JP2003066269A - 波長多重分離光学デバイス及び波長多重光伝送モジュール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型化でき、波長多重化された光信号を十分に
分離できる波長多重分離光学デバイスを提供すること。 【解決手段】波長多重化され光ファイバ１０を伝送して
きた光信号は、テーパ導波路２８、スラブ導波路２０を
通り平面型回折格子１６に入射する。回折された光線は
波長ごとに異なる位置に集光される。分離集光された光
線は、２次元テーパ導波路アレイ３０に入射し、光検出
器アレイ６０により検出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバを用い
て送信された波長多重光信号を波長ごとに分離する光学
デバイスに関し、特に、回折格子を用いて波長を分離す
る波長多重分離光学デバイス、及び波長多重光伝送モジ
ュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】特開昭６１−２２３７１１号公報に、不
等周期平面回折格子がスラブ導波路に配置され、光ファ
イバからの入射光はスラブ導波路を通って回折格子で分
波され、出射光ガイド導波路に集光されて出射される光
通信用分波器が開示されている。

【０００３】また、特開昭６２−４７６０６号公報に
は、光導波路の一部にレンズを形成し、光ファイバから
入射した光はレンズによってコリメートされ、回折格子
によって波長ごとに異なる方向に回折され、レンズによ
って集光されて分波される光通信用分波器が開示されて
いる。

【０００４】同様の技術は、アプライドオプティクス誌
（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）２１巻２１９５ペー
ジ（１９８３年）に、スラブ導波路を伝播させた波長多
重ビームをチャープ化した平面型回折格子で集光・分離
する光学デマルチプレクサが開示されている。

【０００５】また、特開平６−３７０９号公報に、スラ
ブ導波路の一部に全反射鏡を設け、全反射鏡で折り返さ
れ、凹面型の回折格子で分波する波長チユウニング型小
型分校器が開示されている。凹面型回折格子を用いた同
様の技術として、アプライドオプティクス誌（Ａｐｐｌ
ｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ）１９巻３５８８ページ（１９８
０年）に、スラブ導波路を伝播させた波長多重ビームを
凹面型回折格子で集光・分離する光学デマルチプレクサ
が開示さえている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導波路を用い、回折格子によって波長を分離する光学デ
マルチプレクサにおいては、導波路に入射する光線の拡
がり角について特に制限しておらず、入射光線の拡がり
角が大きい場合には、平面型回折格子で回折し集光され
たビームが十分に小さな範囲に集光できず隣のチャネル
とのクロストークを生じるという問題点があった。特
に、開口数の大きなマルチモード光ファイバを用いた場
合に光ファイバからの出射ビームの拡がり角が大きいた
め、問題であった。

【０００７】また、回折格子を用いて波長を分離する場
合、波長変動により分離位置が変動するという問題点が
ある。したがって、送信側光源の波長のばらつきが大き
い場合、従来の光学デマルチプレクサにおいては、光路
長を長くすることにより波長分離幅を大きくし、幅の大
きな光導波路または光ファイバで受光することによって
クロストークの低減を図っていた。しかし、幅の大きな
光導波路または光ファイバで受光すると、光検出器も受
光面積の大きなものが必要であり、高速な光信号を受信
することができなかった。さらに、光路長を長くする
と、光学デマルチプレクサが大きくなるという問題点も
あった。

【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、開口数の大きな光
ファイバを用いても波長分離特性のよい波長多重分離光
学デバイス、およびこの波長多重分離光学デバイスを用
いた波長多重光伝送デバイスを提供することである。

【０００９】さらに、本発明の別の目的は、入射ビーム
の波長ばらつきが大きい場合でも、高速な光信号を受信
でき、小型化できる波長多重分離光学デバイス、および
この波長多重分離光学デバイスを用いた波長多重光伝送
デバイスを提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、波長多重された光ビームが入射する光
入射部と、該光入射部に入射した光ビームを伝送する光
路と、該光路で伝送される前記光ビームを照射して波長
ごとに光信号を分離する回折格子とを有する波長多重分
離光学デバイスにおいて、前記回折格子の刻線方向につ
いて前記光ビームの拡がり角を低減する拡がり角低減手
段を前記光路中に備えたことを特徴とする波長多重分離
光学デバイスを提供する。

【００１１】回折格子には、格子ピッチを連続的に変化
させ、集光特性を有するチャープ回折格子、あるいは、
少なくとも１軸方向に凹面形状としており、集光特性を
有する凹面型回折格子を用いることが出来る。

【００１２】また、光入射部から回折格子へ光ビームを
伝送する光路には、光学ブロックを用いることが望まし
く、回折格子を光学ブロックに形成または固定すること
ができる。光学ブロックは、スラブ導波路を用いて形成
できる。

【００１３】波長を十分に分離するためには、集光され
た位置における波長のピッチｐ（μｍ）、光学系の倍率
Ｂに対し、スラブ導波路の光閉じ込め方向のビーム拡が
り角φが、下記「数式２」とすることが望ましい。

【００１４】

【数２】 拡がり角低減手段としては、スラブ導波路の光閉じ込め
方向ついて厚さが増加するテーパ導波路を用いることが
でき、ビーム拡がり角φが、３°以下にすることができ
る。また、光学ブロックにプラスチック部材を用いて形
成することにより、回折格子がプラスチック部材に形成
することが出来、望ましい。

【００１５】また本発明は、波長多重された光ビームが
入射する光入射部と、該光入射部に入射した光ビームを
伝送する光路と、該光路で伝送される前記光ビームを照
射して波長ごとに光信号を分離する回折格子と、該回折
格子で分離された光信号を受信する複数の光検出器とを
有する波長多重分離光学デバイスにおいて、前記光検出
器に受信される前記光信号を絞り込むビーム縮小手段を
前記回折格子から前記光検出器に至る光路中に備えたこ
とを特徴とする波長多重分離光学デバイスを提供する。

【００１６】光学ブロックにより光路を形成することが
望ましく、ビーム縮小手段は、光検出器に向かってコア
断面積が減少するテーパ導波路を用いることができる。

【００１７】さらに本発明は、波長多重された光ビーム
が入射する光入射部と、該光入射部に入射した光ビーム
を透過させる光学ブロックと、該光学ブロックで伝送さ
れて照射される前記光ビームを波長ごとの光信号に分離
する回折格子とを有する波長多重分離光学デバイスにお
いて、前記光入射部と前記光学ブロックの光路間に、前
記光ビームの偏向方向をそろえる偏光変換素子を備えた
ことを特徴とする波長多重分離光学デバイスを提供す
る。

