JP2008070638A - 波長重畳デバイス及びその製造方法並びに波長多重ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】波長多重ネットワークシステムにおいて、ビデオ信号光のブロードキャスト機能を実現しながらも、システム規模を抑制し、さらに光伝送損失を低減することが可能な波長重畳デバイス及びその製造方法並びに当該波長重畳デバイスを用いた波長多重ネットワークシステムを提供する。
【解決手段】入力波長多重光の一部の波長の光を当該入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を透過するフィルタデバイス２と、このフィルタデバイス２で反射された反射光を当該フィルタデバイス２の反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系３−１〜３−Ｎと、前記フィルタデバイス２の透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該フィルタデバイス２の透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系４−１〜４−Ｎとをそなえて構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、波長重畳デバイス及びその製造方法並びに波長多重ネットワークシステムに関し、例えば、波長分割多重方式を適用した受動的光網（ＷＤＭ−ＰＯＮ：Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network）を採用したシステムに用いて好適な技術に関する。

現在、一般家庭等の加入者（ユーザ）宅を対象とした加入者系光ファイバネットワークシステムとして、例えば電話局等に設置した集約局に設けられた光局側装置（局）と、複数の加入者宅に設置した光加入者装置を光ファイバで接続するシステムが知られている。その中でも、集約局からの光データ信号（フレーム）の入出力を行なう１本の光ファイバを受動素子であるパワースプリッタで複数に分岐し、その分岐先に各加入者宅の光加入者装置を接続する構成をＰＯＮ（Passive Optical Network）システムと呼ぶ。

このＰＯＮシステムは、光局側装置と複数の加入者宅との間で高速のデータ送受を行なうことが可能なシステムとして実用化されている。
そして、ＰＯＮシステムの一形態として、例えば図１５に示すようなシステム構成が挙げられる。
この図１５に示すＰＯＮシステム３００は、局側装置（ＯＬＴ：Optical Line Terminal）１００と、Ｎ（Ｎは２以上の整数）の加入者＃１〜＃Ｎに対応したＮ台の光加入者装置（ＯＮＵ：Optical Network Unit）２００−１〜２００−Ｎ（区別しない場合は、単にＯＮＵ２００と表記する）と、パワースプリッタ１０２と、ＯＬＴ１００とパワースプリッタ１０２とを接続する光ファイバ４００と、パワースプリッタ１０２と各ＯＮＵ２００−１〜２００−Ｎとをそれぞれ接続する光ファイバ５００−１〜５００−Ｎ（区別しない場合は、単に光ファイバ５００と表記する）と、光ファイバ４００の途中に設けられた波長フィルタ１０１とをそなえて構成される。

前記ＰＯＮシステム３００において、ＯＬＴ１００は、情報の配信等を行なうために電気信号を光信号に変換してＯＮＵ２００側に所定の下りフレームフォーマット（以下、単に「下りフレーム」ともいう）で送信する、あるいはＯＮＵ２００から所定の上りフレームフォーマット（以下、単に「上りフレーム」ともいう）の光信号で送られてきたデータを電気信号に変換する等の所要の通信制御機能を具備する装置である。なお、ＯＬＴ１００からＯＮＵ２００への方向が下り、ＯＮＵ２００からＯＬＴ１００への方向が上りである。

ＯＬＴ１００に接続された光ファイバ４００は、伝送路途中に設けられたパワースプリッタ１０２により分岐されており、分岐された光ファイバ５００は、それぞれ個別の加入者宅に引き入れられ、各ＯＮＵ２００に接続される。
ＯＮＵ２００は、ＯＬＴ１００との通信、光信号と電気信号との間の変換等の通信制御を行なう装置である。

パワースプリッタ１０２は、１本の光ファイバ４００からの下り信号を複数の光ファイバ５００に分配（パワー分岐）し、また複数の光ファイバ５００からの上り信号を１本の光ファイバ４００に集約（合波）する役割を果たす。
ここで、ＯＬＴ１００とパワースプリッタ１０２との間において、上り及び下りのデータ伝送は１本の光ファイバ４００を使用して波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）により双方向に行なわれる。

また、波長フィルタ１０１は、加入者＃１〜＃Ｎに対して一様に伝送（ブロードキャスト）されるアナログのビデオ信号（Video Signal）を下り方向の光信号に合波する一方、下りフレーム及び上りフレームのデータを透過するためのものである。
例えば、ＯＬＴ１００からＯＮＵ２００への下り方向では、時分割多重（ＴＤＭ：Time Division Multiplexing）により１．４９μｍ帯の光信号とともに、波長フィルタ１０１により合波される１．５５μｍ帯のビデオ信号光が伝送される。そして、ＯＮＵ２００では、下りフレームとビデオ信号光とを、例えば波長フィルタ（図示省略）等で分波した後、ビデオ信号光については、例えばビデオ信号光用の受信器（図示省略）等で受信し、下りフレームについては、当該フレーム中のフレーム同期情報及び管理情報を検出し、これに基づいて、個々に予め割り当てられているタイムスロットのデータを取り出して受信処理する。

一方、ＯＮＵ２００からＯＬＴ１００への上り方向では、各ＯＮＵ２００からの上りフレームが、それぞれが衝突しないタイミングで、時分割多元接続（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）方式により１．３１μｍ帯の光信号として伝送される。ＴＤＭＡのアクセスタイミングは、例えば、前記管理情報により各ＯＮＵ２００に予め通知される。

なお、ＰＯＮシステム３００における上記パワースプリッタ１０２に代えて適用可能な光デバイスとして、下記特許文献１及び２により提案されている技術が存在する。
特開２００５−３２１４８７号公報 特開２００１−０２１７４１号公報

ところで、近年、加入者数の増加等に伴い、ＰＯＮシステム３００の更なる高速化及び広帯域化が要求されている。そこで、次世代のＰＯＮシステムとして、下り方向及び上り方向のそれぞれにおいて、波長軸上でユーザ（加入者）多重を行なう波長分割多重方式を用いた、ＷＤＭ−ＰＯＮシステムが考えられている。
このＷＤＭ−ＰＯＮシステムでは、ユーザ毎に異なる波長を割り当てるため、上記ＰＯＮシステム３００に用いられるパワースプリッタ１０２の代わりに、例えば、図１６（ａ）に示す合分波装置６００や、図１６（ｂ）に示す合分波装置６０１が用いられる。なお、図１６（ａ），図１６（ｂ）においては、ＯＬＴ１００及びＯＮＵ２００の図示を省略しているが、合分波装置６００，６０１のいずれも、例えば、紙面左方向にＯＬＴ１００が接続され、また、紙面右方向に各ＯＮＵ２００が接続される。

図１６（ａ）に示す合分波装置６００は、例えばアレー導波路型回折格子（ＡＷＧ：Arrayed Waveguide Grating）等の低密度波長分割多重（ＣＷＤＭ：Coarse Wavelength Division Multiplexing）合分波器１０３と、複数のパワースプリッタ１０４とを備えて構成される。
この合分波装置６００において、ＣＷＤＭ合分波器１０３は、複数波長（例えば、図中では、波長λ１〜λ４）の光信号が波長多重された入力光をそれぞれの波長に分波する一方、前記入力光とは逆方向からの複数波長の光信号をそれぞれ合波して波長多重光信号を出力するためのものである。また、パワースプリッタ１０４は、前記ＣＷＤＭ合分波器１０３からの下り光信号をＯＮＵ２００に分配（パワー分岐）する一方、ＯＮＵ２００からの上り光信号をそれぞれ合波するためのものである。

このように、ＰＯＮシステム３００において、パワースプリッタ１０２の代わりに上記合分波装置６００を用いることにより、図１６（ａ）に示す例では、光伝送に使用する波長の数を最大４倍に増やすことができ、ユーザ数の増加に対応して、ＰＯＮシステム３００の更なる高速化及び広帯域化を実現することが可能となる。
また、前記パワースプリッタ１０２の代わりに図１６（ｂ）に示す合分波装置６０１を用いた場合、ＯＬＴ１００からの複数波長（例えば、図中では、波長λ１〜λＮ）の光信号が波長多重された下り光信号は、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multiplexing）合分波器１０５によって、それぞれの波長に分波されて予め割り当てられた各ＯＮＵ２００に伝送される。一方、各ＯＮＵ２００からの複数波長の上り光信号は、ＤＷＤＭ合分波器１０５によってそれぞれ合波されて、波長多重光信号としてＯＬＴ１００に伝送される。

このように、ＰＯＮシステム３００において、パワースプリッタ１０２の代わりに上記合分波装置６０１を用いれば、各ユーザに対してそれぞれ一つの波長を割り当てることができ、ユーザ数の増加に対応して、ＰＯＮシステム３００の更なる高速化及び広帯域化を図ることが可能となるとともに、より柔軟なネットワークシステムを構築することが可能となる。

また、この他に、前記特許文献１に提案されている光導波路型ＷＤＭ合分波器もある。
しかしながら、上述のように、ＰＯＮシステム３００において、パワースプリッタ１０２を上記合分波装置６００又は６０１に交換（アップグレード）した場合、ビデオ信号光については、波長依存性を有するＣＷＤＭ合分波器１０３又はＤＷＤＭ合分波器１０５の存在により、単純なパワー分岐が行なえず、それまでどおり各ＯＮＵ２００に対してブロードキャストすることができなくなる。そのため、ビデオ信号光をブロードキャストする機能を残したまま、ＰＯＮシステム３００を高速化及び広帯域化する方法が求められている。

そこで、例えば、上記パワースプリッタ１０２の代わりに、図１７に示す合分波装置６０２を用いることができる。
この合分波装置６０２は、例えば、波長λ１〜λＮの波長多重光と波長λvideoのビデオ信号光とを合分波するＷＤＭフィルタ１０６と、波長λ１〜λＮの光が波長多重された波長多重光を合分波するＷＤＭ合分波器１０９と、波長λvideoのビデオ信号光を分配（パワー分岐）するパワースプリッタ１０７と、波長λvideoのビデオ信号光と波長λ１〜λＮのいずれかの光信号とをそれぞれ合分波するＷＤＭ合分波器１０８−１〜１０８−Ｎ（区別しない場合は、単にＷＤＭ合分波器１０８と表記する）とをそなえて構成される。なお、この図１７に示す構成においても、ＯＬＴ１００及びＯＮＵ２００の図示を省略しているが、例えば、紙面左方向にＯＬＴ１００が接続され、また、紙面右方向に各ＯＮＵ２００が接続される。

このような構成により、波長λ１〜λＮの波長多重光は、ＷＤＭ合分波器１０９で各波長に分波され、予め割り当てられたＯＮＵ２００宛にそれぞれ伝送される。一方、波長λvideoのビデオ信号光は、下り方向においては、ＷＤＭ合分波器１０６で分波され、さらにパワースプリッタ１０７で均等にパワー分岐された後、ＷＤＭ合分波器１０８で各波長λ１〜λＮのいずれかの下り光信号と合波されて各ＯＮＵ２００宛に伝送（ブロードキャスト）される。

また、波長λvideoのビデオ信号光は、上り方向では、ＷＤＭ合分波器１０８で分波され、さらにパワースプリッタ１０７で集約（合波）された後、ＷＤＭ合分波器１０６で波長λ１〜λＮの上り方向の波長多重光信号と合波されてＯＬＴ１００宛に伝送される。
他にも、ＰＯＮシステムにおいて、ビデオ信号光のブロードキャストを実現するのに適用可能な技術としては、例えば前記特許文献２により提案されている光導波路がある。

しかしながら、上述したように、図１７に示した構成を用いる場合、ディスクリート部品（ＷＤＭフィルタ１０６，１０８）を自在に着脱できないといったスプライスの問題や、ファイバ余長処理等により、合分波装置６０２の装置規模が増大するという課題がある。
また、前記特許文献２記載の技術では、光導波路での光路長が長くなるため、伝送光の損失が大きくなる（例えば、損失が１０ｄＢ以上となる）という課題がある。

