JP2009204765A - 光合分波器およびそれを用いた光送受信器 - Google Patents

Abstract

【課題】狭帯域の光の損失を少なくして、透過波長精度を向上させた光合分波器および光送受信器を提供する。
【解決手段】透光性基板７の一主面に形成された第１フィルタ部５、および透光性基板７の他主面に形成され、第１フィルタ部５よりも狭い波長帯域の光を透過する第２フィルタ部６を有する光フィルタ８と、一端面が第１フィルタ部５に臨むように配置された第１光導波体１と、一端面が第２フィルタ部６に臨むとともに、第１光導波体１と一直線上に配置された第２光導波体２と、一端面が第１フィルタ部５に臨むように配置され、第１フィルタ５からの光を入射する、あるいは第１フィルタ部５に向けて光を出射する第３光導波体３と、を備え、光フィルタ８は、第２フィルタ部６の光入出射面が、第１フィルタ部５の光入出射面に比べ、第２光導波体２の軸方向と直交する面方向との成す角度が小さいことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の波長を有する光を分波、もしくは複数の光を合波する機能を有する光合分波器、およびこのような光合分波器を備えてなる光送受信器に関するものである。

近年、光通信部品の分野においては、情報の大容量化が可能な波長多重伝送方式の採用が増大しているため、この波長多重伝送方式に用いられる光デバイスの一つである光合分波器の特性の向上が要求されている。光合分波器は、単一の光ファイバを伝播する複数の異なる波長帯域を有する光を複数の光ファイバに出力する、あるいは複数の光ファイバを伝播する光を単一の光ファイバに出力する機能を有するものである。

図４は、従来の光合分波器を示す斜視図である。従来の光合分波器１００は、Ｖ溝１０７が形成された基体１０３と、Ｖ溝１０７に密着して配置され、先端に屈折率分布型レンズ１１１ａ〜１１１ｃが装着された光ファイバ１０２ａ〜１０２ｃと、Ｖ溝１０７を横断するように基体１０３に形成された溝部１０６と、溝部１０６に設置された光フィルタ１０９とから構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００５−１５７３０２号公報

しかしながら、特許文献１に示された光合分波器では、光フィルタを透過波長帯域の光の入射角度依存性が大きい狭帯域光フィルタで構成する場合、光ファイバ１０２ａと光ファイバ１０２ｂの結合効率を最大にすると同時に、光ファイバ１０２ｃに所望の波長の光を入射するのが困難であった。具体的に、光フィルタの光の入射角度依存性とは、光フィルタ１０９に対する光の入射角度に応じて、波長選択性が悪くなる現象である。従来の光合分波器では、光ファイバ１０２ａと光ファイバ１０２ｂとの結合効率が最大になるように光フィルタ１０９を配置すると、光ファイバ１０２ａから出射された光フィルタ１０９に入射される光の入射角度が大きくなるため、光フィルタ１０９を透過する光の特性が劣化し、光ファイバ１０２ｃに所望の光を入射させるのが困難であった。

そこで、本発明は、上記の課題を解決するものであり、その目的は、光の結合効率を高めつつ（光の損失を小さくしつつ）、光の入射角度依存性を低減し、光フィルタの波長選択性を向上させることにある。

本発明の光合分波器は、透光性基板の一主面に形成された第１フィルタ部、および前記透光性基板の他主面に形成され、前記第１フィルタ部よりも狭い波長帯域の光を透過する第２フィルタ部を有する光フィルタと、
一端面が前記第１フィルタ部に臨むように配置された第１光導波体と、
一端面が前記第２フィルタ部に臨むとともに、前記第１光導波体と一直線上に配置された第２光導波体と、
一端面が前記第１フィルタ部に臨むように配置され、前記第１フィルタからの光を入射する、あるいは前記第１フィルタ部に向けて光を出射する第３光導波体と、を備え、
前記光フィルタは、前記第２フィルタ部の光入出射面が、前記第１フィルタ部の光入出射面に比べ、前記第２光導波体の軸方向と直交する面方向との成す角度が小さいことを特徴とする。

