JP2006285280A - Optical multiplexer/demultiplexer - Google Patents

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Koichi Furusawa
光一 古澤
Kazuyoshi Fukuda
一喜 福田
Yoichi Nakanishi
陽一 仲西
Masayasu Onishi
正泰 大西
Hirokazu Tanaka
宏和 田中
Tetsuya Onishi
徹也 大西
Tatsu Yamamoto
竜 山本
Nobumoto Yamase
伸基 山瀬
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multichannel type small-sized, inexpensive optical multiplexer/demultiplexer demultiplexing multiplexed optical signals in a plurality of wavelength regions into respective wavelength regions, or multiplexing lights in respective wavelength regions. <P>SOLUTION: A light produced by multiplexing lights with wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4 is output from an optical fiber 9a, has its optical axis bent by a micro-lens 12a to be formed into a parallel light, and is reflected off a mirror layer 19. The light with the wavelength λ1 transmitted through a filter 17a is coupled to an optical fiber 9c. The lights with λ2 to λ4 reflected by the filter 17a are reflected by the mirror layer 19 to enter a filter 17b, and the light with λ2 transmitted through it is coupled to the optical fiber 9c. Through repetition of the operations, the light projected from an optical fiber 9a is demultiplexed between filters 17a to 17d and the mirror layer 19 and the lights with the respective wavelengths are projected from respective optical fibers 9c to 9f. Lights with wavelengths λ5 to λ8 incident from optical fibers 59c to 59f, on other hand, are multiplexed between filters 63a to 63d and the mirror layer 19 and projected from the optical fiber 9a. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、多チャンネルで小型の光合分波器に関する。   The present invention relates to a multi-channel and compact optical multiplexer / demultiplexer.

近年、光ファイバケーブルを信号伝送媒体とする光通信が各家庭でも利用できるまで発達してきており、波長の異なる光信号を多重化して一本の光ファイバで伝送する波長多重伝送方式を利用した通信網の拡大が進んでいる。これに伴って、波長の異なる複数の光を多重化したり、波長多重化された光を各波長ごとに分波する光合分波器を小型化し、且つ、低コストで大量生産することが望まれている。   In recent years, optical communication using an optical fiber cable as a signal transmission medium has been developed until it can be used in each home, and communication using a wavelength multiplexing transmission method in which optical signals having different wavelengths are multiplexed and transmitted through a single optical fiber. The network is expanding. Accordingly, it is desirable to reduce the size of an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes a plurality of lights having different wavelengths or demultiplexes the wavelength-multiplexed light for each wavelength, and mass-produces the light at a low cost. ing.

図1は、従来例(例えば、特許文献1)による光分波器1の構成を示す概略側面図である。図1に示す光分波器1は、ボールレンズ4及び光ファイバ2a、2b、2c、2d、2eを一体化して平行に並べた5本のコリメータ3a、3b、3c、3d、3eと、互いに平行な2つの面6a、6c及びこれに直交する面6bを備えたガラス体6と、ガラス体6の面6a上に並列に配置され、それぞれ特定の波長λ1、λ2、λ3、λ4の帯域の光のみを透過する干渉膜フィルタ5a、5b、5c、5dと、ガラス体6の面6cに密着した反射ミラー7とから構成されている。   FIG. 1 is a schematic side view showing a configuration of an optical demultiplexer 1 according to a conventional example (for example, Patent Document 1). An optical demultiplexer 1 shown in FIG. 1 includes five collimators 3a, 3b, 3c, 3d, and 3e in which a ball lens 4 and optical fibers 2a, 2b, 2c, 2d, and 2e are integrated and arranged in parallel. A glass body 6 having two parallel surfaces 6a and 6c and a surface 6b orthogonal thereto, and the glass body 6 are arranged in parallel on the surface 6a of the glass body 6, and each has a band of specific wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4. The interference film filters 5a, 5b, 5c, and 5d that transmit only light, and the reflection mirror 7 that is in close contact with the surface 6c of the glass body 6 are configured.

この光分波器1では、コリメータ3aから出射されてガラス体6に入射した光ビーム(波長λ1、λ2、λ3、λ4を多重化した光)は、ガラス体6の面6bで全反射し、さらに面6c(反射ミラー7)で全反射して、干渉膜フィルタ5aに入射する。この干渉膜フィルタ5aを透過した波長λ1の光は、コリメータ3bに入射するので、光ファイバ2bの光出射端からは波長λ1の光を取り出すことができる。また、干渉膜フィルタ5aで反射した波長λ2、λ3、λ4の光は、さらに反射ミラー7で全反射して、干渉膜フィルタ5bに入射し、干渉膜フィルタ5bを透過した波長λ2の光がコリメータ3cに入射する。このように干渉膜フィルタ5a〜5cと反射ミラー7とで反射を繰り返しながら分波が進み、干渉膜フィルタ5a、5b、5c、5dを透過した波長λ1、λ2、λ3、λ4の光を、それぞれ光ファイバ2b、2c、2d、2eの光出射端から取り出すことができる。   In this optical demultiplexer 1, the light beam emitted from the collimator 3a and incident on the glass body 6 (light obtained by multiplexing the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4) is totally reflected by the surface 6b of the glass body 6, Further, the light is totally reflected by the surface 6c (reflection mirror 7) and enters the interference film filter 5a. Since the light having the wavelength λ1 that has passed through the interference film filter 5a enters the collimator 3b, the light having the wavelength λ1 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 2b. The light having the wavelengths λ2, λ3, and λ4 reflected by the interference film filter 5a is further totally reflected by the reflection mirror 7, enters the interference film filter 5b, and the light having the wavelength λ2 transmitted through the interference film filter 5b is collimator. Incident on 3c. In this way, the demultiplexing proceeds while repeating reflection by the interference film filters 5a to 5c and the reflection mirror 7, and the lights having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 transmitted through the interference film filters 5a, 5b, 5c, and 5d, respectively, It can be taken out from the light emitting ends of the optical fibers 2b, 2c, 2d and 2e.

しかしながら、図1に示す光分波器1では、コリメータ3aから出射した光をガラス体6の面6aに向けて斜めに入射させなければならないので、分波する波長の数(あるいは、光ファイバの本数)が増えるほどコリメータ3aからガラス体の面6aまでの間隔が長くなり、光分波器1が大型化する問題があった。また、コリメータ3a〜3eとガラス体6の設置位置を定めたり、複数の干渉膜フィルタ5a〜5dを一枚ずつ精度良くガラス体6に貼り付けたり、反射ミラー7を精度良くガラス体6に形成する、といった製造工程が煩雑であったため、生産効率を向上させることができず、コストを低減させることが難しかった。   However, in the optical demultiplexer 1 shown in FIG. 1, since the light emitted from the collimator 3a must be incident obliquely toward the surface 6a of the glass body 6, the number of wavelengths to be demultiplexed (or the optical fiber As the number) increases, the distance from the collimator 3a to the surface 6a of the glass body becomes longer, and there is a problem that the optical demultiplexer 1 becomes larger. Further, the installation positions of the collimators 3a to 3e and the glass body 6 are determined, the plurality of interference film filters 5a to 5d are attached to the glass body 6 one by one with high accuracy, and the reflection mirror 7 is formed on the glass body 6 with high accuracy. Since the manufacturing process, such as, was complicated, production efficiency could not be improved, and it was difficult to reduce costs.

特開昭60−184215号公報JP-A-60-184215

本発明は上記従来例の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の波長又は波長域の光に分波し又は複数の波長または波長域の光を合波する複数チャンネル型の、小型で安価な光合分波器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional example, and the object of the present invention is to demultiplex light into a plurality of wavelengths or wavelength ranges or to combine light with a plurality of wavelengths or wavelength ranges. It is an object of the present invention to provide a multi-channel type small and inexpensive optical multiplexer / demultiplexer.

本発明の光合分波器は、光反射面と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第1の波長選択素子と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第2の波長選択素子とからなり、光反射面と第1の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を合波させ、また、光反射面と第2の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を分波させる導光手段と、複数波長の光を伝送させるための伝送手段と、光軸が前記第1の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第1の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光入力手段と、光軸が前記第2の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第2の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光出力手段と、前記光入力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための1つ又は複数の第1の偏向素子と、前記光出力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための1つ又は複数の第2の偏向素子と、前記導光手段の光反射面と第1の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導いて前記伝送手段に結合させると共に、前記伝送手段を伝送されてきた別な一組の複数波長の光を前記導光手段の光反射面と第2の波長選択素子との間へ導いて導光させる光分岐手段とを備え、前記光入力手段が、前記第1の偏向素子を介してそれぞれ一組の複数波長の光のうち各波長の光を出射して前記導光手段の第1の波長選択素子へ斜めに入射させ、前記光出力手段が、それぞれ前記導光手段の第2の波長選択素子から斜めに出射される別な一組の複数波長の光のうち各波長の光を前記第2の偏向素子を介して受光していることを特徴としている。   An optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention includes a light reflecting surface, a plurality of first wavelength selection elements having different transmission wavelengths arranged in a plane parallel to the light reflecting surface, and a surface parallel to the light reflecting surface. And a plurality of second wavelength selection elements having different transmission wavelengths arranged therein, and guides light while reflecting light between the light reflection surface and each of the first wavelength selection elements, and also has different wavelengths. And guiding light while reflecting light between the light reflecting surface and each of the second wavelength selection elements, and transmitting light of a plurality of wavelengths while demultiplexing light having different wavelengths. And a plurality of lights arranged along the arrangement direction of the first wavelength selection elements such that the optical axis is substantially perpendicular to the plane on which the first wavelength selection elements are arranged The input means and the optical axis are substantially perpendicular to the surface on which the second wavelength selection elements are arranged. A plurality of light output means arranged along the arrangement direction of the second wavelength selection elements, and one for bending the optical axis direction of the transmitted light arranged facing the light input means. Or a plurality of first deflecting elements, one or a plurality of second deflecting elements arranged to face the light output means for bending the optical axis direction of transmitted light, and the light guide means A set of light of a plurality of wavelengths combined between the light reflecting surface and the first wavelength selection element is guided to the transmission means and coupled to the transmission means, and the transmission means is transmitted to the transmission means. A light branching unit that guides light of a set of a plurality of wavelengths between the light reflection surface of the light guide unit and the second wavelength selection element, and the light input unit includes the first deflection unit. The light of the light guide means is emitted by emitting light of each wavelength out of a set of multiple wavelengths of light through the element. The light output means makes light of each wavelength out of another set of plural wavelengths of light emitted obliquely from the second wavelength selection element of the light guide means. Light is received through the second deflection element.

ここで、伝送手段としては、例えば光ファイバや光導波路を用いることができる。光入力手段としては、光ファイバ、半導体レーザー素子などを用いることができる。光出力手段としては、光ファイバ、フォトダイオード等を用いることができる。波長選択素子としては、フィルタ、回折格子やCGH素子等の回折素子などを用いることができる。また、偏向素子としては、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成してもよく、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された直進レンズによって構成してもよく、あるいは、プリズム及びレンズによって構成してもよく、あるいはミラーとレンズによって構成してもよい。   Here, as the transmission means, for example, an optical fiber or an optical waveguide can be used. An optical fiber, a semiconductor laser element, etc. can be used as the light input means. As the light output means, an optical fiber, a photodiode, or the like can be used. As the wavelength selection element, a filter, a diffraction element such as a diffraction grating or a CGH element, or the like can be used. Further, the deflection element may be constituted by a lens that is not rotationally symmetric around its central axis, and is constituted by a rectilinear lens arranged so that the center in the cross section of the transmitted light beam is deviated from the optical axis. Alternatively, it may be constituted by a prism and a lens, or may be constituted by a mirror and a lens.

本発明の光合分波器にあっては、前記各光入力手段から出射された光を第1の偏向素子で曲げて導光手段に斜めに入射させ、第1の波長選択素子により導光手段で合波された複数波長の光を導光手段から斜めに出射させ、導光手段から出射した複数波長の光を第1の偏向素子で曲げて伝送手段に結合させ、合波された複数波長の光を伝送手段で伝送させることができる。また、伝送手段により伝送されてきた複数波長の光を伝送手段から出射させ、この光を第2の偏向素子で曲げて導光手段に斜めに入射させ、第2の波長選択素子により導光手段で分波された各波長の光を導光手段から斜めに出射させ、導光手段から出射した各波長の光を第2の偏向素子で曲げてそれぞれの光出力手段に受光させることができる。   In the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, the light emitted from each of the light input means is bent by the first deflecting element and obliquely incident on the light guiding means, and the light guiding means by the first wavelength selecting element. The light of the plurality of wavelengths combined in the step is emitted obliquely from the light guide means, and the light of the plurality of wavelengths emitted from the light guide means is bent by the first deflecting element and coupled to the transmission means. Can be transmitted by the transmission means. Further, light of a plurality of wavelengths transmitted by the transmission means is emitted from the transmission means, this light is bent by the second deflecting element and incident obliquely on the light guide means, and the light guide means is guided by the second wavelength selection element. The light of each wavelength demultiplexed in (5) can be emitted obliquely from the light guide means, and the light of each wavelength emitted from the light guide means can be bent by the second deflection element and received by the respective light output means.

本発明の光合分波器は、光入力手段、光出力手段、伝送手段を平行に並べることができるので、光入力手段、光出力手段、伝送手段の各光軸を前記波長選択素子と垂直に配置でき、光合分波器を小型化することができる。また、この光合分波器によれば、1本の伝送手段によって光信号を送受信できるので、2つの光合分波器を接続する際の施工作業が簡略化される。   In the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, since the optical input means, the optical output means, and the transmission means can be arranged in parallel, the optical axes of the optical input means, the optical output means, and the transmission means are perpendicular to the wavelength selection element. The optical multiplexer / demultiplexer can be downsized. Further, according to this optical multiplexer / demultiplexer, since an optical signal can be transmitted / received by one transmission means, construction work when two optical multiplexer / demultiplexers are connected is simplified.

本発明の光合分波器のある実施態様における前記光分岐手段は、前記伝送手段により送出される前記一組の複数波長の光と、前記伝送手段により送られてきた前記別な一組の複数波長の光とを合分波させるフィルタと、前記導光手段の光反射面と第1の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段と、前記フィルタで分離された前記別な一組の複数波長の光を導光手段の第2の波長選択素子へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段とのうち少なくとも一方の光伝達手段とを備えたものである。このような実施態様によれば、伝送手段を通じて送受信される光信号をフィルタによって分離させた後、分離された光信号の少なくとも一方を光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段を用いて所望の箇所へ導くことができるので、伝送手段を容易に1本化することができる。   In one embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the optical branching unit includes the set of light of a plurality of wavelengths transmitted by the transmission unit and the another set of plurals transmitted by the transmission unit. A filter that multiplexes and demultiplexes light of wavelengths, and a set of light beams of a plurality of wavelengths that are multiplexed between the light reflection surface of the light guide unit and the first wavelength selection element. An optical fiber and a core for guiding the other set of light of multiple wavelengths separated by the filter to the second wavelength selection element of the light guide means, such as an optical fiber, a core, a prism, and a mirror And at least one of light transmission means such as a prism and a mirror. According to such an embodiment, after the optical signal transmitted / received through the transmission means is separated by the filter, at least one of the separated optical signals is separated using the optical transmission means such as an optical fiber, a core, a prism, and a mirror. Since it can guide to a desired location, the transmission means can be easily unified.

本発明の光合分波器の別な実施態様においては、前記伝送手段が光ファイバによって構成され、前記光入力手段が発光素子によって構成され、前記光出力手段が受光素子によって構成されていてもよい。このような実施態様によれば、発光素子及び受光素子を内蔵したトランスポンダを製作することができる。   In another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the transmission means may be constituted by an optical fiber, the light input means may be constituted by a light emitting element, and the light output means may be constituted by a light receiving element. . According to such an embodiment, a transponder including a light emitting element and a light receiving element can be manufactured.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、前記導光手段が、裏面に前記光反射面を形成された透明な第1の基板の上に、表面に前記各波長選択素子を複数並べられた透明な第2の基板を接合させたものである。この実施態様によれば、第1の基板と第2の基板とを別々に製造して透明な接着剤で接着するなどして接合するので、光合分波器の導光手段の製造が容易になる。   In still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, the light guide means includes a light guide means on the transparent first substrate having the light reflection surface formed on the back surface, A transparent second substrate on which a plurality of wavelength selection elements are arranged is joined. According to this embodiment, since the first substrate and the second substrate are manufactured separately and bonded together with a transparent adhesive or the like, the light guide means of the optical multiplexer / demultiplexer can be easily manufactured. Become.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第1の基板の上に、それぞれの表面に個々の前記波長選択素子を形成された複数の透明な第2の基板を並べて接合させたものである。この実施態様のように、それぞれ特定の波長又は波長域を透過する波長選択素子を表面に形成した第2の基板を透過波長毎に並べて第1の基板上に透明な接着剤で接着するなどして接合すれば、光合分波器の導光手段の製造工程が容易になる。   In still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, the light guiding means is formed on a transparent first substrate having the light reflecting surface formed on the back surface, and the individual wavelength selecting elements on the respective surfaces. A plurality of transparent second substrates formed with the above are aligned and joined. As in this embodiment, the second substrate on which the wavelength selection element that transmits a specific wavelength or wavelength range is formed is arranged for each transmission wavelength, and is adhered to the first substrate with a transparent adhesive. If it joins together, the manufacturing process of the light guide means of an optical multiplexer / demultiplexer will become easy.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記導光手段は、重ねられた一対の透明な基板の間に前記各波長選択素子が形成され、前記基板のうち裏面側に位置する基板の裏面に前記光反射面が形成されている。この実施態様によれば、2枚の透明基板の厚みを調整することで、第1の光ファイバと第2の光ファイバ間の間隔と第2の光ファイバどうしの間の間隔や、伝送手段と発光素子間の間隔と発光素子間の間隔や、伝送手段と受光素子間の間隔と受光素子間の間隔を調整できるので、光合分波器の導光手段内での光路を正確に設計することができる。   In another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, the light guiding means includes the wavelength selection elements formed between a pair of transparent substrates stacked, and the substrate located on the back side of the substrates. The light reflecting surface is formed on the back surface of the substrate. According to this embodiment, by adjusting the thicknesses of the two transparent substrates, the distance between the first optical fiber and the second optical fiber and the distance between the second optical fibers, the transmission means, Since the distance between the light emitting elements and the distance between the light emitting elements, the distance between the transmission means and the light receiving element, and the distance between the light receiving elements can be adjusted, the optical path in the light guiding means of the optical multiplexer / demultiplexer must be designed accurately. Can do.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様においては、前記導光手段の前記波長選択素子を形成されている面と前記偏向素子とを対向させ、前記導光手段と前記偏向素子との間にスペーサーを介在させている。この実施態様では、一定厚みのスペーサーを介在させるだけで偏向素子と光反射面との距離を一定に保つことができるので、偏向素子と伝送手段や光入出力手段等との間隔を調整する手間が省け、光合分波器の製造が容易になる。また、スペーサーを前記偏向素子と一体成形しておけば、波長選択素子と偏向素子との高さ方向の位置精度をさらに向上させることができる。   In still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the surface of the light guide unit on which the wavelength selection element is formed and the deflection element are opposed to each other, and the light guide unit and the deflection element A spacer is interposed between them. In this embodiment, since the distance between the deflecting element and the light reflecting surface can be kept constant only by interposing a spacer having a constant thickness, it is troublesome to adjust the distance between the deflecting element and the transmission means, the light input / output means, etc. This makes it easier to manufacture the optical multiplexer / demultiplexer. If the spacer is formed integrally with the deflection element, the positional accuracy in the height direction between the wavelength selection element and the deflection element can be further improved.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様においては、前記各波長選択素子の表面を保護層により被覆している。保護層で被覆することによって、湿気等によるフィルタ等の波長選択素子の特性変化や、傷や汚れの付着を防止することができる。   In still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the surface of each wavelength selection element is covered with a protective layer. By covering with a protective layer, it is possible to prevent changes in characteristics of wavelength selection elements such as filters due to moisture and the like, and adhesion of scratches and dirt.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子では、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成している。このような偏向素子を用いれば、レンズのみで光の光軸方向を曲げることができ、しかも、レンズを設けている領域を入射する光束と一致させることができ、レンズの設置領域を小さくすることができる。   In another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, the deflecting element is constituted by a lens that is not rotationally symmetric about the central axis. If such a deflection element is used, the optical axis direction of the light can be bent only with the lens, and the area where the lens is provided can be made to coincide with the incident light beam, and the installation area of the lens can be reduced. Can do.

また、本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子では、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズによって構成している。このような偏向素子を用いてば、安価なレンズを用いて光を曲げることができる。   Further, in the deflecting element in still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention, a spherical lens, an aspherical lens, or an anamorphic arranged so that the center of the cross section of the transmitted light beam is deviated from the optical axis. It consists of a lens. If such a deflection element is used, light can be bent using an inexpensive lens.

本発明の光合分波器のさらに別な実施態様における前記偏向素子としては、プリズム及びレンズによって構成してもよい。このような偏向素子によれば、レンズとして球面レンズや非球面レンズ、アナモルフィックレンズ等の安価なレンズを用いることができる。ここで、このプリズムを透明基板の一方の面に形成し、レンズを透明基板の他方の面にプリズムと対向させるように設ければ、レンズとプリズムとの位置決めの必要がなくなり、また、部品点数も減らすことができる。また、このプリズムを導光手段の表面に一体に形成し、レンズをプリズムと対向する位置に配置するようにしてもよい。この場合には、プリズムを導光手段と一体化することによって部品点数を削減できる。   The deflection element in still another embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention may be constituted by a prism and a lens. According to such a deflection element, an inexpensive lens such as a spherical lens, an aspherical lens, or an anamorphic lens can be used as the lens. Here, if this prism is formed on one surface of the transparent substrate and the lens is provided on the other surface of the transparent substrate so as to face the prism, it is not necessary to position the lens and the prism. Can also be reduced. Further, this prism may be formed integrally on the surface of the light guide means, and the lens may be disposed at a position facing the prism. In this case, the number of parts can be reduced by integrating the prism with the light guide means.

なお、この発明の以上説明した構成要素は、可能な限り組み合わせることができる。   It should be noted that the above-described components of the present invention can be combined as much as possible.

(第1の実施形態)
図2は、本発明の第1の実施形態である光合分波器8aの構造を示す概略分解斜視図である。図3は図2に示す光合分波器8aの光ファイバ9a〜9fのコア9を通る面における概略断面図であって、分波または合波の様子を説明している。また、図4は図2に示す光合分波器8aの概略側面図である。まず、図2〜図4に示す本発明の光合分波器8aの構成を説明する。
(First embodiment)
FIG. 2 is a schematic exploded perspective view showing the structure of the optical multiplexer / demultiplexer 8a according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the optical fiber 9a to 9f of the optical multiplexer / demultiplexer 8a shown in FIG. 2 in a plane passing through the core 9, and illustrates the state of demultiplexing or multiplexing. FIG. 4 is a schematic side view of the optical multiplexer / demultiplexer 8a shown in FIG. First, the configuration of the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention shown in FIGS.

本発明の光合分波器8aは、光ファイバ9a、9b、9c、9d、9e、9fを一定ピッチで隙間なく平行に並べて先端にコネクタ10を取り付けた光ファイバアレイ11、下面に複数個(図では6個)のマイクロレンズ12a、12b、12c、12d、12e、12fを備えたマイクロレンズアレイ14、表面にARコート層(反射防止膜)21が形成されたガラス板などの透明なカバー部材20、マイクロレンズ12a〜12fとARコート層21との距離を一定に保つためのスペーサー15a、15b、15c、15d、剥離膜13とフィルタ17a、17b、17c、17dとダミーフィルム18a、18bからなるフィルタ層17、導光ブロック16、及びミラー層19で構成されている。ミラー層19は、反射率の高い誘電体多層膜や金属蒸着膜などからなる層である。   The optical multiplexer / demultiplexer 8a according to the present invention includes an optical fiber array 11 having optical fibers 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, and 9f arranged in parallel at a constant pitch without gaps and a connector 10 attached to the tip, and a plurality of optical fibers on the bottom (see FIG. 6) microlens array 14 having microlenses 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f, and a transparent cover member 20 such as a glass plate having an AR coating layer (antireflection film) 21 formed on the surface. A filter composed of spacers 15a, 15b, 15c, 15d, a release film 13, filters 17a, 17b, 17c, 17d and dummy films 18a, 18b for keeping the distance between the microlenses 12a-12f and the AR coating layer 21 constant. It is composed of a layer 17, a light guide block 16, and a mirror layer 19. The mirror layer 19 is a layer made of a dielectric multilayer film or a metal vapor deposition film having a high reflectance.

マイクロレンズアレイ14、ARコート層21、フィルタ層17及びミラー層19は、互いに平行になるように配置されている。また、マイクロレンズ12a〜12fはARコート層21とできるだけ近接するようにして設置されている。コネクタ10内の光ファイバ9a〜9fはマイクロレンズアレイ14に対して垂直に配置されている。   The microlens array 14, the AR coating layer 21, the filter layer 17, and the mirror layer 19 are arranged in parallel to each other. Further, the microlenses 12a to 12f are installed so as to be as close as possible to the AR coating layer 21. The optical fibers 9 a to 9 f in the connector 10 are arranged perpendicular to the microlens array 14.

