(57)【要約】【課題】光ファイバのクラッド径やロッドレンズの有効径に制約されずに高精度な波長チューニングを行うことを可能にした波長選択性光学デバイスを提供する。【解決手段】本発明の波長選択性光学デバイスでは、多重化された複数の波長の光信号を伝搬する、第１の光ファイバの端面に対向して、この光ファイバの端面から出射する発散光を平行光に変換するようにレンズが配置され、このレンズから出射される平行光が入射する位置に光学フィルタが配置される。この光学フィルタによって反射された光がレンズに再度入射されレンズによってこの光が集光される位置に第２の光ファイバが配置される。このような構成の波長選択性光学デバイスにおいて、レンズは互いに異なる分布屈折率定数を有し外径が実質的に等しい２つの屈折率分布型ロッドレンズの端面を光軸が一致するように互いに接合したものとする。【選択図】図３
2007241226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多重化された複数の波長の光信号を伝搬する第１の光ファイバの端面に対向して、該光ファイバの端面から出射する発散光を平行光に変換するようにレンズが配置され、該レンズから出射される平行光が入射する位置に光学フィルタが配置され、該光学フィルタによって反射された光が前記レンズに再度入射され該レンズによって集光される位置に第２の光ファイバが配置された波長選択性光学デバイスにおいて、
前記レンズは、互いに異なる屈折率分布定数を有し外径が実質的に等しい２つの屈折率分布型ロッドレンズの端面を光軸が一致するように互いに接合したものであることを特徴とする波長選択性光学デバイス。
【請求項２】
前記２つの屈折率分布型ロッドレンズの屈折率分布定数が√Ａ1、√Ａ2であり、中心軸上の屈折率がＮ01、Ｎ02であるとき、各レンズのレンズ長Ｚ1、Ｚ2は、次式
ｔａｎ（√Ａ1・Ｚ1）・ｔａｎ（√Ａ2・Ｚ2）＝Ｎ01・√Ａ1／（Ｎ02・√Ａ2）
を実質的に満たすことを特徴とする請求項１に記載の波長選択性光学デバイス。
【請求項３】
前記光学フィルタを透過した光が、該光学フィルタに対向するように配置された屈折率分布型ロッドレンズの第１の端面に入射され、対向する第２の端面から出射される光が集光される位置に第３の光ファイバが配置されることを特徴とする請求項１に記載の波長選択性光学デバイス。
【請求項４】
前記光学フィルタが多層膜光学干渉フィルタであることを特徴とする請求項１に記載の波長選択性光学デバイス。
【請求項５】
前記光学フィルタは、前記２つのロッドレンズを接合したレンズの第１、第２の光ファイバに対向する端面と反対側の端面に直接成膜されていることを特徴とする請求項４に記載の波長選択性光学デバイス。
【請求項６】
前記２つのロッドレンズを接合したレンズは、該レンズを隙間無く挿入することが可能な内径を有し、その一方の端部に前記光学フィルタが密着固定された筒状部材の他方の端部から挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の波長選択性光学デバイス。
【請求項７】
互いに異なる分布屈折率定数を有し外径が実質的に等しい２つのロッドレンズの端面を光軸が一致するように互いに接合してレンズを構成し、その一方の端面に密着または近接して所定の波長域を透過または反射する光学フィルタを固定し、他方の端面に、該端面に対向して配置した２本の光ファイバを所定の間隔で固定し、一方の光ファイバから前記光学フィルタが反射する波長域の光を前記レンズに入射させ、該光学フィルタによって反射された光を前記レンズにより他方の光ファイバに結合させ、その結合した光の強度が最大もしくは所定値以上となるように前記ロッドレンズと所定の間隔で固定された２本の光ファイバの相対位置を調整した後、固定した波長選択性光学デバイスの、前記２つのロッドレンズのレンズ長の組合せを変更し、前記反射波長域の代表値を所定の範囲内に調整することを特徴とする波長選択性光学デバイスの波長特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信分野における多数の波長の光信号を重畳して一本の光ファイバにより伝送する波長多重方式に用いられる波長選択性光学デバイスに関する。