JP2010160422A - 光導波路、光伝送装置及び光伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】小型化が可能であり、リップルを抑制して光の利用効率を高めることが可能な光導波路、光伝送装置及び光伝送システムを提供する。
【解決手段】光伝送装置１は、発光素子２１からの入射信号光を伝搬する光導波路１０と発光素子２１からの入射信号光を反射する誘電体フィルタ１５とを備えている。発光素子２１からの入射信号光の光軸は誘電体フィルタ１５に対してほぼ垂直に入射する方向に設定されている。この光伝送装置１を光送信装置及び光受信装置として用い、光ファイバ２を介して光送信装置及び光受信装置間を接続して双方向光伝送を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、光導波路、光伝送装置及び光伝送システムに関する。

従来、一心双方向光通信に使用される双方向光伝達装置の一例としては、例えば発光素子が実装された缶パッケージと受光素子が実装されたホルダとを互いに直交して取り付けた構成の光半導体素子モジュールが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この缶パッケージの発光素子と対向する部位には、光ファイバがファイバホルダを介して取り付けられている。缶パッケージ内には光分離フィルタが発光素子の光軸と４５度の角度をもって配置されている。

この特許文献１に記載された従来の光半導体素子モジュールによると、発光素子からの集光された出力光は光分離フィルタを透過し、光ファイバへと光結合される。一方、光ファイバから出射された入力光は光分離フィルタを反射し、受光素子へと導かれる。この光分離フィルタにより波長が異なる入出力光を透過方向及び反射方向に分岐させることで一心双方向光通信が可能となっている。

双方向光伝達装置の他の一例としては、例えば光導波路を用いた双方向ＷＤＭ（波長多重）光送受信モジュールが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この従来の双方向ＷＤＭ光送受信モジュールは、Ｓｉ基板上にＹ字状の光分岐導波路を形成している。その光分岐導波路の分岐位置には誘電体多層膜フィルタが垂直直線状に配置されている。Ｙ字状の光分岐導波路の２つに分岐する光導波路の光軸は、誘電体多層膜フィルタに対して傾斜している。一方の光導波路には送信用ＬＤが配置され、誘電体多層膜フィルタを挟んで対向する位置には受信用ＰＤが配置されている。他方の光導波路には光ファイバが配置されている。

この特許文献２に記載された従来の双方向ＷＤＭ光送受信モジュールによれば、送信用ＬＤから出射した光は誘電体多層膜フィルタに傾斜して進入する。進入した光は誘電体多層膜フィルタを反射し、光ファイバへと導かれる。一方、光ファイバから出射された光は誘電体多層膜フィルタに傾斜して進入する。その光は誘電体多層膜フィルタを透過し、受光素子へと導かれる。

特開平８−１６０２５９号公報 特開平１１−６８７０５号公報

本発明の目的は、小型化が可能であり、リップルを抑制して光の利用効率を高めることが可能な光導波路、光伝送装置及び光伝送システムを提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の光導波路、光伝送装置及び光伝送システムを提供する。

［１］透光性媒体と、前記透光性媒体に設けられ、第１の波長の信号光を出力し、第２の波長の信号光を入力する端面と、前記透光性媒体に設けられ、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体内に反射する第１の光路変換面と、前記第２の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第２の光路変換面と、前記第１の光路変換面と前記第２の光路変換面との間の前記透光性媒体に前記第１及び第２の波長の信号光の光軸がほぼ垂直に入射するように設けられ、前記信号光の波長に応じて透過方向及び反射方向に分岐させるフィルタとを備えた光導波路。

［２］請求項１に記載された光導波路と、前記光導波路の前記第１の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を発生する発光素子と、前記光導波路の前記第２の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第２の波長の信号光を受光する受光素子とを備えた光伝送装置。

［３］前記光導波路の前記透光性媒体に設けられ、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第３の光路変換面と、前記第３の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を受光する受光素子とを更に備えた上記［２］記載の光伝送装置。

［４］前記第１の光路変換面は、前記端面に対向する位置に設けられ、前記フィルタは、前記第１の波長の信号光が前記第１の光路変換面から前記端面へ伝播する経路に存在せず、前記第２の波長の信号光が前記端面から前記第２の光路変換面へ伝播する経路に設けられた上記［２］に記載の光伝送装置。