光ファイバアレイ11の光ファイバ9a〜9fには、コア9をプラスチック又はガラスのクラッドで皮膜した素線、又は、コア9回りのクラッドをプラスチックで被覆した素線、若しくは、これらの素線をさらにプラスチック等で被覆した心線など、どのようなものを用いてもよい。   The optical fibers 9a to 9f of the optical fiber array 11 further include a strand in which the core 9 is coated with a plastic or glass cladding, a strand in which the cladding around the core 9 is coated with plastic, or these strands. Any wire such as a core covered with plastic may be used.

次に、マイクロレンズアレイ14の構造と役割を説明する。図5は、マイクロレンズアレイ14の下面図である。マイクロレンズアレイ14の下面には、光ファイバ9a〜9fの断面と同程度の大きさの複数個(図では6個)のマイクロレンズ12a〜12fがほぼ隙間なく形成されている。光合分波器8aの分波動作又は合波動作を考えたとき、光ファイバ9a〜9fの端面から出射された光はすべてマイクロレンズ12a〜12fに入射しなければならない。この条件を満たすよう、次のようにマイクロレンズアレイ14の厚みを決めるとよい。   Next, the structure and role of the microlens array 14 will be described. FIG. 5 is a bottom view of the microlens array 14. A plurality (six in the figure) of microlenses 12a to 12f having the same size as the cross section of the optical fibers 9a to 9f are formed on the lower surface of the microlens array 14 with almost no gap. When considering the demultiplexing operation or multiplexing operation of the optical multiplexer / demultiplexer 8a, all the light emitted from the end faces of the optical fibers 9a to 9f must enter the microlenses 12a to 12f. In order to satisfy this condition, the thickness of the microlens array 14 may be determined as follows.

光ファイバ9a〜9fのコア9の内部では、クラッドとの界面での反射を繰り返しながら光が伝搬する。このように、コア9からクラッドへ透過することなくコア9内部で光を伝搬させるためには、クラッドとの界面への入射角が全反射角以上の角度でなくてはならない。クラッド界面への入射角はこのように限定されているので、コア端からの光の出射方向、広がり具合は自ずと決まってくる。したがって、この一定の広がり角を持つ光の断面が、マイクロレンズ12a〜12fと同程度の大きさまで広がったときに、または、マイクロレンズ12a〜12fと同程度の大きさに広がるまでにマイクロレンズ12a〜12fに入射するように、マイクロレンズアレイ14の厚みを設計すれば、光ファイバ9a〜9fを出射した光の全てをマイクロレンズ12a〜12fに入射させることができる。   Inside the core 9 of the optical fibers 9a to 9f, light propagates while repeating reflection at the interface with the cladding. Thus, in order to propagate light inside the core 9 without transmitting from the core 9 to the clad, the incident angle to the interface with the clad must be an angle greater than the total reflection angle. Since the incident angle to the clad interface is limited in this way, the direction of light emission from the core end and the extent of spread are naturally determined. Therefore, when the cross section of the light having a certain divergence angle spreads to the same size as the micro lenses 12a to 12f, or until it spreads to the same size as the micro lenses 12a to 12f. If the thickness of the microlens array 14 is designed so as to be incident on ˜12f, all of the light emitted from the optical fibers 9a-9f can be incident on the microlenses 12a-12f.

また、マイクロレンズ12a〜12fは、その中心軸が光ファイバ9a〜9fの光軸とほぼ一致するように配置設計されており、さらに、次の要件を満たすような形状に設計されていることが望ましい。図6は、本発明の光合分波器8a内の光路を示す概念図であって、L1はマイクロレンズ12a〜12fの主平面、L2はミラー層19の表面(以下ミラー面L2という)、L3はレンズ主平面L1のミラー面L2に対する鏡像である。マイクロレンズ12aは、図6に示すように、光ファイバ9aから出射した光がレンズ主平面L1(マイクロレンズ12a)に入射した後、光の光軸方向を曲げられた平行光となって出射するような形状のレンズであることが望ましい。光の光軸方向の曲げの程度つまりミラー面L2への入射角は後述する理由から10°未満の最適な角度であることが望ましい。なお、このようにレンズを透過した後の光の光軸方向(光束の断面中心を通る光線の進む方向を光の光軸方向と呼ぶ。)をレンズに入射する前の光の光軸方向に対して曲げるようなレンズを以下においては傾斜レンズという。   In addition, the microlenses 12a to 12f are arranged and designed so that their central axes substantially coincide with the optical axes of the optical fibers 9a to 9f, and further, designed to have a shape that satisfies the following requirements. desirable. FIG. 6 is a conceptual diagram showing an optical path in the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention, where L1 is the main plane of the microlenses 12a to 12f, L2 is the surface of the mirror layer 19 (hereinafter referred to as the mirror surface L2), L3 Is a mirror image of the lens principal plane L1 with respect to the mirror surface L2. As shown in FIG. 6, after the light emitted from the optical fiber 9a enters the lens main plane L1 (microlens 12a), the microlens 12a is emitted as parallel light whose optical axis direction is bent. It is desirable that the lens has such a shape. The degree of bending of the light in the optical axis direction, that is, the incident angle to the mirror surface L2, is desirably an optimum angle of less than 10 ° for the reason described later. Note that the optical axis direction of light after passing through the lens in this way (the direction in which the light beam passes through the center of the cross section of the light beam is called the optical axis direction of the light) is the optical axis direction of the light before entering the lens. In the following, a lens that bends with respect to the lens is referred to as an inclined lens.

また、マイクロレンズ12cは、上記のマイクロレンズ12aの出射光がミラー面L2で反射して、斜め下方から入射してきたときに、その光の光軸方向を曲げて光ファイバ9cに効率よく結合するような形状であることが望ましい。この光合分波器8aにおいて、マイクロレンズ12c〜12fには同じ入射角で光が入射し、同じ出射角で光を出射すればよいので、マイクロレンズ12c〜12fはコリメータレンズを使用して全て同一形状にすることもできるし、集光レンズを使用して最適な焦点距離になるようそれぞれ異なる形状にしておいてもよい。なお、本実施形態においてはマイクロレンズ12bは使用しないため省いておいてもよい。しかしながら、第2の実施形態などとの共用化のため、図2〜図5ではマイクロレンズ12bを備えたマイクロレンズアレイ14を示している。マイクロレンズ12bもマイクロレンズ12cと同じ形状であればよい。   Further, the microlens 12c is efficiently coupled to the optical fiber 9c by bending the optical axis direction of the light when the light emitted from the microlens 12a is reflected by the mirror surface L2 and is incident obliquely from below. Such a shape is desirable. In this optical multiplexer / demultiplexer 8a, the microlenses 12c to 12f may be incident at the same incident angle and may be emitted at the same emission angle. Therefore, the microlenses 12c to 12f are all the same using a collimator lens. The shape may be different, or different shapes may be used so as to obtain an optimum focal length using a condensing lens. In the present embodiment, the microlens 12b is not used and may be omitted. However, for common use with the second embodiment and the like, FIGS. 2 to 5 show the microlens array 14 including the microlenses 12b. The micro lens 12b may have the same shape as the micro lens 12c.

上記の要件を満たすマイクロレンズ12a〜12fは、図7(a)(b)に上面図及び正面図で示すように、非球面レンズ25の光軸から外れた位置で非球面レンズ25から円形に切り出すことによって得られる。   The microlenses 12a to 12f satisfying the above requirements are circular from the aspherical lens 25 at a position deviated from the optical axis of the aspherical lens 25, as shown in the top and front views in FIGS. It is obtained by cutting out.

また、このようなマイクロレンズ12a〜12fを表面に有するマイクロレンズアレイ14は、紫外線硬化樹脂などの未硬化の樹脂に、マイクロレンズ12a〜12fの反転パターンを表面に有するスタンパを押圧し、ここへ紫外線を照射して樹脂を硬化させるスタンパ法等によって簡単に成形することができる。また、このスタンパにスペーサー15a、15b、15c、15dの反転パターンも形成しておけば、マイクロレンズ12a〜12fとスペーサー15a、15b、15c、15dとを同時に形成することができる。マイクロレンズ12a〜12fとスペーサー15a〜15dとを同時に形成できれば、個別に作成したスペーサー15a〜15dをマイクロレンズアレイ14に接着するよりも製造工程を簡略化することができ、また、マイクロレンズ12a〜12fとフィルタ17a〜17dとの位置精度も向上させることができる。   Further, the microlens array 14 having the microlenses 12a to 12f on the surface presses a stamper having the reverse pattern of the microlenses 12a to 12f on the surface against an uncured resin such as an ultraviolet curable resin. It can be easily molded by a stamper method or the like in which the resin is cured by irradiating ultraviolet rays. Further, if the inverted patterns of the spacers 15a, 15b, 15c, and 15d are also formed on the stamper, the microlenses 12a to 12f and the spacers 15a, 15b, 15c, and 15d can be formed at the same time. If the microlenses 12a to 12f and the spacers 15a to 15d can be formed at the same time, the manufacturing process can be simplified rather than bonding the spacers 15a to 15d created individually to the microlens array 14, and the microlenses 12a to The positional accuracy between 12f and the filters 17a to 17d can also be improved.

本発明の光合分波器8aにおいては、図6に示すように光ファイバ9aを出射し、マイクロレンズ12a(主平面L1のうち光ファイバ9aの下方領域)を透過し、ミラー面L2で反射された平行光束が、マイクロレンズ12c(主平面L1のうち光ファイバ9cの下方領域)に入射するように各構成部品が形成され、配置されている。例えば、光ファイバ9a〜9fの配置によってマイクロレンズ12a〜12fの配置が定まっており、さらにマイクロレンズ12aの形状からミラー面L2への入射角も決まっている場合には、図6に示すようにマイクロレンズ12aから出射した平行光がすべて、ミラー面L2に対するレンズ主面L1の鏡像L3(マイクロレンズ12cの鏡像12c´)に入射して集光され、ミラー面L2に対する光ファイバ9cの鏡像9c´に結合するようにミラー面L2の位置を定めるとよい。マイクロレンズアレイ14とミラー層19との間隔の調整は、導光ブロック16の厚みとカバー部材20の厚みで調整することができる。   In the optical multiplexer / demultiplexer 8a according to the present invention, as shown in FIG. 6, the light exits from the optical fiber 9a, passes through the micro lens 12a (the region below the optical fiber 9a in the main plane L1), and is reflected by the mirror surface L2. Each component is formed and arranged so that the parallel light beam is incident on the micro lens 12c (a region below the optical fiber 9c in the main plane L1). For example, when the arrangement of the microlenses 12a to 12f is determined by the arrangement of the optical fibers 9a to 9f, and the incident angle to the mirror surface L2 is determined from the shape of the microlens 12a, as shown in FIG. All the parallel light emitted from the microlens 12a is incident on the mirror image L3 of the lens main surface L1 with respect to the mirror surface L2 (the mirror image 12c ′ of the microlens 12c) and condensed, and the mirror image 9c ′ of the optical fiber 9c with respect to the mirror surface L2. The position of the mirror surface L2 may be determined so as to couple to The distance between the microlens array 14 and the mirror layer 19 can be adjusted by adjusting the thickness of the light guide block 16 and the thickness of the cover member 20.

また、光ファイバ9a〜9fの配置によってマイクロレンズ12a〜12fの配置が定まっており、さらに導光ブロック16やカバー部材20の厚みが決まっている場合には、マイクロレンズ12aの曲げ角度が適当な角度になるようにマイクロレンズ12aを設計するとよい。   Further, when the arrangement of the microlenses 12a to 12f is determined by the arrangement of the optical fibers 9a to 9f and the thickness of the light guide block 16 and the cover member 20 is determined, the bending angle of the microlens 12a is appropriate. The microlens 12a may be designed to have an angle.

なお、光ファイバアレイ11とマイクロレンズアレイ14のアライメントは、光ファイバアレイ11とマイクロレンズアレイ14との間に未硬化の接着剤を塗布した後、接着剤未硬化の状態で、各光ファイバ9a、9b、9c、9d、9e、9fに光を照射して各マイクロレンズ12a、12b、12c、12d、12e、12fを透過した光の強度を測定しながら位置調整をし、最適な位置で接着剤を硬化させるとよい。   The alignment of the optical fiber array 11 and the microlens array 14 is performed by applying an uncured adhesive between the optical fiber array 11 and the microlens array 14 and then in an uncured state of the optical fiber 9a. , 9b, 9c, 9d, 9e, and 9f are irradiated, and the position is adjusted while measuring the intensity of the light transmitted through each of the micro lenses 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f, and bonding is performed at the optimum position. The agent should be cured.

次に、フィルタ層17について説明する。図8は、フィルタ17a〜17d、ダミーフィルム18a、18b及びARコート層21の透過波長特性を示す図であって、横軸が波長、縦軸が光の透過率を示している。フィルタ17a、17b、17c、17dは、図8に実線で示すように、それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4を中心とする波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。また、ダミーフィルム(スペーサー)18a、18b及びARコート層21は、例えば薄膜ガラス、石英、透明な樹脂フィルムなどを利用する部材であって、図8に破線で示すように、すべての波長域の光を透過する。   Next, the filter layer 17 will be described. FIG. 8 is a diagram showing the transmission wavelength characteristics of the filters 17a to 17d, the dummy films 18a and 18b, and the AR coating layer 21, where the horizontal axis indicates the wavelength and the vertical axis indicates the light transmittance. Filters 17a, 17b, 17c, and 17d transmit light in the wavelength ranges centered on wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4, respectively, and reflect light in other wavelength ranges, as indicated by solid lines in FIG. It is a dielectric multilayer film. The dummy films (spacers) 18a and 18b and the AR coating layer 21 are members using, for example, thin film glass, quartz, a transparent resin film, and the like. As shown by a broken line in FIG. Transmits light.

ここで、本発明の光合分波器8aのフィルタ層17の製造方法を図9、図10を用いて説明する。まず、図9(a)に示すガラス等の基板22の表面に、スピンコーターを用いて図9(b)に示すように透明物質で非常に薄い剥離膜13を成膜する。この剥離膜13の物質は、ポリイミドなど、透明で薄膜を形成した後に加熱や水との接触、紫外線照射など何らかの条件を与えることによって基板22から剥離し易くなるような物質であればよい。   Here, the manufacturing method of the filter layer 17 of the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a very thin release film 13 is formed of a transparent material on the surface of a substrate 22 such as glass shown in FIG. 9A using a spin coater as shown in FIG. 9B. The material of the release film 13 may be any material such as polyimide that can be easily peeled off from the substrate 22 by applying a certain condition such as heating, contact with water, and ultraviolet irradiation after forming a transparent thin film.

剥離膜13の表面には、図9(c)に示すように、各基板22毎に各特性のフィルタ薄膜(誘電体多層膜)27を形成する。このように基板22上に剥離膜13とフィルタ薄膜27とを形成したものを、必要なフィルタ17a〜17dの種類分用意する。また、剥離膜13とフィルタ薄膜27との合計厚みと同じ厚みで、ダミーフィルム18a、18bを、透明な薄板ガラス、石英、透明樹脂フィルムなどによって形成しておく。   On the surface of the release film 13, a filter thin film (dielectric multilayer film) 27 having each characteristic is formed for each substrate 22, as shown in FIG. Thus, what formed the peeling film 13 and the filter thin film 27 on the board | substrate 22 is prepared for the kind of required filters 17a-17d. Further, the dummy films 18a and 18b are formed of transparent thin glass, quartz, transparent resin film or the like with the same thickness as the total thickness of the release film 13 and the filter thin film 27.

次に、図9(d)に示すように、基板22上のフィルタ薄膜27および剥離膜13を光合分波器8aで使用するフィルタ17a、17b、17c、17dの幅に切断する。ここでは、フィルタ薄膜27と剥離膜13が切断されるとよいので、基板22を完全に切断してしまう必要はない。フィルタ薄膜27と剥離膜13を切断したら、加熱や水との接触、紫外線照射等を行って、図9(e)に示すように剥離膜13を基板22から剥離する。   Next, as shown in FIG. 9D, the filter thin film 27 and the peeling film 13 on the substrate 22 are cut into the widths of the filters 17a, 17b, 17c, and 17d used in the optical multiplexer / demultiplexer 8a. Here, since the filter thin film 27 and the release film 13 are preferably cut, it is not necessary to cut the substrate 22 completely. After the filter thin film 27 and the release film 13 are cut, the release film 13 is released from the substrate 22 as shown in FIG.

次に、導光ブロック16の親基板の表面に透明な接着剤を塗布しておき、裏面に剥離膜13を備えたフィルタ17a、17b、17c、17dとダミーフィルム18a、18bを図10(f)に示す順番で一枚ずつ並べ、導光ブロック16の親基板の表面に接着する。この場合、平面板で上面から押圧してフィルタ層17を導光ブロック16の親基板に密着させるようにするとよい。また、平坦な台の上にフィルタ17a〜17dとダミーフィルム18a、18bとを裏向けに並べた上から、表面に透明な接着剤を塗布した導光ブロック16の親基板を押し付けるようにしてフィルタ層17と導光ブロック16とを接着してもよい。この後、導光ブロック16の親基板の裏面には、金属薄膜を形成されたシートを貼付するか金属材料を蒸着してミラー層19を形成するとよい。また、導光ブロック16の親基板の裏面に事前にミラー層19を形成しておいてから、フィルタ17a〜17dとダミーフィルム18a、18bを表面に接着してもよい。   Next, a transparent adhesive is applied to the surface of the parent substrate of the light guide block 16, and the filters 17a, 17b, 17c, and 17d and the dummy films 18a and 18b having the release film 13 on the back surface are shown in FIG. ) Are arranged one by one in the order shown in FIG. 2 and are bonded to the surface of the parent substrate of the light guide block 16. In this case, the filter layer 17 may be brought into close contact with the parent substrate of the light guide block 16 by pressing from above with a flat plate. Further, the filters 17a to 17d and the dummy films 18a and 18b are arranged on the flat table so that the parent substrate of the light guide block 16 coated with a transparent adhesive is pressed on the surface. The layer 17 and the light guide block 16 may be bonded. Thereafter, a mirror layer 19 is preferably formed on the back surface of the parent substrate of the light guide block 16 by sticking a sheet on which a metal thin film is formed or vapor-depositing a metal material. Further, after the mirror layer 19 is formed in advance on the back surface of the parent substrate of the light guide block 16, the filters 17a to 17d and the dummy films 18a and 18b may be bonded to the surface.

次に、表面と裏面にフィルタ層17とミラー層19を形成した導光ブロック16の親基板を、図11に破線で示す部分で切断して図10(g)に示すように個々の導光ブロック16の形状に切断すれば、フィルタ層17及びミラー層19が形成された導光ブロック16を効率よく大量生産することができる。ついで、導光ブロック16の表面のフィルタ層17の上にARコート層21を形成したカバー部材20を接合させる。   Next, the parent substrate of the light guide block 16 in which the filter layer 17 and the mirror layer 19 are formed on the front surface and the back surface is cut at a portion indicated by a broken line in FIG. 11 and individual light guides are obtained as shown in FIG. If it cuts into the shape of the block 16, the light guide block 16 in which the filter layer 17 and the mirror layer 19 were formed can be mass-produced efficiently. Next, the cover member 20 in which the AR coating layer 21 is formed on the filter layer 17 on the surface of the light guide block 16 is joined.

また、親基板上のフィルタ層17と、表面にARコート層21を形成したカバー部材20の親基板を透明な接着剤で接着し、その後、図11に示す切断を行えば、さらに効率よく光合分波器8aを製造することができる。また、このように切断前にフィルタ層17をカバー部材20で覆っておけば、切断時にフィルタ層17が汚れたり傷つかず、歩留まりを低下させることができる。   Further, the filter layer 17 on the parent substrate and the parent substrate of the cover member 20 having the AR coating layer 21 formed on the surface thereof are bonded with a transparent adhesive, and then the cutting shown in FIG. The duplexer 8a can be manufactured. If the filter layer 17 is covered with the cover member 20 before cutting in this way, the filter layer 17 is not soiled or damaged during cutting, and the yield can be reduced.

また、フィルタ層17は図12、図13を用いて説明する以下の方法で作製してもよい。まず、図12(a)に示す基板22の表面に、スピンコーターを用いて図12(b)に示すように剥離膜23を形成する。この剥離膜23は、例えばポリイミドなど加熱や水との接触、紫外線照射等によって性質が変化し、基板22やフィルタ薄膜27から剥がれ易くなるような物質であればよい。   Moreover, you may produce the filter layer 17 with the following method demonstrated using FIG. 12, FIG. First, a release film 23 is formed on the surface of the substrate 22 shown in FIG. 12A using a spin coater as shown in FIG. 12B. The release film 23 may be a substance that changes its properties by heating, contact with water, ultraviolet irradiation, or the like, such as polyimide, and is easily peeled off from the substrate 22 or the filter thin film 27.

剥離膜23の表面には、図12(c)に示すように、各基板22毎に各特性の誘電体多層膜からなるフィルタ薄膜27を成膜する。このようにフィルタ薄膜27を成膜したものを、必要なフィルタの種類だけ用意する。フィルタ薄膜27の表面には、図12(d)に示すようにさらに剥離膜13を成膜する。   On the surface of the release film 23, as shown in FIG. 12C, a filter thin film 27 made of a dielectric multilayer film having each characteristic is formed for each substrate 22. Only the necessary filter types are prepared with the filter thin film 27 thus formed. A release film 13 is further formed on the surface of the filter thin film 27 as shown in FIG.

次に、図13(e)に示すように、上の剥離膜13の表面にダイシングテープ24を接着し、図13(f)に示すように、加熱や紫外線照射等によって基板22側の剥離膜23をフィルタ薄膜27から剥離する。このとき、下の剥離膜23をフィルタ薄膜27に接着させたまま基板22のみを剥離するようにしてもよい。その場合には、フィルタ薄膜27を両面から剥離膜13、23で覆うことになるため、フィルタ薄膜27が傷つきにくくなり、取り扱い易くなる。   Next, as shown in FIG. 13 (e), a dicing tape 24 is adhered to the surface of the upper release film 13, and as shown in FIG. 13 (f), the release film on the substrate 22 side by heating, ultraviolet irradiation or the like. 23 is peeled from the filter thin film 27. At this time, only the substrate 22 may be peeled while the lower peeling film 23 is adhered to the filter thin film 27. In that case, since the filter thin film 27 is covered with the peeling films 13 and 23 from both sides, the filter thin film 27 is hardly damaged and is easy to handle.

次に、ダイシングテープ24のフィルタ薄膜27が形成されている面を上に向け、図13(g)に示すようにフィルタ17a、17b、17c、17dの幅に切断する。その後、紫外線を照射するなどしてダイシングテープ24を剥離膜13から剥がし、各フィルタ17a〜17dを導光ブロック16上に並べ、剥離膜13を透明な接着剤によって導光ブロック16に接着する。また、剥離膜13とフィルタ薄膜27を合わせた厚みと同じ厚みに成膜したダミーフィルム18a、18bも、導光ブロック16の表面に透明な接着剤で接着する。この後、先に説明した製造工程と同様、個々のフィルタ層17を形成するような切断を行えばよい。   Next, the surface of the dicing tape 24 on which the filter thin film 27 is formed is faced up and cut into the widths of the filters 17a, 17b, 17c, and 17d as shown in FIG. Thereafter, the dicing tape 24 is peeled off from the release film 13 by irradiating ultraviolet rays, the filters 17a to 17d are arranged on the light guide block 16, and the release film 13 is adhered to the light guide block 16 with a transparent adhesive. The dummy films 18 a and 18 b formed to the same thickness as the combined thickness of the release film 13 and the filter thin film 27 are also bonded to the surface of the light guide block 16 with a transparent adhesive. Thereafter, similar to the manufacturing process described above, cutting may be performed so as to form individual filter layers 17.

次に、本発明の光合分波器8aでの光の分波について説明する。図14は図3の一部破断した拡大断面図であって、本発明の光合分波器8aの分波の様子を説明する図である。波長λ1、λ2、λ3、λ4を多重化した光が光ファイバ9aから出射すると、光ファイバ9aからマイクロレンズ12aに入射した光は、上述のように、マイクロレンズ12aによって光軸方向を曲げられて平行光となり、ARコート層21、カバー部材20を透過してフィルタ層17のダミーフィルム18aが配置されている部分に入射する。   Next, demultiplexing of light in the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention will be described. FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view partially cut away from FIG. 3, and is a diagram for explaining the state of demultiplexing by the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention. When light multiplexed with wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 is emitted from the optical fiber 9a, the light incident on the microlens 12a from the optical fiber 9a is bent in the optical axis direction by the microlens 12a as described above. It becomes parallel light, passes through the AR coating layer 21 and the cover member 20, and enters the portion of the filter layer 17 where the dummy film 18 a is disposed.

