JP2004133038A - フィルタモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】構成の簡略化および製造の容易化をはかり、小型で安価であり、かつ信頼性の高いフィルタモジュールを提供する。
【解決手段】分波・合波モジュールとして構成される３ポートのファイバモジュールは、一方の端面に干渉膜フィルタ２２が形成された１つの屈折率分布型ロッドレンズ２０と、３本の光ファイバ１１，１２，１３を保持し、ロッドレンズ２０と調芯されてロッドレンズ２０の他方端に設置される光ファイバチップ１０と、ロッドレンズ２０と調芯されて干渉膜フィルタ２２と対向して設けられるミラー３０とを備えている。そして光ファイバ１１は波長多重された光信号を、光ファイバ１２は干渉膜フィルタ２２で反射された波長帯域の光信号を、光ファイバ１３は干渉膜フィルタ２２を選択透過した後に前記ミラー３０で反射される波長帯域の光信号を、各々入出力する。
【選択図】 図１
【解決手段】分波・合波モジュールとして構成される３ポートのファイバモジュールは、一方の端面に干渉膜フィルタ２２が形成された１つの屈折率分布型ロッドレンズ２０と、３本の光ファイバ１１，１２，１３を保持し、ロッドレンズ２０と調芯されてロッドレンズ２０の他方端に設置される光ファイバチップ１０と、ロッドレンズ２０と調芯されて干渉膜フィルタ２２と対向して設けられるミラー３０とを備えている。そして光ファイバ１１は波長多重された光信号を、光ファイバ１２は干渉膜フィルタ２２で反射された波長帯域の光信号を、光ファイバ１３は干渉膜フィルタ２２を選択透過した後に前記ミラー３０で反射される波長帯域の光信号を、各々入出力する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）や高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）伝送方式等の光通信システムに好適な分波・合波モジュールとして構成されるフィルタモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信システムでは、光ファイバを伝送されてきた波長多重信号を各波長域毎に分波（分離）する分波モジュールや、波長の異なる複数の光信号を一本の光ファイバに合波（結合）する合波モジュールが数多く用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、特定の１つの波長域の光信号を分波・合波することが可能なフィルタモジュールとして、図１０に示すような３ポートのフィルタモジュールが用いられている。
【０００４】
図１０に示すように、このフィルタモジュールは、単芯光ファイバコリメータ（以下「単芯ＦＣ」という。）７１と、２芯光ファイバコリメータ（以下「２芯ＦＣ」という。）７２と、両ＦＣ７１，７２を一体に保持する円筒状のチューブ７３とを備えている。
【０００５】
単芯ＦＣ７１は、１本の光ファイバ７５を保持する単芯キャピラリ７６と、屈折率分布型ロッドレンズ７７と、これら両部材を一体に保持するチューブ７８とを備えている。単芯キャピラリ７６とロッドレンズ７７の対向する各端面はそれぞれ傾斜面に研磨されている。単芯キャピラリ７６とロッドレンズ７７は、軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つようにチューブ７８内に接着剤でそれぞれ固定されている。
【０００６】
一方、２芯ＦＣ７２は、２本の光ファイバ８０、８１を保持する２芯キャピラリ８２と、屈折率分布型ロッドレンズ８３とを備えている。２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３の対向する各端面はそれぞれ傾斜面に研磨されている。２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３は、軸合わせについて調芯され、この調芯された位置を保つように、両傾斜面の隙間に環状に塗布された接着剤８５で接合されている。さらに、その接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤８６で接合されていることもある。さらにまた、２芯キャピラリ８２の端部には、短いチューブ８４が嵌合されている。
【０００７】
このようにして両ＦＣ７１、７２を作製した後、２芯ＦＣ７２の前面、すなわちロッドレンズ８３の端面に軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つように、波長選択性透過膜付基板（フィルタ）８７が接着剤９０で接合される。さらに、その接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤９１で接合されていることもある。
【０００８】
この後、両ＦＣ７１、７２相互の軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置に保つように、両ＦＣ７１、７２がチューブ７３内に接着剤９２で接合される。
【０００９】
当該チューブ７３の両側の開口端は、両ＦＣ７１，７２の端面と揃えられている。そして、それぞれの端面には、前記光ファイバ７５および前記光ファイバ８０，８１を保持するように、樹脂製の接着剤８８が塗布されている。こうして図１０に示すフィルタモジュールができあがる。
【００１０】
このように構成されたフィルタモジュールによれば、波長多重された光信号は前記２芯ＦＣ７２に備えられた２本の光ファイバ８０、８１中の片方の光ファイバ（例えば光ファイバ８０）から入出力され、他方の光ファイバ（本例では光ファイバ８１）からは、フィルタ８７で反射される波長帯域の光信号が入出力される。また、フィルタ８７を選択透過する波長帯域の光信号は、単芯ＦＣ７１に備えられた光ファイバ７５から入出力される。
【００１１】
【特許文献１】
特表平１０−５１１４７６号公報（図１１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のフィルタモジュールでは、以下のような問題点がある。
（１）フィルタモジュールのサイズが大きい。また、３つのポートがモジュールの両端に別れて配置されている。このため、複数個のフィルタモジュールをカスケードに接続してマルチチャンネルの分波・合波ユニットを製作するような場合、個々のフィルタモジュールとそれらを接続する光ファイバとを配線するのに大きなスペースが必要になる。すなわち、光ファイバを曲げることによって配線を行なう場合には、その光ファイバが折れて破損しないように、十分に大きな（例えば、３０ミリメートル以上の）曲率半径の確保できるスペースが必要となる。したがって、製作するマルチチャンネルの分波・合波ユニットのサイズが大きくなってしまい、これを小さくすることが困難である。
【００１３】
（２）部品点数が多い。このため、製造コストが増大している。
（３）調芯・固定工程が多い。すなわち、以下に示す（ａ）〜（ｃ）の調芯・固定工程が必要である。（ａ）単芯ＦＣ７１を作製するのに、光ファイバ７５とロッドレンズ７７を調芯して固定する工程。（ｂ）２芯ＦＣ７２を作製するのに、２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３を調芯して固定する工程。（ｃ）単芯ＦＣ７１と２芯ＦＣ７２をチューブ７３内に固定する際に、両ＦＣ７１，７２を調芯してチューブ７３に固定する工程。そしてさらに、（ｄ）ロッドレンズ８３の端面にフィルタ８７を接合する際に、ロッドレンズ８３にフィルタ８７を調芯して固定する工程を設ける場合もある。このように、調芯・固定工程が３回乃至４回必要であることから、製造に時間がかかり、製造コストが増大してしまうとともに、フィルタモジュールの製品特性の信頼性が低くなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の簡略化および製造の容易化をはかり、小型で安価であり、かつ信頼性の高いフィルタモジュールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、１つのレンズと、３本の光ファイバと、光学フィルタと、ミラーとを備えたフィルタモジュールであって、前記３本の光ファイバが前記レンズに対して一方向に設置されていることを要旨としている。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、１つのレンズで構成されているため、フィルタモジュールのサイズが小さくて済むという効果がある。
