(57)【要約】【目的】  光送信モジュールのサイズが小さく、安価になる複合プリズムを提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の複合プリズムは、２個の三角柱状のプリズムを、多層膜を介して接合した複合プリズムにおいて、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ以上となることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個の三角柱状のプリズムを、多層膜を介して接合した複合プリズムにおいて、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ以上となることを特徴とする複合プリズム。
【請求項２】
前記多層膜は、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面上に、前記接合面から順に、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載の複合プリズム。
【請求項３】
前記多層膜は、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．９〜２．５の高屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層との順で形成された４層を１ユニットとした時、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面上に、前記ユニットを１単位又は２単位以上積層してなり、最上層に屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層を備えてなることを特徴とする請求項１に記載の複合プリズム。
【請求項４】
前記多層膜は、前記ユニットを２単位積層し、高屈折率膜が、波長５５０ｎｍにおいて０．０１〜０．２の光学膜厚を有することを特徴とする請求項３に記載の複合プリズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光送信モジュールに用いられる複合プリズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信システムにおいては、光出力が長期にわたって安定していることが不可欠であり、そのために光出力モニタ機能を光送信モジュールの筐体内に設けた光出力モニタ内蔵型の光送信モジュールが提案されている。
【０００３】
特に、図１１に示すように、従来の光送信モジュール２０は、ＬＤ１１（レーザダイオード）と光ファイバ１２の間に、２個の三角柱状のガラスプリズム１３ａ、１３ｂを、多層膜１３ｃを介して接合した複合プリズム１３を備えている。ＬＤ１１から出射された光線１４は、Ｓ偏光光１４ｓとＰ偏光光１４ｐという。）が存在し、これらの大部分は複合プリズム１３を通過して、光ファイバ１２に入射されるが、光線１４の一部は、複合プリズム１３の多層膜１３ｃで出射方向に対して略９０度の方向に反射して、光線１４の光量をモニタするために使用される。光線１４の反射光量を正確に測定するには、通常、反射光量が大きいＳ偏光光１４ｓを用い、Ｐ偏光光１４ｐを除去することが必要であるが、多層膜１３ｃは、Ｓ偏光光１４ｓとＰ偏光光１４ｐの消光比を大きく取れない。そのため、上記光送信モジュール２０は、Ｐ偏光光１４ｐを除去できる偏光子１５を備えている。また、偏光子１５を透過したＳ偏光光１４ｓは、ＰＤ１６（フォトダイオード）で受光され、その光量がモニタされ、その結果をＬＤ１１の出力値の安定性を確保するためにフィードバックするようになっている。
【特許文献１】特開２００４−１６５２９９号公報
【特許文献２】特開２００４−３４９６０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した光送信モジュール２０は、偏光子１６を備えているため、そのサイズが大きくなるとともに、高価になるという問題を有していた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、光送信モジュールのサイズが小さく、安価になる複合プリズム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】
【０００６】
上記課題を解決するために創案された本発明に係る複合プリズムは、２個の三角柱状のプリズムを、多層膜を介して接合した複合プリズムにおいて、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ以上となることを特徴とする。尚、上記最大透過損失は、波長１５２５〜１６１０ｎｍのおいて最大となる透過損失であり、消光比は、波長１５２５〜１６１０ｎｍにおけるＳ偏光光とＰ偏光光とのアイソレーションの差の最小値である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の複合プリズムは、上記した構成を有しているため、それを用いた光送信モジュールが偏光子を必要とせず、モジュールのサイズが小さくなるとともに、安価になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の複合プリズムは、最大透過損失が０．４ｄＢ以下であることが好ましく、０．３５ｄＢ以下であることがさらに好ましい。また、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比は、３０ｄＢ以上であることが好ましく、４０ｄＢ以上であることがさらに好ましく、５０ｄＢ以上であることが特に好ましい。
【０００９】
