JP2008276001A - 光分岐回路および光分岐モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】小型で低コストの光分岐回路および光分岐モジュールを提供する。
【解決手段】本発明の一態様によれば、複数の光分岐素子（１０６，１０７ａ，１０７ｂ，１０２）が基板上で光導波路（１０１）を介して多段接続された光分岐回路（１０３）は、第１の光分岐素子（１０６）で分岐した一方の光を反射し、第２の光分岐素子（１０７ａ）へ折り返すように構成された第１の反射板（１０４ａ）と、第１の光分岐素子（１０６）で分岐した他方の光を反射し、第３の光分岐素子（１０７ｂ）へ折り返すように構成された第２の反射板（１０４ｂ）とを備えている。このように、分岐回路（１０３）を反射板（１０４）を用いた折り返し構造とすることによって、従来構造のものに比べて小型化が可能となる。また、光分岐回路（１０３）に接続する光ファイバ（１０５）を光分岐回路の１つの端面に集約できるため、従来構造の光分岐モジュールに比べてケースサイズを小型化できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、光通信などの分野に用いられる光分岐回路および光分岐モジュールなどの光部品に関する。

光通信において、光を効率的かつ経済的に伝送できる光ネットワークが不可欠であり、そのためには、使用する光ファイバの利用効率を上げることが有効である。電話局から加入者までを繋ぐアクセス網において光ファイバの利用効率を上げる手法として、電話局から複数の加入者への光信号を一本の光ファイバに多重化して伝送し、加入者宅の近くで光信号を分岐して加入者宅に伝送するパッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）が知られている。このような光ネットワークでは、光を分岐する光分岐モジュールが重要なデバイスであり、数多く使用されるため、低コストで設置が容易な小型の光分岐モジュールが求められている。

従来の小型の光分岐モジュールでは、特許文献１に記載されているように、光導波路のコアとクラッドの比屈折率差を大きくして最小曲がり半径を小さくすることによって、光分岐モジュール（特許文献１では、光スプリッタ）を小型化している。

図１１に、特許文献１に記載された従来例の構成を示す。図１１（ａ）は、最小曲がり半径が大きい導波回路６１で構成した導波路型光回路５１を示している。これは、１入力４出力の光分岐回路の例である。曲がり半径が大きな屈曲部Ａを有するため、導波路型光回路５１の長さＬ１も大きくなる。これに対して、図１１（ｂ）は、最小曲がり半径が小さい導波回路４１で構成した導波路型光回路３１を示している。曲がり半径が小さい屈曲部Ｂによって導波路型光回路３１が構成されているため、その長さＬ２が短くなっている。

図１１（ｃ）は、導波路型光回路３１を用いた光スプリッタ３０を示している。この光スプリッタ３０は、導波路型光回路３１の入出力端に接続されたファイバブロック３２および３４、さらにこれらを収納するケース３６から構成されている。ファイバブロック３２および３４は、単心光ファイバ３３および３５ａを有しており、これらの単心光ファイバを介して導波路型光回路３１に光を入出力している。なお、単心光ファイバ３５ａは、テープファイバ３５の被覆を剥がすことによって、露出している。

この従来例では、小型化された導波路型光回路３１を適用することによって、光スプリッタ３０の寸法を長さ４ｃｍ以下、縦４ｍｍ以下、横４ｍｍ以下にすることが可能である。この寸法は、図１２に示す光クロージャ１０または光キャビネット２０の収容トレイ１１または２１に収容可能な値である。図１２（ａ）は、光クロージャ１０の外観を示し、図１２（ｂ）は、光クロージャの内部構成を示している。光クロージャは、光アクセス網の架空あるいは地下の配線区間に設置され、光ファイバ同士の接続部を保護するものである。光クロージャの両端からは、光ファイバケーブルが挿入できる構造となっている。光クロージャ１０は、内部に複数の収納トレイ１１を備えており、光ファイバケーブル１２の心線１２ａと光ファイバケーブル１３，１４の心線１３ａ，１４ａを融着またはメカニカルスプライスした接続部１５を収納トレイ１１の固定部１６に固定可能な構造となっている。

