JPH0215203A - 光ファイバ型光分波器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバの伝搬光を波長フィルタを用いて
分波する光ファイバ型光分波器に関するものである。

（従来の技術） 第２図は、従来の光ファイバ型光分波器の構成を示す斜
視図で、昭和６３年電子情報通信学会春季全国大会（ｃ
−４７５）において、「多芯用単一モード光合分波器」
と題して、単用、落合、渡辺、柳川、宮沢によって報告
された。図中、１゜２は基板、３，４は光ファイバテー
プ、３ａ、４ａは光ファイバテープ３，４の各光ファイ
バで、被覆３ｂ、４ｂを除去された部分がそれぞれ基板
１．２に固定されて、その各々の側面は基板１゜２と共
にコア近傍まで研磨されている。５．６は波長λ１の光
を反射する多層膜からなる薄板ガラスの波長フィルタで
、各光ファイバ３ａ、４ａにファイバ軸と直角にかつ基
板］、、２の側面に対して７０°の角度をもって形成さ
れた合溝にそれぞれ挿入されて接着、固定されている。

また、光ファイバ３ａの研磨面と光ファイバ４ａの研磨
面が互いに対向して接触すると共に、波長フィルタ５゜
６の反射面が互いに平行かつ対向するように接着剤ＥＡ
で固定した構成となっている。

このような、構成において、例えば、図示しない半導体
レーザによりλ１とλ２なる２波長の光Ｉ　（λ１＋λ
２）が、光ファイバ３ａの端部３ａ１から入射されると
、波長λ１の光■λ１は波長フィルタ５で反射され、波
長λ２の光■λ２は波長フィルタ５を透過する。反射し
た波長λ１の光■λ１はさらに波長フィルタ６で反射さ
れて、光ファイバ４ａに導入され、波長λ１の光Ｉλ１
は光ファイバ４ａの端部４ａ−２から出射する。

一方、波長フィルタ５を透過した波長λ２の光ｌλ２は
、さらに光ファイバ３ａを伝搬して、その端部３ａ−２
から出射する。

これら、出射光Ｉλ１，１λ２は図示しない検出器等で
検出されることになる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来の構成によれば、光ファイバ３
ａ、４ａの両端に半導体レーザや光検出器を接続する場
合、別途接続する作業が必要であり、これによる実装上
の空間的なスペースが必要となり、大型化を招くという
問題点があった。また、波長フィルタ５，６の位置合わ
せを１〜２ミクロンの精度で行なわれなければならない
ので、組立作業が極めて困難であるという問題点があっ
た。

本発明の目的は、上記問題点に鑑み、組立作業が容易に
行なえ、しかも小型化及び低価格化を図れる光ファイバ
型光分波器を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、請求項（１）では、基板と、
側面がコア近傍まで研磨され前記基板に固定された光フ
ァイバと、該光ファイバにファイバ軸と直角にかつ前記
基板側面に対して４５６の角度をもって形成された溝と
、該溝に挿入、固定された波長フィルタと、該波長フィ
ルタの反射面と対向して配設された光検出器とを備えた
。

また、請求項（２）では、基板と側面がコア近傍まで研
磨され前記基板に固定された光ファイバと、該光ファイ
バに所定間隔をおいてファイバ軸と直角にかつ前記基板
側面に対して４５°の角度をもって形成された複数の溝
と、それぞれの溝に挿入、固定された反射する波長がそ
れぞれ異なる複数の波長フィルタと、それぞれの波長フ
ィルタの反射面と対向して配設された複数の光検出器と
を備えた。

さらに、請求項（３）では、請求項（１）または請求項
（２）の構成に加えて、波長フィルタで反射された光の
みを透過する波長フィルタを光ファイバの研磨面と光検
出器間に配設した。

（作　用） 請求項（Ｌ）によれば、例えば光ファイバの一端部から
、この光ファイバに入射された２波長からなる光は、光
ファイバを伝搬して、波長フィルタに入射し、一方の波
長の光は、この波長フィルタで反射され光検出器によっ
て受光されて検出される。また他方の波長の光は、波長
フィルタを透過してさらに光ファイバを伝搬し、その他
端部から出射する。

