JP2011048298A - 光カプラおよび光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ミラーによる光損失が少ない光カプラを実現すること。
【解決手段】筐体１０内部であってミラー１４近傍の角部には、ミラー１４を固定するためのミラー固定治具１７が配置されている。ミラー１４は、ミラー１４の誘電体多層膜形成側を凹部１８側として凹部１８にはめ込まれて固定されていて、ミラー１４の誘電体多層膜は空気層１９に接している。信号光を、ミラー１４と空気層１９の界面で反射させることができるので、ミラー１４による信号光の反射率が向上し、入力端１１ｃから出力端１２ａの挿入損失が低減される。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信に用いる光カプラに関する。光カプラは、任意の入力端から入力された光信号を、光出力端に分配して出力するものである。

家庭内、若しくは、自動車、電車、航空機、船舶などの輸送機器内で構築されているＬＡＮ技術に、光通信技術を適用する試みが多数展開されている。ここにおいて、任意の光入力端から入力された信号を、低減衰量で他の全ての光出力端に分配して出力する光カプラが求められている。光カプラについては、例えば特許文献１がある。一方、本願出願人は、光硬化性樹脂液に光ファイバ等から当該樹脂液の硬化光を照射し、硬化樹脂による集光を生じさせることによって、長尺の軸状のコアを形成する、いわゆる自己形成光導波路の技術を多数開発し、出願している。下記特許文献２乃至４はその一部である。

自己形成導波路の技術によってミラーやハーフミラーを用いた光モジュールを形成する場合、特許文献２に記載のように、ミラーやハーフミラーは、コアとともに、光硬化性樹脂の硬化物からなるクラッド材で封止される。これにより、ミラーやハーフミラーを固定するとともに、コアに撓みなどが生じて損失が生じることを防止し、光モジュールの強度を高めることができる。

特開２００１−１５４０４６ 特開２００５−３４７４４１ 特開２００４−１４９５７９ 特開２００２−３６５４５９

光カプラの製造方法としては、通常、ガラスファイバの融着によるものが広く知られている。しかしガラスファイバを融着させるための装置自体が高価である。また、製造工程が複雑で長時間を要する。結果、ガラスファイバの融着による光カプラは極めてコストの高いものであった。さらに、ガラスファイバの融着による光カプラは、小規模光ＬＡＮで用いられるプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）との接続が容易でない。

また、プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）を用いた光カプラも知られている。しかし、これはプラスチック光ファイバ（ＰＯＦ）を言わば束ねただけのものであり、大きさも例えば７ｃｍ程度と、光ＬＡＮを形成する装置としては大きなものしか知られてない。

一方、本発明者らは上記特許文献２乃至４に示した、自己形成光導波路の応用として光カプラを開発すべく鋭意努力した結果、以下に示す新規な光カプラを完成した。尚、本発明の光カプラは構造が新規であって、特に上記自己形成光導波路の製造方法を適用することで容易に製造可能なものである。

そこで本発明の目的は、自己形成導波路の技術を利用した新規な構成の光カプラを実現することである。特にミラーの反射率を向上させることにより、光カプラのミラーを経由する経路での挿入損失を低減することである。

第１の発明は、１個の光入力端と１個の光出力端との対を３対有し、３個のハーフミラーと、１個のミラーと、３個の光入力端と３個の光出力端と３個のハーフミラーとミラーとを繋ぎ、３個のハーフミラーが分岐点、ミラーが屈曲点となっている軸状の光導波路コアと、それらを封止する光導波路クラッドと、を有した光カプラであって、光導波路コアは、ハーフミラーとミラーを４個の頂点に有する四角形部分と、当該四角形の４個の辺を長さ方向に延長して３個の光入力端および３個の光出力端をハーフミラーと繋ぐ部分とを有し、四角形の各頂点に位置するハーフミラーは、四角形の面に垂直で各々当該頂点の内角の二等分線を含む面に配置され、四角形の残りの頂点に位置するミラーは、当該頂点の内角の二等分線に垂直に配置され、任意の光出力端から入力された信号光は、対となる光出力端以外の２個の光出力端に各々分配され、ミラーは、ガラス表面に誘電体多層膜を有した構造であり、ミラーの信号光反射側とは反対側の面に、当該面に接した空気層を有する、ことを特徴とする光カプラである。