また、３本の光ファイバをレンズに対して一方向に備えているので、前記光ファイバに光信号の入出力を行う３つのポートをすべてフィルタモジュールの片方の端部に揃えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、前記レンズは屈折率分布型ロッドレンズであって、前記ロッドレンズの一方の端面には光学フィルタがコーティングされており、他方の端面には前記３本の光ファイバが設置されていることを要旨としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、ロッドレンズの一方の端面上に直接光学フィルタが設けられているので、ロッドレンズと光学フィルタを調芯・固定する必要がない。このため、フィルタモジュール組立の工程が簡略化される。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、３本の光ファイバは、当該光ファイバを通して保持するための貫通孔を有するキャピラリに保持されていることを要旨としている。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、前記３本の光ファイバはキャピラリに設けられた貫通孔に通され、保持されているので、フィルタモジュールを作製する際に３本の光ファイバを一度に取り扱うことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記貫通孔はその断面形状が略正三角形であって、前記３本の光ファイバは互いに接するように集束されており、前記貫通孔に通したときに、前記略正三角形の各々の一辺が、各々２本の光ファイバと接するように、前記３本の光ファイバが前記キャピラリに保持されていることを要旨としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、前記３本の光ファイバは互いに最も近接した位置で保持される。これによりフィルタモジュールに入力される光信号の強度に対して、当該フィルタモジュールから出力される光信号の強度の低下を少なくすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長無依存性の全反射ミラー付基板であって、前記光学フィルタと対向して設置されていることを要旨としている。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、前記ミラーは波長無依存性の全反射ミラー付基板で構成されているため、前記３本の光ファイバの内、特定の１本を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートとし、別の１本の光ファイバを前記光学フィルタで反射される波長帯域の光信号が入出力される第２の信号ポートとし、残りの１本の光ファイバを前記光学フィルタを透過した後、前記ミラーで反射される波長帯域の光信号が入出力される第３の信号ポートとすることによって、２種類の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有するようにフィルタモジュールを構成することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長選択性透過膜であって、前記光学フィルタと対向して設置され、前記波長選択性透過膜に対向して一組のファイバコリメータが備えられていることを要旨としている。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、前記ミラーは波長選択性透過膜で構成されており、一組のファイバコリメータが備えられているため、前記３本の光ファイバの内、特定の１本を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートとし、別の１本の光ファイバを前記光学フィルタで反射される波長帯域の光信号が入出力される第２の信号ポートとし、残りの１本の光ファイバを前記光学フィルタを透過した後、前記ミラーで反射される波長帯域の光信号が入出力される第３の信号ポートとし、さらに前記ファイバコリメータを前記光学フィルタと前記波長選択性透過膜との両方を透過する波長帯域の光信号が入出力される第４の信号ポートとすることによって、３種類の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有するような４ポートのフィルタモジュールを構成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を３ポートのフィルタモジュールに具体化した第１実施形態を図１〜図３に基づき説明する。
【００２８】
図１は第１実施形態のフィルタモジュールの概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、フィルタモジュール１は、光ファイバチップ１０と、当該光ファイバチップ１０の光出射面に対して調芯して配置されるレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ２０を備える。又、フィルタモジュール１は、前記ロッドレンズ２０の端面に対して調芯して配置されるミラーとしての波長無依存性全反射ミラー付基板（以下単に「ミラー」という。）３０とアウターチューブ４０を備える。
［光ファイバチップ１０］
前記光ファイバチップ１０は、３本の光ファイバ１１，１２，１３と、キャピラリ１４とを備えている。図２に示すように、キャピラリ１４には、貫通孔１５が形成され、その貫通孔１５に前記３本の光ファイバ１１，１２，１３が挿入されている。そして、貫通孔１５に挿入された３本の光ファイバ１１，１２，１３は、接着剤にて固定され保持されている。前記キャピラリ１４は円柱形状をしたガラス製であり、その円柱の直径は約１．８ミリメートルである。また前記キャピラリ１４の一端面は、前記光ファイバ１１，１２，１３の端面と揃えられており、円柱の軸方向と垂直な平面に対して所定角度（例えば８度）傾斜して研磨された斜め面１４ａになっている。そして、図３に示すように、その斜め面１４ａ上には、反射防止膜（ＡＲ膜）１６が形成されている。すなわちこのＡＲ膜１６は、傾斜して研磨された前記キャピラリ１４の斜め面１４ａ上と、前記３本の光ファイバ１１，１２，１３の端面上とに、同時に形成されている。なお、このＡＲ膜１６の光の反射率は０．２％以下である。
【００２９】
図２は本実形態に係る光ファイバチップ１０の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、前記３本の光ファイバ１１，１２，１３はいずれも断面が円形であり、互いに外接するように集束された状態で前記貫通孔１５に挿入されている。また、前記貫通孔１５の断面形状は略正三角形であり、この略正三角形の各辺は当該貫通孔１５に挿入されている前記３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、各々２本の光ファイバと接している。そして、この貫通孔１５は、保持している前記３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、２本の光ファイバ（本実施形態では光ファイバ１１，１２）の接点の位置が、前記キャピラリ１４の円柱の中心軸の位置となるように、前記キャピラリ１４を貫通している。
［ロッドレンズ２０］
本実施形態では前記ロッドレンズ２０の直径は１．８ミリメートルであり、蛇行周期は０．２５ピッチである。
【００３０】
図１及び図３に示すように、前記ロッドレンズ２０の一端面はその光軸と垂直な平面に対して所定角度（例えば８度）傾斜して研磨された斜め面２０ａになっている。そして前記ロッドレンズ２０の他端面は光軸に垂直に研磨された平坦面２０ｂになっている。
【００３１】
ロッドレンズ２０の前記斜め面２０ａ上には、反射防止膜（ＡＲ膜）２１が形成されている。本実施形態では、このＡＲ膜２１の光の反射率は０．２％以下である。
【００３２】
また、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上には、光学フィルタとしての波長選択性透過膜（以下「干渉膜フィルタ」という。）２２が形成されている。