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、ＰＯＮシステムなどの波長多重ネットワークシステムにおいて、ビデオ信号光のブロードキャスト機能を実現しながらも、システム規模を抑制し、さらに光伝送損失を低減することが可能な波長重畳デバイス及びその製造方法を提供することを目的とする。また、当該波長重畳デバイスを用いた波長多重ネットワークシステムを提供することも目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明では、下記の波長重畳デバイス及びその製造方法並びに波長多重ネットワークシステムを用いることを特徴としている。即ち、
（１）本発明の波長重畳デバイスは、入力波長多重光の一部の波長の光を当該入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を透過するフィルタデバイスと、このフィルタデバイスで反射された反射光を当該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、前記フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえたことを特徴としている。

（２）ここで、前記第１光学系は、前記反射光を空間的に異なる位置で複数回反射して前記入射位置にそれぞれ前記入力波長多重光と並行して入射する第１反射光学系として構成されるとともに、前記第２光学系は、前記透過光を前記波長毎に空間的に異なる位置で反射して各波長の光をそれぞれ前記入射位置に入射する第２反射光学系として構成されてもよい。

（３）また、前記第１反射光学系は、前記反射光の光路上の異なる位置に設けられ、当該反射光の少なくとも一部を前記入射位置に向けて反射する複数の反射素子をそなえて構成されるとともに、前記第２反射光学系は、前記透過光の光路上の異なる位置に設けられ、前記透過光に含まれるいずれかの波長の光を前記入射位置に向けて反射し残りの波長の光を透過する複数のフィルタ素子をそなえて構成されてもよい。

（４）さらに、前記フィルタデバイス、前記第１反射光学系における反射素子、及び、前記第２反射光学系におけるフィルタ素子は、それぞれ、基板上に形成された誘電体多層膜フィルタにより構成され、前記の各基板が該フィルタデバイスを中心に積層されていてもよい。
（５）また、前記フィルタデバイスで反射する前記一部の波長の光は、波長多重ネットワークシステムを構成する複数の光加入者装置へ配信すべき下り方向の信号光であり、前記フィルタデバイスを透過する前記残りの波長の光は、個々の前記光加入者装置へ波長別に伝送すべき下り方向の信号光であってもよい。

（６）さらに、前記フィルタデバイスは、前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光を前記反射光の再入射経路上逆方向へ反射する特性を有するとともに、前記第１光学系は、前記フィルタデバイスの前記入射位置からそれぞれ前記逆方向に反射してきた光を前記入力波長多重光の入射位置から当該入力波長多重光とは逆方向に出力する特性を有していてもよい。

（７）また、前記フィルタデバイスで反射される前記一部の光は、ビデオ信号光であってもよい。
（８）さらに、前記入力波長多重光の該フィルタデバイスの前記反射面への入射角は、４５度に設定されていてもよい。
（９）本発明の波長多重ネットワークシステムは、複数の光加入者装置と、この複数の光加入者装置に送信すべき複数波長の光を波長多重して送信する光局側装置と、前記光局側装置からの波長多重光を受信して該複数の光加入者装置へ伝送する波長重畳デバイスとをそなえ、この波長重畳デバイスが、前記光局側装置からの下り方向の信号光である入力波長多重光の一部の波長の光を前記複数の光加入者装置へ配信すべき光として前記入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を個々の前記光加入者装置へ波長別に伝送すべき光として透過するフィルタデバイスと、このフィルタデバイスで反射された反射光を当該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、前記フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえて構成されたことを特徴としている。

（１０）本発明の波長重畳デバイスの製造方法は、第１の基板の一方の面に入力波長多重光の一部の波長の光を反射し残りの波長の光を透過する第１の誘電体多層膜を形成するとともに、第２の複数の基板の一方の面の一部にそれぞれ前記一部の波長の光を反射する第２の誘電体多層膜を形成し、かつ、第３の複数の基板の一方の面にそれぞれ前記残りの波長のいずれかを反射する第３の誘電体多層膜を形成する第１工程と、前記の各基板を前記第１の基板を中心に積層して接着する第２工程と、前記第２の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜で反射された反射光を当該第１の誘電体多層膜の複数の入射位置に再入射する第１光学系を構成するとともに、前記第３の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜の透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該第１の誘電体多層膜の透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系を構成するように、前記第２工程で得られた積層体を成型する第３工程とを有することを特徴としている。

上記本発明によれば、少なくとも次のいずれかの効果ないし利点が得られる。
（１）本発明の波長重畳デバイスは、入力波長多重光の一部の波長の光を当該入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を透過するフィルタデバイスと、このフィルタデバイスで反射された反射光を当該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、前記フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえて構成され、これにより、入力波長多重光の一部の波長の光については複数の光経路に分岐するとともに、その他の入力波長多重光については、各波長別に前記複数の光経路に分波することができるので、従来のようにディスクリート部品を要することなく、入力波長多重光を各光加入者装置宛の各波長の光に分波して伝送しつつ、これらの波長の光にそれぞれ入力波長多重光の一部の波長の光を重畳して配信（ブロードキャスト）することが可能となる。

（２）また、前記フィルタデバイス，第１光学系，第２光学系を、それぞれ、ガラス基板等の基板上に形成した誘電体多層膜により構成することで、光導波路技術を用いるような場合に比して、入出力経路間の光路長を短尺化することができるので、伝送光の光損失を大幅に低減することができ、低損失なブロードキャスト通信を実現することが可能となる。

（３）さらに、第１光学系における入力波長多重光の一部の波長の光の反射及び透過位置を工夫することで第１光学系に必要なミラー数を削減することができ、また、第２光学系における前記残りの波長の光の反射及び透過位置、波長フィルタ特性を工夫することで第２光学系に必要な波長フィルタ数（種類）を削減することができるので、上記波長重畳デバイスと同等の機能を具備する波長重畳デバイスのコストを更に削減することが可能となる。

（５）また、本発明の波長重畳デバイスの製造方法によれば、前記フィルタデバイス、前記第１反射光学系における反射素子、及び、前記第２反射光学系におけるフィルタ素子が、それぞれ、基板上に形成された誘電体多層膜フィルタにより構成され、前記の各基板が前記フィルタデバイスを中心に積層された構成とすることにより、波長重畳デバイスの構成を単純化することができるので、その製造プロセスを容易化することができ、また、波長重畳デバイスとしてのサイズや製造コストを抑制することも可能となる。

（６）さらに、前記入力波長多重光の前記フィルタデバイスの前記反射面への入射角を４５度に設定すれば、当該波長重畳デバイスの製造プロセスをより簡易化することが可能となるので、波長重畳デバイスのコストをさらに削減することが可能となる。
（７）また、波長重畳デバイスに対する前記入力波長多重光の入射角を４５度以外の角度に設定しても、上記と同様の作用効果が得られるので、波長重畳デバイスの設置スペースに対して柔軟な対応が可能となる。

（８）本発明の波長多重ネットワークシステムによれば、前記フィルタデバイスが、前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光を前記反射光の再入射経路上逆方向へ反射する特性を有するとともに、前記第１光学系が、前記フィルタデバイスの前記入射位置からそれぞれ前記逆方向に反射してきた光を前記入力波長多重光の入射位置から当該入力波長多重光とは逆方向に出力する特性を有するようにすれば、前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光の一部の光を合波して伝送することができるので、双方向の波長多重ネットワークシステムを従来よりも低損失、小規模、低コストで実現することが可能となる。

以下、本発明の実施形態及びその変形例について、図面を用いて説明する。
〔Ａ〕波長重畳デバイスの一実施形態の説明
図１は、本発明の一実施形態に係る波長重畳デバイスの構成を光路と併せて示す模式図である。この図１に示す波長重畳デバイス１は、直方体形状の外観を有し、波長フィルタ（フィルタデバイス）２と、反射ミラー（反射素子）３−１〜３−Ｎ（Ｎは２以上の整数）と、波長フィルタ（フィルタ素子）４−１〜４−Ｎとをそなえて構成される。

なお、図１に示す構成においては、局側装置（ＯＬＴ）及び光加入者装置（ＯＮＵ）の図示を省略しているが、本波長重畳デバイス１の例えば紙面左方向にＯＬＴが接続され、波長λ１〜λＮ及びビデオ信号光の波長λvideo（ただし、本例では、λ１〜λＮ＜λvideoと仮定する）の波長多重光が当該ＯＬＴから本波長重畳デバイス１の側面端部（波長フィルタ２が形成されている箇所：以下、入力ポートと称することがある）に入力されるようになっている。また、図１の紙面上方向には各ＯＮＵが接続され、本波長重畳デバイス１の前記側面（入射面）と９０度をなす他の側面（出射面）の複数（Ｎ）箇所（以下、出力ポートと称することがある）から並行に出射される、波長λ１〜λＮの各光にそれぞれ波長λvideoのビデオ信号光が重畳された光のいずれかが個々のＯＮＵに受信されるようになっている。また、本波長重畳デバイス１は、上記波長フィルタ２，反射ミラー３−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）及び波長フィルタ４−ｉが、入力波長多重光の入射方向に対して例えば４５度の配置角度となるように形成されている。

ここで、波長フィルタ（以下、ビデオフィルタという）２は、例えば図２に符号ａで示すように、波長λ１〜λＮの光は透過する一方、当該帯域よりも長波長側の波長λvideoの光は全反射する特性を有し、ここでは、例えば、複数のＯＮＵへ配信すべき下り方向の波長λvideoのビデオ信号光と、個々のＯＮＵへ波長別に伝送すべき波長λ１〜λＮの信号光とが波長多重されて入力される入力波長多重光のうち、前記波長λvideoのビデオ信号光を、その反射面に対する垂線と対称な方向（本例では、入射方向とは垂直な方向）に反射するとともに、残りの波長λ１〜λＮの信号光を透過するものである。

また、各反射ミラー３−ｉは、ビデオフィルタ２で反射された前記ビデオ信号光の光路上にビデオフィルタ２と平行に等間隔で並んで配列されており、反射ミラー３−１は、前記ビデオフィルタ２で反射されたビデオ信号光の一部（１／Ｎ）をビデオフィルタ２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー３−２へ透過する１／Ｎ反射ミラーとして構成され、反射ミラー３−２は、前段の反射ミラー３−１を透過してきたビデオ信号光のさらに一部（１／（Ｎ−１））をビデオフィルタ２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー３−ｉへ透過する１／（Ｎ−１）反射ミラーとして構成されている。残りの反射ミラー３−ｉも、同様に、前段の反射ミラー３−（ｉ−１）を透過してきたビデオ信号光の一部をビデオフィルタ２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー３−（ｉ＋１）へ透過する特性を有している。

即ち、反射ミラー３−ｉは、ビデオフィルタ２で反射されたビデオ信号光の１／（Ｎ−ｉ＋１）を反射するとともに、残りの光を透過する１／（Ｎ−ｉ＋１）反射ミラーとして構成されており、これにより、ビデオ信号光を均等にパワー分岐してそれぞれをビデオフィルタ２の反射面の複数位置（Ｎ箇所）に並行して再入射させることができるようになっているのである。なお、最終段の反射ミラー３−Ｎには、単なる全反射ミラーを用いてもよい。

