(57)【要約】【課題】  光伝送特性が良好で他の回路への実装が容易な光合波器を提供する。【解決手段】  波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させる一枚の波長フィルタ１２と、その波長フィルタ１２に対向して設けられる反射膜１６とを用い、光入射部１７を波長フィルタ１２の任意の直線上に等間隔に設け、複数の入射側光路１３ａ〜１３ｄ及び反射側光路１４ａ〜１４ｄを波長フィルタ１２と光学的に接続された光導波路１１内に形成すると共に、第ｎ−１の反射側光路１４ｂの波長フィルタ１２への入射角θ3と第ｎの入射側光路１３ｃの波長フィルタ１２からの出射角θ3とを等しくするように、反射側光路１４ｂ及び／又は入射側光路１３ｃに曲げ部２２を形成した。【選択図】  図１
2007047372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させる一枚の波長フィルタと、その波長フィルタに対向して設けられる反射膜とを用い、波長フィルタに対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に波長順に光を入射させる少なくとも３つの光入射部を、波長フィルタへの入射角度を順次異ならせて設け、第ｎ−１（ｎは２以上の自然数）の光入射部から出射し波長フィルタを透過し反射膜に向かう入射側光路を形成すると共に、反射膜で反射して波長フィルタへ向かう第ｎ−１の反射側光路を形成し、その反射側光路に、上記第ｎ−１の光入射部の隣りの第ｎの光入射部から波長フィルタに入射する第ｎの入射側光路を波長フィルタ面で結合させ、以下同様に第ｎ＋１の入射側光路に第ｎの反射側光路を順次結合させ、波長の異なる複数の光を一つに合波させる光合波器において、
上記光入射部を上記波長フィルタの任意の直線上に等間隔に設け、複数の入射側光路及び反射側光路を波長フィルタと光学的に接続された光導波路内に形成すると共に、第ｎ−１の反射側光路の波長フィルタへの入射角と第ｎの入射側光路の波長フィルタからの出射角とを等しくするように、反射側光路及び／又は入射側光路に曲げ部を形成したことを特徴とする光合波器。
【請求項２】
波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させる一枚の波長フィルタを用い、波長フィルタに対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に波長順に光を入射させる少なくとも３つの光入射部を、波長フィルタへの入射角度を順次異ならせて設け、第ｎ−１（ｎは２以上の自然数）の光入射部から出射し波長フィルタを透過した第ｎ−１の入射側光路を形成すると共に、その入射側光路に接続して波長フィルタへ向かう第ｎ−１の戻り光路を形成し、その戻り光路に、上記第ｎ−１の光入射部の隣りの第ｎの光入射部から波長フィルタに入射する第ｎの入射側光路を波長フィルタ面で結合させ、以下同様に第ｎ＋１の入射側光路に第ｎの戻り光路を順次結合させ、波長の異なる複数の光を一つに合波させる光合波器において、
上記光入射部を上記波長フィルタの任意の直線上に等間隔に設け、複数の入射側光路及び戻り光路を波長フィルタと光学的に接続された光導波路内に形成すると共に、第ｎ−１の戻り光路の波長フィルタへの入射角と第ｎの入射側光路の波長フィルタからの出射角とを等しくするように、戻り光路及び／又は入射側光路に曲げ部を形成したことを特徴とする光合波器。
【請求項３】
上記光入射部は、光源とその光源からの光を上記波長フィルタに入射する導入光路とからなり、その導入光路が光導波路内に形成され、上記各光源は出射方向が同じになるよう配置され、各導入光路は途中で曲げられ出射側に対向する入射側光路と直線状になるように形成される請求項１または２に記載の光合波器。
【請求項４】
