JP2006201408A - Wavelength multiplexed light coupler and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、波長多重光カプラおよびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a wavelength division multiplexing optical coupler and a manufacturing method thereof.
従来、加入者と局の間のアクセス系に光通信を導入するFTTx(Fiber To The x, x=Home )用のネットワーク方式の一つにPON(Passive Optical Network )がある。こ
れには加入者から局への上り信号と局から加入者への下り信号に異なる波長の光を用いる。また、さらに異なる波長のアナログ信号(画像信号)を多重化して用いる場合がある。例えば、上り信号(Upstream Data )に1310nm帯、下り信号(Downstream Data )に1490nm帯または1550nm帯がそれぞれ用いられる。このため、局側と加入者側に設けるOLT(Optical Line Termination )或いはONU(Optical Network Unit )にはそれぞれの波長の信号を分波・合波するための波長多重光カプラが必要となる。
Conventionally, PON (Passive Optical Network) is one of network systems for FTTx (Fiber To The x, x = Home) that introduces optical communication into an access system between a subscriber and a station. For this purpose, light of different wavelengths is used for the upstream signal from the subscriber to the station and the downstream signal from the station to the subscriber. In some cases, analog signals (image signals) having different wavelengths are multiplexed and used. For example, the 1310 nm band is used for the upstream signal (Upstream Data), and the 1490 nm band or the 1550 nm band is used for the downstream signal (Downstream Data). For this reason, an OLT (Optical Line Termination) or ONU (Optical Network Unit) provided on the station side and the subscriber side needs a wavelength multiplexing optical coupler for demultiplexing and multiplexing signals of the respective wavelengths.
上記のような目的に用いる波長多重光カプラとして、図10に示すような構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この波長多重光カプラでは、2つの波長λ1,λ2を合分波するため、所定の透過波長帯域をもつ光学フィルタ206を用いる。λ1,λ2が多重化された光が入射光用光ファイバ201から入射し、レンズ204で平行光に変換されて光学フィルタ206に入射される。波長λ1の光は光学フィルタ206で反射され、レンズ204を介して第1の出射光用ファイバ202に結合される。波長λ2の光は光学フィルタ206を透過し、レンズ205により集光されて、第2の出射光用光ファイバ203に結合される。
As a wavelength multiplexing optical coupler used for the above purpose, one having a configuration as shown in FIG. 10 is known (for example, see Patent Document 1). In this wavelength multiplexing optical coupler, an
この光カプラは、入射光用光ファイバ201を共通ポート、出射光用光ファイバ202を反射ポート、出射光用光ファイバ203を透過ポートとする3ポートカプラとも呼ばれる。3ポートカプラの内部構成としては、2本の光ファイバとコリメートレンズからなる2芯コリメータと、1本の光ファイバとコリメートレンズからなる単芯コリメータとの間に、バンドパスフィルタを挿入したタイプ(特許文献1)や、Y字状に分岐する光導波路の分岐部にバンドパスフィルタを挿入したタイプ(特許文献2)等が知られている。
This optical coupler is also called a three-port coupler in which the incident light
前者のタイプでコリメートレンズとして屈折率分布型ロッドレンズを用いると、このレンズは円柱状であり、光入出射面となる端面を平面とすることができるため、光学フィルタや光ファイバと組み合わせて組み立て易く、また小型化が可能である(例えば、特許文献3参照)。 When a gradient index rod lens is used as a collimating lens in the former type, this lens is cylindrical, and the end surface that becomes the light incident / exit surface can be made flat, so it is assembled in combination with an optical filter or optical fiber. It is easy and can be reduced in size (for example, refer to Patent Document 3).
光学フィルタとしては、所定波長帯の光のみ透過するバンドパスフィルタ、または所定波長を透過波長帯の端部(波長エッジ)とするエッジフィルタ(長波長透過型または短波長透過型がある)を用いることができる。 As the optical filter, a band-pass filter that transmits only light in a predetermined wavelength band or an edge filter (long wavelength transmission type or short wavelength transmission type) that uses a predetermined wavelength as an end (wavelength edge) of the transmission wavelength band is used. be able to.
また、3波長以上の合分波を行うカプラとして、例えば、特許文献4,特許文献5にそれぞれ記載された技術がある。
ところで、上記の波長多重光カプラでは、反射ポート、透過ポートに所定波長帯以外の波長の光が混入する量がどの程度かを示す漏話阻止量(アイソレーション)が重要な特性である。ところが、通常の光学フィルタでは、その表面等で生じるフィルタ特性に関係のないいわゆる残留反射が存在する。このため、上記特許文献1〜3に記載されるような光カプラでは、各フィルタの反射光を利用する反射ポートのアイソレーションは通常12dB程度、透過リップルを適切に調整できてもせいぜい18dB程度を得るのが限度である。このため、すべてのチャンネル(ポート)のアイソレーションを高くする(20dB以上にする)ことは困難であった。
By the way, in the above-described wavelength division multiplexing optical coupler, a crosstalk prevention amount (isolation) indicating how much light of a wavelength other than the predetermined wavelength band is mixed into the reflection port and the transmission port is an important characteristic. However, in a normal optical filter, there is so-called residual reflection that is not related to the filter characteristics generated on the surface or the like. For this reason, in the optical couplers described in
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、入射光の反射損失を低減しつつ高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラおよびその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to such conventional problems, and its purpose is to provide a small and inexpensive wavelength division multiplexing optical coupler having high isolation while reducing reflection loss of incident light. And providing a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、請求項1に係る発明は、複数の波長の光信号が多重化された入射光が1本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、複数の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、前記入射光用光ファイバから出射され第1面から入射する前記入射光を平行光に変換して第2面から出射する第1のレンズと、該レンズの前記第2面側に配置され、前記複数の波長のうち第1の波長の光を反射する第1の光学フィルタを含む第1のフィルタ群と、前記第1の光学フィルタにより反射された平行光が前記第1面から出射して集光される位置に端面が位置するように配置された第1の出射光用光ファイバと、該光ファイバの端面と前記第1面の間に配置され、第1の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第2の光学フィルタを含む第2のフィルタ群を構成する光学フィルタ素子と、を備え、前記光学フィルタ素子は前記第2のフィルタ群に加えて反射防止膜を備え、該反射防止膜は、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域に形成されており、該入射光通過領域には前記第2の光学フィルタは形成されておらず、前記第2の光学フィルタは、前記第1の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域に形成されており、該出射光通過領域には前記反射防止膜は形成されていない、ことを要旨とする。
In order to solve the above-described problem, the invention according to
これによれば、第1のレンズの第1面に第1の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第2の光学フィルタを設けたことにより、第1の光学フィルタからの反射光中に存在する残留反射成分を除去できるので、第2の光学フィルタの透過光(第1の波長の光)にその波長以外の光が混入する量が低減される。これにより、第1の光学フィルタの反射光を利用するポートのアイソレーションが改善される。つまり、第2の光学フィルタを透過して第1の出射光用光ファイバに結合する透過光のアイソレーションを高くすることができる。 According to this, by providing the second optical filter that transmits the light of the first wavelength and reflects the light of the other wavelength on the first surface of the first lens, Since the residual reflection component present in the reflected light can be removed, the amount of light other than that wavelength mixed into the transmitted light (light having the first wavelength) of the second optical filter is reduced. Thereby, the isolation of the port using the reflected light of the first optical filter is improved. That is, it is possible to increase the isolation of the transmitted light that passes through the second optical filter and is coupled to the first optical fiber for outgoing light.