ダミーフィルム18aを透過した光は、さらに導光ブロック16を透過してミラー層19の表面で反射し、再び導光ブロック16を透過して、フィルタ層17に到達する。フィルタ層17のこの位置には、フィルタ17aを配置しているので、波長λ1の光はフィルタ17aを透過してマイクロレンズ12cに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ9cに結合される。従って、光ファイバ9cの光出射端からは波長λ1の光のみを取り出すことができる。   The light transmitted through the dummy film 18 a is further transmitted through the light guide block 16, reflected by the surface of the mirror layer 19, transmitted through the light guide block 16 again, and reaches the filter layer 17. Since the filter 17a is disposed at this position of the filter layer 17, the light of wavelength λ1 passes through the filter 17a and enters the microlens 12c, and the optical axis direction is bent and coupled to the optical fiber 9c. . Therefore, only the light of wavelength λ1 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9c.

一方、フィルタ17aで反射された光(波長λ2、λ3、λ4)は、ミラー層19の表面で再度反射して、フィルタ層17に入射する。フィルタ層17のこの位置にはフィルタ17bを配置しているので、フィルタ17bを透過した波長λ2の光はマイクロレンズ12dに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ9dに結合される。従って、光ファイバ9dの光出射端からは波長λ2の光を取り出すことができる。   On the other hand, the light (wavelengths λ 2, λ 3, λ 4) reflected by the filter 17 a is reflected again by the surface of the mirror layer 19 and enters the filter layer 17. Since the filter 17b is disposed at this position of the filter layer 17, the light of wavelength λ2 transmitted through the filter 17b is incident on the microlens 12d, and the optical axis direction is bent and coupled to the optical fiber 9d. Therefore, the light of wavelength λ2 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9d.

同様に、フィルタ17bで反射された光(波長λ3、λ4)は、さらにミラー層19の表面で反射して、フィルタ層17に入射する。フィルタ層17のこの位置にはフィルタ17cを配置しているので、フィルタ17cを透過した波長λ3の光はマイクロレンズ12eに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ9eに結合される。従って、光ファイバ9eの光出射端からは波長λ3の光を取り出すことができる。   Similarly, the light (wavelengths λ 3 and λ 4) reflected by the filter 17 b is further reflected by the surface of the mirror layer 19 and enters the filter layer 17. Since the filter 17c is disposed at this position of the filter layer 17, the light of wavelength λ3 transmitted through the filter 17c is incident on the microlens 12e, bent in the optical axis direction, and coupled to the optical fiber 9e. Accordingly, light having a wavelength λ3 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9e.

同様に、フィルタ17cで反射された光(波長λ4)は、さらにミラー層19の表面で反射して、フィルタ層17に入射する。フィルタ層17のこの位置には、フィルタ17dを配置しているので、フィルタ17dを透過した波長λ4の光はマイクロレンズ12fに入射し、光軸方向を曲げられて光ファイバ9fに結合される。従って、光ファイバ9fの光出射端からは波長λ4の光を取り出すことができる。   Similarly, the light (wavelength λ 4) reflected by the filter 17 c is further reflected by the surface of the mirror layer 19 and enters the filter layer 17. Since the filter 17d is disposed at this position of the filter layer 17, the light of wavelength λ4 transmitted through the filter 17d is incident on the microlens 12f, and the optical axis direction is bent and coupled to the optical fiber 9f. Therefore, the light of wavelength λ4 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9f.

このように本発明の光合分波器8aは、多重化された光を分波することができる。また逆に、光ファイバ9c〜9fを伝搬してきた波長λ1〜λ4の光を多重化させて光ファイバ9aから取り出すようにすれば、合波器として利用することができる。   Thus, the optical multiplexer / demultiplexer 8a according to the present invention can demultiplex the multiplexed light. Conversely, if the light of the wavelengths λ1 to λ4 propagating through the optical fibers 9c to 9f is multiplexed and extracted from the optical fiber 9a, it can be used as a multiplexer.

図15は本発明の光合分波器8aの合波動作を表している。波長λ1、λ2、λ3、λ4の光が、それぞれ光ファイバ9c、9d、9e、9fを伝搬し、光ファイバ9c、9d、9e、9fの端面から出射されているとする。このとき、光ファイバ9fから出射された波長λ4の光は、マイクロレンズ12fを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材20、フィルタ17d及び導光ブロック16を透過してミラー層19で反射される。ミラー層19で反射された波長λ4の光はフィルタ17cに入射し、フィルタ17cで反射される。   FIG. 15 shows the multiplexing operation of the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention. It is assumed that light of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 propagates through the optical fibers 9c, 9d, 9e, and 9f and is emitted from the end faces of the optical fibers 9c, 9d, 9e, and 9f, respectively. At this time, the light of wavelength λ4 emitted from the optical fiber 9f is converted into parallel light by passing through the microlens 12f and bent along the optical axis direction, and transmitted through the cover member 20, the filter 17d, and the light guide block 16. Then, it is reflected by the mirror layer 19. The light of wavelength λ4 reflected by the mirror layer 19 enters the filter 17c and is reflected by the filter 17c.

一方、光ファイバ9eから出射された波長λ3の光は、マイクロレンズ12eを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材20及びフィルタ17cを透過する。こうしてフィルタ17cで反射された波長λ4の光と、フィルタ17cを透過した波長λ3の光は導光ブロック16内を同じ方向に進んでミラー層19で反射される。ミラー層19で反射された波長λ3及びλ4の光はフィルタ17bに入射し、フィルタ17bで反射される。   On the other hand, the light of wavelength λ3 emitted from the optical fiber 9e is converted into parallel light by passing through the microlens 12e, the optical axis direction is bent, and the light passes through the cover member 20 and the filter 17c. Thus, the light of wavelength λ 4 reflected by the filter 17 c and the light of wavelength λ 3 transmitted through the filter 17 c travel in the same direction in the light guide block 16 and are reflected by the mirror layer 19. The light having the wavelengths λ3 and λ4 reflected by the mirror layer 19 enters the filter 17b and is reflected by the filter 17b.

また、光ファイバ9dから出射された波長λ2の光は、マイクロレンズ12dを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材20及びフィルタ17bを透過する。こうしてフィルタ17bで反射された波長λ3及びλ4の光と、フィルタ17bを透過した波長λ2の光は導光ブロック16内を同じ方向に進んでミラー層19で反射される。ミラー層19で反射された波長λ2、λ3及びλ4の光はフィルタ17aに入射し、フィルタ17aで反射される。   The light of wavelength λ2 emitted from the optical fiber 9d is converted into parallel light by passing through the microlens 12d and bent in the optical axis direction, and passes through the cover member 20 and the filter 17b. Thus, the light of the wavelengths λ3 and λ4 reflected by the filter 17b and the light of the wavelength λ2 transmitted through the filter 17b travel in the same direction in the light guide block 16 and are reflected by the mirror layer 19. Light of wavelengths λ2, λ3, and λ4 reflected by the mirror layer 19 enters the filter 17a and is reflected by the filter 17a.

また、光ファイバ9cから出射された波長λ1の光は、マイクロレンズ12cを通過することによって平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、カバー部材20及びフィルタ17aを透過する。こうしてフィルタ17aで反射された波長λ2、λ3及びλ4の光と、フィルタ17aを透過した波長λ1の光は導光ブロック16内を同じ方向に進んでミラー層19で反射される。ミラー層19で反射された波長λ1、λ2、λ3及びλ4の光は、導光ブロック16、ダミーフィルム18a及びカバー部材20を透過してマイクロレンズ12aに入射する。   The light having the wavelength λ1 emitted from the optical fiber 9c is converted into parallel light by passing through the microlens 12c, and the direction of the optical axis is bent, and passes through the cover member 20 and the filter 17a. Thus, the light of the wavelengths λ2, λ3 and λ4 reflected by the filter 17a and the light of the wavelength λ1 transmitted through the filter 17a travel in the same direction in the light guide block 16 and are reflected by the mirror layer 19. Light having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 reflected by the mirror layer 19 passes through the light guide block 16, the dummy film 18a, and the cover member 20, and enters the microlens 12a.

マイクロレンズ12aに入射した波長λ1、λ2、λ3及びλ4の平行光は、マイクロレンズ12aによって光軸方向を光ファイバ9aの光軸方向と平行に曲げられると共に集光され、光ファイバ9aに結合されて光ファイバ9a内を伝搬する。このようにして、本発明の光合分波器8aは、各波長の光を合波して多重化させることもできる。   The parallel lights having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 incident on the microlens 12a are converged and condensed by the microlens 12a so that the optical axis direction is parallel to the optical axis direction of the optical fiber 9a and coupled to the optical fiber 9a. And propagates in the optical fiber 9a. In this way, the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention can multiplex and multiplex the light of each wavelength.

なお、上記説明では、各フィルタ17b、17c、17dを透過した光がそれぞれマイクロレンズ12d、12e、12fに入射するとしたが、そのためには、光軸方向を曲げられた光の偏向角に応じて、隣り合うマイクロレンズ12c、12d、12e、12fの間隔とレンズ位置におけるミラー層19で反射された光の間隔d2とが一致するように、導光ブロック16の厚みw2を調整すればよい。   In the above description, the light transmitted through the filters 17b, 17c, and 17d is incident on the microlenses 12d, 12e, and 12f, respectively. For this purpose, depending on the deflection angle of the light whose optical axis direction is bent. The thickness w2 of the light guide block 16 may be adjusted so that the distance between the adjacent microlenses 12c, 12d, 12e, and 12f matches the distance d2 of the light reflected by the mirror layer 19 at the lens position.

また、この場合、マイクロレンズ12aとマイクロレンズ12cとの間隔d1は、カバー部材20の厚みw1によって調整することができる。このように、本発明の光合分波器8aにおいては、カバー部材20に十分な厚みがあり、厚みを調整することによって正確に光路を設計することができるので、光のロスが少ない光合分波器8aにすることができる。また、導光ブロック16の厚みw2とカバー部材20の厚みw1が同じ厚みであるときに、マイクロレンズ12aとマイクロレンズ12cの間隔d1がミラー層19での反射の間隔d2の2倍になるようマイクロレンズアレイ14を設計しておけば、光ファイバアレイ11の光ファイバ9a、9b、9c、9d、9e、9fのそれぞれの間隔が等間隔となり、また導光ブロック16とカバー部材20を同一資材で形成することができ、資材調達や加工にかかるコストを低減させることができる。   In this case, the distance d1 between the microlens 12a and the microlens 12c can be adjusted by the thickness w1 of the cover member 20. As described above, in the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention, the cover member 20 has a sufficient thickness, and the optical path can be accurately designed by adjusting the thickness. The container 8a can be used. In addition, when the thickness w2 of the light guide block 16 and the thickness w1 of the cover member 20 are the same, the distance d1 between the microlens 12a and the microlens 12c is twice the reflection distance d2 at the mirror layer 19. If the microlens array 14 is designed, the optical fibers 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, and 9f of the optical fiber array 11 are equally spaced, and the light guide block 16 and the cover member 20 are made of the same material. The cost for material procurement and processing can be reduced.

なお、マイクロレンズ12aを透過した光のミラー層19への入射角度が10°以下の適当な角度になるようにマイクロレンズ12aを設計するとよいことを前述したが、その理由は以下の通りである。ミラー層19の入射角度は、そのままフィルタ層17への入射角度となるが、この角度が大きすぎると、P偏光とS偏光の入射角による透過率の違い(波長依存性損失)が大きくなって、フィルタ17aを透過した波長λ1の光と透過前の波長λ1の光の性質が変わることになってしまう。つまり光の再現性が悪い。したがって、ミラー層19への入射角度は大き過ぎてはならないが、逆にミラー層19への入射角度が小さすぎると、導光ブロック16とカバー部材20の厚みを厚くして光路長を長くしなければ、マイクロレンズ12cに光を入射させられなくなり、光合分波器8aが大型化し、光の減衰も大きくなる。これらを考慮した計算及び実験結果より、ミラー層19への入射角は10°以下の最適な角度にすることが望ましい。   As described above, the microlens 12a may be designed so that the incident angle of the light transmitted through the microlens 12a to the mirror layer 19 is an appropriate angle of 10 ° or less. The reason is as follows. . The incident angle of the mirror layer 19 is the incident angle to the filter layer 17 as it is, but if this angle is too large, the difference in transmittance (wavelength-dependent loss) due to the incident angles of P-polarized light and S-polarized light becomes large. Therefore, the properties of the light having the wavelength λ1 transmitted through the filter 17a and the light having the wavelength λ1 before transmission are changed. In other words, the reproducibility of light is poor. Therefore, the angle of incidence on the mirror layer 19 should not be too large, but conversely if the angle of incidence on the mirror layer 19 is too small, the thickness of the light guide block 16 and the cover member 20 is increased to increase the optical path length. Otherwise, light cannot enter the microlens 12c, the optical multiplexer / demultiplexer 8a becomes larger, and the attenuation of light increases. From the calculation and experimental results taking these into consideration, it is desirable that the incident angle to the mirror layer 19 is an optimum angle of 10 ° or less.

本発明の光合分波器8aは、図16の概略断面図で示すようにケーシング32に納め、入り口を接着剤33で封止して使用するとよい。   The optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention may be used by being housed in a casing 32 and sealed at the entrance with an adhesive 33 as shown in the schematic cross-sectional view of FIG.

本発明の光合分波器8aは、マイクロレンズアレイ14を備えており、マイクロレンズ12a〜12fによって光の光軸方向を曲げることができる。したがって、多重化した光を伝搬する光ファイバ9aと分波後の各波長の光を伝搬する光ファイバ9c〜9fとを平行に並べてなる光ファイバアレイ11の光出射端面とフィルタ層17やミラー層19とを互いに平行に配置することができ、分波の数を増やしても小型の光合分波器8aにすることができる。   The optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention includes a microlens array 14, and can bend the optical axis direction of light by the microlenses 12a to 12f. Accordingly, the light emitting end face of the optical fiber array 11 in which the optical fiber 9a that propagates the multiplexed light and the optical fibers 9c to 9f that propagate the light of each wavelength after demultiplexing are arranged in parallel, the filter layer 17 and the mirror layer. 19 can be arranged in parallel to each other, and even if the number of demultiplexing is increased, a small optical multiplexer / demultiplexer 8a can be obtained.

また、本発明の光合分波器8aにあっては、カバー部材20と導光ブロック16の厚みを調整することによって、分波した光が正確にマイクロレンズ12c〜12fに入射するように設計することができる。   The optical multiplexer / demultiplexer 8a of the present invention is designed so that the demultiplexed light is accurately incident on the microlenses 12c to 12f by adjusting the thicknesses of the cover member 20 and the light guide block 16. be able to.

(第2の実施形態)
図17は、本発明の第2の実施形態による光合分波器8bの一部破断した概略断面図であって、第1の実施形態で説明した図14に相当する図である。フィルタ17a、17b、17c、17d、17eはそれぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を透過する誘電体多層膜である。フィルタ層17は、フィルタ17a〜17eと剥離膜13及びダミーフィルム(スペーサー)18a、18bで構成されている。フィルタ層17は第1の実施形態で説明した製造工程によって製造することができる。図17に示す光合分波器8bのうち、第1の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 17 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of the optical multiplexer / demultiplexer 8b according to the second embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 14 described in the first embodiment. The filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are dielectric multilayer films that transmit light of wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5, respectively. The filter layer 17 includes filters 17a to 17e, a release film 13, and dummy films (spacers) 18a and 18b. The filter layer 17 can be manufactured by the manufacturing process described in the first embodiment. In the optical multiplexer / demultiplexer 8b shown in FIG. 17, the description of the same components as those described in the first embodiment is omitted.

本実施形態の光合分波器8bは、フィルタ層17の表面を透明で非常に薄いガラス等のフィルム20aで覆ってフィルタ17a〜17eを湿気等から保護している。フィルム20aの表面にはARコート層21が形成されている。   In the optical multiplexer / demultiplexer 8b of the present embodiment, the surface of the filter layer 17 is covered with a transparent and very thin film 20a such as glass to protect the filters 17a to 17e from moisture and the like. An AR coat layer 21 is formed on the surface of the film 20a.

各フィルタ17a〜17eは、ミラー層19で反射した光が対応するマイクロレンズ12b〜12fに入射するときのその光路上に配置していなければならないため、第1の実施形態で示したようにフィルタ層17の上のカバー部材20の厚みが厚ければ、導光ブロック16の厚みと、ミラー層19への光の入射角から各フィルタ17a〜17eの配置設計をする必要がある。   Each of the filters 17a to 17e must be disposed on the optical path when the light reflected by the mirror layer 19 enters the corresponding microlenses 12b to 12f. Therefore, as shown in the first embodiment If the thickness of the cover member 20 on the layer 17 is large, it is necessary to design the arrangement of the filters 17a to 17e from the thickness of the light guide block 16 and the incident angle of light to the mirror layer 19.

しかしながら、本実施形態のように非常に薄いフィルム20aでフィルタ層17を覆っていれば、第1の実施形態の光合分波器8aよりもフィルタ17a〜17eとマイクロレンズ12b〜12eとを近接させることができる。したがって、マイクロレンズ12aと対面する位置にダミーフィルム18aを形成し、マイクロレンズ12b、12c、12d、12e、12fと対面する位置にフィルタ17a、17b、17c、17d、17eを形成するというように、マイクロレンズ12b〜12fと同じ位置にフィルタ17a〜17eを配置しても、ミラー層19で反射した光を各フィルタ17a〜17eに入射させることができる。このように、本実施形態では、第1の実施形態で示した光合分波器8aのようにフィルタ層17の配置設計が煩雑ではない。   However, if the filter layer 17 is covered with a very thin film 20a as in the present embodiment, the filters 17a to 17e and the microlenses 12b to 12e are brought closer to each other than the optical multiplexer / demultiplexer 8a of the first embodiment. be able to. Therefore, the dummy film 18a is formed at a position facing the microlens 12a, and the filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are formed at positions facing the microlenses 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f. Even if the filters 17a to 17e are arranged at the same positions as the microlenses 12b to 12f, the light reflected by the mirror layer 19 can be made incident on the filters 17a to 17e. Thus, in the present embodiment, the layout design of the filter layer 17 is not complicated like the optical multiplexer / demultiplexer 8a shown in the first embodiment.

また、図18に示すように、フィルタ17a〜17eの表面はフィルム20aやARコート層21で必ずしも覆わなくてもよい。ただし、フィルタ層17の表面が平坦になるように、フィルム20aとARコート層21を合わせた厚みは剥離膜13とフィルタ17a〜17eを合わせた厚みと同じ厚みにしなければならない。   Further, as shown in FIG. 18, the surfaces of the filters 17 a to 17 e may not necessarily be covered with the film 20 a or the AR coating layer 21. However, the total thickness of the film 20a and the AR coating layer 21 must be the same as the total thickness of the release film 13 and the filters 17a to 17e so that the surface of the filter layer 17 becomes flat.

(第3の実施形態)
図19は、本発明の第3の実施形態による光合分波器8cの一部破断した概略断面図であって、第1の実施形態で説明した図14に相当する図である。図19に示す光合分波器8cのうち、第1の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。フィルタ層17は、フィルタ17a〜17eと剥離膜13及びダミーフィルム18aで構成されている。フィルタ層17は第1の実施形態で説明した製造方法で製造することができる。フィルタ17a、17b、17c、17d、17eはそれぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を透過する誘電体多層膜である。マイクロレンズアレイ14の高さ調整のため、導光ブロック16とマイクロレンズアレイ14の間にはスペーサーブロック31a、31bを挟んでいる。
(Third embodiment)
FIG. 19 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of the optical multiplexer / demultiplexer 8c according to the third embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 14 described in the first embodiment. In the optical multiplexer / demultiplexer 8c shown in FIG. 19, the description of the same components as those described in the first embodiment is omitted. The filter layer 17 includes filters 17a to 17e, a release film 13, and a dummy film 18a. The filter layer 17 can be manufactured by the manufacturing method described in the first embodiment. The filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are dielectric multilayer films that transmit light of wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5, respectively. In order to adjust the height of the microlens array 14, spacer blocks 31 a and 31 b are sandwiched between the light guide block 16 and the microlens array 14.

本実施形態の光合分波器8cでは、ガラス板などの透明な板28に透明な接着剤を塗布し、その上にフィルタ層17を形成している。フィルタ層17上にはさらに表面にARコート層21を備えたフィルム20aが透明な接着剤で接着されている。このようにフィルタ層17等が表面に形成された透明な板28と、スペーサーブロック31a、31bとを導光ブロック16の表面に接着し、さらにマイクロレンズアレイ14等を接着すれば光合分波器8cが完成する。   In the optical multiplexer / demultiplexer 8c of this embodiment, a transparent adhesive is applied to a transparent plate 28 such as a glass plate, and the filter layer 17 is formed thereon. On the filter layer 17, a film 20a having an AR coating layer 21 on the surface is further adhered with a transparent adhesive. If the transparent plate 28 with the filter layer 17 and the like formed on the surface and the spacer blocks 31a and 31b are bonded to the surface of the light guide block 16, and the microlens array 14 and the like are further bonded, the optical multiplexer / demultiplexer 8c is completed.

(第4の実施形態)
図20は、本発明の第4の実施形態による光合分波器8dの一部破断した概略断面図であって、第1の実施形態で説明した図14に相当する図である。本光合分波器8dにおいて、第1の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。本実施形態の光合分波器8dのフィルタ層17は、フィルタ17a、17b、17c、17d、17e又はARコート層21がガラス等の透明ブロックの表面に形成されてなるフィルタブロック29a、29b、29c、29d、29e、29f、29gから構成されている。フィルタ17a、17b、17c、17d、17eは、それぞれλ1、λ2、λ3、λ4、λ5の波長域の光を透過し、それ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。
(Fourth embodiment)
FIG. 20 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of an optical multiplexer / demultiplexer 8d according to the fourth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 14 described in the first embodiment. In this optical multiplexer / demultiplexer 8d, the description of the same components as those described in the first embodiment is omitted. The filter layer 17 of the optical multiplexer / demultiplexer 8d of the present embodiment includes filter blocks 29a, 29b, and 29c in which the filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e or the AR coating layer 21 are formed on the surface of a transparent block such as glass. , 29d, 29e, 29f, and 29g. The filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are dielectric multilayer films that transmit light in the wavelength ranges of λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5, respectively, and reflect light in other wavelength ranges.

次に本実施形態のフィルタ層17の製造方法を図21を用いて説明する。まず、図21(a)に示すように、ガラスなどの透明な基板22の表面に各フィルタ特性のフィルタ薄膜27を形成する。フィルタ薄膜27を表面に形成した基板22は、フィルタ17a、17b、17c、17d、17eの種類だけ用意する。また、フィルタ薄膜27と同じ厚みのARコート層21を基板22の上に形成したものも用意する。   Next, the manufacturing method of the filter layer 17 of this embodiment is demonstrated using FIG. First, as shown in FIG. 21A, a filter thin film 27 having filter characteristics is formed on the surface of a transparent substrate 22 such as glass. The substrate 22 on which the filter thin film 27 is formed is prepared for the types of the filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e. Also prepared is an AR coating layer 21 having the same thickness as the filter thin film 27 formed on the substrate 22.

次に、図21(b)に示すように、基板22の裏面を研磨して基板22の厚みをできるだけ薄くし、図21(c)に示すように光合分波器8dで使用するフィルタ17a、17b、17c、17d、17eやARコート層21の幅に切断する。フィルタ17a〜17e又はARコート層21が表面に形成された基板22を矩形状に切断したものは、フィルタブロック29a〜29gとなる。   Next, as shown in FIG. 21 (b), the back surface of the substrate 22 is polished to reduce the thickness of the substrate 22 as much as possible. As shown in FIG. 21 (c), the filter 17a used in the optical multiplexer / demultiplexer 8d, 17b, 17c, 17d, 17e and the width of the AR coating layer 21 are cut. Filter blocks 29a to 29g are obtained by cutting the substrate 22 on which the filters 17a to 17e or the AR coating layer 21 are formed into a rectangular shape.

次に、フィルタ17a〜17e付きのフィルタブロック29a〜29e及びARコート21付きのフィルタブロック29f、29gを、図21(d)に示すように順に並べて側面を貼り合わせ、裏面が平坦になるよう研磨すれば、図21(e)に示すようなフィルタ層17が完成する。このフィルタ層17は、透明な接着剤で導光ブロック16の上面に貼り合わせる。   Next, filter blocks 29a to 29e with filters 17a to 17e and filter blocks 29f and 29g with AR coat 21 are arranged in order as shown in FIG. Then, the filter layer 17 as shown in FIG. 21E is completed. The filter layer 17 is bonded to the upper surface of the light guide block 16 with a transparent adhesive.