図１２（ｃ）は、光キャビネットの外観を示し、図１２（ｄ）は、光キャビネットの内部構造を示している。光キャビネットは、加入者宅に光ファイバケーブルを終端するために光ファイバケーブルの固定および収納や接続などを行うためのものである。光キャビネットの一端からは、光ファイバケーブルが挿入できる構造となっているのが一般的である。光キャビネット２０は、内部に複数の収納トレイ２１を備えた例であり、光ファイバケーブル２２の心線２２ａと光ファイバケーブル２３の心線２３ａを融着またはメカニカルスプライスした接続部２４を収納トレイ２１の固定部２５に搭載可能な構造となっている。

従来例として示した光スプリッタ３０は、収納トレイ１１，２１の固定部１６，２５に固定可能なサイズであるため、従来の光クロージャまたは光キャビネットの構造を変更することなく、光スプリッタを収納できる点で有利である。

特開２００２−２２１６３８号公報

しかしながら、光クロージャまたは光キャビネットも含めてさらなる小型化を考えた場合、光分岐回路のさらなる小型化が要望される。また、光分岐回路の両端に光ファイバが接続されている従来構造では、図１２（ｂ）および図１２（ｄ）に示すように光分岐モジュール（スプリッタ）を固定する固定部１６，２５の両端に光ファイバを取り廻す領域１７，２６が必要となり、収納トレイ１１，１２の小型化が困難であった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、光分岐モジュールが収納トレイなどに固定される場合であっても、光ファイバの取り廻し領域を削減できる小型の光分岐回路および光分岐モジュールを低コストで提供することにある。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、複数の光分岐素子が基板上で光導波路を介して多段接続された光分岐回路であって、第１の光分岐素子で分岐した一方の光を反射し、第２の光分岐素子へ折り返すように構成された第１の反射板と、第１の光分岐素子で分岐した他方の光を反射し、第３の光分岐素子へ折り返すように構成された第２の反射板とを備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光分岐回路であって、前記第１の反射板は、第１の光分岐素子で分岐した一方の光を第２の光分岐素子へ反射するときの損失が１ｄＢ以下、反射減衰量が４０ｄＢ以上となるように構成され、前記第２の反射板は、第１の光分岐素子で分岐した他方の光を第３の光分岐素子へ反射するときの損失が１ｄＢ以下、反射減衰量が４０ｄＢ以上となるように構成されたことを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の光分岐回路であって、前記光導波路は、反射板近傍でテーパ構造を有していることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光分岐回路であって、前記反射板は、前記基板の異なる端面に形成されていることを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の光分岐回路であって、前記反射板は、前記基板上の異なる溝に形成されていることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の光分岐回路であって、前記反射板は、金属または誘電体多層膜で形成されていることを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の光分岐回路であって、入力用の光導波路および出力用の光導波路が基板の同一の端面に集約されていることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１から７のいずれかに記載の光分岐回路であって、前記光分岐素子は、Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハツェンダ干渉計型および多モード干渉計型のいずれかであることを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、光分岐モジュールであって、請求項１から８のいずれかに記載の光分岐回路の入力用の光導波路および出力用の光導波路に光ファイバを接続したことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光分岐モジュールであって、前記入力用の光導波路に接続された光ファイバと、前記出力用の光導波路に接続された光ファイバとは、対向する方向に延伸するよう構成されたことを特徴とする。

本発明によれば、光分岐回路を反射板を用いた折り返し構造とすることによって、従来構造のものに比べて小型化が可能となる。光分岐回路は、ウェハなどの基板に一括して複数の回路が作製されるため、そのサイズが小さくなれば、ウェハあたりの収量が増え、低コスト化につながる。さらに、光分岐回路に接続する光ファイバを光分岐回路の１つの端面に集約できるため、従来構造の光分岐モジュールに比べてケースサイズを小型化できる。また、光ファイバの接続が１つの端面に集約されるため、光ファイバの接続に要する作業時間が削減され、光分岐モジュールの製造コストの低減につながる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る光分岐モジュールの構成例を示している。この光分岐モジュールは、入力または出力用の光ファイバ１０５と、入力用光ファイバからの光を分岐し、出力用光ファイバへ導波する光分岐回路１０３と、光分岐回路を導波する光を反射して折り返す反射板１０４ａ，１０４ｂとを備えている。光分岐回路１０３は、光を導波する光導波路１０１と、光を分岐する光分岐素子１０２，１０６，１０７ａ，１０７ｂとから構成され、基板上に屈折率の低いクラッドと、屈折率の高いコアとから形成される。光分岐回路の入力用光導波路１０９および出力用光導波路１１０は、それぞれ入力用および出力用の光ファイバ１０５と接続されている。