上記戻り光路は、上記曲げ部が形成される結合用光路と、その結合光路と上記入射側光路を接続しループ状に形成されたループ状光路とからなる請求項２または３に記載の光合波器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重方式の光通信システムに用いられる光合分波器に係り、特に、波長フィルタを用いて波長の異なる複数の光信号を一つに合波させる光合波器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
波長の異なる複数の光を合波する光合波器としては、レンズとフィルタ等を用いて光学系を構成してなるものと、光導波路を用いて構成されるものとがあり、特に、光導波路型の光合分波器としてはＡＷＧ（アレイ導波路型回折格子）や、光カプラ等がある。
【０００３】
波長間隔が大きく波長多重数の少ないＣＷＤＭ（Coarse Wavelength Division Multiplexing）方式の光通信システムに用いられる光合波器として、合波する光の波長ごとに波長フィルタを設けたものが用いられる。
【０００４】
図７に示すように、光合波器８０は、波長の異なる複数の光信号を並列に入射させる光入射部８１，８２，８３，８４と、反射させる波長がそれぞれ異なり光入射部８１，８２，８３，８４と同数の波長フィルタ８５，８６，８７，８８（図７中８５はミラーでもよい）とで構成されている。複数の光入射部８１，８２，８３，８４から出射した光を互いに結合させるために、各波長フィルタ８５，８６，８７，８８は、光入射部８１，８２，８３，８４の光軸と出射方向に合わせて一様な角度で配置される。各波長フィルタ８６，８７，８８は、光入射部８２，８３，８４からの光を反射させると共に、前段の波長フィルタ８５，８６，８７からの光を透過させて光を結合している。
【０００５】
図７に示した光合波器８０では使用する波長フィルタの数（種類）が多く、光合波器８０を構成する部品点数が多くなり、高コストとなるといった問題がある。
【０００６】
また、光導波路型の光カプラでは、２つの波長を結合させる分岐部において約３dBの損失が生じるため、光カプラ全体の損失が大きくなるといった問題がある。例えば、４波長を一つに合波させる１×４光カプラでは一つの光入射部から出射した光信号は２つの分岐部を経て合波するので、最低でも６ｄＢの損失が生じてしまう。また、ＡＷＧでは合波させることのできる光信号の伝送帯域が狭いといった問題がある。
【０００７】
そこで、伝送帯域が広く、損失を低減した光合分波器として、多層膜波長フィルタを用い、その波長フィルタへの入射角依存性を利用して光信号の合分波を行う光合分波器がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平７−４９４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、多層膜波長フィルタを用いた光合分波器では、光信号を波長フィルタに対してそれぞれ所定の角度で入射させる必要がある。光合分波器の備える各光入射部は波長フィルタへの入射角度に応じて配置され、配置される各入射部間の間隔にばらつきが生じてしまう。
【００１０】
そのため、光入射部として外部の電気回路に接続される光源を実装する際に、配置される各入射部間の間隔にばらつきが生じていると、各光入射部と外部の電気回路とを接続するための配線が複雑になるといった問題がある。