(第5の実施形態)
図22は、本発明の第5の実施形態による光合分波器8eの一部破断した概略断面図であって、第1の実施形態の図14及び第4の実施形態で説明した図20に相当する図である。この光合分波器8eにおいて、第1又は第4の実施形態で説明した構成と同じ構成部分の説明は省略する。フィルタ17a、17b、17c、17d、17eは、それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を透過しそれ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。フィルタ層17は、このフィルタ17a〜17e又はARコート層21がガラスなどの透明なブロックの表面に形成されてなるフィルタブロック29a〜29fで構成されている。
(Fifth embodiment)
FIG. 22 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of an optical multiplexer / demultiplexer 8e according to the fifth embodiment of the present invention, which is similar to FIG. 14 of the first embodiment and FIG. 20 described in the fourth embodiment. It is an equivalent figure. In this optical multiplexer / demultiplexer 8e, the description of the same components as those described in the first or fourth embodiment is omitted. The filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are dielectric multilayer films that transmit light having wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5 and reflect light in other wavelength regions. The filter layer 17 includes filter blocks 29a to 29f in which the filters 17a to 17e or the AR coating layer 21 are formed on the surface of a transparent block such as glass.

図22に示すように、本実施形態の光合分波器8eのフィルタ層17(フィルタブロック29a〜29f)は、マイクロレンズ12a〜12fの下方にのみ配置されている。マイクロレンズ12a〜12fとフィルタ層17の間隔を決めるスペーサーには、図22に示すようなマイクロレンズアレイ14とは完全に別体のスペーサーブロック31a、31bのみを用いてもよい。しかしながら、図23に示す光合分波器8e´のように、マイクロレンズアレイ14と一体形成されたスペーサー15a、15b、15c、15dと、このスペーサー15a〜15dに継ぎ足すことによって丁度よい高さにできるスペーサーブロック31a、31bとを用いるようにすれば、第1の実施形態で説明したマイクロレンズアレイ14をこの実施形態でも利用することができる。なお、この実施形態では、スペーサー15a及び15cとスペーサーブロック31aとが接合され、スペーサー15b及び15dとスペーサーブロック31bとが接合されている。   As shown in FIG. 22, the filter layer 17 (filter blocks 29a to 29f) of the optical multiplexer / demultiplexer 8e of this embodiment is disposed only below the microlenses 12a to 12f. As spacers that determine the distance between the microlenses 12a to 12f and the filter layer 17, only spacer blocks 31a and 31b that are completely separate from the microlens array 14 as shown in FIG. 22 may be used. However, as in the optical multiplexer / demultiplexer 8e ′ shown in FIG. 23, the spacers 15a, 15b, 15c, and 15d integrally formed with the microlens array 14 are added to the spacers 15a to 15d so that the height is just right. If the spacer blocks 31a and 31b that can be used are used, the microlens array 14 described in the first embodiment can also be used in this embodiment. In this embodiment, the spacers 15a and 15c and the spacer block 31a are joined, and the spacers 15b and 15d and the spacer block 31b are joined.

本実施形態のフィルタ層17は、第4の実施形態で図21(a)を用いて説明したフィルタ層17の製造方法で製造することができる。しかしながら、図21に示す基板22の上面に成膜されたフィルタ薄膜27には、その中心方向に向けた引っ張り応力が発生しているので、基板22の裏面を研磨したときにこの引っ張り応力によってガラス基板が反り返ったり割れてしまうことがある。この問題を解決するためには、図24(a)に示すように、基板22の表面にフィルタ薄膜27を成膜した後に、図24(b)に示すようにフィルタ薄膜27をダイシングブレードで切断しておき、その後で、図24(c)に示すように、所望する厚みになるまで基板22の裏面を研磨するとよい。このように、基板22を研磨する前にフィルタ薄膜27を分断しておけば、個々のフィルタ薄膜27aの面積が小さくなって応力が緩和されるので、研磨によって基板22が薄くなっても基板22が反り返ったり割れてしまうことがない。なお、フィルタ薄膜27aは必ずしもフィルタ17a〜17eの幅に分断しなければならないわけでなく、上記の応力が緩和される程度の、フィルタの幅を何倍かした幅で分断してもよい。   The filter layer 17 of this embodiment can be manufactured with the manufacturing method of the filter layer 17 demonstrated using Fig.21 (a) in 4th Embodiment. However, the filter thin film 27 formed on the upper surface of the substrate 22 shown in FIG. 21 has a tensile stress in the center direction. Therefore, when the back surface of the substrate 22 is polished, the tensile stress causes the glass The substrate may be warped or cracked. In order to solve this problem, as shown in FIG. 24A, after forming a filter thin film 27 on the surface of the substrate 22, the filter thin film 27 is cut with a dicing blade as shown in FIG. Then, after that, as shown in FIG. 24C, the back surface of the substrate 22 may be polished until a desired thickness is obtained. Thus, if the filter thin film 27 is divided before the substrate 22 is polished, the area of each filter thin film 27a is reduced and the stress is relieved. Therefore, even if the substrate 22 is thinned by polishing, the substrate 22 is thinned. Will not warp or crack. Note that the filter thin film 27a does not necessarily have to be divided into the widths of the filters 17a to 17e, and may be divided by a width that is several times the width of the filter so as to relieve the stress.

最後に図24(d)に示すように、光合分波器8eで使用するフィルタ17a〜17eの幅でフィルタ薄膜27a及び基板22を完全に切断する。その後の工程は、第4の実施形態で説明したものと同じである。   Finally, as shown in FIG. 24D, the filter thin film 27a and the substrate 22 are completely cut by the width of the filters 17a to 17e used in the optical multiplexer / demultiplexer 8e. Subsequent steps are the same as those described in the fourth embodiment.

(第6の実施形態)
図25は、本発明の第6の実施形態である光合分波器8fの一部破断した概略断面図であって、第1の実施形態で説明した図14に相当する図である。この光合分波器8fは、光ファイバアレイ11、下面にマイクロレンズ12a〜12fとスペーサー15a、15b、15c、15dを備えたマイクロレンズアレイ14、フィルタ層17及びミラー層19から構成されている。
(Sixth embodiment)
FIG. 25 is a partially cutaway schematic cross-sectional view of an optical multiplexer / demultiplexer 8f according to the sixth embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. 14 described in the first embodiment. The optical multiplexer / demultiplexer 8f includes an optical fiber array 11, a microlens array 14 having microlenses 12a to 12f and spacers 15a, 15b, 15c, and 15d on the lower surface, a filter layer 17, and a mirror layer 19.

フィルタ層17は、ガラスなどの透明なブロックの表面にフィルタ17a、17b、17c、17d、17e又はARコート層21若しくはダミーフィルム18bを形成したフィルタブロック29a、29b、29c、29d、29e、29f、29gで構成されている。フィルタ17a、17b、17c、17d、17eは、それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を透過しそれ以外の波長域の光を反射する誘電体多層膜である。本実施形態の光合分波器8fにおいては、第4又は第5の実施形態で説明した製造方法(図21、図24)で、フィルタ層17を製造し、このフィルタ層17の裏面にミラー層19を形成している。   The filter layer 17 is a filter block 29a, 29b, 29c, 29d, 29e, 29f in which a filter 17a, 17b, 17c, 17d, 17e or an AR coating layer 21 or a dummy film 18b is formed on the surface of a transparent block such as glass. 29g. The filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e are dielectric multilayer films that transmit light having wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5 and reflect light in other wavelength regions. In the optical multiplexer / demultiplexer 8f of this embodiment, the filter layer 17 is manufactured by the manufacturing method (FIGS. 21 and 24) described in the fourth or fifth embodiment, and a mirror layer is formed on the back surface of the filter layer 17. 19 is formed.

(第7の実施形態)
図26は、本発明の第7の実施形態による光合分波器8gの概略断面図であって、その構造と光信号を分波する様子を説明している。この光合分波器8gは、第1の実施形態で説明した光合分波器2台をミラー層19を挟んで対称に配置して一体化させたような形状になっている。
(Seventh embodiment)
FIG. 26 is a schematic cross-sectional view of an optical multiplexer / demultiplexer 8g according to the seventh embodiment of the present invention, illustrating the structure and the state of demultiplexing an optical signal. This optical multiplexer / demultiplexer 8g has a shape such that two optical multiplexers / demultiplexers described in the first embodiment are arranged symmetrically with the mirror layer 19 in between and integrated.

本実施形態の光合分波器8gは、光ファイバ9a、9b、9c、9d、9e、9fとコネクタ10でなる光ファイバアレイ11aと、下面にマイクロレンズ12a、12b、12c、12d、12e、12fとスペーサー15a、15b、15c、15dを備えたマイクロレンズアレイ14a、フィルタ層17L、導光ブロック16a、ミラー層19、導光ブロック16b、フィルタ層17M、下面にマイクロレンズ12g、12h、12i、12j、12k、12lとスペーサー15a、15b、15c、15dを備えたマイクロレンズアレイ14b、光ファイバ9g、9h、9i、9j、9k、9lとコネクタ10でなる光ファイバアレイ11bから構成されている。   The optical multiplexer / demultiplexer 8g of this embodiment includes an optical fiber array 11a composed of optical fibers 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f and a connector 10, and microlenses 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f on the lower surface. And a microlens array 14a having a spacer 15a, 15b, 15c, 15d, a filter layer 17L, a light guide block 16a, a mirror layer 19, a light guide block 16b, a filter layer 17M, and microlenses 12g, 12h, 12i, 12j on the lower surface. 12k, 12l, a microlens array 14b provided with spacers 15a, 15b, 15c, 15d, an optical fiber array 11b including optical fibers 9g, 9h, 9i, 9j, 9k, 9l and a connector 10.

フィルタ層17Lは、ARコート層(反射防止膜)21と、それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を透過するフィルタ17a、17b、17c、17d、17e、剥離膜13、ダミーフィルム(スペーサー)18bで構成されている。このうち、ARコート層21はマイクロレンズ12aに対向し、フィルタ17a〜17eはそれぞれマイクロレンズ12b〜12fに対向している。また、フィルタ層17Mは、それぞれ波長λ6、λ7、λ8、λ9、λ10の光を透過するフィルタ17f、17g、17h、17i、17jとダミーフィルム(スペーサー)18a、18bで構成されている。このうち、ダミーフィルム18aはマイクロレンズ12gに対向し、フィルタ17f〜17jはそれぞれマイクロレンズ12h〜12lに対向している。ミラー層19は、金属膜などの反射率の高い物質層で形成されていて、両面が反射面となっている。また、ミラー層19の一部に設けられた開口には、波長λ6、λ7、λ8、λ9、λ10の光を透過するフィルタ17kが設けられている。   The filter layer 17L includes an AR coating layer (antireflection film) 21, filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e that transmit light having wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5, a release film 13, and a dummy film ( Spacer) 18b. Among these, the AR coating layer 21 faces the microlens 12a, and the filters 17a to 17e face the microlenses 12b to 12f, respectively. The filter layer 17M includes filters 17f, 17g, 17h, 17i, and 17j that transmit light having wavelengths λ6, λ7, λ8, λ9, and λ10, and dummy films (spacers) 18a and 18b, respectively. Among these, the dummy film 18a faces the micro lens 12g, and the filters 17f to 17j face the micro lenses 12h to 12l, respectively. The mirror layer 19 is formed of a highly reflective material layer such as a metal film, and both surfaces are reflective surfaces. A filter 17k that transmits light of wavelengths λ6, λ7, λ8, λ9, and λ10 is provided in an opening provided in a part of the mirror layer 19.

次に、この光合分波器8gでの光の分波動作を説明する。光ファイバ9aからマイクロレンズ12aに入射した波長λ1〜λ10の光は、マイクロレンズ12aを透過することによってその光路が曲げられ、平行光となってARコート層21、導光ブロック16aを透過し、ミラー層19のフィルタ17kに入射する。   Next, the light demultiplexing operation in the optical multiplexer / demultiplexer 8g will be described. The light of wavelengths λ1 to λ10 incident on the microlens 12a from the optical fiber 9a is transmitted through the microlens 12a, the optical path thereof is bent, becomes parallel light, passes through the AR coating layer 21, and the light guide block 16a. The light enters the filter 17k of the mirror layer 19.

このフィルタ17kでは、波長λ1〜λ5の光が反射される。反射された光λ1〜λ5の光は、フィルタ層17Lとミラー層19の間で反射を繰り返しながら各フィルタ17a、17b、17c、17d、17eを順次波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光が透過して分波され、光ファイバ9b、9c、9d、9e、9fからは、それぞれ波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を取り出すことができる。   The filter 17k reflects light having wavelengths λ1 to λ5. The reflected lights λ1 to λ5 are repeatedly reflected between the filter layer 17L and the mirror layer 19 while sequentially passing through the filters 17a, 17b, 17c, 17d, and 17e with wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5. Are transmitted and demultiplexed, and light of wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5 can be extracted from the optical fibers 9b, 9c, 9d, 9e, and 9f, respectively.

また、ミラー層19のフィルタ17kを透過した波長λ6〜λ10の光は、導光ブロック16bを透過して、フィルタ層17Mに入射する。ここでも、フィルタ層17Mとミラー層19の間で反射を繰り返しながら各フィルタ17f、17g、17h、17i、17jを順次波長λ6、λ7、λ8、λ9、λ10の光が透過して分波され、光ファイバ9h、9i、9j、9k、9lからは、それぞれ波長λ6、λ7、λ8、λ9、λ10の光を取り出すことができる。   In addition, the light having the wavelengths λ6 to λ10 that has passed through the filter 17k of the mirror layer 19 passes through the light guide block 16b and enters the filter layer 17M. Here, light of wavelengths λ6, λ7, λ8, λ9, and λ10 is sequentially transmitted through the filters 17f, 17g, 17h, 17i, and 17j while being repeatedly reflected between the filter layer 17M and the mirror layer 19, and is demultiplexed. Light of wavelengths λ6, λ7, λ8, λ9, and λ10 can be extracted from the optical fibers 9h, 9i, 9j, 9k, and 9l, respectively.

本発明の光合分波器8gは、ミラー層19を共有することによって、小型で、多くの波長に分波できるようになっている。   The optical multiplexer / demultiplexer 8g of the present invention is small in size and can be demultiplexed into many wavelengths by sharing the mirror layer 19.

なお、光ファイバ9g及び12gは、無くてもよいが、この実施形態では、他の実施形態との部品の共用化を考慮して設けられている。   The optical fibers 9g and 12g may be omitted, but in this embodiment, the optical fibers 9g and 12g are provided in consideration of sharing parts with other embodiments.

(第8の実施形態)
第1〜第7の実施形態ではいずれも、マイクロレンズアレイ14のマイクロレンズ12a〜12fとして、光ファイバ9a〜9fに入出射する光の光軸方向を曲げることのできる非球面レンズの一部分からなるレンズ(すなわち、傾斜レンズ)を用いているが、このようなレンズは、その形状が軸心回りで回転対称でなく、特殊なレンズとなるので、加工や成形が困難で、コストも高くつき易い。第8の実施形態は、この点を考慮したものであって、プリズムを用いて光の光軸方向を曲げるようにしている。
(Eighth embodiment)
In any of the first to seventh embodiments, each of the microlenses 12a to 12f of the microlens array 14 includes a part of an aspheric lens that can bend the optical axis direction of light entering and exiting the optical fibers 9a to 9f. Although a lens (that is, a tilted lens) is used, such a lens is not rotationally symmetric around the axis, and becomes a special lens, so that it is difficult to process and mold, and is expensive. . The eighth embodiment takes this point into consideration, and uses a prism to bend the optical axis direction of the light.

図27は、本発明の第8の実施形態による光合分波器8hの分解斜視図、図28はその概略断面図である。この光合分波器8hにおいては、一列に束ねられた複数本の光ファイバ9a、9b、9c、9d、9e、9fの端部をコネクタ10内に挿入し、各光ファイバ9a〜9fの端部をプラスチック製のコネクタ10で平行に保持させている。光ファイバアレイ11の下面には、各光ファイバ9a〜9fの端面が一列に露出している。このコネクタ10の下面には、パネル状をしたマイクロレンズアレイ34が接着されている。マイクロレンズアレイ34の表面には、複数個のマイクロレンズ35a、35b、35c、35d、35e、35fが一列に形成されている。このマイクロレンズ35a〜35fは、レンズを透過した後の光の光軸方向(光束の断面中心を通過する光線の進む方向)がレンズに入射する前の光の光軸方向と一致するレンズ(以下、直進レンズという。)である。このような直進レンズでは、レンズの光軸上を入射してきた光線はレンズの光軸上を通るように出射される一般的なレンズであって、光軸の回りに回転対称な形状を有する球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズなどがあり、傾斜レンズに比べて、設計・製造が容易で、コストが安い。   FIG. 27 is an exploded perspective view of an optical multiplexer / demultiplexer 8h according to the eighth embodiment of the present invention, and FIG. 28 is a schematic sectional view thereof. In this optical multiplexer / demultiplexer 8h, end portions of a plurality of optical fibers 9a, 9b, 9c, 9d, 9e, 9f bundled in a row are inserted into the connector 10, and end portions of the optical fibers 9a to 9f are inserted. Are held in parallel by a plastic connector 10. On the lower surface of the optical fiber array 11, end faces of the optical fibers 9a to 9f are exposed in a row. A panel-shaped microlens array 34 is bonded to the lower surface of the connector 10. On the surface of the microlens array 34, a plurality of microlenses 35a, 35b, 35c, 35d, 35e, and 35f are formed in a line. The micro lenses 35a to 35f are lenses (hereinafter referred to as the optical axis direction of the light after passing through the lens (the traveling direction of the light beam passing through the center of the cross section of the light beam) coincident with the optical axis direction of the light before entering the lens. Is called a straight-ahead lens.) In such a straight-ahead lens, a light beam incident on the optical axis of the lens is a general lens that is emitted so as to pass on the optical axis of the lens, and a spherical surface having a rotationally symmetric shape around the optical axis. There are lenses, aspherical lenses, anamorphic lenses, and the like, which are easier to design and manufacture and less expensive than tilted lenses.

マイクロレンズ35a〜35fの配列ピッチは光ファイバ9a〜9fの配列ピッチと等しくなっており、マイクロレンズ35a〜35fはそれぞれ光ファイバ9a〜9fと光軸が一致するように配置されている。また、マイクロレンズアレイ34の厚みは、各光ファイバ9a〜9fの端面が各マイクロレンズ35a〜35fのほぼ焦点に位置するように定められている。   The arrangement pitch of the microlenses 35a to 35f is equal to the arrangement pitch of the optical fibers 9a to 9f, and the microlenses 35a to 35f are arranged so that their optical axes coincide with the optical fibers 9a to 9f, respectively. Further, the thickness of the microlens array 34 is determined so that the end faces of the optical fibers 9a to 9f are positioned substantially at the focal points of the microlenses 35a to 35f.

光ファイバアレイ11に取り付けられたマイクロレンズアレイ34の直下には、プリズムブロック37、フィルタ層17及び導光ブロック16からなる合分波用ブロック36が配置されている。プリズムブロック37はガラス又は透明プラスチック材料からなる略矩形状をしたブロックであって、図29に示すように、その上面の両端部にはスペーサー38が突設され、両スペーサー38間にはマイクロレンズ35a〜35fと等しいピッチで断面三角形状をした複数のプリズム39a、39b、39c、39d、39e、39fが設けられている。各プリズム39a〜39fは等しい傾斜角を有しており、そのうちプリズム39b〜39fは等しい方向に傾斜し、プリズム39aだけが他のプリズム39b〜39fと反対向きに傾斜している。また、スペーサー38及びプリズム39a〜39fは、プリズムブロック37の上面で、前後方向に同一断面形状で延びている。なお、図29に示したプリズムブロック37では、その上面の両端部にスペーサー38が突設されていたが、図42に示すように、プリズムブロック37の上面四周にスペーサー38を形成し、スペーサー38で囲まれた領域に設けられた凹部内に複数のプリズム39a〜39fを設けていてもよい。   Immediately below the microlens array 34 attached to the optical fiber array 11, a multiplexing / demultiplexing block 36 including a prism block 37, a filter layer 17, and a light guide block 16 is disposed. The prism block 37 is a block having a substantially rectangular shape made of glass or transparent plastic material. As shown in FIG. 29, spacers 38 protrude from both ends of the upper surface, and between the spacers 38, microlenses are provided. A plurality of prisms 39a, 39b, 39c, 39d, 39e, and 39f having a triangular cross section at a pitch equal to 35a to 35f are provided. Each prism 39a to 39f has an equal inclination angle, among which the prisms 39b to 39f are inclined in the same direction, and only the prism 39a is inclined in the opposite direction to the other prisms 39b to 39f. The spacer 38 and the prisms 39a to 39f extend on the upper surface of the prism block 37 with the same cross-sectional shape in the front-rear direction. In the prism block 37 shown in FIG. 29, the spacers 38 protrude from both ends of the upper surface. However, as shown in FIG. 42, the spacers 38 are formed around the upper surface of the prism block 37, and the spacers 38 are formed. A plurality of prisms 39a to 39f may be provided in a recess provided in a region surrounded by.

フィルタ層17は、一対のダミーフィルム18aと18bの間に、透過波長域をλ1、λ2、λ3、λ4とする(図8参照)複数枚のフィルタ17a、17b、17c、17dを並べて構成されている。フィルタ17a〜17dはマイクロレンズ35a〜35fのピッチと等しい幅に形成されており、フィルタ層17の厚みを均一にするためダミーフィルム18a、18bの厚みは、フィルタ17a〜17dの厚みと等しくなっている。なお、フィルタ17a〜17d、ダミーフィルム18a、18bは予め薄い透明樹脂フィルム(図示せず)の上に貼り付けて一体化されていてもよい。また、各フィルタ17a〜17dの下にはポリイミド膜等からなる剥離層が存在していてもよく、また、プリズムブロック37の表面には、ARコート層が形成されていてもよい。   The filter layer 17 is configured by arranging a plurality of filters 17a, 17b, 17c, and 17d between a pair of dummy films 18a and 18b with transmission wavelength ranges of λ1, λ2, λ3, and λ4 (see FIG. 8). Yes. The filters 17a to 17d are formed to have a width equal to the pitch of the micro lenses 35a to 35f, and the thickness of the dummy films 18a and 18b is equal to the thickness of the filters 17a to 17d in order to make the thickness of the filter layer 17 uniform. Yes. In addition, the filters 17a to 17d and the dummy films 18a and 18b may be pasted and integrated on a thin transparent resin film (not shown) in advance. In addition, a release layer made of a polyimide film or the like may be present under each of the filters 17a to 17d, and an AR coat layer may be formed on the surface of the prism block 37.

導光ブロック16は、ガラス、石英又は透明プラスチック材料によって矩形状に形成されており、その下面には反射率の高い誘電体多層膜や金属蒸着膜などからなるミラー層19が形成されている。   The light guide block 16 is formed in a rectangular shape using glass, quartz, or a transparent plastic material, and a mirror layer 19 made of a dielectric multilayer film or a metal vapor deposition film having a high reflectance is formed on the lower surface thereof.

合分波用ブロック36は、図30に示すように、このフィルタ層17をプリズムブロック37の下面と導光ブロック16の上面との間に挟み込んでプリズムブロック37と導光ブロック16を接合一体化することによって形成される。この実施形態では、フィルタ17a〜17dと同じ厚みのダミーフィルム18a、18bを用いているので、フィルタ層17の表面が平らになり、プリズムブロック37を接合するのが容易になる。合分波用ブロック36は、マイクロレンズアレイ14の下に近接させて配置され、プリズム39a〜39fはそれぞれマイクロレンズ35a〜35fに対向させられる。この結果、マイクロレンズ35a〜35f、フィルタ層17及びミラー層19は、互いに平行になるように配置される。   In the multiplexing / demultiplexing block 36, as shown in FIG. 30, the filter layer 17 is sandwiched between the lower surface of the prism block 37 and the upper surface of the light guide block 16, and the prism block 37 and the light guide block 16 are joined and integrated. It is formed by doing. In this embodiment, since the dummy films 18a and 18b having the same thickness as the filters 17a to 17d are used, the surface of the filter layer 17 becomes flat and the prism block 37 can be easily joined. The multiplexing / demultiplexing block 36 is disposed close to the bottom of the microlens array 14, and the prisms 39a to 39f are opposed to the microlenses 35a to 35f, respectively. As a result, the microlenses 35a to 35f, the filter layer 17 and the mirror layer 19 are arranged in parallel to each other.

このようにして組み立てられた光合分波器8hにおいては、光ファイバ9aから出射された光はマイクロレンズ35aによって平行光に変換され、プリズム39aで屈折されてプリズムブロック37内に入り、ミラー層19へ向かう。逆に、ミラー層19で反射された後にプリズム39aに向かう平行光は、プリズム39aで屈折されて光ファイバ9aの光軸と平行に進み、マイクロレンズ35aによって集光されて光ファイバ9aに結合させられる。そして、ダミーフィルム18aは、この光の光路上に位置している。   In the optical multiplexer / demultiplexer 8h assembled in this way, the light emitted from the optical fiber 9a is converted into parallel light by the microlens 35a, refracted by the prism 39a and enters the prism block 37, and the mirror layer 19 Head to. Conversely, the parallel light that is reflected by the mirror layer 19 and then travels toward the prism 39a is refracted by the prism 39a and travels parallel to the optical axis of the optical fiber 9a, and is collected by the microlens 35a and coupled to the optical fiber 9a. It is done. The dummy film 18a is located on the optical path of this light.