特に、波長選択素子として光学フィルタを用いる波長選択性光学デバイスおよびその調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等においては、情報の伝送や授受を制御するために、光の波長の性質を利用する手段が知られている。例えば、多波長の狭線幅レーザ光を高密度に重畳して一本の光ファイバに入出力する波長多重大容量光通信（Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)、Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM)等）が普及しつつあるが、この波長多重光通信では、その多重化された光信号から所望の波長信号（チャンネル）を分波したり、あるいは逆に合波して一本のファイバに束ねたりする必要がある。
【０００３】
各チャンネルの中心波長と波長幅は規格化されており、そのシステムを構成する光カプラは所望のチャンネル信号のみを選択して低損失で取り出し、かつその隣接するチャンネルおよびその外側のチャンネルを伝搬する信号が混入しないように信号の漏話（クロストーク）を阻止しなければならない。
【０００４】
誘電体多層膜干渉光学フィルタを波長分離素子として利用したＤＷＤＭやＣＷＤＭ等の高密度波長多重システムでは、取り出し信号の分離を高め、クロストークを低減するために、フィルタ透過光を信号の選択に用い、残留反射を含む反射光は次段の光カプラへのエクスプレス信号として扱うことが一般的である。
【０００５】
光学フィルタとしては、所定の波長域のみ透過するバンドパスフィルタ（Bandpass Filter, BPF)、所定波長より短波長側のみ透過する短波長透過フィルタ（Shortwave Pass Filter, SWPF）、所定波長より長波長側のみ透過する長波長透過フィルタ（Longwave Pass Filter, LWPF）等、用途により種々あるが、ＤＷＤＭやＣＷＤＭではＢＰＦを通常用いる。
【０００６】
ここで重要なのは（１）ＢＰＦの透過波長帯の両側波長エッジが選択するチャンネルの両端の波長の外側にあり、チャンネル内の全ての波長域で信号の損失が小さいこと、（２）ＢＰＦの透過波長域が選択しない隣接チャンネルの波長域を含まないように、両側波長エッジが位置し、選択しないチャンネルのクロストークが十分小さいこと、である。
【０００７】
ＢＰＦの波長帯域（Bandwidth）や漏話阻止量（アイソレーション）などの特性は光学フィルタの設計によりほぼ決まるが、光学フィルタのエッジ波長、中心波長等の値は光学フィルタ生産時にロット毎にバラツキが生じる。また一枚のガラス基板に複数の光学フィルタを作製する場合でも、これらの値にはある程度の変動が生じる。そのため、光カプラの組み立て時に、意識的に波長シフト量を調整（波長チューニング）してこの光カプラを構成要素とする光学系（コンポーネント）の規格に合わせ込む必要がある。
【０００８】
例えば１００ＧＨｚＤＷＤＭシステムの場合、チャンネル間隔は約０．８ｎｍ、チャンネル帯幅は約０．２２ｎｍであるため、０．１ｎｍ程度の小さな波長ずれであってもコンポーネントの動作特性に大きな影響を及ぼす可能性がある。
【０００９】
図１はＢＰＦの中心波長の調整の概念を示している。所定の設計値に基づいて作製したＢＰＦに所定の方法で入射光を入射した場合の透過特性が破線で示すようになっていたとする。これは規定されたチャンネル（ｘ）の中心波長λ０より長波長側にずれ、選択すべきチャンネル（ｘ）のチャンネル帯幅の短波長側で損失が増大する。また選択しない長波長側のチャンネル（ｘ＋１）のクロストークが増加する。そこでこの特性を何らかの方法で実線で示すように波長チューニングをする必要がある。
【００１０】
