(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１ピッチのグリンレンズの入射側から０．２５ピッチの位置に、該グリンレンズの中心軸を横切る溝が設けられ、該溝に誘電体多層膜が挿入され、該グリンレンズの入射側に、光を入射する入射ポート用の光ファイバと、前記誘電体多層膜で反射した光を受光する反射ポート用の光ファイバが設けられ、該グリンレンズの出射側に、前記誘電体多層膜を透過した光を受光する透過ポート用の光ファイバが設けられていることを特徴とする光合分波モジュール。
【請求項２】
請求項１に記載の光合分波モジュールにおいて、グリンレンズが固定部材本体の凹部に収められ、入射ポート用の光ファイバの端部と、透過ポート用の光ファイバの端部が、それぞれ、当該固定部材本体の該グリンレンズの入射側と出射側に設けられた同一軸上の溝に収められていることを特徴とする光合分波モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はグリンレンズを用いた光合分波モジュールに関し、特に透過ポート用の光ファイバの調芯（受光位置の位置決め）が容易なものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長の異なる複数系統の光を合成（合波）したり、分離（分波）する特性を備えた光合分波モジュールとしては、例えば図８に示した構造のものが提案されている。
この光合分波モジュールにおいては、円柱状のふたつの０．２５ピッチグリンレンズ１、１の間に誘電体多層膜２が挟まれ、これらが接着剤などで固定されている。
グリンレンズは、光ファイバなどと同様に中心の屈折率が高く、外周に向かって屈折率が低くなっているレンズである。
【０００３】
一方、入射ポート６用と反射ポート７用の光ファイバ素線３、３は、その先端の被覆層３ｂ、３ｂが除去されることにより露出した裸光ファイバ３ａ、３ａが、円柱状のキャピラリ４に設けられたふたつの細孔４ａ、４ａに、それぞれ挿入され、接着剤４ｂにて固定されている。
そして、このキャピラリ４が、入射側の０．２５ピッチグリンレンズ１に接着剤などで固定されている。
また、透過ポート８用の光ファイバ素線３は、同様にしてキャピラリ５の細孔５ａに挿入され、接着剤５ｂにて固定され、出射側の０．２５ピッチグリンレンズ１に、接着剤などで固定されている。
【０００４】
この光合分波モジュールは、図９（ａ）に示したように、ふたつの０．２５ピッチグリンレンズ１、１と誘電体多層膜２を一体化した後、入射ポート６用の光ファイバ素線３と反射ポート７用の光ファイバ素線３の調芯を行って、入射側の０．２５ピッチグリンレンズ１とキャピラリ４とを固定して一体化する。
すなわち、入射ポート６から入射側の０．２５ピッチグリンレンズ１に入射した光の一部が誘電体多層膜２にて反射した反射光が、反射ポート７にて受光されるように位置決めを行って固定する。
【０００５】
この後、図９（ｂ）に示したように、透過ポート用の光ファイバ素線３の調芯を行って出射側の０．２５ピッチグリンレンズ１とキャピラリ５とを固定して一体化する。
すなわち、前記入射ポート６から入射した光のうち、誘電体多層膜２を透過する透過光が、反射ポート７にて受光されるように位置決めを行って固定する。
【０００６】
その結果、図８に示したように、入射ポート６から異なる波長の複数の光の合波光を入射すると、これらの波長のうち、誘電体多層膜２を透過できない波長の光が反射光として反射ポート７にて受光され、誘電体多層膜２を透過できる波長の光が透過光として透過ポート８にて受光され、分波を行うことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この光合分波モジュールにおいては、上述のように調芯を２度行わなければならず、製造操作が煩雑であった。
なお、このように０．２５ピッチグリンレンズ１を用いた場合、前記反射光は、０．２５ピッチグリンレンズ１、１の中心軸Ａを中心としたとき、入射光の入射位置（入射光の光軸）の対称位置に集光される。したがって、反射ポート７の調芯は入射ポート６の位置から比較的容易に行うことができる。