【００１８】またさらに本発明は、信号伝送用光ファイ
バとの接合部と、波長多重分離光学デバイスと、光検出
器アレイと、前記光検出器アレイからの信号を増幅し、
波形整形する受信回路と、光源アレイと、前記光源アレ
イを駆動する送信回路と、前記光源アレイからの光信号
を合波する波長合波デバイスとを有する波長多重光伝送
モジュールにおいて、２Ｇｂｐｓ以上の伝送速度で光信
号を送出し、前記波長多重分離光学デバイスが、前記信
号伝送用光ファイバから入射する光信号を回折格子で波
長を分離し、かつ分離した信号を光検出器で検出し、前
記信号伝送用光ファイバからの光入射部より前記光検出
器の光出射部までの光ビームの損失が損失２ｄＢ以下で
あることを特徴とする波長多重光伝送モジュールを提供
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の第１の実施形
態を図１から図４を用いて説明する。

【００２０】図１は、本実施形態に係わる波長多重分離
光学デバイスの実施例を示す上面図であり、図２は側面
図を示す。波長多重化され光ファイバ１０を伝送してき
た光信号は、光ファイバ１０よりスラブ型のテーパ導波
路２８を通り、スラブ導波路２０に入射し、４５°反射
面３８で反射して、平面型回折格子１６（拡がり角低減
手段）に入射する。平面型回折格子１６により波長毎に
異なる角度に回折され分離される。本実施例において
は、平面型回折格子１６として集光作用を有するように
格子間隔を連続的に変化させたチャープ回折格子を用い
ており、回折された光線は波長ごとに異なる位置に集光
される。分離集光された光線は、各波長に対応して導波
路を形成した２次元テーパ導波路アレイ３０に入射し、
各波長毎に受光部を有する光検出器アレイ６０により検
出される。テーパ導波管２８、スラブ導波路２０及び２
次元テーパ導波路アレイ３０により光ビームを伝送刷る
光路を形成している。

【００２１】テーパ導波路２８は、スラブ導波路２０と
光閉じ込め方向を同じくしたスラブ型導波路構造をなし
ており、光閉じ込め方向に関して光入射側から出射側に
かけてコアの厚さが増加するテーパ形状となっている。
光ファイバ１０からの入射光線のうちテーパ導波路２８
のテーパ角よりも大きな角度で入射した光線は、テーパ
斜面で反射し、角度が減少する。

【００２２】つまり、テーパ導波路２８はスラブ導波路
２０の光閉じ込め方向に対して光ファイバ１０からの出
射光の拡がり角を低減する作用を有している。テーパ導
波路２８の光入射側（光入射部）つまり光ファイバ１０
と接合される側のコアの厚さは、光ファイバ１０のコア
径とほぼ等しいかコア径よりも大きくし、出射側つまり
スラブ導波路２０と接合される側のコア厚は、スラブ導
波路２０のコア２４厚とほぼ等しいかコア２４厚よりも
小さい厚さとすることにより、光ファイバ１０からのビ
ームをスラブ導波路２０に損失を少なく結合できる。

【００２３】シリンドリカルレンズを用いてもスラブ導
波路２０の光閉じ込め方向についての拡がり角を低減す
ることができるため、テーパ導波路２８に代えてシリン
ドリカルレンズを拡がり角低減手段として用いても良
い。または、スラブ導波路２８に光閉じ込め方向のみに
ついて屈折率を連続的に変化させたグレーテッドインデ
ックス型のレンズを用いることもできる。但し、テーパ
導波路２８を用いることにより、光ファイバ１０を波長
分離デバイスと一体化できるため、光ファイバ１０の位
置調整が容易となり、また、特性の長期安定性に優れて
いる。

【００２４】本実施例においては、光ファイバ１０とし
て、コア径６２．５μｍ、開口数０．２７５のグレーテ
ッドインデックス型マルチモード光ファイバを用いた。
光ファイバ１０は、テーパ導波路２８に接着し、固定し
た。光ファイバ１０は伝送用のファイバとしてもよく、
その場合には光ファイバ１０が着脱できるようにし、着
脱によっても光ファイバ１０が所定の位置（光入射部）
に突き合わされるように、テーパ導波路２８に位置決め
用のガイドを設けてもよい。

【００２５】スラブ導波路２０は、上部基板４４、下部
基板４２及びコア２４を張り合わせて形成した。本実施
例においては、コア２４の厚さを２５０μｍとした。コ
ア２４及び下部基板４２は透明プラスチック材料を用い
射出成形により作成した。上部基板４４、下部基板４２
により、スラブ導波路２０のクラッドを担うことができ
るが、特にコア２４と下部基板４２の間には、接着層を
兼ねたクラッド２６を形成した。クラッド２６を薄く形
成することにより、４５°反射面３８で反射した光線は
ほとんど広がることなく、回折格子１６に入射すること
ができる。上部基板４４は、クラッドとなるように塗布
・スピンコート等で形成した膜でもよい。

【００２６】本実施形態においては、スラブ導波路を用
いており、導波路壁面での散乱による光損失が少ない。
そのため、導波路の損失は主にコア２４材料固有の損失
が主なものとなるが、伝送距離が短いため、吸収係数の
ある程度大きな材料も用いることができる。

【００２７】本実施例においては、コア材にポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率１．４９）を用い
た。その他コア材としては、ポリカーボネート（ＰＣ、
屈折率１．５９）や、赤外波長においてより損失の少な
いトリフルオロエチルメタクリレート樹脂（屈折率１．
４０）等のフッ素化アクリル樹脂、６フッ化プロピレン
／４フッ化エチレン／２フッ化ビニリデン共重合体（屈
折率１．３６）、フッ素化ポリミド（屈折率１．５５）
等のフッ素系のプラスチック、重水素化したプラスチッ
ク材料などを用いることができる。これらフッ素系の材
料を用いた場合には、１３００ｎｍ帯において０．１〜
０．２ｄＢ／ｃｍ以下の伝送損失を実現でき、波長多重
分離光デバイスにおいて２０ｍｍの伝送距離をとって
も、０．２〜０．４ｄＢの損失に抑えることができる。
また、コア２０は、コア膜を下部基板上に塗布し、エッ
チング、プレス等により形状を作成することもできる。

【００２８】２次元テーパ導波路アレイ３０（ビーム縮
小手段）は、スラブ導波路２０の光閉じ込め方向及び面
内方向についてもテーパ形状とし、光検出器アレイに光
を絞り込む構造としている。効率よく光検出器アレイま
でビームを伝播するためには、スラブ導波路の開口数Ｎ
Ａは大きいほうが望ましく、ＮＡ０．５以上とすること
が望ましい。さらに、薄層のクラッドの外側に金属膜を
形成することで、仮に光線がクラッドを透過しても、金
属膜で反射して光検出器に到るため、検出効率を向上で
きる。

