JP5495889B2 - 光合分波器、及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、波長多重光通信システムに用いられる光合分波器に関し、特に誘電体多層膜フィルタを波長選択フィルタとして用いた光合分波器、及びその製造方法に関する。

一般的に、波長多重光通信システムでは、波長の異なる複数の光を１つの光に合成（即ち波長多重）する、あるいは波長多重された光を各波長の光へ分波する光合分波器（光合波モジュール及び光分波モジュール）が用いられる。

図７は、従来の光分波器の一例（第１従来例）を示す構成図である。図７において、透明な保持部材１０１の第１主面及び第２主面（図７の上面及び下面）には、４波長分の波長分割多重フィルタ（以下、「ＷＤＭフィルタ」とする。ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）１０２−１〜１０２−４が接着剤によって固定されている。これらのＷＤＭフィルタ１０２は、例えばガラスブロック等の光透過ブロック（フィルタ基板）及び誘電体多層膜によって構成されている。

予め波長多重化された入力光は、入力ファイバ１０３−０から結合レンズ（コリメートレンズ）１０４−０に入射し、この結合レンズ１０４−０によって平行化される。この平行化された光は、保持部材１０１を透過して、ＷＤＭフィルタ１０２−１に入射する。このときに、波長λ１の光は、ＷＤＭフィルタ１０２−１を透過し、結合レンズ１０４−１を通して、出力ファイバ１０３−１に入射する。

また、他の波長λ２〜λ４の光は、ＷＤＭフィルタ１０２−１に当って反射する。これらの反射した光のうちλ２の光は、ＷＤＭフィルタ１０２−２を透過して、結合レンズ１０４−２を通して、出力ファイバ１０３−２に入射する。これと同様に、λ３〜λ４の光は、それぞれ出力ファイバ１０３−３〜１０３−４に入射する。

次に、図８は、従来の光分波器の他の例（第２従来例）を示す構成図である。この第２従来例は、例えば特許文献１に示すような従来装置に相当するものである。図８において、接着剤によって積層されたＷＤＭフィルタ２０１−１〜４の上方には、入出力ファイバ２０２−０〜４との光結合用の結合レンズ（コリメートレンズ）２０３−０〜４が設けられている。予め波長多重化された入力光は、入力ファイバ２０２−０から結合レンズ２０３−０に入射し、この結合レンズ２０３−０によって平行化される。

そして、結合レンズ２０３−０によって平行化された光は、ＷＤＭフィルタ２０１−１〜４に斜めに入射する。波長λ１の光は、ＷＤＭフィルタ２０１−１に当って反射して、結合レンズ２０３−１を通して、出力ファイバ２０２−１に入射する。他の波長λ２〜λ３の光は、ＷＤＭフィルタ２０１−１を透過する。

波長λ２の光は、ＷＤＭフィルタ２０１−２に当って反射し、ＷＤＭフィルタ２０１−１を透過した後に、結合レンズ２０３−２を通して出力ファイバ２０２−２に入射する。これと同様に、λ３〜λ４の光は、それぞれ出力ファイバ２０２−３〜２０２−４に入射する。

特許第３８３８５６３号公報

ここで、図７に示すような従来の光分波器では、製造工程を削減し製造コストを低減させるために、入出力ファイバ１０３−０〜４及び結合レンズ１０４−０〜４を、保持部材１０１に対して正確に配置した上で、保持部材１０１にＷＤＭフィルタ１０２−１〜１０２−４を正確に貼り付ける必要がある。

しかしながら、波長多重光通信システムにおいて使用されるＷＤＭフィルタでは、誘電体多層膜の厚みが１０〜２０μｍ程度であり、この誘電体多層膜が比較的厚いため、誘電体多層膜と光透過ブロックとの熱膨張係数の違いにより発生する熱応力が無視できなくなる。

他方、光透過ブロックを薄くした場合には、撓みが発生することが一般的に知られている。これらの熱応力や撓みによって、保持部材１０１へのＷＤＭフィルタ１０２の貼り付け精度が低下していた。このことから、実際には、出力ファイバ１０３−１〜４への光の結合損失が小さくなるように、出力ファイバ１０３−１〜４を個別にアライメント（位置調整）する必要があり、製造工程数が増加していた。