つまり、各反射ミラー３−ｉは、前記ビデオフィルタ２の反射面側に設けられ、前記ビデオフィルタ２で反射されたビデオ信号光（反射光）を当該ビデオフィルタ２の反射面の複数（Ｎ）の入射位置に再入射する第１光学系（第１反射光学系）を構成している。そして、反射ミラー３−ｉは、ビデオ信号光（反射光）をその光路上空間的に異なる位置で複数（Ｎ）回反射して前記入射位置にそれぞれ前記入力波長多重光と並行して入射するために、例えば、当該反射光（ビデオ信号光）の少なくとも一部を前記入射位置に向けて反射する反射ミラー（ハーフミラー）としてそれぞれ構成されているのである。なお、これらの反射ミラー３−ｉは、各波長フィルタ４−ｉで反射された各波長λ１〜λＮの光の光路を妨げない程度の長さを有するに留まっている。

次に、各波長フィルタ４−ｉは、前記ビデオフィルタ２の透過面側の少なくとも透過光の光路上に当該ビデオフィルタ２と平行に等間隔（反射ミラー３−ｉの配置間隔と同じ間隔）で並んで配列されており、例えば、波長フィルタ４−１は、ビデオフィルタ２の透過光（波長λ１〜λＮ）のうち、波長λ１の光をビデオフィルタ２へ反射するとともに、残りの波長λ２〜λＮの光を次段の波長フィルタ４−２へ透過するフィルタ特性（図２の符号ｂ参照）を有し、波長フィルタ４−２は、当該波長フィルタ４−１の透過光（波長λ２〜λＮ）のうち、波長λ２の光をビデオフィルタ２へ反射するとともに、残りの波長λ３〜λＮの光を次段の波長フィルタ４−３へ透過するフィルタ特性（図２の符号ｃ参照）を有している。

残りの波長フィルタ４−ｉについても同様に、それぞれ、前段の波長フィルタ４−（ｉ−１）の透過光のうち、特定波長の光をビデオフィルタ２へ反射するとともに、残りの波長の光を次段の波長フィルタ４−（ｉ＋１）へ透過するフィルタ特性を有している。ただし、最終段の波長フィルタ４−Ｎについては、波長λＮの光をビデオフィルタ２へ全反射する特性を有する全反射ミラーとして構成される。

つまり、波長フィルタ４−Ｌ（Ｌ＝１〜（Ｎ−１））は、ビデオフィルタ２の透過光のうち波長λＬの光を反射するとともに、それ以外の残りの波長の光を透過するフィルタ特性を有しており、これにより、ビデオフィルタ２の透過光は、各波長フィルタ４−ｉで１波長ずつ空間的に異なる位置で分波されてビデオフィルタ２に向けて反射されることになる。

ここで、各波長フィルタ４−ｉは、反射ミラー３−ｉの配置間隔と同じ間隔で配列されているので、各波長フィルタ４−ｉで反射された光は、それぞれ、各反射ミラー３−ｉで反射されたビデオ信号光がビデオフィルタ２に再入射する位置と同じ位置に、ビデオフィルタ２の反射面とは反対の面（透過面）側から入射することになり、その結果、波長λ１〜λＮの光にそれぞれビデオ信号光が重畳された光が波長重畳デバイス１の出力光として出力されることになる。

なお、各波長フィルタ４−ｉは、図１に示す例では、それぞれ、ビデオフィルタ２，各波長フィルタ４−Ｌの透過光の光路、及び、最終段の波長フィルタ４−Ｎでの反射光の光路を横切るだけの長さ（入力ポートから離れるほど短い長さ）に設定されているが、各反射ミラー３−ｉと同様に、波長フィルタ４−Ｎと同じ長さに設定されていてもよい。
また、上記のビデオフィルタ２、反射ミラー３−ｉ、波長フィルタ４−ｉは、それぞれ、後述するように、例えばガラス基板等の基板上に形成した誘電体多層膜により構成することができ、これらの基板を、ビデオフィルタ２を中心にその両面側に積層することで、本例の波長重畳デバイス１を構成することができる。

上記のように波長重畳デバイス１を構成することにより、波長λ１〜λＮの信号光と波長λvideoのビデオ信号光の波長多重光が前記入力ポートに入力されて、波長λvideoのビデオ信号光については、ビデオフィルタ２で反射ミラー３−ｉ側へ反射され、残りの波長λ１〜λＮの波長多重光については、ビデオフィルタ２を透過する。
その後、ビデオ信号光については、各反射ミラー３−ｉでそれぞれ均等にパワー分岐されてそれぞれビデオフィルタ２側へ並行して反射され、各反射光はビデオフィルタ２の反射面の空間的に異なる位置に等間隔で再入射する。

一方、波長λ１〜λＮの信号光は、各波長フィルタ４−ｉで１波長ずつ分波されてビデオフィルタ２側へ反射され、それぞれ、ビデオフィルタ２の前記ビデオ信号光の再入射位置と同じ位置にそれぞれ入射する。
これにより、ビデオフィルタ２の各再入射位置において、個々の波長λ１〜λＮの信号光に、それぞれ、波長λvideoのビデオ信号光が重畳（合波）された光（λ１＋λvideo，λ２＋λvideo，・・・，λＮ＋λvideo）が、波長重畳デバイス１の複数（１〜Ｎ）の出力位置（出力ポート）から出力されることになる。

したがって、従来のようにディスクリート部品を要することなく、入力波長多重光を各ＯＮＵ宛の波長λ１〜λＮの光に分波して伝送しつつ、これらの波長λ１〜λＮの光にそれぞれビデオ信号光を重畳して各ＯＮＵに配信（ブロードキャスト）することが可能となる。
また、ビデオフィルタ２、反射ミラー３−ｉ、波長フィルタ４−ｉを、それぞれ、ガラス基板等の基板上に形成した誘電体多層膜により構成することで、光導波路技術を用いるような場合に比して、入力ポートから各出力ポートに至る反射光や透過光の光路上での光損失を大幅に低減することができ、低損失なブロードキャスト通信を実現することが可能である。

なお、各出力ポートに波長λ１〜λＮの信号光が入力された（例えば、紙面左方向の出力ポートから順にλ１〜λＮの信号光が入力される）場合、これらの信号光はビデオフィルタ２をそれぞれ透過する。
その後、波長λ１の信号光については、波長フィルタ４−１で反射されて、入力ポートへ出力される。また、波長λ２の信号光については、波長フィルタ４−１を透過し、波長フィルタ４−２で反射されて、入力ポートへ出力される。他の波長λ３〜λＮの信号光についても、同様に、波長フィルタ４−ｉで反射されて、入力ポートへ出力される。

これにより、個々の波長λ１〜λＮの信号光が、それぞれ重畳（合波）された光が、波長重畳デバイス１の入力ポートから出力されることになる。
次に、本実施形態の波長重畳デバイスの変形例について、図３〜図５を用いて説明する。
〔Ｂ〕波長重畳デバイスの第１変形例の説明
上述した実施形態では、入力波長多重光のビデオフィルタ２の反射面への入射角θを４５度に設定しているが、例えば、図３に示すように、当該入射角θは０度＜θ＜９０度の範囲で適宜変更した構成（波長重畳デバイス１′）としてもよい。なお、この図３において、既述の符号と同一符号を付した要素は、それぞれ、既述の要素と同一若しくは同様のものである。

このように、前記入射角θを４５度以外の角度にしても、前記波長重畳デバイス１と同様の作用効果が得られるので、波長重畳デバイス１′の設置スペースに対して柔軟な対応が可能となる。
〔Ｃ〕波長重畳デバイスの第２変形例の説明
図４は上述した波長重畳デバイス１の第２変形例を光路と併せて示す模式図で、この図４に示す波長重畳デバイス９は、図１により前述した波長重畳デバイス１′に比して、既述のビデオフィルタ２で反射されたビデオ信号光（反射光）を当該ビデオフィルタ２の反射面の複数（Ｎ）位置に再入射させるための第１光学系として、既述の反射ミラー３−ｉに代えてハーフミラー１４，１５，全反射ミラー１６をそなえるとともに、ビデオフィルタ２の透過光を波長λ１〜λＮ毎に分光してそれぞれをビデオフィルタ２の透過面から前記複数位置に入射する第２光学系として、既述の波長フィルタ４−ｉに代えて、波長フィルタ１１，１２，反射ミラー１３をそなえて構成されている点が異なる。

ただし、本例では、前記Ｎ＝４の場合を前提としている。また、この図４に示す構成においても、波長重畳デバイス９の例えば紙面左方向にＯＬＴが接続され、また、紙面上方向にＯＮＵが接続され、符号１７は、ＯＬＴから伝送されてくる下り方向の波長多重光が入力されるファイバコリメータ（入力ポート）を表し、符号１８−１〜１８−４は、それぞれ、各ＯＮＵ別に伝送される波長λ１〜λ４の光を出力するファイバコリメータ（出力ポート）を表している。

ここで、第１光学系において、ハーフミラー１５は、入力光を１対１の割合で反射及び透過する特性を有するミラーであって、ここでは、ビデオフィルタ２に近い順に当該ビデオフィルタ２に対して平行等間隔の第１〜第４層を考えた場合の第３層に、少なくともビデオフィルタ２で反射された波長λvideoのビデオ信号光を前記入力光として受光することにより、当該ビデオ信号光（ビデオフィルタ２での反射光）を１対１の割合でビデオフィルタ２側へ反射し全反射ミラー１６側へ透過できるだけの長さをもって配置されている。

また、ハーフミラー１４も、入力光を１対１の割合で反射及び透過する特性を有するミラーであって、ここでは、上記第３層の内側の第２層に、ハーフミラー１５及び全反射ミラー１６でそれぞれ反射されたビデオ信号光を入力光として空間的に異なる位置で受けることにより、各ビデオ信号光を１対１の割合で全反射ミラー１６の異なる位置に向けて並行反射するとともにビデオフィルタ２へ透過できるだけの長さをもって配置されている。

そして、全反射ミラー１６は、入力光の全部を反射する特性を有するミラーであって、ここでは、前記第３層のさらに外側の第４層に、ハーフミラー１５の透過光及びハーフミラー１４の反射光のすべてを前記入力光として受光できるだけの長さをもって配置されている。
以上のように第１光学系を構成することで、ビデオフィルタ２で反射したビデオ信号光は、図４中に示すように、ハーフミラー１４の透過光及び全反射ミラー１６の反射光としてそれぞれビデオフィルタ２の反射面の複数（４）箇所に、等間隔で平行に再入射することになり、図１により既述の第１光学系と同等の機能が実現されることが分かる。

一方、第２光学系において、波長フィルタ１１は、例えば図５に符号ｄで示すように、波長λ１〜λ４のうち、波長λ１，λ３の光はそれぞれ反射し、波長λ２，λ４の光は透過する周期的な波長フィルタ特性を有し、ここでは、第１光学系と同様に、ビデオフィルタ２に近い順に当該ビデオフィルタ２に対して平行等間隔の第１〜第４層を考えた場合の第３層に、ビデオフィルタ２の透過光（波長λ１〜λ４の波長多重光）を入力光として受光できるだけの長さをもって配置されている。したがって、波長λ１，λ３の光はビデオフィルタ２に向けて反射され、残りの波長λ２，λ４の光は全反射ミラー１３側へ透過することになる。

波長フィルタ１２は、例えば図５に符号ｅで示すように、波長λ１〜λ４のうち、波長λ１，λ２の光はそれぞれ透過し、波長λ３，λ４の光はそれぞれ反射する波長フィルタ特性を有し、ここでは、波長フィルタ１１の設けられた上記第３層よりもビデオフィルタ２に近い第２層に、波長フィルタ１１の反射光（波長λ１，λ３の光）及び当該波長フィルタ１１を透過し全反射ミラー１３で反射された光（波長λ２，λ４の光）をそれぞれ入力光として受光できるだけの長さをもって配置されている。

したがって、波長フィルタ１１で反射した波長λ１，λ３の光のうち、波長λ１の光は波長フィルタ１２を透過してビデオフィルタ２へ入射し、波長λ３の光は全反射ミラー１３に向けて反射されることになる。同様に、波長フィルタ１１を透過し全反射ミラー１３で反射した光（波長λ２，λ４の光）のうち、波長λ２の光は波長フィルタ１２を透過してビデオフィルタ２に入射し、波長λ４の光は当該波長フィルタ１２で全反射ミラー１３に向けて反射されることになる。