ところで波長選択性のある誘電体多層膜光フィルタは入射光線の入射角が変化すると、その波長エッジ、あるいはＢＰＦであればエッジとともにその透過帯中心波長が変化する。一般的に垂直入射時に比べて、斜入射することにより短波長側にシフトする。したがって、この現象を利用することにより上記の波長チューニングが可能である。
【００１１】
図２は屈折率分布型ロッドレンズを用いた波長多重光カプラの基本構成をしめす断面図である。２芯の光ファイバピッグテール２１と屈折率分布型ロッドレンズ３１から成る２芯光ファイバコリメータ２０のレンズ面３３に光学フィルタチップ４０を貼り付けたサブアッセンブリと、別の１芯光ファイバピッグテール２２（２芯を用いてもよい）と屈折率分布型ロッドレンズ３２からなる１芯光ファイバコリメータ１０を光学的に調芯固定することにより組み立てられる。
【００１２】
２芯の内の１本の光ファイバ２３からの出射光は屈折率分布型ロッドレンズの一方の端面から入射される。レンズのレンズ長を０．２５ピッチ（屈折率分布型ロッドレンズに固有の光線蛇行周期（ピッチ）の１／４）とすれば、レンズからの出射光はコリメートされ平行光となる。この平行光に含まれる所定波長範囲の光は光学フィルタチップ４０で反射され、再びロッドレンズ３１で集光されて、もう一本の光ファイバ２５に結合する。
【００１３】
また反射される波長範囲以外の光は光学フィルタチップ４０を透過し、１芯光ファイバコリメータ１０のロッドレンズ３２で集光されて、光ファイバ２５に結合する。この様な光路を経て信号光は光学フィルタの光学特性を反映して波長分離される。
【００１４】
光学フィルタの波長チューニングに関する従来の技術として、例えば特許文献１には２本の光ファイバの配列間隔を変えることにより光学フィルタへの入射角を変化させて、中心波長を調整する技術が開示されている。すなわち、光ファイバピッグテール２１の光軸と光ファイバ２３、２４の光軸との距離（光ファイバオフセット量、図２参照）ｄを変えることによりロッドレンズ３１への光入射位置が変わり、光学フィルタチップ４０への入射角度（φ）が変わる。光ファイバ間隔２ｄ（２本の光ファイバ２３、２４は、通常、ロッドレンズ３１の光軸から等距離に配置する）が大きくなれば選択信号の中心波長は短波長側にシフトする。
【００１５】
同様に特許文献２では、実際に光カプラの生産に適するように２本の光ファイバを所定の間隔でホルダ内に固定し、いわゆる２芯光ファイバピッグテールという形態を構成している。このホルダを交換して光ファイバの光軸の間隔を変えることにより光学フィルタへの入射角を変化させることができるので、中心波長の調整（チューニング）が可能である。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第５７９９１２１号明細書
【特許文献２】米国特許第６０８４９９４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記の２芯光ファイバコアの間隔調整による選択中心波長のチューニング方法には、以下の様な問題点があった。
【００１８】
２本の光ファイバのコア間隔は、２本の光ファイバを平行に密着させた場合が最小であり、この下限値は光ファイバのクラッド径（一般的に１２５μｍ）によって規定される。ロッドレンズには有限な有効径（レンズとして機能する直径）が存在するので、コア間隔の上限値はこれによって制限される。したがって十分な選択中心波長範囲の調整ができない。
【００１９】
また、現実的な光ファイバの固定方法としては上記のようなホルダが用いられるのが一般的である。このホルダには通常、柱状部材の軸に沿って光ファイバを挿入する貫通孔を開けたキャピラリが用いられる。しかしとくに上記のコア間隔の下限値付近では貫通孔間隔が小さくなるため、間隔を所望の値に制御して２つの貫通孔を加工することが難しい。