ハーフミラーは、必ずしも光出力を等しく２分するものである必要はなく、偏光選択性のミラーや、波長選択性のミラーを用いてもよい。

ミラーは、ガラスの表面に誘電体多層膜が設けられた構成であればよく、ガラスの材料や、誘電体多層膜の材料、構造などは任意のものを使用可能である。誘電体多層膜は、ガラス表面の一方だけでなく、両面に設けられていてもよい。誘電体多層膜を一方の表面にのみ設けたミラーを用いる場合には、誘電体多層膜を設けていない側の面を信号光の反射側とし、誘電体多層膜と空気層が接するように配置するとよい。

本発明の光カプラにおいて、光入力端、光出力端はコネクタないしコネクタレセプタクル構造として、光カプラに光ファイバーを容易に脱着可能な構成とすることが望ましい。

光導波路コアは、任意の材料でよく、任意の方法によって形成してよいが、光硬化性樹脂を用いた自己形成光導波路の技術によれば容易に形成することができる。また、光導波路クラッドも任意の材料でよく、任意の方法によって形成してよいが、光硬化性樹脂を用いることで容易に形成することができる。

また、本発明における四角形は、作製の容易さや、経路の違いによる挿入損失の差を低減するために、長方形、菱形などの対称性のある形が望ましく、正方形が特に望ましい。

第２の発明は、第１の発明において、光導波路コアおよび光導波路クラッドは、光硬化性樹脂からなることを特徴とする光カプラである。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明において、ミラーの位置する頂点部に、ミラーを支持する固定治具をさらに有し、固定治具は凹部を有し、ミラーは凹部を覆うように配置され、その凹部内を前記空気層とする、ことを特徴とする光カプラである。

固定治具は任意の材料で構成してよいが、使用波長に対して透光性を有した材料であることが望ましい。

第４の発明は、第１の発明から第３の発明において、四角形は正方形であることを特徴とする光カプラである。

第５の発明は、第１の発明から第４の発明において、ハーフミラーは、偏光選択性を有したミラーであることを特徴とする光カプラである。

第６の発明は、第５の発明において、ハーフミラーのうち、ミラーと対角の位置のハーフミラーは、ｐ波の透過率が６０〜９０％、ｓ波の反射率が６０〜９０％であり、残りの２つはｐ波の透過率が９０％以上、ｓ波の反射率が９０％以上である、ことを特徴とする光カプラである。

本発明は、３つのハーフミラーと１つのミラーを用い、３つの入力端のいずれかの入力端から入力された信号光を、その入力端とは対ではない２つの出力端に分配して出力する構成の光カプラである。本発明の光カプラでは、ミラーの信号光反射側とは反対側の面に、当該面に接した空気層を有する構成としている。これによると、ミラーの誘電体多層膜による反射に加えて、ミラーと空気層との界面において信号光を反射させることができるため、ミラーによる信号光の反射率が向上する。そのため、ミラーによる反射を経由する経路での光カプラの挿入損失を低減することができる。

また、第２の発明のように、光導波路コアや、光導波路クラッドは光硬化性樹脂を硬化させることで形成することができ、本発明の光カプラを容易かつ低コストに製造することができる。

また、第３の発明のように、固定治具を用いることでミラーの反射面とは反対側の面に容易に空気層を設けることができる。

また、第４の発明のように正方形に構成すれば、光カプラが対称となるため、経路による損失差を低減することができ、また製造も容易となる。

また、第５の発明のように、ハーフミラーとして偏光選択性を有したものを用いれば、最終的な光出力を向上させることができる。また、第６の発明によれば、２つの光出力の差を、対角に位置するハーフミラーの偏光選択性の調整によって低減することができる。

実施例１の光カプラの構成を示した図。 光カプラの写真。 ミラー１４の光透過率の波長依存性を示したグラフ。 ミラー１４近傍を拡大して示した図。 従来のミラーのｐ波の透過率の波長依存性、角度依存性を示したグラフ。 従来のミラーのｓ波の透過率の波長依存性、角度依存性を示したグラフ。

本発明の光カプラに用いるハーフミラーは、信号光を２分するものであれば任意の材料、任意の部材で構成されたものを使用可能であり、等しく２分するものでなくてもよい。また、波長選択性を有したハーフミラーや偏光選択性を有したハーフミラーであってもよい。また、ハーフミラーは両面での反射を想定しており、透過光の光路がほぼ一致している必要があるため、ハーフミラーの厚さはなるべく薄いことが望ましく、理想的には平面である。特に、偏光選択性のハーフミラーを用いることが望ましい。以下、その理由を説明する。