そこで、図８に示すような従来の光分波器のように、光透過ブロックを積層することによって光透過ブロックの撓みを小さくして製造することが試みられている。しかしながら、波長多重光通信システムにおいて使用されるＷＤＭフィルタでは、入射角度を大きくすると、偏光状態による透過帯域の差異が無視できなくなり、クロストークの劣化等の悪影響が発生してしまうことから、入射角度を大きくできない。また、入射角度をθとし、チャンネル間隔をｄとすると、光透過ブロックの厚みｔは、次の式（１）のように表される。

この式（１）において、例えばθ＝３．５°とし、ｄ＝１ｍｍとすると、光透過ブロックの厚みｔは、８．２ｍｍとなり、４チャンネル分の構造では３２ｍｍ以上の厚みにもなってしまう。このため、このような積層構造を有する従来の光分波器では、モジュールの小型化が困難であった。

また、図８に示すような従来の光分波器では、後のチャンネル（λ２以降のチャンネル）ほど、ＷＤＭフィルタ２０１−１〜２０１−４を透過する回数が増える。このため、出力ファイバへの光の結合損失が大きくなっていた。

なお、以上のような課題は、光分波器のみならず、光合波器でも同様に生じていた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、製造工程の簡略化とモジュールの小型化とを図ることができるとともに、光の結合損失を低減させることができる光合分波器、及びその製造方法を得ることを目的とする。

この発明に係る光合分波器は、波長の異なる複数の光が予め合波されてなる光を各波長の光に分波する、あるいは波長の異なる複数の光を１つの光に合波する複数の波長分割多重フィルタからなる波長分割多重フィルタアレイを備えるものであって、前記波長分割多重フィルタアレイは、それぞれ異なる透過波長帯域が予め設定され、前記透過波長帯域内の波長の光を透過するとともに、前記透過波長帯域外の波長の光を反射する複数の誘電体多層膜と、前記複数の誘電体多層膜のそれぞれが設けられた第１主面、前記第１主面に対する裏面である第２主面、及び前記第１主面と前記第２主面とを繋ぐ側面を持ち、前記第１主面が同一方向へ向くように前記側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されて全体として積層体を形成し、かつ光透過部材からなる複数の光透過ブロックとを有し、前記複数の光透過ブロックの断面形状は、前記第１主面と前記側面とのなす角、及び前記第２主面と前記側面とのなす角がそれぞれ非直角な平行四辺形状であり、前記第２主面における前記光の入射領域に近接している側面と前記第２主面とのなす角が鈍角であるものである。

また、この発明に係る光合分波器の製造方法は、それぞれ異なる透過波長帯域が予め設定され、前記透過波長帯域内の波長の光を透過するとともに、前記透過波長帯域外の波長の光を反射する複数の誘電体多層膜と、前記複数の誘電体多層膜のそれぞれが設けられた第１主面、前記第１主面に対する裏面である第２主面、及び前記第１主面と前記第２主面とを繋ぐ側面を持ち、前記第１主面が同一方向へ向くように前記側面同士が接合されて全体として積層体を形成し、かつ光透過部材からなる複数の光透過ブロックとを有し、波長の異なる複数の光が予め合波されてなる光を各波長の光に分波する、あるいは波長の異なる複数の光を１つの光に合波する複数の波長分割多重フィルタからなる波長分割多重フィルタアレイを備える光合分波器の製造方法であって、前記複数の光透過ブロックの断面形状が、前記第１主面と前記側面とのなす角、及び前記第２主面と前記側面とのなす角がそれぞれ非直角な平行四辺形状となるようにし、かつ前記第２主面における前記光の入射領域に近接している側面と前記第２主面とのなす角が鈍角となるようにして、前記複数の光透過ブロックの側面同士をオプティカルコンタクト法によって接合して積層体を形成するステップを含む製造方法である。