また、請求項（２）によれば、光ファイバの一端部から
入射された複数の波長の光は、光ファイバを伝搬中に各
波長の光を反射する波長フィルタで反射され、これら波
長フィルタに対向して配設された光検出器でそれぞれ受
光されて検出される。

さらに、請求項（３）によれば、光ファイバを伝搬中に
反射された各波長の光は、反射された光のみを透過する
波長フィルタを透過した後に、光検出器で受光されて検
出される。

（実施例） 第１図は、本発明による光ファイバ型光分波器の第１の
実施例を示す縦断側面図である。図中、１０は長手方向
中央部に凸部１０ａを形成したガラス製基板、１１は基
板１０の凸部１０ａ上面に長手方向に沿って形成された
長溝で、この長溝１］は後述する光ファイノベ１２の直
径とほぼ同一の幅を有する。］２は直径が］２５μｍの
単一モード光ファイバ（以下、単に光ファイバと称す）
、］２ａは光ファイバ］２の被覆である。光ファイバ１
２は、その被覆１２ａを除去した部分が前記長溝］］に
挿入、固定されて、基板１０と共に側面かコア（図示せ
ず）近傍まで研磨されている。

１３は光ファイバ１２の研磨部に、ファイバ軸と直角に
かつ基板］−〇の側面に対して４５°の角度をもって形
成された溝で、溝１３の幅は４５μｍ１深さは約１　ｍ
ｍに設定されている。１４は溝１３に挿入され、接着、
固定された多層膜からなる薄板ガラスの波長フィルタで
、厚さ４０μｍを有し、波長λ１　　（＝ＩＪＯμｍ）
の光と波長λ２（＝　１．５５μｍ）の光アイソレーシ
ョンが３５ｄＢであり、波長λ１の光のみを反射する。

］５はＧｅ光検出器で、その受光面が波長フィルタ１４
の反射面と対向して前述した光ファイバ１２の研磨面１
−２ｂに接着、固定されている。ＥＡは接着剤である。

次に、上記構成を有する光コアイノく型光分波器の作製
方法及びその動作について説明する。

まず、基板］０の凸部１．　Ｏａに予め形成された長溝
１１に、光ファイバ１２の被覆１２ａを除去した部分を
埋め込む。次に、第３図に示すような特殊なダイシング
装置（斉藤忠夫、渡辺純二二“マイクロ形状加工”　５
９年精密工学学会、前刷り集、２０８　（５９年１０月
）参照）を用０、薄いザファイアプレ−１−’　２０を
エアスピンドル２］により風速１３００　ｍ／ｍｉｎの
高速で回転し、粒径０．２４ａ　ｍのＳ　ｔ　Ｏ２砥粒
２２を基板１０に吹き付けながら前述した構造パラメー
タの溝１３を形成する。これにより、溝１３の側面は鏡
面に近いものとなる。次いで、波長フィルタ１４を溝１
３に挿入し、接着、固定後、光コアイノく１２の側面を
基板］０と共にコア近傍まで研磨する。続いて、この研
磨面］、　２　ｂ上にＧｅ光検出器１５を載置し、波長
λ１（−１，，３０μｍ）の反射光が最大に受光される
ようにＧｅ光検出器１５を位置合わせした後、接着、固
定することにより作製が完了する。なお、実際には、Ｇ
ｅ面が研磨面に接触しないように、Ｇｅ光検出器１５の
周囲にはＧｅ面よりわずかに高いガードリングが装着さ
れている。

このように作製された光ファイバ型光分波器において、
端部１２−１から光ファイバー２に入射されたλ１とλ
２なる２波長の光１（λ１＋λ２）は、光ファイバー２
を伝搬して波長フィルター４に入射する。ここで波長λ
１の光■λ１は反射されて、研磨面１２ｂを介して光検
出器１５て受光されて検出される。一方、波長λ２の光
Ｉλ２は、波長フィルター４を透過し、さらに光コアイ
ノく１２を伝搬して、その端部１２−２から出射する。