また、光入射部間の距離が狭い箇所では、光源を実装しにくく、隣りの光入射部の影響を受けて光合波の精度が悪化する可能性がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、複数の光入射部を等間隔に配置した光合分波器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させる一枚の波長フィルタと、その波長フィルタに対向して設けられる反射膜とを用い、波長フィルタに対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に波長順に光を入射させる少なくとも３つの光入射部を、波長フィルタへの入射角度を順次異ならせて設け、第ｎ−１（ｎは２以上の自然数）の光入射部から出射し波長フィルタを透過し反射膜に向かう入射側光路を形成すると共に、反射膜で反射して波長フィルタへ向かう第ｎ−１の反射側光路を形成し、その反射側光路に、上記第ｎ−１の光入射部の隣りの第ｎの光入射部から波長フィルタに入射する第ｎの入射側光路を波長フィルタ面で結合させ、以下同様に第ｎ＋１の入射側光路に第ｎの反射側光路を順次結合させ、波長の異なる複数の光を一つに合波させる光合波器において、上記光入射部を上記波長フィルタの任意の直線上に等間隔に設け、複数の入射側光路及び反射側光路を波長フィルタと光学的に接続された光導波路内に形成すると共に、第ｎ−１の反射側光路の波長フィルタへの入射角と第ｎの入射側光路の波長フィルタからの出射角とを等しくするように、反射側光路及び／又は入射側光路に曲げ部を形成した光合波器である。
【００１３】
請求項２の発明は、波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させる一枚の波長フィルタを用い、波長フィルタに対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に波長順に光を入射させる少なくとも３つの光入射部を、波長フィルタへの入射角度を順次異ならせて設け、第ｎ−１（ｎは２以上の自然数）の光入射部から出射し波長フィルタを透過した第ｎ−１の入射側光路を形成すると共に、その入射側光路に接続して波長フィルタへ向かう第ｎ−１の戻り光路を形成し、その戻り光路に、上記第ｎ−１の光入射部の隣りの第ｎの光入射部から波長フィルタに入射する第ｎの入射側光路を波長フィルタ面で結合させ、以下同様に第ｎ＋１の入射側光路に第ｎの戻り光路を順次結合させ、波長の異なる複数の光を一つに合波させる光合波器において、上記光入射部を上記波長フィルタの任意の直線上に等間隔に設け、複数の入射側光路及び戻り光路を波長フィルタと光学的に接続された光導波路内に形成すると共に、第ｎ−１の戻り光路の波長フィルタへの入射角と第ｎの入射側光路の波長フィルタからの出射角とを等しくするように、戻り光路及び／又は入射側光路に曲げ部を形成した光合波器である。
【００１４】
請求項３の発明は、上記光入射部が、光源とその光源からの光を上記波長フィルタに入射する導入光路とからなり、その導入光路が光導波路内に形成され、上記各光源は出射方向が同じになるよう配置され、各導入光路は途中で曲げられ出射側に対向する入射側光路と直線状になるように形成される請求項１または２に記載の光合波器である。
【００１５】
請求項４の発明は、上記戻り光路が、上記曲げ部が形成される結合用光路と、その結合光路と上記入射側光路を接続しループ状に形成されたループ状光路とからなる請求項２または３に記載の光合波器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光伝送特性が良好で他の回路への実装が容易な光合波器を得ることができるという優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の好適な第一の実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１８】
本実施の形態の光合波器は、一つの波長フィルタを用いて、波長の異なる複数の光を一つに合波させるべく光路を形成したものであり、まず、一つの波長フィルタを用いた光合波器の原理を図５に基づいて説明する。
【００１９】
図５に示すように、光合波器５０は、波長フィルタ１２と、複数の光入射部５１と、反射膜１６とを備える。
