JP2002040283A

JP2002040283A - 光デバイス及びその製造方法

Info

Publication number: JP2002040283A
Application number: JP2000233177A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Imoto; 克之井本
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2002-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】組立、調整が容易で精度の高い光デバイス及
びその製造方法を提供する。【解決手段】透明ブロック３−１ａ、３−２ａ等と凸
レンズ２−１〜２−８とを一体化してレンズアレイ透明
ブロック３−１、３−２を製造することにより温度変化
による凸レンズ２−１〜２−８の光軸ずれがない。レン
ズアレイ透明ブロック３−１、３−２を一方の凸レンズ
２−１、２−３、２−５、２−７側と他方の凸レンズ２
−２、２−４、２−６、２−８側とに当分割したものを
用いることにより、光デバイスの組立、調整、加工が容
易となり高い精度が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイス及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重通信技術の急速な進展に伴い、
特定波長の光信号を透過させ、その特定波長以外の波長
の光信号を反射させる機能を有する誘電体多層膜からな
る干渉膜フィルタのニーズが増大してきた。また、干渉
膜フィルタを用いた応用光デバイスとして、異なる波長
の光信号を合波したり、分波したりする光合分波器や特
定波長の光信号を取り出したり、加えたりするアドドロ
ップデバイス（ＡＤＤ／ＤＲＯＰデバイス）等が必要不
可欠となってきた。

【０００３】図７は干渉膜フィルタを用いた個別部品型
の光分波器の概念図である。

【０００４】この光分波器は、一本の光ファイバ５０−
０を伝搬してきた波長λ₁、λ₂、…、λ₈の光信号を
それぞれ個別の波長の光信号に分波するための光デバイ
スである。すなわち、光ファイバ５０−０の中を伝搬し
てきた波長λ₁、λ₂、…、λ₈の光信号はセルフォッ
クレンズ（登録商標）５１−０を透過することによって
平行光に変換されてガラス基板５２内に入射し、そのガ
ラス基板５２に貼付けられた第１の干渉膜フィルタ５３
−１に入射する。干渉膜フィルタ５３−１は波長λ₁の
光信号を透過させてセルフォックレンズ５１−１へ伝搬
させ、波長λ₁以外の波長λ₂、λ₃、…、λ₈の光信
号を反射させて第２の干渉膜フィルタ５３−２へ伝搬さ
せる。セルフォックレンズ５１−１内へ入射した波長λ
₁の光信号は平行光から集束光へ変換されて光ファイバ
５０−１内へ入射され、その光ファイバ５０−１内を伝
搬していく。干渉膜フィルタ５３−２内へ入射した波長
λ ₂、λ₃、…、λ₈の光信号のうち、波長λ₂の光信
号のみが干渉膜フィルタ５３−２を透過してセルフォッ
クレンズ５１−２内に入射し、光ファイバ５０−２内を
伝搬していく。波長λ₃、λ₄、…、λ₈の光信号は干
渉膜フィルタ５３−２で反射されて干渉膜フィルタ５３
−３へ照射され、波長λ₃の光信号のみが干渉膜フィル
タ５３−３を透過してセルフォックレンズ５１−３を介
して光ファイバ５０−３内を伝搬する。波長λ₄、
λ₅、…、λ₈の光信号は、干渉膜フィルタ５３−３で
反射されて干渉膜フィルタ５３−４へ入射する。

【０００５】同様の動作が干渉膜フィルタ５３−４〜５
３−８で行われ、波長λ₄、λ₅、λ₆、λ₇、λ₈の
光信号は各干渉膜フィルタ５３−４〜５３−８で分波さ
れ、各光ファイバ５０−４〜５０−８内をそれぞれ伝搬
する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光分波器には以下のような問題点がある。

【０００７】(1) 全て個別の光部品を実装して構成され
ており、光部品（光ファイバ、セルフォックレンズ、ガ
ラス基板、干渉膜フィルタ）の数が多すぎるため、組
立、実装、光軸調整に多くの時間と費用とがかかる。光
部品間の光軸ずれが生じやすく、信頼性にも問題があ
る。

【０００８】(2) 量産に不向きな構成であり、低コスト
化の可能性が低い。

【０００９】(3) 個々の光部品間に空気層が介在するた
め、屈折率の大きなミスマッチによる不要な反射光が生
じ、結果的に光損失が増大する。

【００１０】(4) 各光部品を固定するための部品が必要
であり、小型化が困難である。

【００１１】(5) 光軸を精度良く合わせることが難し
く、低損失で高アイソレーション特性を有する光分波器
を再現性よく製造することが困難である。

【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、組立、調整が容易で精度の高い光デバイス及びその
製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のレンズアレイ透明ブロックは、一方の面と他
方の面とが互いに平行な透明ブロックと、透明ブロック
の一方の面及び他方の面に互いに対向するように所望の
間隔で少なくとも２個設けられた凸レンズとを備えたも
のである。

【００１４】上記構成に加え本発明のレンズアレイ透明
ブロックは、透明ブロックの凸レンズが設けられている
面に対して角度θで一方の面側と他方の面側とに等分割
されていてもよい。

【００１５】上記構成に加え本発明のレンズアレイ透明
ブロックは、等分割された透明ブロックの斜めに切断さ
れた面の凸レンズの光軸上に、特定波長の光信号を透過
すると共に特定波長以外の波長の光信号を反射する干渉
膜フィルタ層が設けられていてもよい。