これに対して、前記透過光は、入射側と出射側の０．２５ピッチグリンレンズ１、１の中間付近で傾斜した平行光となるため、入射光の光軸からずれた位置に集光される。したがって、透過ポート８の調芯は特に困難である。
また、この光合分波モジュールは部品数が多く、かつこれらを長さ方向にそって並べて接着剤で固定したものなので、機械的な強度が十分ではないという問題があった。
【０００８】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、簡単な操作で製造できる光合分波モジュールを提供することを課題とする。
具体的には、特に透過ポートの調芯の操作性が良好な光合分波モジュールを提供することを目的とする。
また、機械的な強度が良好な光合分波モジュールを提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明においては、１ピッチのグリンレンズの入射側から０．２５ピッチの位置に、該グリンレンズの中心軸を横切る溝が設けられ、該溝に誘電体多層膜が挿入され、該グリンレンズの入射側に、光を入射する入射ポート用の光ファイバと、前記誘電体多層膜で反射した光を受光する反射ポート用の光ファイバが設けられ、該グリンレンズの出射側に、前記誘電体多層膜を透過した光を受光する透過ポート用の光ファイバが設けられていることを特徴とする光合分波モジュールを提案する。この光合分波モジュールにおいて、グリンレンズが固定部材本体の凹部に収められ、入射ポート用の光ファイバの端部と、透過ポート用の光ファイバの端部が、それぞれ、当該固定部材本体の該グリンレンズの入射側と出射側に設けられた同一軸上の溝に収められている構成とすると、グリンレンズと入射ポート用および透過ポート用の光ファイバの位置決めが容易で、かつ機械的な強度を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図６は本発明の光合分波モジュールの一例を側面からみた状態を示した平面図である。
以下、図１（ａ）から図５に示されたこの光合分波モジュールの製造手順にそって説明する。
【００１１】
図１は、１ピッチのグリンレンズと光ファイバを固定する固定部材の構造を示したもので、図１（ａ）は側面から見た状態を示した平面図、図１（ｂ）は上方から見た状態を示した平面図である。
この固定部材１０は固定部材本体１１と反射ポート用固定部材１２とから構成されている。固定部材１０と、光ファイバ素線１３や１ピッチグリンレンズ１４との線膨張係数の差が大きいと、環境変化による固定部材１０の膨張、収縮によって、この光合分波モジュールの光学特性が変化することがあるため、固定部材１０の材料としては、好ましくは石英ガラスなどのガラス材料が選択される。
固定部材本体１１は、断面四角形の柱状で、その側面のひとつ（図面上方向の面）の両端部に平面１１ａ、１１ａが設けられ、これらの内側に、この平面１１ａ、１１ａよりも一段高い平面１１ｂ、１１ｂが設けられ、その内側に凹部１１ｃが設けられている。また、平面１１ｂ、１１ｂの幅方向の中心には、長さ方向にそう断面Ｖ字型の溝１１ｄ、１１ｄが同一軸上に設けられている。
【００１２】
この例において、固定部材本体１１の長さと幅は約２６ｍｍ、１．８ｍｍである。また、固定部材本体１１の長さ方向において、平面１１ａ、１１ａの長さは４ｍｍ、平面１１ｂ、１１ｂの長さは３．７５ｍｍである。また、平面１１ａと平面１１ｂとの高さの差は約１８７．５μｍ、平面１１ｂと凹部１１ｃの底面との高さの差は約９００μｍである。また、溝１１ｄ、１１ｄの深さは約１２５μｍである。
【００１３】
一方、反射ポート用固定部材１２は、固定部材本体１１の入射側の端部の上に固定されるものである。反射ポート用固定部材１２は、この端部とほぼ同様の形状を有し、平面１１ａに対応する平面１２ａと、平面１１ｂに対応する平面１２ｂとを備えた略断面四角形の柱状のものである。平面１２ｂには、長さ方向と平行な溝１２ｄが形成されている。この溝１２ｄは、平面１２ｂの幅方向の中心に設けられている。