［５］前記光導波路は、アレイ状に配置された光導波路アレイであり、前記フィルタは、前記光導波路アレイを横断して共通に設けられた上記［２］〜［４］のいずれか１つに記載の光伝送装置。

［６］上記［２］〜［５］のいずれか１つに記載された第１の光伝送装置と、透光性媒体と、前記透光性媒体に設けられ、第２の波長の信号光を出力し、第１の波長の信号光を入力する端面と、前記透光性媒体に設けられ、前記第２の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体内に反射する第１の光路変換面と、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第２の光路変換面と、前記第１の光路変換面と前記第２の光路変換面との間の前記透光性媒体に前記第１及び第２の波長の信号光の光軸がほぼ垂直に入射するように設けられ、前記信号光の波長に応じて透過方向及び反射方向に分岐させるフィルタとを備えた光導波路と、前記光導波路の前記第１の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第２の波長の信号光を発生する発光素子と、前記光導波路の前記第２の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を受光する受光素子とを備えた第２の光伝送装置と、前記第１及び第２の光伝送装置を接続する光ファイバとを備えた光伝送システム。

請求項１、２、６に記載された発明によれば、Ｙ分岐導波路を用いる場合と比較して、小型化が可能であり、リップルを抑制して光の利用効率を高めることが可能である。

請求項３に記載された発明によれば、第３の光路変換面に対向された受光素子の出力信号に基づいて発光素子のフィードバック制御を行うことができる。

請求項４に記載された発明によれば、本発明の構成を有しない場合と比べて、光の利用効率を高めることが可能になる。

請求項５に記載された発明によれば、多心双方向の伝送を実現することができる。

図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）は、同正面図である。 図２は、誘電体フィルタに異なる入射角度で入射信号光を入射させたときの特性を説明するための図である。 図３は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第１の変形例を模式的に示す平面図である。 図４は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第２の変形例を模式的に示す正面図である。 図５は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第３の変形例を模式的に示す平面図である。 図６は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第４の変形例を模式的に示す平面図である。 図７は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第５の変形例を模式的に示す平面図である。 図８は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第６の変形例を模式的に示す平面図である。 図９（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示す平面図であり、図９（ｂ）は、同正面図である。 図１０は、第２の実施の形態に係る光伝送装置の変形例を模式的に示す正面図である。 図１１（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示す平面図であり、図１１（ｂ）は、同正面図である。 図１２は、第３の実施の形態に係る光伝送装置の第１の変形例を模式的に示す平面図である。 図１３（ａ）は、第３の実施の形態に係る光伝送装置の第２の変形例を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、同正面図である。 図１４は、第３の実施の形態に係る光伝送装置の第３の変形例を模式的に示す平面図である。 図１５（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示す平面図であり、図１５（ｂ）は、同正面図である。 図１６（ａ）は、本発明の第５の実施の形態に係る光伝送システムの一構成例を模式的に示す平面図であり、図１６（ｂ）は、同正面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて具体的に説明する。

［第１の実施の形態］
（光伝送装置の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示しており、図１（ａ）は同平面図、図１（ｂ）は同正面図である。

この光伝送装置１は、一心双方向型の光伝送装置であり、高分子フィルムからなる光導波路１０と、ＦＲ４等のプリント基板２０と、基板２０上に搭載したチップ状の発光素子２１及びチップ状の受光素子２２とを有する。

光導波路１０、基板２０、発光素子２１及び受光素子２２は、平面実装型のセラミックパッケージ３０の内部に実装されている。このセラミックパッケージ３０内には、発光素子２１を駆動させる図示しないＩＣ、及び受光素子２２からの出力信号を増幅する図示しないＩＣ等の各種の構成部品が実装されている。セラミックパッケージ３０内に実装された構成部品は、図示しない蓋体により封入されている。光ファイバ２のアタッチメントである光コネクタ３には、光導波路１０の端部が嵌入固定されている。光導波路１０は、図示しない支持部材によりプリント基盤２０上に支持されている。

