JP2004072604A - 光分岐挿入装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ点数削減により構造の簡略、小型、低コスト化を図る。
【解決手段】光分岐挿入装置１００において、特定波長光を分岐・挿入する分岐挿入部１１０と、入力用光ファイバ９１よりの入力光を分岐挿入部に出射する入力光用コリメータ１０１と、分岐挿入部からの出力光を出力用光ファイバ９２に入射する出力光用コリメータ１０２とを有する。分岐挿入部１１０は、波長選択フィルタ１０５と、分岐光用コリメータ１０４と、挿入光用コリメータ１０３とを備え、これらは、分岐挿入部１１０に入射されて波長選択フィルタ１０５を透過した光が、分岐光用コリメータ１０４に入射して外部へ伝送され、且つ、挿入光用コリメータ１０３から出射された光が、同じ波長選択フィルタ１０５の反対側より入射して、波長選択フィルタ１０５で反射された他波長の光と合波されるように配置されている。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信等の分野において、例えば中継局に向けて信号光を分岐したり、中継局からの信号光を挿入したりするための光分岐挿入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重方式の光通信システムでは、１本の光ファイバ上に複数の波長の光信号を多重化することができる。この方式によれば、１本の光ファイバを多重化により有効に活用できるようになる上、波長を単位として信号を中継局に向けて取り出したり、同時に中継局からの信号を挿入したりすることが可能になる。例えば、波長多重方式において波長単位で信号を取り出す場合には、幹線から読み出した信号を波長空間で分離し、しかるべき波長の信号だけを中継局に向けて取り出すことができる。ここで、光信号を識別する一つの方法としては、誘電体多層膜からなる波長選択フィルタを利用する方法がある。例えば、ＳｉＯ２　及びＴａ２Ｏ５　を多層に積層した光学フィルタを用いることにより、所定の波長の光学信号をシャープに取り出すことができるとされている。
【０００３】
このような波長選択フィルタを用いた光分岐挿入装置の例は、特開平１１−３３７７６５号公報に開示されている。同公報に開示された技術を図５に簡略化して示す。図５の光分岐挿入装置１０は、波長選択フィルタ６、７を介してそれぞれコリメートレンズ８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂを対向配置した構造のフィルタモジュール１１、１２と、入出力用の各光ファイバ１〜５とを有している。
【０００４】
この光分岐挿入装置１０の機能について述べる。
光ファイバ１からフィルタモジュール１１に入力した波長多重光のうち、波長選択フィルタ６を透過した波長の光は、光ファイバ３により、外部（図示略）に分岐される。波長選択フィルタ６で反射された光は、この光分岐挿入装置１０に入力された波長多重光から光ファイバ３に取り出した波長の光信号を除いた全ての信号成分を持っており、光ファイバ２を経由してフィルタモジュール１２に入力される。この光信号は、波長選択フィルタ６と同一の波長選択特性を持つ波長選択フィルタ７で反射される。一方、外部より光ファイバ４を通じてフィルタモジュール１２に挿入された光は、波長選択フィルタ７を通過して、前記波長選択フィルタ７で反射された光信号と合成された上で、光ファイバ５に入力される。このようにして、外部への光の分岐・挿入が行われる。
【０００５】
上述した図５の光分岐挿入装置１０では、外部に取り出されて利用される信号が、固定した波長の光信号である場合を想定しているが、外部に取り出される信号の波長が固定されていない場合もある。例えば、回線の混雑、もしくは回線の障害を避けるため、既定の波長以外の信号を利用するケースもあり得る。このような場合、外部に取り出す新たな波長の信号の追加、もしくは利用する波長の変更を行う必要が生じる。
【０００６】
このような外部に取り出される信号の波長が固定されない場合を想定し、回線の故障や混雑状況に応じて柔軟に分岐する波長を選択できるようにした光分岐挿入装置が、Ｓ．Ｖ．Ｋａｒｔａｌｏｐｏｕｌｏｓ著「Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ＤＷＤＭ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」１５３ページ等に一般的な形で開示されている。このタイプの光分岐挿入装置は、ＲＯＡＤＭ（＝　Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ＝再配置可能光分岐挿入装置）」と呼ばれている。
【０００７】
図６に３チャンネルのＲＯＡＤＭの例を示す。
この光分岐挿入装置２０は、入力される光を分波する光分波部２１と、分波された各光に対して設けられ、（ａ）分波された各光をそのまま透過させるか、あるいは、（ｂ）分波された各光を外部に分岐すると共に外部からの光を挿入するか、のいずれかの状態を選択可能な光スイッチ３０と、外部に分岐されなかった光と外部から挿入された光とを合波する光合波部２６とを有している。ここでは、光分波部２１及び光合波部２６としては、各３個のフィルタモジュール２２、２３、２４、２７、２８、２９が使用され、光スイッチ３０としては、３個の２×２型光スイッチ３１、３２、３３が使用されている。