全反射ミラー１３は、入力光の全部を反射する特性を有するミラーであって、本例では、波長フィルタ１１の設けられた前記第３層よりもビデオフィルタ２から離れた第４層に、波長フィルタ１１の前記透過光、及び、波長フィルタ１２での前記各反射光のそれぞれを入力光として受光できるだけの長さをもって配置されている。したがって、波長フィルタ１１からの透過光（波長λ２，λ４の光）は反射して波長フィルタ１２に入射し、波長フィルタ１１及び１２で反射してきた光（波長λ３の光）はさらに反射してビデオフィルタ２に入射し、波長フィルタ１１を透過し全反射ミラー１３及び波長フィルタ１２で反射してきた光（波長λ４の光）はさらに反射してビデオフィルタ２に入射することが可能となる。

以上のように第２光学系を構成することで、ビデオフィルタ２を透過した波長λ１〜λ４の波長多重光は、図４中に示すように、波長フィルタ１１，１２、全反射ミラー１３の組み合わせにより個々の波長λ１〜λ４の光に分波されて、第１光学系においてビデオ信号光のビデオフィルタ２への各再入射位置と同じ位置にそれぞれ入射されることになり、図１により既述の第２光学系と同等の機能が実現されることが分かる。

したがって、本例の波長重畳デバイス９においても、既述の実施形態と同様に、入力ポート１７に波長λ１〜λ４及び波長λvideoの波長多重光が入力されると、ビデオフィルタ２で波長λvideoのビデオ信号光が反射し、ハーフミラー１４，１５，全反射ミラー１６の組み合わせにより、空間的に異なる位置で４分岐されてビデオフィルタ２の異なる位置にそれぞれ並行して再入射する。一方、ビデオフィルタ２を透過した波長λ１〜λ４の光は、波長フィルタ１１，１２，全反射ミラー１３の組み合わせにより、空間的に異なる位置で個々の波長の光に分波されて、それぞれ、ビデオ信号光の再入射位置と同じ位置に、ビデオフィルタ２の反射面とは反対の面（透過面）側から入射する。

これにより、波長λ１〜λ４の光にそれぞれ波長λvideoのビデオ信号光が重畳された光が波長重畳デバイス９の出力光として出力ポート１８−１〜１８−４から出力されることになる。
このように、本変形例の波長重畳デバイス９によれば、既述の波長重畳デバイス１と同等の作用効果が得られる他、第１光学系におけるビデオ信号光（波長λvideoの光）の反射及び透過位置を工夫することで第１光学系に必要なミラー数を削減することができ、また、第２光学系における各波長λ１〜λＮの光の反射及び透過位置、波長フィルタ特性を工夫することで第２光学系に必要な波長フィルタ数（種類）を削減することができるので、既述の波長重畳デバイス１と同等の機能を具備する波長重畳デバイス９のコストを更に削減することが可能となる。

なお、上述した波長重畳デバイス９についても、入力ポート１７からの波長多受光のビデオフィルタ２の反射面への入射角が４５度に設定されているが、既述の第１変形例（波長重畳デバイス１′）と同様に４５度以外の角度に設定してもよい。
また、第１及び第２光学系の構成は、上述した構成に限定されない。即ち、第１光学系は、ビデオフィルタ２で反射されたビデオ信号光を出力ポート数に応じた分だけ分岐してそれぞれをビデオフィルタ２の反射面に対して空間的に異なる位置に再入射させることができる構造を有しておれば足り、第２光学系は、ビデオフィルタ２を透過した光を波長毎に分波してそれぞれを上記ビデオ信号光のビデオフィルタ２への再入射位置に入射させることのできる構造を有しておれば足りる。

〔Ｄ〕波長重畳デバイスの製造方法の説明
次に、図１により前述した波長重畳デバイス１の製造方法について、図６及び図７を用いて説明する。ただし、以下では、説明を簡単にするために、前記Ｎ＝４の場合、つまり、波長λ１〜λ４の信号光のそれぞれに波長λvideoのビデオ信号光を重畳可能な波長重畳デバイス１の製造方法について説明する。

（１）誘電体多層膜フィルタの蒸着（第１工程）
まず、図６の（１）に示すように、例えば、８枚の同じ厚さのガラス基板２２−１〜２２−８を用意し、いずれかのガラス基板（第１の基板）２２−１の一方の面に、入力波長多重光の一部の波長の光である波長λvideoのビデオ信号光を反射するとともに残りの波長λ１〜λ４の光を透過するビデオフィルタ（第１の誘電体多層膜）２を誘電体多層膜により形成（蒸着）し、他方の面に、波長λ１の光を反射し他の波長λ２〜λ４の光は透過するフィルタ特性を有する波長フィルタ４−１を誘電体多層膜により形成する。

さらに、３枚のガラス基板（第２の複数の基板）２２−２〜２２−４の一方の面の一部に、それぞれ前記波長λvideoのビデオ信号光の一部（１／４）を反射し残り（３／４）を透過する特性をもつ反射ミラー（第２の誘電体多層膜）３−１〜３−３を誘電体多層膜により形成する。ただし、これらの反射ミラー３−１〜３−３は、それぞれ、既述のように各波長フィルタ４−ｉで反射された各波長λ１〜λＮの光路を妨げない程度の長さで形成する。また、他のガラス基板２２−５の一方の面に、ビデオ信号光を全反射する特性をもつ反射ミラー（全反射ミラー）３−４を誘電体多層膜により形成する。

また、他のガラス基板（第３の複数の基板）２２−６，２２−７の一方の面に、それぞれ、波長λ２，λ３を反射しそれ以外の波長の光は透過する特性をもつ波長フィルタ（第３の誘電体多層膜）４−２，４−３を誘電体多層膜により形成し、さらに、他のガラス基板２２−８の一方の面に、波長λ４を反射する特性をもつ波長フィルタ（全反射ミラー）４−４を誘電体多層膜により形成する。

なお、以上の各ガラス基板２２−１〜２２−８に対する誘電体多層膜の形成順序は順不同である。
（２）光学接着剤の塗布
次に、図６の（２）に示すように、前記第１工程において誘電体多層膜をそれぞれ形成されたガラス基板２２−１〜２２−８の少なくとも一方の面に例えば、紫外線硬化型接着剤等の光学接着剤２３を塗布する。

（３）積層体の形成（第２工程）
そして、図６の（３）に示すように、各ガラス基板２２−１〜２２−８を、ビデオフィルタ２（波長フィルタ４−１）の形成されたガラス基板２２−１を中心にして、その両側に図６の（１）に示す順序で積層して接着し、積層体２４を形成する。
（４）切り落とし、光学研磨（第３工程）
そして、図７の（４）に示すように、ビデオフィルタ２の層の両面側にそれぞれ当該ビデオフィルタ２の層と４５度の角度をなす直交面が形成されるように、上記積層体２４を切り落とし面２７でカットして不要部分を切り落とし、ビデオフィルタ２への光の入射面となる面２６−１と、当該入射面と直交し光の出射面となる面２６−２とに、それぞれ、光の散乱を防止すべく光学研磨を施す。

つまり、ガラス基板２２−２〜２２−５及び反射ミラー３−１〜３−４が、ビデオフィルタ２で反射された波長λvideoのビデオ信号光（反射光）を当該ビデオフィルタ２の複数（４箇所）の入射位置に再入射する第１光学系を構成するとともに、ガラス基板２２−１，２２−６〜２２−８及び波長フィルタ４−１〜４−４が、ビデオフィルタ２を透過した波長λ１〜λ４の光（透過光）を波長毎に分波してそれぞれをビデオフィルタ２の透過面から前記複数（４箇所）の入射位置に入射する第２光学系を構成するように、前記第２工程において形成された積層体２４のうち不要な部分を切り落とし面２７で切り落として成型するのである。

（５）ファイバコリメータのアセンブリ
最後に、図７の（５）に示すように、入射面２６−１に対して既述の入力ポートとなるファイバコリメータ１７を配置するとともに、出射面２６−２に対して既述の出力ポートとなるファイバコリメータ１８−１〜１８−４を配置する。
以上の（１）〜（５）の工程（プロセス）により、本実施形態の波長重畳デバイス１を製造することができる。即ち、複数のガラス基板２２に所望の反射又は透過特性、波長フィルタ特性をもつ誘電体多層膜を形成し、これらのガラス基板２２を所定の順序で積層して積層体２４を製造し、前記第１及び第２光学系が構成されるように積層体２４の不用部分を切り落として、入射面及び出射面となる各面２６−１，２６−２をそれぞれ光学研磨するという、単純な工程で、前記波長重畳デバイス１を製造することができるので、本デバイス１の工数及びコストの削減を図ることが可能となる。

なお、例えば、上記ガラス基板２２−１〜２２−８の厚みをそれぞれ２ｍｍとし、入力波長多重光の波長数がＮ＝４の場合、波長重畳デバイス１の一辺の長さｌは、ｌ＝２ｍｍ×（４＋１）×√２≒１４ｍｍとなり、波長重畳デバイス１を極めて小型に実現することができる。なお、波長重畳デバイス１の紙面奥行き方向の長さは、ガラス基板２２−１〜２２−８の紙面奥行き方向の長さにより決まるので、波長重畳デバイス１の強度を大きくする場合は、前記長さを長く設計すればよく、また、波長重畳デバイス１のサイズをより小型化（薄く）する場合は、前記長さを短く設計すればよい。一般的には、波長重畳デバイス１の強度及びサイズが、要求される信頼度を保証できるように設計される。

さらに、前記第１工程において、波長フィルタ４−１〜４−４をそれぞれ第２光学系を構成するのに必要十分な長さだけ形成（蒸着）するようにすれば、更なるコスト削減を図ることが可能となる。
また、既述の波長重畳デバイス１′，９についても、基本的には、上記と同様の工程により製造することが可能である。

〔Ｅ〕波長重畳デバイスを用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステム（波長多重ネットワークシステム）の説明
次に、前記一実施形態の波長重畳デバイス１（又は波長重畳デバイス１′，９でもよい。特に断らない限り、以下、同じ）を用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステム（波長多重ネットワークシステム）について、図８を用いて説明する。

この図８に示すＷＤＭ−ＰＯＮ４６は、複数のＯＮＵ３４−１〜３４−Ｎと、これら複数のＯＮＵ３４−１〜３４−Ｎに送信すべき複数波長（λ１〜λＮ，λvideo）の光を波長多重して送信するＯＬＴ３３と、このＯＬＴ３３からの波長多重光を受信して各ＯＮＵ３４−１〜３４−Ｎへ伝送する波長重畳デバイス１とをそなえて構成される。
また、ＯＬＴ３３は、光送信器（ＴＸ：transmitter）３５−１〜３５−Ｎと、光受信器（ＲＸ：receiver）３６−１〜３６−Ｎと、ＷＤＭカプラ３７−１，３７−２と、光サーキュレータ３８と、ビデオ信号光送信器（ＴＸ λvideo）４０と、波長フィルタ３９とをそなえて構成される。

ここで、光送信器３５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、ＯＮＵ３４宛の下り方向の波長（以下、下り波長ともいう）λｉの信号光を生成してＷＤＭカプラ３７−１へ送出するものであり、光受信器３６−ｉは、ＷＤＭカプラ３７−２で分波されたＯＮＵ３４からの上り方向の波長（以下、上り波長ともいう）λｉの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。