本発明の光カプラでは、２枚のハーフミラーを透過して、もしくは２枚のハーフミラーに反射されたのち、２つの光出力端から出力されるが、偏光選択性のないｐ波の透過率が５０％、ｓ波の反射率が５０％のハーフミラーでは、入力された信号光は２枚のハーフミラーによってそれぞれ分割されるので、原理的には元の２５％が２つの出力端から出力されることとなる。一方、ｐ波の透過率が１００％、ｓ波の反射率が１００％の偏光選択性のハーフミラーを用いた場合は、入力された信号光は、まず１枚目のハーフミラーによってｐ波成分のみの信号光とｓ波成分のみの信号光に分割され、それぞれが２枚目のハーフミラーに入射する。２枚目のハーフミラーではｐ波成分のみの信号光は完全に透過して光出力端から出力され、ｓ波成分のみの信号は完全に反射されて光出力端から出力される。そのため、原理的には元の５０％が２つの光出力端から出力されることとなる。このように、偏光選択性のハーフミラーを用いれば、偏光選択性のないハーフミラーに比べて到達効率が格段に向上する。理想的には上記のようにｐ波の透過率が１００％、ｓ波の反射率が１００％のハーフミラーがよいが、現実性を考慮すればｐ波の透過率が９０％以上、ｓ波の反射率が９０％以上であればよい。より望ましくはｐ波の透過率が９５％以上、ｓ波の反射率が９５％以上であり、さらに望ましくはｐ波の透過率が９７％以上、ｓ波の反射率が９７％以上である。

なお、入力端および出力端からハーフミラーまでの光路長や、ハーフミラー間、ないしハーフミラーからミラーまでの光路長は、完全に同一とはしがたい。あるいは、光導波路コアの形成方法や光軸の不一致などにより、光入力端と光出力端との間の損失が経路によって異なってしまう。そこで、ミラーと対角に配置されているハーフミラーを、他のハーフミラーの偏光選択性と異なったものにして損失の調整用として用いるとよい。ただし、ｐ波の透過率やｓ波の反射率が下がりすぎると、最終的に得られる光出力が小さくなってしまうため、ｐ波の透過率を６０〜９０％、ｓ波の反射率を６０〜９０％の範囲で調整することが望ましい。

本発明の光導波路コアは、自己形成光導波路とすることができ、その場合特許文献２〜４に記載のさまざまな手法を用いることができる。また、光導波路クラッドも、特許文献２などに記載のように、光硬化性樹脂を硬化させることで形成することができる。

光導波路コアおよび光導波路クラッドを形成するための光硬化性樹脂は、入手可能な任意のものを適用できる。硬化機構も、ラジカル重合、カチオン重合その他任意である。硬化光は一般的にはレーザ光が好ましい。レーザの波長と強度で、光硬化性樹脂の硬化速度を調整すると良い。尚、光硬化開始剤（光重合開始剤）は光硬化性樹脂とレーザの波長に応じ、入手可能な任意のものを適用できる。これらについては、本願出願人が共願人である例えば特許文献３に次のものが列挙されている。

構造単位中にフェニル基等の芳香族環を一つ以上含んだものが高屈折率、脂肪族系のみからなる場合は低屈折率となる。屈折率を下げるために構造単位中の水素の一部をフッ素に置換したものであっても良い。

脂肪族系としてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール等の多価アルコール。

芳香族系としてはビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＺ、ビスフェノールＦ、ノボラック、ｏ−クレゾールノボラック、ｐ−クレゾールノボラック、ｐ−アルキルフェノールノボラック等の各種フェノール化合物等。

これら、あるいはこれらから任意に１種乃至複数種選択された多価アルコールのオリゴマー（ポリエーテル）の構造を有する比較的低分子（分子量３０００程度以下）骨格に、反応基として次の官能基等を導入したもの。

〔ラジカル重合性材料〕
ラジカル重合可能なアクリロイル基等のエチレン性不飽和反応性基を構造単位中に１個以上、好ましくは２個以上有する光重合性モノマー及び／又はオリゴマー。エチレン性不飽和反応性基を有するものの例としては、（メタ）アクリル酸エステル、イタコン酸エステル、マレイン酸エステル等の共役酸エステルを挙げることができる。

〔カチオン重合性材料〕
カチオン重合可能なオキシラン環（エポキシド）、オキセタン環等の反応性エーテル構造を構造単位中に１個以上、好ましくは２個以上有する、光重合性のモノマー及び／又はオリゴマー。オキシラン環（エポキシド）としては、オキシラニル基の他、３，４−エポキシシクロヘキシル基なども含まれる。またオキセタン環とは、４員環構造のエーテルである。