また、複数の波長の光信号が多重化された入射光が入射光用光ファイバから出射されて入射する第1のレンズの第1面には、反射防止膜が形成されているので、入射光が入射光用光ファイバへ戻るのを抑制できると共に、入射光の反射損失を低減することができる。反射防止膜は、第1面における入射光通過領域に形成され、出射光通過領域には形成されていないので、第2の光学フィルタの特性には影響を及ぼさない。第2の光学フィルタは、第1の光学フィルタにより分波された光(同フィルタからの反射光)のうち、第1の波長を透過してそれ以外の波長成分を反射することで、第1の出射光用光ファイバに結合される出射光のアイソレーションを向上させるが、入射光には影響を及ぼさない。 In addition, since the antireflection film is formed on the first surface of the first lens on which the incident light in which the optical signals having a plurality of wavelengths are multiplexed is emitted from the incident light optical fiber, the incident light is Can be suppressed from returning to the optical fiber for incident light, and the reflection loss of incident light can be reduced. Since the antireflection film is formed in the incident light passage region on the first surface and is not formed in the outgoing light passage region, it does not affect the characteristics of the second optical filter. The second optical filter transmits the first wavelength and reflects other wavelength components out of the light demultiplexed by the first optical filter (reflected light from the filter). Although the isolation of the outgoing light coupled to the outgoing optical fiber is improved, the incident light is not affected.
したがって、入射光の反射損失を低減しつつ高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現できる。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の波長多重光カプラにおいて、前記第1のレンズの第1面が平面であり、前記光学フィルタ素子は前記第1面に密着して設けられていることを要旨とする。これによれば、第1のレンズと光学フィルタ素子を一体化できるので、組立時の位置調整が容易になる。
Therefore, it is possible to realize a small and inexpensive wavelength division multiplexing optical coupler having high isolation while reducing reflection loss of incident light.
According to a second aspect of the present invention, in the wavelength division multiplexing optical coupler according to the first aspect, the first surface of the first lens is a flat surface, and the optical filter element is provided in close contact with the first surface. It is a summary. According to this, since the first lens and the optical filter element can be integrated, the position adjustment at the time of assembly becomes easy.
請求項3に係る発明は、請求項2に記載の波長多重光カプラにおいて、前記第1のレンズは、前記第1面に相当する第1の端面と前記第2面に相当する第2の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであることを要旨とする。これによれば、第1のレンズ、入射光用光ファイバ、および第1の出射光用光ファイバをほぼ直線上に配置することができ、小型で組立てが容易な波長多重光カプラを実現することができる。 According to a third aspect of the present invention, in the wavelength division multiplexing optical coupler according to the second aspect, the first lens has a first end surface corresponding to the first surface and a second end surface corresponding to the second surface. The gist of the present invention is a gradient index rod lens. According to this, the first lens, the incident light optical fiber, and the first outgoing light optical fiber can be arranged substantially on a straight line, and a small-sized and easy-to-assemble wavelength multiplexing optical coupler is realized. Can do.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3のいずれか一つに記載の波長多重光カプラにおいて、前記第1のフィルタ群は、前記平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含み、該複数の光学フィルタは、前記平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように前記第1のレンズの光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように前記第2面側に配置されており、前記第1の出射光用光ファイバは、前記第1のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように配置された複数の光ファイバを含むことを要旨とする。これによれば、2種類以上の波長の光信号が多重化された入射光(波長多重信号)から各波長毎に光信号を分離して対応する各ポートの光ファイバに振り分けることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, in the wavelength division multiplexing optical coupler according to any one of the first to third aspects, the first filter group has a narrow transmission wavelength range in order along the traveling direction of the parallel light. A plurality of optical filters arranged in such a manner that the plurality of optical filters are arranged on the optical axis of the first lens so as to reflect optical signals of a plurality of wavelengths included in the parallel light in different directions. The first outgoing optical fibers are arranged at different angles with respect to each other, and the first outgoing light optical fiber is a position where the reflected light from each optical filter of the first filter group is coupled. It includes a plurality of optical fibers arranged so that the end face is positioned at the end. According to this, the optical signal can be separated for each wavelength from the incident light (wavelength multiplexed signal) in which the optical signals of two or more types of wavelengths are multiplexed, and can be distributed to the corresponding optical fiber of each port.
請求項5に係る発明は、請求項1〜4のいずれか一つに記載の波長多重光カプラにおいて、前記第1のフィルタ群の全ての光学フィルタを透過して第3面から入射する入射光を、第4面から出射して集光する第2のレンズと、該第2のレンズにより集光された位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバと、をさらに含むことを要旨とする。これによれば、第1のフィルタ群の全ての光学フィルタを透過した光も利用することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, in the wavelength division multiplexing optical coupler according to any one of the first to fourth aspects, incident light that is transmitted through all the optical filters of the first filter group and is incident from the third surface A second lens that collects the light emitted from the fourth surface, and a second optical fiber for outgoing light that is arranged so that the end surface is located at the position condensed by the second lens. In addition, the gist is included. According to this, the light which permeate | transmitted all the optical filters of the 1st filter group can also be utilized.
請求項6に係る発明は、2波長の光信号が多重化された入射光が1本の入射光用光ファイバから入射されたとき、前記入射光を波長毎の光信号に分離して、2本の出射光用光ファイバに振り分ける波長多重光カプラにおいて、前記入射光用光ファイバから出射される入射光を第1面から入射し、平行光に変換して第2面から出射する第1のレンズと、該第1のレンズの第2面に対向して配置され前記平行光に変換された入射光に含まれる第1の波長の光を反射し第2の波長の光を透過する第1の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタにより反射された第1の波長の光が前記第1のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第1の出射光用光ファイバと、前記第1のレンズの前記第1面に直接成膜により形成された第2の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタを透過した第2の波長の光を集光する第2のレンズと、前記第2の波長の光が前記第2のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバと、を備え、前記第1のレンズの第1面には、前記第2の光学フィルタと反射防止膜が形成されており、前記反射防止膜は、前記第1面上の、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域に形成されており、該入射光通過領域には前記第2の光学フィルタは形成されておらず、前記第2の光学フィルタは、前記第1面上の、前記第1の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域に形成されており、該出射光通過領域には前記反射防止膜は形成されていない、ことを要旨とする。 According to the sixth aspect of the present invention, when incident light in which optical signals of two wavelengths are multiplexed is incident from a single optical fiber for incident light, the incident light is separated into optical signals for each wavelength. In the wavelength multiplexing optical coupler that distributes the light to the outgoing optical fiber, the incident light emitted from the incident optical fiber is incident from the first surface, converted into parallel light, and emitted from the second surface. A first lens that is disposed to face the second surface of the first lens and reflects the first wavelength light included in the incident light converted to the parallel light and transmits the second wavelength light. And the first outgoing light arranged such that the end face is located at the position where the light of the first wavelength reflected by the first optical filter is condensed via the first lens. Formed directly on the first surface of the first optical lens and the first optical fiber The second optical filter, a second lens that condenses the light having the second wavelength that has passed through the first optical filter, and the light having the second wavelength that is condensed through the second lens. And a second optical fiber for outgoing light arranged so that the end face is located at a position where the second optical filter and the antireflection film are formed on the first surface of the first lens. The antireflection film is formed in an incident light passage region on the first surface through which the incident light emitted from the end face of the incident light optical fiber passes, and is formed in the incident light passage region. The second optical filter is not formed, and the second optical filter is formed in an outgoing light passage region on the first surface through which reflected light from the first optical filter passes. The antireflection film is not formed in the outgoing light passage region. The the gist.
これによれば、第2の光学フィルタを設けたことにより、第1のフィルタからの反射光中に存在する残留反射成分を除去できるので、第2の光学フィルタの透過光(第1の波長の光)にその波長以外の光が混入する量が低減される。これにより、第1の光学フィルタ
の反射光を利用するポートのアイソレーションが改善される。
According to this, since the residual reflection component existing in the reflected light from the first filter can be removed by providing the second optical filter, the transmitted light (of the first wavelength) of the second optical filter can be removed. The amount of light other than that wavelength mixed in the light) is reduced. Thereby, the isolation of the port using the reflected light of the first optical filter is improved.