【００１６】本発明の光合分波器は、一方の面に対し他
方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロック、楔状透明
ブロックの一方の面に所望の間隔で設けられた凸レン
ズ、及び楔状透明ブロックの他方の面の各凸レンズの光
軸上に設けられ、特定波長の光信号を透過すると共に特
定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層
からなる第一のレンズアレイ透明ブロックと、第一のレ
ンズアレイ透明ブロックと同一構成の第二のレンズアレ
イ透明ブロックと、表面と裏面とが平行であり、表面に
は第一のレンズアレイ透明ブロックの他方の面側が貼付
けられ、裏面には第一のレンズアレイ透明ブロックの各
干渉膜フィルタの位置に第二のレンズアレイブロックの
各凸レンズの光軸が位置することにより光信号がジグザ
グに伝搬すると共に、第一のレンズアレイ透明ブロック
の一方の面と第二のレンズアレイ透明ブロックの一方の
面とのなす角度が２θとなるように第二のレンズアレイ
透明ブロックの他方の面側が貼付けられた平行透明ブロ
ックと、一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜し、一
方の面が第一のレンズアレイ透明ブロックの一方の面と
平行になるように他方の面が平行透明ブロックの裏面に
設けられた楔状透明チップと、楔状透明チップの一方の
面の第一のレンズアレイブロックの凸レンズの光軸上に
設けられ波長多重光信号が入出射する凸レンズとを備え
たものである。

【００１７】本発明の光合分波器は、一方の面に対し他
方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロック、楔状透明
ブロックの一方の面に所望の間隔で設けられた凸レン
ズ、及び楔状透明ブロックの他方の面の各凸レンズの光
軸上に設けられ特定波長の光信号を透過すると共に特定
波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層か
らなるレンズアレイ透明ブロックと、表面と裏面とが平
行であり、表面にレンズアレイ透明ブロックの他方の面
側が貼付けられた平行透明ブロックと、一方の面に対し
他方の面が角度θで傾斜し、一方の面がレンズアレイ透
明ブロックの一方の面と平行かつ、楔状透明ブロックの
楔の後端側の凸レンズの光軸上に位置するように他方の
面が平行透明ブロックの裏面に設けられた楔状透明チッ
プと、楔状透明チップの一方の面に後端側の凸レンズの
光軸上に設けられ波長多重光信号が入出射する凸レンズ
と、平行透明ブロックの裏面のレンズアレイ透明ブロッ
クの各凸レンズの光軸上に位置すると共に、光信号がジ
グザグに伝搬するように設けられた干渉膜フィルタ層と
を備えたものである。

【００１８】本発明の光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタは、
一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブ
ロック、楔状透明ブロックの一方の面に先端から後端に
かけて所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び楔状透明
ブロックの各凸レンズの各光軸上に設けられ特定波長の
光信号を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を
反射する干渉膜フィルタ層からなる第一のレンズアレイ
透明ブロックと、一方の面に対し他方の面が角度θで傾
斜した楔状透明ブロック、楔状透明ブロックの一方の面
に先端から後端にかけて所望の間隔で設けられた凸レン
ズ、及び楔状透明ブロックの他方の面の先端から二つ目
の凸レンズから後端までの各凸レンズの各光軸上に設け
られ特定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の
波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなる第二
のレンズアレイ透明ブロックと、表面と裏面とが平行で
あり、表面には第一のレンズアレイ透明ブロックの他方
の面側が貼付けられ、裏面には第一のレンズアレイ透明
ブロックの各凸レンズの光軸と第二のレンズアレイ透明
ブロックの各凸レンズの光軸とが一致すると共に、第一
のレンズアレイ透明ブロックの一方の面と第二のレンズ
アレイ透明ブロックの一方の面とが平行となり、光信号
光がジグザグに伝搬するように他方の面側が貼付けられ
た平行透明ブロックとを備えたものである。

【００１９】本発明のレンズアレイ透明ブロックの製造
方法は、一方の面と他方の面とが互いに平行な透明ブロ
ックの一方の面及び他方の面に少なくとも２個の凸レン
ズを互いに対向するように所望の間隔で設けるものであ
る。

【００２０】上記構成に加え本発明のレンズアレイ透明
ブロックの製造方法は、透明ブロックの凸レンズが設け
られている面に対して角度θで一方の面側と他方の面側
とに等分割してもよい。

【００２１】上記構成に加え本発明のレンズアレイ透明
ブロックの製造方法は、等分割された透明ブロックの斜
めに切断された面の凸レンズの光軸上に、特定波長の光
信号を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を反
射する干渉膜フィルタ層を設けてもよい。

【００２２】本発明の光合分波器の製造方法は、一方の
面に対し他方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロッ
ク、楔状透明ブロックの一方の面に所望の間隔で設けら
れた凸レンズ、及び楔状透明ブロックの他方の面の各凸
レンズの光軸上に設けられ特定波長の光信号を透過する
と共に特定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜フ
ィルタ層からなる第一のレンズアレイ透明ブロックを準
備し、第一のレンズアレイ透明ブロックと同一構成の第
二のレンズアレイ透明ブロックを準備し、表面と裏面と
が平行な平行透明ブロックを準備し、平行透明ブロック
の表面には第一のレンズアレイ透明ブロックの他方の面
側を貼付け、平行透明ブロックの裏面には第一のレンズ
アレイ透明ブロックの各凸レンズの光軸上に干渉膜フィ
ルタ層が位置すると共に、第二のレンズアレイ透明ブロ
ックの一方の面と第一のレンズアレイ透明ブロックの一
方の面とのなす角度が２θとなるように第二のレンズア
レイ透明ブロックの他方の面側を貼付け、一方の面に対
し他方の面が角度θで傾斜角度θを有する楔状透明チッ
プの一方の面が第一のレンズアレイ透明ブロックの一方
の面と平行になるように他方の面側を平行透明ブロック
の裏面に設け、楔状透明チップの一方の面上の第一のレ
ンズアレイブロックの凸レンズの光軸上に凸レンズを設
けるものである。

