JP2000137138A

JP2000137138A - 分波・合波手段を端部に備えた光ファイバ、及び分波・合波手段を受光面上にに備えた光検出装置

Info

Publication number: JP2000137138A
Application number: JP10327490A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Nitta; 淳新田; Takaaki Numai; 貴陽沼居; Yuichi Handa; 祐一半田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】構成要素間の光学結合を簡易にする構成を持つ
分波・合波手段を端部に備える光ファイバである。【解決手段】分波・合波手段付き光ファイバは、光ファ
イバ１と２つ以上の光波を充分狭い波長スペクトルとし
て分波或は合波する分波・合波手段２、３、４を有す
る。分波・合波手段２、３、４は、少なくとも光ファイ
バ端面上に設けられたり或は形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重光通信の
多重信号を波長分離し、個別の光信号として受信する分
波機能付き光検出器を端面に備える光ファイバなどの分
波・合波手段を端部に備える光ファイバ、分波・合波手
段を受光面上にに備える光検出装置、それらを使用した
光伝送システムなどに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、波長多重光信号を分波し、受信す
る分波機能付き光検出器は、特開平８−８２７１１号や
特開平８−２１１２３７号に記載されている様に、分岐
機能と光フィルタ（バンドパス）の機能を合わせたもの
を用いたり、複数の光学長の異なる導波路を組み合わ
せ、干渉効果を用いて異なる波長が異なる出力導波路へ
結合する所謂アレイ導波路回折格子を分波器に用いて、
光検出器（或は光検出器アレイ）と組み合わせて構成さ
れていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平８−８２７１１号の従来例では、多重反射で光の分
岐を行うものであった為、以下のような欠点があった。１．外部光をコリメートして入力しなければならな
い。２．入力光の角度を所望の角度に合わせなければなら
ない。３．光フィルタの性能を場所によって変えなければな
らない。

【０００４】また、上記特開平８−２１１２３７号の従
来例では、異なる光路長による干渉で分波を行うもので
あった為、以下のような欠点があった。１．ファイバから導波路へ光学的に結合する必要があ
る。２．アレイ導波路型回折格子の導波路幅のゆらぎが特
性に及ぼす影響がある。３．ファイバ端に薄型の導波デバイスを固定しなけれ
ばならない。４．均一に分配する為に、スラブ導波路部分に細かな
工夫が必要である。

【０００５】更には、上記に示した個別の欠点に加え
て、いずれの場合も、光ファイバから分波器への光学結
合系が必要である上に、光ファイバより大型の分岐機能
（空間的な分離）を担う部分が必要である。更にまた、
上記の如き欠点を解決する可能性を持つ分波・合波手段
を端部に直接的に備える光ファイバ（これは、典型的に
は、比較的大きなコア径を持つプラスチック光ファイバ
である）はいまだ存在していない。

【０００６】本発明の目的は、上記の課題に鑑み、構成
要素間の光学結合を簡易にする構成を持つ分波・合波手
段を端部に備える光ファイバ、同じく分波・合波手段を
受光面上にに備える光検出装置、それらを使用した光伝
送システムなどを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決する為の手段及び作用】上記目的を達成す
る為の本発明の分波・合波手段を端部に備えた光ファイ
バでは、光ファイバ、及び少なくとも光ファイバ端面に
設けられた或は形成された２つ以上の光波を充分狭い波
長スペクトルとして分波或は合波する分波・合波手段を
有することを特徴とする。すなわち、典型的には、光フ
ァイバ端面に分波・合波手段を形成し、光ファイバのコ
ア径程度の大きさの中で、必要な分波・受信を行う構成
を提案するものである。例えば、光ファイバのコア径の
中で分波・合波手段の透過波長が場所に依存して異なる
構成とし、異なる波長毎に光検出器を構成しておく。こ
の様に構成することにより、光ファイバ中を伝送される
波長多重光信号を受信部で波長毎に受信する場合、光学
結合に要求される精度が低減され、位置合わせの工程数
を削減できる効果がある。

【０００８】この様に、本発明の構成要件は、光ファイ
バ端面或は端部に一体として構成可能な分波・合波手
段、更には光検出手段である。従来例との差は、小さな
領域中に細かく異なる透過波長の光フィルタを複数個形
成するのではなく、例えば、一定角度の面を有するエタ
ロンを用いることにより、入射位置により透過波長が異
なる分波・合波手段を形成し、作製を容易にしている。
光ファイバのコア径が大きいほど有効な考え方となる。
コア径が大きいとコアの内部に組み込んだ形状の光学素
子を容易に作製でき、従来より小型のものとなる。

【０００９】より具体的には以下の如き形態が可能であ
る。分波・合波手段は、光軸方向にほぼ直角な方向に光
学長が変化するファブリペローエタロンであり、更に具
体的にはミラー間隔が徐々に変化する楔型ファブリペロ
ーエタロンである。この様なエタロンないし楔型エタロ
ンは、光軸方向にほぼ直角な方向に沿って場所により異
なる透過波長を示す。

【００１０】隣接分波光波間のクロストークを避ける為
に、分波・合波手段はその各分波光波路間に多重反射を
防止する為の手段を有してもよい。この構成により、楔
型エタロンのチャンネル間を分離しうる構成とでき、分
離部は、チャンネル間の不要な光の漏れを低減させ、分
離部がないときより、分波の性能をあげる効果がある。

【００１１】楔型ファブリペローエタロンとしては、均
一屈折率の光学部材とその互いに平行でない端面上の反
射膜により構成されている楔型ファブリペローエタロン
が代表的である。

【００１２】更に分波・合波手段上に分波光波を検出す
る複数の光検出器を有する光検出器アレイが設けられ、
楔型ファブリペローエタロンが、間隔を置いて互いに平
行でない所定の関係に置かれる光ファイバ端面上の平面
反射膜と光検出器アレイの端面（受光面）上の平面反射
膜で構成されてもよい。この構成により、エタロン用の
新たな部材が不要となり、部材がある場合より簡単に構
成できる効果がある。

【００１３】光ファイバ端面上の平面反射膜と光検出器
アレイ端面上の平面反射膜を、間隔を置いて互いに平行
でない所定の関係に置く為には、治具に光ファイバと光
検出器アレイを同軸上に置いたり、スペーサ部材を光フ
ァイバ端面と光検出器アレイ端面の間に挿入して光ファ
イバと光検出器アレイを隔てたりする。この場合、前記
所定の関係を変化させる為の圧電素子などの可変手段を
更に有してもよい。

【００１４】分波・合波手段は、平行な反射膜とその間
に挿入された屈折率に分布がある光学部材から構成され
てもよい。エタロンを構成する２つのミラーが平行であ
っても、上記のエタロンと同じ効果をもつ様に、屈折率
に分布がある光学部材を用いることを特徴とする。この
構成において、屈折率に分布がある光学部材を用いるこ
とにより、エタロンを構成するミラーを平行に形成して
も、場所により異なる透過波長のエタロンを構成するこ
とができる効果がある。屈折率分布は線形的に単調増加
或は単調減少する分布であったり、階段状に変化する分
布であったり、単調増加或は単調減少で階段状に変化す
る分布であったり、所定のランダム態様で階段状に変化
する分布であったりする。この屈折率に分布がある光学
部材は、屈折率分布型の光ファイバであってもよい。こ
れらの構成において、更に分波・合波手段上に分波光波
を検出する複数の光検出器を有する光検出器アレイが設
けられ、分波・合波手段を、光ファイバ端面上の平面反
射膜と光検出器アレイの端面（受光面）上の平面反射膜
で構成されているファブリペローエタロンとして構成し
てもよい。

【００１５】分波・合波手段は、相補的形状の表面を持
つ異なる屈折率の光学材料を界面を持つ様に密着し、各
光学材料の両側の平坦な面に反射膜を形成することで構
成されてもよい。この場合、相補的形状の表面は、相補
的な階段状表面であったりする。