本発明の光送受信器は、光合分波器と、光を前記光合分波器に入射する発光手段と、該発光手段から送信された光を、前記光合分波器を、介して受信する受光手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明の光合分波器によれば、単一の透光性基板に、第１光導波体と第３光導波体とを光学的に結合する第１フィルタ部と、該第１フィルタ部と透過波長帯域が異なる第２フィルタ部とを設けているため、各光導波体に所望の光を効率良く入射することができるとともに、光フィルタの小型化により、光合分波器全体を小型化できる。さらに、本発明の光合分波器では、第２フィルタ部の光入出射面が、第１フィルタ部の光入出射面に比べ、第２光導波体の軸方向と直交する面方向との成す角度が小さいため、第１フィルタ部に比べて狭帯域の光を選択的に透過する第２フィルタ部の入射角度依存性を小さくすることができる。その結果、本発明の光合分波器では、各光導波体に対して、光の損失を低減するとともに、波長選択性を向上させることができる。

また、本発明の光送受信器は、上述した本発明の光合分波器を備えているため、光の損失を低減するとともに、波長選択性を向上させることができる。

以下においては、本発明の光合分波器について、図面を参照しつつ説明する。

図１（ａ）は、本発明の光合分波器の実施形態の一例を示す平面図である。
本実施の形態に係る光合分波器Ｘは、光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃの一端部にグレーテッドインデックスファイバ３ａ、３ｂ、３ｃ（以下、ＧＩファイバ３ａ、ＧＩファイバ３ｂ、ＧＩファイバ３ｃとする）がそれぞれ接合されてなる第１のレンズドファイバ１ａ（第１光導波体）と、第２のレンズドファイバ１ｂ（第２光導波体）と、第３のレンズドファイバ１ｃ（第３光導波体）と、各レンズドファイバのＧＩファイバ３ａ、３ｂ、３ｃの一端部にそれぞれ接合されたコアレスファイバ４ａ、４ｂ、４ｃ、光フィルタ８、光学接着剤９、凹部１０、Ｖ溝基板１１と、を備えている。また、光フィルタ８は、透光性基板７の一主面に第１フィルタ部５が形成され、透光性基板７の他主面に第２フィルタ部が形成されている。

光ファイバ２ａ、２ｂ、２ｃは、屈折率の高いコア部と該コア部の外周を被覆するクラッド部からなり、コア部とクラッド部との屈折率差による光の閉じ込めを利用することによってコア部内で光を伝送させる光導波体である。光ファイバ２ａ〜２ｃには、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が１０μｍ程度のシングルモードファイバが用いられる。なお、本発明の第１の実施形態において、光ファイバ２ａ〜２ｃは、シングルモードファイバである。

ＧＩファイバ３ａ、３ｂ、３ｃは、その軸対称にほぼ２乗の屈折率分布を備える光ファイバであり、屈折率分布ファイバとも呼ばれるものである。ＧＩファイバは、屈折率分布型レンズとして使用することができるため、光ファイバ２ａ〜２ｃから出射する、もしくは光ファイバ２ａ〜２ｃに入射する光を集光する、あるいはコリメートする機能を有する。ＧＩファイバ３ａ〜３ｃは、たとえば円柱状の石英等から構成され、クラッド部の外径が１２５μｍ、コア部の径が５０〜１２０μｍ程度であり、コア部に上述の屈折率分布を有する。そして、これらのＧＩファイバ３ａ〜３ｃと光ファイバ２ａ〜２ｃは、たとえば熱による融着によって接合されることにより、第１のレンズドファイバ１ａ、第２のレンズドファイバ１ｂ、および第３のレンズドファイバ１ｃを構成している。なお、第１のレンズドファイバ１ａと第２のレンズドファイバ１ｂとは、Ｖ溝基板上のＶ溝内に互いに一直線上になるように配置されている。ＧＩファイバ３ａ〜３ｃは、上述したようにレンズ機能を有するため、ＧＩファイバ３ａ〜３ｃの開口数ＮＡは、シングルモードファイバで構成されている光ファイバ２ａ〜２ｃに比べて大きく、０．１４〜０．５である。なお、光ファイバ２ａ〜２ｃの開口数ＮＡは、０．１０〜０．１７である。この開口数ＮＡが大きい光ファイバやレンズは、受光できる光の最大入射角度が大きい。ＧＩファイバ３ａ〜３ｃが有するレンズ機能には、光の集光機能、および出射する光を平行光にする変換機能がある。したがって、開口数ＮＡがシングルモードファイバよりも大きいＧＩファイバ３ａ〜３ｃは、シングルモードファイバに比べて光の最大入射角度（開口角）が大きく、かつより広範囲の光を平行光に変換するまたは集光する機能を有する。