【００２０】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、光ファイバのクラッド径やロッドレンズの有効径に制約されずに高精度な波長チューニングを行うことを可能にした波長選択性光学デバイス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】
【００２１】
本発明の波長選択性光学デバイスは、つぎのように構成を有するものを対象とする。多重化された複数の波長の光信号を伝搬する、第１の光ファイバの端面に対向して、この光ファイバの端面から出射する発散光を平行光に変換するようにレンズを配置し、このレンズから出射される平行光が入射する位置に光学フィルタを配置する。この光学フィルタによって反射された光をレンズに再度入射しレンズによってこの光が集光される位置に第２の光ファイバを配置する。
【００２２】
上記のような構成の波長選択性光学デバイスにおいて、レンズは、互いに異なる分布屈折率定数を有し外径が実質的に等しい２つの屈折率分布型ロッドレンズの端面を光軸が一致するように互いに接合したものとする。
【００２３】
屈折率分布型ロッドレンズの半径（ｒ）方向の屈折率分布Ｎ（ｒ）は次式で近似される。
Ｎ（ｒ）＝Ｎ０｛１−（√Ａ）２／２｝ｒ２｝
このとき、√Ａは屈折率分布定数である。光ファイバのコア間隔を固定したままでもロッドレンズからの出射光角度、すなわち、光学フィルタへの入射光角度は√Ａを変化させることにより変化させることができるが、√Ａの異なる２個の屈折率分布型ロッドレンズを種々組み合わせることにより、等価的に√Ａの異なるロッドレンズを構成することができる。このようにすることにより２本の光ファイバのコア間隔を変える調整は不要となり、コア間隔を変更するために、多数の貫通孔間隔の異なるキャピラリを準備する必要がなくなる。すなわち、コア間隔による制限は解消し、中心波長を正確に調整した波長選択性光学デバイスを容易に提供できる。
【００２４】
２つの屈折率分布型ロッドレンズを組み合わせるに際して、２つのレンズの屈折率分布定数が√Ａ1、√Ａ2、中心軸上の屈折率がＮ01、Ｎ02であるとき、各レンズのレンズ長Ｚ1、Ｚ2は、次式
ｔａｎ（√Ａ1・Ｚ1）・ｔａｎ（√Ａ2・Ｚ2）＝Ｎ01・√Ａ1／（Ｎ02・√Ａ2）
を実質的に満たすことが望ましい。
【００２５】
この条件を満たすことにより、２つのロッドレンズを接合したレンズは１つの屈折率分布型ロッドレンズと等価に取り扱うことができる。
【００２６】
また、上記の光学フィルタを透過した光を光学フィルタに対向するように配置した屈折率分布型ロッドレンズの第１の端面に入射し、対向する第２の端面から出射する光を第３の光ファイバに結合することが好ましい。
【００２７】
上記のように反射波長域が正確に調整されていれば、透過波長域も同様に調整されるので、反射光と透過光を利用する波長選択性光学デバイスが容易に提供できる。
【００２８】
上記の光学フィルタは多層膜光学干渉フィルタであることが望ましい。このフィルタは入射角度によって反射波長または透過波長が変化するので、本発明の目的が達成できる。
【００２９】
また、上記の光学フィルタは第１のロッドレンズの第２の端面に直接成膜されていることが望ましい。多数の√Ａの異なるロッドレンズに光学フィルタを構成する誘電体多層膜を同時に直接成膜することにより、種々の中心波長を有する波長選択性光学デバイスを容易に提供できる。
【００３０】
あるいは、第１の屈折率分布型ロッドレンズを隙間無く滑り込ませることが可能な内径を有する筒状部材を用意し、その一方の端部に光学フィルタを設けた光学フィルタチップを貼り付け、他方の端部から第１の屈折率分布型ロッドレンズを挿入することが望ましい。
【００３１】
この構成により、√Ａが異なり外径の等しい多数のロッドレンズを差し替えることにより、所望の中心波長を有する波長選択性光学デバイスを容易に提供できる。
【００３２】
すなわち、光学フィルタの透過光あるいは反射光の中心波長が所望の範囲内となるように、種々異なる√Ａを有する複数の屈折率分布型ロッドレンズ群から第１の屈折率分布型ロッドレンズを選択することが望ましい。
【００３３】
