JPS62164003A

JPS62164003A - 光部品

Info

Publication number: JPS62164003A
Application number: JP556286A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Nakano; 博隆中野; Shigeaki Ashikawa; 栄晃芦川; Kazuhiko Ide; 和彦井出
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-01-14
Filing date: 1986-01-14
Publication date: 1987-07-20

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】〔発明の技術分野〕この発明は、光波長多重通信に用いられる、相異なる複
数の波長の光を含む光線を、夫々の波長毎に分離する分
波器、及び相異なる波長の複数の光線を単一の光線に合
波するための合波器などの光部品に関し、特に光源とし
て発光ダイオード（ＬＥＤ　）が使用される場合に適す
るように改良されたバンド・・々ス・フィルタを有する
光部品に係る。

〔発明の技術的背景〕

一功１／ｒ　　専フース、ぐ戸ｊ嘴テＶも片ム専辿耳多
重技術は、伝送容量の増大を図れるだけでなく、双方向
伝送や異種信号の同時伝送を可能にする特徴を有し、長
距離近距離伝送、加入者系伝送、データリンク等、光フ
アイバ伝送を用いるほとんど全ての分野での適用が考え
られている。

ところで光波長多重伝送では、送信側においては、波長
の異なる複数の光を１本の光ファイバに結合するための
合波器が、受信側においては、光ファイバを伝搬してき
た波長の異なる光を夫々分離するための分波器が必要で
ある。

そして、これら光合分波器には誘策体多層膜フィルタが
用いられているが、この種の誘′遇体多層膜フィルタと
しては、バンド・パス・フィルタ、長波長域通過フィル
タ、短波長域通過フィルタがある。

上記バンド・／！ス・フィルタとしては、光源を半導体
レーザとした場合、下記構成の３キャビティを有する層
数２３のものが知られているが、阻止域減衰量が充分で
ない。

基板ＩＡ−Ｌ−Ａ−Ｌ−Ａｌ接着剤・・・　（１）ここ
で、ＡミＨ−Ｌ−Ｈ・２Ｌ・Ｈ−Ｌ＠Ｈ但し、Ｈ，Ｌは
夫々光学的膜厚がλｏ／４の高−屈折率物質、低屈折率
物質である。λ０は中心波長である。２Ｌは光学的膜厚
がλａ／２の低屈折率物質であり、キャビティを表わす
。

上記の場合、光源としては、半導体レーデっまりレーデ
・ダイオードを用いる方式と、発光ダイオードを用いる
方式とがあり、発光ダイオードはレーデ・ダイオードに
比べ発光パワーが小さいが、安価であり、信頼性が高く
、又、発光ノ’？ワーの温度依存性がレーデ・ダイオー
ドに比べて小さく、駆動回路が簡単であることなどのだ
め、発光ダイオードは近距離伝送に適している。このよ
うな発光ダイオードの発光スペクトルの一例を、第４図
に示す。

しかしながら、発光ダイオードはレーデ−ダイオードに
比ベスペクトル幅が広いため、上記のような２３層、３
キャビティを有するバンド・／母ス・フィルタでは、レ
ーデ拳ダイオードを光源とする場合に比べ、次のような
欠点があった。

（１）通過帯域幅が相対的に狭く、発光ダイオードのス
ペクトルが切られてしまい、通過損失が増加する。

（２）　　阻止域減衰量並びにカット・オフが不充分で
、漏話減衰量が不充分となる。そこで、上記（２）項に
対しては、バンド・パス・フィルタを多段に用いること
によシ解決していたが、その場合、１段の場合と比較し
、通過帯域幅が狭くな夛、又、通過損失が大きくなる。

更に、複数枚のバンド・Ａ？ス・フィルタの重ね合せ工
程は、通常、接着剤を介した貼シ合せによる。単一のバ
ンド・パス・フィルタは、通常、基板側が所定の角度で
テーノ々研磨されているが、貼シ合せ工程においてテー
パ角度の誤差が重畳され、各各のバンド・ノ４ス・フィ
ルタの中心波長値が移動してしまうことになる。又、使
用するバンド・ノクス・フィルタの枚数が多い程、接着
工程も長くなシ、コストが高くなるという欠点があった
。

〔発明の目的〕

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたもの
で、光源の発光ダイオードに対応して、通過帯域幅が広
く、しかも阻止域減衰量の値が大きいバンド・パス・フ
ィルタを有する例えば光合分波器のような光部品を低コ
ストで提供することを目的としている。