この発明に係る光合分波器によれば、波長分割多重フィルタアレイにおける複数の光透過ブロックの側面同士が、オプティカルコンタクト法によって接合されて全体として積層体を形成しているので、複数の光透過ブロックのそれぞれについての撓みを抑えることができ、光部品の調芯工程を削減可能となることから、波長分割多重フィルタについての製造工程の簡略化を図ることができる。また、複数の誘電体多層膜が重なる方向へ積層されないので、モジュールの小型化を図ることができるとともに、光が複数の誘電体多層膜を連続して透過しないことにより、光の結合損失を低減させることができる。

また、この発明に係る光合分波器の製造方法によれば、波長分割多重フィルタアレイにおける複数の光透過ブロックの側面同士をオプティカルコンタクト法によって接合して積層体を形成するステップが製造方法に含まれているので、この製造方法によって製造された光透過ブロックの積層体における複数の光透過ブロックのそれぞれについての撓みを抑えることができ、光部品の調芯工程を削減可能となることから、波長分割多重フィルタについての製造工程の簡略化を図ることができる。また、複数の誘電体多層膜が重なる方向へ積層されないので、モジュールの小型化を図ることができるとともに、光が複数の誘電体多層膜を連続して透過しないことにより、光の結合損失を低減させることができる。

この発明の実施の形態１による光分波器を示す構成図である。 図１の誘電体多層膜の波長帯域透過特性の一例を示すグラフである。 図１の光分波器の製造工程を説明するための説明図である。 この発明の実施の形態２による光分波器を示す構成図である。 この発明の実施の形態３による光分波器を示す構成図である。 図５の光分波器の製造工程を説明するための説明図である。 従来の光分波器の一例（第１従来例）を示す構成図である。 従来の光分波器の他の例（第２従来例）を示す構成図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による光分波器を示す構成図である。
図１において、実施の形態１の光分波器は、入力ファイバ１０と、結合レンズ（コリメートレンズ）２０、波長分波部３０、結合レンズアレイ４０、及び出力ファイバアレイ５０を有している。入力ファイバ１０は、予め波長多重化された光を、外部機器（図示せず）から、結合レンズ２０へ導く。結合レンズ２０は、入力ファイバ１０から入射された光を平行化する。

波長分波部３０は、光透過ブロック（フィルタ基板）３１−１〜４の積層体（以下、「積層体３１」ともいう。）を有している。光透過ブロック３１−１〜４は、それぞれ例えばガラス等の光透過部材によって形成されている。また、光透過ブロック３１−１〜４は、互いに平行でかつ対向する第１主面（図１の下面）と、第２主面（図１の上面）と、第１主面及び第２主面を繋ぐ側面とを有している。

積層体３１は、光透過ブロック３１−１〜４が積層されることによって形成されている。積層体３１のうち、互いに隣接する光透過ブロック３１−１〜４の側面同士は、オプティカルコンタクト法によって互いに接合されている。なお、各図において、光透過ブロック３１−１〜４の側面同士の接合箇所を一点破線で示す。

ここで、オプティカルコンタクト法とは、接着対象の２枚のガラス等の光透過部材の表面同士を比較的高精度に研磨して張り合わせた後に、加熱して接合固定（接着固定）する方法である。このオプティカルコンタクト法では、接着剤を使う必要がないので、接着面に対して比較的大きな入射角で入射した光を、低反射損失で透過することができる。また、このオプティカルコンタクト法を利用することによって、光透過ブロック３１−１〜４を伝播光路として利用することができる。

光透過ブロック３１−１〜４の第１主面（図１の下面）には、それぞれ誘電体多層膜３２−１〜４が形成されている。これらの誘電体多層膜３２−１〜４は、図２に示すような波長帯域透過特性（バンドパス特性）を有している。即ち、誘電体多層膜３２−１〜４には、それぞれ異なる透過波長帯域が予め設定されている。

具体的に、誘電体多層膜３２−１は、波長λ１の光を透過し、波長λ１以外の波長の光を反射する。これと同様に、誘電体多層膜３２−２〜４は、それぞれ波長λ２〜４の光を透過し、それぞれ波長λ２〜４以外の波長の光を反射する。従って、光透過ブロック３１−１〜４のそれぞれと、誘電体多層膜３２−１〜４のそれぞれとは、ＷＤＭフィルタを構成し、光透過ブロック３１−１〜４及び誘電体多層膜３２−１〜４は、全体としてＷＤＭフィルタアレイを構成している。