【００２３】本発明の光合分波器の製造方法は、一方の
面に対し他方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロッ
ク、楔状透明ブロックの一方の面に所望の間隔で設けら
れた凸レンズ、及び楔状透明ブロックの他方の面の各凸
レンズの光軸上に設けられ、特定波長の光信号を透過す
ると共に特定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜
フィルタ層からなるレンズアレイ透明ブロックを準備
し、表面と裏面とが平行な平行透明ブロックを準備し、
平行透明ブロックの表面にレンズアレイ透明ブロックの
他方の面側を貼付け、一方の面に対し他方の面が角度θ
で傾斜する楔状透明チップを準備し、楔状透明チップの
他方の面を、一方の面がレンズアレイ透明ブロックの一
方の面と平行かつ、楔状透明ブロックの楔の後端側の凸
レンズの光軸上に位置するように平行透明ブロックの裏
面に設け、楔状透明チップの一方の面の後端側の凸レン
ズの光軸上に波長多重光信号が入出射する凸レンズを設
け、平行透明ブロックの裏面のレンズアレイ透明ブロッ
クの各凸レンズの光軸上に位置すると共に、光信号がジ
グザグに伝搬するように干渉膜フィルタ層を設けるもの
である。

【００２４】本発明の光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタの製
造方法は、一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜した
楔状透明ブロック、楔状透明ブロックの一方の面に先端
から後端にかけて所望の間隔で設けられた凸レンズ、及
び楔状透明ブロックの各凸レンズの各光軸上に設けられ
特定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の波長
の光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなる第一のレ
ンズアレイ透明ブロックを準備し、一方の面に対し他方
の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロック、楔状透明ブ
ロックの一方の面に先端から後端にかけて所望の間隔で
設けられた凸レンズ、及び楔状透明ブロックの他方の面
の先端から二つ目の凸レンズから後端までの各凸レンズ
の各光軸上に設けられ特定波長の光信号を透過すると共
に特定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィル
タ層からなる第二のレンズアレイ透明ブロックを準備
し、表面と裏面とが平行な平行透明ブロックを準備し、
平行透明ブロックの表面には第一のレンズアレイ透明ブ
ロックの他方の面側を貼付け、平行透明ブロックの裏面
には第一のレンズアレイ透明ブロックの各凸レンズの光
軸と第二のレンズアレイ透明ブロックの各凸レンズの光
軸とが一致すると共に、第一のレンズアレイ透明ブロッ
クの一方の面と第二のレンズアレイ透明ブロックの一方
の面とが平行となり、光信号光がジグザグに伝搬するよ
うに第二のレンズアレイ透明ブロックの他方の面側を貼
付けるものである。

【００２５】本発明によれば、透明ブロック等と凸レン
ズとを一体化してレンズアレイ透明ブロックを製造する
ことにより温度変化による凸レンズの光軸ずれがない。
レンズアレイ透明ブロックを一方の凸レンズ側と他方の
凸レンズ側とに当分割したものを用いることにより、光
デバイスの組立、調整、加工が容易となり高い精度が得
られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００２７】図１は本発明の光デバイスの一実施の形態
を示す概念図である。

【００２８】この光デバイスは集光機能付きレンズアレ
イ透明ブロックを用いた光合分波器であり、一方の面
（図では右側の面）７−１に対し他方の面（傾斜面）８
−１が角度θで傾斜した楔状透明ブロック３−１ａ、楔
状透明ブロック３−１ａの一方の面７−１に所望の間隔
で設けられた凸レンズ２−１、２−３、２−５、２−
７、及び楔状透明ブロック３−１ａの他方の面８−１の
各凸レンズ２−１、２−３、２−５、２−７の光軸上に
設けられ、特定波長の光信号を透過すると共に特定波長
以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層６−
１、６−３、６−５、６−７からなる第一のレンズアレ
イ透明ブロック３−１と、第一のレンズアレイ透明ブロ
ック３−１と同一構成の第二のレンズアレイ透明ブロッ
ク３−２と、表面（図では右側の面）と裏面（図では左
側の面）とが平行であり、表面には第一のレンズアレイ
透明ブロック３−１の他方の面側、すなわち干渉膜フィ
ルタ層６−１、６−３、６−５、６−７が貼付けられ、
裏面には第一のレンズアレイ透明ブロック３−１の各干
渉膜フィルタの位置に第二のレンズアレイ透明ブロック
３−２の各凸レンズ２−２、２−４、２−６、２−８の
光軸が位置することにより光信号がジグザグに伝搬する
と共に、第一のレンズアレイ透明ブロック３−１の一方
の面と第二のレンズアレイ透明ブロック３−２の一方の
面とのなす角度が２θとなるように第二のレンズアレイ
透明ブロック３−２の他方の面側が貼付けられた平行透
明ブロック４と、一方の面に対し他方の面が角度θで傾
斜し、一方の面が第一のレンズアレイ透明ブロック３−
１の一方の面と平行になるように他方の面が平行透明ブ
ロック４の裏面に設けられた楔状透明チップ３−０と、
楔状透明チップ３−０の一方の面の第一のレンズアレイ
透明ブロック３−１の凸レンズ２−１、２−３、２−
５、２−７の光軸上に設けられ波長多重光信号が入出射
する凸レンズ２−０とで構成されている。

【００２９】この光合分波器は、矢印１−０方向から光
ファイバ（図示せず。）内を伝搬してきた波長多重光信
号（波長λ₁、λ₂、λ₃、…、λ₈の光信号）をそれ
ぞれ矢印１−１〜１−８方向に分波するようになってい
る。分波された各々の光信号は各凸レンズ２−１〜２−
８で集光され、光ファイバ（図示せず。）の中に入射さ
れて伝搬する。