第１の反射板１０４ａおよび第２の反射板１０４ｂは、光分岐回路の端面に設置され、第１の光分岐素子１０６からの光をそれぞれ反射し、第２の光分岐素子１０７ａおよび第３の光分岐素子１０７ｂへ折り返している。すなわち、入力用光導波路１０９から入射し、第１の光分岐素子１０６を伝搬してきた光がそれぞれ反射板１０４ａ，１０４ｂを介して、所望の角度１０８ａ、１０８ｂで折り返されて、後段の光分岐素子１０７ａ，１０７ｂ，１０２を伝搬し、出力用光導波路１１０に出射する。このように、反射板を用いて光導波路を折り返す構成とすることによって、光分岐回路の全長を短くすることができ、小型化が可能となる。

反射板１０４ａ，１０４ｂは、図１に示すように、光導波路のコアが露出した光分岐回路１０３の端面に、金属または誘電体多層膜として形成することができる。あるいは、反射板は、光分岐回路１０３の基板をエッチングなどで溝を形成し、コアが露出した溝の端面に形成してもよい。反射板は、個別部材として光分岐回路の端面に接着させて形成することもできるが、反射板を直接、光分岐回路の端面に蒸着により形成するようにすれば、小型化および低コスト化に有利である。

図１は、光分岐素子１０２，１０６，１０７ａ，１０７ｂとして、Ｙ分岐型の素子を採用した場合の構成を示している。本発明は、Ｙ分岐型の素子に限られず、方向性結合器型、マッハツェンダ干渉計型、多モード干渉型の素子を用いてもよい。図２に、これら素子の概略図を示す。図２（ａ）は、Ｙ分岐型の光分岐素子を、図２（ｂ）は、方向性結合型の光分岐素子を、図２（ｃ）は、マッハツェンダ干渉計型の光分岐素子を、図２（ｄ）は、多モード干渉型の光分岐素子の構成を示している。各素子は、入射光１００１を２つの経路に分岐し、出射光１００２を出力する。光導波路１０１は、シングルモードの光のみが伝搬する構造であるが、多モード干渉型の光分岐素子にはスラブ導波路１００３が配置されており、このスラブ導波路１００３において複数のモードの干渉が起こる。なお、光分岐素子は、光の相反性により、光を出力用光導波路側から入射した場合は光合波素子として機能することは言うまでもない。

次に、反射板での反射角について説明する。図３は、光分岐モジュールの反射板での光導波路の角度と構造について説明するための図であり、図１の反射板１０４近傍の光導波路を拡大したものである。

図３（ａ）は、反射角が小さすぎる場合の反射光の様子を示している。第１の光分岐素子からの光２０１が反射板１０４で１０度未満の反射角１０８で入射すると、その光の一部２０２が前段の光分岐素子側に戻り、後段の光分岐素子に入射する光２０３が減少する。通常、反射角が１０度未満の場合、反射板１０４における反射減衰量が４０ｄＢ以下または挿入損失が１ｄＢ以上となり、光分岐回路の光学特性が劣化する。

図３（ｂ）は、反射角が大きすぎる場合の反射光の様子を示している。第１の光分岐素子からの光２０１が反射板１０４で１２０度以上の反射角１０８で入射すると、反射板１０４の広い面積にわたって広がり、反射板１０４の光学的な揺らぎの影響を受けやすくなる。反射板１０４の揺らぎが大きい場合、前段の光分岐素子からの光２０１が反射板１０４で散乱して、光導波路と結合しない光２０４が増加し、後段の光分岐素子に入射する光２０３が減少する。通常、反射角が１２０度以上の場合、反射板で挿入損失が１ｄＢ以上となり、光分岐回路の特性が劣化する。

図３（ｃ）は、反射角が適切な場合の反射光の様子を示している。前段の光分岐素子からの光２０１が反射板１０４で適切な反射角１０８で入射すると、その光のほとんどが後段の光分岐素子に入射する。そのため、光分岐回路の光学特性の劣化は小さい。上記の通り、通常、反射角は、１０度以上、１２０度未満であれば適切である。光学特性の要求条件がさらに厳しい場合、例えば、反射板１０４における反射減衰量を４０ｄＢ以上、損失を０．５ｄＢ以下にするためには、反射板１０４の反射角１０８は、１０度から６０度にするのが望ましい。