また、光ファイバ9cから出射された光はマイクロレンズ35cによって平行光に変換され、プリズム39cで屈折されてプリズムブロック37内に入り、ミラー層19へ向かう。逆に、ミラー層19で反射された後にプリズム39cに向かう平行光は、プリズム39cで屈折されて光ファイバ9cの光軸と平行に進み、マイクロレンズ35cによって集光されて光ファイバ9cに結合させられる。そして、フィルタ17aは、この光の光路上に位置している。   The light emitted from the optical fiber 9 c is converted into parallel light by the micro lens 35 c, refracted by the prism 39 c, enters the prism block 37, and travels toward the mirror layer 19. Conversely, the parallel light that is reflected by the mirror layer 19 and then travels toward the prism 39c is refracted by the prism 39c, travels parallel to the optical axis of the optical fiber 9c, is condensed by the microlens 35c, and is coupled to the optical fiber 9c. It is done. The filter 17a is located on the optical path of this light.

同様に、光ファイバ9d〜9fから出射された光はそれぞれマイクロレンズ35d〜35fによって平行光に変換され、プリズム39d〜39fで屈折されてプリズムブロック37内に入り、ミラー層19へ向かう。逆に、ミラー層19で反射された後にプリズム39d〜39fに向かう平行光は、それぞれプリズム39d〜39fで屈折されて光ファイバ9d〜9fの光軸と平行に進み、マイクロレンズ35d〜35fによって集光されて光ファイバ9d〜9fに結合させられる。そして、フィルタ17b、17c、17dは、それぞれ、これらの光の光路上に位置している。   Similarly, light emitted from the optical fibers 9d to 9f is converted into parallel light by the micro lenses 35d to 35f, refracted by the prisms 39d to 39f, enters the prism block 37, and travels toward the mirror layer 19. On the contrary, the parallel light that is reflected by the mirror layer 19 and then travels toward the prisms 39d to 39f is refracted by the prisms 39d to 39f and travels in parallel with the optical axes of the optical fibers 9d to 9f, and is collected by the microlenses 35d to 35f. It is emitted and coupled to the optical fibers 9d to 9f. The filters 17b, 17c, and 17d are located on the optical paths of these lights, respectively.

なお、各フィルタ17a〜17dを透過してプリズムが形成されている平面に戻ってくる位置の間の間隔は、導光ブロック16の厚みによって調整することができる。また、光がプリズム39aを透過する位置と、ミラー層19で反射しフィルタ17aを透過してプリズムが形成されている平面に戻ってくる位置との水平距離は、プリズムブロック37の厚みによって調整することができる。よって、プリズムブロック37の厚みや導光ブロック16の厚みを調整することにより、プリズム39c〜39fに戻ってくる光がプリズム39c〜39fの位置に一致するように調整することができる。   The interval between the positions that pass through the filters 17 a to 17 d and return to the plane on which the prism is formed can be adjusted by the thickness of the light guide block 16. The horizontal distance between the position where the light passes through the prism 39a and the position where the light is reflected by the mirror layer 19 and passes through the filter 17a and returns to the plane on which the prism is formed is adjusted by the thickness of the prism block 37. be able to. Therefore, by adjusting the thickness of the prism block 37 and the thickness of the light guide block 16, the light returning to the prisms 39c to 39f can be adjusted to coincide with the positions of the prisms 39c to 39f.

次に、この光合分波器8hにおける光の分波動作を図28により説明する。波長λ1、λ2、λ3、λ4の光が光ファイバ9aから出射すると、光ファイバ9aからマイクロレンズ35aに入射した光は、マイクロレンズ35aによって平行光に変換された後、プリズム39aに入射する。プリズム39aに入射した光は、プリズム39aを透過する際に光軸方向を曲げられ、プリズムブロック37内に斜めに入射し、ダミーフィルム18a及び導光ブロック16を透過してミラー層19に達する。ミラー層19で反射した波長λ1、λ2、λ3、λ4の光は、再び導光ブロック16を透過してフィルタ17aに到達する。フィルタ17aに入射した光のうち、波長λ1の光はフィルタ17aを透過してプリズム39cに入射し、プリズム39cを透過する際に光軸方向を曲げられて、マイクロレンズ35cによって光ファイバ9cに結合される。従って、光ファイバ9cの光出射端からは波長λ1の光のみを取り出すことができる。   Next, the light demultiplexing operation in the optical multiplexer / demultiplexer 8h will be described with reference to FIG. When light of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 is emitted from the optical fiber 9a, the light that has entered the microlens 35a from the optical fiber 9a is converted into parallel light by the microlens 35a and then enters the prism 39a. The light incident on the prism 39a is bent in the optical axis direction when passing through the prism 39a, enters obliquely into the prism block 37, passes through the dummy film 18a and the light guide block 16, and reaches the mirror layer 19. Light having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 reflected by the mirror layer 19 passes through the light guide block 16 again and reaches the filter 17a. Of the light incident on the filter 17a, the light having the wavelength λ1 passes through the filter 17a and enters the prism 39c, and the optical axis is bent when passing through the prism 39c, and is coupled to the optical fiber 9c by the microlens 35c. Is done. Therefore, only the light of wavelength λ1 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9c.

一方、フィルタ17aで反射された波長λ2、λ3、λ4の光は、ミラー層19で再度反射してフィルタ17bに入射する。フィルタ17bに入射した光のうち、波長λ2の光はフィルタ17bを透過してプリズム39dに入射し、プリズム39dを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ35dによって光ファイバ9dに結合される。従って、光ファイバ9dの光出射端からは波長λ2の光を取り出すことができる。   On the other hand, the light of the wavelengths λ2, λ3, and λ4 reflected by the filter 17a is reflected again by the mirror layer 19 and enters the filter 17b. Of the light incident on the filter 17b, the light of wavelength λ2 is transmitted through the filter 17b and incident on the prism 39d, and the optical axis direction is bent when passing through the prism 39d, and is coupled to the optical fiber 9d by the microlens 35d. The Therefore, the light of wavelength λ2 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9d.

同様に、フィルタ17bで反射された波長λ3、λ4の光は、さらにミラー層19で反射してフィルタ17cに入射する。フィルタ17cに入射した光のうち、波長λ3の光はフィルタ17cを透過してプリズム39eに入射し、プリズム39eを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ35eによって光ファイバ9eに結合される。従って、光ファイバ9eの光出射端からは波長λ3の光を取り出すことができる。   Similarly, light of wavelengths λ3 and λ4 reflected by the filter 17b is further reflected by the mirror layer 19 and enters the filter 17c. Of the light incident on the filter 17c, the light of wavelength λ3 is transmitted through the filter 17c and incident on the prism 39e, and the optical axis direction is bent when passing through the prism 39e, and is coupled to the optical fiber 9e by the microlens 35e. The Accordingly, light having a wavelength λ3 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9e.

さらに、フィルタ17cで反射された波長λ4の光は、さらにミラー層19で反射してフィルタ17dに入射する。フィルタ17dを透過した波長λ4の光はプリズム39fに入射し、プリズム39fを透過する際に光軸方向を曲げられ、マイクロレンズ35fによって光ファイバ9fに結合される。従って、光ファイバ9fの光出射端からは波長λ4の光を取り出すことができる。   Further, the light of wavelength λ4 reflected by the filter 17c is further reflected by the mirror layer 19 and enters the filter 17d. The light of wavelength λ4 transmitted through the filter 17d is incident on the prism 39f, bent in the optical axis direction when transmitted through the prism 39f, and coupled to the optical fiber 9f by the microlens 35f. Therefore, the light of wavelength λ4 can be extracted from the light emitting end of the optical fiber 9f.

このようにして光合分波器8hは、多重化された光を分波することができる。逆に、光ファイバ9c〜9fを伝搬してきた波長λ1〜λ4の光を多重化させて光ファイバ9aから取り出すようにすれば、合波器として利用することができる(図15参照)。   In this way, the optical multiplexer / demultiplexer 8h can demultiplex the multiplexed light. On the contrary, if the light of the wavelengths λ1 to λ4 propagated through the optical fibers 9c to 9f is multiplexed and taken out from the optical fiber 9a, it can be used as a multiplexer (see FIG. 15).

ここで、合分波用ブロック36を製造する際の接合方法について説明する。合分波用ブロック36を組み立てる場合には、図30に示すように、プリズムブロック37と導光ブロック16の間にフィルタ層17を挟み込んでこれらを透明な接着剤によって互いに接着し一体化すればよい。あるいは、導光ブロック16の上面にダミーフィルム18a、フィルタ17a〜17d、ダミーフィルム18bを順に並べて接着剤で接着し、その上から接着剤でプリズムブロック37の下面を接着してもよい。このとき、ダミーフィルム18a又はダミーフィルム18bの端をプリズムブロック37の下面の端に合わせるようにすれば、ダミーフィルム18a又は18bの幅によってフィルタ17a〜17dを位置決めすることができる。   Here, a joining method when the multiplexing / demultiplexing block 36 is manufactured will be described. When assembling the multiplexing / demultiplexing block 36, as shown in FIG. 30, the filter layer 17 is sandwiched between the prism block 37 and the light guide block 16, and these are bonded to each other with a transparent adhesive and integrated. Good. Alternatively, the dummy film 18a, the filters 17a to 17d, and the dummy film 18b may be arranged in order on the upper surface of the light guide block 16 and bonded with an adhesive, and the lower surface of the prism block 37 may be bonded with the adhesive from above. At this time, if the end of the dummy film 18a or the dummy film 18b is aligned with the end of the lower surface of the prism block 37, the filters 17a to 17d can be positioned according to the width of the dummy film 18a or 18b.

また、図31(a)に示すように、ダミーフィルム18a、18bを用いないでフィルタ17a〜17dのみで(フィルタ17a〜17dを薄い透明樹脂フィルムの上に貼っておいてもよい。)フィルタ層17を形成し、これをプリズムブロック37と導光ブロック16との間に挟み込んで接着剤40で接着するようにしてもよい。この場合、フィルタ層17の外側におけるプリズムブロック37と導光ブロック16との間の隙間は、接着剤40によって埋められる。   Moreover, as shown to Fig.31 (a), without using dummy films 18a and 18b, it is only filter 17a-17d (The filter 17a-17d may be affixed on a thin transparent resin film.) Filter layer 17 may be formed, and this may be sandwiched between the prism block 37 and the light guide block 16 and adhered by the adhesive 40. In this case, the gap between the prism block 37 and the light guide block 16 outside the filter layer 17 is filled with the adhesive 40.

あるいは、図32(a)に示すように、フィルタ層17の面積をプリズムブロック37の下面及び導光ブロック16の上面の面積よりも小さくしておき、このフィルタ層17を図32(b)のように導光ブロック16の上面に接着剤等で接着して仮止めした後、図32(c)に示すように、導光ブロック16の上にプリズムブロック37を重ね、接着剤を用いないでプリズムブロック37の下面と導光ブロック16の上面とを接合させると共に、プリズムブロック37と導光ブロック16との間にフィルタ層17を挟み込んでもよい。接着剤を用いないでプリズムブロック37と導光ブロック16を接合させる方法としては、圧力を加えて接合させる圧着法、低温の熱を加えて接合させる低温融着法、超音波接合法などを用いることができる。   Alternatively, as shown in FIG. 32A, the area of the filter layer 17 is made smaller than the areas of the lower surface of the prism block 37 and the upper surface of the light guide block 16, and the filter layer 17 is formed as shown in FIG. As shown in FIG. 32 (c), the prism block 37 is overlaid on the light guide block 16 without using an adhesive. The lower surface of the prism block 37 and the upper surface of the light guide block 16 may be joined, and the filter layer 17 may be sandwiched between the prism block 37 and the light guide block 16. As a method of bonding the prism block 37 and the light guide block 16 without using an adhesive, a pressure bonding method in which pressure is applied, a low temperature fusion method in which low temperature heat is applied, a ultrasonic bonding method, or the like is used. be able to.

また、図30に示した例では、ダミーフィルム18a又はダミーフィルム18bの幅によってフィルタ17a〜17dの位置決めを行ったが、図33に示すように、導光ブロック16の上面にフィルタ層17を位置決めするための溝41を設けておいてもよい。すなわち、導光ブロック16の上面に設けられた溝41は、その幅がフィルタ層17の幅にほぼ等しく、その深さがフィルタ層17の厚みにほぼ等しくなっているので、この溝41にフィルタ層17を納めて導光ブロック16の上面にプリズムブロック37を接合することにより、簡単にフィルタ層17の位置決めを行うことができる。   In the example shown in FIG. 30, the filters 17a to 17d are positioned according to the width of the dummy film 18a or the dummy film 18b. However, the filter layer 17 is positioned on the upper surface of the light guide block 16 as shown in FIG. A groove 41 may be provided. That is, the groove 41 provided on the upper surface of the light guide block 16 has a width substantially equal to the width of the filter layer 17 and a depth substantially equal to the thickness of the filter layer 17. The filter layer 17 can be easily positioned by storing the layer 17 and bonding the prism block 37 to the upper surface of the light guide block 16.

同様に、図34に示すように、プリズムブロック37の下面に溝42を設けておき、この溝42にフィルタ層17を納めてプリズムブロック37の下面に導光ブロック16を接合することにより、簡単にフィルタ層17の位置決めを行うことができる。プリズム39a〜39fとフィルタ層17との位置決めの点からは、プリズムブロック37に溝42を設けておく方が好ましい。   Similarly, as shown in FIG. 34, a groove 42 is provided on the lower surface of the prism block 37, the filter layer 17 is placed in the groove 42, and the light guide block 16 is joined to the lower surface of the prism block 37. In addition, the filter layer 17 can be positioned. From the standpoint of positioning the prisms 39a to 39f and the filter layer 17, it is preferable to provide the groove 42 in the prism block 37.

あるいは、図35に示すように、プリズムブロック37の下面に段差部43を設け、導光ブロック16の上面にも段差部44を設けておき、プリズムブロック37と導光ブロック16を接合させたとき、段差部43、44の間にできる空間にフィルタ層17を納めることでフィルタ層17の位置決めを行えるようにしてもよい。このような構造では、一方の段差部43又は段差部44にフィルタ層17を接着した後、プリズムブロック37と導光ブロック16を接合するようにすれば、図33又は図34のように溝41又は42にフィルタ層17を納めるよりも、フィルタ層17の位置決め作業を容易にすることができる。   Alternatively, as shown in FIG. 35, when the stepped portion 43 is provided on the lower surface of the prism block 37 and the stepped portion 44 is provided on the upper surface of the light guide block 16, and the prism block 37 and the light guide block 16 are joined. The filter layer 17 may be positioned by placing the filter layer 17 in a space formed between the step portions 43 and 44. In such a structure, if the filter layer 17 is bonded to one stepped portion 43 or the stepped portion 44 and then the prism block 37 and the light guide block 16 are joined, the groove 41 as shown in FIG. 33 or FIG. Alternatively, the positioning of the filter layer 17 can be facilitated rather than storing the filter layer 17 in 42.

次に、この実施形態による光合分波器8hで用いられている合分波用ブロック36の製造方法を説明する。始めに、プリズムブロック37を成形するための金型の製造方法を図36〜図39に従って説明する。まず、ステンレス、アルミ、真鍮等の金属板からなるプレート45a、45b、45c、45d、45e、45fをプリズム39a〜39fの数と等しい枚数だけ用意する。これらのプレート45a〜45fは、プリズム39a〜39fのピッチと等しい厚みを有し、プリズムブロック37の幅と等しい幅を有しており、その表面は鏡面仕上げされている。図36(a)に示すように、これらのプレート45a〜45fを密着させて重ね合わせ、治具等を用いて圧締することにより互いにずれ動かないよう一体化する。その状態で図36(a)に破線で示す面に沿って、これらのプレート45a〜45fの端面を斜めにを研削し、研削面を鏡面仕上げする。こうして、図36(b)に示すように、各プレート45a〜45fの端面を一度に研削することができ、しかも、各プレート45a〜45fの端面の研削角度のばらつきを抑えることができる。こうして各プレート45a〜45fの端面に形成された傾斜面46の傾きは、傾斜面46を下に向けたときの傾斜角がプリズム39a〜39fの傾きと等しくなっている。   Next, a method of manufacturing the multiplexing / demultiplexing block 36 used in the optical multiplexer / demultiplexer 8h according to this embodiment will be described. First, a method for manufacturing a mold for forming the prism block 37 will be described with reference to FIGS. First, plates 45a, 45b, 45c, 45d, 45e, and 45f made of a metal plate such as stainless steel, aluminum, and brass are prepared in a number equal to the number of prisms 39a to 39f. These plates 45a to 45f have a thickness equal to the pitch of the prisms 39a to 39f, a width equal to the width of the prism block 37, and the surface thereof is mirror-finished. As shown in FIG. 36 (a), these plates 45a to 45f are brought into close contact with each other and are integrated by pressing them with a jig or the like so as not to be displaced from each other. In this state, the end surfaces of these plates 45a to 45f are obliquely ground along the surface indicated by the broken line in FIG. 36A, and the ground surfaces are mirror-finished. Thus, as shown in FIG. 36 (b), the end surfaces of the plates 45a to 45f can be ground at a time, and variations in the grinding angles of the end surfaces of the plates 45a to 45f can be suppressed. Thus, the inclination of the inclined surface 46 formed on the end surfaces of the plates 45a to 45f is equal to the inclination of the prisms 39a to 39f when the inclined surface 46 is directed downward.

ついで、図36(c)に示すように、一番上の45aを裏返して重ね、傾斜面46側を揃えて各プレート45a〜45fを揃え直す。この状態では、各プレート45a〜45fの傾斜面46全体によって、プリズムブロック37の表面のプリズム形成領域のパターンの反転パターンが形成されている。この状態で各プレート45a〜45fを再び治具等で圧締して一体化した後、図36(c)に破線で示す面に沿って傾斜面46と反対側の端面を垂直に研削し、この端面どうしを平面に揃える。この結果、図37(d)に示すように、プリズムブロック37が1個分の幅のプリズムパターン成形用部分金型47が得られる。上記のようにして得られたプリズムパターン成形用部分金型47は、図37(e)に示すように、互いに密着させて横に並べて配置され一体化される。   Next, as shown in FIG. 36C, the uppermost 45a is turned over and overlapped, and the inclined surfaces 46 side are aligned, and the plates 45a to 45f are aligned again. In this state, a reverse pattern of the pattern of the prism formation region on the surface of the prism block 37 is formed by the entire inclined surface 46 of each of the plates 45a to 45f. In this state, the plates 45a to 45f are again pressed and integrated with a jig or the like, and then the end surface opposite to the inclined surface 46 is vertically ground along the surface indicated by the broken line in FIG. Align these end faces to a plane. As a result, as shown in FIG. 37D, a prism pattern forming partial mold 47 having a width of one prism block 37 is obtained. As shown in FIG. 37 (e), the prism pattern forming partial mold 47 obtained as described above is arranged in a side-by-side arrangement and integrated.

次に、図38(a)に示すように、プリズムブロック37の幅と等しい幅の金属製のブロック48を密着させて並べ、その端面を図38(b)のように加工して成形用ブロック50を得る。この成形用ブロック50の加工面49の形状は、プリズムブロック37の上面のうちプリズム形成領域よりも外側の領域(スペーサー38とその隣の凹部)の形状の反転形状となる。これらの成形用ブロック50も、プリズムパターン成形用部分金型47の配列数と同じだけ密着させて並べられて一体化される。   Next, as shown in FIG. 38 (a), metal blocks 48 having a width equal to the width of the prism block 37 are arranged in close contact with each other, and the end surfaces thereof are processed as shown in FIG. Get 50. The shape of the processed surface 49 of the molding block 50 is an inverted shape of the shape of the region outside the prism formation region (the spacer 38 and the concave portion adjacent thereto) on the upper surface of the prism block 37. These molding blocks 50 are also arranged and integrated so as to be in close contact with the arrangement number of the prism pattern molding partial molds 47.

さらに、プリズムパターン成形用部分金型47の両面をそれぞれ成形用ブロック50で挟んで一体化し、図39に示すような部分金型51を得る。部分金型51を構成する各部品(プレート、成形用ブロック)どうしを一体化する方法としては、適当な治具(クランパ、ボルト及びナット等)を用いて圧締することによって機械的に一体化してもよく、耐熱性接着剤を用いて接着してもよい。また、各部品の表面の仕上げ精度が高い場合には、プレート45aや成形用ブロック50どうしを密着させるだけで接合一体化する。   Further, both surfaces of the prism pattern molding partial mold 47 are integrated by sandwiching them with a molding block 50 to obtain a partial mold 51 as shown in FIG. As a method of integrating the parts (plates, molding blocks) constituting the partial mold 51, mechanical integration is achieved by pressing with an appropriate jig (clamper, bolt, nut, etc.). You may adhere using a heat resistant adhesive. Further, when the finishing accuracy of the surface of each component is high, the plates 45a and the molding block 50 are simply joined and integrated together.

図39に示した部分金型51は、図40に示すように金型本体52内に挿入され、部分金型51と金型本体52との間にプリズムブロック37を成形するためのキャビティ53が形成される。金型本体52は成形機の固定盤に固定され、部分金型51は成形機の昇降盤に取り付けられる。しかして、部分金型51を下降させて金型本体52内に挿入し、ゲート口54からキャビティ53内に樹脂を射出させることによりプリズムブロック37が成形される。成形されたプリズムブロック37は、部分金型51を上昇させて金型本体52から抜いた後、エジェクタピン55で突き上げることによって金型本体52から取り出される。   The partial mold 51 shown in FIG. 39 is inserted into the mold body 52 as shown in FIG. 40, and a cavity 53 for molding the prism block 37 between the partial mold 51 and the mold body 52 is provided. It is formed. The mold body 52 is fixed to a stationary platen of the molding machine, and the partial mold 51 is attached to a lifting plate of the molding machine. Accordingly, the partial die 51 is lowered and inserted into the die body 52, and the resin is injected into the cavity 53 from the gate port 54, whereby the prism block 37 is formed. The molded prism block 37 is taken out from the mold body 52 by raising the partial mold 51 and removing it from the mold body 52 and then pushing it up with the ejector pins 55.

図41(a)は上記のようにして成形された複数個分のプリズムブロック37を示す斜視図である。また、図41(a)にはフィルタ層17を納めるための溝41を形成された導光ブロック16(図33の導光ブロック16のように溝を有している場合)を示している。導光ブロック16の成形工程については、省略するが、この導光ブロック16もプリズムブロック37に合わせて複数個分が一体に成形されており、下面にはミラー層19が形成されている。複数個分の導光ブロック16の溝41内には複数個分の長さを有するフィルタ層17が納められ、導光ブロック16とプリズムブロック37が接合一体化され、図41(b)のような複数個分の合分波用ブロック36が得られる。   FIG. 41A is a perspective view showing a plurality of prism blocks 37 formed as described above. FIG. 41A shows a light guide block 16 in which a groove 41 for accommodating the filter layer 17 is formed (when a groove is provided like the light guide block 16 in FIG. 33). Although a description of the forming process of the light guide block 16 is omitted, a plurality of the light guide blocks 16 are also formed integrally with the prism block 37, and a mirror layer 19 is formed on the lower surface. The filter layer 17 having a plurality of lengths is accommodated in the grooves 41 of the plurality of light guide blocks 16, and the light guide block 16 and the prism block 37 are joined and integrated as shown in FIG. Thus, a plurality of multiplexing / demultiplexing blocks 36 are obtained.

図39に示したような部分金型51を用いて成形された複数個分の合分波用ブロック36では、図41(b)の合分波用ブロック36に破線で示すように、プリズムパターン成形用部分金型47どうしの合わせ面に対応した跡56が生じるので、この跡56に沿って合分波用ブロック36をダイシングソーなどで裁断することにより個々の合分波用ブロック36が得られる。   In a plurality of multiplexing / demultiplexing blocks 36 formed by using the partial mold 51 as shown in FIG. 39, as shown by a broken line in the multiplexing / demultiplexing block 36 in FIG. Since traces 56 corresponding to the mating surfaces of the partial molds 47 for molding are generated, the individual multiplexing / demultiplexing blocks 36 are obtained by cutting the multiplexing / demultiplexing blocks 36 with a dicing saw or the like along the traces 56. It is done.

ここでは、複数個分の合分波用ブロック36を一度に成形して量産性を高めるようにしたが、もちろん合分波用ブロック36を1個ずつ成形するようにしても差し支えない。また、ミラー層19は、合分波用ブロック36を組み立てた後、最後にその裏面に形成するようにしてもよい。   Here, a plurality of multiplexing / demultiplexing blocks 36 are formed at a time to increase mass productivity, but it is of course possible to mold the multiplexing / demultiplexing blocks 36 one by one. In addition, the mirror layer 19 may be formed on the rear surface after the multiplexing / demultiplexing block 36 is assembled.

なお、この実施形態の変形例としては、図示しないが、プリズム39c、39d、39e、39fの表面にそれぞれフィルタ17a、17b、17c、17dを貼り、プリズムブロック37の下面にミラー層19を形成するようにしてもよい。この変形例は、図17に示した光合分波器8bと同様なタイプの光合分波器となる(あるいは、図44参照)。   As a modification of this embodiment, although not shown, filters 17a, 17b, 17c, and 17d are pasted on the surfaces of the prisms 39c, 39d, 39e, and 39f, respectively, and the mirror layer 19 is formed on the lower surface of the prism block 37. You may do it. This modification is an optical multiplexer / demultiplexer of the same type as the optical multiplexer / demultiplexer 8b shown in FIG. 17 (or see FIG. 44).