実際、波長１．３０μｍと波長１．５５μｍの光を光フ
ァイバー２の端部］２−１から入射した結果、波長１３
０μｍの光の損失は、０．５ｄＢであった。また、波長
１．５５μｍの透過光の損失は０．６ｄＢで、両光のア
イソレーションが３１ｄＢであった。

以上のように、本節１の実施例によれば、組立てが極め
て簡単であり、またＧｅ光検出器１５が一体化された光
ファイバ型光分波器が実現できるので、小型化、低価格
化を図れる。

第４図は、本発明による光ファイバ型光分波器の第２の
実施例を示す縦断側面図である、本節２の実施例と前記
第１の実施例の異なる点は、波長λ１の光と波長λ２の
光のアイソレーションの向上を図るために、研磨面１２
ｂとＧｅ光検出器１５の間に、波長λ１の光のみを透過
する波長フィルタ１６を配置したことにある。

以上の如く構成することによって、実際に、波長１．３
０μｍの光と波長１．５５μｍの光を用いて測定した結
果、両光のアイソレーションは４８ｄＢと向上した。ま
た、波長１．３０μｍの光の損失は０．８ｄＢであった
。

第５図は、本発明による光ファイバ型光分波器の第３の
実施例を示す縦断側面図である。図中、３０は長手方向
中央部に凸部３０ａを形成したガラス製基板、３１は基
板３０の凸部３０ａ上面に長平方向に沿って形成された
長溝で、この長溝３１は後述する光ファイバ３２の直径
とほぼ同一の幅を有する。３２は直径が１２５μｍの光
ファイバ、３２ａは光ファイバ３２の被覆である。光フ
ァイバ３２は、その被覆３２ａを除去した部分が前記長
溝３１に挿入、固定されて、基板３０と共に側面がコア
（図示せず）近傍まで研磨されている。

３３ａ、３３ｂは光ファイバ３２の研磨部に、ファイバ
軸と直角にかつ基板３０の側面に対して４５°の角度を
なし、所定間隔をもって形成された溝で、溝３３ａ、３
３ｂの幅は４５μｍ、深さは約１　ｍｍに設定されてい
る。３４ａは溝３３ａに挿入され、接着、固定された多
層膜からなる薄板ガラスの波長フィルタで、厚さ４０μ
ｍを有し、波長λ１（−１，３０，ｃｚ　ｍ　）の光と
波長λ２（＝　１．５５．ｃｚ　ｍ　）の光のアイソレ
ーションが４０ｄＢであり、波長λ１の光のみを反射す
る。３３ｂは溝３４ｂに挿入されて接着、固定され、波
長λ２の光のみを反射する波長フィルタで、その材質、
構造パラメタ及びその他の機能は波長フィルタ３４ａと
同一である。３５ａは波長フィルタ３４ａで反射された
波長λ１の光のみを透過する波長フィルタ、３５ｂは波
長フィルタ３４ｂで反射された波長λ２の光のみを透過
する波長フィルタで、これら波長フィルタ３５ａ、３５
ｂは研磨面３２ｂに接着、固定されている。３６ａは波
長フィルタ３５ａに接着、固定され波長フィルタ３５ａ
の透過光を受光、検出するＧｅ光検出器、３６ｂは波長
フィルタ３５ｂに接着・固定され波長フィルタ３５ｂの
透過光を受光、検出するＧｅ光検出器、ＥＡは接着剤で
ある。

なお、上記構成を有する光ファイバ型光分波器は、前記
第１の実施例と同様の方法で作製される。

次に、上記構成による動作を説明する。例えば端部３２
−１から光ファイバ３２に入射された、λｌ（＝　１．
３０μｍ）とλ２（＝　１．５５μｍ）とλ３（＝０．
８７μｍ）なる３波長の光１（λｌ十λ２＋λ３）は、
光ファイバ３２を伝搬して波長フィルタ３４ａに入射す
る。ここで、波長λ１の完工λ１のみ反射され、この反
射された波長λ１の光■λ１は波長フィルタ３５ａを透
過してＧｅ光検出器３６ａで受光されて検出される。