【００２９】本実施例においては、スラブ導波路２０と
接合される側で、厚さ約２５０μｍとし、光検出器アレ
イ６０側で８０μｍ□となるようにした。このように、
波長分離したビームを光検出器に絞り込むことにより、
応答速度の速い受光面積の小さな光検出器を用いること
ができ、高速な光通信に適用することができるようにな
る。

【００３０】導波路等の光学ブロックを通して回折格子
にビームを照射する場合には、光ファイバからのビーム
拡がり角は空気中に比べて光学ブロックの屈折率分ビー
ムの拡がり角が低減する。つまり、プラスチックやガラ
スの屈折率は１．５前後のものが多く、ビーム拡がり角
も６７％程度小さくなる。

【００３１】したがって、スラブ導波路のような光学ブ
ロックを通してビームを照射することは、ビーム拡がり
角を低減する効果がある。但し、光ファイバからのビー
ム拡がり角が小さく、ビーム拡がり角低減手段のみで所
望の拡がり角が選られる場合には、光学ブロックを用い
ず、ビーム拡がり角低減手段から直接回折格子にビーム
を照射してもよい。

【００３２】回折格子１６は、下部基板４２上に下部基
板４２の成形と同時に形成した。回折格子１６面に金、
銀等の金属膜を蒸着し、反射面とした。

【００３３】本実施例においては、回折格子１６を下部
基板４２上に形成したが、コア２６上に形成してもよ
い。但し、本実施例においては回折格子１６とコア２４
の間にクラッド２６を設けており、回折格子を必要とす
る領域よりも広く作り全体に金属膜を形成しても、スラ
ブ導波路２０を伝播するビームに影響を与えることがな
い。そのため、回折格子１６の作製が容易となり、さら
に、４５°反射面と回折格子１６の位置合わせも容易で
ある。本実施例のように、４５°反射面を用いることに
より、回折格子を平らな広い面上に作成できるため、射
出成形を用いても精度良く転写でき、回折格子の作成が
容易となる。

【００３４】光検出器アレイ６０には、受光部の大きさ
が８０μｍ□の光検出器４個を２５０μｍピッチで配置
したものを用いた。２次元テーパ導波路アレイ３０から
のビームが光検出器に効率よく結合するように位置を調
整し、２次元テーパ導波路アレイ３０に接着固定した。
レンズを用いてもスラブ導波路２０からのビームを光検
出器アレイ６０に集光することができるため、ビーム縮
小手段として２次元テーパ導波路アレイ３０に代えてレ
ンズを用いても良い。但し、２次元テーパ導波路アレイ
３０を用いることにより、光検出器アレイを２次元テー
パ導波路アレイ３０と一体化できるため、位置調整が容
易となり、また、特性の長期安定性に優れる。

【００３５】反射面３８および４０は、誘電体多層膜を
形成しミラーとした。金属膜を用いても良く、また、別
のブロックに形成し貼り付けてもよい。このように反射
面等を用いて光路を曲げることにより、波長多重分離光
学デバイスの幅を小さくすることができる。また、波長
多重分離光学デバイスを光伝送モジュールに実装する際
に、光ファイバ２０に対して光検出器アレイ６０を垂直
あるいは平行に配置することもでき、実装が容易とな
る。

【００３６】本実施例においては、多重化されて伝送さ
れてきた中心波長１２７５．７、１３００．２、１３２
４．７、１３４９．２ｎｍの４波長を分離する構成とし
た。この中心波長に対して、光源の製造・温度・スペク
トル分布による波長ばらつきにより、最大±５．７ｎｍ
変動するものとした。したがって、隣り合うチャネル間
の波長スペースは、１３．１ｎｍであり、おおよそ伝送
波長の１％に設定した。これら波長は伝送用光ファイバ
に用いられる石英コアの損失の少ない帯域にあり、低損
失に光伝送できる範囲のものである。波長ばらつきは、
光源の作成・特性により決まるものであり、特に厳しい
光源の選別を必要としない範囲として必要なものであ
る。また波長多重分離光学デバイスの波長分離特性から
隣あう波長帯のスペースを中心波長１３１２．５ｎｍの
１％とすることにより、中心波長の間隔は、上記のごと
く２４．５ｎｍにする必要があるものである。

【００３７】図３にこの４波長を分離するために用いた
平面回折格子１６の格子ピッチとブレーズ角を示す。本
実施例においては、格子ピッチは連続的にチャープし、
ブレーズ角は、ビームが照射される範囲で４領域に分割
し、領域内で、領域ごとに異なるブレーズ角とした。領
域内のブレーズ角は、その領域に照射されるビームの回
折効率が最大になるように設定すればよい。このような
回折格子は、ルーリングエンジンを用いて作成でき、こ
の回折格子をもとに金型を作成した。フォトリソグラフ
ィの手法を用いて、Ｓｉ等の基板に連続的にブレーズ化
したチャープ回折格子を作成することもできる。

【００３８】本実施例のように、回折格子に光線が垂直
入射する場合、格子ピッチが波長の０．７８倍以上であ
ればＴＥ波の回折効率が５０％以上となり望ましい。格
子ピッチが波長の１．５倍以上であればＴＥ波の回折効
率が８０％以上となり、さらに望ましい。本実施例にお
いては、平面型回折格子１６の中心での格子ピッチを
１．１μｍとした。光ファイバ１０の出射端から平面型
回折格子１６までの距離を１０ｍｍとし、平面型回折格
子から集光点までの倍率を約１とした。また、回折格子
の中心にあたる光線の回折角度は、５３°とした。この
回折格子により、本実施例に用いた波長を約２５０μｍ
間隔で分離することができる。

【００３９】次に、多重化された各波長をクロストーク
なく分離するための条件について示す。回折格子で回折
され集光されたビームが集光位置で広がることにより隣
り合うチャネルに光が漏れこみ、クロストークが生じ
る。受光側の集光点においてビームが拡がりを持つ要因
として、入射光ファイバコア径、光学系倍率、回折格子
の分解能による拡がり、さらに、光学系の収差・回折が
ある。さらに、平面回折格子においては、格子の刻線方
向に関して斜めに入射する光線は、入射角度に応じて円
錐状に回折方向が変化するため、入射角度により集光点
が異なるようになる。