【００２０】
波長フィルタ１２は、波長の異なる光を入射角に応じて透過または反射させるフィルタである。波長フィルタ１２としては、多層膜誘電体で形成されたバンドパスフィルタまたはエッジフィルタ（ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ等）が挙げられ、多層膜誘電体の構造及び多層膜誘電体を形成する材料によって、パスする光信号の波長帯が決定されるものである。
【００２１】
図５の光合波器５０の波長フィルタ１２は、入射角が同じであれば波長の大きい光を透過させると共に波長の小さい光を反射させ、波長が同じであれば入射角が大きい程光を透過しやすいハイパスフィルタである。
【００２２】
光入射部５１は、波長フィルタ１２に光を入射させる部材であり、各光入射部１７ａ〜１７ｄは少なくとも光源或いは外部から光を入射させる光導波路、光ファイバ等の光伝送路を備える。各光入射部１７ａ〜１７ｄは、波長フィルタ１２に対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に光の波長順に、かつ波長フィルタ１２への入射角度を順次異ならせるように配列されている。例えば、最も短波長の光を入射させる光入射部を第１の光入射部１７ａとし、以下波長順に第２の光入射部１７ｂ、第３の光入射部１７ｃ、第４の光入射部１７ｄとし、各光入射部１７ａ〜１７ｄを図中左側から波長の短い順に配列させたとすると、各光入射部１７ａ〜１７ｄからの光が波長フィルタ１２を透過するように、波長フィルタ１２への入射角度θを図中左側から順次小さくして配置されている。ここで、波長フィルタ１２への入射角度は、光入射部１７ａからの光が入射する方向と波長フィルタ面の法線方向とがなす角をθとしている。
【００２３】
反射膜１６は、波長フィルタ１２に対して光入射部５１とは反対側の位置に、波長フィルタ１２と平行或いは所定の角度を有して、波長フィルタ１２に対向して設けられ、波長フィルタ１２を透過してきた光を再び波長フィルタ１２に向かって反射させるものである。
【００２４】
また、光合波器５０は各光入射部１７ａ〜１７ｄの各光を一つに合波させた光を受光する、或いは外部に出射する光出射部２１を備える。
【００２５】
ここで、各光入射部１７ａ〜１７ｃを出射して波長フィルタ１２を透過した光は反射膜１６まで直進し、波長フィルタ１２から反射膜１６までの光路をそれぞれ図５中左側から第１の入射側光路５２ａ、第２の入射側光路５２ｂ、第３の入射側光路５２ｃとする。反射膜１６では入射側光路５２ａ〜５２ｃの入射角と同じ反射角で反射し、反射膜１６から波長フィルタ１２に直進する光路をそれぞれ図５中左側から第１、第２、及び第３の反射側光路５３ａ〜５３ｃとする。また、第４の光入射部１７ｄから出射して波長フィルタを透過し、光出射部２１に入射するまでの光路を第４の入射側光路５２ｄとする。
【００２６】
第１の光入射部１７ａを出射した光は波長フィルタ１２を透過し、第１の入射側光路５２ａ、第１の反射側光路５３ａを経て、フィルタ面上の点５４ａに向かう。そのフィルタ面上の点５４ａに向かった光は、その光の波長と入射角との関係から波長フィルタ１２で反射される。さらに、第１の光入射部１７ａの隣りにある第２光入射部１７ｂを出射した光がフィルタ面上の点５４ａを透過し、第１光入射部１７ａ及び第２光入射部１７ｂをそれぞれ出射した光が結合する。
【００２７】
以下同様に、結合した２つの光は、フィルタ面上の点５４ｂで第３光入射部１７ｃを出射した光と結合し、さらにその結合した３つの光は、フィルタ面上の点５４ｃで第４光入射部１７ｄを出射した光と結合する。これら４つの波長の光が一つに結合（合波）した光は、第４の入射側光路５２ｄを通り光出射部２１へと到達する。
【００２８】