また、光透過ブロックの積層体３１の第２主面（図１の上面）には、結合レンズ２０からの光の入射領域（図１の左側の領域）に配置された無反射膜（図示せず）と、光を反射する反射膜（高反射膜）３３とが形成されている。この反射膜３３は、例えば誘電体多層膜による高反射ミラーコートである。

このように、波長分波部３０では、積層体３１が誘電体多層膜３２−１〜４と反射膜３３との間の光路を形成し、波長λ１〜４の波長多重化された光が、誘電体多層膜３２−１によって、波長λ１の光と、波長λ２〜４の光とに分波される。そして、波長λ２〜４の光は、誘電体多層膜３２−１及び反射膜３３で反射され、誘電体多層膜３２−２によって、波長λ２の光と、波長λ３，４の光とに分波される。これと同様に、波長λ３，４の光は、誘電体多層膜３２−３，４によって、それぞれ波長λ３の光と、波長λ４の光とに分波される。これらの各波長の光の光軸は、互いに平行で等間隔に離れて配置されている。

結合レンズアレイ４０は、等間隔に並べられた複数の結合レンズ（コリメートレンズ）によって構成されている。結合レンズアレイ４０は、誘電体多層膜３２−１〜４のそれぞれを透過した光を受けるように配置されている。出力ファイバアレイ５０は、等間隔に並べられた複数の光ファイバによって構成されている。出力ファイバアレイ５０は、結合レンズアレイ４０を通る光を受けるように配置されている。即ち、誘電体多層膜３２−１〜４から出射した光は、結合レンズアレイ４０を通して、出力ファイバアレイ５０に入射する。

次に、実施の形態１の光分波器の製造方法について説明する。図３は、図１の光分波器の製造工程を説明するための説明図である。まず、図３（ａ）に示すように、ブロック状の光透過部材が、切り出されて、光透過ブロック３１−１〜４が作成される。ここで、２ｃｈ〜４ｃｈ（λ２〜λ４）に対応する光透過ブロック３１−２〜４は、いずれも同じ幅である。また、１ｃｈ（λ１）に対応する光透過ブロック３１−１の幅は、入射領域形成用に、光透過ブロック３１−２〜４の幅よりも１．５倍以上大きいことが好ましい。

そして、光透過ブロック３１−１〜４のそれぞれの第１主面（図３（ａ）の下面）に、各波長λ１〜λ４に対応する誘電体多層膜３２−１〜４が形成される。この後に、化学機械研磨法により、光透過ブロック３１−１〜４のそれぞれの第１主面に対して直交する側面（図３（ａ）の左右の面）が、面精度λ／１００程度に研磨される（側面研磨）。

この側面研磨後には、図３（ｂ）に示すように、各波長λ１〜λ４の光透過ブロック３１−１〜４について誘電体多層膜３２−１〜４が形成された面が揃えられて、光透過ブロック３１−１〜４の側面が張り合わせられる。この状態で、光透過ブロック３１−１〜４が３００℃以上の温度で加熱され、光透過ブロック３１−１〜４の側面が接合固定され、積層体３１が形成される。即ち、オプティカルコンタクト法により、互いに隣接する光透過ブロック３１−１〜４の側面同士が接合される。

この後に、図３（ｃ）に示すように、積層体３１における第２主面（図３（ｃ）の上面：第１主面の裏面）が、第１主面に対して平行で、かつ積層体３１の厚みが先の式（１）に基づいて算出される厚みｔとなるように研磨される。そして、その研磨面における光の入射領域には、無反射膜が形成され、その他の領域には、反射膜３３が形成される。最後に、これらの行程を経て製造された波長分波部３０が他の部品１０，２０等と組み合わせられて、光分波器のモジュールが組み立てられて、光分波器の製造工程が終了する。