【００４０】したがって、本実施例においては格子の刻
線方向つまりスラブ導波路２０の光閉じ込め方向のビー
ム拡がりにより集光ビームの拡がりが起こる。本実施例
においては、テーパ導波路２８を設けることにより、回
折格子１６に照射させるこの方向のビーム拡がりを低減
しており、受光部でのビームの拡がりを抑えている。さ
らに、送信側の光源発振波長のばらつきによって集光位
置そのものが変動し、クロストークを生じる要因とな
る。上記のうち、回折格子の分解能による拡がりは、ビ
ームが照射される部分に含まれる回折格子の本数によっ
て決まる。

【００４１】本実施例のように、隣あう波長チャネルの
スペースが中心波長の１％である場合には、格子本数を
１００本以上とすることが望ましく、５００本以上とす
ることにより回折格子の分解能による拡がりは送信側の
光源発信波長のばらつきに比べて十分に小さくなり、さ
らに望ましい。

【００４２】したがって、本実施例のように格子ピッチ
が波長程度のときは、区切られた各領域において約６５
０μｍ以上の幅があればよく、通常回折格子の分解能に
よる拡がりは無視できる。したがって、平面回折格子に
おいてクロストークを小さくするには、入射光ファイバ
コア直径Ｄ、光学系倍率Ｂに加えて、回折格子刻線方向
のビーム拡がりφに対して、受光部において隣あう波長
帯で集光ビームが重なりあわない条件を満たす必要があ
り、その条件は次「数式３」で示される。

【００４３】

【数３】 但し、ｐは、集光部における出射口ピッチ、λは中心波
長、δλは波長スペース、ｄλは光源波長の許容ばらつ
きを示す。特に、本実施例に用いた条件においては、ｐ
をμｍ単位で表わすと、下記「数式４」を満たす必要が
ある。

【００４４】

【数４】 倍率Ｂについては、大きいと「数式４」によりビーム拡
がり角φを小さくする必要があり、小さいと波長の分離
距離が小さくなりクロストークが生じやすくなる。した
がって、Ｂは１前後が望ましく、その場合には、下記
「数式５」を満たす必要がある。

【００４５】

【数５】 また、出射口ピッチｐは回析格子により回析され、集光
去れた位置において分離された波長のピッチに相当し、
下記「数式６」を満たす必要がある。

【００４６】

【数６】 なお、ｍは回折次数、ｄは格子ピッチ、θは回折角度、
ｌは回折格子から集光位置までの距離を示す。倍率１に
おいて、シングルモード光ファイバからのビームが照射
される格子の本数を１００本以上とするためには、ｌ
は、１．８ｍｍ以上、５００本以上とするには８．９ｍ
ｍ以上とする必要がある。「数式３」により、出射口ピ
ッチｐを大きくすることにより、大きなφが許容できる
が、「数式６」よりｌを大きくする必要があり、波長分
離デバイスが大きくなる。

【００４７】したがって、φを小さくすることが望まし
く、「数式４」より、ｐを２５０μｍ以下とするには、
φを４．３°以下にする必要があり、収差・作成誤差等
を考慮すると３°以下とすることが望ましい。ビームの
拡がり角φは、光ファイバの開口数の定義と同じくピー
ク強度の１／１０となる角度をすればよい。あるいは、
光ファイバからのビーム拡がり角φついては、光ファイ
バの開口数ＮＡ、コア屈折率ｎ₁を用いて、下記「数式
７」より求めてもよい。

【００４８】

【数７】 屈折率１．４９において、開口数０．２７５のマルチモ
ード光ファイバを用いる場合、光ファイバからのビーム
拡がり角φは１０．７°となり、この光ファイバを用い
るためには、本発明のようにビーム拡がり角φの低減が
必要である。

【００４９】また、「数式６」より回折角度θを大きく
することにより、所望も出射口ピッチｐを得る回折格子
から集光位置までの距離ｌが短くてよい。１次の回折光
を用いて、ｌを１０ｍｍ程度、ｄを波長程度、ｐを２５
０μｍとするには、θは４２°以上とすればよい。

【００５０】図４は、本実施形態に係わる波長多重分離
光学デバイスに用いたテーパ導波路２８コアの形状の説
明図である。本実施例においては、回折格子の刻線方
向、つまりスラブ光導波路の光閉じ込め方向のビーム拡
がり角を低減する手段として、テーパ光導波路２０を用
いた。拡がりを持ったビームは、テーパで反射すること
によりビームの拡がり角が小さくなる。このテーパによ
り所望のビーム拡がり角よりも小さくするためには、光
ファイバ１０からのビームのうちテーパ部に当たらず直
接スラブ導波路２０のコア２４に入射する光線の拡がり
角を、必要とするビーム拡がり角の最大値よりも小さく
する必要がある。

【００５１】したがって、回折格子刻線方向のビーム拡
がりをφとするためには、テーパ長Ｌを、光ファイバコ
ア１２径Ｄ、スラブ導波路２０のコア２４の厚さｔに対
して、下記「数式８」とする必要がある。

【００５２】

【数８】 本実施例において、スラブ導波路２０のコア２４の屈折
率は、約１．５であり、光ファイバ１０からの出射光の
拡がり角片側最大１０．７°を、３°以下とするために
は、Ｌは１．８ｍｍ以上とすればよい。４．３°の場合
には、１．３ｍｍ以上とすればよい。

【００５３】本発明の第２の実施形態を図５から図６を
用いて説明する。

【００５４】図５は、本実施形態に係わる波長多重分離
光学デバイスの実施例を示す上面図であり、図６は側面
図を示す。波長多重化され光ファイバ１０を伝送してき
た光信号は、光ファイバ１０よりテーパ付スラブ導波路
２２に入射し、平面型回折格子１６に入射する。平面型
回折格子１６により波長毎に異なる角度に回折され分離
される。本実施例においては、平面回折格子１６として
集光作用を有するように格子間隔を連続的に変化させた
チャープ回折格子を用いており、回折された光線は波長
ごとに集光される。分離集光された光線は、再びテーパ
付スラブ導波路２２を通り、反射面３６で反射して各波
長に対応する導波路を有する１次元テーパ導波路アレイ
２９に入射し、波長毎に受光部を有する光検出器アレイ
６０により検出される。

【００５５】本実施例においては、テーパ付スラブ導波
路２２を用いているため平面型回折格子１６部における
テーパ導波路コア３２を厚くできるため、テーパ導波路
コア３２端面に直接平面型回折格子１６を形成した。