コアレスファイバ４ａ、４ｂ、４ｃは、略均一な屈折率分布を備える光ファイバである。換言すれば、コアレスファイバは屈折率が一様な光ファイバである。コアレスファイバ４ａ〜４ｃは、たとえば石英ガラスで構成され、波長が１３１０ｎｍ程度の場合、屈折率は１．４５程度、光の透過損失は０．２５×１０^−６ｄＢ／ｍｍ以下であることが望ましい。このような石英ガラスは、たとえばプラスチックファイバに使用されるフッ素系の樹脂の透過損失（０．４×１０⁻³ｄＢ／ｍｍ程度）に比べて光の損失が小さく、好適に用いることができる。このコアレスファイバ４ａ〜４ｃは、外径が光ファイバ（シングルモードファイバ）およびＧＩファイバと等しく、略１２５μｍであり、たとえば熱による融着によってＧＩファイバ３ａ〜３ｃと接合される。このような熱による融着接合は、シングルモードファイバ、ＧＩファイバ、およびコアレスファイバの境界面に屈折率が変化するものを介在させることなく接合できるため、光の損失を低減するという観点から好適である。なお、シングルモードファイバ、ＧＩファイバ、およびコアレスファイバの接合は、融着による接合に限られることなく、たとえば接着剤によって接合してもよい。また、コアレスファイバ４ａ〜４ｃの開口数ＮＡは、０．０８〜０．１４であり、ＧＩファイバ３ａ〜３ｃの開口数ＮＡより小さい。また、コアレスファイバ４ａ〜４ｃは、入射されるべき光（主要光）を受光するが、一方で、たとえば第１フィルタ部５および第２フィルタ部６の表面や光学接着剤９に含有されている不純物に光が照射された際に生じる微小な散乱光のうち、最大入射角度の範囲外の散乱光の入射を低減することができる。したがって、本実施の形態においては、第１フィルタ部５および第２フィルタ部６の端面に臨む各レンズドファイバ１ａ〜１ｃの一端部がＧＩファイバで構成されているもの比べて、散乱光の影響を小さくすることができる。なお、上述した例では、第１〜第３光導波体を光ファイバで構成した形態により説明したが、本発明では光ファイバに限られることなく、たとえば光導波路のような光導波体を用いてもよい。