また、ＷＤＭカプラ３７−１は、光送信器３５−ｉからの波長λｉの信号光を合波して光サーキュレータ３８へ送出するものであり、ＷＤＭカプラ３７−２は、光サーキュレータ３８からの波長多重光を各波長λ１〜λＮの光に分波して波長λｉの光を対応する光受信器３６−ｉへ出力するものである。
光サーキュレータ３８は、前記ＷＤＭカプラ３７−１からの下り方向の波長多重光を波長重畳デバイス１へ送出するとともに、波長重畳デバイス１からの上り方向の波長多重光を前記ＷＤＭカプラ３７−２へ送出するものである。即ち、光サーキュレータ３８は、上り方向の信号光と下り方向の信号光とを分離する分離手段として機能している。

さらに、ビデオ信号光送信器４０は、ＯＮＵ３４に対してブロードキャストすべき波長λvideoのビデオ信号光を生成して波長フィルタ３９へ送出するものである。
波長フィルタ３９は、前記光サーキュレータ３８からの波長λ１〜λＮの波長多重光に前記ビデオ信号光送信器４０からのビデオ信号光を重畳（合波）するものであり、例えば、波長λvideoのビデオ信号光を反射するとともに、波長λ１〜λＮの光を透過するフィルタ特性を有している。

一方、ＯＮＵ３４−ｉは、図８に示すように、それぞれ同じ構成を有しており、波長フィルタ４２−ｉと、ビデオ信号光受信器（ＲＸ λvideo）４１−ｉと、光サーキュレータ４３−ｉと、光送信器４４−ｉと、光受信器４５−ｉとをそなえて構成される。
ここで、波長フィルタ４２−ｉは、前記波長重畳フィルタ１からの下り方向の波長λｉの信号光と波長λvideoのビデオ信号光とが波長多重された波長多重光のうち、波長λvideoのビデオ信号光を反射してビデオ信号光受信器４１−ｉへ送出するとともに、波長λｉの光を透過して光サーキュレータ４３−ｉへ送出するフィルタ特性を有するものである。

また、ビデオ信号光受信器４１−ｉは、波長フィルタ４２−ｉからのビデオ信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。
さらに、光サーキュレータ４３−ｉは、波長フィルタ４２−ｉからの下り波長λｉの信号光を光受信器４５−ｉへ送出するとともに、光送信器４４−ｉからの上り波長λｉの信号光を前記波長フィルタ４２−ｉへ送出するものである。即ち、光サーキュレータ４３も、上り方向の信号光と下り方向の信号光とを分離する分離手段として機能している。

また、光送信器４４−ｉは、上り波長λｉの信号光を生成して、前記光サーキュレータ４３−ｉへ送出するものであり、光受信器４５−ｉは、この光サーキュレータ４３−ｉからの下り波長λｉの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。
以下、上記のように構成されたＷＤＭ−ＰＯＮシステム４６の動作について説明すると、下り方向では、ＯＬＴ３３の各送信器３５−ｉでそれぞれ生成された下り波長λ１〜λＮの信号光が、ＷＤＭカプラ３７−１で合波され、波長多重光として光サーキュレータ３８を介して波長フィルタ３９へ入力される。波長フィルタ３９では、当該波長λ１〜λＮの波長多重光を透過し、ビデオ信号光送信器４０で生成された波長λvideoのビデオ信号光を反射することにより、波長λ１〜λＮの波長多重光にビデオ信号光を重畳（波長多重）し、波長重畳デバイス１へ送出する。

波長重畳デバイス１では、上述したように波長λ１〜λＮの信号光と波長λvideoのビデオ信号光とが波長多重された入力波長多重光のうち、波長λｉの信号光を波長λvideoのビデオ信号光とともに（波長多重して）対応するＯＮＵ３４−ｉへ送出する。
そして、ＯＮＵ３４−ｉでは、この波長重畳デバイス１からの波長多重光（波長λｉ＋λvideo）が、波長フィルタ４２−ｉに入力され、波長λｉの信号光は光サーキュレータ４３−ｉへ透過し、波長λvideoのビデオ信号光は反射してビデオ信号光受信器４１−ｉに入力されて所定の受信処理が施される。

また、波長λｉの信号光は、光サーキュレータ４３−ｉにより光受信器４５−ｉへ出力され、当該光受信器４５−ｉにて所定の受信処理が施される。
一方、上り方向については、ＯＮＵ３４−ｉの光送信器４４−ｉで生成された波長λｉの上り信号光が、光サーキュレータ４３，波長フィルタ４２を介して、波長重畳デバイス１へ送出される。

波長重畳デバイス１では、前述したように、前記出力ポートに波長λ１〜λＮの光が入力され、それぞれビデオフィルタ２を透過して波長フィルタ４−ｉに入射し、当該波長フィルタ４−ｉで入力ポートへ反射されることにより、ＯＬＴ３３へ伝送される。即ち、本例では、前記上り方向の信号光が、波長重畳デバイス１のビデオフィルタ２を透過する波長λ１〜λＮの光のいずれかと同一波長の光となっている。

ＯＬＴ３３では、前記波長重畳デバイス１から伝送されてくる光が波長フィルタ３９を透過し、光サーキュレータ３８にてＷＤＭカプラ３７−２へ入力する。ＷＤＭカプラ３７−２は、入力光を波長λｉ毎に分波して、予め割り当てられた波長λｉの光に対応する光受信器３６−ｉに受信させる。
以上のように、本例のＷＤＭ−ＰＯＮシステム４６によれば、下り方向では、波長重畳デバイス１によって、各ＯＮＵ３４−ｉ宛の下り波長λ１〜λＮの信号光にそれぞれ波長λvideoのビデオ信号光を重畳して伝送することができるので、ディスクリート部品を要することなく、各ＯＮＵ３４−ｉに対するビデオ信号光の配信（ブロードキャスト）を実現することができる。

また、波長重畳デバイス１は、既述のように波長λ１〜λＮの光に関して可逆性を有しているので、上り方向についても、波長重畳デバイス１の構成自体に変更を加えることなく、各上り波長λ１〜λＮの光を正しくＯＬＴ３３へ伝送することができる。したがって、複数のＯＮＵ３４−ｉに同じ波長λvideoの光を配信（ブロードキャスト）しつつ逆方向の光通信も可能な双方向のＷＤＭ−ＰＯＮシステムを容易かつ低コストで実現することができる。

〔Ｆ〕ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第１変形例の説明
上述した実施形態では、波長λvideoのビデオ信号光を各ＯＮＵ宛にブロードキャストすべく波長重畳デバイス１にて波長λvideoの光が下り波長λ１〜λＮに波長多重されて波長重畳デバイス１に入力されることを前提としているが、当該波長重畳デバイス１は、特定の波長の光を各ＯＮＵ宛にブロードキャストする必要のないシステムにも適用可能である。本変形例では、その一例について説明する。

図１１は図８により上述したＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第１変形例を示すブロック図で、この図１１に示すＷＤＭ−ＰＯＮシステム５１は、複数のＯＮＵ５３−１〜５３−Ｎと、これら複数のＯＮＵ５３−１〜５３−Ｎに送信すべき複数波長（λ１〜λＮ）の光を波長多重して送信するＯＬＴ５２と、このＯＬＴ５２からの下り信号光（波長多重光）を受信して各ＯＮＵ５３−１〜５３−Ｎへ波長別に伝送する一方、各ＯＮＵ５３−１〜５３−Ｎからの上り信号光を受信してＯＬＴ５２へ伝送する波長重畳デバイス４７とをそなえて構成されている。

そして、本例では、ＯＬＴ５２からＯＮＵ５３−１〜５３−Ｎへの下り信号光の伝送には波長λ１〜λＮを用い、各ＯＮＵ５３−ｉからＯＬＴ５２への上り信号光の伝送には、いずれも、波長λ１〜λＮ以外の同一波長λup（例えば、λup＜λ１〜λＮとする）を用いることを前提としている。
これに伴い、本例のＯＬＴ５２は、例えば、波長λｉ別の光送信器（ＴＸ）５４−１〜５４−Ｎと、上り波長λup用の光受信器５５と、ＷＤＭカプラ５６と、波長フィルタ５７とをそなえて構成され、ＯＮＵ５３−ｉは、それぞれ、例えば、波長フィルタ５９−ｉと、下り波長λｉ用の光受信器５８−ｉと、上り波長λup用の光送信器６０−ｉとをそれぞれそなえて構成され、波長重畳デバイス４７は、上り波長λupの光が出力ポートに入力された場合に当該上り波長λupの光を入力ポートへ伝送できるように構成されている。

即ち、本変形例における波長重畳デバイス４７は、例えば図９に示すように、基本的に図１により前述した構造と同様の物理的構造を有しており、波長フィルタ（フィルタデバイス）４８と、反射ミラー（反射素子）４９−１〜４９−Ｎと、波長フィルタ（フィルタ素子）５０−１〜５０−Ｎとをそなえて構成される。なお、これらの要素の物理的な位置関係は、図１に示す位置関係と同様である。

ここで、波長フィルタ４８は、例えば図１０に符号ｆで示すように、上り波長λupの光を反射し下り波長λ１〜λＮの光を透過する波長フィルタ特性を有しており、これにより、ＯＬＴ５２から入力ポート経由で入力される下り波長λ１〜λＮの波長多重光は、個々のＯＮＵ５３−ｉへ波長λｉ別に伝送すべき光として透過し、逆に、ＯＮＵ５３−ｉから出力ポート経由で入力される上り波長λupの信号光は、反射ミラー４９−ｉへ上記下り波長λｉの光とは逆方向に反射されることになる。

反射ミラー４９−ｉは、それぞれ、上り波長λupの光を反射する全反射ミラーとしての特性を有し、上記波長フィルタ４８で下り波長λｉの光とは逆方向に反射してきた上り波長λupの光を、ＯＬＴ５２からの波長多重光（下り波長λ１〜λＮ）の波長フィルタ４８への入射位置に向けて反射するもので、これにより、当該入射位置に入射した上り波長λupの光は波長フィルタ２にて再度反射されて入力ポート経由でＯＬＴ５２へ伝送されることになる。

そして、波長フィルタ５０−Ｎを除く波長フィルタ５０−ｉは、それぞれ、例えば図１０の符号ｈ，ｇに示すごとく、波長λｉの光を反射しそれ以外の長波長側の光を透過するフィルタ特性を有し、波長フィルタ５０−Ｎは、波長λＮの光を全反射する全反射ミラーとしての特性を有している。
したがって、入力ポートから入力された下り波長λｉの光は、それぞれ、波長フィルタ５０−ｉにて波長フィルタ４８に向けて反射され、波長フィルタ４８を透過して対応する出力ポートからＯＮＵ５３−ｉへ伝送されることになる。逆に、ＯＮＵ５３−ｉから出力ポートに入力されてきた上り波長λupの光は、下り波長λｉの伝送方向とは逆方向に波長フィルタ４８に入射し、当該ビデオフィルタ４８で反射されて反射ミラー４９−ｉに入射し、当該反射ミラー４９−ｉでさらに反射されて、波長フィルタ４８の下り波長λｉの入射位置に再入射し、最終的に、当該波長フィルタ４８で再反射されて入力ポートからＯＬＴ５２へ伝送される。

なお、ＯＬＴ５２において、光送信器５４−ｉは、それぞれ、ＯＮＵ５３−ｉ宛の波長λｉの信号光を生成してＷＤＭカプラ５６へ送出するものであり、光受信器５５は、ＯＮＵ５３−ｉからの上り波長λupの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。
また、波長フィルタ５７は、下り波長λ１〜λＮの光を透過するとともに上り波長λupの光を反射するフィルタ特性を有しており、図１１中に示すように、ＷＤＭカプラ５６の出力側に配置されることにより、ＷＤＭカプラ５６からの下り波長λｉの光は波長重畳デバイス４７へ伝送し、波長重畳デバイス４７からの上り波長λupの光は光受信器５５へ反射するようになっている。つまり、この波長フィルタ５７は、上り方向の信号光と下り方向の信号光とを分離する分離手段として機能する。