【００３０】この光合分波器の特徴は集光機能付きの第
一のレンズアレイブロック３−１、集光機能付きの第二
のレンズアレイブロック３−２と、平行透明ブロック
４、楔状透明チップ３−０及び凸レンズ２−０という少
ない光部品で構成されていること、組立・加工、光軸調
整が容易であること、凸レンズ２−１、２−３、２−
５、２−７間隔（凸レンズ２−２、２−４、２−６、２
−８間隔）がフォトマスクの寸法精度で製造できるこ
と、第一のレンズアレイ透明ブロック３−１と第二のレ
ンズアレイ透明ブロック３−２とを対で製造するので、
第一のレンズアレイ透明ブロック３−１と第二のレンズ
アレイ透明ブロック３−２との角度θを完全に一致させ
ることができること、各々の凸レンズ２−０〜２−８に
入出射する光信号のビームは凸レンズ２−０〜２−８の
中心軸に略一致しているので凸レンズ２−０〜２−８の
近傍に設けられる光ファイバへの光結合効率を高くする
ことができ、かつ光結合も容易であること、各透明ブロ
ック３−１、３−２、４や楔状透明チップ３−０を同一
材料で構成することにより熱安定性に優れた光分波器を
実現できること、等である。

【００３１】次に図１に示した光合分波器の動作につい
て説明する。

【００３２】矢印１−０方向から光ファイバ内を伝搬し
てきた波長多重光信号（波長λ₁、λ₂、λ₃、…、λ
₈の光信号）は凸レンズ２−０内に入射し、平行ビーム
に変換され、楔状透明チップ３−０を通って矢印５−０
方向に板状透明ブロック４内を伝搬し、第１番目の干渉
膜フィルタ層６−１に入射する。この干渉膜フィルタ層
６−１は波長λ₁の信号光のみ透過し、波長λ₁以外の
光信号は反射する。従って、干渉膜フィルタ層６−１に
入射した光信号のうち、波長λ₁の光信号のみがこの干
渉膜フィルタ層６−１を透過して第一のレンズアレイ透
明ブロック３−１を経て凸レンズ２−１に達する。この
凸レンズ２−１で平行ビームは集光され、矢印１−１方
向に光ファイバ（図示せず。）内を伝搬していく。

【００３３】一方、干渉膜フィルタ層６−１で反射され
た波長λ₁以外の波長λ₂、λ₃、…、λ₈の光信号は
２θの角度で矢印５−１方向に反射されて伝搬し、次の
第２番目の干渉膜フィルタ層６−２に入射する。この干
渉膜フィルタ層６−２は波長λ₂の光信号のみを透過
し、波長λ₂以外の波長λ₃、λ₄、…、λ₈の光信号
は反射する。したがって、干渉膜フィルタ層６−２に入
射した光信号のうち、波長λ₂の光信号のみが透過して
第二のレンズアレイ透明ブロック３−２の凸レンズ２−
２に入射し、集光されて矢印１−２方向に出射する。

【００３４】他方、波長λ₃、λ₄、…、λ₈の光信号
は干渉膜フィルタ層６−２で反射され、角度２θの方
向、すなわち矢印５−２方向に伝搬し、第３番目の干渉
膜フィルタ層６−３に入射する。干渉膜フィルタ層６−
３〜６−８はそれぞれ波長λ₃〜λ₈の光信号のみを透
過し、波長λ₃〜λ₈以外の光信号を反射する。したが
って、光信号が矢印５−２〜５−７方向に伝搬していく
うちに、波長λ₃〜λ₈の光信号が矢印１−３〜１−８
方向に分波して取り出される。

【００３５】このような構成は、楔状透明チップ３−
０、第一、第二のレンズアレイ透明ブロック３−１、３
−２、平行透明ブロック４の傾斜面がいずれも角度θで
形成されているので、各透明ブロック３−１、３−２、
４、透明チップ３−０をはり合わせて光軸合せをするの
が極めて容易に行える。

【００３６】なお、楔状透明チップ３−０、第一、第二
のレンズアレイ透明ブロック３−１、３−２の凸レンズ
２−１〜２−８の設けられている面７−０〜７−２は紙
面に垂直な面である。これらの面７−０〜７−２にフォ
トレジスト膜形成、フォトリソグラフィ、熱処理による
フォトレジストパターンの熱変形加工を経て後、フォト
レジストパターンをマスクにしてレンズアレイ透明ブロ
ック３−１、３−２の面上に凸レンズ２−１〜２−８が
設けられる。

【００３７】図２（ａ）は本発明の光デバイスとしての
レンズアレイ透明ブロックの一実施の形態を示す平面図
であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図である。

【００３８】このレンズアレイ透明ブロックは、幅が
ｗ、厚さがｔ、長さがｌの長方形の透明ブロックであ
り、石英系ガラス、多成分系ガラス、強誘電体（ＬｉＮ
ｂＯ₃、ＬｉＴａＯ₅、プラスチック）等が用いられ
る。凸レンズ２−１〜２−８の設けられている面７−
１、７−２は紙面に垂直な面である。各凸レンズ間（２
−１と２−３、２−３と２−５、２−５と２−７、２−
２と２−４、２−４と２−６、２−６と２−８）の間隔
Ｓは等しく設計される。対向する凸レンズ（２−１と２
−８、２−３と２−６、２−５と２−４、２−７と２−
２）は同一線上ｘ₁−ｘ₁、ｘ₃−ｘ₃、ｘ₅−ｘ₅、
ｘ₇−ｘ₇に設けられる。また全凸レンズ２−１〜２−
８はｙ−ｙ線上に設けられる。幅ｗは透明ブロック３を
斜め破線上ｎ−ｎに沿ってレンズアレイ透明ブロック３
−１、３−２に角度θの斜め切断、分離するのに必要な
幅が選ばれる。角度θとしては数°〜４０°の範囲から
選ばれる。

【００３９】この集光機能付きのレンズアレイ透明ブロ
ック３を斜め線上ｎ−ｎに沿って切断したものを図１に
示した第一、第二のレンズアレイ透明ブロック３−１、
３−２のように用いることにより、精度の良い光軸合せ
を実現することができる。凸レンズ２−１〜２−８の数
は光分波器の分波数に応じて設けられるが、これに限定
されず数十個、あるいは百個近く凸レンズを設けた透明
ブロックを製造しておいて、任意の寸法に切断すること
により、光分波器の量産を行うことができる。