発光素子２１は、例えば面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）が用いられるが、端面発光型半導体レーザダイオードやＬＥＤ等を用いることもできる。

受光素子２２は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）が用いられるが、高速なシリコン系、ガリウムヒ素系のＰＩＮフォトダイオードやＭＳＭ型フォトダイオード等を用いることもできる。

光ファイバ２は、例えばＢＦ０４４３３（古河電気工業製、ＮＡ＝０．２、コア径／クラッド径＝５０／１２５μｍ）のマルチモード光ファイバを用いることができる。

（光導波路の構成）
光導波路１０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、平坦な下部クラッド１１と、下部クラッド１１上に延在する平坦な透光性媒体としての光導波路コア１２と、光導波路コア１２上に形成された上部クラッド１３とを有している。光導波路１０の光伝搬方向の始端部（光ファイバ側）は、角隅部に段差１４をもつ階段形状をなしている。光導波路１０は、例えば全長約３ｍｍ、厚み約１００μｍで形成されている。光導波路１０の始端部（光ファイバ側）の段差１４の幅は、例えば約４０μｍであり、光導波路１０の終端部（光ファイバの反対側）の幅は、例えば約８０μｍである。なお、クラッドはコアの上面と下面のみならず、両側面に形成されていてもよい。また、クラッドを有しない構成でもよい。この場合は、透光性媒体の周囲の空気がクラッドと同様の機能を果たす。また、透光性媒体が図示しない支持部材により基板１０上に支持される。

光導波路１０の段差１４の端面には、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、上面に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ａが形成されている。一方、光導波路１０の光伝搬方向の終端部（光導波路コア終端側）の端面には、光路変換用ミラー面１０ａとは反対側に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ｂが形成されている。これらの光路変換用ミラー面１０ａ，１０ｂはレーザ照射により切削加工することで形成される。これらの光路変換用ミラー面１０ａ，１０ｂの傾斜角度は、４５度程度が望ましいが、傾斜角度及び傾斜方向は特に限定されるものではない。

光導波路１０は、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、光路変換用ミラー面１０ａの直下の発光素子２１と光結合されるとともに、光路変換用ミラー面１０ｂの直下の受光素子２２と光結合されている。

光導波路１０の中間部には、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、上部クラッド１３から光導波路コア１２を介して下部クラッド１１にかけてスリット状の溝部１０ｃが垂直直線状に形成されている。溝部１０ｃはダイシングソーを用いて切削加工することで形成される。溝部１０ｃ内には誘電体多層膜からなる波長選択素子（誘電体フィルタ）１５が光導波路１０の幅方向にわたって垂直直線状に配置されている。

誘電体フィルタ１５は、例えば厚みが約５００μｍであるガラス基板（例えば、ＢＫ−７）上に金属酸化物等からなる複数の誘電体層を積層して構成されている。誘電体フィルタ１５は、入射信号光の波長λ１，λ２に応じて透過方向及び反射方向に分岐させる機能を有している。本実施の形態の誘電体フィルタ１５は、波長λ１＝８５０ｎｍの信号光を反射させ、波長λ２＝７８０ｎｍの信号光を透過せる機能を有している。以下、波長λ１の信号光を信号光λ１、波長λ２の信号光を信号光λ２と称して説明する。

（光伝送装置の動作）
発光素子２１から出射された波長８５０ｎｍである入射信号光λ１は、光路変換用ミラー面１０ａにおいて概ね９０度の光路変換を受けて反射され、光導波路コア１２内を伝搬する。その信号光λ１は光導波路コア１２を介して誘電体フィルタ１５に概ね０度の入射角度をもってほぼ垂直入射する。誘電体フィルタ１５に入射した信号光λ１は誘電体フィルタ１５により反射され、光ファイバ２へと導かれる。一方、光ファイバ２から出射された波長７８０ｎｍである入射信号光λ２は光導波路コア１２内を伝搬する。その入射信号光λ２は誘電体フィルタ１５を透過し、光路変換用ミラー面１０ｂにおいて概ね９０度の光路変換を受けて反射され、下部クラッド１１を通して受光素子２２へと導かれる。