【００１６】分波・合波手段は、光進行方向軸に対して
斜めに形成された光ファイバ端面上に形成された回折格
子で構成されてもよい。回折格子は、波長毎に光を異な
る方向へ回折させ、波長毎に異なる場所に回折した光を
検出することができる。

【００１７】更に分波光波を検出する複数の光検出器を
有する光検出器アレイが設けられ、回折格子から回折光
が来る光ファイバ端部の側面上に光検出器アレイが設け
られていてもよい。この場合、回折格子と光検出器の間
にレンズがあれば、回折格子の分散による、波長毎の分
離を、短い距離で行なえる効果がある。

【００１８】分波・合波手段は、光ファイバを進行して
きた光の進行方向を４５°偏向する様に斜めに形成され
た光ファイバ端面の反斜面と、反斜面からの光が通過す
るファイバ側面の領域に設けられた夫々異なる波長を分
離する複数の光フィルタを有する光フィルタアレイとで
構成されてもよい。この場合、光フィルタアレイにより
波長分離された分波光波を受光する複数の光検出器を有
する光検出器アレイが光フィルタアレイ上に設けられて
もよい。

【００１９】分波・合波手段は、光ファイバ端面に屈折
率の異なるコア延長部が設けられ、両者が接する部分に
形成された回折格子から構成されてもよい。コア延長部
がテーパ状に広がるコア拡大部になっている場合、回折
光がコア拡大領域の端部で波長毎に異なる場所に来る様
に容易にできる。また、コア延長部に回折格子が複数形
成されていて、光ファイバを介して伝送されてきた波長
多重光の各分波光波は、複数の回折格子で複数回の回折
の影響を受ける様にできる。更に分波・合波手段上に分
波光波を検出する複数の光検出器から成る光検出器アレ
イが設けられている場合、、回折格子は回折光である分
波光波を複数の光検出器へ投射する様にできる。

【００２０】分波・合波手段は、波長に従って光波を異
なる方向に偏向する偏向光スイッチから構成されてもよ
い。偏向光スイッチは、偏向作用を変化させる可変手段
（例えば、同波長であっても入射タイミングにより偏向
方向が違う様にする手段）を有したり、音響光学効果を
利用して偏向作用を行なうものであったりする。

【００２１】更に分波・合波手段上或は光ファイバ端部
に分波光波を検出する複数の光検出器から成る光検出器
アレイが設けられている場合において、光ファイバの端
面形状が光検出器アレイの検出領域の形状にほぼ一致し
ている様にもできる。光検出器アレイ幅が光ファイバの
コア径とほぼ同等であれば、分波・合波手段が小型とな
り、受信系（光ファイバ、分波・合波手段、光検出器）
の小型化ができる。

【００２２】光ファイバと分波・合波手段の間にコア径
が拡大されたコア拡大部が形成されてもよい。この構成
において、コア拡大領域は、光の分布を広げる作用があ
り、分波・合波手段、光検出手段を大きくでき、多重数
の増加或は検出器アレイ中の１検出器当りの検出面積の
増加を可能にする効果がある。コア拡大伝送路中にレン
スが形成されてもよい。

【００２３】この場合、光検出器アレイのアレイ幅がコ
ア拡大部のコア径とほぼ同じであれば、拡大された光検
出器アレイの幅は、波長多重数の増加或は検出器アレイ
中の１検出器当りの検出面積の増加を可能にする効果が
ある。

【００２４】分波・合波手段或はコア拡大伝送路に接す
る光ファイバの端面のコア形状は矩形であってもよい。
この場合、矩形状のコアは、光検出器アレイの形状と結
合がよい。また、光ファイバ端面のコア形状が光検出器
の検出領域の形状と一致しやすく、形状の一致は、効率
の高い光学結合を構成させる効果があり、更に、光ファ
イバからの出射光の界分布と分波・合波手段の入射界を
一致させ易い。光検出手段が、矩形コアの光ファイバと
同じ大きさである場合、形状が矩形で、大きさが同じ程
度のものは、結合効率が高く、固定するのが容易にな
る。

【００２５】光ファイバは、代表的には、プラスチック
光ファイバ（本明細書において、プラスチック光ファイ
バという用語は、石英系光ファイバに対して、ポリマ
ー、合成樹脂などの様な塑性変形可能で光学的に透明な
光学材料で出来ている光ファイバの意味で用いている）
であったりする。分波・合波手段は光ファイバ端面にの
み設けられ或は形成されていたり、光ファイバ端面と光
ファイバ端部の側面に設けられ或は形成されていたりす
る。

【００２６】光ファイバ端部のクラッドが部分的に残さ
れ、その上に分波・合波手段が置かれていたり、光ファ
イバ端部のクラッドが全面的に残され、その中に分波・
合波手段が挿入されていたりしてもよい。

【００２７】少なくとも分波・合波手段が、光ファイバ
端部と一体となる様にモールドされてもよい。この場
合、分波・合波手段、光検出器アレイ、受信回路が、光
ファイバ端部と一体となる様にモールドされていたりす
る。この構成において、光ファイバから光検出器まで一
体となり、本発明の分波・合波手段、検出器付きの光フ
ァイバを受信器内のボードに取り付けるのが容易になる
効果がある。

【００２８】更に、本発明の光検出装置は、複数の光検
出器を有する光検出手段、及び少なくとも光検出手段受
光面上に設けられた或は形成された２つ以上の光波を充
分狭い波長スペクトルとして分波或は合波する分波・合
波手段を有することを特徴とする。

【００２９】更にまた、本発明の光伝送システムは、上
記の光ファイバ或は光検出装置が、波長間隔△λ１で１
つの波長信号が占有する波長幅が△λ２とする時、△λ
１≧△λ２である波長多重光信号を伝送する光通信系で
使用されていることを特徴とする。ここにおいて、前記
分波・合波手段は、光ファイバから出射される光を受け
る部位を分波・合波手段入射面、分波・合波手段から光
が出射する面を分波・合波手段出射面とした場合、光フ
ァイバ中を伝送されてきた波長多重信号の異なる波長信
号（チャンネル）を夫々該出射面の異なる位置に出力さ
せられる。ここで、波長多重信号の１チャンネルが規定
され、光ファイバと同等程度の幅の分波・合波手段は波
長多重信号を空間的に分離でき、装置全体を小型化でき
る効果がある。

【００３０】更に具体的な態様としては、前記光検出器
アレイまたは光検出装置は、複数の光検出領域から構成
され、該複数の光検出領域に入射された光信号を別々の
光信号として検出できる光検出器アレイであり、該光検
出器アレイを構成している光検出領域が前記分波・合波
手段出射面の波長信号に対応した場所に形成されてい
て、光検出領域が異なるチャンネルの信号を受信する様
にできる。この構成において、分波・合波手段は、波長
毎に空間分離する様に作用し、光検出器アレイで容易に
各波長の信号を受信できる効果がある。

【００３１】前記光検出器アレイまたは光検出装置は、
波長多重光信号が伝送される複数のチャンネルの一部の
チャンネルを別々に光検出してもよい。この構成におい
て、一部のチャンネルの信号を受信することにより、検
出器の数を低減でき、１つの検出器に割り当てられる面
積を増加させられる効果がある。

【００３２】また、前記光検出器アレイまたは光検出装
置は、波長多重光信号が伝送される複数のチャンネルの
全てのチャンネルを別々に光検出してもよい。

【００３３】また、前記光検出器アレイまたは光検出装
置は、前記分波・合波手段によりまとめて分波された波
長多重光信号のうちの幾つかの光波を前記光検出器アレ
イの１つの光検出領域で検出し、前記分波・合波手段に
より個別に分波された波長多重光信号のうちの残りの幾
つかの光波を該光検出器アレイの個々の光検出領域で検
出する様にもできる。この波長多重信号の受信の仕方
は、波長多重数をＮとした時に、ｎ波（ｎ＜Ｎ）を個別
に検出し、ｍ波（ｍ＋ｎ≦Ｎ）を一括して検出すること
を特徴とする。この構成において、個別チャンネルで検
出する構成と数チャンネルまとめて検出する構成を組み
あわせることにより、従来より柔軟な通信が可能とな
る。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照しながら本発明
の実施の形態を説明する。