【０００８】
この光分岐挿入装置２０の基本動作を説明する。
まず、光伝送路（幹線）からの波長多重の入力光は、光ファイバ４１を経由して光分波部２１に入力される。入力光は、フィルタモジュール２２、２３、２４を順次通過することで、各波長ごとに分波される。分波された光は、それぞれ光ファイバ５１、５２、５３に進み、対応する光スイッチ３１、３２、３３に入力される。ここで、光スイッチ３１、３２、３３により、各波長の光は、外部に分岐されるか、そのまま透過されるかを選択される。
【０００９】
ここで、一例として、第１の光スイッチ３１の信号が外部に取り出され、第２、第３の光スイッチ３２、３３の信号が直接、光合波部２６を経由して幹線に戻されるケースを説明する。
【００１０】
第２、第３の光スイッチ３２、３３を透過した信号光は、光ファイバ５７、５８を通って、光合波部２６の各フィルタモジュール２８、２９に入力されて、フィルタモジュール２８、２９で、光ファイバ４２を経由してきた信号光と合波される。一方、第１の光スイッチ３１に入力した信号は外部に分岐され、同時に外部から挿入される光が光スイッチ３１を介して、光合波部２６のフィルタモジュール２７に入力される。光合波部２６のフィルタモジュール２７では、他のフィルタモジュール２８、２９を経由した信号と、外部から挿入された信号とが合波されて、出力用光ファイバ４３に送り出される。その結果として、入力用光ファイバ４１の信号は、フィルタモジュール２２で一部の波長の信号が取り出され、同一波長の別な信号に置き換えられた形態で、出力用光ファイバ４３に送出されることになる。
【００１１】
この例では、第１の光スイッチ３１を利用して信号の分岐・挿入を行う例を説明したが、一般的にＲＯＡＤＭタイプの光分岐挿入装置では、光スイッチの状態を選択することで、使用する波長及びその数を選択することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の光分岐挿入装置１０、２０には、以下のような問題点があった。
第１に、多数の部品が光ファイバで接続されているため、回路として煩雑な構造になっていることである。これは、回路製造上の問題があるばかりでなく、使用上も、必要以上に大きな回路を利用することになるという不具合をもたらしている。
【００１３】
第２に、比較的価格の高い波長選択フィルタを、１波長の処理につき２個使用しているため、光分岐挿入装置が高価となることである。
【００１４】
第３に、図６に示すようなＲＯＡＤＭの場合には、結果的に何ら信号処理をせずに通過する信号に対してすら、２個のフィルタモジュールを使用することになっている。フィルタの処理は、不可避的に信号の損失を伴うので、ＲＯＡＤＭにおいて単に信号を通過させるためだけにフィルタモジュールによる処理を２度行うことは、信号をいたずらに劣化させることになっている。
【００１５】
本発明の第１の目的は、フィルタの点数削減により、構造の簡略化、小型化、低コスト化を図れるようにした光分岐挿入装置を提供することにある。また、本発明の第２の目的は、その上で更に、損失の少ない光分岐挿入装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、入力用光伝送路より伝送されてきた波長多重入力光から、選択的に特定の波長帯域の光を外部に分岐して取り出す機能と、分岐された光と同じ波長帯域の光を外部より挿入して合波し、波長多重出力光として出力用光伝送路へ出力する機能とを有した光分岐挿入装置であって、前記入力光に対して外部との間で特定の波長帯域の光を分岐・挿入する分岐挿入部と、前記入力用光伝送路より伝送されてきた入力光をコリメートして前記分岐挿入部に向けて出射する入力光用コリメータと、前記分岐挿入部から出射される出力光を受けて集光して前記出力用光伝送路に結合する出力光用コリメータとを有し、前記分岐挿入部は、特定の波長帯域の光を透過し且つそれ以外の光を反射する波長選択フィルタと、外部に分岐される光を受けて集光する分岐光用コリメータと、外部より挿入される光をコリメートする挿入光用コリメータとを備えると共に、これら波長選択フィルタと分岐光用コリメータ及び挿入光用コリメータは、分岐挿入部に入射されて前記波長選択フィルタを透過した光が、前記分岐光用コリメータに入射して外部へ伝送され、且つ、前記挿入光用コリメータから出射された光が、同じ前記波長選択フィルタの反対側より入射して、波長選択フィルタで反射された他波長の光と合波されるように配置されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明では、光の入出力部分にコリメータを使用し、部品間で光を空間伝播させるようにしたので、部品間を光ファイバで接続する必要がなくなり、製造の容易化及び装置の小型化が可能になる。また、不良時の部品交換も容易に行えるようになる。