次に、本実施の形態に係る光合分波器の光フィルタについて説明する。

第１フィルタ部５は、透光性基板７の一主面に形成されている。第１フィルタ部５は異なる複数の波長帯域の光を含んでなる光を、所定の波長帯域に応じて選択的に分離（分波）する機能を有する。具体的に、第１フィルタ部５は、一方の波長帯域の光を反射し、他方の波長帯域の光を透過させることによって波長帯域ごとに光を分波する機能を有する。本実施の形態において、第１フィルタ部５は、コアレスファイバ４ａから出射された２つの波長帯域の光λ１、λ２が入射されると、一方の波長帯域λ１の光を透過し、他方の波長帯域λ２の光を反射することによって光を分波することができる。第１フィルタ部５は、たとえば二酸化ケイ素と二酸化チタン等の屈折率の異なる２種類以上の誘電体を交互に積層して構成される多層膜で構成されている。この誘電体多層膜は、誘電体膜間の繰り返しの反射干渉により波長選択性を示し、その膜厚は、反射させる光の波長の１／４波長分の倍数になるように設定される。すなわち高・低屈折率のペアで１／２波長となるように多層化することにより、各誘電体膜界面における多重反射において、ある特定の波長の光の位相が一致し、干渉して強めあうことで波長選択性を有するフィルタとすることができる。そして、この第１フィルタ部５は、たとえば透光性基板７の一主面に蒸着、スパッタリング等の方法によって形成できる。また、第１フィルタ部５は、光の透過および反射波長の帯域が１０〜１００ｎｍ範囲を有する広帯域フィルタとして機能し、その第１フィルタ部５における誘電体多層膜の積層数は５０〜１００層程度に多層化された膜構造である。

第２フィルタ部６は、第１フィルタ部５が形成された透光性基板７の一主面と反対側の主面（他主面）に形成されている。第２フィルタ部６は、第１フィルタ部５と同様に光を波長帯域ごとに選択的に分離（分波）する機能を有するが、透過する波長帯域が第１フィルタ部５と異なる。具体的に、第２フィルタ部６は、第１フィルタ部５を透過した所定の波長帯域を有するλ１の光に対し、さらに狭い帯域の波長λ３を透過し、それ以外の光を反射する機能を有する。そして、第２フィルタ部６のその光の透過波長帯域は、第１フィルタ部５の透過帯域より狭く（狭帯域）、光合分波器Ｘでは５ｎｍ以下の透過波長帯域に設定されているため、透過すべき中心波長から±５ｎｍ以内の波長の光を透過する。すなわち、たとえば第１フィルタ部５では、波長が１４８０〜１５００ｎｍの波長の光を反射し（反射波長帯域は２０ｎｍ）、１５５０〜１５６０ｎｍの波長の光を透過（透過波長帯域は１０ｎｍ）する。これに対し、第２フィルタ部６では、波長が１５５７〜１５５９ｎｍの狭帯域の光を透過し（透過波長帯域は２ｎｍ）、それ以外の光を反射する。また、第２フィルタ部６は、第１フィルタ部５と同様の材料で作製できるが、第２フィルタ部６はより狭帯域な透過波長を得るために、誘電体多層膜の積層数が第１フィルタ部５に比べて多く、１５０層以上の膜構造を有する。

透光性基板７は、光フィルタ８において、各フィルタ部の支持体として機能する。この透光性基板７は、たとえば光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）や石英ガラスからなり、屈折率は１．４５〜１．５５程度のものが用いられる。また、透光性基板７は、光の有効径以上であり、かつ第２フィルタ部６の光入出射面を、第１フィルタ部５の光入出射面に比べ、第２光導波体（第２のレンズドファイバ１ｂ）の軸方向と直交する面方向との成す角度を小さくすることができる形状であればよい。そのため、透光性基板７は、たとえばＶ溝基板１１の上面方向で断面視して、台形状であればよい。言い換えれば、Ｖ溝基板１１を平面視して、台形状であればよい。このように、透光性基板７が台形状であるならば、図１（ｂ）に示すように、たとえば上底が０．４０〜０．６０ｍｍ、下底が０．３５〜０．５５ｍｍ、高さが０．４５〜０．６０ｍｍ、斜辺が０．４５〜０．６５ｍｍ、厚みが０．３５〜０．６５ｍｍであればよい。