【００３５】（実施例１）図１（ａ）は本発明の実施例
１の特徴を表す図面（光ファイバ１の光軸に沿った断面
の図）であり、同図において、１は円形断面のコア１ａ
とクラッド１ｂから成る光ファイバ、２、３は反射膜、
４は反射膜２、３がその対向する面に形成されていて且
つ対向する面が平行でない関係にある光学材料、５は複
数の光検出器（ｐｉｎフォトダイオード、アバランシェ
フォトダイオードなど）からなる光検出器アレイであ
る。ここで、光学材料ないし部材４と反射膜２、３で、
所謂ファブリペロエタロン９を形成している。ファブリ
ペロエタロン９（本明細書中では簡単にエタロンとも言
う）の構成について説明する。

【００３６】エタロンを構成する光学材料４は、図１
（ｂ）に示す様に楔形状をしている（対向する面は殆ど
平行に近いが、図では誇張して示している）。楔形状を
構成する互いに平行でない面（図１（ｂ）中に示した
ａ、ｂ）は、後で述べる様に光検出器アレイ５の検出器
５ａ〜５ｎの間隔などによって決まる角度（ａ面とｂ面
が構成する角度）を持っている。このａ面とｂ面上に反
射膜２、３が形成してある。反射膜２、３の反射率は、
本実施例を適用するシステムが要求する波長分解能など
に依存して決まるものである。光検出器アレイ５の大き
さは、光ファイバ１端面側から見た図１（ｃ）に示す様
に光ファイバ１のコア径とほぼ同等となっている。

【００３７】次に、楔型エタロン９の２つの面ａ、ｂが
なす角度（θ）及び光検出器アレイ５の光検出器５ａ〜
５ｎの間隔（ｄ_pd）について示す。光検出器の数をＮ_pd
とする。また、ここでは、光ファイバ１中を伝送されて
来る光は、波長多重された信号で複数の波長の光信号が
伝送されているものとし、その波長間隔を△λ、波長数
をＮとする。更に、光ファイバ１のコア径をｄ_coreと
し、エタロン９内部（すなわち光学部材４）の屈折率を
ｎとする。

【００３８】 θ＝ｔａｎ^-1｛［（Ｎ−１）Δλ／λ］・ｄ_e／
ｄ_core｝ｄ_pd＝［１／（Ｎ_pd−１）］×ｄ_core／ｃｏｓθ また、ＦＳＲをエタロン９のフリースペクトラルレン
ジ、エタロン９の反射率の関数（反射率に反比例する）
であるフィネスをＦ、エタロン９の厚さ（楔形状なので
一定ではないが、最も薄い部分のものとする）をｄ_e、
λを波長多重された信号の複数の波長の中央値として、
ＦＳＲ＝λ²／２ｎｄ_eとなり、ＦＳＲ／（Ｎ−１）＞Ｆ
ＳＲ／Ｆを満たす必要がある。

【００３９】上記の条件に合う様に、エタロン９の角度
（θ）、反射膜２、３の反射率、光検出器５ａ〜５ｎの
間隔（ｄ_pd）などを設定することにより、光ファイバ１
中を伝送される波長多重信号の個別の波長の光信号を光
検出器アレイ５の別々の光検出器５ａ〜５ｎで受信する
ことができる。図３にエタロン９の光検出器５側の各位
置における透過スペクトルの様子を示した。例えば、ｎ
＝１．５、△λ＝１ｎｍ、Ｎ＝１０、ｄ_core＝１ｍｍ
（この様なコア径は、典型的には、短距離伝送用のプラ
スチック光ファイバでとり得る）の時、θ＝０．０２５
７°とすればよいことが分かる。角度θは、比較的小さ
いが、光学的な平坦さがλ／１０程度で作製できる技術
があれば、実現はさほど困難なことではない。

【００４０】ここで、Ｎ波長多重光に対して、全ての波
長をエタロン９で分波する必要がない場合、すなわち、
Ｎ波長多重の光信号から、Ｍ波長（Ｍ＜Ｎ）だけ抜き出
す場合は、上記式中のＮ、光検出器の数Ｎ_pdの値をＭに
した時に得られる楔角度（θ）、検出器間隔（ｄ_pd）、
エタロン９の反射率等にすればよい。例えば、１０波長
多重信号の中から３波長だけを分波受信することができ
る。

【００４１】ここでは、光学部材４の材料として、屈折
率１．５程度のガラスを想定したが、原理的には材料に
依存するものではない。従って、面ａ、ｂの角度を調整
できるのであれば、光学材料４は半導体でも構わない
し、反射膜２、３は誘電体多層膜でも、半導体多層膜で
も構わない。

【００４２】図１の例では、ファイバ１の端面に貼り付
けたエタロン端面に光検出器アレイ５を形成したが、図
２に示す様にエタロン端面の反射膜３に各端面の接着さ
れた複数のファィバ６を用いて波長毎に異なる経路へ各
波長光を接続することも可能である。

【００４３】本実施例では、ファィバ１をプラスチック
光ファイバと考えてそのコア径を１ｍｍとしたが、もち
ろんこれに限ることはない。ファィバ１の部材も、石英
系のものからプラスチック系のものまで、特に限定され
るものではない。

【００４４】また、ここでは、光検出器アレイ５、エタ
ロン９は、光ファィバ１端面に適当な接着剤で固定した
が、光路となる部分には、好ましくは接着剤をつけない
様にするのがよい。

【００４５】次に、本実施例の動作の説明を行う。波長
多重された光信号が光ファィバ１中を伝送され、エタロ
ン部に到達すると、厚さの微妙に異なるエタロン９の各
部分は、異なる透過波長を持つ様に設定されているの
で、波長多重信号の１つずつはエタロン９の異なる部分
を透過させられる。こうして、波長毎に異なる部分で透
過した波長多重信号は、このエタロン部分で、波長の差
により、空間的に分離されることになる。エタロン９後
方に形成された光検出器アレイ５中の個別の光検出器５
ａ〜５ｎは、波長多重信号の１チャンネル毎（波長毎）
の光信号を検出する様に動作する。但し、波長多重信号
の全ての信号を各光検出器で個別に検出する必要はな
く、場合によっては、幾つかの信号のみについて分波し
て各検出器で検出したり、幾つかの信号についてはまと
めて１つの検出器で検出したりする（この場合には、１
つの検出器領域を大きくして複数の信号を受光できる様
にすればよい）等の種々の検出態様を採り得る。これら
の動作は、適用できる範囲で以下の実施例においても共
通の動作である。

【００４６】尚、以上の説明では光検出についてのみ説
明したが、本発明の構成は、例えば、発光動作にも適用
することができる。即ち、光検出器アレイに変えて光源
アレイを備えて、各光源からの異なる発光スペクトルの
光をエタロン部分で合波して光ファイバに結合すること
もできる。この構成は、特にＬＥＤの如く発光スペクト
ルの幅が比較的広い光源を用いる場合に、スペクトルの
幅がエタロン部分でシャープにされて光ファイバ端面部
分で合波されるので、有効である。このことは適用でき
る範囲で以下の実施例でも同じである。

【００４７】（実施例２）図４は本発明の実施例２の特
徴を表す図（軸方向の断面）であり、同図において１は
光フアイバ、１４は楔型の光学部材、１２、１３は楔型
光学部材１４の両端面に形成された反射膜、１９は楔型
の光学部材１４と両端面に形成された反射膜１２、１３
で構成された楔型エタロン、１５は光検出器アレイ、１
５ａは各光検出器、１２ｄは反射膜１２と光学部材１４
が接する部分に間隔（ｄ_pd）毎に光検出器１５ａと対向
する部分からずれて形成された反射を妨げる構造であ
る。楔型エタロン１９の楔の角度（θ）と光ファイバ１
のコア径（ｄ_core）の間等には実施例１で説明した様な
関係がある。