また、2波長の光信号が多重化された入射光が入射光用光ファイバから出射されて入射する第1のレンズの第1の端面には、反射防止膜が形成されているので、入射光が入射光用光ファイバへ戻るのを抑制できると共に、入射光の反射損失を低減することができる。反射防止膜は第1のレンズの第1の端面における入射光通過領域に形成され、出射光通過領域には形成されていないので、第2の光学フィルタの特性には影響を及ぼさない。第2の光学フィルタは、第1の光学フィルタにより分波された光(同フィルタからの反射光)のうち、第1の波長を透過してそれ以外の波長成分を反射することで、第1の出射光用光ファイバに結合される出射光のアイソレーションを向上させるが、入射光には影響を及ぼさない。したがって、入射光の反射損失を低減しつつ高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現できる。 In addition, since the antireflection film is formed on the first end face of the first lens on which the incident light in which the optical signals of two wavelengths are multiplexed is emitted from the incident optical fiber, the incident light Can be suppressed from returning to the optical fiber for incident light, and the reflection loss of incident light can be reduced. Since the antireflection film is formed in the incident light passage region on the first end face of the first lens and is not formed in the emission light passage region, it does not affect the characteristics of the second optical filter. The second optical filter transmits the first wavelength and reflects other wavelength components out of the light demultiplexed by the first optical filter (reflected light from the filter). Although the isolation of the outgoing light coupled to the outgoing optical fiber is improved, the incident light is not affected. Therefore, it is possible to realize a small and inexpensive wavelength division multiplexing optical coupler having high isolation while reducing reflection loss of incident light.
請求項7に係る発明は、請求項6に記載の波長多重光カプラにおいて、前記第1の波長と第2の波長は、1260〜1360nm、1480〜1500nm、および1550〜1560nmの各波長範囲のいずれかを含むことを要旨とする。 The invention according to claim 7 is the wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 6, wherein the first wavelength and the second wavelength are any of wavelength ranges of 1260 to 1360 nm, 1480 to 1500 nm, and 1550 to 1560 nm. It is a summary to include.
これによれば、第1の波長と第2の波長を上記3つの波長範囲のいずれかを選択することにより、FTTx用等の上り下り信号とアナログ画像信号を、既設の光ファイバ網に適合した波長域で伝送することが可能となる。 According to this, by selecting one of the above-mentioned three wavelength ranges for the first wavelength and the second wavelength, the upstream and downstream signals for FTTx and the analog image signal are adapted to the existing optical fiber network. It becomes possible to transmit in the wavelength range.
請求項8に係る発明は、請求項2又は6に記載の波長多重光カプラの製造方法において、前記第1のレンズの第1面上の前記入射光通過領域をマスクする工程と、前記入射光通過領域がマスクされた前記第1面に、前記第2の光学フィルタを構成する誘電体多層膜を成膜する工程と、前記マスクを該マスク上に成膜された前記誘電体多層膜と共に除去する工程と、を含むことを要旨とする。 According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a wavelength division multiplexing optical coupler according to the second or sixth aspect, the step of masking the incident light passing region on the first surface of the first lens, and the incident light A step of forming a dielectric multilayer film constituting the second optical filter on the first surface with the passage region masked, and removing the mask together with the dielectric multilayer film formed on the mask Including the step of performing.
これによれば、第1のレンズの第1面上において、入射光用光ファイバの端面から出射される入射光が通過する入射光通過領域からは第2の光学フィルタが除去され、その入射光通過領域を除いた部分に第2の光学フィルタを形成することができる。 According to this, on the first surface of the first lens, the second optical filter is removed from the incident light passage region through which the incident light emitted from the end face of the incident light optical fiber passes, and the incident light. A second optical filter can be formed in a portion excluding the passage region.
請求項9に係る発明は、請求項8に記載の波長多重光カプラの製造方法において、前記第1面上に成膜された前記第2の光学フィルタを構成する誘電体多層膜上の、前記出射光通過領域をマスクする工程と、前記出射光通過領域がマスクされた前記誘電体多層膜上に、前記反射防止膜を成膜する工程と、前記マスクをその上に成膜された前記反射防止膜と共に除去する工程と、を含むことを要旨とする。 The invention according to claim 9 is the method of manufacturing a wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 8, wherein the dielectric multilayer film constituting the second optical filter formed on the first surface is formed on the dielectric multilayer film. A step of masking the outgoing light passage region, a step of forming the antireflection film on the dielectric multilayer film where the outgoing light passage region is masked, and the reflection formed on the mask. And a step of removing together with the prevention film.
これによれば、第1のレンズの第1面に成膜された誘電体多層膜上において、出射光通過領域からは反射防止膜が除去され、その出射光通過領域を除いた部分に反射防止膜を形成することができる。 According to this, on the dielectric multilayer film formed on the first surface of the first lens, the antireflection film is removed from the outgoing light passage region, and the antireflection is applied to a portion excluding the outgoing light passage region. A film can be formed.
以上説明したように、本発明によれば、入射光の反射損失を低減しつつ高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to realize a small and inexpensive wavelength division multiplexing optical coupler having high isolation while reducing reflection loss of incident light.
(一実施形態)
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
[波長多重光カプラの構成]
図1は本発明の一実施形態に係る波長多重光カプラ1の構造を示している。
(One embodiment)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
[Configuration of wavelength multiplexing optical coupler]
FIG. 1 shows the structure of a wavelength division multiplexing
この波長多重光カプラ1は、複数の波長(本例では2波長λ1,λ2)の光信号が多重化された入射光(波長多重信号)が1本の入射光用光ファイバ23から入射されたとき、その入射光を波長毎の光信号に分離(分波)して、2つの出射光用光ファイバ26,24に振り分ける2波長用の波長多重光カプラである。