【００５６】テーパ付スラブ導波路２２は、光入射側か
ら出射側にかけてコアの厚さが増加するテーパ形状とな
っている。光ファイバ１０からの入射光線のうちテーパ
付スラブ導波路２２のテーパ角よりも大きな角度で入射
した光線は、テーパ斜面で反射し、角度が減少する。テ
ーパ付スラブ導波路２２は、上部基板４４、下部基板４
２及びテーパ付コア２４を張り合わせて形成した。コア
２４は透明プラスチックを用い射出成形により作成し、
同時に回折格子を形成した。回折格子上部基板４４、下
部基板４２により、スラブ導波路２０のクラッドを担
う。上部基板４４または下部基板４２は、クラッドを成
す塗布・スピンコート等で形成した膜でもよい。回折格
子１６面には金、銀等の金属膜を形成し、反射面とし
た。金属膜上には、保護層４６を形成した。

【００５７】本実施例においては、テーパ付スラブ導波
路２２を用いたため受光部においては、スラブ導波路２
０の面内方向のみについてテーパ形状とした１次元テー
パ導波路アレイ２９を用いて光検出器アレイに光を絞り
込んだ。

【００５８】本実施例においては、回折角度を５３°と
したため、回折した光線は反射面３６で全反射するた
め、特に反射膜を形成しなくてもミラーとして作用す
る。反射面３６等を用いて光路を曲げることにより、波
長分離デバイスの幅を小さくすることができ、光検出器
アレイ６０を光ファイバ２０側に光ファイバ２０に対し
て垂直に配置することができ、実装が容易となる。

【００５９】本発明の第３の実施形態を図７から図９を
用いて説明する。

【００６０】図７は、本実施形態に係わる波長多重分離
光学デバイスの実施例を示す上面図であり、図８は側面
図を示す。波長多重化され光ファイバ１０を伝送してき
た光信号は、ロッドレンズ６８ａに入射し、略平行光と
なって偏光変換素子６６に入射する。偏光変換素子６６
に入射したビームは、偏光変換素子６６を構成する偏光
ビームスプリッタ（以下、ＰＢＳ）６２により、Ｓ偏光
とＰ偏光に分けられ、ＰＢＳを透過したＳ偏光ビームは
そのまま光学ブロック４８に入射する。ＰＢＳ６２で反
射したＰ偏光は反射膜６３で反射し、λ／２板で９０°
偏光が回転して出射され、光学ブロック４８に入射す
る。したがって、偏光変換素子６６を通り光学ブロック
４８に入射するビームは、すべてＳ偏光となる。光学ブ
ロック４８を通りビームは平面型回折格子１６に入射
し、波長毎に異なる角度に回折され分離される。

【００６１】本実施例においては、平面回折格子１６と
してブレーズ化した回折格子を用いており、ブレーズ角
・格子間隔とも一定のものを用いた。回折格子により分
離された光線は、再び光学ブロック４８を通り、反射面
３６で反射して偏光変換素子６６に入射する。偏光変換
素子６６よって再び光路を同じくした光線は、ロッドレ
ンズ６８ｂにより波長ごとに集光されて１次元テーパ導
波路２９に入射し、各波長に対して受光部を有する光検
出器アレイ６０により検出される。

【００６２】一般に、回折格子は、入射光線の電場方向
が格子の刻線方向（ＴＥ波）と刻線に垂直方向（ＴＭ
波）で回折効率が異なる。従って、極端な場合、直線偏
光が入射し偏光面が回折効率の低い方向一致した場合に
は、効率が小さくなってしまう。通常の無偏光の光線が
入射した場合にも、回折効率は各偏光の平均となり、Ｔ
Ｅ波とＴＭ波で回折効率が大きく異なるときには検出効
率が低下してしまう。

【００６３】一方、本実施形態においては、偏光変換素
子６６を用いることにより回折効率の高いほうに偏光面
を揃えることができ、高い検出効率を得ることができ
る。本実施例においては、偏光面を回折効率の高いＴＥ
偏光に合わせた。回折格子によってはＴＭ偏光のほうが
回折効率が高くなるため、偏光変換素子６６からＴＭ波
が出射されるように、λ／２板を挿入する位置を変えれ
ばよい。

【００６４】平面型回折格子１６は、光学ブロック４８
上に形成し、回折格子１６面には金、銀等の金属膜を形
成し、反射面とした。平面型回折格子１６は別途形成し
たものを貼り付けてもよい。本実施形態においては、レ
ンズを用いて光線を平行にしているため、回折格子に照
射されるビームビーム径が大きく、本実施例におけるビ
ーム径は１．５ｍｍとなる。従って、光学ブロック４８
は厚く、射出成形で作製するのは容易であり、光学ブロ
ックの作成と同時に平面型回折格子１６を形成すること
も容易である。

【００６５】本実施例においては、ロッドレンズ６８ｂ
を用いてビームを集光したため受光部においては、スラ
ブ導波路２０の面内方向のみについてテーパ形状とした
１次元テーパ導波路アレイ２９を用いて光検出器アレイ
に光を絞り込んだ。

【００６６】また、本実施例においては、反射面３６で
全反射がおこり、特に反射膜を形成しなくてもミラーと
して作用する。反射面３６等を用いて光路を曲げること
により、波長分離デバイスの幅を小さくすることがで
き、光検出器アレイ６０を光ファイバ２０側に光ファイ
バ２０に対して垂直に配置することができ、実装が容易
となる。

【００６７】本実施形態においては、ロッドレンズ６８
ａを用いてビームを平行化して平面型回折格子１６に照
射しているため、平面型回折格子１６は等間隔な回折格
子を用いればよく、回折格子の作製が容易となる。さら
に、回折光も略平行光線となっており、ロッドレンズ６
８ｂを用いて集光しているため、各波長の集光点は光線
とほぼ垂直方向に並ぶため１次元テーパ導波路アレイ２
９の入射端を斜めに設置する必要がなく、１次元テーパ
導波路アレイ２９の作製、位置調整が容易である。

【００６８】ロッドレンズ６８ａ、６８ｂの代わりに、
レンズを用いてもよく、レンズを光学ブロック４８に一
体に形成してもよい。プラスチックを用いて射出成形に
より光学ブロックを形成する場合には、光学ブロックに
レンズ、回折格子を一体とし同時に形成することがで
き、部品点数を低減できる。また、レンズの位置調整も
不要となり、組み立てが容易となる。但し、ロッドレン
ズ６８ａ、６８ｂを用いることにより、光ファイバ１０
を波長分離デバイスと一体化できるため、光ファイバ１
０との位置調整が容易となり、また、特性の長期安定性
に優れる。