【００４８】この構造により、反射面１２での不要な反
射を防ぐことができ、各波長の光をより正確に検出でき
る。反射を妨げる構造１２ｄがない場合に生じる可能性
のある不要な光の例を図４に破線で示した。実施例２で
は、この構造１２ｄとして反射膜１２が形成されていな
い部分を導入した。

【００４９】この反射防止構造１２ｄは、反射膜１２、
１３の両側にあっても、片側にあってもよい。両側にあ
る場合の方が、片側にある場合より効果が高いが、使用
目的によっては、片側で良い場合もある。また、反射防
止構造は、反射膜上のみでなく光学部材１４中に、各光
検出器１５ａへの光路を互いに隔てて完全に遮光部が設
けられて構成されてもよい。その他の構成、動作につい
ては、実施例１と同じである。

【００５０】（実施例３）図５（ａ）は本発明の実施例
３の特徴を表す図であり、同図において、１は、例え
ば、コア径１ｍｍのプラスチックの光ファイバ、２５は
光ファイバ端面に対して若干傾斜した受光面を持つ光検
出器アレイ、２２は光ファイバ１の端面上に形成された
反射膜、２３は光検出器アレイ２５の傾斜端面上に形成
された反射膜、２６は光ファイバ１、光検出器アレイ２
５を同軸上に所定の関係で固定する為の溝構造を有する
保持治具である。図５（ｂ）に、光ファイバ１固定用の
溝２６ｂ（図示例では矩形断面の溝）、光検出器アレイ
２５固定用溝（例えば、図５（ａ）に示す光検出器アレ
イ２５の形状を有する矩形断面の溝）、両者間に空間を
形成する為の溝２６ａ（図示例ではＶ溝になっている）
を持つ保持治具２６のＡ−Ａ’矢視断面構成を示す。

【００５１】光検出器アレイ２５は円筒形状の構成とし
た。すなわち、円筒の軸に垂直方向から斜めに切った傾
斜面を持つ円筒形状である。斜めの角度については、後
述する。

【００５２】本実施例では、光ファイバ１の端面に反射
膜２２が構成してあり、光検出器アレイ２５が形成され
ている部材が楔型に形成されていてその片面に反射膜２
３が形成してある。そして、反射膜２２付き光ファイバ
１と反射膜２３付き光検出器アレイ２５を保持治具２６
へ所望の間隔を形成して固定することで、反射膜２２と
反射膜２３とその間の空間により上記の楔型エタロンと
同等の機能を担うエタロン構成を形成している。

【００５３】検出器２５ａが形成されている部材の斜め
の角度（θ）は、上記実施例と同じ様な次の関係を持
つ。光ファイバ１の中を波長多重信号（波長間隔△λ、
波長数Ｎ）が伝送されてきて本実施例の分波素子（反射
膜２２と反射膜２３とその間の空間）へ入力されると
し、光ファイバ１のコア径をｄ_core、光検出器アレイ２
５中の光検出器２５ａ間隔をｄ_pd（個数をＮ_pd）とし
て、光検出器アレイ２５の反射膜２３が形成されている
面の中心軸（光軸）からの傾き（θ）等は次の式で与え
られる（λ、ｄ_eについては実施例１と同様）。

【００５４】 θ＝ｔａｎ^-1｛［（Ｎ−１）Δλ／λ］・ｄ_e／
ｄ_core｝ｄ_pd＝［１／（Ｎ_pd−１）］×ｄ_core／ｃｏｓθ ここで、ｎ＝１である（反射膜２２と反射膜２３の間の
空間は空気なので）。

【００５５】この様な構成にすることにより、実施例１
と同様に、光検出器アレイ２５の個々の光検出器２５ａ
に対応した部分の上記分波素子（エタロン）の透過波長
が空間間隔で異なり、個々の光検出器２５ａで異なる波
長に対応した信号を検出することができる。

【００５６】保持治具２６をＳｉベースの部材で形成す
る場合には、保持治具と光検出器の部分を集積化する構
造にできる（Ｓｉの検出器が使用できない長波長光を扱
う場合には、それに対応した部材で保持治具を作ること
により同じ効果がある）。

【００５７】本実施例では、保持のやり易さから光検出
器アレイ２５は円筒状の部材のものと説明したが、立方
体形状等のものでも、保持治具が対応できれば、性能の
差はない。

【００５８】また、圧電素子などで光検出器アレイの姿
勢を制御できる様にすれば（傾斜角を変える）、分波で
きる波長領域を可変にしたり各検出器に導かれる波長を
可変にできる。その他の構成、動作については、実施例
１と同じである。

【００５９】（実施例４）図６は本発明の実施例４の特
徴を表す図である。同図において、１は例えばプラスチ
ック光ファイバである光ファイバ、３５は光検出器アレ
イ、３２は光ファイバ１の端面上に形成された反射膜、
３３は光検出器アレイ３５の端面上に形成された反射
膜、３６、３７は反射膜３２と３３の間の間隔を所望の
状態に設定する為のスペーサである。スペーサは、光フ
ァイバ１の断面形状などに合わせて環状の部材でもよい
し、図示例の様に長さの異なる複数の部材３６、３７で
構成してもよい。

【００６０】光検出器アレイ３５の反射膜３３が形成さ
れている面の中心軸からの傾き（θ）等は実施例３で述
べたものと同じ関係で決定される。ファイバ１端面に、
スベーサ３６、３７を固定し、その上に、光検出器アレ
イ３５を固定することにより、この傾き（θ）で規定さ
れる所望の間隔のエタロンをファイバ端面に形成でき
る。この構成では、エタロンのミラー（反射膜）の傾き
が、スペーサ３６、３７により決められるので、反射膜
を担う部材（光検出器アレイ３５）が斜めの面を有して
いる必要がなく（図６の例では光検出器アレイ３５が傾
斜端面を持つ様に描かれているが、こうする必要がな
い）、従来より簡単に形成できる。

【００６１】この場合も、圧電素子などでスペーサの一
部の長さを変えて光検出器アレイの姿勢を制御できる様
にすれば（傾斜角を変える）、分波できる波長領域を可
変にしたり各検出器に導かれる波長を可変にできる。そ
の他の構成、動作については、実施例１と同じである。

【００６２】（実施例５）図７（ａ）は本発明の実施例
５の特徴を表した図である。同図において、１は例えば
プラスチック光ファイバである光ファイバ、４２、４３
は反射膜、４４は内部に屈折率分布がある光学材料、４
５は光検出器アレイである。

【００６３】光学材料４４は、例えば、プラスチックに
ドーパントをドープして屈折率分布を与えたものであ
り、その形状は、直方体（或は円筒）である。その対向
する１組の面に反射膜４２、４３が形成されエタロンを
構成している。光学材料４４の内部屈折率は、図７
（ｂ）に示す様な分布となっている。これは、光検出器
アレイ４５の個別素子４５ａ毎に対して透過波長の異な
るエタロンを構成する為の次に示す関係を満たす屈折率
分布である。

【００６４】光ファイバ１の中を波長多重信号（波長間
隔△λ、波長数Ｎ）が伝送されてきて本実施例の分波素
子へ入力されるとし、光ファイバ１のコア径をｄ_core、
光検出器アレイ４５中の光検出器４５ａ間隔をｄ_pd（個
数をＮ_pd）として、屈折率の分布の変化△ｎ（ｘ）は次
のようした。ｘは光が進む方向に垂直な方向である。ｎ
₀は、光学部材４４の一番低い屈折率である（λ、ｄ_eに
ついては実施例１と同様）。

【００６５】 θ＝ｔａｎ^-1｛［（Ｎ−１）Δλ／λ］・ｄ_e／
ｄ_core｝ △ｎ（ｘ）＝ｎ₀（１＋ｘ・ｔａｎθ）このような分布を光学材料４４内につけることにより
（図７（ｂ）にその分布を示した）、光検出器アレイ４
５中の各検出器４５ａに相当する位置で、それぞれ異な
る透過波長を生み出すエタロンを構成できるので、波長
多重信号を分波して、別々に光検出器４５ａで受信する
ことができる。動作は上記実施例と同じである。