本実施形態では、この干渉膜フィルタ２２は、光通信で使用される光の波長領域で数ナノメートルから数十ナノメートルの特定波長帯域λ１の光を透過し、λ１以外の波長帯域λ２の光を反射するバンドパスフィルタである。
【００３３】
前記光ファイバチップ１０と前記ロッドレンズ２０は、前記キャピラリ１４の斜め面１４ａと、前記ロッドレンズ２０の斜め面２０ａとを対向させて、軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つように、両斜め面１４ａ，２０ａの隙間に環状に塗布された接着剤２３で接合されている。
【００３４】
本実施形態では当該接着剤２３として、粘性が高くノンフィラーの紫外線硬化型の樹脂接着剤を用いている。これにより前記接着剤２３が、前記両斜め面１４ａ、２０ａの中央付近の光路内に入り込むのを防ぎながら接合している。
【００３５】
さらに、前記接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤２４で接合されている。
本実施形態では当該接着剤２４としては熱硬化性のエポキシ樹脂系接着剤を用いており、接合後空気雰囲気下において１００℃で６時間加熱されている。これにより、前記光ファイバチップ１０と前記ロッドレンズ２０は固着されている。
［ミラー３０］
本実施形態では前記ミラー３０はガラス製の厚さ１ミリメートルの基板上に、波長無依存性を有する誘電体薄膜の多層膜を形成したものであり、光の反射率は光通信に使用する波長領域の光に対して９９．５％以上である。
【００３６】
図３に示すように、ミラー３０は、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に調芯され、その調芯された位置を保つように、前記平坦面２０ｂに対して所定の間隔をおいて環状に塗布された接着剤３１にて接合されている。
【００３７】
本実施形態では当該接着剤３１として、粘性が高くノンフィラーの紫外線硬化型の樹脂接着剤を用いている。これにより前記接着剤３１が、前記平坦面２０ｂとミラー３０の中央付近の光路内に入り込むのを防ぎながら接合している。
【００３８】
さらに、この接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤３２で接合されている。これにより、フィルタモジュール１のコアモジュール２が構成されている。
次に、上記のコアモジュール２を組み立てる際の２種類の調芯・固定作業について、図３に基づいて簡単に説明する。
【００３９】
図３は前記コアモジュール２の概略構成を示す断面図である。
先ず、前記ロッドレンズ２０と前記キャピラリ１４とを、同ロッドレンズ２０と前記光ファイバ１２とを調芯した上で、固定する作業では、波長多重（例えばλ１＋λ２）の光信号を前記光ファイバ１１に、図３で矢印で示すように、入力する。この入力された光は、ロッドレンズ２０内を透過して干渉膜フィルタ２２に達する。当該干渉膜フィルタ２２は、ある特定波長帯域（例えばλ１）の光を透過する。一方λ１以外の波長帯域λ２の光は、図３で一点鎖線で示すように反射される。このとき、光ファイバ１１から入力される光及び干渉膜フィルタ２２によって反射される光は双方ともロッドレンズ２０の中心軸に近い部分を透過するほど光量のロスが少ない。
【００４０】
本実施形態では、図２に示すように前記光ファイバ１１と前記光ファイバ１２とは、前記キャピラリ１４の中心軸の位置で接した状態で保持されている。このため、このキャピラリ１４の中心軸と前記ロッドレンズ２０の中心軸が、ほぼ同軸になるように両者の位置調整をすることができる。これによって、前記ロッドレンズ２０内を透過する光の光量のロスを最小限にすることができる。
【００４１】
そして、前記波長帯域λ２の反射光が前記光ファイバ１２に最も良く（最大の光量が）入射するように、前記キャピラリ１４と前記ロッドレンズ２０の角度及び位置を調整して両者を固定する。従って、図３に示すように、前記光ファイバ１２から前記波長帯域λ２の反射光が出力される。
【００４２】
次に、ロッドレンズ２０とミラー３０とを、当該ミラー３０と前記光ファイバ１３とを調芯した上で固定する作業では、波長多重（例えばλ１＋λ２）の光信号を前記光ファイバ１１に入力する。この入力された光はロッドレンズ内を透過して前記干渉膜フィルタ２２に達する。そして、この干渉膜フィルタ２２で選択された特定波長帯域（例えばλ１）の光は、図３に波線で示すように同干渉膜フィルタ２２を透過して前記ミラー３０に到達する。この波長帯域λ１の光は、前記ミラー３０で反射され、再び前記干渉膜フィルタ２２を透過してロッドレンズ２０に入射される。このとき入射される光もまた、ロッドレンズ２０の中心軸に近い部分を透過するほど光量のロスが少ない。
【００４３】
本実施形態では、図２に示すように前記光ファイバ１３と前記光ファイバ１１とは、前記キャピラリ１４に設けられた略正三角形の貫通孔の中で、互いに接した状態で保持されている。つまり前記光ファイバ１３は前記光ファイバ１１に最も近い接した位置にあり、かつ前記キャピラリ１４の中心軸に対して前記光ファイバ１２の次に近い位置で保持されている。このため、前記ロッドレンズ２０内を透過する前記反射光の光量のロスを最小限にすることができる。
【００４４】
次に、前記波長帯域λ１の入射光が前記光ファイバ１３に最も良く（最大の光量が）入射するように、前記ミラー３０の角度及び位置を調整して、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に固定する。その結果、前記ミラー３０で反射される光のロスを最小限にして、図３に示すように、前記光ファイバ１３から出力することができる。
【００４５】
このようにして調芯された前記コアモジュール２は、前記光ファイバ１１に波長多重信号を入力すると、前記干渉膜フィルタ２２で選択される波長帯域λ１の選択信号が前記光ファイバ１３から出力され、λ１以外の波長帯域λ２の非選択信号が光ファイバ１２から出力される分波モジュールとしての機能を有している。
【００４６】
また、同時に、このコアモジュール２は、前記光ファイバ１３に前記干渉膜フィルタ２２で選択透過する波長帯域λ１の光信号を入力し、前記光ファイバ１２にλ１以外の波長帯域λ２の光信号を入力する。すると、このコアモジュール２は、これら２つの波長帯域λ１，λ２を結合した波長帯域（λ１＋λ２）の光信号を光ファイバ１１から出力する合波モジュールとしての機能を有している。
【００４７】
図１に示すとおり、上記のようにして構成された前記コアモジュール２は、前記キャピラリ１４にホールダ２５が嵌合固定され、そのホールダ２５を嵌合固定した状態で前記アウターチューブ４０に嵌合されている。
【００４８】
当該アウターチューブ４０の一方の開口端は、前記コアモジュール２の端と揃えられており、その端面には、接着剤３３が塗布されている。そして、この接着剤３３によって、前記光ファイバ１１，１２，１３が保持されている。また、前記アウターチューブ４０の他方の開口端には、金属製あるいはプラスチック製のエンドキャップ４１が取り付けられている。
【００４９】
これにより、フィルタモジュール１が構成されている。
このようにして構成されたフィルタモジュール１は、光ファイバ１１を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートＰ１とし、光ファイバ１２を前記干渉膜フィルタ２２で反射される波長帯域λ２の光信号が入出力される第２の信号ポートＰ２とする。又、フィルタモジュール１は、光ファイバ１３を前記干渉膜フィルタ２２を透過する波長帯域λ１の光信号が入出力される第３の信号ポートＰ３とする。これによって、フィルタモジュール１は、２種類（λ１、λ２）の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有する。
【００５０】
以上のように構成された実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）１つの屈折率分布型ロッドレンズ２０で構成されているため、フィルタモジュール１のサイズが小さくて済むという効果がある。また、フィルタモジュール１を構成する部品の数が少なくて済み、安価なモジュールを作製することができる。
【００５１】