本発明の波長選択性光学デバイスを組み立てる際、上記の２芯光ファイバピッグテールの一方の光ファイバから光学フィルタが反射する波長域の光をロッドレンズに入射させ、光学フィルタによって反射された光をロッドレンズにより他方の光ファイバに結合させる。そしてその結合した光の強度が最大もしくは所定値以上となるようにロッドレンズと２芯光ファイバピッグテールの相対位置を移動、固定する。つぎに上記最初に組み込んだロッドレンズを、屈折率分布定数の異なる他のロッドレンズに交換し、波長選択性光学デバイスの反射波長域の代表値、例えば中心値を所定の範囲内に調整する。
【００３４】
このような波長特性調整方法をとることにより、光ファイバの間隔を変更することなく、波長選択性光学デバイスの波長選択特性を所定値に調整することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明により、目標中心波長からずれた光学フィルタが製造された場合であっても、２芯光ファイバのコア間隔を修正することなく、適正動作可能な波長選択性光学デバイスを作製することができる。したがって光学フィルタの生産工程を含め、組み立て生産歩留まりを大幅に改善できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
屈折率分布型ロッドレンズの半径ｒ方向の屈折率分布Ｎ（ｒ）が次式で表せるとする。
Ｎ（ｒ）＝Ｎ0・｛１−（（√Ａ）２／２）ｒ２｝
ただしＮ0はロッドレンズの中心軸上の屈折率、√Ａは屈折率分布定数である。
【００３７】
また、このレンズの光線方程式は次式（数１）で示される。
【００３８】
【数１】
2007241226.tif 000003
【００３９】
ここでｒ1、θ1はロッドレンズの第１の端面における光線の入射位置（光軸からの距離）と入射角（単位：ラジアン）で、ｒ2、θ2はロッドレンズの第２の端面における光線の出射位置（光軸からの距離）と出射角（単位：ラジアン）である。またＺはレンズ長である。
【００４０】
√Ａ・Ｚ＝π／２のとき、上の光線方程式は簡単になり、
θ2＝−Ｎ0√Ａ・ｒ1
の関係が得られる。Ｐ＝２π／√Ａの場合をこのレンズの光線蛇行周期（ピッチ）と呼ぶ。上記√Ａ・Ｚ＝π／２の関係はＺ＝Ｐ／４、すなわち０．２５ピッチ長のレンズを用いる場合に対応する。
【００４１】
０．２５ピッチのレンズ長のレンズでは、上式より出射角θ2はθ1にはよらず、ｒ１、Ｎ0を一定にすれば√Ａに比例する。すなわちロッドレンズの√Ａに調整を施せば、２芯光ファイバピッグテールにおける光ファイバのコア間隔（２ｄ）を固定したまま（入射光の入射位置を変えない）でもロッドレンズからの出射光の角度が調整でき、したがって光学フィルタへの入射光角度を調整できる。
【００４２】
√Ａの調整は、ガラス母材の組成、ガラス母材の直径、イオン交換条件等の調整により行うことができる。またイオン易動度の大きくなる温度域でレンズをアニーリングすることにより、一度製作したレンズの√Ａを再調整することも可能である。
【００４３】
上記は１個のレンズを用いる場合であるが、２個以上のレンズを組み合わせることもできる。いま、第１のロッドレンズの屈折率分布定数を√Ａ1、中心屈折率をＮ01、レンズ長をＺ1とし、第２のロッドレンズのそれを√Ａ2、Ｎ02、Ｚ2とする。この２つのレンズを接続したときの光線方程式は次式（数２）のようになる。
【００４４】
【数２】
2007241226.tif 000004
【００４５】
ここでｒ1、θ1は第１のロッドレンズの第１の端面における光線の入射位置と入射角で、ｒ3、θ3は第２のロッドレンズの第２の端面における光線の出射位置と出射角である。
【００４６】
上式より、出射角θ3が入射光の位置ｒ1が一定のときθ1にはよらない条件は次式の通りである。
ｔａｎ（√Ａ1・Ｚ1）・ｔａｎ（√Ａ2・Ｚ2）
＝Ｎ01・√Ａ1／（N02・√Ａ2）