【００６６】また、上記の関係は、ｘ軸方向に線形に変
化させたが、図７（ｃ）に示した様に、光検出器アレイ
４５の各光検出器４５ａに対応した部分で屈折率が階段
状に変化する光学材料構成でもよい。この場合、階段状
に変化する屈折率分布は、階段の中心で、上記の条件に
なっている様に設定した（階段の中心を結ぶ線を図７
（ｃ）に破線で示した）。また、屈折率分布は、単調増
加でなくてもよい。屈折率分布は、各光検出器４５ａで
検出すべき波長の分布に応じて決めればよい。単調増加
でない場合の屈折率分布を図８に示した。更には、電気
光学材料を使って、ここに印加する電界を変えることで
屈折率分布を可変にする様にもできる。

【００６７】（実施例６）図９は本発明の実施例６の特
徴を表した図である。同図において、１は例えばプラス
チック光ファイバである光ファイバ、５２、５３は反射
膜、５４は適当な長さの屈折率分布型（ｇｒａｄｅｄ
ｉｎｄｅｘ（ＧＩ））プラスチック光ファイバ、５５は
光検出器アレイである。

【００６８】ＧＩ型プラスチック光ファイバ５４を適当
な長さにし、その両端に反射膜５２、５３を形成するこ
とにより、場所により透過波長が異なるエタロンとな
る。ＧＩ型プラスチック光ファイバ５４は、中心から周
辺に向って屈折率が小さくなる。その分布は大まかに２
乗分布である。従って、光検出器アレイ５５の各光検出
器５５ａは環状になって間隔を置いて配置されている。

【００６９】ここでは、光ファイバ１の中を波長多重信
号（波長間隔△λ、波長数Ｎ）が伝送されてきて本実施
例の分波素子へ入力される。光ファイバ１のコア径をｄ
_core、光検出器アレイ５５中の光検出器５５ａ間隔をｄ
_pd（個数をＮ_pd）とした時、次の様に光検出器５５ａを
配置することにより、所望の波長の光を各光検出器５５
ａで検出できる構成となる。ｎ₀をコア中心部で最も屈
折率が高い領域の屈折率とした。

【００７０】ｆ（ｘ）−ｆ（ｘ＋△ｘ）＝△ｎ △ｎ＝ＮΔλ／（２ｎｄ_core）・１／（λ＋Δλ）・ｘ
／ｄ_core ｆ（ｘ）＝ｎ₀−４ｎ₀ｘ²／ｄ² _core ここで、一番下の式は、ファイバ１の中の屈折率分布を
示していて、０＜ｘ＜ｄ_core／２である。真ん中の式
は、波長多重の各チャンネルに対応した所望の屈折率差
を示してる。これらの式より出る△ｘが光検出器５５ａ
の間隔となる。ここでは屈折率分布が放物線状なのでｘ
の位置により△ｘが決まり、単純に等間隔に配置すれば
よい訳ではない。

【００７１】この様な構成では、屈折率分布のある部材
５４を簡単に入手でき、作製も反射膜５２、５３に注意
を払えば、簡単に構成できる。この構成の場合、光ファ
イバ５４が円筒状なので、もとの光ファイバ１への結合
（或は固定）も容易となる。その他動作等については上
記実施例と同じである。

【００７２】（実施例７）図１０（ａ）は実施例７の特
徴を表した図である。同図において、１は例えばプラス
チック光ファイバである光ファイバ、６２、６３は反射
膜、６４は２種類の屈折率の材料からなる光学材料、６
５は光検出器アレイである。

【００７３】光学材料６４は、相補的な階段状表面を持
つ２つの屈折率の材料を接着剤無しで密着するなどして
形成され、階段状の界面を持っている（図１０（ｂ）参
照）。各材料の平坦な面に反射膜６２、６３がそれぞれ
形成されている。この様な構成により、対向する反射膜
６２、６３の間の光学的な長さ（屈折率ｎ₁、ｎ₂と物理
的な長さＬ₁（ｘ）、Ｌ₂（ｘ）の積）を場所（ｘ）によ
って変えることができる。

【００７４】ここで、光ファイバ１の中を波長多重信号
（波長間隔△λ、波長数Ｎ）が伝送されてきて本実施例
の分波素子へ入力されるとし、光ファイバ１のコア径を
ｄ_core、光検出器アレイ６５中の光検出器６５ａ間隔を
ｄ_pd（個数をＮ_pd）として、屈折率の階段分布の１段当
りの光軸方向の幅（△ｌ（エル））は次の式で表せる。 △ｌ（ｘ）＝［（Ｎ−１）Δλ］／［２ｎ（λ＋Δ
λ）］×（ｎ₁Ｌ₁−ｎ₂Ｌ₂）／（ｎ₁−ｎ₂）ここで、ｎ₁、ｎ₂は２種類の材料のそれぞれの屈折率で
ｎ₁＞ｎ₂、Ｌ₁、Ｌ₂はそれぞれ屈折率ｎ₁の材料の長さ
と屈折率ｎ₂の材料の長さ、ｎ＝（ｎ₁Ｌ₁−ｎ₂Ｌ₂）／
（Ｌ₁−Ｌ₂）である。

【００７５】このような分布を光学材料６４内につける
ことにより、光検出器アレイ６５中の各検出器６５ａに
相当する位置で、それぞれ異なる光学長のエタロンを構
成することができる。すなわち、各光検出器６５ａに対
応して透過波長の異なるエタロンを構成できるので、波
長多重信号を分波して、別々に光検出器６５ａで受信す
ることができる。

【００７６】また、上記の関係は、Ｌ₂（ｘ）がｘ軸方
向に単調増加するが、実施例５に示した様に、屈折率の
状態は、それぞれの光検出器６５ａで所望の波長が選択
できるエタロンが構成されていれば、適当でよい。その
他動作等については上記実施例と同じである。

【００７７】（実施例８）図１１は実施例８の特徴を表
す図であり、同図において、７１は光ファイバ（例え
ば、プラスチック光ファイバ）、７２は回折格子、７５
は光検出器アレイである。回折格子７２は、光ファイバ
７１の端面にフォトリソ技術などを用いて形成されい
て、その角度（ファイバ７１の光進行方向と成す角
度）、ピッチ等は、光検出器アレイ７５を形成してある
ファイバ７１の側面位置へ、波長多重信号が回折される
様に設定されている。

【００７８】基本的な動作は、光ファイバ７１中を伝送
される波長多重信号が本実施例のデバイスに到達する
と、回折格子７２で波長毎に異なる角度で回折され（こ
の様に本実施例では反射角が波長に依存する回折格子の
波長分散性を利用している）、光検出器アレイ７５の各
光検出器７５ａで電気信号に変換されるものである。光
検出器アレイ７５はファイバ７１の側面上に取り付けら
れるので、ファイバ７１が円筒状であれば、円筒状側面
に沿って取り付けられる。ファイバ７１の断面が矩形な
らば、光検出器アレイ７５は回折格子７２に対向するフ
ァイバ７１の側平面上に取り付ければよいので、取り付
けが容易になる。その他動作等については上記実施例と
同じである。

【００７９】（実施例９）回折格子７２による、波長分
解を確実にする為に、図１２に示した様に、レンズ７７
を用いて回折光を光検出器アレイ７５に集光すれば、さ
らに効率良く波長分解を行うことができる。レンズ７７
は例えば円筒状の固定治具７８内に取り付ければよい。
また、レンズ７７、光検出器アレイ７５をモールド形成
することにより、これらを一体化でき、ファイバ７１の
側面上への取り付けなどの扱いが楽になる。