また、１波長の分岐挿入処理に波長選択フィルタを１個使用すればよいので、高価なフィルタの個数を削減することができ、光分岐挿入装置の低コスト化が可能になる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の光分岐挿入装置において、前記分岐挿入部が複数設けられており、前記入力光用コリメータ、出力光用コリメータ、及び複数の分岐挿入部は、入力光用コリメータから出射した入力光が、複数の分岐挿入部に順次入射して分岐・挿入された後、出力光として出力光用コリメータに入射されるように配置されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明では、複数の分岐挿入部を設けているので、複数の波長の光を外部に分岐したり外部から挿入したりすることができるようになる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の光分岐挿入装置において、前記分岐挿入部に対応して、分岐されるべき光が入射される光入射側に光路切替部が設けられており、該各光路切替部が、
（ａ）対応する分岐挿入部へ光を透過する；
（ｂ）対応する分岐挿入部に光を送らずに、隣接する下流側の切替部または出力光用コリメータに光を送る；
のいずれかの状態に切替可能とされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明では、光路切替部を切替操作することによって、入力光用コリメータから出射される波長多重光のうち、外部への分岐挿入処理を行う波長及びその数を任意に選択して組み合わせることができる。しかも、分岐挿入処理しない波長の光については、分岐挿入部の波長選択フィルタを通過させずにすむようになる。つまり、波長選択フィルタでの処理回数を最小限に抑えることができるようになる。このため、波長選択フィルタ通過時の無駄な損失を極力減らすことができ、損失の小さい分岐挿入装置を提供することができる。
【００２２】
請求項４の発明は、請求項３に記載の光分岐挿入装置において、前記光路切替部が可動プリズムからなり、該可動プリズムが、光路を妨げずに前記（ａ）の状態を成立させる第１の位置と、光路を妨げて入射する光を反射して前記（ｂ）の状態を成立させる第２の位置と、の間で可動となっていることを特徴とする。
【００２３】
本発明では、可動プリズムを第１の位置に移動することで、前記（ａ）の状態を成立させることができ、第２の位置に移動することで、前記（ｂ）の状態を成立させることができ、光路切替部に可動プリズムを採用したので、低コスト化を図ることができる。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光分岐挿入装置において、前記各コリメータが、同一基板上に形成されたＶ溝上に固定されていることを特徴とする。
【００２５】
本発明では、同一基板上に形成されたＶ溝上に各コリメータを固定しているので、組み立てが容易である。
【００２６】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光分岐挿入装置において、前記各コリメータが、光軸が互いに平行になるように形成されたＶ溝に固定されており、反射鏡により光路が調整されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明では、光軸が互いに平行になるように形成したＶ溝に各コリメータを固定し、光路を反射鏡で調整するようにしたので、部品通過時の光路ずれを反射鏡で補正することができ、結合効率の良い光分岐挿入装置を得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る光分岐挿入装置１００を示す図である。
この光分岐挿入装置１００は、入力用光伝送路（幹線）である光ファイバ９１から入力される波長多重光（入力光）を、平行ビームに変換（コリメート）して出射する入力光用コリメータ１０１と、入力光に対して外部との間で特定波長帯域の光を分岐・挿入する分岐挿入部１１０と、分岐挿入処理された平行ビームからなる出力信号光を集光させて、出力用光伝送路である光ファイバ９２に入力する出力光用コリメータ１０２とを有している。
【００２９】
この入力光用コリメータ１０１、出力光用コリメータ１０２、及び分岐挿入部１１０は、入力光用コリメータ１０１から出射した入力光が分岐挿入部１１０に入射して、所望の光信号の分岐及び挿入が行われた後、出力光として出力光用コリメータ１０２に入射される光路を形成するように配置されている。
【００３０】
分岐挿入部１１０は、特定の波長帯域の光を透過し且つそれ以外の波長の光を反射する波長選択フィルタ１０５と、外部に分岐される光を受けて集光して分岐用光ファイバ９３に結合する分岐光用コリメータ１０４と、外部から光ファイバ９４を通して挿入される光をコリメートする挿入光用コリメータ１０３とを備えている。これら波長選択フィルタ１０５と分岐光用コリメータ１０４及び挿入光用コリメータ１０３は、分岐挿入部１１０に入射されて波長選択フィルタ１０５を透過した光が、分岐光用コリメータ１０４に入射して外部へ伝送され、且つ、挿入光用コリメータ１０３から出射された光が、同じ波長選択フィルタ１０５の反対側より入射して、波長選択フィルタ１０５で反射された他波長の光と合波されるように配置されている。