上記のような実施の形態１の光分波器によれば、波長分割多重フィルタアレイにおける光透過ブロック３１−１〜４の側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されて全体として積層体３１を形成している。この構成により、光透過ブロック３１−１〜４のそれぞれについての撓みを抑えることができ、各光部品の調芯工程を削減可能となることから、ＷＤＭフィルタアレイについての製造工程の簡略化を図ることができる。また、誘電体多層膜３２−１〜４が互いに重なる方向へ積層されないので、モジュールの小型化を図ることができるとともに、光が誘電体多層膜３２−１〜４を連続して透過しないことにより、光の結合損失を低減させることができる。

これに加えて、図７に示すような従来の光分波器とは異なり、光透過ブロック３１−１〜４及び誘電体多層膜３２−１〜４からなるＷＤＭフィルタアレイの固定に接着剤を使うことがないため、耐熱性や、耐湿性等の信頼性を向上することができる。また、光路上に接着剤が用いられていないため、接着剤を光が透過することに伴う光の結合ロスを抑えることができ、比較的高い光強度で使用することができる。

さらに、光透過ブロックの積層体３１の第２主面には、光の入射領域と反射膜３３とが設けられ、光透過ブロックの積層体３１は、反射膜３３と誘電体多層膜３２−１〜４との間で光を導くための光路を形成している。この構成により、図７に示すような従来の光分波器のような保持部材１０１を省略可能となることから、モジュールの更なる小型化を図ることができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、光透過ブロック３１−１〜４の断面形状が長方形状であった。これに対して、実施の形態２では、光透過ブロック６１−１〜４の断面形状が平行四辺形状である。

図４は、この発明の実施の形態２による光分波器を示す構成図である。図４において、実施の形態２の光分波器は、実施の形態１の波長分波部３０に代えて、波長分波部６０を有している。波長分波部６０は、光透過ブロック６１−１〜４の積層体（以下、「積層体６１」ともいう）を有している。光透過ブロック６１−１〜４の断面形状は、第１主面と側面とのなす角、及び第２主面と側面とのなす角がそれぞれ非直角（鋭角又は鈍角）な平行四辺形状である。

光透過ブロック６１−１〜４は、それぞれ第１主面（図４の下面）と、第２主面（図４の上面）と、第１主面及び第２主面を繋ぐ側面とを有している。光透過ブロック６１−１〜４の側面同士は、実施の形態１と同様に、オプティカルコンタクト法によって接合されている。

光透過ブロック６１−１〜４の第１主面には、それぞれ誘電体多層膜６２−１〜４が形成されている。光透過ブロック６１−１〜４の第２主面には、無反射膜（図示せず）及び反射膜６３が形成されている。これらの誘電体多層膜６２−１〜４、無反射膜（図示せず）及び反射膜６３の構成は実施の形態１と同様である。また、実施の形態２の光分波器の他の構成や製造工程は、実施の形態１と同様である。

次に、実施の形態２の光分波器の効果について説明する。実施の形態２でも、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されていることから、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、光透過ブロック６１−１〜４の断面形状が平行四辺形状であることから、実施の形態１とは異なり、波長分波部６０において、光透過ブロック６１−１〜４の側面が第１主面に対して直交せず、図４に示すようにφだけ角度がずれている。この場合、積層体６１内を光が伝播する際、側面に対する伝播光の入射角が、実施の形態１に比べて、φだけ小さくなる。
一般的に、入射角が小さいほど（垂直入射に近いほど）界面の揺らぎ等による影響が小さくなる。従って、この実施の形態２のように、入射角をφだけ小さくすることにより、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士の接合箇所（接合境界）における結合状態の不具合によって生じる損失を小さく抑えることができる。

さらに、実施の形態１では、伝播光は、反射膜３３において、光透過ブロック３１−１〜４の側面同士の接合箇所を中心として反射される。こられに対して、実施の形態２では、反射膜６３における伝播光の反射位置は、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士の接合箇所から次の式（２）に示すような量としてΔｘだけずれる。このΔｘは、光透過ブロックへの入射角度をθとすると以下のように与えられる。

このように、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士の接合箇所から次の式（２）に示すような量としてΔｘだけずれるので、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士の接合箇所での光の反射を回避することができ、この場所での接合の不具合から生じる損失の影響を避けることができる。