〔ラジカル重合開始剤〕
ラジカル重合性モノマー及び／又はオリゴマーから成るラジカル重合性材料の重合反応を光によって活性化する化合物である。具体例としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインプロピルエーテル等のベンゾイン類、アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２，２−ジエトキシ−２−フェニルアセトフェノン、１，１−ジクロロアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−（メチルチオ）フェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン及びＮ，Ｎ−ジメチルアミノアセトフェノン等のアセトフェノン類、２−メチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン及び２−アミルアントラキノン等のアントラキノン類、２，４−ジメチルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン及び２，４−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール等のケタール類、ベンゾフェノン、メチルベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン、４，４’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーズケトン及び４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルサルファイド等のベンゾフェノン類、並びに２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。尚、ラジカル重合開始剤は単独で使用しても、２種以上を併用しても良く、また、これらに限定されることはない。

〔カチオン重合開始剤〕
カチオン重合性モノマー及び／又はオリゴマーから成るカチオン重合性材料の重合反応を光によって活性化する化合物である。具体例としては、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セレニウム塩、ピリジニウム塩、フェロセニウム塩、ホスホニウム塩、チオピリニウム塩が挙げられるが、熱的に比較的安定であるジフェニルヨードニウム、ジトリルヨードニウム、フェニル（ｐ−アニシル）ヨードニウム、ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）ヨードニウム、ビス（ｐ−クロロフェニル）ヨードニウムなどの芳香族ヨードニウム塩、ジフェニルスルホニウム、ジトリルスルホニウム、フェニル（ｐ−アニシル）スルホニウム、ビス（ｐ−ｔ−ブチルフェニル）スルホニウム、ビス（ｐ−クロロフェニル）スルホニウムなどの芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩光重合開始剤が好ましい。芳香族ヨードニウム塩および芳香族スルホニウム塩等のオニウム塩光重合開始剤を使用する場合、アニオンとしてはＢＦ４−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＰＦ６−、Ｂ（Ｃ６Ｆ５）４−などが挙げられる。尚、カチオン重合開始剤は単独で使用しても、２種以上を併用しても良く、また、これらに限定されることはない。

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

図１は、実施例１の光カプラの構成を示した図であり、図２は、実際に作製した光カプラの写真である。光カプラは、アクリル樹脂からなる筐体１０と、３つの光入力端１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、これらにそれぞれ対となる３つの光出力端１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。

筐体１０の内部には、３つのハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１つのミラー１４、およびミラー１４を固定するミラー固定治具１７が配置されている。３つのハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃと、１つのミラー１４は、正方形ＡＢＣＤの各頂点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ位置するよう配置されていて、光入射面が正方形ＡＢＣＤの面に垂直に配置されている。また、３つのハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、光入射面がそれぞれ正方形ＡＢＣＤの角を二等分するよう配置されている。また、ミラー１４は、光入射面が正方形ＡＢＣＤの角の２等分線に垂直となるよう配置されている。

ハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃは、偏光選択性のミラーである。ハーフミラー１３ａ、１３ｃは、波長４００〜７９０ｎｍにおいて、波長ｐ波の透過率が１００％、ｓ波の反射率が０％となるように設計したものである。ミラー１４と対角に位置するハーフミラー１３ｂは、波長４００〜７９０ｎｍにおいて、ｐ波の透過率８５％、反射率１５％、ｓ波の反射率８５％、透過率１５％となるように設計したものである。ハーフミラー１３ｂの偏光選択性を、ハーフミラー１３ａ、１３ｃとは異なるようにすることで、経路による損失差を調整している。

ミラー１４は、屈折率１．５１４３のＢＫ−７からなるガラス基板１４１の一方の表面に、誘電体多層膜１４２を設けたものであり、ミラー１４を空気中に置いた場合に、入射角度１５〜７５°、波長４００〜７９０ｎｍにおいて、透過率が５％以下となるように設計したものである。図３は、入射角度４５°におけるミラー１４の光透過率を示したグラフである。横軸は光の波長（ｎｍ）、縦軸は透過率（％）である。図３のように、波長４００〜７９０ｎｍにおいて透過率が５％以下であることがわかる。