√Ａ1、√Ａ2を一定としたとき、任意のＺ1に対してこの式を満たすZ２が存在する。そしてこのＺ1とＺ2の組合せにしたがってｒ1に対するθ3が決定される。実際には２つのレンズのピッチの合計が０．２２〜０．２５、あるいは０．７２〜０．７５になるように選ぶ。
【００４７】
すなわち、２種類の屈折率分布定数をもつロッドを用意し、それぞれ上式を満たすような組合せのレンズ長のレンズを作製し、それらを接合したレンズを用いれば所望の出射角を得ることができる。
【００４８】
多種類の√Ａをもつレンズを作製するには条件をそれぞれ変えてイオン交換等一連の工程を経なければならない。またレンズ作製後の熱処理では√Ａの調整に限界がある。これに対して２種類の√Ａのロッドだけを準備し、それを複数種類の長さに切断、研磨する方が製造工程は簡単化されるという利点がある。
【００４９】
本発明の光学フィルタには多層膜を積層した光学干渉フィルタが用いられる。誘電体等で構成される各層の材料の屈折率と膜厚、すなわち光学膜厚の周期構造を設計することにより、所望の波長特性を得ることができる。所定の波長範囲を透過し、その他の波長範囲を反射する図１に示す特性を備えたバンドパスフィルタ、所定の波長より長いかまたは短い波長範囲のみを透過し、他を反射するエッジフィルタがその代表的なものである。これらを組み合わせて光ファイバ増幅器の利得を平坦化するための波長によって透過率が変化する利得平坦化フィルタを実現することもできる。本発明では、各種光学フィルタの波長特性に関わる代表波長を調整する。バンドパスフィルタでは透過波長範囲の中心波長、エッジフィルタでは透過率が５０％となる波長などを代表波長とする。
【００５０】
２芯（あるいはそれ以上）の光ファイバピッグテールと屈折率分布型ロッドレンズからなる２芯ファイバコリメータのレンズ端面近傍に光学フィルタチップを固定したサブアッセンブリと、別の１芯（あるいはそれ以上）の光ファイバピッグテールとロッドレンズからなる１芯ファイバコリメータを、光学的に調芯固定した光カプラを作製する際に、異なるレンズ長の組合せを用いて光学フィルタの透過光もしくは反射光の帯域中心波長を任意に調整（チューニング）する。
【実施例】
【００５１】
以下、波長チューニングを行って波長選択性光学デバイスである波長多重光カプラを構成する方法について図を用いて詳細に説明する。なお、図中で同一部材は同一符合を付けて示す。
【００５２】
本実施例は選択波長帯域の目標中心波長を１５５０．１２ｎｍとする波長多重光カプラである。
【００５３】
透過帯域幅を０．３ｎｍとなるように設計した誘電体多層膜ＢＰＦをガラス基板上に形成した。図３に示すように、このＢＰＦチップ（光学フィルタ）１４０を、屈折率分布定数（√Ａ）０．３２６ｍｍ-1でレンズ長が０．２５ピッチの屈折率分布型ロッドレンズ１３１の出射側端面１３３に治具を用いて圧着固定する。
【００５４】
このロッドレンズ１３１の入射側端面１３５は、入射光が光ファイバに戻るのを防止するため、ロッドレンズ１３１の中心軸１３７に対して傾斜するように加工するのが望ましい。この端面１３５に対向して２芯光ファイバピッグテール１２１を配置し、その位置を調芯する。なお、２本の光ファイバ１２３、１２５はクラッド径１２５μｍの通常の単一モード光ファイバであり、この２本の光ファイバを密着させて、コア間隔を１２５μｍとした。
【００５５】
調芯作業においては、一方の光ファイバ（第１の光ファイバ）１２３から、波長１．５５μｍ帯で、かつ光学フィルタ１４０の透過波長外の波長のレーザ光を入射する。この光は光学フィルタ１４０で反射され、ロッドレンズ１３１を通って端面１３５から出射する。この光が光ファイバ（第２の光ファイバ）１２５に結合する光量が最大になるように、ロッドレンズ１３１と光ファイバピッグテール１２１の位置を相対的に移動させ調芯する。
【００５６】
調芯を完了した後、レーザ光の波長を５ｎｍにわたって掃引し、透過波長スペクトルを測定した。その結果、目標中心波長１５５０．１２ｎｍに対し、実測された中心波長は１５５０．２６ｎｍであった。
【００５７】