ここで、反射膜６３における光の反射位置が、光透過ブロック６１−１〜４の側面同士の接合箇所の中央と、図４の上下方向（第１主面と第２主面とが対向する方向）で重なるときに、接合の不具合から生じる過剰な損失が最小となる。このことから、式（２）において、Δｘ＝（２ｎ−１）ｄ／２の条件、即ちｔａｎφ／ｔａｎθ＝２ｎ−１の条件を満たすことがより好ましい。なお、ｎ＝１，２，３，・・・である。

実施の形態３．
実施の形態１，２では、積層体３１，６１の内部に分波用の光路が形成されていた。これに対して、実施の形態３では、折り返しブロック（折り返しプリズム）８１の内部に分波用の光路が形成されている。

図５は、この発明の実施の形態３による光分波器を示す構成図である。図５において、実施の形態３の光分波器は、入力ファイバ１０と、結合レンズ２０、波長分波部７０、結合レンズアレイ４０、及び出力ファイバアレイ５０を有している。実施の形態３の光分波器の波長分波部７０以外の構成については、実施の形態１と同様である。

波長分波部７０は、光路形成部８０と、複数のＷＤＭフィルタからなるＷＤＭフィルタアレイ９０とによって構成されている。光路形成部８０は、折り返しブロック（折り返しプリズム）８１を有している。

折り返しブロック８１は、例えばガラス等の光透過部材によって形成されている。また、折り返しブロック８１は、反射面（図５の上面：第１主面）と、反射面に対して平行でかつ対向する合分波面としての分波面（図５の下面：第２主面）とを有している。折り返しブロック８１の反射面には、結合レンズ２０からの光の入射領域（図５の左側の領域）に配置された無反射膜（図示せず）と、光を反射する反射膜（高反射膜）８２とが形成されている。

ＷＤＭフィルタアレイ９０は、実施の形態１の光透過ブロック３１−１〜４の積層体３１に相当する光透過ブロック９１−１〜４の積層体（以下、「積層体９１」ともいう。）を有している。光透過ブロック９１−１〜４の幅は、いずれも同等である。光透過ブロック９１−１〜４は、それぞれ等間隔に並べられている。

また、光透過ブロック９１−１〜４は、互いに平行でかつ対向する第１主面（図５の上面）及び第２主面（図５の下面）と、第１主面及び第２主面を繋ぐ側面とを有している。積層体９１のうち、互いに隣接する光透過ブロック９１−１〜４の側面同士は、実施の形態１と同様に、オプティカルコンタクト法によって互いに接合されている。

光透過ブロック９１−１〜４の第１主面（図５の上面）には、実施の形態１の誘電体多層膜３２−１〜４に相当する誘電体多層膜９２−１〜４がそれぞれ形成されている。誘電体多層膜９２−１〜４は、図２のようなバンドパス型の特性を有している。

誘電体多層膜９２−１〜４における積層体９１の反対側の面（図５の上面）は、折り返しブロック８１の分波面（図５の下面）に、オプティカルコンタクト法によって接合されている。即ち、誘電体多層膜９２−１〜４は、折り返しブロック８１と積層体９１との間に配置されている。従って、実施の形態３では、折り返しブロック８１が、反射膜８２と誘電体多層膜９２−１〜４との間の光の光路を形成している。

折り返しブロック８１に入射し予め波長多重化された入力光は、特定の波長の光がその波長に対応した誘電体多層膜９２−１〜４を透過する。このときに、他の波長の光は、誘電体多層膜９２−１〜４に当って反射し、ＷＤＭフィルタアレイ９０と、反射膜８２との間を折り返して伝播し、結果として、波長分波部７０から等間隔で互いに平行な４つの光ビームが出射する。

次に、実施の形態３の光分波器の製造方法について説明する。図６は、図５の光分波器の製造方法を説明するための説明図である。まず、図６（ａ）に示すように、ブロック状の光透過部材が、切り出されて、光透過ブロック９１−１〜４が作成される。光透過ブロック９１−１〜４は、いずれも同じ幅である。