ここで、光合分波器Ｘの透過波長帯域と光の入射角度の関係（入射角度依存性）について、図２を用いて説明する。

図２（ａ）は第２フィルタ部６と光の透過との関係を説明するための説明図である。図２（ａ）に示すように、第２フィルタ部６は、たとえば波長帯域λ１の光を透光性基板７の第２フィルタ部６の光入射面に垂直な方向ｄに対して入射角度θで入射すると、第２フィルタ部６で波長帯域λ１の光のうち、波長帯域λ３のみを透過しその他の波長帯域の光λ４を反射する。なお、ここで波長帯域λ３は波長帯域λ１に含まれている、換言すれば、波長帯域λ１の中に波長帯域λ３の光が混ざった状態で第２フィルタ部６に入射されている。このように、光合分波器Ｘでは、第２フィルタ部６の光の入射角度θを、第１フィルタ部の光の入射角度よりも小さくしているため、第２フィルタ部６における入射角度依存性を低減することができる。光の入射角度依存性は、フィルタ部の光入出射面に対して直交する方向に光が入射されれば、最も小さくなる。したがって、本実施の形態では、入射角度依存性がより生じやすい狭帯域の第２フィルタ部６の光入出射面と、第１および第２のレンズドファイバの軸方向ｄとの成す角度を小さくすることにより、第２フィルタ部の入射角度依存性を低減している。また、第２フィルタ部６の光入出射面を第２のレンズドファイバ１ｂの軸方向と直交する方向に配置すれば、第２フィルタ部への入射角度をより小さくできるため、入射角度依存性を小さくするという観点では好適である。

図２（ｂ）は入射角度θと透過波長帯域λ３の関係を示した説明図である。この説明図における光合分波器Ｘでは、第２フィルタ部６の透過波長帯域λ３が１５５８±１ｎｍの特性を有するように調整されている。そして、この光合分波器Ｘに対して、第２フィルタ部６に対する光の入射角度θを０度、２度、４度、６度とした場合の透過波長帯域特性を測定した。その結果、第２フィルタ部６は、入射角度θが大きくなるに従い、透過波長帯域λは短波長側の波長帯域にシフトするとともに、その波長シフトの割合も大きくなる。このように、狭帯域の光フィルタでは、広帯域の光フィルタに比べ、光の入射角度に応じて透過波長帯域が大きくシフトするため、設計通りの透過波長帯域λ３が得られるように、光フィルタの入射角度を調整する必要がある。上述したような入射角度依存性は、入射する光の角度によってフィルタ部を通る光の光路長が僅かに変化するため、その光路長が１／４波長分となる波長帯域の光が透過するようになるからである。そのため、透過する波長帯域が狭い狭帯域の光フィルタでは、僅かな光路長の変化によって透過波長のシフトが大きく影響する。したがって、狭帯域の光フィルタとして機能する第２フィルタ部６は、入射角度依存性を低減するという観点から入射角度θが１.５度以内になるよう配置することが好ましい。また、第２フィルタ部６は、上記入射角度θが０度の場合に生じやすい反射戻り光による影響を鑑みると、入射角度θを０度より大きく１.５度以下となるように設定するほうが、入射角度依存性の低減および反射戻り光の防止という観点からより望ましい構造である。

Ｖ溝基板１１は、表面に形成されたＶ溝において、第１のレンズドファイバ１ａ、第２のレンズドファイバ１ｂ、第３のレンズドファイバ１ｃを接着剤を介して保持する。さらに、Ｖ溝基板１１は、表面の略中央部に形成された凹部１０において、光フィルタ８を支持する機能を有する。このＶ溝基板１１は、たとえば石英ガラス、低膨張ガラス、シリコン、または低膨張樹脂（たとえばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）で構成される。そして、Ｖ溝基板１１が石英ガラスで構成されているのであれば、平板の石英ガラスに切削加工によりＶ溝と凹部を加工し作製される。このＶ溝基板１１に形成されるＶ溝は、第１のレンズドファイバ１ａ、第２のレンズドファイバ１ｂ、第３のレンズドファイバ１ｃを配する位置に自由に形成され、図１に示したように、Ｖ溝同士が交差するように形成してもよく、また、Ｖ溝同士が平行になるように形成してもよい。