光合波器５０では、第１の光入射部１７ａの反射側光路５２ａを、その隣りの第２の光入射部１７ｂの第２の入射側光路５２ｂに結合させるために、反射膜１６に対して第１の入射側光路５２ａの入射角と第１の反射側光路５３ａの反射角とを等しくすると共に、第１の反射側光路５３ａの波長フィルタ１２への入射角と第２の入射側光路５２ｂの波長フィルタ１２の出射角とを等しくして２つの光路を結合させている。
【００２９】
即ち、光合波器５０は、各光入射部１７ａ〜１７ｄの光の波長と、波長フィルタ１２の入射角度に対する透過率（反射率）とから各光の波長フィルタ１２への入射角度が決定され、波長フィルタ１２での各反射光が、隣りの光入射部を出射する光にそれぞれ結合されるように、反射膜１６の位置と光入射部５１の位置とが決定される。
【００３０】
さて、図１は本発明に係る光合波器の好適な第一の実施の形態を示した模式図である。
【００３１】
図１に示すように、本実施の形態の光合波器１０は、図５の光合波器５０の入射側光路５２ａ〜５２ｄ及び反射側光路５３ａ〜５３ｃを光導波路１１内に形成したものである。
【００３２】
光導波路１１は、基板と、その基板上に形成されるコアと、そのコアを覆うクラッドとからなり、光が閉じ込められるコアが光路となる。すなわち、図５の入射側光路５２ａ〜５２ｄ及び反射側光路５３ａ〜５２ｃが光導波路１１のコアで形成されている。本実施の形態では、光導波路１１として、コア及びクラッドをシリコーン系のポリマ材料で形成したポリマ導波路を形成した。
【００３３】
光合波器１０では、波長フィルタ１２としてハイパスフィルタ（ＨＰＦ）を用いた。波長フィルタ１２はダイシングソー等で光導波路１１に形成された溝に嵌合され、波長フィルタ１２のフィルタ面が光導波路１１のコアに接している。
【００３４】
一対の入射側光路１３ａ〜１３ｃと反射側光路１４ａ〜１４ｃはそれぞれ光導波路１１の端面１５で交差し、その端面１５に反射膜１６が設けられている。反射膜１６としては主に高反射率を呈する金属膜が挙げられ、光合波器１０では光導波路１１の端面１５にAu膜を設けた。
【００３５】
複数の光入射部１７は、波長フィルタ１２に対して任意の直線上でかつその直線上の異なる位置に波長順に、かつ波長フィルタへの入射角度を順次異ならせるという点において図５の光合波器５０と同様に配置されている。
【００３６】
しかし、本実施の形態の光合波器１０の光入射部１７は、各光入射部１７ａ〜１７ｄが等間隔に配置された点に特徴を有する。
【００３７】
本実施の形態では、光入射部１７ａ〜１７ｄはそれぞれ、光源１８ａ〜１８ｄと、光源１８ａ〜１８ｄから出射する光を波長フィルタ１２に入射させる導入光路１９ａ〜１９ｄとからなり、光源１８ａ〜１８ｄは光導波路１１の外部に設けられ、導入光路１９ａ〜１９ｄは光導波路１１のコアで形成されている。
【００３８】
光源１８ａ〜１８ｄとしては、慣用的な光通信用のものが用いられ、レーザダイオード（ＬＤ）を用いるのが好ましい。
【００３９】
各導入光路１９ａ〜１９ｄは、それぞれそれらの出射端が波長フィルタ１２を介して各入射側光路１３ａ〜１３ｄに直線状に光学的に接続されている。実際には、直線状のコアを有する光導波路１１を形成した後、その光導波路１１に溝を形成し、その溝に波長フィルタ１２を嵌合しており、溝で分断されたコアのうち、光源１８ａ〜１８ｄ側のコアを導入光路１９ａ〜１９ｄとし、反射膜１６側のコアを入射側光路１３ａ〜１３ｄとしている。
【００４０】
光出射部２１は、全ての波長の光が合波された光を伝搬する第４の入射側光路１３ｄに光学的に接続されて設けられ、合波された光を受光する、或いは合波された光を光合波器１０の外部に出射する部材である。光出射部２１としては、光検出器の一部として用いられるフォトダイオード（ＰＤ）や、光信号を外部に出射する光ファイバ等が挙げられる。
【００４１】
光合波器１０では、光入射部１７の波長フィルタ１２への入射角度を、第１の光入射部１７ａ側から（図１左側から）順次θ1，θ2，θ3，θ4とすると、θ1を22.3°、θ2を18.7°、θ3を17.5°、θ4を14.3°とした。