In this wavelength multiplexing
この波長多重光カプラ1は、入射光に含まれる第1の波長λ1の光を反射し第2の波長λ2の光を透過する第1の光学フィルタ41が第2の端面である第2面31bに直接成膜により形成された第1のレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ31を備える。また、波長多重光カプラ1は、第1の光学フィルタ41で反射された第1の波長λ1の光が屈折率分布型ロッドレンズ31(以下、「第1のレンズ」という)を介して集光される位置に端面が位置するように配置された第1の出射光用光ファイバ24を備える。また、波長多重光カプラ1は、第1のレンズ31の第1の端面である第1面31aに直接成膜により形成された第2の光学フィルタ43と、第1の光学フィルタ41を透過した第2の波長λ2の光を集光する第2のレンズとしての屈折率分布型ロッドレンズ32とを備える。さらに、波長多重光カプラ1は、第2の波長λ2の光が屈折率分布型ロッドレンズ(以下、「第2のレンズ」という)32を介して集光される位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバ26を備える。
In this wavelength division multiplexing
波長多重光カプラ1では、入射光用光ファイバ(共通ポート)23から出射される2波長(1310nmと1550nmの2波長)の光信号が多重化された入射光が、第1のレンズ31の第1面31aに入射する。この波長多重光カプラ1は、入射光を2波長に分離し、1310nmの光信号を第1の出射光用光ファイバ(第2ポート)24から、1550nmの光信号を第2の出射光用光ファイバ(第1ポート)26からそれぞれ出射するようになっている。以下、第1の波長λ1を1310nm、第2の波長λ2を1550nmとして説明する。また以下の説明で、入射光用光ファイバ23と2つの出射光用光ファイバ26,24を、それぞれ光ファイバ23,24,26と呼ぶ。
In the wavelength division multiplexing
光ファイバ23と光ファイバ24は、円柱状ガラスに2つの細孔を貫通して設けた保持部材としてのキャピラリ28によって、各々の光軸(コア中心軸)が互いに平行になるように保持され、いわゆる2芯光ファイバピッグテール21を構成している。この2芯光ファイバピッグテール21の端面に対向して、第1のレンズ31が配置されている。2芯光ファイバピッグテール21と第1のレンズ31の対向する各端面は、該各端面での反射光が光ファイバ23へ戻らないように光軸に対して4〜8°程度傾斜している。また、これらの各端面は、ほぼ平行であることが組立上好ましい。
The
第1のレンズ31は、光ファイバ23から出射し第1面31aから入射した入射光を平行光に変換し、かつ第2面31bの光学フィルタ41で反射される平行光を集光して光ファイバ24に結合する役割を果たす。すなわち、2芯光ファイバピッグテール21と第1のレンズ31との組み合わせで、2芯光ファイバコリメータ20が構成されている。
The
一方、1本の光ファイバ26は、光ファイバ23,24と同様に、保持部材としてのキャピラリ29によって保持され、単芯光ファイバピッグテール22を構成している。この単芯光ファイバピッグテール22の端面に対向して、第2のレンズ32が配置される。単芯光ファイバピッグテール22と第2のレンズ32の対向する各端面は、該各端面での反射光が光ファイバ23へ戻らないように光軸に対して4〜8°程度傾斜している。また、これらの各端面は、ほぼ平行であることが組立上好ましい。
On the other hand, one
この第2のレンズ32は、単芯光ファイバピッグテール22に対向する端面(第4の端面32b)とは反対側の端面(第3の端面)32aから入射する平行光を集光して光ファ
イバ26に結合する役割を果たす。すなわち、単芯光ファイバピッグテール22と第2のレンズ32との組み合わせで、単芯光ファイバコリメータ10が構成されている。
The
2芯光ファイバコリメータ20と単芯光ファイバコリメータ10は、平行光が結合できるように、第1のレンズ31の第2面31bと第2のレンズ32の第3の端面32aとを対向させて配置されている。
The two-core
本例の波長多重光カプラ1では、配置する位置によって2つのフィルタ群に分けられる光学フィルタとして2枚のエッジフィルタが使用される。第1のフィルタ群に属する第1の光学フィルタ41は、第1のレンズ31と第2のレンズ32の間に設けられる。第2のフィルタ群に属する第2の光学フィルタ43は、第1のレンズ31と光ファイバ24の間に設けられる。第1の光学フィルタ41,第2の光学フィルタ43は、第1のレンズ31の第2面31b,第1面31aにそれぞれ直接成膜され、フィルタ付レンズ33として一体化されている。第2の光学フィルタ43は、光ファイバ24へ結合する光にだけ作用し、光ファイバ23から入射する光には作用しない位置に形成されている。
In the wavelength division multiplexing
ここで、第1のフィルタ群に属する第1の光学フィルタ41は、第1の波長λ1の光を反射し、第2の波長λ2の光を透過する。この光学フィルタ41は、波長λ2の透過光が反射光に対して40dB以上のアイソレーションをとれるように設計するが、実際にはこの光学フィルタ41によって反射される光には透過波長域の残留反射成分が存在するため、反射ポートにおける波長λ1の光と波長λ2の光に対するアイソレーションは12dB程度である。ここにいう「反射光のアイソレーション」とは、第1の光学フィルタ41で反射される第1の波長λ1の光に、その波長λ1以外の波長の光が混入する量がどの程度かを示す漏話阻止量をいう。なお、以下の説明で「反射光のアイソレーション」を「反射アイソレーション」と呼ぶ。
Here, the first
一方、第2のフィルタ群に属する第2の光学フィルタ43は、第1の波長λ1の光を透過し、第2の波長λ2の光を反射する。この光学フィルタ43は、図2(a),(b)に示すように、第1のレンズ31の第1面31a上の、第1の光学フィルタ41からの反射光が通過する出射光通過領域52に形成されており、光ファイバ23からの出射光が通過する入射光通過領域51には形成されていない。第2の光学フィルタ43は、第1の光学フィルタ41と重ねて設けられているため(つまり光学フィルタ41からの反射光が第2の光学フィルタ43に入射する構成であるため)、光学フィルタ41より特性が劣るものでよい。全体で40dB以上のアイソレーションを得るためには、上記反射アイソレーションが12dB程度であるので、透過光のアイソレーションは30dB以下でよく、安価な光学フィルタを用いることができる。ここにいう「透過光のアイソレーション」とは、第2の光学フィルタ43を透過する第1の波長λ1の光に、その波長λ1以外の波長の光が混入する量がどの程度かを示す漏話阻止量をいう。なお、以下の説明で「透過光のアイソレーション」を「透過アイソレーション」と呼ぶ。
On the other hand, the second
一方、光ファイバ23からの出射光が入射するレンズ31の第1面31aには、反射による損失を低減するための反射防止膜50が設けられている(図2(a),(b)参照)。この反射防止膜50は、1250nmから1650nmの全波長域にわたって反射率が0.5%以下となるような特性を有する。また、この反射防止膜50は、図2(a),(b)に示すように、第1のレンズ31の第1面31a上の入射光通過領域51に形成されており、出射光通過領域52には形成されていない。
On the other hand, an
第1のレンズ31の第1面31aに形成されている第2の光学フィルタ43と反射防止膜50は異なる膜構成となるため、通常成膜は別々に他方を遮蔽して行う必要がある。ただし、第1面31aにおいて、光ファイバ23からの出射光が通過する入射光通過領域5
1と光学フィルタ41からの反射光が通過する出射光通過領域52は僅か100μm程度しか離れていない。そのため、治具等による遮蔽(マスキング)は、成膜時に自然加熱された際に、その遮蔽部に熱膨張による変形が生じるなど位置精度の問題があり、困難である。
Since the second
1 and the outgoing
そこで、本例では、その遮蔽を遮蔽膜の塗布によって行う、いわゆるリフトオフ法を用いる。すなわち、誘電体多層膜である第2の光学フィルタ43を形成しない部分に樹脂等を塗布して遮蔽(マスキング)し、その上に誘電体多層膜を成膜する。次いで下地の樹脂(遮蔽部)を溶解して誘電体多層膜と共に除去し、第1面31aの一部分にのみ誘電体多層膜を付着させる。反射防止膜50を誘電体多層膜上に形成する場合についても同様の手順を繰り返す。
Therefore, in this example, a so-called lift-off method in which the shielding is performed by applying a shielding film is used. That is, a resin or the like is applied to a portion where the second
上記構成を有する波長多重光カプラ1では、2芯光ファイバピッグテール21とフィルタ付レンズ33は、微小な間隙を残したまま、周囲をエポキシ樹脂60で固定されている(図1参照)。また、第1の光学フィルタ41を透過した第2の波長λ2の光が最小損失で光ファイバ26に結合するように、単芯光ファイバピッグテール22を調芯した後、第2のレンズ32と単芯光ファイバピッグテール22は、微小な間隙を残したまま、周囲をエポキシ樹脂60で固定されている(図1参照)。
In the wavelength multiplexing
また、波長多重光カプラ1は、図1に示すように全部品を調芯してエポキシ樹脂60で固定する作業が終了した後、保護用のケース(ハウジング)を被せて最終形態とするのが望ましい。そのケースの外形は小型の管状とすることができ、この場合その直径が数mm、長さが数10mmである。
In addition, the wavelength division multiplexing
(波長多重光カプラの製造方法)
次に、上記波長多重光カプラ1を製造する波長多重光カプラの製造方法を図3および図4に基づいて説明する。
(Manufacturing method of wavelength multiplexing optical coupler)
Next, a manufacturing method of the wavelength multiplexing optical coupler for manufacturing the wavelength multiplexing
この波長多重光カプラの製造方法は、次の点に特徴がある。つまり、第2の光学フィルタ43を、第1のレンズ31の第1面31a上の出射光通過領域52に形成し、入射光通過領域51には形成しないようにする。反射防止膜50を、第1面31a上の入射光通過領域51に形成し、出射光通過領域52には形成しないようにする。
This method of manufacturing a wavelength multiplexing optical coupler is characterized by the following points. That is, the second
波長多重光カプラの製造方法は、以下の工程を含む。
(工程1)第1のレンズ31の第1面31a上の入射光通過領域51をマスクする工程(図3(a)参照)。この工程では、図3(a)および図4(a)に示すように、入射光通過領域51のみを覆うように遮蔽材料53を塗布する。
The manufacturing method of the wavelength multiplexing optical coupler includes the following steps.