【００３１】
本実施形態に使用されている入力光用コリメータ１０１、出力光用コリメータ１０２、分岐光用コリメータ１０４、挿入光用コリメータ１０３の各コリメータは、いずれも光ファイバと光学的に結合するコリメートレンズで構成され、光ファイバの信号光を平行光に変換（コリメート）して空間に向けて出射したり、空間伝送されてきた平行光を光ファイバの端面に集光させて入射したりする機能を果たす。
【００３２】
コリメートレンズとしては、取り扱いが容易な点から、ロッド状のレンズを用いるのが好ましい。このようなロッド状のレンズとしては、端部に非球面が形成されたものがレンズ光学特性の点では望ましいが、必ずしもこれに限定されるものではなく、屈折率分布レンズ、モールド技術等で作成される球面レンズや非球面レンズ等を使用することも可能である。各コリメータは、例えば、コリメートレンズと同じ径の保持具に光ファイバを固定し、コリメートレンズ及び光ファイバ付き保持具をガラスやステンレスなどの金属製の共通の筒状部材に挿入固定することで形成することができる。
【００３３】
また、本実施形態の波長選択フィルタ１０５としては、特定の波長帯域の光を透過し、他の波長帯域の光を反射する機能を有するものを用いる。このようなフィルタとしては、ガラスなどの透光性基板上に誘電体多層膜が形成された誘電体多層膜フィルタを用いることができる。
【００３４】
前記各コリメータ１０１〜１０４は、同一基板３０上の所定の位置に形成された図示略のＶ溝上にそれぞれ位置決め固定されている。入力光用コリメータ１０１及び出力光用コリメータ１０２は、矩形の基板３０の一方の辺に近い位置に、互いに隣接するように配置され、これに対向する辺に近い位置に、分岐光用コリメータ１０４及び挿入光用コリメータ１０３が、互いに隣接するように配置されている。入力光用コリメータ１０１と挿入光用コリメータ１０３の各出射端、及び、出力光用コリメータ１０２と分岐光用コリメータ１０４の各入射端は、互いに基板３０の内側に向けられている。また、入力光用コリメータ１０１及び分岐光用コリメータ１０４は、波長選択フィルタ１０５を挟んで互いに対向しており且つその光軸がほぼ一致するように配置されている。各コリメータ１０１〜１０４が配置されるＶ溝は互いに平行に形成されており、各コリメータ１０１〜１０４の光軸が互いに平行に設定されている。
【００３５】
各コリメータ１０１〜１０４及び波長選択フィルタ１０５の各素子は、それら素子間を光信号が空間伝播するように配置されている。また、上述した光路、つまり、入力光用コリメータ１０１から出射した入力光が分岐挿入部１１０に入射し、分岐挿入部１１０の波長選択フィルタ１０５を透過した光が、分岐光用コリメータ１０４に入射して外部へ伝送され、且つ、挿入光用コリメータ１０３から出射された光が同じ波長選択フィルタ１０５の反対側より入射して、波長選択フィルタ１０５で反射された他波長の光と合波され、光信号の分岐及び挿入が行われた後の出力光が出力光用コリメータ１０２に入射されるという光路を形成するため、基板３０上には、光路補正用の反射鏡１０６、１０７が配置されている。また、波長選択フィルタ１０５を通過時の光路のずれを補正するため、補正用基板１０８が波長選択フィルタ１０５と分岐光用コリメータ１０４との間に配置されている。
【００３６】
なお、各コリメータ１０１〜１０４等の固定に使用する基板３０としては、シリコン基板、ガラス基板、アルミニウム等の金属基板などを使用することができる。また、基板３０に形成するコリメータ配置用のＶ溝は、研削で形成することができる。ガラス基板を用いた場合には、プレス成形により型の形状を転写することで、Ｖ溝を形成することもできる。また、基板３０に、波長選択フィルタ１０５や、反射鏡１０６、１０７、光路補正用基板１０８の固定用のスリット等の溝を設けてもよい。
【００３７】
また、本実施形態の反射鏡１０６、１０７としては、光路を変更できるものであれば何でも利用できるが、角度の調整が容易な点から、２軸方向にミラー面を調整することが可能な、いわゆるジンバル（Ｇｉｍｂａｌ）型ミラーを用いるのが好ましい。勿論これに限定されるものではない。
【００３８】
また、本実施形態において、波長選択フィルタ１０５と分岐光用コリメータ１０４との間に配置されている光路補正用基板１０８は、波長選択フィルタ１０５の基板と同じ材料のほぼ同じ厚みの基板から構成されており、波長選択フィルタ１０５を通過した際に発生する光路のずれを補正する機能を果たす。この光路補正用基板１０８は、波長選択フィルタ１０５で生じる光路のずれを相殺するように、波長選択フィルタ１０５を通過する光に対し、波長選択フィルタ１０５と対称な傾きを有するように配置される。この光路補正用基板１０８は、必要に応じて設ければよく、代わりに光路補正用の反射鏡を設けてもよい。
【００３９】
この光分岐挿入装置１００は、次のようにして製造することができる。
まず、光ファイバとコリメートレンズを用いて、各コリメータ１０１〜１０４を形成する。次に、基板３０上の所定の位置に形成されたＶ溝に各コリメータ１０１〜１０４を固定する。また、波長選択フィルタ１０５及び反射鏡１０６、１０７を所定の位置に配置し、各コリメータ１０１〜１０４との間で所定の光路が得られるように微調整して固定する。波長選択フィルタ１０５や反射鏡１０６、１０７等は、基板３０上に形成したスリット等に挿入して固定してもよい。