図３（ｄ）は、反射板近傍での光導波路のテーパ構造を示している。反射板１０４での損失を低減するためには、反射板１０４と接する２本の光導波路が交差する部分の回折損失を小さくする必要がある。この回折損失を低減するために、図３（ｄ）に示すように、光導波路の幅を反射板に近づくにつれて徐々に拡げたテーパ構造２０５を採用することができる。これにより、光分岐回路の挿入損失を改善することができる。

図４は、本発明に係る光分岐モジュールの別の構成例を示している。図４の構成では、第１の分岐素子１０６で分岐した２つの光導波路のそれぞれに対して、光分岐回路の異なる端面に別個の反射板１０４ａおよび１０４ｂが形成されている。光分岐回路の異なる端面のそれぞれに別個の反射板を形成することによって、後段の光分岐素子１０７に対して最適の入射角で光を反射することができ、光分岐回路１０３のさらなる小型化に有利である。図４の例では、第２および第３の光分岐素子１０７ａおよび１０７ｂに対して、それぞれ、反射板１０４ａおよび１０４ｂからの光導波路がほぼ直線的に最短の距離で入射するような構成となっている。

図５は、本発明に係る光分岐モジュールと従来の光分岐モジュールとを対比して説明するための図である。図５の上段の光分岐モジュールは、本発明による構成例を示し、図５の下段の光分岐モジュールは、従来の構成例を示している。下段の光分岐モジュール４０１は、３段の光分岐素子１０２がツリー状に連なった１入力８出力の光分岐回路を備えている。一方、上段の光分岐モジュール４０２は、第１の光分岐素子１０６からの光導波路が反射板１０４ａ，１０４ｂで折り返されて後段の光分岐素子１０７ａ，１０７ｂへ接続された１入力８出力の光分岐回路を備えている。

上段の光分岐モジュール４０２では、折り返し構成のため、光分岐回路１０３に接続される光ファイバ１０５が光分岐回路の１つの端面に集約されている。そのため、光分岐回路の両端に光ファイバが接続されている下段の光分岐モジュールに比べてケースサイズを小さくできるだけでなく、光ファイバを収納する際の取り廻し領域も削減できる。

また、光分岐モジュールにおいて、前段の光分岐素子は、光分岐回路の初段の光分岐素子であり、光分岐回路の分岐のばらつきを決める重要な素子である。したがって、初段の光分岐素子は、分岐のばらつきを最小限に抑えるような分岐特性を優先した回路構造を採用することが望ましい。

本発明による光分岐モジュール４０２の構成の場合、第１の光分岐素子１０６は、光ファイバが接続される端面から反射板１０４が形成される端面の間に配置すればよい。したがって、従来の光分岐モジュール４０１の構成に比べて、本発明による光分岐モジュール４０１の構成では、前段の光分岐素子１０６を配置する自由度が大きく、分岐特性を優先した最適設計が容易となる。例えば、第１の光分岐素子１０６をＹ分岐ではなく、マッハツェンダ干渉計型などの全長が比較的長い光分岐素子に置き換えても光分岐回路全体の長さを変えることなく、構成することができる。

また、光分岐モジュール４０２では、光導波路を交差させることなく、折り返し構造を実現している。光導波路を交差させなければ、交差部での交差損失がなく、光分岐回路の特性上望ましい。図５に示すように、前段の１つの光分岐素子と後段の光分岐素子の間に反射板を配置して折り返す場合には、光導波路の交差部がない構成を容易に実現できる。

次に、光導波路が交差している場合でも、本発明による光分岐回路および光分岐モジュールを実現できることを示す。図６に、本発明に係る光分岐モジュールの別の構成例を示している。図６の構成では、光導波路がいくつかの箇所で交差していることが分かる。図６（ａ）および（ｂ）は、いずれも３段の光分岐素子から構成される１入力８出力の光分岐回路であり、２段目の光分岐素子１１０２が反射板１０４を介して３段目の光分岐素子１１０３と繋がっている。図６（ａ）と（ｂ）との構成上の差異は、２段目の光分岐素子の配置にある。この場合、２段目の光分岐素子が反射板に対して第１の分岐素子となり、３段目の光分岐素子が第２および第３の分岐素子となる。