また、筐体１０内部には、正方形ＡＢＣＤの各頂点を繋ぐようにして正方形に光導波路コア１５が形成されていて、各ハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、およびミラー１４を接続している。光導波路コア１５は、ハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃを透過して辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ、辺ＤＡの延長線上にも伸びており、光入力端１１ａと光出力端１２ａは、光導波路コア１５を介してハーフミラー１３ａに接続し、光入力端１１ｂと光出力端１２ｂは、光導波路コア１５を介してハーフミラー１３ｂに接続し、光入力端１１ｃと光出力端１２ｃは、光導波路コア１５を介してハーフミラー１３ｃに接続している。

筐体１０内部は光導波路クラッド１６で満たされており、ハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、ミラー１４、光導波路コア１５は、光導波路クラッド１６によって封止され、固定されている。

図４は、光カプラのミラー１４近傍の構成について示した図である。図４のように、筐体１０内部であってミラー１４近傍の角部には、ミラー１４を固定するためのミラー固定治具１７が配置されている。ミラー固定治具１７はアクリル樹脂からなり、筐体１０内部の角部に沿った三角柱状である。ミラー固定治具１７は、ミラー１４をはめ込んで固定するための凹部１８を有している。ミラー１４は、ミラー１４の誘電体多層膜１４２形成側を凹部１８側として凹部１８にはめ込まれて固定されている。凹部１８の中央付近は一段深く形成されており、ミラー１４をはめ込んだときにその一段深くなった部分がミラー１４に覆われて空洞部を生じる。この空洞部は空気が封止された空気層１９であり、ミラー１４の誘電体多層膜１４２に接している。

光導波路コア１５は、筐体１０内部にハーフミラー１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、ミラー１４をはめ込んだミラー固定治具１７を配置したのち、筐体１０内部にコア材となる光硬化性樹脂を満たし、各光入力端１１ａ、１１ｂ、１１ｃにＰＯＦを接続し、ＰＯＦから光硬化性樹脂の硬化波長の光を出力し、自己収束的に軸状に光硬化性樹脂を硬化させることで形成した。また、光導波路クラッド１６は、未硬化のコア材である光硬化性樹脂を除去したのち、筐体１０内をクラッド材となる光硬化性樹脂で満たし、光硬化性樹脂に硬化波長の光を照射して硬化させることによって形成した。光導波路コアの屈折率は１．５５３７、光導波路クラッドの屈折率は１．４５８である。

この実施例１の光カプラは、３つの光入力端のうちいずれか１つから入力された信号光を、その光入力端と対となる光出力端以外の２つの光出力端に分配して出力するものである。例として、光入力端１１ａに信号光が入力された場合を説明する。光入力端１１ａに入力された信号光は、ハーフミラー１３ａによって信号光のｐ波成分のみが透過し、ｓ波成分のみが反射される。ハーフミラー１３ａを透過したｐ波成分のみの信号光は、ハーフミラー１３ｂによって８５％が透過して出力端１２ｂより出力される。一方、ハーフミラー１３ａによって反射されたｓ波成分のみの信号光は、ミラー１４によって反射されたのち、ハーフミラー１３ｃによってすべて反射され、光出力端１２ｃより出力される。つまり、光入力端１１ａから入力された信号光は、光入力端１１ａと対である光出力端１２ａ以外の２つの光出力端１２ｂ、１２ｃに分配されて出力される。同様にして、光入力端１１ｂから入力された信号光は、光入力端１１ｂと対である光出力端１２ｂ以外の２つの光出力端１２ａ、１２ｃに分配されて出力され、光入力端１１ｃから入力された信号光は、光入力端１１ｃと対である光出力端１２ｃ以外の２つの光出力端１２ａ、１２ｂに分配されて出力される。

実施例１の光カプラにおいて、空気層１９を設けた理由を以下に説明する。

発明者らは、ミラー固定治具１７や空気層１９を有さず、ミラー１４を入射角度４５°で反射率１００％となるよう設計されたものとし、ミラー１４の背面が光導波路クラッド１６で覆われている以外は実施例１と同一構成の光カプラ（以下、比較例の光カプラ）を試作し、挿入損失を評価した。その結果、信号光の６通りの経路のうち、入力端１１ｃから出力端１２ａに至る経路では、他の経路に比べて挿入損失が大きいことがわかった。その原因について検討を重ねたところ、ミラー１４は入射角度４５°で設計されており、ミラー１４のｐ波の入射角依存が大きいこと、および、光導波路コア１５中の信号光がコアの軸方向に対して±１５°で分布していること、が原因であることを突き止めた。つまり、光導波路コア１５中の信号光はコアの軸方向に対して±１５°で分布しているため、信号光のミラー１４への入射角度が３０〜６０°の範囲に分布しており、上記のような４５°で反射率を１００％とするミラー１４の設計では、ミラー１４を透過している光成分が存在しているのである。