また、図27に示したような構造の光合分波器8hの場合には、2番目のプリズム39bは無くてもよい。しかし、この実施形態では、上記変形例の場合に用いられるプリズムブロックとの共用化を考慮してプリズム39bを設けている。   In the case of the optical multiplexer / demultiplexer 8h having the structure as shown in FIG. 27, the second prism 39b may not be provided. However, in this embodiment, the prism 39b is provided in consideration of sharing with the prism block used in the case of the above modification.

(第9の実施形態)
本発明の第9の実施形態による光合分波器は、光ファイバアレイ11に取り付けたマイクロレンズアレイ14にマイクロレンズ35a〜35fとプリズム39a〜39fとを集約化し、合分波用ブロック36の形状を単純化したことを特徴としている。図43に示すものは第9の実施形態による光合分波器8iの断面図であって、マイクロレンズアレイ14の構造を除けば、図2等に示した第1の実施形態と同様な構造を有している。
(Ninth embodiment)
The optical multiplexer / demultiplexer according to the ninth embodiment of the present invention consolidates the microlenses 35a to 35f and the prisms 39a to 39f into the microlens array 14 attached to the optical fiber array 11, and forms the shape of the multiplexing / demultiplexing block 36. Is characterized by simplification. 43 is a cross-sectional view of the optical multiplexer / demultiplexer 8i according to the ninth embodiment. Except for the structure of the microlens array 14, the structure similar to that of the first embodiment shown in FIG. Have.

この実施形態で用いられるマイクロレンズアレイ14においては、図44(a)に示すように、マイクロレンズアレイ14の裏面に凹部57を形成し、この凹部57内に直進レンズである複数のマイクロレンズ35a〜35fを一列に形成する。また、図44(b)に示すように、マイクロレンズアレイ14の表面にも凹部58を形成し、この凹部58内にプリズム39a〜39fを一列に形成する。マイクロレンズアレイ14の表裏に形成されたプリズム39a〜39fとマイクロレンズ35a〜35fとは互いに1対1に対応しており、プリズム39a〜39fとマイクロレンズ35a〜35fの位置合わせの手間も省かれる。   In the microlens array 14 used in this embodiment, as shown in FIG. 44A, a concave portion 57 is formed on the back surface of the microlens array 14, and a plurality of microlenses 35a, which are linearly moving lenses, are formed in the concave portion 57. -35f are formed in a line. Also, as shown in FIG. 44B, a recess 58 is also formed on the surface of the microlens array 14, and prisms 39 a to 39 f are formed in a row in the recess 58. The prisms 39a to 39f and the microlenses 35a to 35f formed on the front and back sides of the microlens array 14 correspond to each other on a one-to-one basis, and the labor for positioning the prisms 39a to 39f and the microlenses 35a to 35f can be saved. .

こうして、マイクロレンズアレイ14にプリズム39a〜39fを設けたので、合分波用ブロック36は、プリズム39a〜39fの設けられていない単純な矩形状をしたブロック(カバー部材20)とフィルタ層17と導光ブロック16によって構成されることになる。   Thus, since the prisms 39a to 39f are provided in the microlens array 14, the multiplexing / demultiplexing block 36 includes a simple rectangular block (cover member 20) in which the prisms 39a to 39f are not provided, the filter layer 17, and the like. The light guide block 16 is used.

このような構造の光合分波器8iにおいても、第8の実施形態と同様にして、分波器としての働きと、合波器としての働きをすることができる。   The optical multiplexer / demultiplexer 8i having such a structure can also function as a demultiplexer and a multiplexer as in the eighth embodiment.

また、このような図44(a)(b)のようなマイクロレンズアレイ14を用いれば、マイクロレンズアレイ14と合分波用ブロック36との間に空間が生じるので、この空間にフィルタ層17を配置することが可能になる。よって、図45に示すように、導光ブロック16の表面にフィルタ層17を配置し、導光ブロック16の裏面にミラー層19を設けた光合分波器とすることができる。これは導光ブロック16内に斜めに光を入射させてフィルタ17a〜17eとミラー層19の間で光を反射させつつ、フィルタ17a〜17eから順次波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5の光を取り出すことができるものであって、マイクロレンズアレイ14の構造を除けば、図17に示した光合分波器8b等と同じような構造を有している。   Further, when such a microlens array 14 as shown in FIGS. 44A and 44B is used, a space is generated between the microlens array 14 and the multiplexing / demultiplexing block 36, and therefore the filter layer 17 is formed in this space. Can be arranged. Therefore, as shown in FIG. 45, an optical multiplexer / demultiplexer in which the filter layer 17 is disposed on the surface of the light guide block 16 and the mirror layer 19 is provided on the back surface of the light guide block 16 can be obtained. This is because light is incident on the light guide block 16 at an angle to reflect light between the filters 17a to 17e and the mirror layer 19 and light of wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5 sequentially from the filters 17a to 17e. And has the same structure as the optical multiplexer / demultiplexer 8b shown in FIG. 17 except for the structure of the microlens array 14.

(第10の実施形態)
図46は本発明の第10の実施形態による光合分波器8jの構造を示す断面図である。この光合分波器8jは、マイクロレンズアレイ14を除けば、図2等に示した第1の実施形態による光合分波器8bと同様な構造を有している。
(Tenth embodiment)
FIG. 46 is a sectional view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8j according to the tenth embodiment of the present invention. The optical multiplexer / demultiplexer 8j has the same structure as the optical multiplexer / demultiplexer 8b according to the first embodiment shown in FIG.

この実施形態では、マイクロレンズアレイ14の表面に非球面又は球面の直進レンズを一列に配列してマイクロレンズ35a、35c〜35fが形成されている。マイクロレンズ35aとマイクロレンズ35c〜35fとの間には隙間があけられている。各マイクロレンズ35a、35c〜35fは、各光ファイバ9a、9c〜9fの光軸方向に対してそれぞれの光軸をずらせて配置されており、マイクロレンズ35aはマイクロレンズ35c側に偏心し、マイクロレンズ35c〜35fは全体としてマイクロレンズ35a側に偏心している。   In this embodiment, microlenses 35 a and 35 c to 35 f are formed by arranging aspherical or spherical rectilinear lenses in a line on the surface of the microlens array 14. There is a gap between the micro lens 35a and the micro lenses 35c to 35f. The microlenses 35a and 35c to 35f are arranged with their optical axes shifted from the optical axis directions of the optical fibers 9a and 9c to 9f. The microlens 35a is eccentric to the microlens 35c side, The lenses 35c to 35f are decentered toward the microlens 35a as a whole.

しかして、このマイクロレンズアレイ14では傾斜レンズは用いていないが、直進レンズであるマイクロレンズ35a、35c〜35fの光軸を光ファイバ9a、9c〜9fの光軸に対してずらせているので、各光ファイバ光ファイバ9a、9c〜9fから出射された光はマイクロレンズ35a、35c〜35fを透過することによって平行光に変換されると共に光の出射方向を斜め方向に曲げられる。また、合分波用ブロック36から出射された平行光が各マイクロレンズ35a、35c〜35fに斜めに入射すると、マイクロレンズ35a、35c〜35fを透過することによって光の進む方向を光ファイバ9a、9c〜9fの光軸と平行な方向に曲げられると共に光ファイバ9a、9c〜9fの端面に集光される。   Thus, although the tilt lens is not used in the microlens array 14, the optical axes of the microlenses 35a and 35c to 35f, which are straight traveling lenses, are shifted from the optical axes of the optical fibers 9a and 9c to 9f. Light emitted from each of the optical fibers 9a, 9c to 9f is converted into parallel light by passing through the microlenses 35a and 35c to 35f, and the light emission direction is bent obliquely. Further, when the parallel light emitted from the multiplexing / demultiplexing block 36 is obliquely incident on each of the micro lenses 35a, 35c to 35f, the light traveling direction is transmitted through the micro lenses 35a, 35c to 35f, so that the optical fiber 9a, The light is bent in a direction parallel to the optical axis of 9c to 9f and condensed on the end faces of the optical fibers 9a and 9c to 9f.

よって、この光合分波器8jにあっても、第1の実施形態による光合分波器8a等と同様にして分波動作や合波動作を行うことができる。   Therefore, even in the optical multiplexer / demultiplexer 8j, the demultiplexing operation and the multiplexing operation can be performed in the same manner as the optical multiplexer / demultiplexer 8a according to the first embodiment.

(第11の実施形態)
図47は本発明の第11の実施形態による光合分波器8kを示す分解斜視図である。この光合分波器8kにあっては、光ファイバ9a〜9fと光ファイバ59a〜59fの二組の平行な光ファイバ束の先端部がコネクタ10に保持されて光ファイバアレイ11が構成されている。ここで、光ファイバ9a〜9fと光ファイバ59a〜59fとが図47に示すように反対側から順に並んでいるとすると、光ファイバ9cと光ファイバ59eとが前後方向に対向し、光ファイバ9dと光ファイバ59dとが前後方向に対向し、光ファイバ9eと光ファイバ59cとが前後方向に対向している。マイクロレンズアレイ14には、光ファイバ9a、9c〜9fの各端面に対応してマイクロレンズ12a、12c〜12fが設けられ、光ファイバ59a、59c〜59fの各端面に対応してマイクロレンズ60a、60c〜60fが設けられている。合分波用ブロック36は、裏面にミラー層19を形成された導光ブロック16とカバー部材20との間に、フィルタ17a〜17dからなるフィルタ層17を挟み込んだものである。
(Eleventh embodiment)
FIG. 47 is an exploded perspective view showing an optical multiplexer / demultiplexer 8k according to the eleventh embodiment of the present invention. In this optical multiplexer / demultiplexer 8k, the optical fiber array 11 is configured by holding the distal ends of two parallel optical fiber bundles of optical fibers 9a to 9f and optical fibers 59a to 59f by a connector 10. . Here, if the optical fibers 9a to 9f and the optical fibers 59a to 59f are arranged in order from the opposite side as shown in FIG. 47, the optical fiber 9c and the optical fiber 59e face each other in the front-rear direction, and the optical fiber 9d. And the optical fiber 59d face each other in the front-rear direction, and the optical fiber 9e and the optical fiber 59c face each other in the front-rear direction. The microlens array 14 is provided with microlenses 12a and 12c to 12f corresponding to the end faces of the optical fibers 9a and 9c to 9f, and the microlenses 60a and 12c are provided corresponding to the end faces of the optical fibers 59a and 59c to 59f. 60c-60f are provided. In the multiplexing / demultiplexing block 36, the filter layer 17 including the filters 17a to 17d is sandwiched between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the back surface and the cover member 20.

図48は光ファイバ9a〜9fを含む平面で断面した図である。光合分波器8kは、この断面では分波器として働いており、光ファイバ9aから入射した波長λ1、λ2、λ3、λ4の多重化光信号は光合分波器8kにより分波され、波長λ1の光信号が光ファイバ9cへ入射し、波長λ2の光信号が光ファイバ9dへ入射し、波長λ3の光が光ファイバ9eへ入射し、波長λ4の光信号が光ファイバ9fへ入射する。この際の分波動作は、第1の実施形態で説明した通りである(図14の説明を参照)。   FIG. 48 is a cross-sectional view taken along a plane including the optical fibers 9a to 9f. The optical multiplexer / demultiplexer 8k functions as a demultiplexer in this cross section, and the multiplexed optical signals having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 incident from the optical fiber 9a are demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8k, and the wavelength λ1 The optical signal of wavelength λ2 enters the optical fiber 9d, the light of wavelength λ3 enters the optical fiber 9e, and the optical signal of wavelength λ4 enters the optical fiber 9f. The demultiplexing operation at this time is as described in the first embodiment (see the description of FIG. 14).

また、図49は光ファイバ59a〜59fを含む平面で断面した図である。光合分波器8kは、この断面では合波器として働いており、光ファイバ59fから入射した波長λ1の光信号と、光ファイバ59eから入射した波長λ2の光信号と、光ファイバ59dから入射した波長λ3の光信号と、光ファイバ59cから入射した波長λ4の光信号は光合分波器8kにより合波され、光ファイバ59aには多重化された波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号が入射する。この際の合波動作は、第1の実施形態で説明した通りである(図15の説明を参照)。   FIG. 49 is a sectional view taken along a plane including the optical fibers 59a to 59f. The optical multiplexer / demultiplexer 8k functions as a multiplexer in this cross section, and enters the optical signal of wavelength λ1 incident from the optical fiber 59f, the optical signal of wavelength λ2 incident from the optical fiber 59e, and the optical fiber 59d. The optical signal of wavelength λ3 and the optical signal of wavelength λ4 incident from optical fiber 59c are multiplexed by optical multiplexer / demultiplexer 8k, and multiplexed optical signals of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are transmitted to optical fiber 59a. Incident. The multiplexing operation at this time is as described in the first embodiment (see the description of FIG. 15).

従って、この光合分波器8kでは、図50に示すように、光ファイバ9a〜9f、マイクロレンズ12a、12c〜12f及びフィルタ層17の一部によって分波部が構成されており、光ファイバ59a〜59f、マイクロレンズ60a、60c〜60f及びフィルタ層17の一部によって合波部が構成されており、分波部と合波部とでフィルタ17a〜17dを共用している。   Therefore, in this optical multiplexer / demultiplexer 8k, as shown in FIG. 50, the optical fiber 9a-9f, the microlenses 12a, 12c-12f, and a part of the filter layer 17 constitute a demultiplexing unit, and the optical fiber 59a ˜59f, microlenses 60a, 60c˜60f, and a part of the filter layer 17 constitute a multiplexing unit, and the demultiplexing unit and the multiplexing unit share the filters 17a-17d.

図51は上記光合分波器8kの使用状態を説明する模式図である。一方の局に設置されている光合分波器8kと他方の局に設置されている光合分波器8kとが2芯の光ファイバケーブル61、62によって接続されている。すなわち、一方の局に設置されている光合分波器8kの合波部の光ファイバ59aと他方の局に設置された光合分波器8kの分波部の光ファイバ9aとが光ファイバケーブル61によって接続されており、他方の局に設置されている光合分波器8kの合波部の光ファイバ59aと一方の局に設置されている光合分波器8kの分波部の光ファイバ9aとが光ファイバケーブル62によって接続されている。   FIG. 51 is a schematic diagram for explaining the usage state of the optical multiplexer / demultiplexer 8k. An optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in one station and an optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in the other station are connected by two-core optical fiber cables 61 and 62. That is, the optical fiber cable 61 includes the optical fiber 59a in the multiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in one station and the optical fiber 9a in the demultiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in the other station. And the optical fiber 59a of the multiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in the other station and the optical fiber 9a of the demultiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8k installed in the one station Are connected by an optical fiber cable 62.

しかして、一方の局では、光合分波器8kによって波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号を合波して多重化された波長λ1〜λ4の光信号を1本の光ファイバケーブル61によって他方の局へ伝送する。この多重化された光信号を受信した他方の局の光合分波器8kでは、多重化された光信号を光合分波器8kで分波し、各波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号を個別に取り出す。同時に、他方の局では、光合分波器8kによって波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号を合波して多重化された波長λ1〜λ4の光信号を1本の光ファイバケーブル62によって一方の局へ伝送する。この多重化された光信号を受信した一方の局の光合分波器8kでは、多重化された光信号を光合分波器8kで分波し、各波長λ1、λ2、λ3、λ4の光信号を個別に取り出す。   Therefore, in one of the stations, the optical signals having the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8k and multiplexed, and the optical signals having the wavelengths λ1 to λ4 are multiplexed by the single optical fiber cable 61. Transmit to the other station. In the optical multiplexer / demultiplexer 8k of the other station that has received the multiplexed optical signal, the multiplexed optical signal is demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8k, and optical signals having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are obtained. Take out individually. At the same time, in the other station, the optical signals of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8k, and the optical signals of wavelengths λ1 to λ4 are multiplexed by one optical fiber cable 62. To the other station. In the optical multiplexer / demultiplexer 8k of one station that has received the multiplexed optical signal, the multiplexed optical signal is demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8k, and optical signals having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are obtained. Take out individually.

図47の実施形態では、合波部の光ファイバ59a〜59f及びマイクロレンズ60a、60c〜60fは、分波部の光ファイバ9a〜9f及びマイクロレンズ12a、12c〜12fとは反対方向に向けて順次配置され、波長λ1の光に順次波長λ2の光、波長λ3の光、波長λ4の光という順に合波している。これとは逆に、合波部の光ファイバ59a〜59f及びマイクロレンズ60a、60c〜60fを、分波部の光ファイバ9a〜9f及びマイクロレンズ12a、12c〜12fと同じ方向に向けて順次配置し、波長λ4の光に順次波長λ3の光、波長λ2の光、波長λ1の光という順に合波するように構成することも可能である。   In the embodiment of FIG. 47, the optical fibers 59a to 59f and the micro lenses 60a and 60c to 60f of the multiplexing unit are directed in the opposite direction to the optical fibers 9a to 9f and the micro lenses 12a and 12c to 12f of the demultiplexing unit. Sequentially arranged, light of wavelength λ1 is sequentially multiplexed in the order of light of wavelength λ2, light of wavelength λ3, and light of wavelength λ4. On the contrary, the optical fibers 59a to 59f and the micro lenses 60a and 60c to 60f in the multiplexing unit are sequentially arranged in the same direction as the optical fibers 9a to 9f and the micro lenses 12a and 12c to 12f in the demultiplexing unit. It is also possible to configure such that light of wavelength λ4 is sequentially multiplexed in the order of light of wavelength λ3, light of wavelength λ2, and light of wavelength λ1.

図52(a)は前者のように構成された光合分波器8kを用いて、一方の局の光合分波器8kの合波部の光ファイバ59aと他方の局の光合分波器8kの分波部の光ファイバ9aとを光ファイバケーブル61によって接続した様子を表している。また、図52(b)は後者のように構成された光合分波器8kを用いて、一方の局の光合分波器8kの合波部の光ファイバ59aと他方の局の光合分波器8kの分波部の光ファイバ9aとを光ファイバケーブル61によって接続した様子を表している。図52(a)の場合と図52(b)の場合とを比較すると、図52(b)の場合には、波長λ4の光を始めに導入して、そこに波長λ3の光を合波させ、次に波長λ2の光を合波させ、次に波長λ1の光を合波させて光ファイバケーブル61で他方の局へ送り、他方の局では受信した光信号から波長λ1の光を分波して取り出し、次に波長λ2の光を分波して取り出し、次に波長λ3の光を分波して取り出し、最後に波長λ4の光を取り出している。従って、このような構成によれば、一方の局で最初に入射した波長λ4の光が他方の局では最後に取り出され、一方の局で最後に合波された波長λ1の光が他方の局では最初に取り出されており(FILO)、一方の局の光合分波器8kに入射してから他方の局の光合分波器8kから出射するまでの光路長が波長によって異なってしまう。そのため、光の波長によって減衰の度合いが異なったり、位相が異なったりすることになり、波長によって特性が変化する恐れがある。   FIG. 52A shows an optical multiplexer / demultiplexer 8k configured as in the former, and the optical fiber 59a in the multiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8k in one station and the optical multiplexer / demultiplexer 8k in the other station. The state where the optical fiber 9a of the demultiplexing part is connected by the optical fiber cable 61 is shown. FIG. 52 (b) shows an optical multiplexer / demultiplexer 8k of one station and an optical fiber / multiplexer / demultiplexer of the other station using the optical multiplexer / demultiplexer 8k configured as the latter. The state where the optical fiber 9a of the 8k branching part is connected by the optical fiber cable 61 is shown. When comparing the case of FIG. 52A and the case of FIG. 52B, in the case of FIG. 52B, the light of wavelength λ4 is first introduced, and the light of wavelength λ3 is multiplexed there. Next, the light of wavelength λ2 is multiplexed, and then the light of wavelength λ1 is multiplexed and sent to the other station via the optical fiber cable 61. The other station separates the light of wavelength λ1 from the received optical signal. Then, the light of wavelength λ2 is demultiplexed and extracted, the light of wavelength λ3 is demultiplexed and extracted, and finally the light of wavelength λ4 is extracted. Therefore, according to such a configuration, the light having the wavelength λ4 first incident at one station is extracted last at the other station, and the light having the wavelength λ1 finally combined at one station is extracted from the other station. Then, it is first taken out (FILO), and the optical path length from entering the optical multiplexer / demultiplexer 8k of one station to emitting from the optical multiplexer / demultiplexer 8k of the other station differs depending on the wavelength. For this reason, the degree of attenuation differs or the phase differs depending on the wavelength of light, and the characteristics may change depending on the wavelength.

これに対し、図47のような実施形態にあたる図52(a)の場合には、波長λ1の光を始めに導入して、そこに波長λ2の光を合波させ、次に波長λ3の光を合波させ、次に波長λ4の光を合波させて光ファイバケーブル61で他方の局へ送り、他方の局では受信した光信号から波長λ1の光を分波して取り出し、次に波長λ2の光を分波して取り出し、次に波長λ3の光を分波して取り出し、最後に波長λ4の光を取り出している。従って、図47及び図52(a)のような構成によれば、一方の局で最初に入射した波長λ1の光が他方の局では最初に取り出され、一方の局で最後に合波された波長λ4の光が他方の局では最後に取り出されており(FIFO)、一方の局の光合分波器8kに入射してから他方の局の光合分波器8kから出射するまでの光路長が波長によらずほぼ一定となる。そのため、波長によって光信号の減衰の度合いが異なったり、位相が異なったりすることがなく、波長によらず伝送特性を均一化することができる。   On the other hand, in the case of FIG. 52A corresponding to the embodiment as shown in FIG. 47, light of wavelength λ1 is first introduced, light of wavelength λ2 is multiplexed there, and then light of wavelength λ3 is combined. Next, the light of wavelength λ4 is multiplexed and sent to the other station by the optical fiber cable 61. The other station demultiplexes and extracts the light of wavelength λ1 from the received optical signal, and then the wavelength The light with wavelength λ2 is demultiplexed and extracted, then the light with wavelength λ3 is demultiplexed and extracted, and finally the light with wavelength λ4 is extracted. Therefore, according to the configuration shown in FIG. 47 and FIG. 52 (a), the light having the wavelength λ1 first incident at one station is first extracted at the other station and finally combined at one station. The light of wavelength λ4 is finally extracted at the other station (FIFO), and the optical path length from the time when it enters the optical multiplexer / demultiplexer 8k of one station to the time when it is emitted from the optical multiplexer / demultiplexer 8k of the other station is It is almost constant regardless of the wavelength. For this reason, the degree of attenuation of the optical signal and the phase do not differ depending on the wavelength, and the transmission characteristics can be made uniform regardless of the wavelength.

図53は本発明の第11の実施形態の変型例による光合分波器8mの構造を示す分解斜視図である。この光合分波器8mでは、マイクロレンズアレイ14の表面には、直進レンズで構成されたマイクロレンズ35a、35c〜35fと、直進レンズで構成されたマイクロレンズ73a、73c〜73fとが2列に配列されている。また、下面にミラー層19を形成された導光ブロック16とプリズムブロック37との間にフィルタ層17を挟み込んで合分波用ブロック36が構成されている。プリズムブロック37の上面には、プリズム39a〜39fとプリズム74a〜74fとが2列に配列されている。そして、マイクロレンズ35a、35c〜35fとプリズム39a、39c〜39fによって、図47の光合分波器8kにおけるマイクロレンズ12a、12c〜12fの働きをしており、マイクロレンズ73a、73c〜73fとプリズム74a、74c〜74fによってマイクロレンズ60a、60c〜60fの働きをしている。   FIG. 53 is an exploded perspective view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8m according to a modification of the eleventh embodiment of the present invention. In this optical multiplexer / demultiplexer 8m, on the surface of the microlens array 14, microlenses 35a and 35c to 35f made of straight lenses and microlenses 73a and 73c to 73f made of straight lenses are arranged in two rows. It is arranged. Further, a multiplexing / demultiplexing block 36 is configured by sandwiching the filter layer 17 between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the lower surface and the prism block 37. On the upper surface of the prism block 37, prisms 39a to 39f and prisms 74a to 74f are arranged in two rows. The microlenses 35a and 35c to 35f and the prisms 39a and 39c to 39f serve as the microlenses 12a and 12c to 12f in the optical multiplexer / demultiplexer 8k of FIG. 47. The microlenses 73a and 73c to 73f and the prisms The micro lenses 60a and 60c to 60f function as 74a and 74c to 74f.