光学接着剤９は、コアレスファイバ４ａ〜４ｃと光フィルタ８との間に配されており、コアレスファイバ４ａ〜４ｃと光フィルタ８とを接合する機能を有する。具体的に、この光学接着剤９は、透光性基板７とコアレスファイバ４ａ〜４ｃと略同等の屈折率あるいは両部材の中間の屈折率を有するような材質を用いることが好ましい。コアレスファイバ４ａ〜４ｃが石英ガラス、透光性基板７が光学ガラス（硼珪酸ガラスや白板ガラス）で構成されている場合は、たとえば透光性のあるエポキシ樹脂、アクリル系樹脂、またはシリコン系樹脂のような材質を使用することができる。なお、エポキシ樹脂、シリコン樹脂およびアクリル系樹脂は、その添加物によって紫外線または熱によって硬化するものであり、これらの紫外線硬化と熱硬化の併用硬化を利用してもよい。このように、光学接着剤９とコアレスファイバ４ａ〜４ｃおよび透光性基板７との屈折率が整合されていれば、光学接着剤９とコアレスファイバ４ａ〜４ｃおよび透光性基板７との界面で生じる光の反射を小さくすることができる。

また、図１に示すように、本発明の第１の実施形態では、コアレスファイバ４ａ〜４ｃの第１フィルタ部５および第２フィルタ部６に臨む端面を第１〜第３のレンズドファイバ１ａ〜１ｃの光軸方向に対して傾斜した傾斜面とするのが好ましい。このような形態によれば、コアレスファイバ４ａ〜４ｃの端面と光学接着剤９との境界面において、各レンズドファイバ１ａ〜１ｃに戻ってくる不要な反射光を低減できるため、反射減衰量を向上させることができる。さらに、このような形態によれば、ＧＩファイバ３ａ〜３ｃの長さが変化しないため、出射される光を光軸に沿って直進するコリメート光とすることができる。

次に本発明の第１の実施形態に係る光合分波器の動作について説明する。

まず、第１のレンズドファイバ１ａに入射された波長帯域λ１、λ２の光は、コアレスファイバ４ａから出射され、光学接着剤９を介して第１フィルタ部５に入射される。光フィルタ５８に入射された光は、弟１光フィルタ５において波長帯域λ１の光を透過し、波長帯域λ２の光を反射する。そして、光フィルタ８を透過した波長帯域λ１の光は、光学接着剤９を介して、第２フィルタ部６に入射する。ここで第２フィルタ部６は、波長帯域λ１において、より狭帯域な波長帯域λ３のみを透過する機能を有しており、光学接着剤９を介してコアレスファイバ４ｂに入射され、第１のレンズドファイバ１ｂに光学的に結合される。

このように、本発明の第１の実施形態に係る光合分波器では、第１のレンズドファイバ１ａを伝播する異なる波長帯域λ１、λ２を有する光を第２のレンズドファイバ１ｂに対して波長帯域λ１の光を入射し、一方で、第３のレンズドファイバ１ｃに対して波長帯域より狭帯域な波長帯域λ３の光を入射することで光を分波することができる。以上のような作用によって、光合分波器Ｘは、複数の波長の光を分波して、所望の光導波体に出力することができる。また、光合分波器Ｘでは、上述した光を逆方向に進行させれば、合波器として機能する。具体的には、第２のレンズドファイバ１ｂに波長λ３の光を入射し、第３のレンズドファイバ１ｃに波長λ２の光を入射すれば、第１のレンズドファイバ１ａで波長λ２と波長λ３の合波光を得ることができる。

次に本発明の光合分波器の製造方法について説明する。

＜光学部品の製造方法＞
まず、光ファイバ２ａ（第１の光導波体）の一端面とＧＩファイバ３ａ（第１のグレーデッドインデックスファイバ）の一端面とを接合し、第１のレンズドファイバ１ａを作製する。次に、光ファイバ２ｂ（第２の光導波体）の一端面とＧＩファイバ３ｂ（第２のグレーデッドインデックスファイバ）の一端面とを接合し、第２のレンズドファイバ１ｂを作製する。最後に、第１のレンズドファイバ１ａの他端面と第２のレンズドファイバ１ｂの他端面との間に第１のコアレスファイバを接合して一直線に融着接合された光学部品を作製する。