図５は、入射角が４５°のときに１００％の反射率となるように設計された従来のミラー１４のｐ波の透過率の波長依存性、角度依存性を示したグラフ、図６はｓ波の透過率の波長依存性、角度依存性を示したグラフである。図５、６のように、ｓ波については入射角度が大きくなってもほとんど透過率は変わらず、ほぼ０であるのに対して、ｐ波については入射角度が５０°以上では光がほとんど透過している。入力端１１ｃから出力端１２ａに至る経路では、ミラー１４に入射するのはｐ波であるから、ミラー１４によって損失が増加してしまう。そのため、入力端１１ｃから出力端１２ａに至る経路は他の経路に比べて損失が大きくなってしまう。

そこで発明者らは、ミラー固定治具１７を使用してミラー１４の背面（信号光の入射側とは反対側の面）に空気層１９を設け、入射角度１５〜７５°、波長４００〜７９０ｎｍにおいて、透過率が５％以下となるように、ミラー１４を新たに設計した。これにより、ミラー１４の誘電体多層膜１４２による反射に加えて、ミラー１４と空気層１８との界面において信号光を反射させることができるようにし、ミラー１４による信号光の反射率を向上させた。

この新たに設計したミラー１４を用い、ミラー固定治具１７を使用してミラー１４の背面に空気層１９を設けた実施例１の光カプラと、旧来のミラー１４を用いた比較例の光カプラとで、入力端１１ｃから出力端１２ａの挿入損失を測定したところ、比較例の光カプラでは、挿入損失は８．０ｄＢであったが、実施例１の光カプラでは、挿入損失は７．７ｄＢであった。このことから、空気層１９を設けてミラー１４と空気層１８との界面において信号光を反射させることができるようにしたためにミラー１４による信号光の反射率が向上し、挿入損失を低減できていることがわかった。

本発明の光カプラは、車内ＬＡＮなどの光通信システムに用いることができる。

１０：筐体
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：光入力端
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ：光出力端
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ：ハーフミラー
１４：ミラー
１５：光導波路コア
１６：光導波路クラッド
１７：ミラー固定治具
１９：空気層

Claims (6)

1. １個の光入力端と１個の光出力端との対を３対有し、３個のハーフミラーと、１個のミラーと、３個の前記光入力端と３個の前記光出力端と３個の前記ハーフミラーと前記ミラーとを繋ぎ、３個の前記ハーフミラーが分岐点、前記ミラーが屈曲点となっている軸状の光導波路コアと、それらを封止する光導波路クラッドと、を有した光カプラであって、
   前記光導波路コアは、前記ハーフミラーと前記ミラーを４個の頂点に有する四角形部分と、当該四角形の４個の辺を長さ方向に延長して３個の前記光入力端および３個の前記光出力端を前記ハーフミラーと繋ぐ部分とを有し、
   前記四角形の各頂点に位置する前記ハーフミラーは、前記四角形の面に垂直で各々当該頂点の内角の二等分線を含む面に配置され、
   前記四角形の残りの頂点に位置する前記ミラーは、当該頂点の内角の二等分線に垂直に配置され、
   任意の前記光出力端から入力された信号光は、対となる前記光出力端以外の２個の前記光出力端に各々分配され、
   前記ミラーは、ガラス表面に誘電体多層膜を有した構造であり、
   前記ミラーの前記信号光反射側とは反対側の面に、当該面に接した空気層を有する、
   ことを特徴とする光カプラ。
2. 前記光導波路コアおよび前記光導波路クラッドは、光硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の光カプラ。
3. 前記ミラーの位置する頂点部に、前記ミラーを支持する固定治具をさらに有し、
   前記固定治具は凹部を有し、前記ミラーは前記凹部を覆うように配置され、前記凹部内を前記空気層とする、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光カプラ。
4. 前記四角形は正方形であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の光カプラ。
5. 前記ハーフミラーは、偏光選択性を有したミラーであることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の光カプラ。
6. 前記ハーフミラーのうち、前記ミラーと対角の位置のハーフミラーは、ｐ波の透過率が６０〜９０％、ｓ波の反射率が６０〜９０％であり、残りの２つはｐ波の透過率が９０％以上、ｓ波の反射率が９０％以上である、ことを特徴とする請求項５に記載の光カプラ。