そこで図４（Ａ）に示すように、√Ａ＝０．３２６ｍｍ-1で０．１００ピッチの第１のロッドレンズ２３１と√Ａ＝０．４１８ｍｍ-1で０．１２８ピッチの第２のロッドレンズ２３２を加熱して圧着（オプティカルコンタクト）した複合レンズ２３０を準備した。１つのロッドレンズを用いる場合と同様に、第１のロッドレンズの光ファイバに対向する端面２３５は光軸に対して斜めになるよう加工しておくことが望ましい。２つのレンズの接合面２３７は光軸に対して垂直であってもよい。この複合レンズ２３０を図４（ａ）に示すように図３のレンズ１３１と差し替えて光ファイバピッグテール１２１の位置を再調芯した。その結果、中心波長１５５０．１４ｎｍのスペクトルを得たため、エポキシ樹脂で各部材を接着固定し、２芯光ファイバコリメータを完成した。２種類のロッドレンズレンズの組み合わせで等価的な√Ａを増加調整したことにより、０．１２ｎｍ短波長側への波長チューニングを実現することができた。
【００５８】
光学フィルタ付きの２芯コリメータを完成させた後、図４（Ｂ）に示すように光学フィルタ１４０の透過光が、第３の光ファイバ１２７を有する１芯の光ファイバピッグテール１２２とロッドレンズ１３２から成る１芯光ファイバコリメータに結合する光量が最大になるように位置を調芯した後、エポキシ樹脂で接着固定して３ポートの光カプラを完成した。
【００５９】
光学フィルタの透過光のスペクトルを測定したところ、透過域と阻止域は光学フィルタの反射光と逆の形状になるが、中心波長は正確に１５５０．１４ｎｍで一致した。
【００６０】
この他のレンズの組み合わせと波長シフトの関係の計算値を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2007241226.tif 000005
【００６２】
この表における波長シフト量は垂直光入射時の設計基準波長が１５５０ｎｍである光学フィルタを用いた場合の値を示している。最上段の屈折率分布定数√Ａ＝０．３２６ｍｍ−１でレンズ長が０．２５ピッチの単レンズの場合、斜め入射により１５５０ｎｍから−０．３１７ｎｍの波長シフトが生じている。これを√Ａ＝０．３２６ｍｍ-1で０．１００ピッチのレンズと√Ａ＝０．４１８ｍｍ-1で０．１２８ピッチのレンズの組み合わせに変更すると波長シフト量は−０．４４１ｎｍとなり、−０．１２４ｎｍの波長チューニングが行えることになり、上記の実測結果とよく一致している。
【００６３】
なお、本実施例では精密平面研磨したロッドレンズの端面同士を接着剤を用いずに、オプティカルコンタクトにより接合したが、屈折率を合わせた光学接着剤により面接着してもよい。あるいは無反射膜光学コーティングを施したロッドレンズの端面同士を近接させ、周囲を接着剤で固定することにより、光路に接着剤を入れずに２つのレンズを固定することも可能である。
【００６４】
なお、上記の例では、光学フィルタはガラス基板上に作製されたものを使用したが、第２の屈折率分布型ロッドレンズ２３２の端面上に直接成膜することも可能である。このようなロッドレンズ端面への直接成膜は通常、１回に多数のレンズに対して行うことができるので、レンズ長の異なる複数種類のレンズに対して同一膜構成の誘電体多層膜を同時に成膜することができる。
【００６５】
複数の複合レンズを交換して波長チューニングを行うにはつぎのような構成を用いると便利である。
【００６６】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、外形寸法１．８ｍｍ角、透過帯域幅０．３２ｎｍのＢＰＦチップ（光学フィルタ）３４０を、内径１．８１ｍｍ、外径２．６ｍｍ、長さ２ｍｍのガラスチューブ（筒状部材）３５０の一方の端部３５２に接着する。そのガラスチューブ３５０に外径１．８０ｍｍの２つのロッドレンズを接合した複合レンズ３３０を光学フィルタ３４０に接触するようにしっかりと挿入した後、上記同様にコア間隔１２５μｍの２芯光ファイバピッグテール１２１を複合レンズ３３０のＢＰＦチップに接する端面と反対側の端面（第１の端面）３３５に対向させ、その位置を調芯する。
【００６７】