【００８０】（実施例１０）図１３は実施例１０の特徴
を表す図であり、同図において、８１は光ファイバ（例
えば、プラスチック光ファイバ）、８２は光ファイバ８
１を４５°斜面に沿って切った反射面、８４は透過波長
バンド（λ₁、λ₂、λ₃）が異なる光バンドパスフィル
タアレイ、８５は光検出器アレイである。光バンドパス
フィルタアレイ８４の各フィルタは、光検出器アレイ８
５の各光検出器８５ａ面に異なる波長の信号を検出させ
る様に形成されている。

【００８１】基本的な動作は、光ファイバ８１中を伝送
される波長多重信号が本実施例のデバイスに到達する
と、反射面８２で反射され、光検出器アレイ８５の前に
設置された光バンドパスフィルタアレイ８４で、光検出
器アレイ８５の各光検出器８５ａへ入射する波長を選択
し、最後に光検出器８５ａで各光信号を電気信号に変換
するものである。

【００８２】本実施例でも、光ファイバ８１の断面が矩
形ならば、光バンドパスフィルタアレイ８４と光検出器
アレイ８５は反斜面８２に対向する光ファイバ８１の側
平面上に取り付ければよいので、取り付けが容易にな
る。また、複数の光バンドパスフィルタによる波長多重
光からの分波は、各バンドパスフィルタで不必要な光を
除去するので、上記実施例の分波方式と比べると、光の
利用効率が劣ることは否めない。その他動作等について
は上記実施例と同じである。

【００８３】（実施例１１）図１４は本発明の実施例１
１を表す図であり、同図において、９１は光ファイバ
（例えば、コア径が１ｍｍのプラスチック光ファイ
バ）、９２は光ファイバのコア９１ａが拡大されたテー
パ状のコア拡大部分、９９はファブリペロエタロン、９
５は光検出器アレイである。ファブリペロエタロン９９
は、実施例１でも説明した様に、楔型の均一屈折率の光
学部材９４の平行でない面に反射膜９６、９７が形成さ
れているものである。その分波機能は、実施例１で説明
した通りである。

【００８４】コア拡大部９２は、光ファイバ９１中を伝
送されてきた光ビームが所望の値に広がる部分である。
例えば、光ファイバ９１のコア径が１ｍｍで、それを５
ｍｍまで広げたい場合は、約２０ｃｍ程度の円柱状（径
１ｃｍ程度）の構造のものである。

【００８５】光ファイバ９１中を伝送される光は、コア
拡大部９２で、自然に広がり（この様に自然に広げる為
に約２０ｃｍ程度のコア拡大部９２の長さが必要であ
る）、コア拡大部９２の端では約５ｍｍφの光ビームに
なっている。この光ビームがファブリペロエタロン９９
に入力され、分波され、分波光が光検出器アレイ９５の
各チャンネルヘ入力される。本実施例でも、ファイバ９
１の断面は、円形に限らず矩形などにもでき（それに従
ってコア拡大部９２とエタロン９９の断面も）、その場
合、同じく同サイズの矩形状をした光検出器アレイ９５
などの取り付けが容易になる。その他動作等については
実施例１と同じである。

【００８６】（実施例１２）図１５に、図１４のコア拡
大部９２にレンズ効果のあるもの９３を挿入した例を示
した。図１５では、コア拡大部９２と屈折率の異なる凸
形状のレンズ９３を挿入した例を示した。この構成によ
り、上記実施例１１の構成より、コア拡大部９２を介し
て短距離で光を所望の大きさに広げることが可能とな
る。その他は、実施例１１と同じである。

【００８７】（実施例１３）図１６は本発明の実施例１
３を表す図であり、同図において、１０１は光ファイ
バ、１０２は光ファイバのコア１０１ａが拡大されたコ
ア拡大部、１０３は光ファイバ１０１とコア拡大部１０
２の界面に形成された回折格子、１０５は複数の光検出
器１０５ａから構成される光検出器アレイである。回折
格子１０３を形成する為に、コア拡大部１０２は、光フ
ァイバ１０１のコア１０１ａと異なる屈折率を有してい
る。

【００８８】光ファイバ１０１中を伝送されてきた光波
長多重信号は、回折格子１０３により、波長毎に回折さ
れてコア拡大部１０２で波長毎に異なる光検出器１０５
ａへ入力され、波長多重信号を分波・検出できる。実施
例１２の様に、コア拡大部１０２にレンズ効果のある構
造を形成しておくことにより、より短距離で波長毎に異
なる光検出器１０５ａへ入射させることが可能となる。
その他動作等は、上記実施例と同じである。

【００８９】（実施例１４）図１７は本発明の実施例１
４を表す図であり、同図において、１１１は光ファィ
バ、１１２は光ファイバのコア１１１ａが拡大されたコ
ア拡大部、１１３は偏向光スイッチ、１１５は複数の光
検出器１１５ａから構成される光検出器アレイである。
偏向光スイッチ１１３は、例えば、音響光学効果で光を
波長に従って異なる方向に偏向する構造を有したり、同
一波長光を時間に従って走査・偏向する構造を有したり
する。

【００９０】本実施例では、光ファイバ１１１中を伝送
されてきた時分割多重信号光を偏向器１１３を用いてチ
ャンネル毎に異なる方向に偏向し、光検出器アレイ１１
５の所望の光検出器１１５ａへ入力させるものである。
その他動作等は実施例１１と同じである。

【００９１】（実施例１５）図１８は本発明の実施例１
５を表す図であり、同図において、１２１は光ファイ
バ、１２２は光ファイバ１２１へ接続されている分波機
能部、１２３ａ〜１２３ｃは分波機能部１２２の表面に
形成されている回折格子（回折格子１２３ａは光ファイ
バ１２１と分波機能部１２２の界面に形成されてい
る）、１２５は複数の光検出器１２５ａから構成された
光検出器アレイである。

【００９２】光ファイバ１２１からの光は、回折格子１
２３ａにあたって回折され、回折格子１２３ａで回折さ
れた回折光は回折格子１２３ｂへ伝播し、されに他の回
折格子１２３ｃで順次回折を繰り返し、光検出器アレイ
１２５へ入力する。波長多重光は、複数個の回折格子１
２３ａ〜１２３ｃの影響を受けて各光検出器１２５ａへ
入力されるので、波長分解能の高い分波が可能となる。
その他動作等は実施例１３と同じである。

【００９３】（実施例１６）図１９は本発明の実施例１
６を表す図である。同図において、１は光ファイバ（例
えば、コア径１ｍｍのプラスチック光ファイバ）、９は
楔型ファブリペロエタロン、５は光検出器アレイ、１３
４は受信回路、１３５は光ファイバ１の端部、エタロン
９、光検出器アレイ５、受信回路１３４をモールドする
為の樹脂である。

【００９４】楔型ファブリペロエタロン２は、典型的に
は、実施例１から７に示したような構造を用いることが
できる（他の実施例にも適用可能ではある）。モールド
用樹脂１３５は、楔型ファブリペロエタロン９、光検出
器アレイ５、受信回路１３４を包み込む様に形成されて
いる。受信回路１３４の電源への給電と受信した光信号
を電気信号に変換した信号の取り出しの為に、電極端子
１３６がモールド樹脂１３５の外と内をつないでいる。

【００９５】この様に構成することにより、光部品（こ
こでは、楔型ファブリペロエタロン９とｐｉｎフォトダ
イオードなどの光検出器アレイ５）と電気部品（ここで
は、受信回路１３４）を光ファイバ１の端面に光軸を合
わせて容易に固定することが可能となり、光部品同士の
軸づれを気にしなくてよくなる。

【００９６】（実施例１７）図１９では、光ファイバ１
の端面に楔型ファブリペロエタロン９と光検出器アレイ
５を密着して積み重ねた形態として、その周囲をモール
ドしたが、図２０に示す様に、光ファイバ１の一部分１
４６（ここではクラッド１ｂ）を軸方向に残し、その上
に光部品と電気部品を載せ、モールド１４５する構成で
もよい。この構成では、光ファイバ１を横にしたまま、
光部品と電気部品を組み込んで固定してモールドできる
の、作業が簡単になり歩留まりが向上する。ここで、光
ファイバ１が矩形の断面を有し、その一片のクラッド１
４６を残してそこに光部品と電気部品を組み込んで固定
しモールドすれば作業が更に簡単になる。