(Step 1) A step of masking the incident
(工程2)遮蔽材料53で入射光通過領域51がマスクされた第1面31aに、誘電体多層膜54を成膜する工程(図3(b)参照)。
(工程3)マスクとしての遮蔽材料53を該遮蔽材料53上に成膜された誘電体多層膜54と共に除去する工程(図3(c)参照)。
(Step 2) A step of forming a
(Step 3) A step of removing the shielding
(工程4)第1面31a上に成膜された誘電体多層膜54上の、出射光通過領域52をマスクする工程(図3(d)参照)。この工程では、図3(d)および図4(b)に示すように、出射光通過領域52のみを覆うように遮蔽材料55を塗布する。
(Step 4) A step of masking the outgoing
(工程5)出射光通過領域52がマスクされた誘電体多層膜54上に、反射防止膜50を成膜する工程(図3(e)参照)。
(工程6)マスクとしての遮蔽材料55をその上に成膜された反射防止膜50と共に除
去する工程(図3(f)参照)。
(Step 5) A step of forming an
(Step 6) A step of removing the shielding
以上の工程により、第2の光学フィルタ43は、第1のレンズ31の第1面31a上の出射光通過領域52に形成され、入射光通過領域51には形成されない。また、反射防止膜50は、第1面31a上の入射光通過領域51に形成され、出射光通過領域52には形成されない。
Through the above steps, the second
(実施例)
次に、上記一実施形態の実施例を説明する。
この実施例の波長多重光カプラ1では、管状である保護用のケース(図示省略)の直径を5.5mmとし、その長さを約40mmとした。また、この波長多重光カプラ1では、光通信規格B−PONに準拠した以下の特性を目標仕様とした。
(Example)
Next, an example of the above embodiment will be described.
In the wavelength division multiplexing
透過アイソレーション 40dB 以上(波長域:1260-1360, 1480-1500nm )
反射アイソレーション 40dB 以上(波長域:1550-1565nm )
透過挿入損失 0.7dB 以下(波長域:1260-1360, 1480-1500nm )
反射挿入損失 0.7dB 以下(波長域:1550-1565nm )
この実施例の波長多重光カプラ1では上記第1の光学フィルタ41として、図2(a),(b)に示すように、直径1.8mmの第1のレンズ31の第2面31bに、1310nm帯,1490nm帯の光を反射し、かつ1530nm帯の光を透過する波長特性のエッジフィルタを形成した。このエッジフィルタは、SiO2とTiO2を交互に74層積層した誘電体多層膜である。このエッジフィルタ(第1の光学フィルタ41)の膜構成を下記の表1に示し、その理論特性を図5の曲線61で示す。
Transmission isolation 40dB or more (wavelength range: 1260-1360, 1480-1500nm)
Reflection isolation 40dB or more (wavelength range: 1550-1565nm)
Transmission insertion loss 0.7dB or less (wavelength range: 1260-1360, 1480-1500nm)
Reflection insertion loss 0.7dB or less (wavelength range: 1550-1565nm)
In the wavelength division multiplexing
このようにして、第1の光学フィルタ41,第2の光学フィルタ43が第1のレンズ31の第2面31b,第1面31aにそれぞれ成膜されたフィルタ付レンズ33が作製される。このフィルタ付レンズ33の特性を、図8に示すような光学系を用いて評価した。
In this way, the filter-equipped
この特性評価用の光学系では、第1面31aに設けられた第2の光学フィルタ43を透過し、2芯光ファイバピッグテール70の入射ポート71よりフィルタ付レンズ33の第1面31a(図1参照)に波長多重光を入射する。フィルタ付レンズ33の第2面31b(図1参照)に形成された第1の光学フィルタ41を透過した波長成分(波長λ2の光)がコリメートレンズ72により収束されて単芯光ファイバピッグテール73を経由して透過光出射ポート74に至り、光強度が測定される。ここで測定される光強度は、上記実施形態における波長λ2の光の強度である。
In this optical system for characteristic evaluation, the
一方、フィルタ付レンズ33の第1の光学フィルタ41で反射された波長成分の光(波長λ1の光)は第1面31aに設けられた第2の光学フィルタ43を透過し、2芯光ファイバピッグテール70の反射光出射ポート75に至り光強度が測定される。ここで測定される光強度は、上記実施形態における波長λ1の光の強度である。
On the other hand, light having a wavelength component (light having a wavelength λ1) reflected by the first
このような光学系による測定結果を図9(a),(b)に示す。図9(b)は図9(a)の損失の小さい部分を拡大したものである。図9(a),(b)の曲線80は、透過光出射ポート74(上記実施形態の光ファイバ26)から出射される波長λ2の光の挿入損失を示しており、曲線81は反射光出射ポート75(同実施形態の光ファイバ24)から出射される波長λ1の光の挿入損失を示している。図9(a),(b)から、両ポート74,75で上記目標仕様が達成されていることが分かる。
The measurement results by such an optical system are shown in FIGS. FIG. 9B is an enlarged view of the portion with a small loss in FIG.
以上のように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○第1のレンズ31の第1面31aに第1の波長λ1の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第2の光学フィルタ43を設けたことにより、第1の光学フィルタ41からの反射光中に存在する残留反射成分を除去できる。これにより、第2の光学フィルタ43の透過光(第1の波長λ1の光)にその波長以外の光が混入する量が低減され、第1の光学フィルタ41の反射光を利用するポートのアイソレーションが改善される。つまり、第2の光学フィルタ43を透過して第1の出射光用光ファイバ24に結合する透過光のアイソレーションを高くすることができる。また、波長λ1,λ2の光信号が多重化された入射光が入射光用光ファイバ23から出射されて入射する第1面31aには、反射防止膜50が形成されているので、入射光が入射光用光ファイバ23へ戻るのを抑制できると共に、入射光の反射損失を低減することができる。反射防止膜50は、第1面31aにおける入射光通過領域51に形成され、出射光通過領域52には形成されていないので、第2の光学フィルタ43の特性には影響を及ぼさない。第2の光学フィルタ43は、第1の光学フィルタ41により分波された光(同フィルタからの反射光)のうち、第1の波長λ1の光を透過してそれ以外の波長成分を反射することで、第1の出射光用光ファイバ24に結合される出射光のアイソレーションを向上させるが、入射光には影響を及ぼさない。したがって、入射光の反射損失を低減しつつ高いアイソレーションを有し、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現できる。
According to the embodiment configured as described above, the following operational effects can be obtained.