【００６９】本発明の第４の実施形態を図９を用いて説
明する。

【００７０】図９は、本実施形態に係わる波長多重分離
光学デバイスの実施例を示す側面図である。偏光変換素
子６６以降の光学系のみ図８と異なっており、異なる部
分について説明する。ロッドレンズ２９により略平行光
となり、偏光変換素子６６によりＳ偏光となったビーム
は、光学ブロック４８ａと４８ｂを分かれて通り、それ
ぞれ反射面３８ａ、３８ｂで反射して平面型回折格子１
６に入射し、波長毎に異なる角度に回折され分離され
る。光学ブロック４８ａと４８ｂの間は、低屈折率のク
ラッド２６が設けられており、ビームは各光学ブロック
を分離して伝送する。本実施例においては、平面回折格
子１６としてブレーズ化した回折格子を用いており、ブ
レーズ角・格子間隔とも一定のものを用いた。回折格子
により分離された光線は、再び光学ブロック４８ａ、４
８ｂを通り、図８と同様に光検出器アレイ６０により検
出される。

【００７１】本実施例においては、回折格子１６は、光
学ブロック４８ａと４８ｂの間に設置している。回折格
子１６は光学ブロック４８ａの形成と同時に形成し、
金、銀等の金属膜を蒸着した。その後、クラッドを挟ん
で光学ブロック４８ｂと張り合わせて作製した。回折格
子１６は表裏で同様の回折作用が得られるため、光学ブ
ロック４８ａと４８ｂとで共通に用いることができる。
本実施例においては、回折格子は広い平面に形成できる
ため、精度良く転写・形成することができる。

【００７２】本発明の第５の実施形態を図１０から図１
１を用いて説明する。

【００７３】図１０は、本実施形態に係わる波長多重分
離光学デバイスの実施例を示す上面図であり、図１１は
側面図を示す。波長多重化され光ファイバ１０を伝送し
てきた光信号は、テーパ導波路２８より偏光変換素子６
６に入射する。偏光変換素子６６において、Ｓ偏光とな
ったビームはスラブ導波路２０ａ、２０ｂに入射する。
スラブ導波路２０ａ、２０ｂを通りそれぞれ凹面型回折
格子１８ａ、１８ｂに入射し、波長毎に異なる角度に回
折され分離される。

【００７４】本実施例においては、凹面型回折格子１８
ａ、１８ｂとして連続的にブレーズ角度を変化させた不
等間隔回折格子を用いた。回折格子により分離された光
線は、再びスラブ導波路２０ａ、２０ｂを通り、偏光変
換素子６６に入射する。偏光変換素子６６により再び光
路を同じくした光線は、２次元テーパ導波路３０に入射
し、各波長に受光部を有する光検出器アレイ６０により
検出される。

【００７５】本実施形態においては、凹面型回折格子に
よりビームを集光し、不等間隔として凹面で発生する収
差を低減した。また、本実施例においては、リトローマ
ウントに近い配置とした。そのため、色収差が少なく各
波長の集光点距離の変化が少なく、１次元テーパ導波路
アレイ２８を用いた分離が容易となる。

【００７６】本実施例においては、格子の刻線方向につ
いては平らであり、スラブ導波路２０の面方向に曲率を
有する凹面型回折格子を用いている。格子を刻むピッチ
を３．２μｍとし、４次の回折光を用いた。凹面鏡によ
る収差を低減するように、格子ピッチをわずかに変化さ
せた。凹面の曲率半径は、１２．４ｍｍとし、光ファイ
バ１０から凹面回折格子の中心までの距離を１０ｍｍと
した。高次回折光を用いることにより、曲率半径の小さ
な凹面回折格子１６を用いても波長を十分分離できるよ
うにした。ブレーズ角は、各光線について最適となるよ
うに連続的に変化させた。この凹面型回折格子は、格子
ピッチが大きいため、ＮＣマシンにより切削バイトの角
度を変化させながら研削することにより作製でき、これ
を金型に用いてスラブ導波路２０ａ、２０ｂのコアを成
形した。

【００７７】回折格子１６は、スラブ導波路２０ａ、２
０ｂに形成し、回折格子１８ａ、１８ｂ面には金、銀等
の金属膜を形成し、反射面とした。回折格子１８ａ、１
８ｂは別途形成したものを貼り付けてもよい。本実施例
においては、偏光変換素子６６を用いたため、スラブ導
波路２０ａと２０ｂを通るビームの光路長が異なり、偏
光変換素子６６の光路分だけ凹面型回折格子１８ｂの位
置を光ファイバ１０側にずらしている。

【００７８】本実施例の配置においては、凹面型回折格
子１８の代わりにチャープ化した平面型回折格子を用い
ることができる。

【００７９】凹面回折格子として回折格子の刻線方向に
も曲率を有するものを用いる場合には、テーパ導波路２
８、スラブ導波路２０を用いず光ファイバ１０からのビ
ームを直接凹面型回折格子に照射するようにすればよ
い。この場合、刻線方向に対して斜めに入射する光線に
よって集光点が変わる現象は、所定の位置では低減され
るため無視することができる。したがって、光ファイバ
から出射されるビームの拡がりを抑える必要はない。

【００８０】したがって、回折格子刻線方向のビーム拡
がりφによる影響はないため、「数式４」より出射口ピ
ッチｐは、１１８μｍ以上とすればよい。本実施例にお
いては、出射口ピッチｐを２５０μｍとしている。

【００８１】ここまで、本発明の波長多重分離光デバイ
スを波長分離する場合について説明したが、本発明の波
長多重分離光デバイスは光検出器を配している側に光源
アレイを設ければ光合波デバイスとしても用いることが
できる。

【００８２】本発明の第６の実施形態を図１２を用いて
説明する。

【００８３】図１２は、本実施形態に係わる光伝送モジ
ュールの実施例を示す構成図である。伝送用光ファイバ
１４ａ、１４ｂは、コネクタ９６により光伝送モジュー
ル８０に接続され、それぞれ光ファイバ１０、シングル
モード光ファイバ１３と突き合わせられる。

【００８４】受信用の伝送用光ファイバ１４ａを伝送し
てきた波長多重信号は、伝送用光ファイバ１４ａに付け
合せられたマルチモードの光ファイバ１０（接合部）に
入射し、本発明の波長多重分離光デバイス８２で波長ご
とに分離されて光検出器アレイで検出される。検出され
た信号は、受信回路８６により増幅され、波形整形され
て、パラレルーシリアル変換回路９０により、多重化さ
れて伝送されてきた信号をシリアル信号に変換して出力
する。

【００８５】送信する場合には、入力された信号をシリ
アルーパラレル変換回路９２で信号を分離し、送信回路
８８で信号ごとにレーザダイオードアレイ９４の各光源
を駆動し、波長の異なる光信号とする。各光信号は、シ
ングルモードの光カプラにより構成される波長合波デバ
イス８４で多重化し、シングルモード光ファイバ１３に
出力する。シングルモード光ファイバ１３を通して、送
信用の伝送用光ファイバ１４ｂに結合され、送信され
る。