（２）３本の光ファイバ１１，１２，１３を保持する光ファイバチップ１０でフィルタモジュール１を構成しているので、光信号の入出力を行う３つのポートがすべてフィルタモジュール１の片方の端部に揃えられる。このため、図４に示すように、複数個のフィルタモジュール１をカスケードに接続してマルチチャンネルの分波・合波ユニット８を製作する場合、個々のフィルタモジュール１を接続する光ファイバの配線が容易になり、大きなスペースを必要としなくなる。また、図４に示すように、マルチチャンネルの分波・合波ユニット８に対して光信号を入出力するための入出力ポートＰ０〜Ｐ８の位置を揃えることが容易になる。このため、製作するマルチチャンネルの分波・合波ユニットのサイズを小さくすることができる。
【００５２】
（３）一端面に干渉膜フィルタ２２が形成された１つのロッドレンズ２０と、ミラー３０とを備えた。従って、上記従来技術で行っている２つの上記調芯・固定工程（ａ）および（ｄ）、すなわち２つ目のＦＣを作製するのに光ファイバとロッドレンズを調芯して固定する工程（ａ）および、２つのＦＣをチューブ内に調芯して固定する工程（ｄ）が不要になる。その結果、その分製造時間がさらに短縮されて製造コストの低減ができるとともに、モジュール化が容易になり、フィルタモジュールの製品特性の信頼性が向上する。
【００５３】
なお、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
・上記実施形態では、前記ミラー３０は前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に接合して、コアモジュール２を構成しているが、図５に示すように構成してもよい。図５はコアモジュールの別例を示す概略構成図である。
【００５４】
すなわち、図５に示すように、前記ロッドレンズ２０をホールダ５０に嵌合させて固定し、そのホールダ５０の環状端面５０ａ上に、前記ミラー３０が調芯されて、その調芯された位置を保つように接着剤３１で接合してコアモジュール４を構成してもよい。
【００５５】
このように構成したコアモジュール４では、ミラー３０をホールダ５０の環状端面５０ａ上に接合しているので、前記接着剤３１がロッドレンズ２０の平坦面２０ｂの表面に付着することがなくなり、光信号の光路を十分に確保することができる。
【００５６】
・上記実施形態では、前記キャピラリ１４に設けられた貫通孔１５の断面形状は略正三角形としているが、長方形としてもよい。
図６は、キャピラリ１４に、断面形状を長方形とした貫通孔５５を形成した光ファイバチップ１０の断面図である。
【００５７】
図６に示すように、一列に集束された３本の光ファイバ１１，１２，１３は、長方形の形状をした貫通孔５５に内接して、保持されている。また、一列に集束された３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、中央に位置する光ファイバ（本例では光ファイバ１３）の光軸は、キャピラリ１４の円柱の中心軸と合っている。
【００５８】
このように構成した光ファイバチップ１０では、一列に集束された３本の光ファイバの両端の２本のうち、片方の光ファイバ（本例では光ファイバ１１）を波長多重信号を入出力するための第１の信号ポートＰ１とし、他方の光ファイバ（本例では光ファイバ１２）を第２の信号ポートＰ２として調芯作業が行われる。そして、ロッドレンズとキャピラリ１４が接合される。続いて、中央に位置する光ファイバ１３を第３の信号ポートＰ３として調芯作業が行われ、ロッドレンズとミラーとが接合される。
【００５９】
・上記実施形態では、前記キャピラリ１４には１つの貫通孔を設けて３本の光ファイバを保持しているが、２本の光ファイバを保持することのできる貫通孔や１本の光ファイバを保持する貫通孔を設けてもよい。すなわち、２本の光ファイバを保持するための１つの貫通孔と１本の光ファイバを保持するための１つの貫通孔を設けたり、１本の光ファイバを保持するための貫通孔を３つ設けてもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、ミラーとして波長無依存性全反射ミラー付基板（ミラー３０）を用いているが、本発明はこれに限定されず、波長選択性 透過膜付基板（以下単に「フィルタ基板」という。）を用いてもよい。すなわち、図１に示す実施形態の前記ミラー３０の位置に、フィルタ基板を備えた３ポートのフィルタモジュールのコアモジュールとしてもよい。
【００６１】
このように構成したコアモジュールでは、前記フィルタ基板を選択透過する波長帯域の光を入出力するための新たな第４の信号ポートＰ４を備えた４ポートのフィルタモジュールを構成することができる。
【００６２】
図７は、このようにして構成した４ポートのフィルタモジュール５の一例を示す概略構成図である。また図８は、図７に示すフィルタモジュール５用いて構成した４ポートのフィルタユニット９の概略構成図である。図７に示すように、４ポートのフィルタモジュール５は、図１に示す実施形態の前記ミラー３０の位置に、フィルタ基板５３を備えた３ポートのフィルタモジュールのコアモジュール２を備えている。
【００６３】
また、４ポートのフィルタモジュール５は上記従来技術の単芯ＦＣ７１と、アウターチューブ４０とを備えている。前記コアモジュール２と単芯ＦＣ７１とは、相互の軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置に保つように前記アウターチューブ４０内に各々接着固定されている。
【００６４】
このように構成された前記４ポートのフィルタモジュール５を用いて構成した４ポートのフィルタユニット９は、光ファイバ１１を波長多重信号を入出力するための第１の信号ポートＰ１とする。又、フィルタユニット９は、光ファイバ１２を前記干渉膜フィルタ２２で反射される波長帯域λ２の光信号を入出力するための第２の信号ポートＰ２とする。さらに、フィルタユニット９は、光ファイバ１３を前記干渉膜フィルタ２２を選択透過するが前記フィルタ基板５３では反射される波長帯域λ３の光信号を入出力するための第３の信号ポートＰ３とする。さらにまた、フィルタユニット９は、光ファイバ７５を干渉膜フィルタ２２およびフィルタ基板５３の両方を選択透過する波長帯域λ４の光信号を入出力するための第４の信号ポートＰ４とする。これによって、フィルタユニット９は、３種類（λ２、λ３、λ４）の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有する。
【００６５】
従来、このような機能を有する４ポートのフィルタユニットを構成するためには、図９に示すように、従来技術の３ポートフィルタモジュール７０を２個接続しなければならなかった。しかし、図８に示す４ポートフィルタユニット９では１つのモジュールで済むため、ユニットの小型化、低価格化が可能になるという効果を有する。
【００６６】
・上記第１実施形態では、干渉膜フィルタ２２としてバンドパスフィルタを用いているが、本発明はこれに限定されずエッジフィルタやＴＡＰを用いてもよい。要するに波長選択性を有する光学フィルタであればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、フィルタモジュールの構成が簡略化されるため、小型で安価なフィルタモジュールを提供することができる。加えてフィルタモジュール製造の容易化がはかれ、信頼性の高いフィルタモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るフィルタモジュールの概略構成を示す断面図。
【図２】実施形態に係る光ファイバチップの概略構成を示す断面図。
【図３】実施形態に係るコアモジュールの概略構成を示す断面図。
【図４】複数個のフィルタモジュールで構成したマルチチャンネルの分波・合波ユニットの概略構成図。
【図５】コアモジュールの別例の概略構成を示す断面図。
【図６】光ファイバチップの別例の概略構成を示す断面図。
【図７】フィルタモジュールの別例の概略構成を示す断面図。
【図８】フィルタモジュールの別例によって構成される４ポートのフィルタユニットの概略構成図。
【図９】従来の３ポートフィルタモジュールによって構成される４ポートのフィルタユニットの概略構成図。
【図１０】従来の３ポートフィルタモジュールの概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
１，５ フィルタモジュール
１０ 光ファイバチップ
１１，１２，１３ 光ファイバ