そして、光透過ブロック９１−１〜４のそれぞれの第１主面（図６（ａ）の上面）に、各波長λ１〜λ４に対応する誘電体多層膜９２−１〜４が形成される。この後に、化学機械研磨法により、光透過ブロック９１−１〜４のそれぞれの第１主面に対して直交する側面（図６（ａ）の左右の面）が、面精度λ／１００程度に研磨される（側面研磨）。

この側面研磨後には、図６（ｂ）に示すように、各波長λ１〜λ４の光透過ブロック９１−１〜４について誘電体多層膜９２−１〜４が形成された面が揃えられて、光透過ブロック９１−１〜４の側面が張り合わせられる。この状態で、光透過ブロック９１−１〜４が３００℃以上の温度で加熱され、光透過ブロック９１−１〜４の側面が接合固定され、積層体９１が形成される。即ち、オプティカルコンタクト法により、互いに隣接する光透過ブロック９１−１〜４の側面同士が接合される。

この後に、図６（ｃ）に示すように、誘電体多層膜９２−１〜４の表面と、折り返しブロック８１の分波面とのそれぞれが、化学機械研磨法により面精度λ／１００程度に研磨される。そして、これらの研磨面同士を張り合わせ、３００℃以上の温度で加熱して接合する。即ち、オプティカルコンタクト法により、誘電体多層膜９２−１〜４の表面と、折り返しブロック８１の分波面とが接合される。

ここで、折り返しブロック８１に厚みｔは、先の式（１）を満たすように設定される。この後、図６（ｄ）に示すように、光ビームが光透過ブロック９１−１〜４の側面で蹴られないように（側面に当らないように）、光透過ブロック９１−１〜４が切断される。最後に、図６（ｅ）に示すように、波長分波部７０が他の部品１０，２０等と組み合わせられて、光分波器のモジュールが組み立てられて、光分波器の製造工程が終了する。

上記のような実施の形態３の光分波器によれば、光透過ブロック９１−１〜４の側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されていることから、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、折り返しブロック８１が、反射膜８２と誘電体多層膜９２−１〜４との間の光路を形成している。この構成により、光透過ブロック９１−１〜４の側面同士の接合箇所を光が通らないことから、波長分波部７０から出射するビームの光強度の損失を、より低減させることができる。

さらに、誘電体多層膜９２−１〜４が重なる方向へ積層されないので、モジュールの小型化を図ることができるとともに、光が誘電体多層膜９２−１〜４を連続して透過しないことにより、光の結合損失を低減させることができる。

なお、実施の形態３では、光透過ブロック９１−１〜４の側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されていた。しかしながら、この例に限定するものではなく、接着剤によって、光透過ブロック９１−１〜４の側面同士を接合してもよい。但し、光強度向上の観点で、オプティカルコンタクト法によって光透過ブロック９１−１〜４の側面同士を接合した方が好ましい。

また、実施の形態１〜３では、光分波器について説明した。しかしながら、実施の形態１〜３の各光の向きを逆向きとすることにより、各波長の光を合成することができる。従って、この発明は、光合波器及び光分波器を含む光合分波器に適用できる。

さらに、実施の形態１〜３では、光透過ブロック３１−１〜４，６１−１〜４，９１−１〜４が切り出された後に、これらの第１主面に、各波長λ１〜λ４に対応する誘電体多層膜３２−１〜４，６２−１〜４，９２−１〜４が形成された。しかしながら、光透過ブロックに誘電体多層膜を形成する方法としては、この例に限定するものではなく、例えば予め誘電体多層膜を形成した光透過ブロックを、回転する円弧状の内周歯（インナーソー）によって、比較的高精度に切り出してもよい。

また、実施の形態１〜３では、入力ファイバ１０から波長λ１〜λ４の４つの波長の光が出射され、これに対応して、波長分波部３０，６０，７０では、４つのＷＤＭフィルタからなるＷＤＭフィルタアレイが使用されていた。しかしながら、波長の数は、４つに限定するものではなく、２つ、３つ、又は５つ以上であってもよい。

さらに、実施の形態１〜３では、波長分波部３０，６０，７０からの光の出力先として出力ファイバアレイ５０を用いた。しかしながら、この例に限定するものではなく、出力光を結合するものとして、フォトダイオードアレイを用いてもよい。