〔発明の概要〕

この発明は、高屈折率物質と低屈折率物質との交互積層
からなり、５キャビティを有し、キャビティが低屈折率
物質からなる層数３９のバンド・パス・フィルタを備え
、光源が発光ダイオードの場合にも適する光部品である
。

〔発明の実施例〕

この発明では、発光ダイオード光源の波長の徂合せの一
例として、０．７８μｍ、０．８８μｍ　、　１．３μ
ｍの３波を用いた場合について説明する。

そこで、この発明による光部品例えば光合分波器は第２
図に示すように構成され、光源として発光ダイオードが
用いられ、誘電体ブロック５に、誘電体多層膜よシなる
複数のバンド・・やス呻フィルタ２０．２１が設けられ
ていると共に、長波長域通過フィルタ２２が設けられて
いる。

尚、図中、２３はロッド−レンズ、２４は光ファイバ、
２５．２６．２７はいずれも誘電体プリズムである。

上記の場合、誘導体ブロック５としては、例えばＢＫ−
７よりなるガラス・ブロックが用いられ、光合分波器の
本体を形成している。又、バンドｅノやス・フィルタ２
０．２１の構成については、後で詳細に説明するが、各
・ぐンド・ノクス・フィルタ２０．２１の中心波長は、
夫々０．７８μｍ。

０．８８μｍである。又、長波長域通過フィルタ２２は
、この場合１．３μｍを通過し、０．７８μｍ及び０．
８８μｍを反射させるように、誘電体多層膜の構成がな
されている。尚、ロッド・レンズ２３は、光ファイバ２
４に光を導入するためのものである。

さて次に、この発明の光部品例えば光合分波器で用いる
上記バンド・パス・フィルタ２０゜２１の構成について
、詳しく説明する。

即ち、バンド＋１／４１ス・フィルタ２０．２１は、そ
の中心波長が既述の２種の波長のものであり、高屈折率
物質と低屈折率物質との交互積層からなり、層数３９層
、キャビティ数５で、キャビティが低屈折率物質からな
るバンド・／？ス・フィルタであ６゜このバンド・・ぐ
ス・フィルタの具体的な膜構成は、次の通りであり、第
１図に示すようになっている。

基板ＩＡ拳Ｌ−Ａ−Ｌ−Ａ’ＬφＡ−Ｌ−Ａ　Ｉ接着剤
・・・　（２）ここでＡＥｉ：Ｈ−Ｌ＠Ｈ−２Ｌ、−Ｈ
争り倹■即ち、基板１としてＢＫ−７よシなるガラス基
板を用い、光学的膜厚がλｏ／４の高屈折率物質Ｈ２と
光学的膜厚がλｏ／４の低屈折率物質Ｌ３の交互積層よ
りなる誘電体多層膜であり、膜面側は例えば紫外線硬化
型の接着剤４を介して誘電体ブロック５に貼り合わされ
ている。ここで、λ０は中心波長、２Ｌは光学的膜厚が
λｏ／２の低屈折率物質であシ、キャビティを示す。−
例として、高屈折率物質としては二酸化チタン、又、低
屈折率物質としては二酸化シリコンが用いられる。

さて、損失で表わした場合の上記構成（２）の中心波長
が０．８８μ？ＦＫ　（７）　ハンド＋ｉ　ノクス参フ
ィルタ２１における分光特性を、第３図の曲線１ノに示
す。

又、従来の層数２３層、キャビティ数３よりなる上記構
成（１）のバンド・パス・フィルタにおける分光特性を
、第３図の曲線１２に示す。尚、第３図に示す分光特゛
性は、空気側より入射角２３度で入射する場合の、上記
接着剤４にて基板Ｊと貼り合せた後のもので、２枚のＢ
Ｋ−７のガラス基板を接着剤４にて貼り合せたものを、
リファレンスとした。

第３図から明らかなように、この発明による構成（２）
のバンド・パス・フィルタは、通過帯域幅が広くなり、
阻止域減衰量の値も大きくなっている。即ち、曲線Ｊ２
に示す従来のバンド・パス・フィルタは、通過帯が狭帯
域幅であり、又、合分波特性が充分急峻でなかったため
、光源が広帯域のスペクトルを持つ発光ダイオード用と
しては不適当であった。