１４ キャピラリ
１５，５５ 貫通孔
２０ 屈折率分布型ロッドレンズ
２２ 波長選択性透過膜（干渉膜フィルタ）
２５ ホールダ
３０ 光学薄膜付基板としての波長無依存性全反射ミラー付基板（ミラー）
４０ アウターチューブ
４１，４２ エンドキャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長分割多重（ＷＤＭ）や高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）伝送方式等の光通信システムに好適な分波・合波モジュールとして構成されるフィルタモジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信システムでは、光ファイバを伝送されてきた波長多重信号を各波長域毎に分波（分離）する分波モジュールや、波長の異なる複数の光信号を一本の光ファイバに合波（結合）する合波モジュールが数多く用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来、特定の１つの波長域の光信号を分波・合波することが可能なフィルタモジュールとして、図１０に示すような３ポートのフィルタモジュールが用いられている。
【０００４】
図１０に示すように、このフィルタモジュールは、単芯光ファイバコリメータ（以下「単芯ＦＣ」という。）７１と、２芯光ファイバコリメータ（以下「２芯ＦＣ」という。）７２と、両ＦＣ７１，７２を一体に保持する円筒状のチューブ７３とを備えている。
【０００５】
単芯ＦＣ７１は、１本の光ファイバ７５を保持する単芯キャピラリ７６と、屈折率分布型ロッドレンズ７７と、これら両部材を一体に保持するチューブ７８とを備えている。単芯キャピラリ７６とロッドレンズ７７の対向する各端面はそれぞれ傾斜面に研磨されている。単芯キャピラリ７６とロッドレンズ７７は、軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つようにチューブ７８内に接着剤でそれぞれ固定されている。
【０００６】
一方、２芯ＦＣ７２は、２本の光ファイバ８０、８１を保持する２芯キャピラリ８２と、屈折率分布型ロッドレンズ８３とを備えている。２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３の対向する各端面はそれぞれ傾斜面に研磨されている。２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３は、軸合わせについて調芯され、この調芯された位置を保つように、両傾斜面の隙間に環状に塗布された接着剤８５で接合されている。さらに、その接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤８６で接合されていることもある。さらにまた、２芯キャピラリ８２の端部には、短いチューブ８４が嵌合されている。
【０００７】
このようにして両ＦＣ７１、７２を作製した後、２芯ＦＣ７２の前面、すなわちロッドレンズ８３の端面に軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つように、波長選択性透過膜付基板（フィルタ）８７が接着剤９０で接合される。さらに、その接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤９１で接合されていることもある。
【０００８】
この後、両ＦＣ７１、７２相互の軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置に保つように、両ＦＣ７１、７２がチューブ７３内に接着剤９２で接合される。
【０００９】
当該チューブ７３の両側の開口端は、両ＦＣ７１，７２の端面と揃えられている。そして、それぞれの端面には、前記光ファイバ７５および前記光ファイバ８０，８１を保持するように、樹脂製の接着剤８８が塗布されている。こうして図１０に示すフィルタモジュールができあがる。
【００１０】
このように構成されたフィルタモジュールによれば、波長多重された光信号は前記２芯ＦＣ７２に備えられた２本の光ファイバ８０、８１中の片方の光ファイバ（例えば光ファイバ８０）から入出力され、他方の光ファイバ（本例では光ファイバ８１）からは、フィルタ８７で反射される波長帯域の光信号が入出力される。また、フィルタ８７を選択透過する波長帯域の光信号は、単芯ＦＣ７１に備えられた光ファイバ７５から入出力される。
【００１１】
【特許文献１】
特表平１０−５１１４７６号公報（図１１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のフィルタモジュールでは、以下のような問題点がある。
（１）フィルタモジュールのサイズが大きい。また、３つのポートがモジュールの両端に別れて配置されている。このため、複数個のフィルタモジュールをカスケードに接続してマルチチャンネルの分波・合波ユニットを製作するような場合、個々のフィルタモジュールとそれらを接続する光ファイバとを配線するのに大きなスペースが必要になる。すなわち、光ファイバを曲げることによって配線を行なう場合には、その光ファイバが折れて破損しないように、十分に大きな（例えば、３０ミリメートル以上の）曲率半径の確保できるスペースが必要となる。したがって、製作するマルチチャンネルの分波・合波ユニットのサイズが大きくなってしまい、これを小さくすることが困難である。
【００１３】
（２）部品点数が多い。このため、製造コストが増大している。
（３）調芯・固定工程が多い。すなわち、以下に示す（ａ）〜（ｃ）の調芯・固定工程が必要である。（ａ）単芯ＦＣ７１を作製するのに、光ファイバ７５とロッドレンズ７７を調芯して固定する工程。（ｂ）２芯ＦＣ７２を作製するのに、２芯キャピラリ８２とロッドレンズ８３を調芯して固定する工程。（ｃ）単芯ＦＣ７１と２芯ＦＣ７２をチューブ７３内に固定する際に、両ＦＣ７１，７２を調芯してチューブ７３に固定する工程。そしてさらに、（ｄ）ロッドレンズ８３の端面にフィルタ８７を接合する際に、ロッドレンズ８３にフィルタ８７を調芯して固定する工程を設ける場合もある。このように、調芯・固定工程が３回乃至４回必要であることから、製造に時間がかかり、製造コストが増大してしまうとともに、フィルタモジュールの製品特性の信頼性が低くなってしまう。
【００１４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、その目的は、構成の簡略化および製造の容易化をはかり、小型で安価であり、かつ信頼性の高いフィルタモジュールを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、１つのレンズと、３本の光ファイバと、光学フィルタと、ミラーとを備えたフィルタモジュールであって、前記３本の光ファイバが前記レンズに対して一方向に設置されていることを要旨としている。
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、１つのレンズで構成されているため、フィルタモジュールのサイズが小さくて済むという効果がある。
また、３本の光ファイバをレンズに対して一方向に備えているので、前記光ファイバに光信号の入出力を行う３つのポートをすべてフィルタモジュールの片方の端部に揃えることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、前記レンズは屈折率分布型ロッドレンズであって、前記ロッドレンズの一方の端面には光学フィルタがコーティングされており、他方の端面には前記３本の光ファイバが設置されていることを要旨としている。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、ロッドレンズの一方の端面上に直接光学フィルタが設けられているので、ロッドレンズと光学フィルタを調芯・固定する必要がない。このため、フィルタモジュール組立の工程が簡略化される。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、３本の光ファイバは、当該光ファイバを通して保持するための貫通孔を有するキャピラリに保持されていることを要旨としている。
【００２０】