一方、ＯＮＵ５３−ｉにおいて、波長フィルタ５９−ｉは、波長λ１〜λＮの光は反射し波長λupの光は透過するフィルタ特性を有するもので、図１１中に示すように、光送信器６０−ｉの出力側に配置されることにより、波長重畳デバイス４７からの下り波長λｉの信号光は光受信器５８−ｉへ反射し、光送信器６０−ｉからの上り波長λupの光は波長重畳デバイス４７へ透過することになる。つまり、この波長フィルタ５９は、上り信号光と下り信号光とを分離する分離手段として機能する。

また、光受信器５８−ｉは、それぞれ、波長フィルタ５９−ｉからの波長λｉの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものであり、光送信器６０−ｉは、それぞれ、上り波長λupの上り信号光を生成して、波長重畳デバイス４７へ送出するものである。
以下、上記のように構成された本例のＷＤＭ−ＰＯＮシステム５１の動作について説明すると、下り方向については、ＯＬＴ５２の光送信器５４−ｉで生成された波長λｉの信号光が、ＷＤＭカプラ５６で合波され、波長多重光として波長フィルタ５７を透過して波長重畳デバイス４７へ伝送される。

波長重畳デバイス４７では、上述したように、入力波長多重光のうち、波長λｉの光が波長フィルタ５０−ｉにて、順次、一波長ずつ反射され、波長フィルタ４８を透過して出力ポートからＯＮＵ５３−ｉへ伝送される。
そして、ＯＮＵ５３−ｉでは、上述のごとく波長重畳デバイス４７から受信される波長λｉの下り信号光を、波長フィルタ５９で光受信器５８−ｉへ反射して、当該光受信器５８−ｉにより受信処理する。

一方、上り方向については、ＯＮＵ５３−ｉの光送信器６０−ｉで生成された波長λupの上り信号光が、波長フィルタ５９を透過して、波長重畳デバイス４７へ伝送される。即ち、本変形例では、上り方向の信号光の波長が、波長重畳デバイス４７のビデオフィルタ６２で反射される波長λupに設定されている。
したがって、ＯＮＵ５３−ｉから送出された上り信号光は、前述したように、波長重畳デバイス４７の出力ポートに入力されると、波長フィルタ４８→反射ミラー４９−ｉ→波長フィルタ４８の順に反射されて、入力ポートからＯＬＴ５２へ伝送される。

そして、ＯＬＴ５２では、波長重畳デバイス４７から受信された上り信号光が、波長フィルタ５７で光受信器５５へ反射されて、当該光受信器５５で受信処理される。
以上のように、本変形例のＷＤＭ−ＰＯＮシステム５１によれば、下り方向では、波長λ１〜λＮの波長多重光が、波長重畳デバイス４７にて、波長フィルタ５０−ｉにより波長λｉ別に分波（反射）して、ＯＮＵ５３−ｉに伝送することができるので、従来のＷＤＭ−ＰＯＮシステムと同等の下り光通信をより低損失で実現することができる。

そして、上り方向については、上り波長λupを下り波長λ１〜λＮのいずれとも異なる波長とし、同じ波長重畳デバイス４７にて、波長フィルタ４８及び反射ミラー４９−ｉによる上り波長λupの光の内部複数回反射を利用することで、上り光通信も正しく、また、より低損失に実現することができる。
つまり、双方向のＷＤＭ−ＰＯＮシステム５１を従来よりも低損失、小規模、低コストで実現することが可能となる。

また、上記のように上り波長を各ＯＮＵ５３−ｉについて同じ波長λupとすることにより、ＯＮＵ５３−ｉ側での波長管理が不要となるので、各ＯＮＵ５３−ｉは、同一種類（波長）の発光素子（ＬＤ：Laser Diode）を用いればよく、更なるコスト削減に寄与する。
加えて、ＯＬＴ５２についても、光受信器５５を波長別にそなえる必要がないので、装置の簡単化を図ることができ、更なるコスト削減を図ることができる。

〔Ｇ〕ＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第２変形例の説明
次に、以下では、第１変形例で上述したごとく、下り波長をλ１〜λＮ、上り波長をλupとしたシステムにおいて、波長λvideoのビデオ信号光を各ＯＮＵ宛にブロードキャストすることのできるＷＤＭ−ＰＯＮシステムについて図１２〜図１４を用いて説明する。ただし、λup＜λ１〜λＮ＜λvideoと仮定する。

図１４はＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第２変形例を示すブロック図で、この図１４に示すＷＤＭ−ＰＯＮシステム６５も、例えば、複数のＯＮＵ６７−１〜６７−Ｎと、これらのＯＮＵ６７−ｉに送信すべき複数波長（λ１〜λＮ，λvideo）の光を波長多重して送信するＯＬＴ６６と、このＯＬＴ６６からの下り信号光（波長多重光）を受信してＯＮＵ６７−ｉへ伝送する一方、各ＯＮＵ６７−ｉからの上り信号光を受信してＯＬＴ６６へ伝送する波長重畳デバイス６１とをそなえて構成される。

これに伴い、本例のＯＬＴ６６は、例えば、下り波長λｉ別の光送信器６８−１〜６８−Ｎと、上り波長λup用の光受信器６９と、ＷＤＭカプラ７０と、波長フィルタ７１，７３と、ビデオ信号光送信器７２とをそなえて構成され、ＯＮＵ６７−ｉは、それぞれ、波長フィルタ７４−ｉと、ビデオ信号光受信器７５−ｉと、波長フィルタ７６−ｉと、下り波長λｉ用の光受信器７７−ｉと、上り波長λup用の光送信器７８−ｉとをそなえて構成され、さらに、波長重畳デバイス６１は、波長λvideoの光を各ＯＮＵ６７−ｉに対応する出力ポートへ分岐出力するとともに、上り波長λupの光が出力ポートに入力された場合に当該上り波長λupの光を入力ポートへ伝送できるように構成される。

そのため、本変形例における波長重畳デバイス６１は、例えば図１２に示すように、波長フィルタ（フィルタデバイス）６２と、反射ミラー（反射素子）６３−１〜６３−Ｎと、波長フィルタ（フィルタ素子）６４−１〜６４−Ｎとをそなえて構成される。ただし、これらの要素の物理的な位置関係は、例えば図１に示す位置関係と同様である（つまり、本例の波長重畳デバイス６１も、既述の波長重畳デバイス１と物理的構造は同様である）。

ここで、波長フィルタ６２は、例えば図１３に符号ｉで示すように、上り波長λup及び波長λvideoは反射しそれ以外の光（波長λ１〜λＮ）は透過するフィルタ特性を有し、図１２に示すように、入力光の入射角が４５度となるように配置されることによって、ＯＮＵ６７−ｉへ配信（ブロードキャスト）すべき下り波長λvideoのビデオ信号光と、個々のＯＮＵ６７−ｉへ波長λｉ別に伝送すべき下り波長λ１〜λＮの信号光とが波長多重されてＯＬＴ６６から入力される光のうち、波長λvideoのビデオ信号光については、その反射面に対する垂線と対称な方向（本変形例では、入射方向とは垂直な方向）（つまり、反射ミラー６３−ｉ側）に反射し、それ以外の下り波長λ１〜λＮの光については波長フィルタ６４−ｉ側へ透過することになる。また、ＯＮＵ６７−ｉから送信されてきた上り方向の信号光であって、波長重畳デバイス６１から出射される波長λ１〜λＮの光とは逆方向から入射してきた上り波長λupの上り信号光については、図９を用いて前述したように、反射ミラー６３−ｉへ反射されることになる。

また、反射ミラー６３−ｉは、波長フィルタ（以下、ビデオフィルタという）６２の反射面側、より詳しくは、ビデオフィルタ６２で反射された前記ビデオ信号光の光路上に当該ビデオフィルタ６２と平行に等間隔で並んで配列されており、本例においても、図１により前述した波長重畳デバイス１と同様に、反射ミラー６３−ｉは、ビデオフィルタ６２で反射されたビデオ信号光の一部（１／Ｎ）をビデオフィルタ６２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー６３−２へ透過する１／Ｎ反射ミラーとして構成され、反射ミラー６３−２は、前段の反射ミラー６３−１を透過してきたビデオ信号光のさらに一部（１／（Ｎ−１））をビデオフィルタ６２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー６３−ｉへ透過する１／（Ｎ−１）反射ミラーとして構成されている。残りの反射ミラー６３−ｉも、同様に、前段の反射ミラー６３−（ｉ−１）を透過してきたビデオ信号光の一部をビデオフィルタ６２の反射面に向けて反射するとともに、残りの光を次段の反射ミラー６３−（ｉ＋１）へ透過する特性を有している。

即ち、反射ミラー６３−ｉは、ビデオフィルタ６２で反射されたビデオ信号光の１／（Ｎ−ｉ＋１）を反射するとともに、残りの光を透過する１／（Ｎ−ｉ＋１）反射ミラーとして構成されており、これにより、ビデオ信号光を均等にパワー分岐してそれぞれをビデオフィルタ６２の反射面の複数位置（Ｎ箇所）に並行して再入射させることができるようになっているのである。なお、最終段の反射ミラー６３−Ｎには、単なる全反射ミラーを用いてもよい。

つまり、各反射ミラー６３−ｉは、前記ビデオフィルタ６２の反射面側に設けられ、前記ビデオフィルタ６２で反射されたビデオ信号光（反射光）を当該ビデオフィルタ６２の反射面の複数（Ｎ）の入射位置に再入射する第１光学系（第１反射光学系）を構成している。そして、反射ミラー６３−ｉは、ビデオ信号光（反射光）をその光路上空間的に異なる位置で複数（Ｎ）回反射して前記入射位置にそれぞれ前記入力波長多重光と並行して入射するために、例えば、当該反射光（ビデオ信号光）の少なくとも一部を前記入射位置に向けて反射する反射ミラー（ハーフミラー）としてそれぞれ構成されているのである。なお、これらの反射ミラー６３−ｉは、各波長フィルタ６４−ｉで反射された各波長λ１〜λＮの光の光路を妨げない程度の長さを有するに留まっている。

次に、各波長フィルタ６４−ｉは、前記ビデオフィルタ６２の透過面側の少なくとも透過光の光路上に当該ビデオフィルタ６２と平行に等間隔（反射ミラー６３−ｉの配置間隔と同じ間隔）で並んで配列されており、例えば、波長フィルタ６４−１は、ビデオフィルタ６２の透過光（波長λ１〜λＮ）のうち、波長λ１の光をビデオフィルタ６２へ反射するとともに、残りの波長λ２〜λＮの光を次段の波長フィルタ６４−２へ透過するフィルタ特性（図１３の符号ｊ参照）を有し、波長フィルタ６４−２は、当該波長フィルタ６４−１の透過光（波長λ２〜λＮ）のうち、波長λ２の光をビデオフィルタ６２へ反射するとともに、残りの波長λ３〜λＮの光を次段の波長フィルタ６４−３へ透過するフィルタ特性（図１３の符号ｋ参照）を有している。

残りの波長フィルタ６４−ｉについても同様に、それぞれ、前段の波長フィルタ６４−（ｉ−１）の透過光のうち、特定波長の光をビデオフィルタ６２へ反射するとともに、残りの波長の光を次段の波長フィルタ６４−（ｉ＋１）へ透過するフィルタ特性を有している。ただし、最終段の波長フィルタ６４−Ｎについては、波長λＮの光をビデオフィルタ６２へ全反射する特性を有する全反射ミラーとして構成される。