The first
○第1のレンズ31は第1面31aと第2面31bを有する屈折率分布型ロッドレンズとし、入射光用光ファイバ23と第1の出射光用光ファイバ24は、該各光ファイバのコア中心軸が互いに平行になるようにキャピラリ28に保持されている。これにより、第1のレンズ31、入射光用光ファイバ23、および第1の出射光用光ファイバ24をほぼ直線上に配置することができ、小型で組立てが容易な波長多重光カプラ1を実現することができる。
The
○第1の光学フィルタ41は、第1のレンズ31の第2面31bに密着されている。これによれば、第1のレンズ31を構成する屈折率分布型ロッドレンズは光が入射する端面および出射する端面を平面とすることができるため、同ロッドレンズの第2面31bに平板状の光学フィルタ41を密着させることが容易である。また、屈折率分布型ロッドレンズは、その端面をその光軸に対して傾斜するように加工することが容易であり、第2面31bに光学フィルタ41を密着させることにより、光学フィルタ41の角度が容易に調整できる。また、光学フィルタ41が屈折率分布型ロッドレンズの第2面31bに密着したフィルタ付レンズ33を用いることにより、部品点数が減るので、組立てが容易な波長多重光カプラ1を実現することができる。
The first
○第2のフィルタ群に属する第2の光学フィルタ43を誘電体多層膜とし、該誘電体多
層膜が第1のレンズ31の第1面31aに直接成膜して形成されている。これによれば、波長多重光カプラ1の組立てが大幅に容易になる。
The second
○入射光用光ファイバ23と第1の出射光用光ファイバ24が保持部材としてのキャピラリ28で保持された2芯光ファイバピッグテール21を構成することにより、これらの光ファイバ23,24の取り扱いおよび調芯が容易になる。
By configuring the two-core
○第1の光学フィルタ41を透過して第3の端面32aから入射する入射光を、第4の端面32bから出射して集光する第2のレンズ32と、該レンズ32により集光された位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバ26とを含むので、第1の光学フィルタ41を透過した光も利用することができる。
The incident light that has passed through the first
○第1の波長λ1は1260〜1360nmの波長範囲とし、第2の波長λ2は1550〜1560nmの波長範囲とすることで、FTTx用等の上り下り信号とアナログ画像信号を、既設の光ファイバ網に適合した波長域で伝送することが可能となる。 ○ The first wavelength λ1 is in the wavelength range of 1260 to 1360 nm, and the second wavelength λ2 is in the wavelength range of 1550 to 1560 nm, so that the upstream and downstream signals and analog image signals for FTTx and the like can be converted into It becomes possible to transmit in a wavelength range suitable for.
○上記波長多重光カプラの製造方法によれば、第1のレンズ31の第1面31a上において、入射光通過領域51からは第2の光学フィルタ43が除去され、その入射光通過領域51を除いた部分に第2の光学フィルタ43を形成することができる。
○ According to the method for manufacturing a wavelength division multiplexing optical coupler, the second
○上記波長多重光カプラの製造方法によれば、第1のレンズ31の第1面31aに成膜された第2の光学フィルタ(誘電体多層膜)43上において、出射光通過領域52からは反射防止膜50が除去され、その出射光通過領域52を除いた部分に反射防止膜50を形成することができる。
○ According to the above-described method for manufacturing a wavelength multiplexing optical coupler, on the second optical filter (dielectric multilayer film) 43 formed on the
なお、この発明は以下のように変更して具体化することもできる。
・上記実施形態では、第1の光学フィルタ41は第1のレンズ31の第2面31bに直接成膜したが、ガラス基板の両側端面に第1の光学フィルタを含む第1のフィルタ群を形成した光学フィルタチップを、両レンズ31,32間に固定しても良い。4種類以上の波長(4波長以上)の光の合分波を行う場合には、そのような光学フィルタチップの仕様は必須となる。
In addition, this invention can also be changed and embodied as follows.
In the above embodiment, the first
・上記各実施形態では、第2の光学フィルタ43と反射防止膜50が第1のレンズの第1面31aに成膜されて直付けされた構成例を説明したが、本発明はこのような構成に限定されない。例えば、第2の光学フィルタ43を含む第2のフィルタ群を構成する「光学フィルタ素子」が、第1の出射光用光ファイバ24の端面と第1面31aの間で、入射面が入射光の光軸に対して傾斜して配置されている。そして、この光学フィルタ素子は、第2のフィルタ群に加えて反射防止膜50を備える。このような構成の波長多重光カプラにも本発明は適用可能である。
In each of the above-described embodiments, the configuration example in which the second
・上記実施形態において、1550nmの光信号を第1の出射光用光ファイバ(第2ポート)24から、1310nmまたは1490nmの光信号を第2の出射光用光ファイバ(第1ポート)26からそれぞれ出射するように構成してもよい。 In the above embodiment, a 1550 nm optical signal is output from the first outgoing optical fiber (second port) 24, and a 1310 nm or 1490 nm optical signal is output from the second outgoing optical fiber (first port) 26. You may comprise so that it may radiate | emit.
・また、各光学フィルタ41,43をバンドパスフィルタを使用して構成することも可能である。もちろん、使用波長は上記実施形態における2波長(λ1、λ2)には限られず、3波長以上であってもよい。例えば、1260〜1360nm,1480〜1500nm,1550〜1560nmの波長範囲から各波長を選択することもできる。 The optical filters 41 and 43 can be configured using band pass filters. Of course, the wavelength used is not limited to the two wavelengths (λ1, λ2) in the above embodiment, and may be three or more wavelengths. For example, each wavelength can be selected from a wavelength range of 1260 to 1360 nm, 1480 to 1500 nm, and 1550 to 1560 nm.
・光学フィルタ43は、光ファイバ24へ結合する光にだけ作用し、光ファイバ23か
ら入射する光には作用しないような形状であれば、どのような形状でもよい。
・上記実施形態では、波長多重光カプラ1は、波長多重光を分波する光分波器の構成について説明したが、まったく同じ構成の波長多重光カプラは2波長の光信号を多重化して1本の光ファイバに結合する合波器としても使用できる。この場合は、入射光用光ファイバ23が出射光用光ファイバとなり、各出射光用光ファイバがそれぞれ入射光用光ファイバとなる。
The
In the above embodiment, the wavelength multiplexing
・上記実施形態で説明した波長多重光カプラは、OLT、ONUに組み込みことができるだけでなく、(O/E)変換器、(E/O)変換器等、他の光電子デバイスに広く適用可能である。 The wavelength multiplexing optical coupler described in the above embodiment can be incorporated not only in the OLT and ONU but also widely applicable to other optoelectronic devices such as (O / E) converters and (E / O) converters. is there.
・なお、3波長以上の合分波を行うには、異なる波長帯を透過波長帯域とする複数の3ポートカプラを縦続(Cascade)接続して用いる手段が知られている(例えば、特許文献
4参照)。しかし、2個以上の光カプラを縦続接続するためには光ファイバの取り回しが必要となり、その際、光損失が発生しないようにするためには光ファイバの巻き取り半径を一定程度以下に小さくすることはできない。この光ファイバを収納する筐体が必要となるため、通常の3ポートカプラのように小型チューブ形状にはできず、大型化する。この問題点を解決するため、複数の異なるエッジ波長をもつエッジフィルタを重ねて上記第1のフィルタ群を構成する光カプラが知られている(例えば、特許文献5参照)。この光カプラでは、各光学フィルタの角度をそれぞれ変えて、各フィルタからの反射光の方向を変えることにより、異なる波長の光を異なる光ファイバにそれぞれ結合するようになっている。これによって、3ポートカプラを縦続することなく、一つの光カプラで3波長以上の分離が可能となり、上述したような大型化、部品点数の増大といった問題点は解決される。しかしながら、この光カプラでは、各光学フィルタの反射光を利用するポートにおいては、アイソレーションが低い(通常12dB程度)という問題は解決できない。これは、各光学フィルタの波長特性により反射される特定波長帯の反射光を利用する場合、当該フィルタからの反射光中には、その特定波長帯の反射成分以外に、その波長特性に関係のない反射成分、つまり光学フィルタの入射面で反射される成分である残留反射成分が必ず存在するからである。
In addition, in order to perform multiplexing / demultiplexing of three wavelengths or more, a means is known in which a plurality of three-port couplers having different wavelength bands as transmission wavelength bands are connected in cascade (for example, Patent Document 4). reference). However, in order to cascade two or more optical couplers, it is necessary to route the optical fiber. In this case, in order to prevent optical loss, the winding radius of the optical fiber is reduced to a certain level or less. It is not possible. Since a housing for housing this optical fiber is required, it cannot be made into a small tube shape like a normal three-port coupler, and is increased in size. In order to solve this problem, an optical coupler is known in which a plurality of edge filters having different edge wavelengths are stacked to form the first filter group (see, for example, Patent Document 5). In this optical coupler, the angle of each optical filter is changed, and the direction of the reflected light from each filter is changed to couple light of different wavelengths to different optical fibers. This makes it possible to separate three wavelengths or more with a single optical coupler without cascading three-port couplers, and solve the problems such as an increase in size and an increase in the number of parts as described above. However, this optical coupler cannot solve the problem of low isolation (usually about 12 dB) at the port using the reflected light of each optical filter. This is because, when using reflected light of a specific wavelength band reflected by the wavelength characteristics of each optical filter, the reflected light from the filter is related to the wavelength characteristics in addition to the reflected component of the specific wavelength band. This is because there is always a residual reflection component that is a reflection component that is not reflected, that is, a component reflected by the incident surface of the optical filter.