【００４０】
次に、上記光分岐挿入装置１００の作用について説明する。
まず、入力用光伝送路である光ファイバ９１より入力された波長多重光（入力光）は、入力光用コリメータ１０１から平行光となって出射される。この光は、空間を伝播し、波長選択フィルタ１０５の一方の面側（以下表側とする）から入射される。波長多重光のうち、予め選択された特定の波長の光のみが、波長選択フィルタ１０５を透過し、波長選択フィルタ１０５の他方側の面（以下裏側）から空間に出射される。その他の波長の光は、波長選択フィルタ１０５で反射される。波長選択フィルタ１０５を透過した光は、光路補正用基板１０８を通過して分岐光用コリメータ１０４に入射し、集束されて光ファイバ９３を経由して外部に送られる。
【００４１】
一方、外部から挿入される光は、挿入光用コリメータ１０３から平行ビームとして出射され、空間を伝播し、反射鏡１０７で反射されて、波長選択フィルタ１０５の裏側から波長選択フィルタ１０５に入射し、これを通過し、波長選択フィルタ１０５の表側より出射される。このとき、この光は、最初に入力光用コリメータ１０１から入射された波長多重光のうち、波長選択フィルタ１０５で反射された光と合波される。
【００４２】
なお、入力光用コリメータ１０１側（表側）から波長選択フィルタ１０５を通過する光の光路が波長選択フィルタ１０５となす角度と、挿入光用コリメータ１０３側（裏側）から波長選択フィルタ１０５を通過する光の光路が波長選択フィルタ１０５となす角度とが同じになるように、これらの光路が波長選択フィルタ１０５に垂直な面に対して対称に形成されている。
【００４３】
そして、波長選択フィルタ１０５にて合波された光は、空間を伝播し、反射鏡１０６で反射された後、出力光用コリメータ１０２に入射され、出力用光伝送路である光ファイバ９２へ送り出される。このようにして、入力された波長多重光に対し、外部への特定の波長の信号光の分岐・挿入が行われる。
【００４４】
このように、本実施形態の光分岐挿入装置１００によれば、光の入出力部分にコリメータ１０１〜１０４を使用し、部品間で光を空間伝播させるようにしたので、部品間を光ファイバで接続する必要がなくなり、製造の容易化及び装置の小型化が可能になると共に、不良時の部品交換も容易に行えるようになる。また、１波長の分岐挿入処理に波長選択フィルタ１０５を１個使用すればよいので、高価なフィルタの個数を減らすことができて、製造コストの低減が可能になる。
【００４５】
また、同一基板３０上に形成したＶ溝上に各コリメータ１０１〜１０４を固定するようにしたので、組み立てが容易にできる。また、光路を反射鏡１０６、１０７で調整するようにしたので、部品通過時の光路ずれも補正することができ、結合効率を高めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態では、入力光用コリメータ１０１と分岐光用コリメータ１０４を互いに対向した位置に配置し、挿入光用コリメータ１０３及び出力光用コリメータ１０２と波長選択フィルタ１０５との各間にそれぞれ光路補正用の反射鏡１０７、１０６を設けた構成としたが、上記の光路が形成できるのであれば、適宜他の配置としてもよい。
【００４７】
＜第２実施形態＞
図２は本発明の第２実施形態に係る光分岐挿入装置２００を示す図である。
この光分岐挿入装置２００は、第１実施形態の光分岐挿入装置１００における分岐挿入部１１０が、複数（１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの３個）設けられている点で第１の実施の形態と異なる。更に、これらの分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ同士の間の光路に、光路を補正するための反射鏡１１１〜１１４が設けられている。その他の各部の構成は、第１実施形態の光分岐挿入装置１００と同様であるので、各要素に対応する符号（３桁数字）にａ、ｂ、ｃの符号を追加して付することで、以下の説明を簡略化する。
【００４８】
複数の分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを連絡する光路は、１つの分岐挿入部からの分岐挿入後の出力光が、順次隣接する下流側の分岐挿入部へと入力されるように反射鏡１１１〜１１４を配することで形成されている。各分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃには、それぞれ異なる波長選択特性（λ１〜λ３）を有する波長選択フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃが備えられており、入力光用コリメータ１０４から入射された入力光は、まず、最上流側にある分岐挿入部１１０ａに入射される。そして、入力光は、所定波長の光の分岐・挿入が行われながら、順次下流側への分岐挿入部へと送られ、最下流にある分岐挿入部１１０ｃからの出力光は、反射鏡１０６を介して、出力光用コリメータ１０２に入射されるようになっている。