【００４０】図３（ａ）は本発明の光デバイスとしての
レンズアレイ透明ブロックの他の実施の形態を示す平面
図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の左側面図であり、
図３（ｃ）は図３（ａ）の右側面図である。

【００４１】本レンズアレイ透明ブロックは、図２
（ａ）、（ｂ）に示したレンズアレイ透明ブロックの傾
斜面に干渉膜フィルタを複数個設けたものである。すな
わち、図１に示した光合分波器の干渉膜フィルタ層（６
−１、６−３、６−５、６−７）付きのレンズアレイ
（２−１、２−３、２−５、２−７）透明ブロック３−
１を示すものである。各干渉膜フィルタ層６−１、６−
３、６−５、６−７はｙ−ｙ軸上に設けられ、かつ各凸
レンズ２−１、２−３、２−５、２−７の線上ｘ₁−ｘ
₁、ｘ₃−ｘ₃、ｘ₅−ｘ₅、ｘ₇−ｘ₇の傾斜面８−
１上に設けられている。各干渉膜フィルタ層６−１、６
−３、６−５、６−７はそれぞれ特定の波長λ₁、
λ₃、λ₅、λ₇の光信号を透過し、特定の波長λ₁、
λ₃、λ₅、λ₇以外の波長の光信号を反射する特性を
有する層である。

【００４２】図４は本発明の光デバイスとしての光合分
波器の他の実施の形態を示す平面図である。

【００４３】この光合分波器は図１に示した光合分波器
と同一構造を有しており、使い方として光分波機能と光
合波機能とを併用したものである。すなわち、矢印１−
０方向からは波長λ₁、λ₃、λ₅、λ₇の光信号を凸
レンズ２−０に入射させ、凸レンズ２−１、２−３、２
−５、２−７から波長λ₁、λ₃、λ₅、λ₇の光信号
を矢印１−１、１−３、１−５、１−７方向に分波して
取り出すようにしたものである。

【００４４】他方、矢印９−２、９−４、９−６、９−
８方向から波長λ₂、λ₄、λ₆、λ₈の光信号を凸レ
ンズ２−２、２−４、２−６、２−８に入射させ、凸レ
ンズ２−０から合波された光信号（波長λ₂、λ₄、λ
₆、λ₈）を矢印９−０方向に取り出し、光ファイバ内
を伝搬させるようになっている。

【００４５】図５は本発明の光デバイスとしての光合分
波器の他の実施の形態を示す平面図である。

【００４６】本光合分波器は、一つのレンズアレイ透明
ブロック３−１と、平行透明ブロック４と、楔状透明チ
ップ３−０と、凸レンズ２−０とを用いて構成したもの
である。

【００４７】すなわち、この光合分波器は、一方の面
（図の右側の面）７−１に対し他方の面（傾斜面、図の
左側の面）８−１が角度θで傾斜した楔状透明ブロック
３−１、楔状透明ブロック３−１の一方の面に所望の間
隔で設けられた凸レンズ２−１、２−３、２−５、２−
７、及び楔状透明ブロック３−１の他方の面８−１の各
凸レンズ２−１、２−３、２−５、２−７の光軸上に設
けられ特定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外
の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層６−１、６
−３、６−５からなるレンズアレイ透明ブロック３−１
と、表面（図では右側の面）と裏面（図では左側の面）
とが平行であり、表面にレンズアレイ透明ブロック３−
１の他方の面側が貼付けられた平行透明ブロック４と、
一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜し、一方の面が
レンズアレイ透明ブロック３−１の一方の面と平行か
つ、レンズアレイ透明ブロック３−１の楔の後端側の凸
レンズ２−１の光軸上に位置するように他方の面が平行
透明ブロック４の裏面に設けられた楔状透明チップ３−
０と、楔状透明チップ３−０の一方の面に後端側の凸レ
ンズ２−１の光軸上に設けられ波長多重光信号が入出射
する凸レンズ２−０と、平行透明ブロック４の裏面のレ
ンズアレイ透明ブロック３−１の各凸レンズ２−３、２
−５、２−７の光軸上に位置すると共に、光信号がジグ
ザグに伝搬するように設けられた干渉膜フィルタ層６ｒ
−１、６ｒ−２、６ｒ−３とで構成されたものである。

【００４８】干渉膜フィルタ層６ｒ−１は、波長λ₂、
λ₃、λ₄の光信号を反射し、波長λ₁の光信号を透過
する特性を有するものであり、干渉膜フィルタ層６ｒ−
２は波長λ₃、λ₄の光信号を反射し、波長λ₂の光信
号を透過する特性を有するものであり、干渉膜フィルタ
６ｒ−３は波長λ₄の光信号を反射し、波長λ₃の光信
号を透過する特性を有する。なお、干渉膜フィルタ層６
ｒ−１、６ｒ−２、６ｒ−３の代わりに光反射層を用い
てもよい。