つまり、波長フィルタ６４−Ｌは、ビデオフィルタ６２の透過光のうち波長λＬの光を反射するとともに、それ以外の残りの波長の光を透過するフィルタ特性を有しており、これにより、ビデオフィルタ６２の透過光は、各波長フィルタ６４−ｉで１波長ずつ空間的に異なる位置で分波されてビデオフィルタ６２に向けて反射されることになる。
ここで、各波長フィルタ６４−ｉは、反射ミラー６３−ｉの配置間隔と同じ間隔で配列されているので、各波長フィルタ６４−ｉで反射された光は、それぞれ、各反射ミラー６３−ｉで反射されたビデオ信号光がビデオフィルタ６２に再入射する位置と同じ位置に、ビデオフィルタ６２の反射面とは反対の面（透過面）側から入射することになり、その結果、波長λ１〜λＮの光にそれぞれビデオ信号光が重畳された光が波長重畳デバイス６１の出力光として出力されることになる。

したがって、ＯＬＴ６６から入力ポートから入力された波長λ１〜λＮの信号光と波長λvideoのビデオ信号光の波長多重光のうち、波長λvideoのビデオ信号光については、ビデオフィルタ６２で反射ミラー６３−ｉ側へ反射され、残りの波長λ１〜λＮの波長多重光については、ビデオフィルタ６２を透過する。
その後、ビデオ信号光については、各反射ミラー６３−ｉでそれぞれ均等にパワー分岐されてそれぞれビデオフィルタ６２側へ並行して反射され、各反射光はビデオフィルタ６２の反射面の空間的に異なる位置に等間隔で再入射する。

一方、波長λ１〜λＮの信号光は、各波長フィルタ６４−ｉで１波長ずつ分波されてビデオフィルタ６２側へ反射され、それぞれ、ビデオフィルタ６２の前記ビデオ信号光の再入射位置と同じ位置にそれぞれ入射する。
これにより、ビデオフィルタ６２の各再入射位置において、個々の波長λ１〜λＮの信号光に、それぞれ、波長λvideoのビデオ信号光が重畳（合波）された光（λ１＋λvideo，λ２＋λvideo，・・・，λＮ＋λvideo）が、波長重畳デバイス６１の複数（１〜Ｎ）の出力ポートから出力されることになる。

逆に、ＯＮＵ６７−ｉから出力ポートに入力されてきた上り波長λupの光は、下り波長λｉの伝送方向とは逆方向にビデオフィルタ６２に入射し、当該ビデオフィルタ６２で反射されて反射ミラー６３−ｉに入射し、当該反射ミラー６３−ｉでさらに反射されて、ビデオフィルタ６２の下り波長λｉの入射位置に再入射し、最終的に、当該波長フィルタ６２で再反射されて入力ポートからＯＬＴ６６へ伝送される。

なお、ＯＬＴ６６において、光送信器６８−ｉは、それぞれ、ＯＮＵ６７−ｉ宛の波長λｉの信号光を生成してＷＤＭカプラ７０へ送出するものであり、光受信器６９は、ＯＮＵ６７−ｉからの上り波長λupの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。
また、ＷＤＭカプラ７０は、光送信器６８−ｉからの波長λｉの信号光を合波して波長フィルタ７１へ送出するものであり、波長フィルタ７１は、下り波長λ１〜λＮの光を透過するとともに上り波長λupの光を反射するフィルタ特性を有しており、図１４中に示すように、ＷＤＭカプラ７０の出力側に配置されることにより、ＷＤＭカプラ７０からの下り波長λｉの光は波長重畳デバイス６１へ伝送し、波長重畳デバイス６１からの上り波長λupの光は光受信器６９へ反射するようになっている。つまり、この波長フィルタ７１は、上り方向の信号光と下り方向の信号光とを分離する分離手段として機能する。

さらに、ビデオ信号光送信器（ＴＸ λvideo）７２は、ＯＮＵ６７−ｉに対してブロードキャストすべき波長λvideoのビデオ信号光を生成して波長フィルタ７３へ送出するものである。
波長フィルタ７３は、前記波長フィルタ７１からの波長λ１〜λＮの波長多重光に前記ビデオ信号光送信器７２からのビデオ信号光を重畳（合波）するものであり、例えば、波長λvideoのビデオ信号光を反射するとともに、波長λ１〜λＮの光を透過するフィルタ特性を有している。

一方、ＯＮＵ６７−ｉにおいて、波長フィルタ７４−ｉは、前記波長重畳フィルタ６１からの下り方向の波長λｉの信号光と波長λvideoのビデオ信号光とが波長多重された波長多重光のうち、波長λvideoのビデオ信号光を反射してビデオ信号光受信器（ＲＸ λvideo）７５−ｉへ送出するとともに、波長λｉの光を透過して波長フィルタ７６−ｉへ送出するフィルタ特性を有するものである。

また、ビデオ信号光受信器７５−ｉは、波長フィルタ７４−ｉからのビデオ信号光を受信して所定の受信処理を行なうものである。
波長フィルタ７６−ｉは、波長λｉの光は反射し波長λupの光は透過するフィルタ特性を有するもので、図１４中に示すように、光送信器７８−ｉの出力側に配置されることにより、波長重畳デバイス６１からの下り波長λｉの信号光は光受信器７７−ｉへ反射し、光送信器７８−ｉからの上り波長λupの光は波長重畳デバイス６１へ透過することになる。つまり、この波長フィルタ７６−ｉは、上り信号光と下り信号光とを分離する分離手段として機能する。

また、光受信器７７−ｉは、それぞれ、波長フィルタ７６−ｉからの波長λｉの信号光を受信して所定の受信処理を行なうものであり、光送信器７８−ｉは、それぞれ、上り波長λupの上り信号光を生成して、波長重畳デバイス６１へ送出するものである。
以下、上記のように構成された本例のＷＤＭ−ＰＯＮシステム６５の動作について説明すると、下り方向については、ＯＬＴ６６の光送信器６８−ｉで生成された波長λｉの信号光が、ＷＤＭカプラ７０で合波され、波長多重光として波長フィルタ７１を介して波長フィルタ７３へ入力される。波長フィルタ７３では、当該波長λ１〜λＮの波長多重光を透過し、ビデオ信号光送信器７２で生成された波長λvideoのビデオ信号光を反射することにより、波長λ１〜λＮの波長多重光に波長λvideoのビデオ信号光を重畳（波長多重）し、波長重畳デバイス６１へ送出する。

波長重畳デバイス６１では、上述したように波長λ１〜λＮの信号光と波長λvideoのビデオ信号光とが波長多重された入力波長多重光のうち、波長λｉの信号光が波長λvideoのビデオ信号光とともに（波長多重して）対応するＯＮＵ６７−ｉへ伝送される。
そして、ＯＮＵ６７−ｉでは、この波長重畳デバイス６１からの波長多重光（波長λｉ＋λvideo）が、波長フィルタ７４−ｉに入力され、波長λｉの信号光は波長フィルタ７６−ｉへ透過し、波長λvideoのビデオ信号光は反射してビデオ信号光受信器７５−ｉに入力されて所定の受信処理が施される。

また、波長λｉの信号光は、波長フィルタ７６−ｉにより光受信器７７−ｉへ出力され、当該光受信器７７−ｉにて所定の受信処理が施される。
一方、上り方向については、ＯＮＵ６７−ｉの光送信器７８−ｉで生成された波長λupの上り信号光が、波長フィルタ７６−ｉ，７４−ｉを透過して、波長重畳デバイス６１へ伝送される。

したがって、ＯＮＵ６７−ｉから送出された上り信号光は、前述したように、波長重畳デバイス６１の出力ポートに入力されると、波長フィルタ６２→反射ミラー６３−ｉ→波長フィルタ６２の順に反射されて、入力ポートからＯＬＴ６６へ伝送される。
そして、ＯＬＴ６６では、波長重畳デバイス６１から受信された上り信号光が、波長フィルタ７３を透過し、波長フィルタ７１で光受信器６９へ反射されて、当該光受信器６９で受信処理される。

以上のように、本変形例のＷＤＭ−ＰＯＮシステム６５によれば、下り方向では、波長重畳デバイス６１によって、各ＯＮＵ６７−ｉ宛の下り波長λ１〜λＮの信号光にそれぞれ波長λvideoのビデオ信号光を重畳して伝送することができるので、ディスクリート部品を要することなく、各ＯＮＵ６７−ｉに対するビデオ信号光の配信（ブロードキャスト）を実現することができ、従来のＷＤＭ−ＰＯＮシステムと同等の下り光通信をより低損失で実現することができる。

そして、上り方向については、上り波長λupを下り波長λ１〜λＮのいずれとも異なる波長とし、同じ波長重畳デバイス６１にて、波長フィルタ６２及び反射ミラー６３−ｉによる上り波長λupの光の内部複数回反射を利用することで、上り光通信も正しく、また、より低損失に実現することができる。
つまり、双方向のＷＤＭ−ＰＯＮシステム６５を従来よりも低損失、小規模、低コストで実現することが可能となる。

また、上記のように上り波長を各ＯＮＵ６７−ｉについて同じ波長λupとすることにより、ＯＮＵ６７−ｉ側での波長管理が不要となるので、各ＯＮＵ６７−ｉは、同一種類（波長）の発光素子（ＬＤ）を用いればよく、更なるコスト削減に寄与する。
加えて、ＯＬＴ６６についても、光受信器６９を波長別にそなえる必要がないので、装置の簡単化を図ることができ、更なるコスト削減を図ることができる。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
例えば、上記実施形態及びその変形例において、前記入力波長多重光の入射角は、４５°以外の角度であってもよい。

また、波長多重数Ｎ＝４の場合を一例として説明を行なった実施形態及びその変形例については、勿論、Ｎをより大きな数へと適宜拡張することも可能である。
〔Ｈ〕付記
（付記１）
入力波長多重光の一部の波長の光を当該入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を透過するフィルタデバイスと、
該フィルタデバイスで反射された反射光を該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、
該フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえたことを特徴とする、波長重畳デバイス。

（付記２）
該第１光学系が、
前記反射光を空間的に異なる位置で複数回反射して前記入射位置にそれぞれ前記入力波長多重光と並行して入射する第１反射光学系として構成されるとともに、
該第２光学系が、
前記透過光を前記波長毎に空間的に異なる位置で反射して各波長の光をそれぞれ前記入射位置に入射する第２反射光学系として構成されたことを特徴とする、付記１記載の波長重畳デバイス。

（付記３）
該第１反射光学系が、
前記反射光の光路上の異なる位置に設けられ、当該反射光の少なくとも一部を前記入射位置に向けて反射する複数の反射素子をそなえて構成されるとともに、
該第２反射光学系が、
前記透過光の光路上の異なる位置に設けられ、前記透過光に含まれるいずれかの波長の光を前記入射位置に向けて反射し残りの波長の光を透過する複数のフィルタ素子をそなえて構成されたことを特徴とする、付記２記載の波長重畳デバイス。

（付記４）
該フィルタデバイス、該第１反射光学系における該反射素子、及び、該第２反射光学系における該フィルタ素子が、それぞれ、基板上に形成された誘電体多層膜フィルタにより構成され、
前記の各基板が該フィルタデバイスを中心に積層されていることを特徴とする、付記３記載の波長重畳デバイス。

（付記５）
前記の各基板は同じ厚みを有することを特徴とする、付記４記載の波長重畳デバイス。
（付記６）
該第１反射光学系の該反射素子である誘電体多層膜フィルタは、該第２反射光学系の該フィルタ素子による反射光の光路を避けるように該基板上の一部の領域に形成されていることを特徴とする、付記４記載の波長重畳デバイス。

（付記７）
該フィルタデバイスで反射する前記一部の波長の光が、波長多重ネットワークシステムを構成する複数の光加入者装置へ配信すべき下り方向の信号光であり、該フィルタデバイスを透過する前記残りの波長の光が、個々の前記光加入者装置へ波長別に伝送すべき下り方向の信号光であることを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。