（入射信号光の光軸と誘電体フィルタの配置）
図２は、異なる入射角度で同一の誘電体フィルタに入射信号光を入射させたときの特性を説明するための図である。同図において、透過率（％）を縦軸とし、波長（ｎｍ）を横軸としてそれぞれ表している。誘電体フィルタとしては、ＬＰＦ（ロングパスフィルタ）を用いている。符号２−１は、誘電体フィルタに対して約４５度の入射角度で入射させた透過特性を示している。符号２−２は、誘電体フィルタに対して約９０度の入射角度で垂直入射させた透過特性を示している。

図２から明らかなように、入射信号光が誘電体フィルタの膜面に対して垂直入射する場合と比較すると、入射信号光が誘電体フィルタの膜面に対して約４５度入射する場合は、リップル（透過率変動）発生の度合いが大きくなることが分かる。誘電体フィルタへの入射が斜めになるとリップルが発生し、誘電体フィルタの波長特性（反射効率）に悪影響を及ぼすことになる。このリップルを回避するためには、誘電体層の積層数をさらに多くすることが必要となる。しかしながら、誘電体フィルタの設計の複雑化や製作コストの高騰などを招くこととなり、好ましくない。一方、誘電体フィルタの膜面に対して垂直入射する場合は、誘電体フィルタの膜面に対して約４５度入射する場合よりも周期的なリップルを減少させることができるということが分かる。誘電体フィルタの反射率については図示していないが、１００％−透過率≒反射率の関係から、誘電体フィルタの反射率についても理解することができる。

この第１の実施の形態にあっては、入射信号光の光軸を誘電体フィルタの膜面に対して垂直に配置する（入射信号光の光軸を誘電体フィルタの膜面の法線とは平行に配置する）ことが肝要である。この第１の実施の形態に係る光伝送装置１は、発光素子２１から出射された入射信号光λ１の光軸、及び光ファイバ２から出射された入射信号光λ２の光軸を誘電体フィルタ１５の膜面に対してほぼ垂直に入射する方向としている。このような構成は、リップルを抑制するとともに、光の利用効率を高める。また、誘電体多層膜による波長選択フィルタの層数低減が可能となる。

［第１の実施の形態の変形例］
図３〜図８は、第１の実施の形態に係る光伝送装置の第１〜第６の変形例をそれぞれ示す。誘電体フィルタ１５の幅及び配置位置は、図示例に限定されるものではなく、例えば発光素子２１からの入射信号光が受光素子２２へ直接入射しない範囲で任意の幅をもって配置すればよい。また、光導波路１０の角隅部に形成された階段状の段差１４の幅及び配置位置にあっても、図示例に限定されるものではなく、例えば受光素子２２の受光径等の設計に合わせて任意の幅もって配置すればよい。なお、これらの図において上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材には同一の部材名と符号を付し、上記第１の実施の形態と実質的に同じ部材に関する詳細な説明は省略する。

図３は、第１の変形例の光伝送装置の平面図である。同図において、上記第１の実施の形態と異なるところは、上記第１の実施の形態では、誘電体フィルタ１５を光導波路１０の幅全体に横断して配置した構成であったものを、この第１の変形例では、誘電体フィルタ１５を光導波路１０の幅方向の一部に配置した点にある。図示例によれば、誘電体フィルタ１５は、光導波路コア始端側の段差１４と対応して垂直直線状に配置されている。誘電体フィルタ１５の幅は、光導波路１０の段差１４の端面と同一の幅寸法に設定されている。

図４は、第２の変形例の光伝送装置の正面図である。同図において、上記第１の実施の形態と異なるところは、上記第１の実施の形態では、光導波路１０に誘電体フィルタ１５を固定した構成となっていたものを、この第２の変形例にあっては、光導波路１０と補強板１６とにより誘電体フィルタ１５を固定した点にある。その補強板１６は、例えばＰＥＴ等の材料からなる。補強板１６の厚みは、例えば約５００μｍであり、光導波路１０の厚みよりも厚く設定されている。図示例によれば、補強板１６には、光導波路１０のスリット状の溝部１０ｃと対応する部位にスリット状の溝部１６ａが垂直直線状に形成されている。補強板１６は、光導波路１０の上部クラッド１３上に接着剤を介して接合されている。溝部１０ｃ，１６ａ内には、誘電体フィルタ１５が光導波路１０の幅方向にわたって垂直直線状に配置されており、光導波路１０に誘電体フィルタ１５を強固に取り付けている。