【００４９】図６は本発明の光デバイスとしての光ＡＤ
Ｄ／ＤＲＯＰフィルタの一実施の形態を示す平面図であ
る。

【００５０】この光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタは、一方
の面（図では右側の面）７−１に対し他方の面（傾斜
面、図では左側の面）８−１が角度θで傾斜した楔状透
明ブロック３−１ａ、楔状透明ブロック３−１ａの一方
の面７−１に先端から後端にかけて所望の間隔で設けら
れた凸レンズ２−１、２−３、２−５、２−７、及び楔
状透明ブロック３−１ａの各凸レンズ２−１、２−３、
２−５、２−７の各光軸上に設けられ特定波長の光信号
を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を反射す
る干渉膜フィルタ層６−１、６−２、６−３、６−ｎか
らなる第一のレンズアレイ透明ブロック３−１と、一方
の面に対し他方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロッ
ク３−２ａ、楔状透明ブロック３−２ａの一方の面に先
端から後端にかけて所望の間隔で設けられた凸レンズ２
−２、２−４、２−６、２−８、及び楔状透明ブロック
３−２ａの他方の面の先端から二つ目の凸レンズ２−６
から後端までの各凸レンズ２−６、２−４、２−２の各
光軸上に設けられ特定波長の光信号を透過すると共に特
定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層
６ａ−１、６ａ−２、６ａ−３からなる第二のレンズア
レイ透明ブロック３−２と、表面と裏面とが平行であ
り、表面には第一のレンズアレイ透明ブロック３−１の
他方の面側が貼付けられ、裏面には第一のレンズアレイ
透明ブロック３−１の各凸レンズ２−１、２−３、２−
５、２−７の光軸と第二のレンズアレイ透明ブロック３
−２の各凸レンズ２−２、２−４、２−６、２−８の光
軸とが一致すると共に、第一のレンズアレイ透明ブロッ
ク３−１の一方の面と第二のレンズアレイ透明ブロック
３−２の一方の面とが平行となり、光信号光がジグザグ
に伝搬するように他方の面側が貼付けられた平行透明ブ
ロック４とで構成されたものである。

【００５１】この光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタは、矢印
１１−０方向から光ファイバ（図示せず。）内を伝搬し
てきた波長多重光信号（波長λ₁、λ₂、λ₃、…、λ
_n）を矢印１−１〜１−３方向に波長λ₁、λ₂、λ₃
の光信号をＤＲＯＰして取り出すと共に、矢印１９ａ−
１、１９ａ−２、１９ａ−３方向から波長λ_a1、λ_a2、
λ_a3の光信号をＡＤＤし、矢印１０方向に波長λ_a1、λ
_a2、λ_a3、λ₄、λ₅、…、λ_nの光信号を取り出すよ
うになっている。

【００５２】この光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタは、第
一、第二のレンズアレイ透明ブロック３−１、３−２
と、平行透明ブロック４とを一体的にはり合せ、長方形
の透明体ブロック構造としたことを特徴とする。このよ
うな長方形の透明体ブロックはパッケージが容易であ
り、パッケージング時の光軸ずれも生じにくい。

【００５３】ここで、干渉膜フィルタ６ａ−１〜６ａ−
３はそれぞれ波長λ_a1、λ_a2、λ_a3の光信号のみを透過
させ、波長λ_a1、λ_a2、λ_a3以外の光信号を反射する特
性を有する。

【００５４】本発明は上記実施の形態に限定されない。
まず、光分波数、光合波数は２波以上、数十波程度まで
適用することができる。したがって凸レンズは透明ブロ
ックのｙ−ｙ軸上に２個以上、百数十個程度まで適用す
ることができる。図１、図５（または図４、あるいは図
６）に示す光デバイスをｎ個並列に配置し、光分波数
（または光合分波数、あるいは光ＡＤＤ／ＤＲＯＰ数）
をｎ倍にしてもよい。この場合には凸レンズ、干渉膜フ
ィルタ層を図３に示す厚さｔ内にマトリクス状に形成し
たレンズアレイ透明ブロック３−１（３−２）を用い
る。すなわち、図２に示したレンズアレイ透明ブロック
３−１の両側面７−１、７−２にマトリクス状（ｐ行ｑ
列、ｐ、ｑ：≧２）の凸レンズを対向して形成したもの
を用いる。このようなマトリクス状の凸レンズを設けた
透明ブロックは容易に量産することができ、かつ、歩留
まりよくできるので、本光デバイスの低コスト化を期待
できる。なお、本発明の光デバイスをｎ個並列に配置し
た場合に、例えば図１に示した場合、波長多重光信号を
波長帯ごとに分けて入射させる（例えば第１波長帯をλ
₁₁、λ₂₁、λ₃₁、…、λ_n1とし、第２波長帯をλ₁₂、λ
₂₂、λ₃₂、…、λ_n2とし、…、第ｍ波長帯をλ_1m、
λ_2m、λ_3m、…、λ_nmのように分けて、それぞれの入射
側レンズに入射させる。）。

【００５５】平行透明ブロックは、四辺形平面形状以外
に、四角形（長方形、正方形）平面形状、菱形平面形状
であってもよい。この平行透明ブロックの材質はレンズ
アレイ透明ブロック３−１、３−２、楔状透明チップ３
−０の材質と同じでもよく、異なっていてもよい。すな
わち、いずれのレンズアレイ透明ブロック３−１、３−
２、楔状透明チップ３−０、平行透明ブロックとも光信
号を透過しやすい材質で、かつ凸レンズをフォトリソグ
ラフィ、ドライエッチング工程で加工しやすい材質が好
ましい。

【００５６】図１及び図５に示した光合分波器におい
て、信号光の流れを逆にした光合波器として用いてもよ
いことは当然のことである。

【００５７】以上において、本発明によれば、 (1) 少ない光部品で光デバイスを構成することができ
る。しかも一つの透明ブロックにフォトマスクの寸法精
度で凸レンズのレンズアレイが対向したものを斜め切断
し、これらを対で用いるので組立・加工・光軸調整が容
易である。

【００５８】(2) 各々の凸レンズへ入射、あるいは出射
する光信号のビームは凸レンズの中心軸に略一致してい
るので、凸レンズの近傍に設けられる光ファイバの光結
合効率を高くすることができ、光結合も容易に行うこと
ができる。

【００５９】(3) (1) の理由により、角度θが精度良く
一致した透明ブロックを対で用いることができる。この
結果、光軸ずれの少ない、低損失で、高アイソレーショ
ン（波長間の干渉量が極めて少ない）特性を実現するこ
とができる。