【００１４】
この固定部材本体１１には、図２（ａ）に示したように入射ポート１６用と透過ポート１８用の光ファイバ素線１３、１３と、１ピッチグリンレンズ１４を固定する。
光ファイバ素線１３は、石英ガラスなどからなる裸光ファイバ１３ａの上に、紫外線硬化型樹脂などからなるプラスチック製の被覆層１３ｂが設けられて構成されている。なお、本発明において、光ファイバとは、裸光ファイバ、およびその上に被覆層が形成された光ファイバ素線や光ファイバ心線を包含するものとする。
この例において、裸光ファイバ１３ａの外径は１２５μｍ、光ファイバ素線１３の外径は２５０μｍである。
【００１５】
そして、入射ポート１６用の光ファイバ素線１３の先端の被覆層１３ｂを剥離し、露出した裸光ファイバ１３ａを固定部材本体１１の入射側の溝１１ｄに収め、その後方の被覆層１３ｂを平面１１ｂに配置し、これらを固定する。一方、出射側の固定部材本体１１の溝１１ｄに、透過ポート１８用の光ファイバ素線１３の裸光ファイバ１３ａを収め、その後方の被覆層１３ｂを平面１１ｂに配置し、これらを固定する。
【００１６】
１ピッチグリンレンズ１４は円柱状で、その入射側から０．２５（１／４）ピッチの位置に、この１ピッチグリンレンズ１４の中心軸Ｃを横切る溝１４ａが設けられ、この溝１４ａに略円板状の誘電体多層膜１５が挿入されている。
すなわち、この誘電体多層膜１５の入射側１４ｂの範囲が０．２５ピッチになっている。また、誘電体多層膜１５の出射側１４ｃの範囲が０．７５ピッチになっている。
【００１７】
この例において、１ピッチグリンレンズ１４のサイズは外径１．８ｍｍ、長さ９．６ｍｍである。
１ピッチグリンレンズ１４の外径は、この他、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、１．８ｍｍから適宜選択可能である。また、１ピッチグリンレンズ１４の長さは、この他５ｍｍ、８ｍｍ、１２ｍｍ、２０ｍｍから適宜選択可能である。１ピッチに対応する長さは１ピッチグリンレンズ１４の屈折率分布や材質などによって異なるためである。
【００１８】
また、誘電体多層膜１５は、例えば石英ガラスなどの基板上に、シリカ（ＳｉＯ2）やチタニア（ＴｉＯ2）などの屈折率の異なる薄膜を積層してなるものであって、材質や厚さなどは光の波長などによって適宜選択する。この例においてはＳｉＯ2とＴａ2Ｏ5からなる薄膜を交互に積層した厚さ約２０μｍのものを用いている。
また、この例において、溝１４ａの深さは１．４ｍｍである。
【００１９】
この１ピッチグリンレンズ１４は、前記固定部材本体１１の凹部１１ｃに収め、固定する。
このとき、図２（ｂ）に示したように、入射ポート１６から１ピッチグリンレンズ１４に入射した光の光軸Ｂは、透過光の集光位置と一致する。なお、光軸Ｂは、グリンレンズの中心軸Ｃとは一致せず、距離ａの位置にある。この例においてａは１２５μｍである。
このため、１ピッチグリンレンズ１４の入射側と出射側の対称位置に入射ポート１６と透過ポート１８を配置すれば必然的に調芯が完了する。したがって、予め溝１１ｄ、１１ｄをこのような配置条件を満足するように設計しておけば、製造時の調芯を省略あるいは簡略化することができる。
【００２０】
一方、反射ポート１７用の光ファイバ素線１３も、入射ポート１６用の光ファイバ素線１３などと同様にして、図３に示したように、反射ポート用固定部材１２に接着剤などによって固定する。
そして、図４、図５に示したように、固定部材本体１１の入射側の光ファイバ素線１３、１３の固定面と、反射ポート用固定部材１２の光ファイバ素線１３の固定面とが対向するように、固定部材本体１１と反射ポート用固定部材１２とを一体化して、図６に示したような光合分波モジュールを完成させる。
このとき、図５中に示したＸ方向、Ｙ方向において、反射ポート１７の位置を調節することによって、反射光が受光できるように調芯を行う。なお、Ｙ方向の位置を調節し、平面１１ｂと平面１２ｂとの間に隙間が生じた場合は、固定用の樹脂などを多量に充填し、固定する。