図54は本発明の第11の実施形態の別な変型例による光合分波器8nの構造を示す分解斜視図である。この光合分波器8nにあっては、図55に示すように、マイクロレンズアレイ14の裏面に、直進レンズで構成されたマイクロレンズ35a、35c〜35fと、直進レンズで構成されたマイクロレンズ73a、73c〜73fとが2列に配列されている。また、マイクロレンズアレイ14の表面には、プリズム39a〜39fとプリズム74a〜74fとが2列に配列されている。また、下面にミラー層19を形成された導光ブロック16とカバー部材20との間にフィルタ層17を挟み込んで合分波用ブロック36が構成されている。そして、マイクロレンズ35a、35c〜35fとプリズム39a、39c〜39fによって、図47の光合分波器8kにおけるマイクロレンズ12a、12c〜12fの働きをしており、マイクロレンズ73a、73c〜73fとプリズム74a、74c〜74fによってマイクロレンズ60a、60c〜60fの働きをしている。   FIG. 54 is an exploded perspective view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8n according to another modification of the eleventh embodiment of the present invention. In this optical multiplexer / demultiplexer 8n, as shown in FIG. 55, on the back surface of the microlens array 14, microlenses 35a and 35c to 35f made of straight lenses, and a microlens 73a made of straight lenses. 73c to 73f are arranged in two rows. In addition, prisms 39 a to 39 f and prisms 74 a to 74 f are arranged in two rows on the surface of the microlens array 14. Further, a multiplexing / demultiplexing block 36 is configured by sandwiching the filter layer 17 between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the lower surface and the cover member 20. The microlenses 35a and 35c to 35f and the prisms 39a and 39c to 39f serve as the microlenses 12a and 12c to 12f in the optical multiplexer / demultiplexer 8k of FIG. 47. The microlenses 73a and 73c to 73f and the prisms The micro lenses 60a and 60c to 60f function as 74a and 74c to 74f.

(第12の実施形態)
図56は本発明の第12の実施形態による光合分波器8pを示す断面図である。第11の実施形態による光合分波器8kでは、光合分波器8kどうしを結ぶのに2本の光ファイバケーブル61、62が必要であったが、第12の実施形態では1本の光ファイバケーブル61で光合分波器8pどうしを結ぶことができるようにしている。
(Twelfth embodiment)
FIG. 56 is a sectional view showing an optical multiplexer / demultiplexer 8p according to the twelfth embodiment of the present invention. In the optical multiplexer / demultiplexer 8k according to the eleventh embodiment, two optical fiber cables 61 and 62 are required to connect the optical multiplexer / demultiplexer 8k. In the twelfth embodiment, one optical fiber is used. The optical multiplexer / demultiplexer 8p can be connected by the cable 61.

この光合分波器8pにあっては、分波部と合波部とが一体に形成されている。分波部は、光ファイバアレイ11に保持された光ファイバ9a、9c、9d、9e、9f、マイクロレンズ12a、12c、12d、12e、12f及びフィルタ17a、17b、17c、17dによって構成されている。ここで、フィルタ17aは波長λ1の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ17bは波長λ2の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ17cは波長λ3の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ17dは波長λ4の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有する。   In this optical multiplexer / demultiplexer 8p, the demultiplexing portion and the multiplexing portion are integrally formed. The demultiplexing unit is configured by optical fibers 9a, 9c, 9d, 9e, 9f, microlenses 12a, 12c, 12d, 12e, 12f and filters 17a, 17b, 17c, 17d held in the optical fiber array 11. . Here, the filter 17a has a characteristic of transmitting light of wavelength λ1 and reflecting light of another wavelength range, and the filter 17b has a characteristic of transmitting light of wavelength λ2 and reflecting light of another wavelength range. The filter 17c has a characteristic of transmitting light of wavelength λ3 and reflecting light of another wavelength range, and the filter 17d has a characteristic of transmitting light of wavelength λ4 and reflecting light of another wavelength range.

光合分波器8pの合波部は、光ファイバアレイ11に保持された光ファイバ59a、59c、59d、59e、59f、マイクロレンズ60a、60c、60d、60e、60f及びフィルタ63a、63b、63c、63dによって構成されている。ここで、フィルタ63aは波長λ5の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ63bは波長λ6の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ63cは波長λ7の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有し、フィルタ63dは波長λ8の光を透過させ他の波長域の光を反射させる特性を有する。   The multiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8p includes optical fibers 59a, 59c, 59d, 59e, 59f, micro lenses 60a, 60c, 60d, 60e, 60f and filters 63a, 63b, 63c, which are held in the optical fiber array 11. 63d. Here, the filter 63a has a characteristic of transmitting light of wavelength λ5 and reflecting light of another wavelength range, and the filter 63b has a characteristic of transmitting light of wavelength λ6 and reflecting light of another wavelength range. The filter 63c has a characteristic of transmitting light of wavelength λ7 and reflecting light of another wavelength range, and the filter 63d has a characteristic of transmitting light of wavelength λ8 and reflecting light of another wavelength range.

合波部の光ファイバ59aは、端面を分波部のマイクロレンズ12aと12cの間に配置されたマイクロレンズ12bに対向させるようにして分波部に接続されている。また、フィルタ層17内のフィルタ17aと隣接する位置には、波長λ1、λ2、λ3、λ4の光を透過させ、波長λ5、λ6、λ7、λ8の光を反射させる特性を有するフィルタ64が配置されている。   The optical fiber 59a of the multiplexing unit is connected to the demultiplexing unit so that the end surface thereof faces the microlens 12b disposed between the microlenses 12a and 12c of the demultiplexing unit. Further, a filter 64 having a characteristic of transmitting light having wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 and reflecting light having wavelengths λ5, λ6, λ7, and λ8 is disposed in the filter layer 17 at a position adjacent to the filter 17a. Has been.

この光合分波器8pの分波部においては、波長λ1、λ2、λ3、λ4の多重化された光信号が光ファイバ9aから出射されると、この光信号は12aで平行光化されると共に光軸方向を曲げられ、フィルタ64に入射する。波長λ1、λ2、λ3、λ4の光はフィルタ64を透過し、ミラー層19で反射した後、波長λ1の光のみがフィルタ17aを透過し、マイクロレンズ12cによって光ファイバ9cに結合させられる。また、フィルタ17aで反射した波長λ2、λ3、λ4の光は、再びミラー層19で反射した後、波長λ2の光のみがフィルタ17bを透過し、マイクロレンズ12dによって光ファイバ9dに結合させられる。また、フィルタ17bで反射した波長λ3、λ4の光は、再びミラー層19で反射した後、波長λ3の光のみがフィルタ17cを透過し、マイクロレンズ12eによって光ファイバ9eに結合させられる。また、フィルタ17cで反射した波長λ4の光は、再びミラー層19で反射した後、波長λ4の光のみがフィルタ17dを透過し、マイクロレンズ12fによって光ファイバ9fに結合させられる。   In the demultiplexing unit of the optical multiplexer / demultiplexer 8p, when the multiplexed optical signal having the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 is emitted from the optical fiber 9a, the optical signal is converted into parallel light by 12a. The optical axis direction is bent and enters the filter 64. The light of wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 is transmitted through the filter 64 and reflected by the mirror layer 19, and then only the light of wavelength λ1 is transmitted through the filter 17a and is coupled to the optical fiber 9c by the microlens 12c. Further, after the light of wavelengths λ2, λ3, and λ4 reflected by the filter 17a is reflected again by the mirror layer 19, only the light of wavelength λ2 passes through the filter 17b and is coupled to the optical fiber 9d by the microlens 12d. Further, after the light of wavelengths λ3 and λ4 reflected by the filter 17b is reflected again by the mirror layer 19, only the light of wavelength λ3 passes through the filter 17c and is coupled to the optical fiber 9e by the microlens 12e. The light of wavelength λ4 reflected by the filter 17c is reflected again by the mirror layer 19, and then only the light of wavelength λ4 passes through the filter 17d and is coupled to the optical fiber 9f by the microlens 12f.

また、この光合分波器8pの合波部においては、各光ファイバ59c、59d、59e、59fから波長λ5、λ6、λ7、λ8の光が出射されると、光ファイバ59fから出射された波長λ8の光がマイクロレンズ60fで光軸方向を曲げられた後、フィルタ63dを透過した後にミラー層19で反射され、フィルタ63cに入射する。一方、光ファイバ59eから出射された波長λ7の光はマイクロレンズ60eで光軸方向を曲げられた後にフィルタ63cを透過する。そして、フィルタ63cを透過した波長λ7の光とフィルタ63cで反射した波長λ8の光は、ミラー層19で反射した後、フィルタ63bに入射する。一方、光ファイバ59dから出射された波長λ6の光はマイクロレンズ60dで光軸方向を曲げられた後にフィルタ63bを透過する。そして、フィルタ63bを透過した波長λ6の光とフィルタ63bで反射した波長λ8及びλ7の光は、ミラー層19で反射した後、フィルタ63aに入射する。一方、光ファイバ59cから出射された波長λ5の光はマイクロレンズ60cで光軸方向を曲げられた後にフィルタ63aを透過する。そして、フィルタ63aを透過した波長λ5の光とフィルタ63aで反射した波長λ8、λ7及びλ6の光は、ミラー層19で反射した後、マイクロレンズ60aに入射して光ファイバ59aに結合される。   Further, in the multiplexing part of the optical multiplexer / demultiplexer 8p, when light of wavelengths λ5, λ6, λ7, λ8 is emitted from the optical fibers 59c, 59d, 59e, 59f, the wavelength emitted from the optical fiber 59f After the light of λ8 is bent in the optical axis direction by the micro lens 60f, the light passes through the filter 63d, is reflected by the mirror layer 19, and enters the filter 63c. On the other hand, the light of wavelength λ7 emitted from the optical fiber 59e passes through the filter 63c after being bent in the optical axis direction by the microlens 60e. Then, the light of wavelength λ7 that has passed through the filter 63c and the light of wavelength λ8 that has been reflected by the filter 63c are reflected by the mirror layer 19 and then enter the filter 63b. On the other hand, the light of wavelength λ6 emitted from the optical fiber 59d passes through the filter 63b after being bent in the optical axis direction by the microlens 60d. Then, the light of wavelength λ6 transmitted through the filter 63b and the light of wavelengths λ8 and λ7 reflected by the filter 63b are reflected by the mirror layer 19 and then enter the filter 63a. On the other hand, the light of wavelength λ5 emitted from the optical fiber 59c passes through the filter 63a after being bent in the optical axis direction by the microlens 60c. Then, the light of wavelength λ5 transmitted through the filter 63a and the light of wavelengths λ8, λ7, and λ6 reflected by the filter 63a are reflected by the mirror layer 19 and then enter the microlens 60a and coupled to the optical fiber 59a.

こうして光ファイバ59aに入射した波長λ5、λ6、λ7及びλ8の光は、光ファイバ59aを伝搬して光ファイバ59aの他端から出射される。光ファイバ59aの他端から出射された波長λ5、λ6、λ7及びλ8の光は、マイクロレンズ12bで曲げられた後にフィルタ64に入射し、フィルタ64で反射してマイクロレンズ12aに入射し、光ファイバ9aに結合される。   The light of wavelengths λ5, λ6, λ7, and λ8 thus incident on the optical fiber 59a propagates through the optical fiber 59a and is emitted from the other end of the optical fiber 59a. Light having wavelengths λ5, λ6, λ7, and λ8 emitted from the other end of the optical fiber 59a is bent by the microlens 12b and then enters the filter 64, is reflected by the filter 64, and enters the microlens 12a. Coupled to fiber 9a.

この光合分波器8pは、図57に示すように、一方の局に設置された光合分波器8pと他方の局に設置された光合分波器8p´とを1本の光ファイバケーブル61で接続して通信するものであり、いずれの光合分波器8p、8p´も光ファイバ9aに光ファイバケーブル61が接続される。   As shown in FIG. 57, the optical multiplexer / demultiplexer 8p includes an optical multiplexer / demultiplexer 8p installed in one station and an optical multiplexer / demultiplexer 8p ′ installed in the other station, as one optical fiber cable 61. The optical fiber cable 61 is connected to the optical fiber 9a in any of the optical multiplexers / demultiplexers 8p and 8p ′.

ただし、上記光合分波器8pとつながれる光合分波器8p´では、光合分波器8pとはフィルタ17a〜17d、63a〜63dの配置が異なっており、かつ、合波部と分波部とが入れ替わっている。すなわち、光合分波器8p´では、光ファイバ9a、9c、9d、9e、9f、マイクロレンズ12a、12c、12d、12e、12f及びフィルタ17a、17b、17c、17dによって合波部が構成されており、フィルタ17a〜17dの配列が光合分波器8pとは逆になっている。   However, in the optical multiplexer / demultiplexer 8p 'connected to the optical multiplexer / demultiplexer 8p, the arrangement of the filters 17a to 17d and 63a to 63d is different from that of the optical multiplexer / demultiplexer 8p. And have been replaced. That is, in the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′, the optical fiber 9a, 9c, 9d, 9e, 9f, the microlenses 12a, 12c, 12d, 12e, 12f and the filters 17a, 17b, 17c, 17d constitute a multiplexing unit. The arrangement of the filters 17a to 17d is opposite to that of the optical multiplexer / demultiplexer 8p.

光合分波器8p´では、光ファイバ59a、59c、59d、59e、59f、マイクロレンズ60a、60c、60d、60e、60f及びフィルタ63a、63b、63c、63dによって分波部が構成されており、フィルタ63a〜63dの配列が光合分波器8pとは逆になっている。   In the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′, the optical fiber 59a, 59c, 59d, 59e, 59f, the micro lenses 60a, 60c, 60d, 60e, 60f and the filters 63a, 63b, 63c, 63d constitute a demultiplexing unit, The arrangement of the filters 63a to 63d is opposite to that of the optical multiplexer / demultiplexer 8p.

しかして、光合分波器8pで波長λ5〜λ8の光信号が合波された後、その多重光信号は光ファイバケーブル61によって光合分波器8p´へ送られ、光合分波器8p´で各波長λ5〜λ8に分波され、各波長λ5〜λ8の光信号が取り出される。ここで、例えば波長λ8の光は光合分波器8pで最初に合波されて光合分波器8p´で最初に分波され、また、波長λ5の光は光合分波器8pで最後に合波されて光合分波器8p´で最後に分波されており、各波長λ5〜λ8の光信号の伝送距離(光路長)は互いに等しくなっている。   Thus, after the optical signals of wavelengths λ5 to λ8 are multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p, the multiplexed optical signal is sent to the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′ via the optical fiber cable 61, and is then transmitted by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′. Each of the wavelengths λ5 to λ8 is demultiplexed, and optical signals of the wavelengths λ5 to λ8 are extracted. Here, for example, the light of wavelength λ8 is first multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p and first demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′, and the light of wavelength λ5 is finally multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p. Waves are finally demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′, and the transmission distances (optical path lengths) of the optical signals having the wavelengths λ5 to λ8 are equal to each other.

同様に、光合分波器8p´で波長λ1〜λ4の光信号が合波された後、その多重光信号は同じ光ファイバケーブル61によって光合分波器8pへ送られ、光合分波器8pで各波長λ1〜λ4に分波され、各波長λ1〜λ4の光信号が取り出される。ここで、例えば波長λ1の光は光合分波器8p´で最初に合波されて光合分波器8pで最初に分波され、また、波長λ4の光は光合分波器8p´で最後に合波されて光合分波器8pで最後に分波されており、各波長λ1〜λ4の光信号の伝送距離(光路長)は互いに等しくなっている。   Similarly, after optical signals having wavelengths λ1 to λ4 are multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′, the multiplexed optical signal is sent to the optical multiplexer / demultiplexer 8p through the same optical fiber cable 61, and the optical multiplexer / demultiplexer 8p. Each of the wavelengths λ1 to λ4 is demultiplexed, and optical signals of the wavelengths λ1 to λ4 are extracted. Here, for example, the light of wavelength λ1 is first multiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′ and first demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p, and the light of wavelength λ4 is finally terminated by the optical multiplexer / demultiplexer 8p ′. The optical signals are multiplexed and finally demultiplexed by the optical multiplexer / demultiplexer 8p, and the transmission distances (optical path lengths) of the optical signals having the wavelengths λ1 to λ4 are equal to each other.

なお、光合分波器8p、8p´の合波部と分波部とは、図56では直列に配置されているが、横に並べて並列に配置しても良い。   In addition, although the multiplexing part and demultiplexing part of optical multiplexer / demultiplexers 8p and 8p 'are arrange | positioned in series in FIG. 56, you may arrange in parallel and arrange in parallel.

図58は第12の実施形態の変型例による光合分波器8qである。上記光合分波器8pでは、合波部と分波部とを光ファイバ59aでつないでいたが、図58の光合分波器8qでは、2つの直角三角形状の凹部65、66を用いて合波部と分波部とを結んでいる。すなわち、この変形例では、カバー部材20の上面に断面直角三角形状をした凹部65、66が設けられており、合波部で合波された波長λ5、λ6、λ7、λ8の光は、凹部65及び66で全反射することによってフィルタ64に入射し、フィルタ64で反射した後に光ファイバ9aに結合される。   FIG. 58 shows an optical multiplexer / demultiplexer 8q according to a modification of the twelfth embodiment. In the optical multiplexer / demultiplexer 8p, the multiplexing portion and the demultiplexing portion are connected by the optical fiber 59a. However, the optical multiplexer / demultiplexer 8q in FIG. 58 uses the two right-angled triangular concave portions 65 and 66 to combine them. The wave part and the demultiplexing part are connected. That is, in this modification, the upper surface of the cover member 20 is provided with recesses 65 and 66 having a right-angled cross-sectional shape, and the light having wavelengths λ5, λ6, λ7, and λ8 combined at the combiner is recessed. The light is incident on the filter 64 by being totally reflected by 65 and 66, and after being reflected by the filter 64, is coupled to the optical fiber 9a.

図59は第12の実施形態の別な変形例による光合分波器8rの構造を示す概略断面図である。この光号分波器8rにあっては、次のような構成によって図56の光合分波器8pと同様な光合分波器を作製している。マイクロレンズアレイ14の下面に光ファイバ9a、9c〜9fの端面に対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ35a、35c〜35fを設け、光ファイバ59c〜59fの端面に対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ73c〜73fを設け、逆U字状に曲げた光ファイバ59aの両端に対向させてマイクロレンズ73a及び35bを設けている。また、下面にミラー層19を形成された導光ブロック16とプリズムブロック37の間にフィルタ層17を挟み込んで合分波用ブロック36を構成している。プリズムブロック37の上面には、マイクロレンズ35a〜35fに対向させてプリズム39a〜39fを形成してあり、マイクロレンズ73a、73c〜73fに対向させてプリズム74a、74c〜74fを形成している。なお、マイクロレンズ73b及びプリズム74bは無くてもよいものである。   FIG. 59 is a schematic sectional view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8r according to another modification of the twelfth embodiment. In the optical signal demultiplexer 8r, an optical multiplexer / demultiplexer similar to the optical multiplexer / demultiplexer 8p in FIG. 56 is manufactured by the following configuration. Microlenses 35a, 35c-35f made of rectilinear lenses are provided on the lower surface of the microlens array 14 so as to oppose end faces of the optical fibers 9a, 9c-9f, and micros made of rectilinear lenses are made opposed to the end faces of the optical fibers 59c-59f. Lenses 73c to 73f are provided, and microlenses 73a and 35b are provided to face both ends of an optical fiber 59a bent in an inverted U shape. Also, the filter layer 17 is sandwiched between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the lower surface and the prism block 37 to constitute a multiplexing / demultiplexing block 36. On the upper surface of the prism block 37, prisms 39a to 39f are formed facing the microlenses 35a to 35f, and prisms 74a, 74c to 74f are formed facing the microlenses 73a and 73c to 73f. Note that the microlens 73b and the prism 74b may be omitted.

(第13の実施形態)
上記各実施形態では、光ファイバを用いて光合分波器に各波長の光を入力させ、光ファイバを用いて光合分波器から各波長の光を取り出している。しかし、光ファイバを用いないで半導体レーザー素子(LD)等の発光素子を光合分波器の光入射箇所に実装し、あるいは、フォトダイオード(PD)やフォトトランジスタ等の受光素子を光合分波器の光出射箇所に実装してもよい。
(13th Embodiment)
In each of the above embodiments, light of each wavelength is input to an optical multiplexer / demultiplexer using an optical fiber, and light of each wavelength is extracted from the optical multiplexer / demultiplexer using an optical fiber. However, without using an optical fiber, a light emitting element such as a semiconductor laser element (LD) is mounted at a light incident position of the optical multiplexer / demultiplexer, or a light receiving element such as a photodiode (PD) or a phototransistor is mounted on the optical multiplexer / demultiplexer. You may mount in the light emission location.

例えば、図60に示す光合分波器(トランスポンダ)8sは、図56に示した光合分波器8pを基にしたものである。この場合であれば、光ファイバケーブルとつなぐための光ファイバ9aと、合波部及び分波部を結ぶ光ファイバ59aだけを残し、マイクロレンズ12c〜12fに対向させてマイクロレンズアレイ14の上にそれぞれ受光素子68c、68d、68e、68f(例えば、受光素子を一体化した受光素子アレイ)を実装し、マイクロレンズ60c〜60fに対向させてマイクロレンズアレイ14の上にそれぞれ発光波長λ1、λ2、λ3、λ4の発光素子67c、67d、67e、67f(例えば、発光素子を一体化した発光素子アレイ)を実装すればよい。受光素子68c〜68fは、その光軸方向(受光素子の最大感度方向、もしくは受光素子の受光面に垂直な方向)がフィルタ層17に垂直な方向を向くように配置されており、発光素子67c〜67fは、その光軸方向(発光強度が最大の方向、もしくは発光素子の発光面に垂直な方向)がフィルタ層17に垂直な方向を向くように配置されている。   For example, an optical multiplexer / demultiplexer (transponder) 8s shown in FIG. 60 is based on the optical multiplexer / demultiplexer 8p shown in FIG. In this case, only the optical fiber 9a for connecting to the optical fiber cable and the optical fiber 59a connecting the multiplexing part and the demultiplexing part are left, and face the microlenses 12c to 12f on the microlens array 14. The light receiving elements 68c, 68d, 68e, and 68f (for example, a light receiving element array in which the light receiving elements are integrated) are mounted, and the light emission wavelengths λ1, λ2, and the like are respectively placed on the microlens array 14 so as to face the microlenses 60c to 60f. Light emitting elements 67c, 67d, 67e, 67f (for example, a light emitting element array in which light emitting elements are integrated) may be mounted. The light receiving elements 68c to 68f are arranged so that the optical axis direction (the maximum sensitivity direction of the light receiving element or the direction perpendicular to the light receiving surface of the light receiving element) faces the direction perpendicular to the filter layer 17, and the light emitting element 67c. ˜67f are arranged such that the direction of the optical axis (the direction in which the light emission intensity is maximum or the direction perpendicular to the light emitting surface of the light emitting element) faces the direction perpendicular to the filter layer 17.

このようにして構成された光合分波器8sによれば、発光素子67c〜67fを駆動して直接光信号を多重送信させることができ、また、受光素子68c〜68fによって光信号を直接受光させることができる。ここで、受光素子68c〜68fとして受光素子アレイを用いれば、個別の素子を用いるよりもコストを抑えることができ、その場合には、本発明のように受光素子アレイを傾けることなく実装できれば、光路長の長くなる素子でインサーションロスが大きくなったり、光合分波器のサイズが大きくなったりするのを防止できる。発光素子67c〜67fについても同様である。   According to the optical multiplexer / demultiplexer 8s configured as described above, the light emitting elements 67c to 67f can be driven to directly multiplex the optical signals, and the light signals can be directly received by the light receiving elements 68c to 68f. be able to. Here, if a light receiving element array is used as the light receiving elements 68c to 68f, the cost can be reduced as compared with the case of using individual elements. In that case, if the light receiving element array can be mounted without being inclined as in the present invention, An element with a long optical path length can prevent an increase in insertion loss and an increase in the size of the optical multiplexer / demultiplexer. The same applies to the light emitting elements 67c to 67f.

図61は第13の実施形態の変形例による光合分波器8tの構造を示す概略断面図である。この光号分波器8tにあっては、次のような構成によって図60の光合分波器8sと同様なトランスポンダを作製している。マイクロレンズアレイ14の下面には、光ファイバ9a及び受光素子68c〜68fに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ35a、35c〜35fを設け、発光素子67c〜67fに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ73c〜73fを設け、逆U字状に曲げた光ファイバ59aの両端に対向させてマイクロレンズ73a及び35bを設けている。また、下面にミラー層19を形成された導光ブロック16とプリズムブロック37の間にフィルタ層17を挟み込んで合分波用ブロック36を構成している。プリズムブロック37の上面には、マイクロレンズ35a〜35fに対向させてプリズム39a〜39fを形成してあり、マイクロレンズ73a、73c〜73fに対向させてプリズム74a、74c〜74fを形成している。   FIG. 61 is a schematic sectional view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8t according to a modification of the thirteenth embodiment. In the optical signal demultiplexer 8t, a transponder similar to the optical multiplexer / demultiplexer 8s in FIG. 60 is manufactured by the following configuration. On the lower surface of the microlens array 14, microlenses 35 a and 35 c to 35 f made of rectilinear lenses are provided facing the optical fibers 9 a and the light receiving elements 68 c to 68 f, and micros made of rectilinear lenses are made to face the light emitting elements 67 c to 67 f. Lenses 73c to 73f are provided, and microlenses 73a and 35b are provided to face both ends of an optical fiber 59a bent in an inverted U shape. Also, the filter layer 17 is sandwiched between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the lower surface and the prism block 37 to constitute a multiplexing / demultiplexing block 36. On the upper surface of the prism block 37, prisms 39a to 39f are formed facing the microlenses 35a to 35f, and prisms 74a, 74c to 74f are formed facing the microlenses 73a and 73c to 73f.