図６（ａ）の構成では、２段目のそれぞれの第１の光分岐素子１１０２で分岐された２本の光導波路が反射板１０４で２段目のそれぞれの光分岐素子１１０２を挟むように折り返されている。この構成は、反射板で折り返される光導波路が２段目の光分岐素子に対して対称な配置となるため、光導波路のレイアウトが簡単であり、光分岐回路１０３のサイズを小さくできる。ただし、２段目の光分岐素子１１０２と３段目の光分岐素子１１０３の配置によっては、図６（ａ）に示すように、光導波路の交差部１１０４が光分岐回路全体で４箇所となり、交差損失が累積し、損失が大きくなるという問題がある。

図６（ｂ）の構成では、２段目のそれぞれの光分岐素子１１０２で分岐された２本の光導波路が反射板１０４で２段目のそれぞれの光分岐素子１１０２の外側に折り返されている。この構成は、２段目の光分岐素子で分岐された２本の光導波路が必ず光導波路の交差部１１０４を１回通る構成である。そのため、交差損失はあるものの、出力用導波路１１０から出力される光強度のばらつきが少なく、均一になるという利点がある。ただし、反射板１０４で折り返される光導波路のレイアウトが複雑になるため、光分岐回路１０３のサイズは、図６（ａ）の構成に比べると大きくなる場合がある。

図６に示すように光導波路に交差部１１０４がある場合、交差損失を低減する導波路設計が有効である。交差損失は、交差する導波路の交差角に依存し、交差角が直角に近づくほど小さくなる。例えば、交差角を４０度以上にすれば、交差損失を０．５ｄＢ以下にすることが可能である。

次に、本発明の実施例について具体的に説明する。

図７は、本発明の実施例１について説明するための図である。図７（ａ）は、ケースに収納する前の光分岐モジュールを示している。本実施例の光分岐モジュールは、反射板１０４ａ，１０４ｂを備えた光分岐回路１０３と、光ファイバブロック５０１とから構成されている。光分岐回路１０３は、石英ガラス基板上に形成された光導波路によって形成された光分岐素子１０６，１０７ａ，１０７ｂ，１０２を構成要素として、１入力８出力の光スプリッタを構成している。光分岐素子は、Ｙ分岐型の素子である。反射板１０４ａ，１０４ｂは、厚さ１ｍｍの石英ガラス基板にＡｕ蒸着した反射面を有しており、光学接着剤を用いて反射面を光分岐回路の端面に接着している。なお、反射板での光導波路の反射角を４０度とした。光ファイバブロック５０１は、４心テープファイバ５０６と５心テープファイバ５０７を重ねて、９本の光ファイバをＶ溝付き基板５０４に１２７μｍピッチで整列するように抑え板５０５で固定し、さらにファイバ固定接着剤５０３で光ファイバをＶ溝付き基板５０４に接着固定した構造である。光ファイバブロック５０１は、光分岐回路の入力用光導波路および出力用光導波路と光軸が一致するように光を入射しながら調心（アクティブアライメント）し接着固定した。なお、反射板１０４ａ，１０４ｂと光ファイバブロック５０１を接着する光分岐回路１０３の端面は、接着強度を確保するため、補強ガラス５０２を接着固定した。さらに、光ファイバブロック５０１側の端面は、光学特性を劣化させないように斜め８度に研磨した。

光導波路の比屈折率は０．４％程度、コア径は７×７μｍ、許容最小曲げ半径は１５ｍｍであった。光分岐回路の長さは、反射板を除いて６ｍｍであり、従来構成の光分岐回路よりも２５％短尺化できた。光分岐回路は、４インチの石英ウェハ基板上に作製したが、ウェハ当たりの光分岐回路の収量も２５％増加することができた。

光分岐回路の挿入損失は９．８ｄＢであり、従来の光分岐回路と同等の特性であった。なお、反射板での損失は０．２ｄＢであった。

図７（ｂ）は、ケース収納後の光分岐モジュールを示している。光ファイバ１０５が接続された光分岐回路１０３は、光ファイバ１０５の取り出し口にゴム製のブーツ５０８を有する金属製のケース５０９に収納されている。４心テープファイバ５０６と５心テープファイバ５０７は、ブーツ５０８を介して、ケース５０９の外側に取り出している。光分岐モジュールのケース寸法は３ｃｍであった。光ファイバブロック５０１が光分岐回路１０３の１つの端面に接続されているために、図１１の従来例で示したケース寸法４ｃｍと比較すると２５％短尺化できた。