しかし、この発明によると、通過帯域が広帯域で合分波
特性が急峻となり、発光ダイオード用として充分である
。尚、この発明の場合、曲線１１Ｖｃ示すバンド・パス
・フィルタ通過帯においてリノグルを生じているが、第
４図に示す発光ダイオードのスペクトル分布と相殺され
るため、はとんど影響がない。又、阻止域減衰量が、曲
線Ｉ２に示す従来のバンド・Ａ’ス・フィルタは３０ｄ
Ｂであるのに対し１曲線１１に示すこの発明のものは、
５０　ｄＢ以上となっており、従来、光合分波器用とし
て２枚で構成したものが、１枚で可能となった。

尚、上記実施例では、バンド・・やス・フィルタとなる
誘電体多層膜を、一度基板１に形成しておいたものを接
着剤４を介して誘電体ブロック５に貼り合せた場合につ
き詳述したが、貼り合わせずに、誘電体ブロック５に直
接多層膜を形成しても良い。

又、上記実施例では、バンド・パス・フィルタの層数を
３９膿と指定したが、誘電体多層膜の接着剤４側の最Ｐ
、層あるいは基板ｌの側の第１層に、低屈折率物質３を
例えば光学的膜厚をλｏ　／　２の整数倍だけ挿入して
も、この発明が適用出来るのは、勿論である。これは、
低屈折率物質３の屈折率は、通常、基板１並びに接着剤
４のそれに近いため、形成されたバンド・・ぐス・フィ
ルタの分光特性にほとんど影響しないためである。

又、上記実施例では、中心波長が夫々０．７８μｍ。

０．８８μｍ、１．３μｍのバンド拳ノ！ス・フィルタ
ラ有する光合分波器を例にとり詳述したが、光源の発光
ダイオードの発光波長は数多くあり、光源の波長に応じ
た中心波長を有するバンド・・ンス・フィルタ全てに、
この発明は適用出来る。そして、得られる分光特性も広
帯域の通過帯を有し、阻止域減衰量の大きなものが同様
に得られる。

又、上記実施例では、中心波長が夫々０．７８層１ｍ。

０．８８μ？ＦＩ＋１．３μｍの３波の場合について詳
述したが、光源として発光ダイオードとレーザ・ダイオ
ードの両方を使用する場合や、丸諒の数、合分波する波
長、波長数、便用するブリでノ、形・犬、フィルタの配
置、コリメータの光学系、その他この発明の要旨を逸脱
しない範囲で種々変形出来る。

〔発明の効果〕

この発明によれば、光源の発光ダイオードの発光ス４ク
トルに対応して、通過帯域幅が広く、阻止域減衰量も大
きいバンド会パス・フィルタを有する光部品を提供する
ことが可能である。

そして、この発明では、従来のように２枚のバンド番パ
ス・フィルタを貼り合せる必要がなく、１枚で可能とな
った。それ故、中心波長の許容誤差範囲も広くなり、バ
ンド・パス・フィルタが高歩留かつ低価格で提供するこ
とが可能となった。又、光部品としても中心波長設定の
ための光軸調整、フィルタのテーパ研磨工程、貼り合せ
工程を省略出来、この結果、製造工程が簡単となり、高
歩留かつ低価格で提供することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の光部品に用いるバンド・パス・フィ
ルタを示す断面図、第２図はこの発明の一実施例に係る
光部品（光合分波器）を示す構成図、第３図はこの発明
並びに従来のバンド・パス・フィルタの分光特性を示す
特性曲線図、第４図は発光ダイオードの発光スペクトル
を示す特性曲線図である。１・・・基板、２・・・高屈折率物質、３・・・低屈折
物質、４・・・接着剤、５・・・誘電体ブロック、１１
・・・この発明によるバンド・パス・フィルタの分光特
性、ｘ２・・・従来のバンドａ　ａＪ？スフィルタの分
光４１性、２ｏ　、　２１・・・バンド・ノ母ス・フィ
ルタ、２２・・・長波長域通過フィルタ、２３・・・ロ
ッド・レンズ、２４・・・光ファイバ、２５，２６．２
７・・・誘電体プリズム。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

低屈折率物質と高屈折率物質との交互積層からなり、５
キャビティを有し、キャビティが低屈折率物質からなる
層数３９のバンド・パス・フィルタを備えたことを特徴
とする光部品。