（付記８）
該フィルタデバイスが、
前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光を前記反射光の再入射経路上逆方向へ反射する特性を有するとともに、
該第１光学系が、
該フィルタデバイスの前記入射位置からそれぞれ前記逆方向に反射してきた光を前記入力波長多重光の入射位置から当該入力波長多重光とは逆方向に出力する特性を有することを特徴とする、付記１〜７のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。

（付記９）
該フィルタデバイスに、前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射する光が、波長多重ネットワークシステムを構成する複数の光加入者装置のいずれかから送信されてきた上り方向の信号光であることを特徴とする、付記８記載の波長重畳デバイス。
（付記１０）
前記上り方向の信号光が、該フィルタデバイスを透過する前記残りの波長のいずれかと同一波長の光であることを特徴とする、付記９記載の波長重畳デバイス。

（付記１１）
前記上り方向の信号光が、該フィルタデバイスへの前記入力波長多重光の各波長以外の波長の光であることを特徴とする、付記９記載の波長重畳デバイス。
（付記１２）
該フィルタデバイスで反射される前記一部の光が、ビデオ信号光であることを特徴とする、付記１〜１１のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。

（付記１３）
前記入力波長多重光の該フィルタデバイスの前記反射面への入射角が４５度に設定されていることを特徴とする、付記１〜１２のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。
（付記１４）
複数の光加入者装置と、
該複数の光加入者装置に送信すべき複数波長の光を波長多重して送信する光局側装置と、
該光局側装置からの波長多重光を受信して該複数の光加入者装置へ伝送する波長重畳デバイスとをそなえ、
該波長重畳デバイスが、
該光局側装置からの下り方向の信号光である入力波長多重光の一部の波長の光を該複数の光加入者装置へ配信すべき光として前記入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を個々の該光加入者装置へ波長別に伝送すべき光として透過するフィルタデバイスと、
該フィルタデバイスで反射された反射光を該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、
該フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重ネットワークシステム。

（付記１５）
該フィルタデバイスが、
該光加入者装置から送信されてきた上り方向の信号光であって前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光を前記反射光の再入射経路上逆方向へ反射する特性を有するとともに、
該第１光学系が、
該フィルタデバイスの前記入射位置からそれぞれ前記逆方向に反射してきた前記上り方向の信号光を前記入力波長多重光の入射位置から該光局側装置へ当該入力波長多重光とは逆方向に出力する特性を有することを特徴とする、付記１４記載の波長多重ネットワークシステム。

（付記１６）
前記上り方向の信号光が、該フィルタデバイスを透過する前記残りの波長のいずれかと同一波長の光であり、
該光局側装置及び該光加入者装置が、それぞれ、
前記上り方向の信号光と前記下り方向の信号光とを分離する分離手段をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１５記載の波長多重ネットワークシステム。

（付記１７）
前記上り方向の信号光が、該フィルタデバイスへの前記下り方向の信号光の各波長以外の波長の光であることを特徴とする、付記１６記載の波長多重ネットワークシステム。
（付記１８）
該フィルタデバイスで反射される前記一部の光が、ビデオ信号光であることを特徴とする、付記１４〜１７のいずれか１項に記載の波長多重ネットワークシステム。

（付記１９）
前記入力波長多重光の該フィルタデバイスの前記反射面への入射角が４５度に設定されていることを特徴とする、付記１４〜１８のいずれか１項に記載の波長多重ネットワークシステム。
（付記２０）
第１の基板の一方の面に入力波長多重光の一部の波長の光を反射し残りの波長の光を透過する第１の誘電体多層膜を形成するとともに、第２の複数の基板の一方の面の一部にそれぞれ前記一部の波長の光を反射する第２の誘電体多層膜を形成し、かつ、第３の複数の基板の一方の面にそれぞれ前記残りの波長のいずれかを反射する第３の誘電体多層膜を形成する第１工程と、
前記の各基板を前記第１の基板を中心に積層して接着する第２工程と、
前記第２の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜で反射された反射光を当該第１の誘電体多層膜の複数の入射位置に再入射する第１光学系を構成するとともに、前記第３の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜の透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該第１の誘電体多層膜の透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系を構成するように、前記第２工程で得られた積層体を成型する第３工程とを有することを特徴とする、波長重畳デバイスの製造方法。

本発明の一実施形態に係る波長重畳デバイスの構成を光路と併せて示す模式図である。 図１に示す波長フィルタのフィルタ特性を示す図である。 図１に示す波長重畳デバイスの第１変形例を光路と併せて示す模式図である。 図１に示す波長重畳デバイスの第２変形例を光路と併せて示す模式図である。 図４に示す波長フィルタのフィルタ特性を示す図である。 図１に示す波長重畳デバイスの製造方法を説明するための模式図である。 図１に示す波長重畳デバイスの製造方法を説明するための模式図である。 本発明の一実施形態に係る波長重畳デバイスを用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステム（波長多重ネットワークシステム）の要部の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第１変形例に用いられる波長重畳デバイスの構成を光路と併せて示す模式図である。 図９に示す波長フィルタのフィルタ特性を示す図である。 図９に示す波長重畳デバイスを用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステムの要部の構成を示すブロック図である。 本実施形態のＷＤＭ−ＰＯＮシステムの第２変形例に用いられる波長重畳デバイスの構成を光路と併せて示す模式図である。 図１２に示す波長フィルタのフィルタ特性を示す図である。 図１２に示す波長重畳デバイスを用いたＷＤＭ−ＰＯＮシステムの要部の構成を示すブロック図である。 従来のＰＯＮシステムの構成の一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の合分波装置の構成の一例を示す図である。 従来の合分波装置の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１，１′，９，４７，６１ 波長重畳デバイス
２，４８，６２ 波長フィルタ（フィルタデバイス）
３−１〜３−Ｎ，１３〜１６，４９−１〜４９−Ｎ，６３−１〜６３−Ｎ 反射ミラー（反射素子）
４−１〜４−Ｎ，１１，１２，５０−１〜５０−Ｎ，６４−１〜６４−Ｎ 波長フィルタ（フィルタ素子）
１７〜２１，２８〜３２ ファイバコリメータ
２２−１〜２２−８ ガラス基板
２３ 光学接着剤
２４ 積層体
２６−１，２６−２ 光学研磨面
２７ 切り落とし面
３３，５２，６６ ＯＬＴ
３４−１〜３４−Ｎ，５３−１〜５３−Ｎ，６７−１〜６７−Ｎ ＯＮＵ
３５−１〜３５−Ｎ，４４−１〜４４−Ｎ，５４−１〜５４−Ｎ，６０−１〜６０−Ｎ，６８−１〜６８−Ｎ，７８−１〜７８−Ｎ 光送信器
３６−１〜３６−Ｎ，４５−１〜４５−Ｎ，５５，５８−１〜５８−Ｎ，６９，７７−１〜７７−Ｎ 光受信器
３７−１，３７−２，５６，７０ ＷＤＭカプラ
３８，４３−１〜４３−Ｎ 光サーキュレータ
３９，４２−１〜４２−Ｎ，５７，５９−１〜５９−Ｎ，７１，７３，７４−１〜７４−Ｎ，７６−１〜７６−Ｎ 波長フィルタ
４０，７２ ビデオ信号光送信器
４１−１〜４１−Ｎ，７５−１〜７５−Ｎ ビデオ信号光受信器
４６，５１，６５ ＷＤＭ−ＰＯＮシステム（波長多重ネットワークシステム）

Claims (10)

1. 入力波長多重光の一部の波長の光を当該入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を透過するフィルタデバイスと、
   該フィルタデバイスで反射された反射光を該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、
   該フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえたことを特徴とする、波長重畳デバイス。
2. 該第１光学系が、
   前記反射光を空間的に異なる位置で複数回反射して前記入射位置にそれぞれ前記入力波長多重光と並行して入射する第１反射光学系として構成されるとともに、
   該第２光学系が、
   前記透過光を前記波長毎に空間的に異なる位置で反射して各波長の光をそれぞれ前記入射位置に入射する第２反射光学系として構成されたことを特徴とする、請求項１記載の波長重畳デバイス。
3. 該第１反射光学系が、
   前記反射光の光路上の異なる位置に設けられ、当該反射光の少なくとも一部を前記入射位置に向けて反射する複数の反射素子をそなえて構成されるとともに、
   該第２反射光学系が、
   前記透過光の光路上の異なる位置に設けられ、前記透過光に含まれるいずれかの波長の光を前記入射位置に向けて反射し残りの波長の光を透過する複数のフィルタ素子をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項２記載の波長重畳デバイス。
4. 該フィルタデバイス、該第１反射光学系における該反射素子、及び、該第２反射光学系における該フィルタ素子が、それぞれ、基板上に形成された誘電体多層膜フィルタにより構成され、
   前記の各基板が該フィルタデバイスを中心に積層されていることを特徴とする、請求項３記載の波長重畳デバイス。
5. 該フィルタデバイスで反射する前記一部の波長の光が、波長多重ネットワークシステムを構成する複数の光加入者装置へ配信すべき下り方向の信号光であり、該フィルタデバイスを透過する前記残りの波長の光が、個々の前記光加入者装置へ波長別に伝送すべき下り方向の信号光であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。
6. 該フィルタデバイスが、
   前記反射光とは逆方向から前記入射位置に入射してきた光を前記反射光の再入射経路上逆方向へ反射する特性を有するとともに、
   該第１光学系が、
   該フィルタデバイスの前記入射位置からそれぞれ前記逆方向に反射してきた光を前記入力波長多重光の入射位置から当該入力波長多重光とは逆方向に出力する特性を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。
7. 該フィルタデバイスで反射される前記一部の光が、ビデオ信号光であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。
8. 前記入力波長多重光の該フィルタデバイスの前記反射面への入射角が４５度に設定されていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の波長重畳デバイス。
9. 複数の光加入者装置と、
   該複数の光加入者装置に送信すべき複数波長の光を波長多重して送信する光局側装置と、
   該光局側装置からの波長多重光を受信して該複数の光加入者装置へ伝送する波長重畳デバイスとをそなえ、
   該波長重畳デバイスが、
   該光局側装置からの下り方向の信号光である入力波長多重光の一部の波長の光を該複数の光加入者装置へ配信すべき光として前記入力波長多重光の光路方向とは異なる方向に反射し残りの波長の光を個々の該光加入者装置へ波長別に伝送すべき光として透過するフィルタデバイスと、
   該フィルタデバイスで反射された反射光を該フィルタデバイスの反射面の複数の入射位置に再入射する第１光学系と、
   該フィルタデバイスの透過光を波長毎に分光してそれぞれを該フィルタデバイスの透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系とをそなえて構成されたことを特徴とする、波長多重ネットワークシステム。
10. 第１の基板の一方の面に入力波長多重光の一部の波長の光を反射し残りの波長の光を透過する第１の誘電体多層膜を形成するとともに、第２の複数の基板の一方の面の一部にそれぞれ前記一部の波長の光を反射する第２の誘電体多層膜を形成し、かつ、第３の複数の基板の一方の面にそれぞれ前記残りの波長のいずれかを反射する第３の誘電体多層膜を形成する第１工程と、
    前記の各基板を前記第１の基板を中心に積層して接着する第２工程と、
    前記第２の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜で反射された反射光を当該第１の誘電体多層膜の複数の入射位置に再入射する第１光学系を構成するとともに、前記第３の複数の基板及び誘電体多層膜が、前記第１の誘電体多層膜の透過光を波長毎に分光してそれぞれを当該第１の誘電体多層膜の透過面から前記複数の入射位置に入射する第２光学系を構成するように、前記第２工程で得られた積層体を成型する第３工程とを有することを特徴とする、波長重畳デバイスの製造方法。

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