【００９７】（実施例１８）図２１に実施例１８を示し
た。ここでは、光ファイバ１のコア部分１ａをエッチン
グ等の方法で掘り下げた構成としてある。この光ファイ
バ１のクラッド１ｂのみを残した端部１５６中に光部品
と電気部品を入れ込み、その最外部をモールド樹脂１５
５で埋め込むものである。この構成にすることにより、
光部品と電気部品を固定するのが更に容易になり、また
モールド樹脂１５５の量も少なくて済む効果がある。

【００９８】実施例１６〜１８では、光部品として、エ
タロンなどの分波手段と光検出器アレイを用いた例を示
したが、部品としてはこれに限られるものではなく、他
の光部品であっても、同様の効果がある。また、上記実
施例では、光部品と電気回路部分をまとめてモールドし
たが、光部品だけをモールドして、電気回路を外側に配
置してもよい。

【００９９】

【発明の効果】以上説明した様に、プラスチック光ファ
イバなどの光ファイバの少なくとも端面を含む端部にエ
タロンなどの分波・合波手段、更には光検出器、光源な
どを設けることにより、比較的容易にコンパクトで性能
の良い分波・合波手段を端部に備える光ファイバ等を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を説明する為の図であ
って、光ファイバの光軸を含む面で切断した断面構成
（ａ）と楔型ファブリペロエタロンの斜視構成（ｂ）と
ファイバ端面側から構成（ｃ）を示す図である。

【図２】本発明の実施例１で光検出器アレイの代わりに
複数の光ファイバをエタロンに接続した場合の構成を説
明する図である。

【図３】本発明の実施例１で用いている楔型エタロンの
動作を説明する為の図である。

【図４】本発明の実施例２の構成を説明する光ファイバ
の光軸を含む面で切断した断面図である。

【図５】本発明の実施例３の構成を説明する為の図であ
って、上から視た構成（ａ）とＡ−Ａ’矢視方向から視
た保持治具の構成（ｂ）を示す図である。

【図６】本発明の実施例４の構成を説明する光ファイバ
の光軸を含む面で切断した断面図である。

【図７】本発明の実施例５の構成を説明する為の図であ
って、光ファイバの光軸を含む面で切断した断面構成
（ａ）と光学材料４４内の屈折率分布（ｂ）と光学材料
４４内の他の例の屈折率分布（ｃ）を示す図である。

【図８】本発明の実施例５の光学材料４４内の更に他の
例の屈折率分布を説明する図である。

【図９】本発明の実施例６の構成を説明する光ファイバ
の光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１０】本発明の実施例７の構成を説明する為の図で
あって、光ファイバの光軸を含む面で切断した断面構成
（ａ）と光学材料６４内の屈折率分布（ｂ）を示す図で
ある。

【図１１】本発明の実施例８の構成を説明する光ファイ
バの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１２】本発明の実施例９の構成を説明する光ファイ
バの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１３】本発明の実施例１０の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１４】本発明の実施例１１の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１５】本発明の実施例１２の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１６】本発明の実施例１３の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１７】本発明の実施例１４の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１８】本発明の実施例１５の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図１９】本発明の実施例１６の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図２０】本発明の実施例１７の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【図２１】本発明の実施例１８の構成を説明する光ファ
イバの光軸を含む面で切断した断面図である。

【符号の説明】

１、６、７１、８１、９１、１０１、１１１、１２１
光ファイバ１ａ、１０１ａ、１１１ａコア１ｂクラッド２、３、１２、１３、２２、２３、３２、３３、４２、
４３、５２、５３、６２、６３、９６、９７反射膜４、１４光学部材（光学材料）９、９９楔型エタロン５、１５、２５、３５、４５、５５、６５、７５、８
５、９５、１０５、１１５、１２５光検出器アレイ５ａ〜５ｎ、１５ａ、２５ａ、４５ａ、５５ａ、６５
ａ、７５ａ、８５ａ、１０５ａ、１１５ａ、１２５ａ
光検出器１２ｄ反射防止機構２６保持治具２６ａ、２６ｂ保持治具の溝３６、３７スペーサ４４屈折率分布を持つ光学材料５４屈折率分布を持つ光ファイバ６４２種類の屈折率を持つ材料から成る光学部材７２、１０３、１２３ａ〜１２３ｃ回折格子７７レンズ７８レンズの固定治具８２反斜面８４バンドパスフィルタアレイ９２、１０２、１１２コア拡大部９３コア拡大部中のレンズ１１３偏向光スイッチ１２２分波部１３４受信回路１３５、１４５、１５５モールド樹脂１３６電源及び信号線１４６、１５６クラッド延長部１４６