【００６０】(4) レンズアレイ透明ブロック、平行透明
ブロック、楔状透明チップがいずれも角度θの傾斜面を
有し、傾斜面をはり合わせた構成であるので、光軸合せ
が容易であり、また光軸ずれも起こりにくい。さらに透
明ブロック等の材質を同じものとすることにより、温度
変化に対して光軸ずれの起こりにくい、安定した光デバ
イスを実現することができる。特に、透明ブロックを石
英系ガラスで製造すれば、干渉膜フィルタ層もＳｉＯ₂
とＴｉＯ₂との交互層で形成されるので、光部品全てが
略同じような材料で構成されることになり、温度変化に
対して光学特性（光分波、光合波、光ＡＤＤ、光ＤＲＯ
Ｐ等の特性）を安定に保つことができる。

【００６１】(5) 凸レンズも透明ブロック等に一体的に
形成されているので、透明ブロック等と凸レンズとの温
度変化による光軸ずれは生じない。

【００６２】(6) 量産が容易なので、低コスト化を図る
ことができる。また少人数で自動プロセスで光デバイス
を製造することができる。

【００６３】(7) 本光デバイス構成上、屈折率の大幅な
ミスマッチによる反射光の発生が少ないので、より低損
失で、高アイソレーション特性を実現することができ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。

【００６５】組立、調整が容易で精度の高い光デバイス
及びその製造方法の提供を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光デバイスの一実施の形態を示す概念
図である。

【図２】（ａ）は本発明の光デバイスとしてのレンズア
レイ透明ブロックの一実施の形態を示す平面図であり、
（ｂ）は（ａ）の側面図である。

【図３】（ａ）は本発明の光デバイスとしてのレンズア
レイ透明ブロックの他の実施の形態を示す平面図であ
り、（ｂ）は（ａ）の左側面図であり、（ｃ）は（ａ）
の右側面図である。