図５は、第３の変形例の光伝送装置の平面図である。同図において、上記第１の実施の形態と異なるところは、上記第１の実施の形態では、光導波路１０の始端部（光ファイバ側）に階段状の段差１４を形成した構成となっていたものを、この第３の変形例では、光導波路コア始端側の段差１４と対応して光導波路１０の終端部（光ファイバの反対側）の角隅部に階段状の段差１４を形成した点にある。図示例にあっては、誘電体フィルタ１５は、光導波路コア終端側の段差１４の端面に垂直直線状に配置されている。光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂは、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａとは対向しないように光導波路コア終端に配置されている。一方の受光素子２２は、光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂの直下に対向して設置されており、発光素子２１とは対向していない。

図６は、第４の変形例の光伝送装置の平面図である。同図において、上記第１の実施の形態と異なるところは、上記第１の実施の形態では、光導波路コア終端部（光ファイバの反対側）の幅全体にわたって光路変換用ミラー面１０ｂを形成した構成となっていたものを、この第４の変形例では、光導波路コア終端部の角隅部に光路変換用ミラー面１０ｂを形成した点にある。図示例によれば、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａと光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂとは互いに対向しないように配置されている。受光素子２２は、光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂの直下に対向して設置されており、発光素子２１とは対向していない。

図７は、第５の変形例の光伝送装置の平面図である。同図において、上記図６に示す第４の変形例と異なるところは、第４の変形例では、誘電体フィルタ１５を光導波路１０の幅全体に配置した構成であったものを、この第５の変形例では、誘電体フィルタ１５を光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａだけに対向して設置した点にある。図示例によると、誘電体フィルタ１５は、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａと同一の幅寸法に設定されている。

図８は、第６の変形例の光伝送装置の平面図である。同図において、上記図５に示す第３の変形例と異なるところは、第３の変形例では、光導波路コア始端側の段差１４に対応して光導波路コア終端側の角隅部に段差１４を形成した構成となっていたものを、この第６の変形例では、光導波路コア始端側の段差１４とは対応しない光導波路コア終端側の角隅部に階段状の段差１４を形成した点にある。図示例によれば、光導波路コア終端側の段差１４の端面を除く角隅部には、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａと対応して光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂが形成されている。これらの光路変換用ミラー面１０ａ，１０ｂ間には、誘電体フィルタ１５が垂直直線状に設置されている。誘電体フィルタ１５と光路変換用ミラー面１０ａ，１０ｂとは同一の幅寸法に設定されている。

［第２の実施の形態］
図９は、本発明の第２の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示している。図９（ａ）は、同平面図であり、図９（ｂ）は、同正面図である。これらの図において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、光導波路コア始端部に発光素子２１を、光導波路コア終端部に受光素子２２をそれぞれ設けた構成となっていたものを、この第２の実施の形態では、光導波路コア始端部に受光素子２２を、光導波路コア終端部に発光素子２１をそれぞれ設けた点にあり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

（光伝送装置及び光導波路の構成）
光導波路１０の始端部（光ファイバ側）の角隅部には、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、光伝搬方向に階段形状をなす段差１４が形成されている。その段差１４の端面は上面に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ａが形成されている。この光路変換用ミラー面１０ａには、上部クラッド１３から光導波路コア１２を介して下部クラッド１１にかけてスリット状の溝部１０ｃが垂直直線状に形成されている。この溝部１０ｃ内には、誘電体フィルタ１５が光導波路１０の幅方向の一部に垂直直線状に配置されている。一方、光導波路１０の終端部の一部には、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａとは反対側に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ｂが形成されている。発光素子２１は、光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂの直下に対向して設置されている。一方の受光素子２２は、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａの直下に対向して設置されている。