波長の調整が不十分である場合には、複合レンズ３３０をガラスチューブ３５０から引き抜き、別の複合レンズを密着挿入して再度光ファイバピッグテール１２１を調芯すればよい。調芯完了後、エポキシ接着剤によりガラスチューブ３５０と複合レンズ３３０、および光学フィルタ３４０と反対側のレンズ端面３３５と２芯光ファイバピッグテール１２１を固定することにより、フィルタ付２芯ファイバコリメータを作製することができる。フィルタの透過光に対する１芯光ファイバコリメータも同様である。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
上記の実施形態ではＢＰＦの中心波長をチューニングし、入射信号から選択した１つのチャンネルの信号を分離する光カプラについて説明したが、本発明はこの他の波長選択性光学デバイスにも適用できる。
【００６９】
上記の１つのチャンネルの選択ではなく、複数チャンネルの選択を必要とする場合もある。この場合には、エッジフィルタ、すなわちＳＷＰＦまたはＬＷＰＦを使用するが、この波長エッジについても数ｎｍ以下の精度で調整しなければならないので、本発明が適用できる。
【００７０】
さらに例えば、光アド・ドロップモジュールなどでは、複数の光学フィルタを使用し、光ファイバは３ポート以上になるが、選択するチャンネル群の波長規格は上記同様であり、これらの波長エッジの調整にも本発明は適用できる。
【００７１】
上記においては離散的な複数の波長をもつ光信号を多重化して行う波長多重通信に用いる波長多重光カプラについて説明したが、本発明はこれ以外の波長選択性光デバイスにも適用できる。
【００７２】
例えば、減衰した光ファイバの伝搬光を増幅するために広く用いられているエルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）の利得は波長依存性をもっている。この波長による利得変化を平坦化するため、利得平坦化フィルタが用いられる。精度の高い平坦化を行うためにはこのフィルタの波長特性を調整する必要があり、本発明が適用できる。
【００７３】
またロッドレンズへの入射光が離散的でなく、連続的なスペクトルをもつ場合に光学フィルタでその一部を選択したい場合にも本発明は適用できる。例えばスーパールミネッセントダイオードが発するスペクトル幅の広い光から狭い波長範囲の光を取り出したい場合に、光源であるダイオードからの出射光を直接屈折率分布型ロッドレンズに入射し、光学フィルタによる反射光または透過光の光ビームを利用する。この光ビームの波長を精度良く選択するために本発明が適用できる。また上記ＥＤＦＡから出射するＡＳＥ光から狭い波長成分を取り出す場合なども同様である。このような光ビームは必ずしも光ファイバに結合して利用するとは限らず、光学フィルタによる反射光または透過光を直接受光素子に入射して電気信号に変換することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】光学フィルタ（ＢＰＦ）の透過帯スペクトルとその中心波長チューニングを示す概念図である。
【図２】従来の屈折率分布型ロッドレンズを用いた波長多重光カプラの断面模式図である。
【図３】波長多重光カプラの２芯光ファイバコリメータの断面模式図である。
【図４】本発明の波長多重光カプラの断面模式図である。
【図５】本発明の波長多重光カプラの構造例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
２１、１２１  ２芯光ファイバピッグテール
２２、１２２  １芯光ファイバピッグテール
３１、３２、１３１、１３２、２３１、２３２  屈折率分布型ロッドレンズ
４０、１４０、３４０  光学フィルタ
２３０、３３０  複合レンズ
３５０  ガラスチューブ
【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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