本発明の複合プリズムは、２個の三角柱状のプリズムを、多層膜を介して接合してあり、前記多層膜は、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面上に、前記接合面から順に、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層とを備えてなることが好ましく、また前記多層膜は、屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、屈折率が１．９〜２．５の高屈折率層と、屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層との順で形成された４層を１ユニットとした時、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面上に、前記ユニットを１単位又は２単位以上積層してなり、最上層に屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層を備えてなることが好ましい。
【００１０】
このようにすれば、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ以上となる。
【００１１】
また、上記した構成において、前記多層膜は、前記ユニットを２単位積層し、高屈折率層が波長５５０ｎｍにおいて０．０１〜０．２の光学膜厚を有することがより好ましい。
【００１２】
このようにすれば、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が３５ｄＢ以上となり、Ｐ偏光光の影響を受けにくく、高精度に入射光の光量をモニタできるからである。
【００１３】
また上記した構成において、特に、低屈折率層と中間屈折率層との間に、屈折率が１．９〜２．５の高屈折率層が形成されていないことが好ましい。このようにすれば、最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が７０ｄＢ以上となり、Ｐ偏光光の影響を受けにくく、さらに高精度に入射光の光量をモニタできるからである。
【００１４】
本発明の複合プリズムにおける多層膜の膜構成の第１の実施形態は、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面から順に、光学膜厚が０．３〜０．７で屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、光学膜厚が３．６〜７．０で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．３７〜０．７で屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、光学膜厚が３．６〜７．０で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．２５〜０．５で屈折率が１．３〜１．５の屈折率を有する低屈折率層とを備えてなる。
【００１５】
また本発明の複合プリズムにおける多層膜の膜構成の第２の実施形態は、入射光側又は出射光側のプリズムの接合面から順に、光学膜厚が０．４〜１．０で屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、光学膜厚が１．６〜３．０で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．０１〜０．２で屈折率が１．９〜２．５の高屈折率層と、光学膜厚が３．０〜４．０で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．０１〜０．７で屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層と、光学膜厚が２．５〜３．５で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．０１〜０．２で屈折率が１．９〜２．５の高屈折率層と、光学膜厚が１．６〜３．０で屈折率が１．６〜１．８の中間屈折率層と、光学膜厚が０．４〜１．０で屈折率が１．３〜１．５の低屈折率層とを備えてなる。
【００１６】
上記した構成において、２個の三角柱状のプリズムは、同材質のガラスプリズムであることが好ましく、ガラスプリズムの屈折率は１．４〜１．６であることが好ましい。
【００１７】
また、低屈折率層としては、ＳｉＯ2又はＭｇＦ2が、中間屈折率層としては、Ａｌ2Ｏ3が、高屈折率層としては、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＺｒＯ2及びＯＨ−５の群から選択された１種又は２種以上が使用可能である。
【００１８】
また低屈折率層、中間屈折率層及び高屈折率層は、物理蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等の公知の方法によって形成することができる。
尚、上記した光学膜厚及び屈折率は波長５５０ｎｍにおける値であり、以下も同様に取り扱う。
【実施例】
【００１９】
表１は、本発明の実施例１〜４を、表２は、本発明の実施例５〜７及び比較例を示す。図１は、本発明の複合プリズムの説明図である。図２〜９は、実施例１〜７及び比較例の反射光のアイソレーションを示すグラフである。図１０は、本発明の複合プリズムを用いた光送信モジュールの説明図である。
【００２０】
図１に示すように、実施例１〜７及び比較例の複合プリズム３は、断面が略二等辺直角三角形の柱状の入射光側のガラスプリズム３ａと、同形状の出射光側のガラスプリズム３ｂとが、多層膜３ｃを介して接合されている。多層膜３ｃは、表１、２に示す膜構成（表中の数字は波長５５０ｎｍにおける光学膜厚）となるように、入射光側のガラスプリズム３ａの接合面上にイオンプレーティング法によって形成してあり、多層膜３ｃが形成された入射光側のガラスプリズム３ａと出射光側のガラスプリズム３ｂとは、両ガラスプリズム３ａ、３ｂと略同一の屈折率を有する紫外線硬化型接着剤３ｄによって接着してある。尚、ガラスプリズム３ａ、３ｂは、屈折率が１．５のＢＫ−７からなる。また、実施例５のＯＨ−５は、オプトロン社製の商品名で、ＺｒＯ2を主成分としたＴｉＯ2との混合物である。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【表２】