【００４２】
また、光合波器１０では、各光源１８ａ〜１８ｄから出射される光の波長を、第１の光入射部１７ａ側から順次λ1，λ2，λ3，λ4とすると、λ1を1275ｎｍ、λ2を1300ｎｍ、λ3を1325ｎｍ、λ4を1350ｎｍとした。
【００４３】
本実施の形態の光合波器１０では、反射側光路１４ｂ，１４ｃに曲げ部２２を形成して、波長フィルタ１２への入射角度θ1〜θ4を調整している。具体的には、第２の反射側光路１４ｂについては、第２の反射側光路１４ｂと第３の入射側１３ｃとが結合する波長フィルタ上の位置２３ｂにおいて、第２の反射側光路１４ｂの入射角θ3が第３の入射側光路１３ｃの出射角θ3に等しくなるように、曲げ部２２が形成されている。
【００４４】
また、第２の反射側光路１４ｂに形成される曲げ部２２は、第２の反射側光路１４ｂの反射面１６における反射角が、第２の入射側光路１３ｂの反射面１６への入射角φと等しくなるように調整されて形成されている。
【００４５】
同様に、第３の反射側光路１４ｃについても、第２の反射側光路１４ｂと同様に、波長フィルタ１２上の位置２３ｃにおいて、第３の反射側光路１４ｃの入射角θ4が第４の入射側光路１３ｄの出射角θ4に等しくなるように、曲げ部２２が形成されている。
【００４６】
図５に示す従来の波長フィルタ型の光合波器５０では、伝送させる光の波長及び波長フィルタ１２への入射角に依存してすべて光路を直線的に形成していたのに対し、本実施の形態の光合波器１０では、光信号の光路を曲げて形成できるといった光導波路１１の特徴を利用して、波長フィルタ１２及び反射膜１６近傍でのみ波長に依存した入反射角となるように反射側光路１４ａ〜１４ｃを形成した。したがって、反射側光路１４ａ〜１４ｃの反射膜１６及び波長フィルタ１２近傍以外ではその経路を自由に形成してよく、複数の光入射部１７ａ〜１７ｄの位置を自由に配置することができる。
【００４７】
例えば、本実施の形態の光合波器１０では、第２の反射側光路１４ｂ及び第３の反射側光路１４ｃに曲げ部２２を形成して、反射側光路１４ｂ，１４ｃの波長フィルタ１２への入射角θ3，θ4を保持したまま、複数の光入射部１７ａ〜１７ｄを等間隔に配設している。これにより、複数の光源１８ａ〜１８ｄの実装、及びそれら光源１８ａ〜１８ｄに接続される電気回路（配線）の設計を容易にすることができる。
【００４８】
光合波器１０は、光信号の波長フィルタ１２への入反射角を反射側光路１４ｂ，１４ｃに曲げ部２２を形成して調整することにより、各光入射部１７ａ〜１７ｄ間の間隔を自由に設定することができる。本実施の形態では、光合波器１０への光入射部１７の実装を容易にするべく、各光入射部１７ａ〜１７ｄの間隔を広げて一定にしたが、例えば図２に示すように、変形例の光合波器２５では、波長フィルタ１２への入射角が大きい第１の反射側光路２７ａ及び第２の反射側光路２７ｂに曲げ部２８を形成して、各光入射部１７ａ〜１７ｄ間の間隔を小さくした複数の光入射部２６を形成し、光合波器２５のサイズを小型化することもできる。
【００４９】
また、図３に示すように、光源１８ａ〜１８ｄに接続される導入光路３９ａ〜３９ｄを光導波路１１内に形成し、各導入光路３９ａ〜３９ｄを途中で曲げて、波長フィルタ１２を介して対向する入射側光路１３ａ〜１３ｄと直線状に接続するように形成して光入射部３７を形成してもよい。これにより、複数の光源１８ａ〜１８ｄを出射方向を一様にかつ、等間隔に配置することができ、光源１８ａ〜１８ｄの実装を容易にすることができる。ひいては、複数の光源１８ａ〜１８ｄとしてレーザダイオードアレイ等を用いることもできる。
【００５０】