【００８６】シングルモード光ファイバ１３及びマルチ
モードの光ファイバ１０を用いて伝送用光ファイバ１４
ａ、１４ｂと結合しているため、伝送用光ファイバ１４
ａ、１４ｂにはマルチモードファイバ、シングルモード
ファイバのどちらでも用いることができる。本実施例で
は、光ファイバ１０にコア径６２．５μｍのＧＩ型マル
チモードファイバを用いているため、伝送用光ファイバ
１４ａ、１４ｂとして、シングルモード光ファイバ、コ
ア５０μｍ及び６２．５μｍのマルチモード光ファイバ
等を用いることができる。

【００８７】また、本実施例では、コネクタ２０にＭＴ
ＲＪコネクタを用いた。そのため、波長多重分離デバイ
ス８２は、幅１３ｍｍ以下にする必要があり、波長合波
デバイス８４と並べて配置するためには、６．５ｍｍ以
下にする必要がある。したがって、波長多重分離デバイ
ス８２の光ファイバ１０から回折格子までの距離は、３
６ｍｍ以下、望ましくは１８ｍｍ以下である。

【００８８】本実施例においては、１波長で２．５Ｇｂ
ｐｓの速度で光信号を送信し、４波長で１０Ｇｂｐｓの
伝送速度とした。この速度において、多重化された各信
号をエラーレート１０^-12以下で受信するためには、光
検出器における受光量を−２０ｄＢｍ以上とする必要が
ある。また、光ファイバ１０からの信号は、光ファイバ
を伝送する際に減少し、最小の出力は−１６．５ｄＢｍ
となる。

【００８９】したがって、波長多重分離光デバイスにお
ける損失は、３．５ｄＢ以下とする必要があり、さら
に、ファイバを伝送することによる波形ひずみが１．５
ｄＢ程度発生するため、波長多重分離光デバイスにおけ
る損失は、２．０ｄＢ以下とすることが望ましい。

【００９０】本発明の波長多重分離光デバイスにおいて
は、光ファイバからのビーム拡がり角低減手段、回折光
を光検出器へ絞り込む手段を設けたことにより、損失が
低減でき、優れた波長分離特性を得ることができた。し
たがって、本実施例におけるように、２Ｇｂｐｓ以上の
高速な波長多重信号を分離・受信できるようになった。

【００９１】

【発明の効果】上記のごとく、本発明の波長多重分離光
学デバイスにより、回折格子刻線方向のビーム拡がり角
を低減する手段を設けることにより、マルチモード光フ
ァイバのように開口数の大きな光ファイバを用いても、
波長を十分分離することができるようになった。

【００９２】また、本発明の波長多重分離光学デバイス
により、受光部において受信ビーム径を縮小する手段を
設けたことにより、入射ビームの波長ばらつきが大きい
場合でも、高速な光信号を受信できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの上面図である。

【図２】本発明の第１の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの側面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態に係わるもので、回折
格子の格子ピッチとブレーズ角を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施形態に係わるもので、テー
パ導波路コアの形状の説明図である。

【図５】本発明の第２の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの上面図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの側面図である。

【図７】本発明の第３の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの上面図である。

【図８】本発明の第３の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの側面図である。

【図９】本発明の第４の実施形態に係わるもので、波長
多重分離光学デバイスの側面図である。

【図１０】本発明の第５の実施形態に係わるもので、波
長多重分離光学デバイスの上面図である。

【図１１】本発明の第５の実施形態に係わるもので、波
長多重分離光学デバイスの側面図である。

【図１２】本発明の第６の実施形態に係わるもので、光
伝送モジュールの構成図である。

【符号の説明】

１０…光ファイバ、１２…光ファイバコア、１３…シン
グルモード光ファイバ、１４ａ，１４ｂ…伝送用光ファ
イバ、１６…平面型回折格子、１８…凹面型回折格子、
２０…スラブ導波路、２２…テーパ付スラブ導波路、２
４…コア、２６…クラッド、２８…テーパ導波路、２９
…１次元テーパ導波路アレイ、３０…２次元テーパ導波
路アレイ、３２…テーパコア、３６…反射面、３８…４
５°反射面、４０…反射膜、４２…下部基板、４４…上
部基板、４６…保護層、４８…光学ブロック、６０…光
検出器アレイ、６２…ＰＢＳ、６３…反射面、６４…λ
／２板、６６…偏光変換素子、６８ａ，６８ｂ…ロッド
レンズ、８０…光伝送装置、８２…波長多重分離デバイ
ス、８４…波長合波デバイス、８６…受信回路、８８…
送信回路、９０…パラレルーシリアル変換回路、９２…
シリアルーパラレル変換回路、９４…レーザダイオード
アレイ、９６…光コネクタ。

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 31/0232 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｃ (72)発明者 平野 光樹 茨城県日立市日高町五丁目１番１号 日立 電線株式会社総合技術研究所内 (72)発明者 伊藤 雄三 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H047 KA02 KA13 LA01 LA09 LA19 MA03 MA05 QA05 RA00 TA01 TA11 2H049 AA08 AA14 AA18 AA23 AA33 AA39 AA45 AA59 AA62 AA64 BA05 BA42 BB06 BB61 BC25 5F088 AA01 BA15 BB01 EA03 JA14