一方、波長λ２と波長λ３の光■　（λ２＋λ３）は、
波長フィルタ３４ａを透過し、さらに光ファイバ３２を
伝搬して、波長フィルタ３４ｂに入射する。ここで、波
長λ２の光ｌλ２のみ反射され、この反射された波長λ
２の完工λ２は波長フィルタ３５ｂを透過して、Ｇｅ光
検出器３６ｂで受光されて検出される。

また、波長λ３の光Ｉλ３は波長フィルタ３４ｂを透過
し、さらに光ファイバ３２を伝搬して、その端部３２−
２から出射する。

実際に、波長０，８７μｍと波長１．３０μｍと波長１
．５５μｍの３つの光を用いて光ファイバ３２の端部３
２−１から入射した結果、波長０．８７μｍ。

１．３０μｍ、　１．５５μｍのそれぞれに対して、損
失は１．２ｄＢ　、　０．５ｄＢ　、　０．９ｄＢであ
った。また、波長０．８７μｍに対する波長１．３０μ
ｍ及び波長１．５５μｍの光のアイソレーション損失は
、いずれも４８ｄＢで、波長１．３０μｍの光と波長１
．５５μｍの両光のアイソレーションは、４５ｄＢであ
った。

第６図は、本発明による光ファイバ型光分波器の第４の
実施例を示すもので、第６図（ａ）は斜視図、第６図（
ｂ）は断面図である。本箱４の実施例では、前記第１の
実施例のアレイ化を図ったものである。図中、４０は基
板、４１は光ファイバテープ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
、４２ｄは光ファイバテープ４１の各単一モード光ファ
イバ、４３は波長λｌ　　（−１，３０μｍ）の光のみ
を反射する波長フィルタ、４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４
４ｄは光ファイバ固定用長溝、４５　ａ、　４５　ｂ、
　４５　ｃ。

４５ｄはＧｅ光検出器、ＥＡは接着剤で、作製方法は前
記第１の実施例と同様の方法で行なわれる。

このような構成を有する光ファイバ型光分波器を波長１
．３０μｍの光と波長１．５５μｍの光を用いて測定し
た結果、波長１．３０μｍの光の損失は０．６ｄＢ±０
．２ｄＢ　、波長１．５！Ｈｚ　ｍの光の損失は０．５
ｄＢ±０　、１．　ｄ　Ｂで、両光のアイソレーション
は３２ｄＢであった。

また、この構成で両光のアイソレーションを向上させる
には、前記第２の実施例と同様に、研磨面とＧｅ光検出
器４５ａ〜４５ｄ間に波長１．３０μｍの光のみを透過
する波長フィルタを配設することによって、４０ｄＢの
アイソレーションを得ることかできた。

第７図は本発明による光ファイバ型光分波器の第５の実
施例を示す断面図である。本箱５の実施例と前記第４の
実施例と異なる点は、第４の実施例における第１の単一
モード光ファイバ４２ａ。

４２ｂ、４２ｃ、４２ｄの代わりにカットオフ波長１．
．１５μｍ、複屈折率４Ｘ１０−４のＰＡＮＤＡ型の偏
波保持光７フイバ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ。

５１ｃｌを用いたことにあり、その他の構成は前記第４
の実施例と同様である。

ただし、本箱５の実施例の場合、偏波保持光ファイバ５
１ａ、５１．ｂ、５１ｃ、５１ｄをそれぞれ長溝４４ａ
、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄに挿入ずる際は、応力付与部
５２の中心軸を通る偏波の主軸が、基板４０表面と平行
になるよう配列され、接着剤ＥＡで固定される。