１０ 入力ファイバ、２０ 結合レンズ、３０，６０，７０ 波長分波部、３１−１〜４，６１−１〜４，９１−１〜４ 光透過ブロック、３１，６１，９１ 積層体、３２−１〜４，６２−１〜４，９２−１〜４ 誘電体多層膜、３３，６３，８２ 反射膜、４０ 結合レンズアレイ、５０ ファイバアレイ、８０ 光路形成部、８１ 折り返しブロック、９０ ＷＤＭフィルタアレイ（波長分割多重フィルタアレイ）。

Claims (5)

1. 波長の異なる複数の光が予め合波されてなる光を各波長の光に分波する、あるいは波長の異なる複数の光を１つの光に合波する複数の波長分割多重フィルタからなる波長分割多重フィルタアレイ
   を備える光合分波器であって、
   前記波長分割多重フィルタアレイは、
   それぞれ異なる透過波長帯域が予め設定され、前記透過波長帯域内の波長の光を透過するとともに、前記透過波長帯域外の波長の光を反射する複数の誘電体多層膜と、
   前記複数の誘電体多層膜のそれぞれが設けられた第１主面、前記第１主面に対する裏面である第２主面、及び前記第１主面と前記第２主面とを繋ぐ側面を持ち、前記第１主面が同一方向へ向くように前記側面同士がオプティカルコンタクト法によって接合されて全体として積層体を形成し、かつ光透過部材からなる複数の光透過ブロックと
   を有し、
   前記複数の光透過ブロックの断面形状は、前記第１主面と前記側面とのなす角、及び前記第２主面と前記側面とのなす角がそれぞれ非直角な平行四辺形状であり、前記第２主面における前記光の入射領域に近接している側面と前記第２主面とのなす角が鈍角である
   ことを特徴とする光合分波器。
2. 前記複数の光透過ブロックの積層体の前記第２主面には、光の入出射領域と反射膜とが設けられ、
   前記複数の光透過ブロックの積層体は、前記反射膜と前記複数の誘電体多層膜との間で光を導くための光路を形成する
   ことを特徴とする請求項１記載の光合分波器。
3. それぞれ異なる透過波長帯域が予め設定され、前記透過波長帯域内の波長の光を透過するとともに、前記透過波長帯域外の波長の光を反射する複数の誘電体多層膜と、
   前記複数の誘電体多層膜のそれぞれが設けられた第１主面、前記第１主面に対する裏面である第２主面、及び前記第１主面と前記第２主面とを繋ぐ側面を持ち、前記第１主面が同一方向へ向くように前記側面同士が接合されて全体として積層体を形成し、かつ光透過部材からなる複数の光透過ブロックと
   を有し、波長の異なる複数の光が予め合波されてなる光を各波長の光に分波する、あるいは波長の異なる複数の光を１つの光に合波する複数の波長分割多重フィルタからなる波長分割多重フィルタアレイを備える光合分波器の製造方法であって、
   前記複数の光透過ブロックの断面形状が、前記第１主面と前記側面とのなす角、及び前記第２主面と前記側面とのなす角がそれぞれ非直角な平行四辺形状となるようにし、かつ前記第２主面における前記光の入射領域に近接している側面と前記第２主面とのなす角が鈍角となるようにして、前記複数の光透過ブロックの側面同士をオプティカルコンタクト法によって接合して積層体を形成するステップ
   を含むことを特徴とする光合分波器の製造方法。
4. 前記積層体を形成するステップの後に行われ、前記複数の光透過ブロックの積層体の前記第２主面に、光の入出射領域、及び反射膜を設けるステップ
   をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の光合分波器の製造方法。
5. 前記積層体を形成するステップの後に行われ、光の入出射領域、及び反射膜が設けられた反射面と、その反射面に対する裏面である合分波面とを有し光透過部材からなる折り返しブロックの前記合分波面に、前記複数の誘電体多層膜におけるそれぞれの誘電体多層膜が設けられた前記光透過ブロックの反対側の面を接合するステップ
   をさらに含むことを特徴とする請求項３記載の光合分波器の製造方法。

Images