【００２１】
なお、本発明の光合分波モジュールを構成する部材を固定する接着剤は、特に限定するものではないが、例えば紫外線硬化型、熱硬化型樹脂などが用いられ、この例においては紫外線硬化型樹脂を用いている。
また、固定部材本体１１に、１ピッチグリンレンズ１４と入射ポート１６用と透過ポート１８用の光ファイバ素線１３、１３を固定することができれば固定部材本体１１、凹部１１ｃ、溝１１ｄ、１２ｄの形状やサイズなどは特に限定することはない。
また、反射ポート用固定部材１２は必須ではなく、これ以外の方法で反射ポート１７用の光ファイバ素線１３を固定することもできる。
【００２２】
その結果、図６に示したように、入射ポート１６から異なる波長の複数の光の合波光を１ピッチグリンレンズ１４に入射すると、これらの波長のうち、誘電体多層膜１５を透過できない波長の光が反射光として反射ポート１７にて受光され、誘電体多層膜１５を透過できる波長の光が透過光として透過ポート１８にて受光され、分波を行うことができる。
【００２３】
なお、この光合分波モジュールに使用する１ピッチグリンレンズ１４に溝１４ａを形成するにおいては、図７に示した方法を採用すると効率がよく、好ましい。
すなわち、複数の１ピッチグリンレンズ１４…を、両端部の位置を揃えて並列させた後、溝切り用のブレード２０によって、これら複数の１ピッチグリンレンズ１４に、誘電体多層膜を挿入する溝１４ａ…を一度に形成する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光合分波モジュールにおいては、１ピッチのグリンレンズを用いているため、入射ポートの光軸と透過ポートへの集光位置が一致しており、透過ポートの調芯を省略、あるいは簡略化することができ、製造操作が簡単である。
また、１ピッチのグリンレンズと入射ポートと透過ポートが固定部材に固定されているため、機械的な強度が向上する。
また、複数の１ピッチのグリンレンズを並列させて、一度に誘電体多層膜を挿入する溝を形成することにより、さらに製造効率を向上させ、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  固定部材の構造を示したもので、図１（ａ）は側面から見た状態を示した平面図、図１（ｂ）は上方から見た状態を示した平面図である。
【図２】  図２（ａ）は固定部材本体に１ピッチのグリンレンズと、入射ポートの光ファイバと、透過ポート用の光ファイバを固定した状態を示した側面図、図２（ｂ）は、入射ポートと透過ポートの位置関係を示した側面図である。
【図３】  反射ポート用の光ファイバを反射ポート用固定部材に固定した状態を示した斜視図である。
【図４】  固定部材と反射ポート用固定部材とを一体化する操作を示した側面図である。
【図５】  固定部材本体と反射ポート用固定部材とを一体化した状態を示した側面図である。
【図６】  本発明の光合分波モジュールの一例を示した側面図である。
【図７】  １ピッチのグリンレンズに誘電体多層膜を挿入する溝を形成する操作を示した説明図である。
【図８】  従来の光合分波モジュールの一例を、上から見た状態を示した平面図である。
【図９】  図９（ａ）、図９（ｂ）の順に、図８に示した光合分波モジュールの製造手順を示した平面図である。
【符号の説明】
１０…固定部材、１１…固定部材本体、１１ｃ…凹部、１１ｄ…溝、
１２…反射ポート用固定部材、１２ｄ…溝、
１３…光ファイバ素線（光ファイバ）、
１３ａ…裸光ファイバ（光ファイバ）、１４…１ピッチグリンレンズ、
１４ａ…溝、１５…誘電体多層膜、
１６…入射ポート、１７…反射ポート、１８…透過ポート。
【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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【図９】
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