このように構成された光ファイバ型光分波器において、
波長】、３０μｍの光と波長１．５５μｍの光を用いて
測定した結果、波長１．３０μｍの基板４ｏの面と平行
及び垂直の偏波の損失は、それぞれ０．ＢｄＢ±０．Ｌ
ｄＢ　、　０．７ｄＢ±０．２ｄＢ　、波長１．５５μ
ｍの基板４０の面と平行及び垂直の偏波の損失は、それ
ぞれ０．５ｄＢ　＋０．２ｄＢ　、　０．４ｄＢ　＋０
．２ｄＢであった。

また、両光のアイソレーションは、基板４ｏの面と平行
の偏波に対しては３４　ｄＢ、基板４ｏの面と垂直の偏
波に対しては３６ｄＢであった。

なお、前記第４の実施例と同様、研磨面とＧｅ光検出器
４’　５　ａ〜４５ｄ間に、波長１．３０μｍの光のみ
を透過する波長フィルタを配設することにより、４０ｄ
Ｂのアイソレーションを得ることかできた。

なお、以上の説明では、波長１，３０μｍ及び１．５５
μｍの場合のみについて説明したが、他の波長に対して
も全く同様な光分波器を実現できることは勿論である。

また、前記各実施例において、単一モード光ファイバ、
偏波保持光ファイバ以外の多モード光ファイバを適用で
きることはいうまでもない。

（発明の効果） 以上説明したように、請求項（１）または請求項（２）
によれば、光検出器を一体化することができるので、小
型化を図ることかできる。また、アレイ化しても波長フ
ィルタと光検出器の位置合わせが容易であるので、組立
が極めて容易に行なえ、しかも低価格化を図れる利点が
ある。

また請求項（３）によれば、波長の異なる複数の光のア
イソレーションを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光ファイバ型光分波器の第１の実
施例を示す縦断側面図、第２図は従来の光ファイバ型光
分波器の斜視図、第３図はダイシング装置の説明図、第
４図は本発明による光ファイバ型光分波器の第２の実施
例を示す縦断側面図、第５図は本発明による光ファイバ
型光分波器の第３の実施例を示す縦断側面図、第６図は
本発明による光ファイバ型光分波器の第４の実施例を示
すもので、第６図（ａ）は斜視図、第６図（ｂ）は断面
図、第７図は本発明による光ファイバ型光分波器の第５
の実施例を示す断面図である。 図中、１０，３０．４０・・・基板、１１．．３１゜４
４　ａ　〜４４　ｄ−長溝、１２，３２．４２ａ　〜４
２ｄ・・・単一モード光ファイバ、１３，３３ａ。 ３３ｂ、−・・溝、１４，１６，３４ａ、３４ｂ。 ３５ａ、３５ｂ、４３−・・波長フィルタ、］５３６ａ
、、３６ｂ、４５ａ−４５ｄ−・・光検出器、５１ａ〜
５１ｄ・・・偏波保持光ファイバ、ＥＡ・・・接着剤。 特許出願人　日本電信電話株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板と、 側面がコア近傍まで研磨され前記基板に固定された光フ
   ァイバと、 該光ファイバにファイバ軸と直角にかつ前記基板側面に
   対して４５°の角度をもって形成された溝と、 該溝に挿入、固定された波長フィルタと、 該波長フィルタの反射面と対向して配設された光検出器
   とを備えた ことを特徴とする光ファイバ型光分波器。
2. （２）基板と、 側面がコア近傍まで研磨され前記基板に固定された光フ
   ァイバと、 該光ファイバに所定間隔をおいてファイバ軸と直角にか
   つ前記基板側面に対して４５°の角度をもって形成され
   た複数の溝と、 それぞれの溝に挿入、固定された反射する波長がそれぞ
   れ異なる複数の波長フィルタと、それぞれの波長フィル
   タの反射面と対向して配設された複数の光検出器とを備
   えた ことを特徴とする光ファイバ型光分波器。
3. （３）前記波長フィルタで反射された光のみを透過する
   波長フィルタを光ファイバの研磨面と光検出器間に配設
   した請求項（１）または請求項（２）記載の光ファイバ
   型光分波器。