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】波長多重された光ビームが入射する光入射
   部と、該光入射部に入射した光ビームを伝送する光路
   と、該光路で伝送される前記光ビームを照射して波長ご
   とに光信号を分離する回折格子とを有する波長多重分離
   光学デバイスにおいて、 前記回折格子の刻線方向について前記光ビームの拡がり
   角を低減する拡がり角低減手段を前記光路中に備えたこ
   とを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
2. 【請求項２】請求項１記載の波長多重分離光学デバイス
   において、 前記回折格子は、格子間隔を連続的に変化させて回折さ
   れた光線が波長ごとに集光されるチャープ回折格子であ
   ることを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
3. 【請求項３】請求項１記載の波長多重分離光学デバイス
   において、 前記回折格子は、少なくとも１軸方向に凹面形状をな
   し、かつ集光特性を有する凹面型回折格子であることを
   特徴とする波長多重分離光学デバイス。
4. 【請求項４】請求項１から３のいずれか一つに記載され
   た波長多重分離光学デバイスにおいて、 光学ブロックにより前記光路の一部を構成せしめ、 前記回折格子が、前記光学ブロックに形成または固定さ
   れ、かつ前記光学ブロックを通して前記回折格子に前記
   光ビームを照射することを特徴とする波長多重分離光学
   デバイス。
5. 【請求項５】請求項４記載の波長多重分離光学デバイス
   において、 前記光学ブロックをスラブ導波路とし、 前記スラブ導波路の光閉じ込め方向について、前記拡が
   り角低減手段により、ビーム拡がり角を低減することを
   特徴とする波長多重分離光学デバイス。
6. 【請求項６】請求項１から５のいずれか一つに記載され
   た波長多重分離光学デバイスにおいて、 前記回折格子により回折され、かつ集光された位置にお
   ける波長のピッチｐ（μｍ）、光学系の倍率Ｂに対し、
   前記スラブ導波路の光閉じ込め方向のビーム拡がり角φ
   が、下記「数式１」を満たすことを特徴とする波長多重
   分離光学デバイス。 【数１】
7. 【請求項７】請求項４から６のいずれか一つに記載され
   た波長多重分離光学デバイスにおいて、 前記拡がり角低減手段が前記スラブ導波路の光閉じ込め
   方向について厚さが増加するテーパ導波路であることを
   特徴とする波長多重分離光学デバイス。
8. 【請求項８】請求項５から７のいずれか一つに記載の波
   長多重分離光学デバイスにおいて、 光閉じ込め方向のビーム拡がり角φが、３°以下である
   ことを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
9. 【請求項９】請求項４から５のいずれか一つに記載の波
   長多重分離光学デバイスにおいて、 前記光学ブロックの少なくとも一部がプラスチック部材
   を用いて形成され、 前記回折格子が前記プラスチック部材に形成されている
   ことを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
10. 【請求項１０】波長多重された光ビームが入射する光入
    射部と、該光入射部に入射した光ビームを伝送する光路
    と、該光路で伝送される前記光ビームを照射して波長ご
    とに光信号を分離する回折格子と、該回折格子で分離さ
    れた光信号を受信する複数の光検出器とを有する波長多
    重分離光学デバイスにおいて、 前記光検出器に受信される前記光信号を絞り込むビーム
    縮小手段を前記回折格子から前記光検出器に至る光路中
    に備えたことを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
11. 【請求項１１】請求項１０記載の波長多重分離光学デバ
    イスにおいて、 前記回折格子の刻線方向について前記光ビームの拡がり
    角を低減する拡がり角低減手段を前記光入射部から前記
    回折格子に至る光路中に備えたことを特徴とする波長多
    重分離光学デバイス。
12. 【請求項１２】請求項１０または１１記載の波長多重分
    離光学デバイスにおいて、 光学ブロックにより前記光路の一部を構成し、 前記回折格子が、前記光学ブロックに形成または固定さ
    れ、かつ前記光学ブロックを通して前記回折格子に前記
    光ビームを照射することを特徴とする波長多重分離光学
    デバイス。
13. 【請求項１３】請求項１０または１１記載の波長多重分
    離光学デバイスにおいて、 前記ビーム縮小手段が、光検出器に向かってコア断面積
    が減少するテーパ導波路であることを特徴とする波長多
    重分離光学デバイス。
14. 【請求項１４】波長多重された光ビームが入射する光入
    射部と、該光入射部に入射した光ビームを透過させる光
    学ブロックと、該光学ブロックで伝送されて照射される
    前記光ビームを波長ごとの光信号に分離する回折格子と
    を有する波長多重分離光学デバイスにおいて、 前記光入射部と前記光学ブロックの光路間に、前記光ビ
    ームの偏向方向をそろえる偏光変換素子を備えたことを
    特徴とする波長多重分離光学デバイス。
15. 【請求項１５】波長多重された光ビームが入射する光入
    射部と、該光入射部に入射した光ビームを伝送する光路
    と、該光路で伝送される前記光ビームを照射して波長ご
    とに光信号を分離する回折格子と、該回折格子で分離さ
    れた光信号を受信する複数の光検出器とを有する波長多
    重分離光学デバイスにおいて、 前記光入射部から前記光検出器に至る前記光路における
    光損失が、波長１３１２．５ｎｍにおいて２ｄＢ以下で
    あることを特徴とする波長多重分離光学デバイス。
16. 【請求項１６】信号伝送用光ファイバとの接合部と、波
    長多重分離光学デバイスと、光検出器アレイと、前記光
    検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回
    路とを有する波長多重受信光モジュールにおいて、 前記接合部と前記波長多重分離光学デバイスとをマルチ
    モード光ファイバで接続し、 前記波長多重分離光学デバイスが回折格子により波長を
    分離し、 前記波長多重分離光学デバイスの光入射部から前記回折
    格子における前記光路中に、前記回折格子の刻線方向に
    ついて光ビームの拡がり角を低減する拡がり角低減手段
    を有することを特徴とする波長多重受信光モジュール。
17. 【請求項１７】信号伝送用光ファイバとの接合部と、波
    長多重分離光学デバイスと、光検出器アレイと、前記光
    検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回
    路とを有する波長多重受信光モジュールにおいて、 前記波長多重分離光学デバイスが請求項１から１０記載
    のいずれか一つの波長多重分離光学デバイスを用い、 前記接合部と前記波長多重分離光学デバイスとをマルチ
    モード光ファイバで接続したことを特徴とする波長多重
    受信光モジュール。
18. 【請求項１８】信号伝送用光ファイバとの接合部と、波
    長多重分離光学デバイスと、光検出器アレイと、前記光
    検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回
    路と、光源アレイと、前記光源アレイを駆動する送信回
    路と、前記光源アレイからの光信号を合波する波長合波
    デバイスとを有する波長多重光伝送モジュールにおい
    て、 ２Ｇｂｐｓ以上の伝送速度で光信号を送出し、 前記波長多重分離光学デバイスが、前記信号伝送用光フ
    ァイバから入射する光信号を回折格子で波長を分離し、
    かつ分離した信号を光検出器で検出し、 前記信号伝送用光ファイバからの光入射部より前記光検
    出器の光出射部までの光ビームの損失が損失２ｄＢ以下
    であることを特徴とする波長多重光伝送モジュール。
19. 【請求項１９】信号伝送用光ファイバとの接合部と、波
    長多重分離光学デバイスと、光検出器アレイと、前記光
    検出器アレイからの信号を増幅し、波形整形する受信回
    路と、光源アレイと、前記光源アレイを駆動する送信回
    路と、前記光源アレイからの光信号を合波する波長合波
    デバイスとを有する波長多重光伝送モジュールにおい
    て、 前記波長多重分離光学デバイスが請求項１から１０記載
    のいずれか一つの波長多重分離光学デバイスを用い、 前記接合部と前記波長多重分離光学デバイスとをマルチ
    モード光ファイバで接続し、 前記接合部と前記波長合波デバイスとをシングルモード
    光ファイバで接続したことを特徴とする波長多重光伝送
    モジュール。