（光伝送装置の動作）
発光素子２１から出射された波長８５０ｎｍの入射信号光λ１は、光路変換用ミラー面１０ｂにおいて概ね９０度の光路変換を受けて反射され、光導波路コア１２内を伝搬する。その入射信号光λ１は、光導波路コア１２を介して光ファイバ２へと導かれる。ここで、誘電体フィルタ１５に直接到達した入射信号光λ１は、誘電体フィルタ１５により反射される。一方、光ファイバ２から出射された波長７８０ｎｍの入射信号光λ２は、光導波路コア１２内を伝搬し、光導波路コア１０の終端において反射される。その反射した入射信号光λ２は、光導波路コア１２を介して誘電体フィルタ１５を透過し、光路変換用ミラー面１０ａにおいて概ね９０度の光路変換を受けて反射され、下部クラッド１１を通して受光素子２２へと導かれる。入射信号光λ１は、誘電体フィルタ１５を経ずに直接光コネクタ３（端面）に到達できるので、さらに光の利用効率を高めることが可能になる。

［第２の実施の形態の変形例］
図１０は、上記第２の実施の形態に係る光伝送装置の変形例を模式的に示す正面図である。同図において、光導波路１０は、光導波路コア始端側の段差１４に対応して光導波路コア終端側の角隅部に階段状の段差１４を形成している。光導波路１０の残余の構成については、上記第２の実施の形態による光伝送装置１の基本構成と変わるところはない。

［第３の実施の形態］
図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示している。図１１（ａ）は、同平面図であり、図１１（ｂ）は、同正面図である。これらの図において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、発光素子２１から出射された入射信号光λ１をモニターするモニター用受光素子（ＭＰＤ）２３を配置した点にあり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

（光伝送装置及び光導波路の構成）
発光素子２１からの入射信号光λ１の出力は、例えば外部温度により変動する。安定した入射信号光出力を得るには、入射信号光をモニターし、発光素子２１の駆動電流を変化させるフィードバック制御を行うことが肝要である。この第３の実施の形態では、図１１（ａ）及び（ｂ）に示しているように、光導波路コア始端側の段差１４に対応して光導波路コア終端側の角隅部に階段状の段差１４を形成している。光導波路コア１０の終端部の一部には、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａとは反対側に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ｂが形成されている。光導波路コア終端側の段差１４の端面には、光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂとは同一方向に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ｄが形成されている。これらの光路変換用ミラー面１０ｂ，１０ｄ間には、誘電体フィルタ１５が垂直直線状に設置されている。

発光素子２１は、図１１（ａ）及び（ｂ）に示しているように、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａの直下に対向して設置されている。一方の受光素子２２は、光導波路コア終端側の光路変換用ミラー面１０ｂの直下に対向して設置されている。モニター用受光素子２３は、光導波路コア中間側の光路変換用ミラー面１０ｄの直下に対向して設置されている。発光素子２１から出射された波長８５０ｎｍの入射信号光λ１の一部は、モニター用受光素子２３へ直接導かれる。発光素子２１の出力をモニターしてフィードバックすることが可能になり、温度湿度等の外部条件の変化にも安定した光出力が得られる。

［第３の実施の形態の変形例］
図１２〜図１４は、第３の実施の形態に係る光伝送装置の第１〜第３の変形例をそれぞれ示している。なお、これらの図において上記第３の実施の形態と実質的に同じものには同一の名称と符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

図１２は、第１の変形例の光伝送装置を概略的に示す平面図である。同図において、光導波路コア始端側の段差１４の端面の一部には、上面に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ａが形成されている。光導波路１０の残余の構成については、上記第３の実施の形態による光伝送装置１の基本構成と変わるところはない。

図１３（ａ）は、第２の変形例の光伝送装置を概略的に示す平面図であり、図１３（ｂ）は、同正面図である。この第２の変形例の光伝送装置は、図９に示す第２の実施の形態に対し、光導波路コア始端側と光導波路コア終端側との間に上側に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ｄを形成したものである。