請求項３に記載の発明によれば、前記３本の光ファイバはキャピラリに設けられた貫通孔に通され、保持されているので、フィルタモジュールを作製する際に３本の光ファイバを一度に取り扱うことができる。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記貫通孔はその断面形状が略正三角形であって、前記３本の光ファイバは互いに接するように集束されており、前記貫通孔に通したときに、前記略正三角形の各々の一辺が、各々２本の光ファイバと接するように、前記３本の光ファイバが前記キャピラリに保持されていることを要旨としている。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、前記３本の光ファイバは互いに最も近接した位置で保持される。これによりフィルタモジュールに入力される光信号の強度に対して、当該フィルタモジュールから出力される光信号の強度の低下を少なくすることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長無依存性の全反射ミラー付基板であって、前記光学フィルタと対向して設置されていることを要旨としている。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、前記ミラーは波長無依存性の全反射ミラー付基板で構成されているため、前記３本の光ファイバの内、特定の１本を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートとし、別の１本の光ファイバを前記光学フィルタで反射される波長帯域の光信号が入出力される第２の信号ポートとし、残りの１本の光ファイバを前記光学フィルタを透過した後、前記ミラーで反射される波長帯域の光信号が入出力される第３の信号ポートとすることによって、２種類の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有するようにフィルタモジュールを構成することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長選択性透過膜であって、前記光学フィルタと対向して設置され、前記波長選択性透過膜に対向して一組のファイバコリメータが備えられていることを要旨としている。
【００２６】
請求項６に記載の発明によれば、前記ミラーは波長選択性透過膜で構成されており、一組のファイバコリメータが備えられているため、前記３本の光ファイバの内、特定の１本を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートとし、別の１本の光ファイバを前記光学フィルタで反射される波長帯域の光信号が入出力される第２の信号ポートとし、残りの１本の光ファイバを前記光学フィルタを透過した後、前記ミラーで反射される波長帯域の光信号が入出力される第３の信号ポートとし、さらに前記ファイバコリメータを前記光学フィルタと前記波長選択性透過膜との両方を透過する波長帯域の光信号が入出力される第４の信号ポートとすることによって、３種類の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有するような４ポートのフィルタモジュールを構成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［第１実施形態］
以下、本発明を３ポートのフィルタモジュールに具体化した第１実施形態を図１〜図３に基づき説明する。
【００２８】
図１は第１実施形態のフィルタモジュールの概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、フィルタモジュール１は、光ファイバチップ１０と、当該光ファイバチップ１０の光出射面に対して調芯して配置されるレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ２０を備える。又、フィルタモジュール１は、前記ロッドレンズ２０の端面に対して調芯して配置されるミラーとしての波長無依存性全反射ミラー付基板（以下単に「ミラー」という。）３０とアウターチューブ４０を備える。
［光ファイバチップ１０］
前記光ファイバチップ１０は、３本の光ファイバ１１，１２，１３と、キャピラリ１４とを備えている。図２に示すように、キャピラリ１４には、貫通孔１５が形成され、その貫通孔１５に前記３本の光ファイバ１１，１２，１３が挿入されている。そして、貫通孔１５に挿入された３本の光ファイバ１１，１２，１３は、接着剤にて固定され保持されている。前記キャピラリ１４は円柱形状をしたガラス製であり、その円柱の直径は約１．８ミリメートルである。また前記キャピラリ１４の一端面は、前記光ファイバ１１，１２，１３の端面と揃えられており、円柱の軸方向と垂直な平面に対して所定角度（例えば８度）傾斜して研磨された斜め面１４ａになっている。そして、図３に示すように、その斜め面１４ａ上には、反射防止膜（ＡＲ膜）１６が形成されている。すなわちこのＡＲ膜１６は、傾斜して研磨された前記キャピラリ１４の斜め面１４ａ上と、前記３本の光ファイバ１１，１２，１３の端面上とに、同時に形成されている。なお、このＡＲ膜１６の光の反射率は０．２％以下である。
【００２９】
図２は本実形態に係る光ファイバチップ１０の概略構成を示す断面図である。図２に示すように、前記３本の光ファイバ１１，１２，１３はいずれも断面が円形であり、互いに外接するように集束された状態で前記貫通孔１５に挿入されている。また、前記貫通孔１５の断面形状は略正三角形であり、この略正三角形の各辺は当該貫通孔１５に挿入されている前記３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、各々２本の光ファイバと接している。そして、この貫通孔１５は、保持している前記３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、２本の光ファイバ（本実施形態では光ファイバ１１，１２）の接点の位置が、前記キャピラリ１４の円柱の中心軸の位置となるように、前記キャピラリ１４を貫通している。
［ロッドレンズ２０］
本実施形態では前記ロッドレンズ２０の直径は１．８ミリメートルであり、蛇行周期は０．２５ピッチである。
【００３０】
図１及び図３に示すように、前記ロッドレンズ２０の一端面はその光軸と垂直な平面に対して所定角度（例えば８度）傾斜して研磨された斜め面２０ａになっている。そして前記ロッドレンズ２０の他端面は光軸に垂直に研磨された平坦面２０ｂになっている。
【００３１】
ロッドレンズ２０の前記斜め面２０ａ上には、反射防止膜（ＡＲ膜）２１が形成されている。本実施形態では、このＡＲ膜２１の光の反射率は０．２％以下である。
【００３２】
また、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上には、光学フィルタとしての波長選択性透過膜（以下「干渉膜フィルタ」という。）２２が形成されている。
本実施形態では、この干渉膜フィルタ２２は、光通信で使用される光の波長領域で数ナノメートルから数十ナノメートルの特定波長帯域λ１の光を透過し、λ１以外の波長帯域λ２の光を反射するバンドパスフィルタである。
【００３３】
前記光ファイバチップ１０と前記ロッドレンズ２０は、前記キャピラリ１４の斜め面１４ａと、前記ロッドレンズ２０の斜め面２０ａとを対向させて、軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置を保つように、両斜め面１４ａ，２０ａの隙間に環状に塗布された接着剤２３で接合されている。
【００３４】
本実施形態では当該接着剤２３として、粘性が高くノンフィラーの紫外線硬化型の樹脂接着剤を用いている。これにより前記接着剤２３が、前記両斜め面１４ａ、２０ａの中央付近の光路内に入り込むのを防ぎながら接合している。
【００３５】
さらに、前記接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤２４で接合されている。
本実施形態では当該接着剤２４としては熱硬化性のエポキシ樹脂系接着剤を用いており、接合後空気雰囲気下において１００℃で６時間加熱されている。これにより、前記光ファイバチップ１０と前記ロッドレンズ２０は固着されている。
［ミラー３０］
本実施形態では前記ミラー３０はガラス製の厚さ１ミリメートルの基板上に、波長無依存性を有する誘電体薄膜の多層膜を形成したものであり、光の反射率は光通信に使用する波長領域の光に対して９９．５％以上である。