なお、５心テープファイバ５０７には入力用光導波路に接続される光ファイバと出力用光導波路に接続される光ファイバが集積されているが、必要に応じて単心化して使用することが可能である。

本実施例では、反射板を光分岐回路と別部材で構成しているが、反射板として、金属あるいは誘電体多層膜を直接光分岐回路の端面に蒸着して形成しても同様の効果が得られる。

図８は、本発明の実施例２について説明するための図である。図８（ａ）は、本実施例に係る光分岐回路の構成を示している。基本的な構成は、実施例１の場合とほぼ同様であるため、実施例１との相違点について説明する。本実施例では、光分岐回路１０３に２つの溝６０１を形成し、反射板１０４ａ，１０４ｂを挿入して折り返し構造を実現している。さらに、反射板１０４ａ，１０４ｂを光ファイバが接続されている光分岐回路の端面に対向する向きからわずかに外側に傾けて配置することによって、反射板近傍での光の漏れの影響を低減する構成となっている。溝６０１は、幅１５０μｍ、深さ５０μｍであり、ドライエッチングで形成した。反射板１０４ａ，１０４ｂは、薄膜に誘電体多層膜を蒸着して作製されている。

本実施例では、光分岐回路と光ファイバの光軸合わせに光を入射せずに調心する方法（パッシブアライメント）で接続したため、光分岐回路上に光ファイバとの位置合わせ用の４個の嵌合凸部６０２ａ〜ｄが形成されている。

図８（ｂ）は、光分岐回路と光ファイバをパッシブアライメントするために作製したＶ溝付きＳｉ基板の構成を示している。Ｖ溝付きＳｉ基板６０４は、光分岐回路１０３を位置決めして搭載するための４つの嵌合凹部６０３ａ〜ｄと、光ファイバを搭載するＶ溝６０５を備えている。嵌合凹部６０３ａ〜ｄおよびＶ溝６０５は、Ｓｉ基板をウェットエッチングまたはドライエッチングにより形成した。Ｓｉ基板のエッチング加工は、フォトマスクを用いることによってサブミクロンの位置決め精度が可能である。

図８（ｃ）は、本実施例において作製した光分岐モジュールの構成を示している。光分岐モジュールは、Ｖ溝付きＳｉ基板６０４上に光分岐回路１０３と光ファイバ１０５を整列固定することによって作製した。まず、Ｖ溝付きＳｉ基板６０４に光分岐回路１０３を嵌合凹部６０３ａ〜ｄと、嵌合凸部６０２ａ〜ｄをそれぞれ嵌合させる。このとき、光分岐回路１０３に搭載された反射板１０４ａ，１０４ｂがＶ溝付きＳｉ基板６０４と干渉しないように、予め反射板１０４ａ，１０４ｂがＶ溝付きＳｉ基板６０４の外側にでるように設計した。次に、９本の光ファイバ１０５をＶ溝６０５に整列させ、光分岐回路１０３と光ファイバ１０５の対応する端面の距離が２０μｍ以下になるように光軸方向の位置調整を行った後、抑え板５０５で光ファイバ１０５をＶ溝６０５内に布設しつつ、光分岐回路１０３と光ファイバ１０５を光学接着剤で接着固定した。次に、光ファイバ１０５に外力が加わって、光ファイバ１０５が破断や位置ずれを生じないように接着剤５０３で光ファイバ１０５をＶ溝付きＳｉ基板６０４に接着固定した。最後に、光分岐モジュールをケースに収納した（図示せず）。

本実施例では、光ファイバが光分岐回路の一端に集約して接続されているため、Ｖ溝付きＳｉ基板などの石英ガラスと異なる熱膨張係数を有する部材を用いても、熱による膨張・収縮による応力の影響を受けにくい構造になっている。

また、本実施例では、溝１０６に反射板１０４ａ，１０４ｂを挿入した後、光分岐回路１０３をＶ溝付きＳｉ基板６０４に搭載したが、反射板をＶ溝付きＳｉ基板上に形成しておき、光分岐回路をＶ溝付きＳｉ基板に搭載することによって、反射板１０４ａ，１０４ｂが溝６０１に収納されるようにしてもよい。