波長フィルタ１２の特性は偏波面に依存するため、各光入射部１７ａ〜１７ｄより波長フィルタ１２に入射させる光の偏波面をTE偏光或いはTM偏光のどちらか一方に揃えておく必要がある。さらに、光導波路１１内に光路を形成した光合波器において、特に、ポリマ導波路を用いて構成された光合波器１０においては、コア及びクラッドを形成するポリマ材料が屈折率異方性を有し、屈折率の偏波面依存性が生じるため、レーザダイオードからの出射光をポリマ導波路のTE偏光、TM偏光のいずれかに揃えるのが望ましい。
【００５１】
光合波器１０では、光源１８ａ〜１８ｄとしてレーザダイオードを用いているので、波長フィルタ１２へ入射させる光の偏光面を選択することができる。よって、光合波器１０の偏光依存損失（ＰＤＬ）を低減することができる。例えば、各パラメータをコア径3.8μｍ、比屈折率差Δ1.3％、曲げ部２２の曲げ径2ｍｍ、光導波路１１の寸法（図１中ａ×ｂ）15×50mm2とした光合波器１０を作製し、その損失を測定したところ、2〜4.5dBと低損失に抑えることができる。
【００５２】
光合波器１０では、光を結合させるための光路を光導波路１１のコアで形成しているため、複数のレンズ等を用いた空間光学系を構成する必要がなく、光合波器１０を構成する部品点数を減らすことができた。
【００５３】
光合波器１０では、光導波路１１としてシリコーン系のポリマ材料を用いてポリマ導波路を形成したが、ポリイミド系やエポキシ系等、他のポリマ材料を用いてポリマ導波路を形成してもよい。さらに、光導波路１１を石英系材料（純粋石英及び添加材を含有した石英等）で形成してもよい。
【００５４】
光合波器１０の光入射部１７は光源１８ａ〜１８ｄを備えているが、光源の代わりに、他の光学素子に接続された光ファイバとしてもよい。このとき、光入射部１７として、複数の光ファイバを等間隔に配置することができるので、慣用の光ファイバアレイ等を容易に接続することができる。また、光合波器１０は光導波路１１を形成した後、波長フィルタ１２と反射膜１６を設けて作製されるので、光入射部１７或いは光出射部２１に接続される他の光導波路を同時に形成（パターニング）して、光合波器１０に他の光導波路素子が接続された複合型の光導波路素子を形成してもよい。
【００５５】
光合波器１０では、反射側光路１４ｂ，１４ｃに曲げ部を形成して、反射側光路１４ｂ，１４ｃの波長フィルタ１２への入射角を調整したが、入射側光路１３ａ〜１３ｃに曲げ部を形成してもよい。
【００５６】
本実施の形態では、光入射部１７ａ〜１７ｄを４つ設け、４波長の光を一つに合波させる光合波器１０について説明したが、光入射部１７ａ〜１７ｄの数、すなわち合波させる波長数はこれに限定されず、少なくとも３つの光入射部を有する光合波器に適用することができる。ｎ＋１個（ｎは２以上の自然数）の光入射部を備える光合波器の場合、上述した光入射部、入射側光路及び反射側光路の第１、第２、第３のといった表現を第ｎ−１の、第ｎの、第ｎ＋１と順次置き換えることで実施することができる。
【００５７】
以上、本実施の形態では、複数の光入射部１７と、一つの光出射部２１を備えた光合波器１０について説明したが、光出射部２１の代わりに、波長フィルタ１２に波長多重光信号を入射させる光源、光導波路或いは光ファイバを光入射部として設け、光入射部１７の代わりに、光検出用のフォトダイオード、出力用の光導波路或いは光ファイバ等を複数の光出射部として設けることで、光分波器として用いることができる。その際、光信号の経路は、図１で説明した光合波における経路を逆方向に伝搬する経路となる。
【００５８】
次に、光合波器の好適な第２の実施形態を説明する。
【００５９】
まず、図５の光合波器５０の反射膜１６を省略し、反射側光路５３ａ〜５３ｃの代わりに戻り光路が形成された光合波器の原理を図６を用いて説明する。ここで、同一構成部分には、図５の場合と同一の符号を付してあり、その説明を省略する。
【００６０】