【００４９】
各分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃでの光の分岐・挿入については、第１実施形態の光分岐挿入装置１００で説明したとおりである。本実施形態の光分岐挿入装置２００では、分岐光は分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃにそれぞれ設けられた分岐光用コリメータ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを介して外部へと送られる。一方、外部から挿入される所定波長の光は、各分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの挿入光用コリメータ１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃを介して、それぞれ波長選択フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃに入射され、同フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを透過して、他波長の光と合波された後、最終的に出力光として、出力光用コリメータ１０２に入射されて出力用光伝送路としての光ファイバ９２へ送り出される。
【００５０】
この光分岐挿入装置２００によれば、各波長λ１〜λ３に対応した複数の分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを設けているので、複数の波長の光を外部に分岐して取り出したり外部から挿入したりすることができる。
【００５１】
＜第３実施形態＞
図３は本発明の第３実施形態に係る光分岐挿入装置３００を示す図である。
この光分岐挿入装置３００は、第２実施形態の光分岐挿入装置２００の各分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの光入射側に、それぞれに対応させて光路切替部１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃが設けられ、ＲＯＡＤＭ（再配置可能光分岐挿入装置）として構成されている点で、第２実施形態の光分岐挿入装置２００と異なっている。また、各分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃから出射される光の光路切替部１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃへの光路を形成するために、更に反射鏡１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃが設けられている。他の構成は第２実施形態と同様であるので、説明を簡略化する。
【００５２】
前記光路切替部１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、自身に入射する光を、
（ａ）対応する分岐挿入部に光を透過する；
（ｂ）対応する分岐挿入部に光を透過させずに、隣接する下流側の光路切替部または出力光用コリメータ１０２に光を送る；
のいずれかの状態に切り替えるものである。
【００５３】
本実施形態における光路切替部１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃからなっている。これらの可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃは、それぞれ対応する分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃに入射される光の光路を遮らない第１の位置（退避位置）と、この光路上に配置される第２の位置（反射位置）との間を移動可能とされている。移動の方向としては、基板（ここでは図示省略）に対して垂直な上下方向でもよいし、基板に対して平行な平面方向のいずれであってもよい。
【００５４】
可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが退避位置にある場合は、光は可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃがないものとして透過する。つまり、前記（ａ）の状態が成立する。また、可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが反射位置（第２の位置）にある場合は、可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃで反射された光は、下流側にある光路切替部１１５ｂ、１１５ｃ、あるいは、最下流側の可動プリズム１１６ｃの場合は、出力光用コリメータ１０２にそのまま送られる。つまり、前記（ｂ）の状態が成立する。
【００５５】
次に作用を述べる。