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【００２３】
表１、２及び図２〜８から判るように、実施例１〜７は、いずれも最大透過損失が０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さく、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ以上であった。
【００２４】
一方、表２及び図９から判るように、比較例は、最大透過損失は０．５ｄＢ以下であり、Ｐ偏光光よりもＳ偏光光のアイソレーションが小さかったが、Ｓ偏光光とＰ偏光光との消光比が２５ｄＢ未満であった。
【００２５】
また図１０に示すように本発明の複合プリズム３を用いた光送信モジュール１０は、ＬＤ１（レーザダイオード）と光ファイバ２の間に、実施例１〜７の何れかの複合プリズム３を備えている。ＬＤ１から出射された光線４は、Ｓ偏光光４ｓとＰ偏光光４ｐからなり、これらの大部分は複合プリズム３を通過して、光ファイバ２に入射されるが、光線４の一部は、複合プリズム３の多層膜３ｃで出射方向に対して略９０度の方向に反射して、光線４の光量をモニタするために使用される。反射した光線４の光量を正確に測定するために、多層膜３ｃは、Ｓ偏光光４ｓを選択的に反射し、Ｐ偏光光４ｐは殆ど反射しない。そのため、上記光送信モジュール１０は、偏光子を使用することなく、Ｓ偏光光４ｓだけが、ＰＤ６（フォトダイオード）で受光され、その光量がモニタされ、その結果をフィードバックすれば、ＬＤ１の出力値の安定性を確保することができる。
【００２６】
一方、比較例の複合プリズムを使用した場合は、多層膜３ｃは、Ｓ偏光光４ｓとＰ偏光光４ｐとの消光比が２５ｄＢ未満であるため、上記光送信モジュール１０は、Ｐ偏光光４ｐを除去できる偏光子を備えていない場合には、Ｓ偏光光４ｓとＰ偏光光４ｐとが混在した状態になり、出射光４の光量の変化を忠実に再現することができない。従って、この光量をモニタしてフィードバックしても、ＬＤ１の出力値の安定性を確保することが困難になる。
【００２７】
尚、上記例では、入射光側のガラスプリズムの接合面に多層膜を形成しているが、出射光側のガラスプリズムの接合面に多層膜を形成しても同様の効果が得られる。
表１、２の最大透過損失及び消光比は次のようにして求めた。まず、多層膜を形成していない複合プリズム（リファレンスプリズム）と実施例及び比較例の複合プリズムについて、波長可変型の発光素子（ＬＤ）から波長１５２５〜１６１０ｎｍの入射光を偏波コントローラを介して入射光側のガラスプリズムに入射して、接合面を通過し、出射光側のガラスプリズムから出射されたＳ偏光透過光とＰ偏光透過光の透過強度と、接合面で反射したＳ偏光反射光とＰ偏光反射光の反射強度を受光素子（ＰＤ）によって１ｎｍ刻みで測定する。
【００２８】
次いで、測定したリファレンスプリズムと複合プリズムの透過強度及び反射強度からＳ偏光光とＰ偏光光について各波長において透過損失とＳ偏光光とＰ偏光光のアイソレーションを算出する。表１、２の最大透過損失は、Ｓ偏光光とＰ偏光光の透過損失のうち波長１５２５〜１６１０ｎｍにおいて最大となる透過損失とし、消光比は、波長１５２５〜１６１０ｎｍにおけるＳ偏光光とＰ偏光光とのアイソレーションの差の最小値とした。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
上記したように、本発明の複合プリズムは、それを用いた光送信モジュールが偏光子を必要とせず、モジュールのサイズが小さくなるとともに、安価になるため、特に、光通信用光送信モジュールに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の複合プリズムの説明図である。
【図２】実施例１の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図３】実施例２の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図４】実施例３の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図５】実施例４の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図６】実施例５の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図７】実施例６の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図８】実施例７の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図９】比較例の反射光の反射強度を示すグラフである。
【図１０】本発明の複合プリズムを用いた光送信モジュールの説明図である。
【図１１】従来の複合プリズムを用いた光送信モジュールの説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１１        ＬＤ（レーザダイオード）
２、１２        光ファイバ
３、１３        複合プリズム
３ａ、１３ａ    入射光側のプリズム
３ｂ、１３ｂ    出射光側のプリズム
３ｃ、１３ｃ    多層膜
３ｄ            ＵＶ硬化型接着剤
４、１４        光線
４ｓ            Ｓ偏光光
４ｐ            Ｐ偏光光
１５            偏光子
６、１６        ＰＤ（フォトダイオード）
【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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【図１０】
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【図１１】
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