図９は、本発明の実施例３について説明するための図である。本実施例の光分岐モジュールは、５段の光分岐素子８０１，８０２，８０３，８０４，８０５をツリー状に繋げて構成した１入力３２出力の光分岐回路１０３と、エッチングで形成された溝６０１に挿入されたそれぞれ２つの反射板１０４ａ，１０４ｂと、入力用光導波路１０９および出力用光導波路１１０に光軸が一致するように接続された光ファイバ１０５とから構成されている。この光分岐回路１０３は、入力用光導波路１０９および出力用光導波路１１０のコアが同一端面に露出するように形成されており、光導波路１０１の交差部を生ずることなく、２段目の光分岐素子８０２が反射板１０４ａ，１０４ｂを介して３段目の光分岐素子８０３と繋がった構成となっている。したがって、反射板に対しては、２段目の光分岐素子８０２が第１の光分岐素子となる。なお、２段目の光分岐素子８０２および３段目の光分岐素子８０３を他の光分岐素子に対して斜めに配置することによって、反射板１０４ａ，１０４ｂでの適切な折り返しを実現するとともに、光分岐回路１０３のサイズが小さくなるように構成されている。

図１０は、本発明の実施例４について説明するための図である。図１０は、本発明に係る光分岐モジュールを光クロージャまたは光キャビネットに収納した状態を示しており、図１２の従来例と比較して説明する。図１０の基本構成は、図１２と等しいため、同一の構成要素に使用している符号の下２桁は等しくしている。

図１０（ａ）は、本発明に係る光分岐モジュールを光クロージャに収納した構成例を示している。この構成例では、光分岐モジュール９１５の片端に光ファイバ９１２ａが接続されているため、光ファイバ９１２ａ，９１３ｂの取り廻し領域９１７は、収納トレイ９１１内に一箇所であり、図１２（ｂ）の従来例と比べて、光クロージャ９１０の小型化が可能となっている。また、取り廻し領域９１７において、光ファイバ９１２ａと９１３ａの巻き数の差を、Ｎ＋１／２周（Ｎは整数）とすることで、光ファイバ９１３ａと９１３ａをそれぞれ異なる向きに引き出すことができる。これにより、ファイバケーブル９１２および９１３を光クロージャ９１０の両端から引き出すことができる。

図１０（ｂ）は、本発明に係る光分岐モジュールを光キャビネットに収納した構成例を示している。光クロージャの場合と同様に、光ファイバ９２２ａおよび９２３ａを取り廻す領域９２６は、収納トレイ９２１内に一箇所であり、図１２（ｄ）の従来例と比べて、光キャビネット９２０の小型化が可能となっている。

本実施例では、光分岐モジュールに接続されている光ファイバと光クロージャまたは光キャビネットのファイバケーブルの間に接続点を設けていないが、必要に応じて、光分岐モジュールに接続されている光ファイバと光クロージャまたは光キャビネットのファイバケーブルから引き出された光ファイバを融着またはメカニカルスプライスしてもよい。

以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。

本発明に係る光分岐モジュールの構成例を示す図である。 本発明に係る光分岐回路に使用することができる光分岐素子の例を示す図である。 本発明に係る光分岐モジュールの反射板での光導波路の角度と構造について説明するための図である。 本発明に係る光分岐モジュールの別の構成例を示す図である。 本発明に係る光分岐モジュールと従来の光分岐モジュールとを対比して説明するための図である。 本発明に係る光分岐モジュールの別の構成例を示す図である。 本発明の実施例１について説明するための図である。 本発明の実施例２について説明するための図である。 本発明の実施例３について説明するための図である。 本発明の実施例４について説明するための図である。 従来の光分岐モジュールの構成例を示す図である。 光分岐モジュールを収容する光クロージャおよび光キャビネットの外観および内部構造を示す図であり、図１２（ａ）は光クロージャの外観を示し、図１２（ｂ）は光クロージャの内部構造を示し、図１２（ｃ）は光キャビネットの外観を示し、図１２（ｄ）は光キャビネットの内部構造を示している。