本発明は、このように複数の異なるエッジ波長をもつエッジフィルタを重ねて上記第1のフィルタ群を構成する3波長以上の合分波を行う光カプラにも適用可能で、反射損失を低減しつつ各光学フィルタの反射光を利用するポートのアイソレーションを高くし、かつ小型で安価な波長多重光カプラを実現できる。 The present invention can also be applied to an optical coupler that performs multiplexing / demultiplexing of three or more wavelengths constituting the first filter group by stacking edge filters having a plurality of different edge wavelengths in this manner, thereby reducing reflection loss. On the other hand, the isolation of the port using the reflected light of each optical filter can be increased, and a small and inexpensive wavelength division multiplexing optical coupler can be realized.
つまり、上記実施形態では、第1のフィルタ群に属する光学フィルタとして、第1の光学フィルタ41のみを用いた構成について説明したが、第1のフィルタ群が、平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含む構成にも本発明は適用可能である。この場合、第1のフィルタ群の複数の光学フィルタは、第1のレンズ31から出射される平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように、第1のレンズ31の光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように第2面31b側に配置される。また、この場合、第1の出射光用光ファイバ24に代えて、第1のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように複数の光ファイバが配置される。これによれば、3種類以上の波長の光信号が多重化された入射光(波長多重信号)から各波長毎に光信号を分離して対応する各ポートの光ファイバに振り分けることができる。
That is, in the above-described embodiment, the configuration in which only the first
また、前記第1のフィルタ群における複数の光学フィルタのうち、第2面31bに最も近い位置に配置される光学フィルタ、例えば光学フィルタ41は第2面31bに密着させる。これによれば、第1のレンズ31を構成する屈折率分布型ロッドレンズは光が入射す
る端面および出射する端面を平面とすることができるため、同ロッドレンズの第2の端面に平板状の光学フィルタを密着させることが容易である。また、同ロッドレンズの端面をその光軸に対して傾斜するように加工することが容易であり、その第2の端面に光学フィルタを密着させることにより、光学フィルタの角度が容易に調整できる。また、光学フィルタがロッドレンズの端面に密着したフィルタ付きロッドレンズを用いることにより、部品点数が減るので、組立てが容易な波長多重光カプラを実現することができる。
In addition, among the plurality of optical filters in the first filter group, an optical filter disposed at a position closest to the
・上記実施形態では、入射光用光ファイバ23と第1の出射光用光ファイバ24が保持部材としてのキャピラリ28で保持された2芯光ファイバピッグテール21を用いた構成について一例として説明したが、3本以上の光ファイバがキャピラリ28に保持された多芯光ファイバピッグテールを用いた構成にも本発明は適用可能である。また、単芯光ファイバピッグテール22に代えて、2本以上の光ファイバがキャピラリ29に保持された多芯光ファイバピッグテールを用いた構成にも本発明は適用可能である。
In the above-described embodiment, the configuration using the two-core
・上記実施形態において、第2のレンズ32は、第3の端面(第3面)32aと第4の端面(第4面)32bを有する第2の屈折率分布型ロッドレンズとし、第1のフィルタ群における複数の光学フィルタのうち、第3の端面32aに最も近い位置に配置される光学フィルタは、第3の端面32aに密着させる。このような構成の波長多重光カプラにも本発明は適用可能である。これによれば、第2のレンズ32の第3の端面に平板状の光学フィルタを密着させることが容易である。また、同レンズの第3の端面に光学フィルタを密着させることにより、光学フィルタの角度が容易に調整できる。また、光学フィルタが第3の端面に密着したフィルタ付きロッドレンズを用いることにより、部品点数が減るので、組立てが更に容易な波長多重光カプラを実現することができる。
In the above embodiment, the
・第2のレンズ32である第2の屈折率分布型ロッドレンズの第3の端面32aに密着させた光学フィルタを誘電体多層膜とし、該誘電体多層膜を第3の端面に直接成膜して形成するようにしてもよい。これによれば、第2の屈折率分布型ロッドレンズの第3の端面に誘電体多層膜である光学フィルタを直接成膜して形成することにより、フィルタ付きロッドレンズを大量に生産するのが容易になる。
The optical filter in close contact with the
・上記実施形態において、レンズ31,32は集束性レンズであれば屈折率分布型ロッドレンズに限られない。ただし、レンズ面が球面或いは非球面の場合、第2のフィルタ43(第2のフィルタ群)と反射防止膜50を独立した基板に形成した光学フィルタ素子を用いる必要がある。
In the above embodiment, the
・上記実施形態において、第1のレンズ31として屈折率分布型ロッドレンズに代えて平凸レンズを用いてもよい。この場合、第2のフィルタ43(第2のフィルタ群)と反射防止膜50が一体になった上記光学フィルタ素子は、第1面31aに密着させるかまたは直接成膜により形成することができる。
In the above embodiment, a plano-convex lens may be used as the
λ1…第1の波長、λ2…第2の波長、1…波長多重光カプラ、23…入射光用光ファイバ、24…第1の出射光用光ファイバ、26…第2の出射光用光ファイバ、31…屈折率分布型ロッドレンズ(第1のレンズ)、31a…第1の端面である第1面、31b…第2の端面である第2面、32…屈折率分布型ロッドレンズ(第2のレンズ)、32a…第3の端面、32b…第4の端面、41…第1の光学フィルタ、43…第2の光学フィルタ、50…反射防止膜、51…入射光通過領域、52…出射光通過領域、54…誘電体多層膜。 λ1 ... first wavelength, λ2 ... second wavelength, 1 ... wavelength multiplexed optical coupler, 23 ... incident light optical fiber, 24 ... first outgoing light optical fiber, 26 ... second outgoing light optical fiber , 31 ... gradient index rod lens (first lens), 31a ... first surface as a first end surface, 31b ... second surface as a second end surface, 32 ... gradient index rod lens (first lens) 2 lens), 32a ... third end face, 32b ... fourth end face, 41 ... first optical filter, 43 ... second optical filter, 50 ... antireflection film, 51 ... incident light passing region, 52 ... Emission light passage region, 54... Dielectric multilayer film.
Claims (9)
前記入射光用光ファイバから出射され第1面から入射する前記入射光を平行光に変換して第2面から出射する第1のレンズと、該レンズの前記第2面側に配置され、前記複数の波長のうち第1の波長の光を反射する第1の光学フィルタを含む第1のフィルタ群と、前記第1の光学フィルタにより反射された平行光が前記第1面から出射して集光される位置に端面が位置するように配置された第1の出射光用光ファイバと、該光ファイバの端面と前記第1面の間に配置され、第1の波長の光を透過しそれ以外の波長の光を反射する第2の光学フィルタを含む第2のフィルタ群を構成する光学フィルタ素子と、を備え、
前記光学フィルタ素子は前記第2のフィルタ群に加えて反射防止膜を備え、該反射防止膜は、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域に形成されており、該入射光通過領域には前記第2の光学フィルタは形成されておらず、
前記第2の光学フィルタは、前記第1の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域に形成されており、該出射光通過領域には前記反射防止膜は形成されていない、ことを特徴とする波長多重光カプラ。 When incident light in which optical signals of a plurality of wavelengths are multiplexed is incident from a single incident light optical fiber, the incident light is separated into optical signals for each wavelength, and a plurality of outgoing light optical fibers are separated. In the wavelength division multiplexing optical coupler to distribute,
A first lens that is emitted from the incident optical fiber and is incident on the first surface and is converted into parallel light and emitted from the second surface; and is disposed on the second surface side of the lens, A first filter group including a first optical filter that reflects light having a first wavelength among a plurality of wavelengths, and parallel light reflected by the first optical filter is emitted from the first surface and collected. A first optical fiber for outgoing light arranged so that an end face is located at a position to be illuminated; and an optical fiber arranged between the end face of the optical fiber and the first face for transmitting light of a first wavelength; An optical filter element that constitutes a second filter group including a second optical filter that reflects light of a wavelength other than
The optical filter element includes an antireflection film in addition to the second filter group, and the antireflection film is formed in an incident light passage region through which the incident light emitted from the end face of the incident light optical fiber passes. The second optical filter is not formed in the incident light passage region,
The second optical filter is formed in an outgoing light passage region through which reflected light from the first optical filter passes, and the antireflection film is not formed in the outgoing light passage region. A wavelength division multiplexing optical coupler.