分岐挿入部１１０ａ及びそれに対応する光路切替部１１５ａを例として参照しながら説明する。入力光用コリメータ１０１より出射された光は、光路切替部１１５ａの可動プリズム１１６ａが、分岐挿入部１１０ａに入射される光の光路を遮らない退避位置にある場合には、そのまま直進して分岐挿入部１１０ａに入射し、特定波長λ１の光の分岐・挿入が行われたのち、下流側の光路切替部１１５ｂに送られる。
【００５６】
一方、光路切替部１１５ａの可動プリズム１１６ｂが、分岐挿入部１１０ａへの入射光を遮る反射位置にある場合には、入力光用コリメータ１０１から出射された光は、プリズム１１６ｂで反射され、反射鏡１１１、１１２を介して、下流側の光路切替部１１５ｂにそのまま送られる。このとき、分岐挿入部１１０ａでのλ１の光の分岐・挿入処理は行われないため、波長λ１の光は、分岐挿入部１１０ａの波長選択フィルタ１０５ａを通過しないことになる。
【００５７】
以上のように、光路切替部１１５ａの可動プリズム１１６ａの位置により、対応する分岐挿入部１１０ａで分岐挿入処理を行うか、行わないかの切り替えが可能となる。他の光路切替部１１５ｂ、１１５ｃについても動作は同様である。
【００５８】
この光分岐挿入装置３００によれば、上記のようにして、入力光用コリメータ１０１から出射される波長多重光のうち、外部への分岐挿入処理を行う波長及びその数を任意に選択して組み合わせることができる。しかも、分岐挿入処理しない波長の光については、分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの波長選択フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃを通過させずにすむようになる。つまり、波長選択フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃでの処理回数を最小限に抑えることができるようになる。このため、波長選択フィルタ１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ通過時の無駄な損失を極力減らすことができ、損失の小さい分岐挿入装置を提供することができる。その他の効果については、第２実施形態の光分岐挿入装置２００と同様である。
【００５９】
なお、本実施形態では、光路切替部１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃとして、可動プリズム１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを用いた場合を示したが、同様の機能を有するものであれば、適宜他の物を用いてもよい。このようなものとしては、可動ミラーなどが挙げられる。
【００６０】
また、本実施形態では、分岐挿入部１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが複数配置されるものについて説明したが、第１実施形態のように、１つの分岐挿入部１１０を有する光分岐挿入装置１００の、分岐挿入部１１０の光入射側に、同様に光路切替部を設けてもよい。この場合には、入力光に対し、所定の波長の光の分岐挿入を行うか、あるいは、全く分岐挿入を行わないか、の２つの状態が選択できることになる。
【００６１】
また、本実施形態では、反射鏡１１１〜１１４を用いて光路を１８０度折り返すように構成したが、図４に示す光分岐挿入装置４００のように、４つの反射鏡１１１〜１１４を、２つの固定プリズム１２１、１２２で置き換えてもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、光の入出力部分にコリメータを使用し、部品間で光を空間伝播させるようにしているので、部品間を光ファイバで接続する必要がなくなり、その結果、製造の容易化及び装置の小型化を図ることができると共に、不良時の部品交換が容易に行えるようになる。また、１波長の分岐挿入処理に対し波長選択フィルタを１個使用すればよいので、高価なフィルタの使用個数を減らすことができて、低コスト化を実現できる。
【００６３】
請求項２の発明によれば、複数の分岐挿入部を設けているので、複数の波長の光を外部に分岐したり外部から挿入したりすることができる。
【００６４】
請求項３の発明によれば、光路切替部を切替操作することによって、波長多重入力光のうち、外部への分岐挿入処理を行う波長及びその数を任意に選択して組み合わせることができる。しかも、分岐挿入処理しない波長の光については、分岐挿入部の波長選択フィルタを通過させずにすむようになる。このため、波長選択フィルタでの処理回数を最小限に抑えることができ、損失の低減を図ることができる。
【００６５】
請求項４の発明によれば、光路切替部に可動プリズムを採用したので、低コスト化を図ることができる。
【００６６】
請求項５の発明によれば、同一基板上に形成されたＶ溝上に各コリメータを固定したので、組み立てが容易になる。
【００６７】