モニター用受光素子２３は、光導波路コア中間側の光路変換用ミラー面１０ｄの直下に対向して設置されている。この光路変換用ミラー面１０ｄと、光導波路１０に直交する垂直面１０ｅとにより楔状の切れ込み部が形成されている。切れ込み部としては、例えば本出願人が既に提案した特開２００６−２０８７９４号公報に記載されている切れ込み部の構成を使用している。光路変換用ミラー面１０ｄは、光導波路１０の主面に対して傾斜した傾斜面からなる。その傾斜面は、光導波路コア始端側の光路変換用ミラー面１０ａとは同一方向に向けて傾斜する４５度傾斜面とされている。

図１４は、第３の変形例の光伝送装置を模式的に示す平面図である。同図において、上記図１３に示す第２の変形例と異なるところは、、光導波路コア始端側の段差１４の端面の一部に、上面に向けて４５度に傾斜する光路変換用ミラー面１０ａが形成されている点にある。光導波路コア１０の残余の構成については、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す上記第２の変形例による光伝送装置１の基本構成と変わるところはない。

［第４の実施の形態］
図１５は、本発明の第４の実施の形態に係る光伝送装置の一構成例を模式的に示している。図１５（ａ）は、同平面図であり、図１５（ｂ）は、同正面図である。これらの図において、上記第１の実施の形態と大きく異なるところは、上記第１の実施の形態では、一心双方向型の光伝送装置の構成となっていたものを、この第４の実施の形態では、多心双方向型の光伝送装置の構成とした点にあり、他は第１の実施の形態と同様に構成されている。

この光伝送装置１００は、所定の間隔をもって複数の第１の実施の形態の光伝送装置を同一平面上に並列配置している。光伝送装置１００の基本構成は、複数の光導波路１０を同一平面上に並列配置した光導波路アレイ１１０と、基板１２０上に複数の発光素子を並列配置した発光素子アレイ１２１及び複数の受光素子を並列配置した受光素子アレイ１２２とにより構成されている。図示例によると、４ビットアレイ状の光導波路１０、基板１２０、４ビットアレイ状の発光素子及び受光素子（例えば、受光径約８０μｍ）は、セラミックパッケージ１３０の内部に実装されている。

４本の光導波路１０の中間部には、スリット状の溝部１０ｃが同一直線上に垂直に形成されている。その溝部１０ｃ内には、共通の誘電体フィルタ１５０が光導波路コア１２を垂直に横断するように直線状に配置されている。セラミックパッケージ１３０内に実装された各構成部品は、図示しない蓋体により気密に封入されている。光ファイバ２のアタッチメントである光コネクタ３には、光導波路１０の端部が嵌入固定されている。

ファイバアレイ１０２のアタッチメントである光コネクタ１０３には、光導波路アレイ１１０の端部が嵌入固定されている。ファイバアレイ１０２としては、例えば複数の異なる波長の光信号を伝送するための光ファイバ２を４本並列配置してなる４心リボンのマルチモード光ファイバ（例えば、コア径／クラッド径＝５０／６２．５μｍ）を使用している。光導波路アレイ１１０、発光素子アレイ１２１、受光素子アレイ１２２及び光ファイバ２のそれぞれは、約２５０μｍピッチで並んで構成されている。この第４の実施の形態では、４チャンネルの光伝送装置１００を例示しているが、図示例に限定されるものではなく、例えばチャンネル数は任意に設定することができる。

［第５の実施の形態］
図１６は、本発明の第５の実施の形態に係る光伝送システムの一構成例を模式的に示している。図１６（ａ）は、同平面図であり、図１６（ｂ）は、同正面図である。この光伝送システムは、第４の実施の形態と同様に構成された第１及び第２の光伝送装置１００Ａ,１００Ｂをファイバアレイ１０２により接続したものである。

第１の光伝送装置１００Ａは、第４の実施の形態と同様に、光信号λ１を発生する発光素子アレイと、光信号λ２を受光する受光素子アレイと、光信号λ１を反射し、光信号λ２を透過させる誘電体フィルタとを備える。

第２の光伝送装置１００Ｂは、光信号λ２を発生する発光素子アレイと、光信号λ１を受光する受光素子アレイと、光信号λ２を反射し、光信号λ１を透過させる誘電体フィルタ１５を用いる。