前記第1のレンズの第1面が平面であり、前記光学フィルタ素子は前記第1面に密着して設けられていることを特徴とする波長多重光カプラ。 The wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 1,
The wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 1, wherein the first surface of the first lens is a flat surface, and the optical filter element is provided in close contact with the first surface.
前記第1のレンズは、前記第1面に相当する第1の端面と前記第2面に相当する第2の端面とを有する屈折率分布型ロッドレンズであることを特徴とする波長多重光カプラ。 The wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 2,
The wavelength division multiplexing optical coupler, wherein the first lens is a gradient index rod lens having a first end surface corresponding to the first surface and a second end surface corresponding to the second surface. .
前記第1のフィルタ群は、前記平行光の進行方向に沿って透過波長範囲が順に狭くなるように配列された複数の光学フィルタを含み、該複数の光学フィルタは、前記平行光に含まれる複数の波長の光信号をそれぞれ異なる方向に反射するように前記第1のレンズの光軸に対してそれぞれ異なる角度をなすように前記第2面側に配置されており、前記第1の出射光用光ファイバは、前記第1のフィルタ群の各光学フィルタからの反射光がそれぞれ結合する位置に端面が位置するように配置された複数の光ファイバを含むことを特徴とする波長多重光カプラ。 In the wavelength division multiplexing optical coupler according to any one of claims 1 to 3,
The first filter group includes a plurality of optical filters arranged so that a transmission wavelength range is sequentially narrowed along a traveling direction of the parallel light, and the plurality of optical filters are included in the parallel light. Are arranged on the second surface side so as to have different angles with respect to the optical axis of the first lens so as to reflect the optical signals of different wavelengths in different directions, and for the first outgoing light 2. The wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 1, wherein the optical fiber includes a plurality of optical fibers arranged such that end faces thereof are located at positions where reflected light from the optical filters of the first filter group is coupled.
前記第1のフィルタ群の全ての光学フィルタを透過して第3面から入射する入射光を、第4面から出射して集光する第2のレンズと、該第2のレンズにより集光された位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバと、をさらに含むことを特徴とする波長多重光カプラ。 In the wavelength division multiplexing optical coupler according to any one of claims 1 to 4,
Incident light that passes through all the optical filters of the first filter group and enters from the third surface is collected by the second lens that is emitted from the fourth surface and collected, and the second lens. And a second optical fiber for outgoing light arranged so that the end face is located at the end position.
前記入射光用光ファイバから出射される入射光を第1面から入射し、平行光に変換して第2面から出射する第1のレンズと、該第1のレンズの第2面に対向して配置され前記平行光に変換された入射光に含まれる第1の波長の光を反射し第2の波長の光を透過する第1の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタにより反射された第1の波長の光が前記第
1のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第1の出射光用光ファイバと、前記第1のレンズの前記第1面に直接成膜により形成された第2の光学フィルタと、前記第1の光学フィルタを透過した第2の波長の光を集光する第2のレンズと、前記第2の波長の光が前記第2のレンズを介して集光される位置に端面が位置するように配置された第2の出射光用光ファイバと、を備え、
前記第1のレンズの第1面には、前記第2の光学フィルタと反射防止膜が形成されており、
前記反射防止膜は、前記第1面上の、前記入射光用光ファイバの端面から出射される前記入射光が通過する入射光通過領域に形成されており、該入射光通過領域には前記第2の光学フィルタは形成されておらず、
前記第2の光学フィルタは、前記第1面上の、前記第1の光学フィルタからの反射光が通過する出射光通過領域に形成されており、該出射光通過領域には前記反射防止膜は形成されていない、ことを特徴とする波長多重光カプラ。 When incident light in which optical signals of two wavelengths are multiplexed is incident from one incident optical fiber, the incident light is separated into optical signals for each wavelength, and the two outgoing optical fibers are separated. In the wavelength division multiplexing optical coupler to distribute,
Incident light emitted from the incident light optical fiber is incident from the first surface, converted into parallel light, and emitted from the second surface, and opposed to the second surface of the first lens. The first optical filter that reflects the light having the first wavelength and transmits the light having the second wavelength that is included in the incident light that is arranged and converted into the parallel light, and is reflected by the first optical filter. A first optical fiber for outgoing light disposed such that an end face is located at a position where light of a first wavelength is condensed via the first lens; and the first surface of the first lens. A second optical filter formed by direct film formation on the first optical filter, a second lens for condensing the second wavelength light transmitted through the first optical filter, and the second wavelength light in the first optical filter. The second light beam for outgoing light is arranged so that the end face is located at a position where the light is condensed through the second lens. Comprising: a driver, a,
The second optical filter and an antireflection film are formed on the first surface of the first lens,
The antireflection film is formed on an incident light passage region on the first surface through which the incident light emitted from the end surface of the optical fiber for incident light passes. 2 optical filter is not formed,
The second optical filter is formed in an outgoing light passage region on the first surface through which reflected light from the first optical filter passes, and the antireflection film is formed in the outgoing light passage region. A wavelength division multiplexing optical coupler characterized by not being formed.
前記第1の波長と第2の波長は、1260〜1360nm、1480〜1500nm、および1550〜1560nmの各波長範囲のいずれかを含むことを特徴とする波長多重光カプラ。 The wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 6,
The wavelength division multiplexing optical coupler, wherein the first wavelength and the second wavelength include any of wavelength ranges of 1260 to 1360 nm, 1480 to 1500 nm, and 1550 to 1560 nm.
前記第1のレンズの第1面上の前記入射光通過領域をマスクする工程と、
前記入射光通過領域がマスクされた前記第1面に、前記第2の光学フィルタを構成する誘電体多層膜を成膜する工程と、
前記マスクを該マスク上に成膜された前記誘電体多層膜と共に除去する工程と、を含むことを特徴とする波長多重光カプラの製造方法。 In the manufacturing method of the wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 2 or 6,
Masking the incident light passage region on the first surface of the first lens;
Depositing a dielectric multilayer film constituting the second optical filter on the first surface where the incident light passage region is masked;
And a step of removing the mask together with the dielectric multilayer film formed on the mask.
前記第1面上に成膜された前記第2の光学フィルタを構成する誘電体多層膜上の、前記出射光通過領域をマスクする工程と、
前記出射光通過領域がマスクされた前記誘電体多層膜上に、前記反射防止膜を成膜する工程と、
前記マスクをその上に成膜された前記反射防止膜と共に除去する工程と、を含むことを特徴とする波長多重光カプラの製造方法。 In the manufacturing method of the wavelength division multiplexing optical coupler according to claim 8,
Masking the outgoing light passage region on the dielectric multilayer film constituting the second optical filter formed on the first surface;
Forming the antireflection film on the dielectric multilayer film in which the outgoing light passage region is masked;
Removing the mask together with the antireflection film formed thereon, and a method for producing a wavelength division multiplexing optical coupler.
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