請求項６の発明によれば、光軸が互いに平行になるように形成したＶ溝に各コリメータを固定し、光路を反射鏡で調整するようにしたので、部品通過時の光路ずれを反射鏡で補正することができ、結合効率を良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の光分岐挿入装置の構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態の光分岐挿入装置の構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態の光分岐挿入装置の構成図である。
【図４】図３の変形例として示す光分岐挿入装置の構成図である。
【図５】従来の光分岐挿入装置の構成図である。
【図６】別の従来の光分岐挿入装置の構成図である。
【符号の説明】
９１　光ファイバ（入力用光伝送路）
９２　光ファイバ（出力用光伝送路）
１００，２００，３００，４００　光分岐挿入装置
１０１　入力光用コリメータ
１０２　出力光用コリメータ
１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ　挿入光用コリメータ
１０４，１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ　分岐光用コリメータ
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ　波長選択フィルタ
１０６，１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ　反射鏡
１０７，１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｃ　反射鏡
１０８，１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ　光路補正用基板
１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ　分岐挿入部
１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃ　光路切替部
１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ　可動プリズム

Claims (6)

1. 入力用光伝送路より伝送されてきた波長多重入力光から、選択的に特定の波長帯域の光を外部に分岐して取り出す機能と、分岐された光と同じ波長帯域の光を外部より挿入して合波し、波長多重出力光として出力用光伝送路へ出力する機能とを有した光分岐挿入装置であって、
   前記入力光に対して外部との間で特定の波長帯域の光を分岐・挿入する分岐挿入部と、前記入力用光伝送路より伝送されてきた入力光をコリメートして前記分岐挿入部に向けて出射する入力光用コリメータと、前記分岐挿入部から出射される出力光を受けて集光して前記出力用光伝送路に結合する出力光用コリメータとを有し、
   前記分岐挿入部は、特定の波長帯域の光を透過し且つそれ以外の光を反射する波長選択フィルタと、外部に分岐される光を受けて集光する分岐光用コリメータと、外部より挿入される光をコリメートする挿入光用コリメータとを備えると共に、これら波長選択フィルタと分岐光用コリメータ及び挿入光用コリメータは、分岐挿入部に入射されて前記波長選択フィルタを透過した光が、前記分岐光用コリメータに入射して外部へ伝送され、且つ、前記挿入光用コリメータから出射された光が、同じ前記波長選択フィルタの反対側より入射して、波長選択フィルタで反射された他波長の光と合波されるように配置されていることを特徴とする光分岐挿入装置。
2. 前記分岐挿入部が複数設けられており、前記入力光用コリメータ、出力光用コリメータ、及び複数の分岐挿入部は、入力光用コリメータから出射した入力光が、複数の分岐挿入部に順次入射して分岐・挿入された後、出力光として出力光用コリメータに入射されるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光分岐挿入装置。
3. 前記分岐挿入部に対応して、分岐されるべき光が入射される光入射側に光路切替部が設けられており、
   該各光路切替部が、
   （ａ）対応する分岐挿入部へ光を透過する；
   （ｂ）対応する分岐挿入部に光を送らずに、隣接する下流側の切替部または出力光用コリメータに光を送る；
   のいずれかの状態に切替可能とされていることを特徴とする請求項１または２に記載の光分岐挿入装置。
4. 前記光路切替部が可動プリズムからなり、
   該可動プリズムが、光路を妨げずに前記（ａ）の状態を成立させる第１の位置と、光路を妨げて入射する光を反射して前記（ｂ）の状態を成立させる第２の位置と、の間で可動となっていることを特徴とする請求項３に記載の光分岐挿入装置。
5. 前記各コリメータが、同一基板上に形成されたＶ溝上に固定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光分岐挿入装置。
6. 前記各コリメータが、光軸が互いに平行になるように形成されたＶ溝に固定されており、反射鏡により光路が調整されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光分岐挿入装置。

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