第１及び第２の光伝送装置１００Ａ,１００Ｂは、光コネクタとしてＰＭＴコネクタ(Connector for Polymer Waveguides connected with MT connector)１１３を用いている。ファイバアレイ１０２の両方の端部には、ＰＭＴコネクタ１１３に接続されるＭＴコネクタ１１４を用いている。ＰＭＴコネクタ１１３とＭＴコネクタ１１４とは、２つのピン孔１１３ａ，１１４ａに図示しないガイドピンを介して接続される。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、その発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な設計変更が可能である。

１…光伝送装置、２…光ファイバ、３…光コネクタ、１０…光導波路、１０ａ，１０ｂ，…光路変換用ミラー面、１０ｃ…溝部、１０ｄ…光路変換用ミラー面、１０ｅ…垂直面、１１…下部クラッド、１２…光導波路コア、１３…上部クラッド、１４…段差、１５…誘電体フィルタ、１６…補強板、１６ａ…溝部、２０…基板、２１…発光素子、２２…受光素子、２３…モニター用受光素子、３０…セラミックパッケージ、１００…光伝送装置、１００Ａ…第１の光伝送装置、１００Ｂ…第２の光伝送装置、１０２…ファイバアレイ、１１０…光導波路アレイ、１１３…ＰＭＴコネクタ、１１３ａ，１１４ａ…ピン孔、１１４…ＭＴコネクタ、１２０…基板、１２１…発光素子アレイ、１２２…受光素子アレイ、１３０…セラミックパッケージ

Claims (6)

1. 透光性媒体と、
   前記透光性媒体に設けられ、第１の波長の信号光を出力し、第２の波長の信号光を入力する端面と、
   前記透光性媒体に設けられ、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体内に反射する第１の光路変換面と、
   前記第２の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第２の光路変換面と、
   前記第１の光路変換面と前記第２の光路変換面との間の前記透光性媒体に前記第１及び第２の波長の信号光の光軸がほぼ垂直に入射するように設けられ、前記信号光の波長に応じて透過方向及び反射方向に分岐させるフィルタとを備えた光導波路。
2. 請求項１に記載された光導波路と、
   前記光導波路の前記第１の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を発生する発光素子と、
   前記光導波路の前記第２の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第２の波長の信号光を受光する受光素子とを備えた光伝送装置。
3. 前記光導波路の前記透光性媒体に設けられ、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第３の光路変換面と、
   前記第３の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を受光する受光素子とを更に備えた請求項２に記載の光伝送装置。
4. 前記第１の光路変換面は、前記端面に対向する位置に設けられ、
   前記フィルタは、前記第１の波長の信号光が前記第１の光路変換面から前記端面へ伝播する経路に存在せず、前記第２の波長の信号光が前記端面から前記第２の光路変換面へ伝播する経路に設けられた請求項２に記載の光伝送装置。
5. 前記光導波路は、アレイ状に配置された光導波路アレイであり、
   前記フィルタは、前記光導波路アレイを横断して共通に設けられた請求項２〜４のいずれか１項に記載の光伝送装置。
6. 請求項２〜５のいずれか１項に記載された第１の光伝送装置と、
   透光性媒体と、前記透光性媒体に設けられ、第２の波長の信号光を出力し、第１の波長の信号光を入力する端面と、前記透光性媒体に設けられ、前記第２の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体内に反射する第１の光路変換面と、前記第１の波長の信号光を光路を変換して前記透光性媒体外に反射する第２の光路変換面と、前記第１の光路変換面と前記第２の光路変換面との間の前記透光性媒体に前記第１及び第２の波長の信号光の光軸がほぼ垂直に入射するように設けられ、前記信号光の波長に応じて透過方向及び反射方向に分岐させるフィルタとを備えた光導波路と、
   前記光導波路の前記第１の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第２の波長の信号光を発生する発光素子と、
   前記光導波路の前記第２の光路変換面に対向する位置に設けられ、前記第１の波長の信号光を受光する受光素子とを備えた第２の光伝送装置と、
   前記第１及び第２の光伝送装置を接続する光ファイバとを備えた光伝送システム。

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