【００３６】
図３に示すように、ミラー３０は、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に調芯され、その調芯された位置を保つように、前記平坦面２０ｂに対して所定の間隔をおいて環状に塗布された接着剤３１にて接合されている。
【００３７】
本実施形態では当該接着剤３１として、粘性が高くノンフィラーの紫外線硬化型の樹脂接着剤を用いている。これにより前記接着剤３１が、前記平坦面２０ｂとミラー３０の中央付近の光路内に入り込むのを防ぎながら接合している。
【００３８】
さらに、この接合部は、同接合部を覆う補強用の接着剤３２で接合されている。これにより、フィルタモジュール１のコアモジュール２が構成されている。
次に、上記のコアモジュール２を組み立てる際の２種類の調芯・固定作業について、図３に基づいて簡単に説明する。
【００３９】
図３は前記コアモジュール２の概略構成を示す断面図である。
先ず、前記ロッドレンズ２０と前記キャピラリ１４とを、同ロッドレンズ２０と前記光ファイバ１２とを調芯した上で、固定する作業では、波長多重（例えばλ１＋λ２）の光信号を前記光ファイバ１１に、図３で矢印で示すように、入力する。この入力された光は、ロッドレンズ２０内を透過して干渉膜フィルタ２２に達する。当該干渉膜フィルタ２２は、ある特定波長帯域（例えばλ１）の光を透過する。一方λ１以外の波長帯域λ２の光は、図３で一点鎖線で示すように反射される。このとき、光ファイバ１１から入力される光及び干渉膜フィルタ２２によって反射される光は双方ともロッドレンズ２０の中心軸に近い部分を透過するほど光量のロスが少ない。
【００４０】
本実施形態では、図２に示すように前記光ファイバ１１と前記光ファイバ１２とは、前記キャピラリ１４の中心軸の位置で接した状態で保持されている。このため、このキャピラリ１４の中心軸と前記ロッドレンズ２０の中心軸が、ほぼ同軸になるように両者の位置調整をすることができる。これによって、前記ロッドレンズ２０内を透過する光の光量のロスを最小限にすることができる。
【００４１】
そして、前記波長帯域λ２の反射光が前記光ファイバ１２に最も良く（最大の光量が）入射するように、前記キャピラリ１４と前記ロッドレンズ２０の角度及び位置を調整して両者を固定する。従って、図３に示すように、前記光ファイバ１２から前記波長帯域λ２の反射光が出力される。
【００４２】
次に、ロッドレンズ２０とミラー３０とを、当該ミラー３０と前記光ファイバ１３とを調芯した上で固定する作業では、波長多重（例えばλ１＋λ２）の光信号を前記光ファイバ１１に入力する。この入力された光はロッドレンズ内を透過して前記干渉膜フィルタ２２に達する。そして、この干渉膜フィルタ２２で選択された特定波長帯域（例えばλ１）の光は、図３に波線で示すように同干渉膜フィルタ２２を透過して前記ミラー３０に到達する。この波長帯域λ１の光は、前記ミラー３０で反射され、再び前記干渉膜フィルタ２２を透過してロッドレンズ２０に入射される。このとき入射される光もまた、ロッドレンズ２０の中心軸に近い部分を透過するほど光量のロスが少ない。
【００４３】
本実施形態では、図２に示すように前記光ファイバ１３と前記光ファイバ１１とは、前記キャピラリ１４に設けられた略正三角形の貫通孔の中で、互いに接した状態で保持されている。つまり前記光ファイバ１３は前記光ファイバ１１に最も近い接した位置にあり、かつ前記キャピラリ１４の中心軸に対して前記光ファイバ１２の次に近い位置で保持されている。このため、前記ロッドレンズ２０内を透過する前記反射光の光量のロスを最小限にすることができる。
【００４４】
次に、前記波長帯域λ１の入射光が前記光ファイバ１３に最も良く（最大の光量が）入射するように、前記ミラー３０の角度及び位置を調整して、前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に固定する。その結果、前記ミラー３０で反射される光のロスを最小限にして、図３に示すように、前記光ファイバ１３から出力することができる。
【００４５】
このようにして調芯された前記コアモジュール２は、前記光ファイバ１１に波長多重信号を入力すると、前記干渉膜フィルタ２２で選択される波長帯域λ１の選択信号が前記光ファイバ１３から出力され、λ１以外の波長帯域λ２の非選択信号が光ファイバ１２から出力される分波モジュールとしての機能を有している。
【００４６】
また、同時に、このコアモジュール２は、前記光ファイバ１３に前記干渉膜フィルタ２２で選択透過する波長帯域λ１の光信号を入力し、前記光ファイバ１２にλ１以外の波長帯域λ２の光信号を入力する。すると、このコアモジュール２は、これら２つの波長帯域λ１，λ２を結合した波長帯域（λ１＋λ２）の光信号を光ファイバ１１から出力する合波モジュールとしての機能を有している。
【００４７】
図１に示すとおり、上記のようにして構成された前記コアモジュール２は、前記キャピラリ１４にホールダ２５が嵌合固定され、そのホールダ２５を嵌合固定した状態で前記アウターチューブ４０に嵌合されている。
【００４８】
当該アウターチューブ４０の一方の開口端は、前記コアモジュール２の端と揃えられており、その端面には、接着剤３３が塗布されている。そして、この接着剤３３によって、前記光ファイバ１１，１２，１３が保持されている。また、前記アウターチューブ４０の他方の開口端には、金属製あるいはプラスチック製のエンドキャップ４１が取り付けられている。
【００４９】
これにより、フィルタモジュール１が構成されている。
このようにして構成されたフィルタモジュール１は、光ファイバ１１を波長多重信号が入出力される第１の信号ポートＰ１とし、光ファイバ１２を前記干渉膜フィルタ２２で反射される波長帯域λ２の光信号が入出力される第２の信号ポートＰ２とする。又、フィルタモジュール１は、光ファイバ１３を前記干渉膜フィルタ２２を透過する波長帯域λ１の光信号が入出力される第３の信号ポートＰ３とする。これによって、フィルタモジュール１は、２種類（λ１、λ２）の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有する。
【００５０】
以上のように構成された実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）１つの屈折率分布型ロッドレンズ２０で構成されているため、フィルタモジュール１のサイズが小さくて済むという効果がある。また、フィルタモジュール１を構成する部品の数が少なくて済み、安価なモジュールを作製することができる。
【００５１】
（２）３本の光ファイバ１１，１２，１３を保持する光ファイバチップ１０でフィルタモジュール１を構成しているので、光信号の入出力を行う３つのポートがすべてフィルタモジュール１の片方の端部に揃えられる。このため、図４に示すように、複数個のフィルタモジュール１をカスケードに接続してマルチチャンネルの分波・合波ユニット８を製作する場合、個々のフィルタモジュール１を接続する光ファイバの配線が容易になり、大きなスペースを必要としなくなる。また、図４に示すように、マルチチャンネルの分波・合波ユニット８に対して光信号を入出力するための入出力ポートＰ０〜Ｐ８の位置を揃えることが容易になる。このため、製作するマルチチャンネルの分波・合波ユニットのサイズを小さくすることができる。
【００５２】
（３）一端面に干渉膜フィルタ２２が形成された１つのロッドレンズ２０と、ミラー３０とを備えた。従って、上記従来技術で行っている２つの上記調芯・固定工程（ａ）および（ｄ）、すなわち２つ目のＦＣを作製するのに光ファイバとロッドレンズを調芯して固定する工程（ａ）および、２つのＦＣをチューブ内に調芯して固定する工程（ｄ）が不要になる。その結果、その分製造時間がさらに短縮されて製造コストの低減ができるとともに、モジュール化が容易になり、フィルタモジュールの製品特性の信頼性が向上する。
【００５３】
なお、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
・上記実施形態では、前記ミラー３０は前記ロッドレンズ２０の平坦面２０ｂ上に接合して、コアモジュール２を構成しているが、図５に示すように構成してもよい。図５はコアモジュールの別例を示す概略構成図である。
【００５４】