＜第３のレンズドファイバの製造方法＞
光ファイバ２ｃ（第３の光導波体）の一端面とＧＩファイバ３ｃ（第３のグレーデッドインデックスファイバ）の一端面とを接合し、ＧＩファイバ３ｃの他端面にコアレスファイバ４ｃ（第２のコアレスファイバ）を接合することにより、第３のレンズドファイバ１ｃを作製する。

＜光合分波器の組立方法＞
Ｖ溝基板１１の一方のＶ溝（第１の溝部）上に光学部品を接着剤で固定する。次に、Ｖ溝基板１１の一方のＶ溝に交差するように形成された他方のＶ溝（第２の溝部）上に第３のレンズドファイバ１ｃを接着剤で固定する。これらの固定は、たとえばＶ溝に紫外線硬化型樹脂（接着剤）を塗布した後に光ファイバをＶ溝上に載置し、ガラス板からなる透明な平板により光ファイバを上方から押さえて接着剤に紫外線を照射、あるいは接着剤を加熱すればよい。

次いで、第１のレンズドファイバ１ａ、第１のコアレスファイバ４’（コアレスファイバ４ａ、コアレスファイバ４ｂ）、第２のレンズドファイバ１ｂが接合されてなる光学部品が固定されたＶ溝基板１１の略中央部にダイシング等の加工により凹部１０（第３の溝部）を形成する。このダイシング加工では、コアレスファイバ４’をコアレスファイバ４ａ、４ｂに分断し、かつ後に配置される第１フィルタ部５と第２フィルタ部６とを合わせた厚み幅に対し、若干大きな幅となるように凹部１０を形成する。このように、コアレスファイバ部を分断すれば、ＧＩファイバ部を加工する必要がないため、ＧＩファイバの長さで調整されたレンズ機能を維持することが容易となる。

次いで、光学接着剤９を光フィルタ８とコアレスファイバ４ａ、４ｂ、４ｃと接する面に充填し凹部１０に光フィルタ８を配置する。そして、この光学接着剤９を硬化させる際にレンズドファイバ１ａから出射したλ２、λ３の光が最大効率でレンズドファイバ１ｃ、１ｂと結合するように、光フィルタ８の光学調整を行う。具体的には、たとえば波長帯域λ２の光を反射する第１フィルタ部５であれば、第１のレンズドファイバ１ａに波長帯域λ２の光を入射し、コアレスファイバ４ａから出射された光が第１フィルタ部５を反射してレンズドファイバ１ｃに高い光の結合効率が得られるように光フィルタ８の角度を調整するとともに、第１フィルタ部５および第２フィルタ部６を透過した光が第２のレンズドファイバ１ｂと光の結合効率が最大となる位置にて光学接着剤９を硬化させて光フィルタ８を固定する。以上のような工程でもって、光合分波器Ｘが作製される。

このように、上述した光合分波器の製造方法では、第１のレンズドファイバ１ａと第３のレンズドファイバ１ｃとの光の結合効率を最大にしつつ、第２のレンズドファイバ１ｂに入射される光の波長帯域を最適化することができる。すなわち、本実施の形態では、一枚の光フィルタでもって、広帯域と狭帯域の２種類の透過波長帯域を有するフィルタ部を設けているため、各レンズドファイバ間を効率良く光学的に結合するとともに、第２フィルタ部への光の入射角度を小さくすることができるため、光フィルタのアイソレーション特性を向上させるとともに、光の挿入損失を小さくすることができる。

次に、本発明の光送受信器について図面を参照しつつ説明する。図３は本発明の一実施形態である光送受信器Ｙを説明する模式図である。

光送受信器Ｙは、本発明の一実施形態に係る光合分波器Ｘを２つ備えている。さらに、光送受信器Ｙは、一方の光合分波器（以下、第１光合分波器とする）に入射する光を送信する発光手段２１ａ、２１ｂと、第１光合分波器で合波された光を伝送する伝送ファイバ２２と、該伝送ファイバ２２を伝送する光が入射される他方の光合分波器（以下、第２光合分波器とする）で分波された光を受光する受光手段２３ａ、２３ｂと、を備えている。