符号の説明

１０ 光クロージャ
１１ 収納トレイ
１２，１３，１４ 光ファイバケーブル
１２ａ，１３ａ，１４ａ 心線
１５ 接続部
１６ 固定部
１７ 取り廻し領域
２０ 光キャビネット
２１ 収納トレイ
２２，２３ 光ファイバケーブル
２３ａ，２３ａ 心線
２４ 接続部
２５ 固定部
２６ 取り廻し領域
３０ 光スプリッタ
３１，５１ 導波路型光回路
３２，３４ ファイバブロック
３３，３５ａ 単心光ファイバ
３５ テープファイバ
３６ ケース
４１，６１ 導波回路
１０１ 光導波路
１０２，１０６，１０７ａ，１０７ｂ 光分岐素子
１０３ 光分岐回路
１０４ａ，１０４ｂ 反射板
１０５ 光ファイバ
１０８ａ，１０８ｂ 反射角
１０９ 入力用光導波路
１１０ 出力用光導波路
２０１，２０２，２０３，２０４ 光
２０５ テーパ構造
４０１，４０２ 光分岐モジュール
５０１ 光ファイバブロック
５０２ 補強ガラス
５０３ 接着剤
５０４ Ｖ溝付き基板
５０５ 抑え板
５０６，５０７ テープファイバ
５０８ ブーツ
５０９ ケース
６０１ 溝
６０２ａ，６０２ｂ，６０２ｃ，６０２ｄ 凸部
６０３ａ，６０３ｂ，６０３ｃ，６０３ｄ 凹部
６０４ 基板
６０５ Ｖ溝
８０１，８０２，８０３，８０４，８０５ 光分岐素子
９１０ 光クロージャ
９１１，９２１ 収納トレイ
９１２，９１３，９１４，９２２，９２３ ファイバケーブル
９１２ａ，９１３ａ，９１４ａ，９２２ａ，９２３ａ 光ファイバ
９１５，９２４ 光分岐モジュール
９１６，９２５ 固定部
９１７，９２６ 取り廻し領域
９２０ 光キャビネット
１００１ 入射光
１００２ 出射光
１００３ スラブ導波路
１１０１，１１０２，１１０３ 光分岐素子
１１０４ 交差部

Claims (10)

1. 複数の光分岐素子が基板上で光導波路を介して多段接続された光分岐回路であって、
   第１の光分岐素子で分岐した一方の光を反射し、第２の光分岐素子へ折り返すように構成された第１の反射板と、
   第１の光分岐素子で分岐した他方の光を反射し、第３の光分岐素子へ折り返すように構成された第２の反射板と
   を備えたことを特徴とする光分岐回路。
2. 請求項１に記載の光分岐回路であって、
   前記第１の反射板は、第１の光分岐素子で分岐した一方の光を第２の光分岐素子へ反射するときの損失が１ｄＢ以下、反射減衰量が４０ｄＢ以上となるように構成され、前記第２の反射板は、第１の光分岐素子で分岐した他方の光を第３の光分岐素子へ反射するときの損失が１ｄＢ以下、反射減衰量が４０ｄＢ以上となるように構成されたことを特徴とする光分岐回路。
3. 請求項１または２に記載の光分岐回路であって、
   前記光導波路は、反射板近傍でテーパ構造を有していることを特徴とする光分岐回路。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の光分岐回路であって、
   前記反射板は、前記基板の異なる端面に形成されていることを特徴とする光分岐回路。
5. 請求項１から３のいずれかに記載の光分岐回路であって、
   前記反射板は、前記基板上の異なる溝に形成されていることを特徴とする光分岐回路。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の光分岐回路であって、
   前記反射板は、金属または誘電体多層膜で形成されていることを特徴とする光分岐回路。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の光分岐回路であって、
   入力用の光導波路および出力用の光導波路が基板の同一の端面に集約されていることを特徴とする光分岐回路。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の光分岐回路であって、
   前記光分岐素子は、Ｙ分岐型、方向性結合器型、マッハツェンダ干渉計型および多モード干渉計型のいずれかであることを特徴とする光分岐回路。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の光分岐回路の入力用の光導波路および出力用の光導波路に光ファイバを接続したことを特徴とする光分岐モジュール。
10. 請求項９に記載の光分岐モジュールであって、
    前記入力用の光導波路に接続された光ファイバと、前記出力用の光導波路に接続された光ファイバとは、対向する方向に延伸するよう構成されたことを特徴とする光分岐モジュール。

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