１７  筐体、ａ、ｂ、ｃ  ポート、λ１、λ２、λ３  
波長帯、Ｆ、Ｆ’  分割面、２０  ガラス平板、２１  板ガラス、２２  フィルター膜、
２４  治具、２４ａ  ベース、２４ｂ  傾斜側壁、２５、２７  積層体、２５ａ、２７ａ
、２８ａ  切断面、２６  積層分割体、２８  波長分離素子の連結体、２９  波長分離素
子
【図１】
2007249129.tif 000003
【図２】
2007249129.tif 000004
【図３】
2007249129.tif 000005
【図４】
2007249129.tif 000006
【図５】
2007249129.tif 000007
【図６】
2007249129.tif 000008
【図７】
2007249129.tif 000009
【図８】
2007249129.tif 000010
【図９】
2007249129.tif 000011
【図１０】
2007249129.tif 000012
【図１１】
2007249129.tif 000013
【図１２】
2007249129.tif 000014
【図１３】
2007249129.tif 000015
【図１４】
2007249129.tif 000016