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 6/28 ＣＤ (72)発明者半田祐一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H037 AA01 BA11 CA00 CA33 DA03 DA04 DA06 2H050 AC03 AC90 AD16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバ、及び少なくとも光ファイバ端
面に設けられた或は形成された２つ以上の光波を充分狭
い波長スペクトルとして分波或は合波する分波・合波手
段を有することを特徴とする分波・合波手段を端部に備
えた光ファイバ。
【請求項２】分波・合波手段は、光軸方向にほぼ直角な
方向に光学長が変化するファブリペローエタロンである
ことを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項３】分波・合波手段は、ミラー間隔が徐々に変
化する楔型ファブリペローエタロンであることを特徴と
する請求項１または２記載の光ファイバ。
【請求項４】隣接分波光波間のクロストークを避ける為
に、分波・合波手段はその各分波光波路間にわたる多重
反射を防止する為の手段を有することを特徴とする請求
項１、２または３記載の光ファイバ。
【請求項５】分波・合波手段は、均一屈折率の光学部材
とその互いに平行でない端面上の反射膜により構成され
ている楔型ファブリペローエタロンであることを特徴と
する請求項１乃至４の何れかに記載の光ファイバ。
【請求項６】更に分波・合波手段上に分波光波を検出す
る複数の光検出器を有する光検出器アレイが設けられ、
分波・合波手段は、間隔を置いて互いに平行でない所定
の関係に置かれる光ファイバ端面上の平面反射膜と光検
出器アレイの端面（受光面）上の平面反射膜で構成され
ている楔型ファブリペローエタロンであることを特徴と
する請求項１乃至５の何れかに記載の光ファイバ。
【請求項７】光ファイバ端面上の平面反射膜と光検出器
アレイ端面上の平面反射膜を、間隔を置いて互いに平行
でない所定の関係に置く為に、治具に光ファイバと光検
出器アレイを同軸上に置いていることを特徴とする請求
項６記載の光ファイバ。
【請求項８】光ファイバ端面上の平面反射膜と光検出器
アレイ端面上の平面反射膜を、間隔を置いて互いに平行
でない所定の関係で置く為に、スペーサ部材を光ファイ
バ端面と光検出器アレイ端面の間に挿入して光ファイバ
と光検出器アレイを隔てていることを特徴とする請求項
６記載の光ファイバ。
【請求項９】前記所定の関係を変化させる為の可変手段
を更に有することを特徴とする請求項６、７または８記
載の光ファイバ。
【請求項１０】分波・合波手段は、平行な反射膜とその
間に挿入された屈折率に分布がある光学部材から構成さ
れていることを特徴とする請求項１または２記載の光フ
ァイバ。
【請求項１１】屈折率分布は線形的に単調増加或は単調
減少する分布であることを特徴とする請求項１０記載の
光ファイバ。
【請求項１２】屈折率分布は階段状に変化する分布であ
ることを特徴とする請求項１０記載の光ファイバ。
【請求項１３】屈折率分布は単調増加或は単調減少で階
段状に変化する分布であることを特徴とする請求項１２
記載の光ファイバ。
【請求項１４】屈折率分布は所定のランダム態様で階段
状に変化する分布であることを特徴とする請求項１２記
載の光ファイバ。
【請求項１５】屈折率に分布がある光学部材は、屈折率
分布型の光ファイバであることを特徴とする請求項１０
記載の光ファイバ。
【請求項１６】分波・合波手段は、相補的形状の表面を
持つ異なる屈折率の光学材料を界面を持つ様に密着し、
各光学材料の両側の平坦な面に反射膜を形成することで
構成されていることを特徴とする請求項１または２記載
の光ファイバ。
【請求項１７】相補的形状の表面は、相補的な階段状表
面であることを特徴とする請求項１６記載の光ファイ
バ。
【請求項１８】更に分波・合波手段上に分波光波を検出
する複数の光検出器を有する光検出器アレイが設けら
れ、分波・合波手段は、光ファイバ端面上の平面反射膜
と光検出器アレイの端面（受光面）上の平面反射膜で構
成されているファブリペローエタロンであることを特徴
とする請求項１０乃至１７の何れかに記載の光ファイ
バ。
【請求項１９】分波・合波手段は、光進行方向軸に対し
て斜めに形成された光ファイバ端面上に形成された回折
格子で構成されていることを特徴とする請求項１記載の
光ファイバ。
【請求項２０】更に分波光波を検出する複数の光検出器
を有する光検出器アレイが設けられ、回折格子から回折
光が来る光ファイバ端部の側面上に光検出器アレイが設
けられていることを特徴とする請求項１９記載の光ファ
イバ。
【請求項２１】回折格子と光検出器アレイの間にレンズ
が設けられていることを特徴とする請求項２０記載の光
ファイバ。
【請求項２２】分波・合波手段は、光ファイバを進行し
てきた光の進行方向を４５°偏向する様に斜めに形成さ
れた光ファイバ端面の反斜面と、反斜面からの光が通過
するファイバ側面の領域に設けられた夫々異なる波長を
分離する複数の光フィルタを有する光フィルタアレイと
で構成されていることを特徴とする請求項１記載の光フ
ァイバ。
【請求項２３】光フィルタアレイにより波長分離された
分波光波を受光する複数の光検出器を有する光検出器ア
レイが光フィルタアレイ上に設けられていることを特徴
とする請求項２２記載の光ファイバ。
【請求項２４】分波・合波手段は、光ファイバ端面に屈
折率の異なるコア延長部が設けられ、両者が接する部分
に形成された回折格子から構成されていることを特徴と
する請求項１記載の光ファイバ。
【請求項２５】コア延長部は、光ファイバ端面から断面
がテーパ状に広がるコア拡大部になっていることを特徴
とする請求項２４記載の光ファイバ。
【請求項２６】コア延長部に回折格子が複数形成されて
いて、光ファイバを介して伝送されてきた波長多重光の
各分波光波は、複数の回折格子で複数回の回折の影響を
受けることを特徴とする請求項２４または２５記載の光
ファイバ。
【請求項２７】更に分波・合波手段上に分波光波を検出
する複数の光検出器から成る光検出器アレイが設けら
れ、、回折格子は回折光である分波光波を複数の光検出
器へ投射することを特徴とする請求項２４、２５または
２６記載の光ファイバ。
【請求項２８】分波・合波手段は、波長に従って光波を
異なる方向に偏向する偏向光スイッチから構成されてい
ることを特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項２９】偏向光スイッチは、偏向作用を変化させ
る可変手段を有することを特徴とする請求項２８記載の
光ファイバ。
【請求項３０】偏向光スイッチは、音響光学効果を利用
して偏向作用を行なうものであることを特徴とする請求
項２８または２９記載の光ファイバ。
【請求項３１】更に分波・合波手段上或は光ファイバ端
部に分波光波を検出する複数の光検出器から成る光検出
器アレイが設けられていることを特徴とする請求項１乃
至３０の何れかに記載の光ファイバ。
【請求項３２】光ファイバの端面形状が光検出器アレイ
の検出領域の形状にほぼ一致していることを特徴とする
請求項３１記載の光ファイバ。
【請求項３３】光ファイバと分波・合波手段の間に、光
ファイバ端面からコア径が拡大されて行くコア拡大部が
形成されていることを特徴とする請求項３１記載の光フ
ァイバ。
【請求項３４】コア拡大部中にレンスが形成されている
ことを特徴とする請求項３３記載の光ファイバ。
【請求項３５】光検出器アレイのアレイ幅がコア拡大部
のコア径とほぼ同じであることを特徴とする請求項３３
または３４記載の光ファイバ。
【請求項３６】分波・合波手段或はコア拡大部に接する
光ファイバの端面のコア形状が矩形であることを特徴と
する請求項１乃至３５の何れかに記載の光ファイバ。
【請求項３７】光ファイバはプラスチック光ファイバで
あることを特徴とする請求項１乃至３６の何れかに記載
の光ファイバ。
【請求項３８】分波・合波手段は光ファイバ端面上にの
み設けられ或は形成されていることを特徴とする請求項
１記載の光ファイバ。
【請求項３９】分波・合波手段は光ファイバ端面と光フ
ァイバ端部の側面に設けられ或は形成されていることを
特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４０】光ファイバ端部のクラッドが部分的に残
され、その上に分波・合波手段が置かれていることを特
徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４１】光ファイバ端部のクラッドが全面的に残
され、その中に分波・合波手段が挿入されていることを
特徴とする請求項１記載の光ファイバ。
【請求項４２】少なくとも分波・合波手段が、光ファイ
バ端部と一体となる様にモールドされていることを特徴
とする請求項１乃至４１の何れかに記載の光ファイバ。
【請求項４３】分波・合波手段、光検出器アレイ、受信
回路が、光ファイバ端部と一体となる様にモールドされ
ていることを特徴とする請求項４２記載の光ファイバ。
【請求項４４】複数の光検出器を有する光検出手段、及
び少なくとも光検出手段受光面上に設けられた或は形成
された２つ以上の光波を充分狭い波長スペクトルとして
分波或は合波する分波・合波手段を有することを特徴と
する分波・合波手段を受光面上にに備えた光検出装置。
【請求項４５】請求項１乃至４３の何れかに記載の光フ
ァイバ或は請求項４４記載の光検出装置が、波長間隔△
λ１で１つの波長信号が占有する波長幅が△λ２とする
時、△λ１≧△λ２である波長多重光信号を伝送する光
通信系で使用されていることを特徴とする光伝送システ
ム。
【請求項４６】前記分波・合波手段は、光ファイバから
出射される光を受ける部位を分波・合波手段入射面、分
波・合波手段から光が出射する面を分波・合波手段出射
面とした場合、光ファイバ中を伝送されてきた波長多重
信号の異なる波長信号（チャンネル）を夫々該出射面の
異なる位置に出力させることを特徴とする請求項４５記
載の光伝送システム。
【請求項４７】前記光検出器アレイまたは光検出装置
は、複数の光検出領域から構成され、該複数の光検出領
域に入射された光信号を別々の光信号として検出できる
光検出器アレイであり、該光検出器アレイを構成してい
る光検出領域が前記分波・合波手段出射面の波長信号に
対応した場所に形成されていて、光検出領域が異なるチ
ャンネルの信号を受信することを特徴とする請求項４６
記載の光伝送システム。
【請求項４８】前記光検出器アレイまたは光検出装置
は、波長多重光信号が伝送される複数のチャンネルの一
部のチャンネルを別々に光検出することを特徴とする請
求項４７記載の光伝送システム。
【請求項４９】前記光検出器アレイまたは光検出装置
は、波長多重光信号が伝送される複数のチャンネルの全
てのチャンネルを別々に光検出することを特徴とする請
求項４７記載の光伝送システム。
【請求項５０】前記光検出器アレイまたは光検出装置
は、前記分波・合波手段によりまとめて分波された波長
多重光信号のうちの幾つかの光波を前記光検出器アレイ
の１つの光検出領域で検出し、前記分波・合波手段によ
り個別に分波された波長多重光信号のうちの残りの幾つ
かの光波を該光検出器アレイの個々の光検出領域で検出
することを特徴とする請求項４７記載の光伝送システ
ム。