図６に示すように、光合波器６０は、入射側光路５２ａ〜５２ｄと、入射側光路５２ａ〜５２ｃの光を再び波長フィルタ１２へ伝搬する戻り光路６１ａ〜６１ｃとを備える。各戻り光路６１ａ〜６１ｃは、ループ状光路６２ａ〜６２ｃと結合用光路６３ａ〜６３ｃとからなる。ループ状光路６２ａ〜６２ｃはそれぞれ、入射側光路５２ａ〜５２ｃと直線的に接続されると共に、結合用光路６３ａ〜６３ｃとも直線的に接続されるように、周回して曲げて形成されたループ状に設けられている。ループ状光路６２ａ〜６２ｃの曲げは、曲げ損失が大きくならない程度の曲率半径以上で曲げられている。結合用光路６３ａ〜６３ｃはそれぞれ、ループ状光路６２ａ〜６２ｃからの光を波長フィルタ１２面上に入射させ、隣りの光入射部１７ｂ〜１７ｄの入射側光路５２ｂ〜５２ｄに結合させる光路である。つまり、ループ状光路６２ａ〜６２ｃが図５の反射膜１６の役割をし、結合用光路６３ａ〜６３ｃが図５の反射側光路５３ａ〜５３ｃに対応している。
【００６１】
さて、図４に示すように、本実施の形態の光合分波器３０は、図６の光合波器６０の入射側光路５２ａ〜５２ｄ及び戻り光路６１ａ〜６２ｃを光導波路１１内に形成し、戻り光路３１ｂ，３１ｃの結合用光路３３ｂ，３３ｃに曲げ部３４を形成して、各光入射部１７ａ〜７１ｄを等間隔に配置したものである。
【００６２】
したがって、光合波器３０は、図１の光合波器１０の反射膜１６及び反射側光路１４ａ〜１４ｃを省略し、その代わりに各入射側光路１３ａ〜１３ｃにそれぞれ接続される戻り光路３１ａ〜３１ｃを光導波路１１内に設けたものであり、図１の光合波器１０と同様の作用効果を有する。
【００６３】
本実施の形態の光合波器３０の損失は、例えば、各パラメータをコア径3.8μｍ、比屈折率差Δ1.3％、曲げ部２２の曲げ径2ｍｍ、光導波路１１の寸法（図４中ａ×ｂ）45×60mm2とし、各入射部１７ａ〜１７ｄの出射光の波長をλ11275ｎｍ、λ21300ｎｍ、λ31325ｎｍ、λ41350ｎｍとすると、2〜3.6dBであり、戻り光路３１ａ〜３１ｃを形成することで、図１の光合波器１０と同程度以下の損失に抑えることができる。
【００６４】
さらに、前実施の形態で説明したように、図１の光合波器１０の反射膜１６は、金属膜を真空蒸着法等により光導波路１１の端面１５に蒸着して形成される。これに対して、本実施の形態の光合波器３０では、反射膜１６を設けることなく、光導波路１１内で、入射側光路１３ａ〜１３ｄと結合用光路３３ａ〜３３ｃとをループ状光路３２ａ〜３２ｃを介して光学的に接続している。そのため、光導波路１１をパターニング形成するだけで、波長フィルタ１２を透過した光が折り返して再び波長フィルタ１２へ向かう光路を形成することができるので、光合波器の製造を簡便にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明に係る光合波器の好適な第１の実施形態を示す模式図である。
【図２】図１の光合波器の変形例を示す模式図である。
【図３】図１の光合波器の変形例を示す模式図である。
【図４】光合波器の好適な第２の実施形態を示す模式図である。
【図５】波長フィルタと反射膜を用いた光合波器の原理を説明する模式図である。
【図６】戻り光路を有する光合波器の原理を説明する模式図である。
【図７】従来の複数の波長フィルタを有する光合波器を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０  光合波器
１１  光導波路
１２  波長フィルタ
１３ａ〜１３ｄ  入射側光路
１４ａ〜１４ｄ  反射側光路
１６  反射膜
１７  光入射部
１８ａ〜１８ｄ  光源
１９ａ〜１９  導入光路
【図１】
2007047372.tif 000003
【図２】
2007047372.tif 000004
【図３】
2007047372.tif 000005
【図４】
2007047372.tif 000006
【図５】
2007047372.tif 000007
【図６】
2007047372.tif 000008
【図７】
2007047372.tif 000009