次に、光送受信器Ｙの機能について説明する。まず、外部から入力される２つの送信信号２４ａ、２４ｂは発光手段２１ａ、２１ｂによって互いに波長の異なる光信号に変換された後、第１光合分波器の合波機能により１つに合波される。次に、合波された光は、伝送ファイバ２２内を受信手段側に向かって伝送される。次いで、伝送ファイバ２２によって伝送された波長多重信号光（合波光）は、第２光合分波器Ｘの分波機能によって分離され、分離された光が受光手段２３ａ、２３ｂによりもとの信号２４ａ、２４ｂに変換される。したがって、この光送受信器Ｙでは、１本の伝送ファイバ２２を用い、さらに２つの光合分波器を用いることによって大容量の情報を簡単な構成で伝送できる利点がある。

本発明の光合分波器の一実施形態を示すものであり、（ａ）は光合分波器の平面図、（ｂ）は光フィルタの部分拡大図である。 光フィルタの入射角度依存性を説明するためのものであり、（ａ）は光フィルタを透過する光の様子を示す説明図であり、（ｂ）は光フィルタの入射角度依存性を説明するための説明図である。 本発明の光送受信器の一実施形態を示す模式図である。 従来の光合分波器の構成を示す斜視図である。

符号の説明

Ｘ：光合分波器
Ｙ：光送受信器
１、１ａ、１ｂ、１ｃ：レンズドファイバ
２、２ａ、２ｂ、２ｃ：光ファイバ
３、３ａ、３ｂ、３ｃ：ＧＩファイバ
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４’：コアレスファイバ
５：第１フィルタ部
６：第２フィルタ部
７：透光性基板
８：光フィルタ
９：光学接着剤
１０：凹部
１１：Ｖ溝基板
２１、２１ａ、２１ｂ：発光手段
２２：伝送ファイバ
２３、２３ａ、２３ｂ：受光手段
２４ａ、２４ｂ：信号

Claims (6)

1. 透光性基板の一主面に形成された第１フィルタ部、および前記透光性基板の他主面に形成され、前記第１フィルタ部よりも狭い波長帯域の光を透過する第２フィルタ部を有する光フィルタと、
   一端面が前記第１フィルタ部に臨むように配置された第１光導波体と、
   一端面が前記第２フィルタ部に臨むとともに、前記第１光導波体と一直線上に配置された第２光導波体と、
   一端面が前記第１フィルタ部に臨むように配置され、前記第１フィルタからの光を入射する、あるいは前記第１フィルタ部に向けて光を出射する第３光導波体と、を備え、
   前記光フィルタは、前記第２フィルタ部の光入出射面が、前記第１フィルタ部の光入出射面に比べ、前記第２光導波体の軸方向と直交する面方向との成す角度が小さいことを特徴とする光合分波器。
2. 前記第２フィルタ部の光入出射面は、前記第２光導波体の軸方向と直交していることを特徴とする請求項１に記載の光合分波器。
3. 前記第２フィルタ部の光入出射面は、前記第２光導波体の軸方向と直交する面方向に対して、±１．５°の範囲内で傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の光合分波器。
4. 第１乃至第３光導波体が上面に配置された基板をさらに備え、前記透光性基板は、前記基板の上面方向で断面視して、台形状であることを特徴とする請求項１に記載の光合分波器。
5. 前記第１乃至第３の光導波体は、前記第１フィルタ部または前記第２フィルタ部に臨む一端部がコアレスファイバを有する屈折率分布ファイバで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光合分波器。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の光合分波器と、
   光を前記光合分波器に入射する発光手段と、
   該発光手段から送信された光を前記光合分波器を介して受信する受光手段と、を備えた光送受信器。