すなわち、図５に示すように、前記ロッドレンズ２０をホールダ５０に嵌合させて固定し、そのホールダ５０の環状端面５０ａ上に、前記ミラー３０が調芯されて、その調芯された位置を保つように接着剤３１で接合してコアモジュール４を構成してもよい。
【００５５】
このように構成したコアモジュール４では、ミラー３０をホールダ５０の環状端面５０ａ上に接合しているので、前記接着剤３１がロッドレンズ２０の平坦面２０ｂの表面に付着することがなくなり、光信号の光路を十分に確保することができる。
【００５６】
・上記実施形態では、前記キャピラリ１４に設けられた貫通孔１５の断面形状は略正三角形としているが、長方形としてもよい。
図６は、キャピラリ１４に、断面形状を長方形とした貫通孔５５を形成した光ファイバチップ１０の断面図である。
【００５７】
図６に示すように、一列に集束された３本の光ファイバ１１，１２，１３は、長方形の形状をした貫通孔５５に内接して、保持されている。また、一列に集束された３本の光ファイバ１１，１２，１３のうち、中央に位置する光ファイバ（本例では光ファイバ１３）の光軸は、キャピラリ１４の円柱の中心軸と合っている。
【００５８】
このように構成した光ファイバチップ１０では、一列に集束された３本の光ファイバの両端の２本のうち、片方の光ファイバ（本例では光ファイバ１１）を波長多重信号を入出力するための第１の信号ポートＰ１とし、他方の光ファイバ（本例では光ファイバ１２）を第２の信号ポートＰ２として調芯作業が行われる。そして、ロッドレンズとキャピラリ１４が接合される。続いて、中央に位置する光ファイバ１３を第３の信号ポートＰ３として調芯作業が行われ、ロッドレンズとミラーとが接合される。
【００５９】
・上記実施形態では、前記キャピラリ１４には１つの貫通孔を設けて３本の光ファイバを保持しているが、２本の光ファイバを保持することのできる貫通孔や１本の光ファイバを保持する貫通孔を設けてもよい。すなわち、２本の光ファイバを保持するための１つの貫通孔と１本の光ファイバを保持するための１つの貫通孔を設けたり、１本の光ファイバを保持するための貫通孔を３つ設けてもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、ミラーとして波長無依存性全反射ミラー付基板（ミラー３０）を用いているが、本発明はこれに限定されず、波長選択性 透過膜付基板（以下単に「フィルタ基板」という。）を用いてもよい。すなわち、図１に示す実施形態の前記ミラー３０の位置に、フィルタ基板を備えた３ポートのフィルタモジュールのコアモジュールとしてもよい。
【００６１】
このように構成したコアモジュールでは、前記フィルタ基板を選択透過する波長帯域の光を入出力するための新たな第４の信号ポートＰ４を備えた４ポートのフィルタモジュールを構成することができる。
【００６２】
図７は、このようにして構成した４ポートのフィルタモジュール５の一例を示す概略構成図である。また図８は、図７に示すフィルタモジュール５用いて構成した４ポートのフィルタユニット９の概略構成図である。図７に示すように、４ポートのフィルタモジュール５は、図１に示す実施形態の前記ミラー３０の位置に、フィルタ基板５３を備えた３ポートのフィルタモジュールのコアモジュール２を備えている。
【００６３】
また、４ポートのフィルタモジュール５は上記従来技術の単芯ＦＣ７１と、アウターチューブ４０とを備えている。前記コアモジュール２と単芯ＦＣ７１とは、相互の軸合わせや角度ずれについて調芯され、この調芯された位置に保つように前記アウターチューブ４０内に各々接着固定されている。
【００６４】
このように構成された前記４ポートのフィルタモジュール５を用いて構成した４ポートのフィルタユニット９は、光ファイバ１１を波長多重信号を入出力するための第１の信号ポートＰ１とする。又、フィルタユニット９は、光ファイバ１２を前記干渉膜フィルタ２２で反射される波長帯域λ２の光信号を入出力するための第２の信号ポートＰ２とする。さらに、フィルタユニット９は、光ファイバ１３を前記干渉膜フィルタ２２を選択透過するが前記フィルタ基板５３では反射される波長帯域λ３の光信号を入出力するための第３の信号ポートＰ３とする。さらにまた、フィルタユニット９は、光ファイバ７５を干渉膜フィルタ２２およびフィルタ基板５３の両方を選択透過する波長帯域λ４の光信号を入出力するための第４の信号ポートＰ４とする。これによって、フィルタユニット９は、３種類（λ２、λ３、λ４）の波長帯域の光信号を分波・合波する機能を有する。
【００６５】
従来、このような機能を有する４ポートのフィルタユニットを構成するためには、図９に示すように、従来技術の３ポートフィルタモジュール７０を２個接続しなければならなかった。しかし、図８に示す４ポートフィルタユニット９では１つのモジュールで済むため、ユニットの小型化、低価格化が可能になるという効果を有する。
【００６６】
・上記第１実施形態では、干渉膜フィルタ２２としてバンドパスフィルタを用いているが、本発明はこれに限定されずエッジフィルタやＴＡＰを用いてもよい。要するに波長選択性を有する光学フィルタであればよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、フィルタモジュールの構成が簡略化されるため、小型で安価なフィルタモジュールを提供することができる。加えてフィルタモジュール製造の容易化がはかれ、信頼性の高いフィルタモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るフィルタモジュールの概略構成を示す断面図。
【図２】実施形態に係る光ファイバチップの概略構成を示す断面図。
【図３】実施形態に係るコアモジュールの概略構成を示す断面図。
【図４】複数個のフィルタモジュールで構成したマルチチャンネルの分波・合波ユニットの概略構成図。
【図５】コアモジュールの別例の概略構成を示す断面図。
【図６】光ファイバチップの別例の概略構成を示す断面図。
【図７】フィルタモジュールの別例の概略構成を示す断面図。
【図８】フィルタモジュールの別例によって構成される４ポートのフィルタユニットの概略構成図。
【図９】従来の３ポートフィルタモジュールによって構成される４ポートのフィルタユニットの概略構成図。
【図１０】従来の３ポートフィルタモジュールの概略構成を示す断面図。
【符号の説明】
１，５ フィルタモジュール
１０ 光ファイバチップ
１１，１２，１３ 光ファイバ
１４ キャピラリ
１５，５５ 貫通孔
２０ 屈折率分布型ロッドレンズ
２２ 波長選択性透過膜（干渉膜フィルタ）
２５ ホールダ
３０ 光学薄膜付基板としての波長無依存性全反射ミラー付基板（ミラー）
４０ アウターチューブ
４１，４２ エンドキャップ
Claims (6)
- １つのレンズと、３本の光ファイバと、光学フィルタと、ミラーとを備えたフィルタモジュールであって、前記３本の光ファイバが前記レンズに対して一方向に設置されていることを特徴とするフィルタモジュール。
- 請求項１に記載のフィルタモジュールにおいて、前記レンズは屈折率分布型ロッドレンズであって、前記ロッドレンズの一方の端面には光学フィルタがコーティングされており、他方の端面には前記３本の光ファイバが設置されていることを特徴とするフィルタモジュール。
- 請求項１又は２に記載のフィルタモジュールにおいて、前記３本の光ファイバは、当該光ファイバを通して保持するための貫通孔を有するキャピラリに保持されていることを特徴とするフィルタモジュール。
- 請求項３に記載のフィルタモジュールにおいて、前記貫通孔はその断面形状が略正三角形であって、前記３本の光ファイバは互いに接するように集束されており、前記貫通孔に通したときに、前記略正三角形の各々の一辺が、各々２本の光ファイバと接するように、前記３本の光ファイバが前記キャピラリに保持されていることを特徴とするフィルタモジュール。
- 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長無依存性の全反射ミラー付基板であって、前記光学フィルタと対向して設置されていることを特徴とするフィルタモジュール。
- 請求項１乃至４のいずれか１つに記載のフィルタモジュールにおいて、前記ミラーは波長選択性透過膜であって、前記光学フィルタと対向して設置され、前記波長選択性透過膜に対向して一組のファイバコリメータが備えられていることを特徴とするフィルタモジュール。
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