【図４】本発明の光デバイスとしての光合分波器の他の
実施の形態を示す平面図である。

【図５】本発明の光デバイスとしての光合分波器の他の
実施の形態を示す平面図である。

【図６】本発明の光デバイスとしての光ＡＤＤ／ＤＲＯ
Ｐフィルタの一実施の形態を示す平面図である。

【図７】干渉膜フィルタを用いた個別部品型の光分波器
の概念図である。

【符号の説明】

２−０〜２−８凸レンズ３−０楔状透明チップ３−１、３−２レンズアレイ透明ブロック４平行透明ブロック６−１〜６−８干渉膜フィルタ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の面と他方の面とが互いに平行な透
明ブロックと、該透明ブロックの一方の面及び他方の面
に互いに対向するように所望の間隔で少なくとも２個設
けられた凸レンズとを備えたことを特徴とするレンズア
レイ透明ブロック。
【請求項２】上記透明ブロックの上記凸レンズが設け
られている面に対して角度θで上記一方の面側と上記他
方の面側とに等分割されている請求項１に記載のレンズ
アレイ透明ブロック。
【請求項３】上記等分割された透明ブロックの斜めに
切断された面の上記凸レンズの光軸上に、特定波長の光
信号を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を反
射する干渉膜フィルタ層が設けられている請求項２に記
載のレンズアレイ透明ブロック。
【請求項４】一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜
した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の面
に所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明ブ
ロックの他方の面の各凸レンズの光軸上に設けられ、特
定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の波長の
光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなる第一のレン
ズアレイ透明ブロックと、第一のレンズアレイ透明ブロ
ックと同一構成の第二のレンズアレイ透明ブロックと、
表面と裏面とが平行であり、表面には第一のレンズアレ
イ透明ブロックの他方の面側が貼付けられ、裏面には第
一のレンズアレイ透明ブロックの各干渉膜フィルタの位
置に第二のレンズアレイブロックの各凸レンズの光軸が
位置することにより光信号がジグザグに伝搬すると共
に、第一のレンズアレイ透明ブロックの一方の面と第二
のレンズアレイ透明ブロックの一方の面とのなす角度が
２θとなるように第二のレンズアレイ透明ブロックの他
方の面側が貼付けられた平行透明ブロックと、一方の面
に対し他方の面が角度θで傾斜し、一方の面が第一のレ
ンズアレイ透明ブロックの一方の面と平行になるように
他方の面が上記平行透明ブロックの裏面に設けられた楔
状透明チップと、該楔状透明チップの一方の面の第一の
レンズアレイ透明ブロックの凸レンズの光軸上に設けら
れ波長多重光信号が入出射する凸レンズとを備えたこと
を特徴とする光合分波器。
【請求項５】一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜
した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の面
に所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明ブ
ロックの他方の面の各凸レンズの光軸上に設けられ特定
波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の波長の光
信号を反射する干渉膜フィルタ層からなるレンズアレイ
透明ブロックと、表面と裏面とが平行であり、表面に上
記レンズアレイ透明ブロックの他方の面側が貼付けられ
た平行透明ブロックと、一方の面に対し他方の面が角度
θで傾斜し、一方の面が上記レンズアレイ透明ブロック
の一方の面と平行かつ、レンズアレイ透明ブロックの楔
の後端側の凸レンズの光軸上に位置するように他方の面
が上記平行透明ブロックの裏面に設けられた楔状透明チ
ップと、該楔状透明チップの一方の面に上記後端側の凸
レンズの光軸上に設けられ波長多重光信号が入出射する
凸レンズと、上記平行透明ブロックの裏面の上記レンズ
アレイ透明ブロックの各凸レンズの光軸上に位置すると
共に、光信号がジグザグに伝搬するように設けられた干
渉膜フィルタ層とを備えたことを特徴とする光合分波
器。
【請求項６】一方の面に対し他方の面が角度θで傾斜
した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の面
に先端から後端にかけて所望の間隔で設けられた凸レン
ズ、及び該楔状透明ブロックの各凸レンズの各光軸上に
設けられ特定波長の光信号を透過すると共に特定波長以
外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなる
第一のレンズアレイ透明ブロックと、一方の面に対し他
方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロック、該楔状透
明ブロックの一方の面に先端から後端にかけて所望の間
隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明ブロックの他
方の面の先端から二つ目の凸レンズから後端までの各凸
レンズの各光軸上に設けられ特定波長の光信号を透過す
ると共に特定波長以外の波長の光信号を反射する干渉膜
フィルタ層からなる第二のレンズアレイ透明ブロック
と、表面と裏面とが平行であり、表面には第一のレンズ
アレイ透明ブロックの他方の面側が貼付けられ、裏面に
は第一のレンズアレイ透明ブロックの各凸レンズの光軸
と第二のレンズアレイ透明ブロックの各凸レンズの光軸
とが一致すると共に、第一のレンズアレイ透明ブロック
の一方の面と第二のレンズアレイ透明ブロックの一方の
面とが平行となり、光信号光がジグザグに伝搬するよう
に他方の面側が貼付けられた平行透明ブロックとを備え
たことを特徴とする光ＡＤＤ／ＤＲＯＰフィルタ。
【請求項７】一方の面と他方の面とが互いに平行な透
明ブロックの一方の面及び他方の面に少なくとも２個の
凸レンズを互いに対向するように所望の間隔で設けるこ
とを特徴とするレンズアレイ透明ブロックの製造方法。
【請求項８】上記透明ブロックの上記凸レンズが設け
られている面に対して角度θで上記一方の面側と上記他
方の面側とに等分割する請求項７に記載のレンズアレイ
透明ブロックの製造方法。
【請求項９】上記等分割された透明ブロックの斜めに
切断された面の凸レンズの光軸上に、特定波長の光信号
を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を反射す
る干渉膜フィルタ層を設ける請求項８に記載のレンズア
レイ透明ブロックの製造方法。
【請求項１０】一方の面に対し他方の面が角度θで傾
斜した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の
面に所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明
ブロックの他方の面の各凸レンズの光軸上に設けられ特
定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の波長の
光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなる第一のレン
ズアレイ透明ブロックを準備し、第一のレンズアレイ透
明ブロックと同一構成の第二のレンズアレイ透明ブロッ
クを準備し、表面と裏面とが平行な平行透明ブロックを
準備し、該平行透明ブロックの表面には第一のレンズア
レイ透明ブロックの他方の面側を貼付け、上記平行透明
ブロックの裏面には第一のレンズアレイ透明ブロックの
各凸レンズの光軸上に干渉膜フィルタ層が位置すると共
に、第二のレンズアレイ透明ブロックの一方の面と第一
のレンズアレイ透明ブロックの一方の面とのなす角度が
２θとなるように第二のレンズアレイ透明ブロックの他
方の面側を貼付け、一方の面に対し他方の面が角度θで
傾斜角度θを有する楔状透明チップの一方の面が第一の
レンズアレイ透明ブロックの一方の面と平行になるよう
に他方の面側を上記平行透明ブロックの裏面に設け、上
記楔状透明チップの一方の面上の第一のレンズアレイ透
明ブロックの凸レンズの光軸上に凸レンズを設けること
を特徴とする光合分波器の製造方法。
【請求項１１】一方の面に対し他方の面が角度θで傾
斜した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の
面に所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明
ブロックの他方の面の各凸レンズの光軸上に設けられ、
特定波長の光信号を透過すると共に特定波長以外の波長
の光信号を反射する干渉膜フィルタ層からなるレンズア
レイ透明ブロックを準備し、表面と裏面とが平行な平行
透明ブロックを準備し、該平行透明ブロックの表面に上
記レンズアレイ透明ブロックの他方の面側を貼付け、一
方の面に対し他方の面が角度θで傾斜する楔状透明チッ
プを準備し、楔状透明チップの他方の面を、一方の面が
上記レンズアレイ透明ブロックの一方の面と平行かつ、
上記レンズアレイ透明ブロックの楔の後端側の凸レンズ
の光軸上に位置するように上記平行透明ブロックの裏面
に設け、上記楔状透明チップの一方の面の上記後端側の
凸レンズの光軸上に波長多重光信号が入出射する凸レン
ズを設け、上記平行透明ブロックの裏面の上記レンズア
レイ透明ブロックの各凸レンズの光軸上に位置すると共
に、光信号がジグザグに伝搬するように干渉膜フィルタ
層を設けることを特徴とする光合分波器の製造方法。
【請求項１２】一方の面に対し他方の面が角度θで傾
斜した楔状透明ブロック、該楔状透明ブロックの一方の
面に先端から後端にかけて所望の間隔で設けられた凸レ
ンズ、及び該楔状透明ブロックの各凸レンズの各光軸上
に設けられ特定波長の光信号を透過すると共に特定波長
以外の波長の光信号を反射する干渉膜フィルタ層からな
る第一のレンズアレイ透明ブロックを準備し、一方の面
に対し他方の面が角度θで傾斜した楔状透明ブロック、
該楔状透明ブロックの一方の面に先端から後端にかけて
所望の間隔で設けられた凸レンズ、及び該楔状透明ブロ
ックの他方の面の先端から二つ目の凸レンズから後端ま
での各凸レンズの各光軸上に設けられ特定波長の光信号
を透過すると共に特定波長以外の波長の光信号を反射す
る干渉膜フィルタ層からなる第二のレンズアレイ透明ブ
ロックを準備し、表面と裏面とが平行な平行透明ブロッ
クを準備し、該平行透明ブロックの表面には第一のレン
ズアレイ透明ブロックの他方の面側を貼付け、上記平行
透明ブロックの裏面には第一のレンズアレイ透明ブロッ
クの各凸レンズの光軸と第二のレンズアレイ透明ブロッ
クの各凸レンズの光軸とが一致すると共に、第一のレン
ズアレイ透明ブロックの一方の面と第二のレンズアレイ
透明ブロックの一方の面とが平行となり、光信号光がジ
グザグに伝搬するように上記第二のレンズアレイ透明ブ
ロックの他方の面側を貼付けることを特徴とする光ＡＤ
Ｄ／ＤＲＯＰフィルタの製造方法。