(第14の実施形態)
図62は本発明の第14の実施形態による光合分波器(トランスポンダ)8uを示す断面図である。この実施形態では、導光板70の下面にマイクロレンズ12a、12c、12d、12e、12fを設け、マイクロレンズ12aに対向させて導光板70の上面に光ファイバ71を接続し、マイクロレンズ12c〜12dに対向させて導光板70の上に発光波長λ1、λ2、λ3、λ4の発光素子67c、67d、67e、67f(例えば、発光素子を一体化した発光素子アレイ)を実装し、マイクロレンズ12c〜12fの下に合波用に構成された合分波用ブロック36を配置している。また、光ファイバ71の端面とマイクロレンズ12aとの間において、導光板70内にはフィルタ64が45度の角度で埋め込まれている。導光板70は合分波用ブロック36の幅よりも長くなっており、導光板70の合分波用ブロック36から張り出した領域において導光板70の上面には波長λ5の光のみを透過させる回折素子72a、波長λ6の光のみを透過させる回折素子72b、波長λ7の光のみを透過させる回折素子72c、波長λ8の光のみを透過させる回折素子72dが形成され、各回折素子72a〜72dの上に受光素子68c〜68f(例えば、受光素子を一体化した受光素子アレイ)を実装している。発光素子67c〜67fは、その光軸方向がフィルタ17a〜17d又は導光板70に垂直な方向を向くように配置されており、受光素子68c〜68fも、その光軸方向がフィルタ17a〜17dに垂直な方向を向くように配置されている。
(Fourteenth embodiment)
FIG. 62 is a sectional view showing an optical multiplexer / demultiplexer (transponder) 8u according to the fourteenth embodiment of the present invention. In this embodiment, the microlenses 12a, 12c, 12d, 12e, and 12f are provided on the lower surface of the light guide plate 70, the optical fiber 71 is connected to the upper surface of the light guide plate 70 so as to face the microlens 12a, and the microlenses 12c to 12d. The light emitting elements 67c, 67d, 67e, 67f (for example, a light emitting element array in which the light emitting elements are integrated) having light emission wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 are mounted on the light guide plate 70 so as to face each other. A multiplexing / demultiplexing block 36 configured for multiplexing is arranged below 12f. A filter 64 is embedded in the light guide plate 70 at an angle of 45 degrees between the end face of the optical fiber 71 and the microlens 12a. The light guide plate 70 is longer than the width of the multiplexing / demultiplexing block 36. In the region of the light guiding plate 70 that protrudes from the multiplexing / demultiplexing block 36, the upper surface of the light guide plate 70 transmits only light of wavelength λ5. An element 72a, a diffractive element 72b that transmits only light of wavelength λ6, a diffractive element 72c that transmits only light of wavelength λ7, and a diffractive element 72d that transmits only light of wavelength λ8 are formed on each of the diffractive elements 72a to 72d. Are mounted with light receiving elements 68c to 68f (for example, a light receiving element array in which the light receiving elements are integrated). The light emitting elements 67c to 67f are arranged so that the optical axis direction thereof is oriented in a direction perpendicular to the filters 17a to 17d or the light guide plate 70. The light receiving elements 68c to 68f also have optical axis directions thereof corresponding to the filters 17a to 17d. It is arranged to face the vertical direction.

しかして、各発光素子67c〜67fから出射された波長λ1、λ2、λ3、λ4の光は合分波用ブロック36で合波されて合分波用ブロック36から出射され、マイクロレンズ12aで光軸方向を曲げられた後にフィルタ64を透過して光ファイバ71に結合され、光ファイバ71から送信される。また、光ファイバ71から受信した波長λ5、λ6、λ7、λ8の多重伝送信号は、フィルタ64によって導光板70の張り出し側へ反射され、導光板70の上面と下面で全反射を繰り返しながら導光板70内を伝搬する。導光板70内を伝搬する光が、回折素子72aに入射すると、波長λ5の光だけが回折素子72aを透過して受光素子68cに受光される。また、導光板70内を伝搬する光が、回折素子72b、72c又は72dに入射すると、それぞれ波長λ6、λ7又は波長λ8の光だけが回折素子72b、72c又は72dを透過し、それぞれ受光素子68d、68e、68fに受光される。なお、上記回折素子としては、回折格子のほかCGH素子なども用いることができる。   Thus, the light beams having the wavelengths λ1, λ2, λ3, and λ4 emitted from the light emitting elements 67c to 67f are multiplexed by the multiplexing / demultiplexing block 36 and emitted from the multiplexing / demultiplexing block 36, and are emitted by the microlens 12a. After being bent in the axial direction, the light passes through the filter 64 and is coupled to the optical fiber 71 and transmitted from the optical fiber 71. Further, the multiplexed transmission signals of wavelengths λ5, λ6, λ7, and λ8 received from the optical fiber 71 are reflected by the filter 64 to the projecting side of the light guide plate 70, and are repeatedly totally reflected on the upper and lower surfaces of the light guide plate 70. It propagates through 70. When light propagating through the light guide plate 70 enters the diffraction element 72a, only light having the wavelength λ5 is transmitted through the diffraction element 72a and received by the light receiving element 68c. When light propagating through the light guide plate 70 is incident on the diffraction elements 72b, 72c, or 72d, only the light with the wavelength λ6, λ7, or wavelength λ8 is transmitted through the diffraction elements 72b, 72c, or 72d, respectively, and the light receiving element 68d. 68e and 68f. In addition to the diffraction grating, a CGH element or the like can be used as the diffraction element.

図63は第14の実施形態の変形例による光合分波器8vの構造を示す概略断面図である。この光号分波器8vにあっては、次のような構成によって図62の光合分波器8uと同様なトランスポンダを作製している。マイクロレンズアレイ14の下面には、光ファイバ71及び発光素子67c〜67fに対向させて直進レンズからなるマイクロレンズ35a、35c〜35fを設けている。また、下面にミラー層19を形成された導光ブロック16とプリズムブロック37の間にフィルタ層17を挟み込んで合分波用ブロック36を構成している。プリズムブロック37の上面には、マイクロレンズ35a、35c〜35fに対向させてプリズム39a、39c〜39fを形成している。   FIG. 63 is a schematic sectional view showing the structure of an optical multiplexer / demultiplexer 8v according to a modification of the fourteenth embodiment. In the optical signal demultiplexer 8v, a transponder similar to the optical multiplexer / demultiplexer 8u in FIG. 62 is manufactured by the following configuration. On the lower surface of the microlens array 14, microlenses 35 a and 35 c to 35 f made of a rectilinear lens are provided facing the optical fiber 71 and the light emitting elements 67 c to 67 f. Also, the filter layer 17 is sandwiched between the light guide block 16 having the mirror layer 19 formed on the lower surface and the prism block 37 to constitute a multiplexing / demultiplexing block 36. On the upper surface of the prism block 37, prisms 39a, 39c to 39f are formed facing the micro lenses 35a and 35c to 35f.

(発明の効果)
本発明の光合分波器は、レンズやプリズム等からなる偏向素子を備えており、偏向素子によって光の光軸方向を曲げることができる。したがって、多重化された光を伝搬する光ファイバ等の伝送手段と、分波後の光を伝搬する光ファイバや分波後の光を受光する受光素子あるいは合波前の光を出射する発光素子等の光入出力手段とが平行に並んでいる面と、波長選択素子の配列している面や光反射面とを互いに平行に配置することができ、製造も容易で、分波又は合波される波長の数を増やしても小型の光合分波器を得ることができる。
(The invention's effect)
The optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention includes a deflection element including a lens, a prism, and the like, and can bend the optical axis direction of light by the deflection element. Therefore, transmission means such as an optical fiber that propagates multiplexed light, an optical fiber that propagates the light after demultiplexing, a light receiving element that receives the light after demultiplexing, or a light emitting element that emits the light before multiplexing The surface on which the light input / output means such as the above are arranged in parallel, the surface on which the wavelength selection elements are arranged, and the light reflecting surface can be arranged in parallel to each other, and the manufacturing is easy, and the demultiplexing or multiplexing Even if the number of wavelengths to be increased is increased, a small optical multiplexer / demultiplexer can be obtained.

従来例による光合分波器の構造を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the structure of the optical multiplexer / demultiplexer by a prior art example. 本発明の第1の実施形態による光合分波器の構造を示す分解斜視図である。1 is an exploded perspective view showing a structure of an optical multiplexer / demultiplexer according to a first embodiment of the present invention. 第1の実施形態による光合分波器の、各光ファイバアレイのコアを通る面における概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in the surface which passes along the core of each optical fiber array of the optical multiplexer / demultiplexer by 1st Embodiment. 第1の実施形態による光合分波器の側面図である。It is a side view of the optical multiplexer / demultiplexer by 1st Embodiment. マイクロレンズアレイの下面図である。It is a bottom view of a micro lens array. 光ファイバから出射され、他の光ファイバに入射する光の光路を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the optical path of the light radiate | emitted from an optical fiber and injects into another optical fiber. (a)(b)は、マイクロレンズの形状を説明する平面図及び正面図である。(A) and (b) are the top view and front view explaining the shape of a micro lens. 各フィルタの特性とダミーフィルム及びARコート層の特性を示す図であって、横軸は光の波長、縦軸は光透過率を示す。It is a figure which shows the characteristic of each filter, the characteristic of a dummy film, and AR coating layer, Comprising: A horizontal axis shows the wavelength of light and a vertical axis | shaft shows the light transmittance. (a)〜(e)はフィルタ層の製造工程を説明する図である。(A)-(e) is a figure explaining the manufacturing process of a filter layer. (f)(g)は図9(e)の後の工程を説明する図である。(F) (g) is a figure explaining the process after FIG.9 (e). フィルタ層の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of a filter layer. (a)〜(d)はフィルタ層の別な製造工程を説明する図である。(A)-(d) is a figure explaining another manufacturing process of a filter layer. (e)〜(g)は図12(d)の後の工程を説明する図である。(E)-(g) is a figure explaining the process after FIG.12 (d). 第1の実施形態による光合分波器の分波動作を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the demultiplexing operation | movement of the optical multiplexer / demultiplexer by 1st Embodiment. 第1の実施形態による光合分波器の合波動作を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the multiplexing operation | movement of the optical multiplexer / demultiplexer by 1st Embodiment. 本発明の光合分波器をケーシングに納めた状態を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the state which put the optical multiplexer / demultiplexer of this invention in the casing. 本発明の第2の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which the optical multiplexer / demultiplexer by the 2nd Embodiment of this invention fractured | ruptured partially. 本発明の第2の実施形態の変形例を示す一部破断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which fractured | ruptured partially which shows the modification of the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a partially broken optical multiplexer / demultiplexer according to a third embodiment of the present invention. 本発明の第4の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing to which the optical multiplexer / demultiplexer by the 4th Embodiment of this invention was fractured | ruptured partially. (a)〜(e)は、同上の実施形態に用いられるフィルタ層の製造方法を説明する図である。(A)-(e) is a figure explaining the manufacturing method of the filter layer used for embodiment same as the above. 本発明の第5の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which a part fracture | ruptured of the optical multiplexer / demultiplexer by the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態の変形例を示す一部破断した概略断面図である。It is the schematic sectional drawing which fractured | ruptured partially which shows the modification of the 5th Embodiment of this invention. (a)〜(d)は、第5の実施形態による光合分波器に用いられるフィルタ層の製造工程を説明する図である。(A)-(d) is a figure explaining the manufacturing process of the filter layer used for the optical multiplexer / demultiplexer by 5th Embodiment. 本発明の第6の実施形態による光合分波器の一部破断した概略断面図である。FIG. 10 is a schematic sectional view, partly broken, of an optical multiplexer / demultiplexer according to a sixth embodiment of the present invention. 本発明の第7の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第8の実施形態による光合分波器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the optical multiplexer / demultiplexer by the 8th Embodiment of this invention. 第8の実施形態による光合分波器の断面図である。It is sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by 8th Embodiment. 同上の光合分波器に用いられるプリズムブロックの斜視図である。It is a perspective view of the prism block used for the optical multiplexer / demultiplexer same as the above. 合分波用ブロックの製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows the manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. (a)(b)は、合分波用ブロックの別な製造方法を示す概略図である。(A) (b) is schematic which shows another manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. (a)(b)(c)は、合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。(A) (b) (c) is the schematic which shows another manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. 合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows another manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. 合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows another manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. 合分波用ブロックのさらに別な製造方法を示す概略図である。It is the schematic which shows another manufacturing method of the block for multiplexing / demultiplexing. (a)(b)(c)は、プリズムブロックを成形するためのプリズムパターン成形用部分金型の製造工程を示す斜視図である。(A) (b) (c) is a perspective view which shows the manufacturing process of the partial mold for prism pattern shaping | molding for shape | molding a prism block. (d)(e)は、図36(c)の後の工程を示す斜視図である。(D) and (e) are perspective views showing a step subsequent to FIG. (a)(b)は、成形用ブロックの製造方法を示す斜視図である。(A) (b) is a perspective view which shows the manufacturing method of the block for shaping | molding. 部分金型の斜視図である。It is a perspective view of a partial metal mold | die. プリズムブロックを成形するための金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal mold | die for shape | molding a prism block. (a)(b)は合分波用ブロックの組立工程を示す斜視図である。(A) and (b) are perspective views which show the assembly process of the block for multiplexing / demultiplexing. プリズムブロックの別な形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another shape of a prism block. 本発明の第9の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 9th Embodiment of this invention. (a)は同上の光合分波器に用いられているマイクロレンズアレイの裏面側からの斜視図、(b)はそのマイクロレンズアレイの表面側からの斜視図である。(A) is the perspective view from the back surface side of the microlens array used for the optical multiplexer / demultiplexer same as the above, (b) is the perspective view from the surface side of the microlens array. 第9の実施形態による光合分波器の作用説明図である。It is action | operation explanatory drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by 9th Embodiment. 本発明の第10の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施形態による光合分波器の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the optical multiplexer / demultiplexer by the 11th Embodiment of this invention. 同上の光合分波器の作用説明のための断面図である。It is sectional drawing for operation | movement description of an optical multiplexer / demultiplexer same as the above. 同上の光合分波器の作用説明のための別な断面における断面図である。It is sectional drawing in another cross section for the effect | action description of an optical multiplexer / demultiplexer same as the above. 同上の光合分波器の作用説明のための斜視図である。It is a perspective view for operation | movement description of an optical multiplexer / demultiplexer same as the above. 同上の光合分波器のリンク状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the link state of an optical multiplexer / demultiplexer same as the above. (a)(b)は上記リンク状態と異なるリンク状態とを比較して、作用を説明する図である。(A) (b) is a figure explaining the effect | action by comparing the said link state with a different link state. 本発明の第11の実施形態の変形例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the modification of the 11th Embodiment of this invention. 本発明の第11の実施形態の別な変形例を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows another modification of the 11th Embodiment of this invention. (a)は図54の変型例による光合分波器に用いられているマイクロレンズアレイの裏面側からの斜視図、(b)はそのマイクロレンズアレイの表面側からの斜視図である。(A) is a perspective view from the back surface side of the microlens array used for the optical multiplexer / demultiplexer by the modification of FIG. 54, (b) is a perspective view from the surface side of the microlens array. 本発明の第12の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 12th Embodiment of this invention. 同上の光合分波器のリンク状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the link state of an optical multiplexer / demultiplexer same as the above. 本発明の第12の実施形態の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第12の実施形態の別な変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows another modification of the 12th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第13の実施形態の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of the 13th Embodiment of this invention. 本発明の第14の実施形態による光合分波器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the optical multiplexer / demultiplexer by the 14th Embodiment of this invention. 本発明の第14の実施形態の変形例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the modification of the 14th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

9a〜9l 光ファイバ
10 コネクタ
11 光ファイバアレイ
12a〜12l マイクロレンズ
13 剥離膜
14 マイクロレンズアレイ
16 導光ブロック
17 フィルタ層
17a、17b、17c、17d、17e フィルタ
18a、18b ダミーフィルム
19 ミラー層
20 カバー部材
21 ARコート層
34 マイクロレンズアレイ
35a〜35f マイクロレンズ
36 合分波用ブロック
37 プリズムブロック
39a〜39f プリズム
59a〜59f 光ファイバ
60a、60c〜60f マイクロレンズ
61 光ファイバケーブル
62 光ファイバケーブル
63a〜63d フィルタ
64 フィルタ
67c〜67f 発光素子
68c〜68f 受光素子
70 導光板
71 光ファイバ
72a〜72e 回折素子
9a to 9l optical fiber 10 connector 11 optical fiber array 12a to 12l microlens 13 release film
14 Micro lens array 16 Light guide block 17 Filter layer 17a, 17b, 17c, 17d, 17e Filter 18a, 18b Dummy film 19 Mirror layer 20 Cover member 21 AR coating layer 34 Micro lens array 35a-35f Micro lens 36 For multiplexing / demultiplexing Block 37 Prism block 39a to 39f Prism 59a to 59f Optical fiber 60a, 60c to 60f Micro lens 61 Optical fiber cable 62 Optical fiber cable 63a to 63d Filter 64 Filter 67c to 67f Light emitting element 68c to 68f Light receiving element 70 Light guide plate 71 Optical fiber 72a-72e Diffraction element

Claims (14)

光反射面と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第1の波長選択素子と、該光反射面に平行な面内に配列された透過波長が互いに異なる複数の第2の波長選択素子とからなり、光反射面と第1の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を合波させ、また、光反射面と第2の各波長選択素子との間で光を反射させながら導光すると共に波長の異なる光を分波させる導光手段と、
複数波長の光を伝送させるための伝送手段と、
光軸が前記第1の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第1の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光入力手段と、
光軸が前記第2の波長選択素子を配列された面とほぼ垂直となるようにして、前記第2の波長選択素子の配列方向に沿って配置された複数の光出力手段と、
前記光入力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための1つ又は複数の第1の偏向素子と、
前記光出力手段に対向させて配置された、透過する光の光軸方向を曲げるための1つ又は複数の第2の偏向素子と、
前記導光手段の光反射面と第1の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導いて前記伝送手段に結合させると共に、前記伝送手段を伝送されてきた別な一組の複数波長の光を前記導光手段の光反射面と第2の波長選択素子との間へ導いて導光させる光分岐手段とを備え、
前記光入力手段が、前記第1の偏向素子を介してそれぞれ一組の複数波長の光のうち各波長の光を出射して前記導光手段の第1の波長選択素子へ斜めに入射させ、
前記光出力手段が、それぞれ前記導光手段の第2の波長選択素子から斜めに出射される別な一組の複数波長の光のうち各波長の光を前記第2の偏向素子を介して受光していることを特徴とする光合分波器。
A light reflection surface, a plurality of first wavelength selection elements having different transmission wavelengths arranged in a plane parallel to the light reflection surface, and a transmission wavelength arranged in a plane parallel to the light reflection surface It comprises a plurality of different second wavelength selection elements, guides light while reflecting light between the light reflection surface and each of the first wavelength selection elements, combines light of different wavelengths, and reflects light. A light guide means for guiding light while reflecting light between the surface and each of the second wavelength selection elements and demultiplexing light having different wavelengths;
Transmission means for transmitting light of multiple wavelengths;
A plurality of light input means arranged along an arrangement direction of the first wavelength selection elements such that an optical axis is substantially perpendicular to a plane on which the first wavelength selection elements are arranged;
A plurality of light output means arranged along an arrangement direction of the second wavelength selection elements such that an optical axis is substantially perpendicular to a surface on which the second wavelength selection elements are arranged;
One or a plurality of first deflection elements arranged to face the light input means for bending the optical axis direction of the transmitted light;
One or a plurality of second deflection elements arranged to face the light output means for bending the optical axis direction of the transmitted light;
A set of light of a plurality of wavelengths combined between the light reflecting surface of the light guide means and the first wavelength selection element is guided to the transmission means and coupled to the transmission means, and the transmission means is transmitted. A light branching unit that guides another set of light having a plurality of wavelengths that has been guided between the light reflection surface of the light guide unit and the second wavelength selection element, and
The light input means emits light of each wavelength out of a set of multiple wavelengths through the first deflecting element and obliquely enters the first wavelength selection element of the light guiding means;
The light output means receives light of each wavelength from another set of plural wavelengths of light emitted obliquely from the second wavelength selection element of the light guide means via the second deflection element. An optical multiplexer / demultiplexer characterized by
前記光分岐手段は、
前記伝送手段により送出される前記一組の複数波長の光と、前記伝送手段により送られてきた前記別な一組の複数波長の光とを合分波させるフィルタと、
前記導光手段の光反射面と第1の波長選択素子との間で合波された一組の複数波長の光を前記伝送手段へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段と、前記フィルタで分離された前記別な一組の複数波長の光を導光手段の第2の波長選択素子へ導くための光ファイバやコア、プリズム、ミラー等の光伝達手段とのうち少なくとも一方の光伝達手段とを備えた、請求項1に記載の光合分波器。
The light branching means is
A filter that multiplexes and demultiplexes the set of light of a plurality of wavelengths transmitted by the transmission means and the other set of light of a plurality of wavelengths sent by the transmission means;
Light transmission of an optical fiber, a core, a prism, a mirror or the like for guiding a set of light of a plurality of wavelengths combined between the light reflection surface of the light guide means and the first wavelength selection element to the transmission means. And a light transmission means such as an optical fiber, a core, a prism, a mirror, etc., for guiding the other set of light of a plurality of wavelengths separated by the filter to the second wavelength selection element of the light guide means The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, further comprising at least one optical transmission unit.
前記伝送手段が光ファイバによって構成され、前記光入力手段が発光素子によって構成され、前記光出力手段が受光素子によって構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the transmission means is constituted by an optical fiber, the light input means is constituted by a light emitting element, and the light output means is constituted by a light receiving element. 前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第1の基板の上に、表面に前記各波長選択素子を複数並べられた透明な第2の基板を接合させたものであることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 The light guiding means is formed by joining a transparent second substrate having a plurality of the wavelength selection elements arranged on the front surface on a transparent first substrate having the light reflecting surface formed on the back surface. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the optical multiplexer / demultiplexer is provided. 前記導光手段は、裏面に前記光反射面を形成された透明な第1の基板の上に、それぞれの表面に個々の前記波長選択素子を形成された複数の透明な第2の基板を並べて接合させたものであることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 The light guide means arranges a plurality of transparent second substrates each having the wavelength selection element formed on each surface on a transparent first substrate having the light reflecting surface formed on the back surface. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the optical multiplexer / demultiplexer is joined. 前記導光手段は、重ねられた一対の透明な基板の間に前記各波長選択素子が形成され、前記基板のうち裏面側に位置する基板の裏面に前記光反射面が形成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 The light guiding means is configured such that each wavelength selecting element is formed between a pair of transparent substrates stacked, and the light reflecting surface is formed on the back surface of the substrate located on the back surface side of the substrate. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the optical multiplexer / demultiplexer is characterized by. 前記導光手段の前記波長選択素子を形成されている面と前記偏向素子とを対向させ、前記導光手段と前記偏向素子との間にスペーサーを介在させたことを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 2. The surface of the light guide unit on which the wavelength selection element is formed and the deflection element are opposed to each other, and a spacer is interposed between the light guide unit and the deflection element. An optical multiplexer / demultiplexer as described in 1. 前記スペーサーは、前記偏向素子と一体成形されていることを特徴とする、請求項7に記載の光合分波器。 The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 7, wherein the spacer is formed integrally with the deflection element. 前記各波長選択素子の表面を保護層により被覆したことを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein a surface of each wavelength selection element is covered with a protective layer. 前記偏向素子は、その中心軸の回りに回転対称となっていないレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the deflecting element is constituted by a lens that is not rotationally symmetric about a central axis thereof. 前記偏向素子は、透過する光束の断面における中心が、その光軸からずれるように配置された球面レンズ、非球面レンズ又はアナモルフィックレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 The deflection element is configured by a spherical lens, an aspherical lens, or an anamorphic lens arranged so that a center of a cross section of a transmitted light beam is deviated from an optical axis thereof. The optical multiplexer / demultiplexer described. 前記偏向素子は、プリズム及びレンズによって構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の光合分波器。 2. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 1, wherein the deflecting element includes a prism and a lens. 前記プリズムが透明基板の一方の面に形成され、前記レンズが前記透明基板の他方の面に前記プリズムと対向するように設けられていることを特徴とする、請求項12に記載の光合分波器。 13. The optical multiplexing / demultiplexing according to claim 12, wherein the prism is formed on one surface of the transparent substrate, and the lens is provided on the other surface of the transparent substrate so as to face the prism. vessel. 前記プリズムは前記導光手段の表面に一体に形成され、前記レンズが前記プリズムと対向する位置に配置されていることを特徴とする、請求項12に記載の光合分波器。 13. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 12, wherein the prism is integrally formed on a surface of the light guide means, and the lens is disposed at a position facing the prism.
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