WO1999046628A1 - Demultiplexeur optique et son procede d'assemblage - Google Patents

Demultiplexeur optique et son procede d'assemblage Download PDF

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Kenichi Nakama
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Nippon Sheet Glass Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an optical demultiplexer mainly used for wavelength division multiplexing optical communication.
  • an optical demultiplexer using an optical fiber for optical input / output.
  • an optical fiber for light input / output is arranged at the focal position of the collimating lens.
  • the outgoing light from the input optical fiber is converted into parallel light by a collimating lens, and is incident on a reflective diffraction grating arranged in a retro manner.
  • the incident light is split using the wavelength dispersion characteristics of the diffraction grating, and then condensed again on the end face of the output optical fiber of each channel via the collimating lens.
  • the above-described optical demultiplexer has realized the optical demultiplexing function.
  • an object of the present invention is to provide an optical demultiplexer using a reflection type diffraction grating, which can monitor the state of light incident on the diffraction grating, and an assembling method thereof.
  • the optical demultiplexer of the present invention is achieved by forming a light transmissive region in a part of a reflection type diffraction grating.
  • the invention according to the first embodiment of the present invention provides a light component comprising: a light input unit; a collimating lens; a substrate on which a diffraction grating is formed; and a light receiving unit for receiving light separated by the diffraction grating.
  • the light input unit and the light receiving unit are opposed to the reflection type diffraction grating via the collimating lens, and the diffraction grating is a reflection type diffraction grating having a reflection surface,
  • An optical demultiplexer characterized in that at least a part of the reflection surface includes a light transmissive region.
  • the light transmitting region is a region where the reflection surface is not formed.
  • the light transmissive region is a low reflectivity region.
  • the optical demultiplexer according to claim 1 in the optical demultiplexer according to claim 1, light incident on the light transmissive region passes through the diffraction grating and is incident on the back surface of the substrate.
  • the feature is that the angle is smaller than the angle of total reflection of light.
  • a light receiving element for measuring an incident light amount is provided behind the substrate of the diffraction grating corresponding to the light transmitting region. Is provided. At this time, the light receiving element is preferably provided directly on the back surface of the substrate.
  • the invention according to claim 6 is the optical demultiplexer according to claim 1, wherein the optical input means is an optical fiber.
  • the light receiving unit is a light receiving element array including a plurality of optical fibers, a plurality of optical waveguides, or a plurality of light receiving elements.
  • the group consisting of ing is a light receiving element array including a plurality of optical fibers, a plurality of optical waveguides, or a plurality of light receiving elements.
  • the light transmitted through the light transmitting region is imaged behind the substrate of the diffraction grating. It is characterized by having a lens and light receiving means for receiving the transmitted and imaged light.
  • the light receiving unit is a light receiving element including a plurality of optical fibers, a plurality of optical waveguides, or a plurality of light receiving elements. It is one selected from a group consisting of an array.
  • a feature of the present invention is that, in an optical demultiplexer using a reflection type diffraction grating, incident light can be observed from the back side of the diffraction grating by providing a light transmission region in the reflection type diffraction grating. It is in.
  • a method of assembling an optical demultiplexer including an input optical fiber, a collimating lens, a diffraction grating, and light receiving means for receiving light separated by the diffraction grating.
  • the grating is a reflection type diffraction grating having a reflection surface, has a light transmissive region in a part of the reflection surface, and monitors transmitted light passing through the light transmissive region to thereby perform the diffraction.
  • This is a method for assembling an optical demultiplexer, which comprises adjusting an optical axis position of a grating.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram illustrating an embodiment of an optical demultiplexer according to the present invention.
  • an optical fiber is used as the light input means, and a light receiving element array is used as the light receiving means.
  • FIG. 2 is a schematic overall configuration diagram of an optical demultiplexer illustrating an example in which a reflection type diffraction grating is directly formed on a prism-shaped angle block.
  • FIG. 3 is a plan view showing the shape of the light transmission region on the reflection surface of the diffraction grating.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining how the optical demultiplexer shown in FIG. 3 is assembled and adjusted.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an optical demultiplexer in which a light receiving element is directly provided on the back surface of a substrate on which a reflection type diffraction grating is formed.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which light incident on the substrate of the reflection type diffraction grating is emitted from the back surface of the substrate without being totally reflected.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining an optical demultiplexer capable of monitoring light of a selected wavelength by imparting a filter function to a reflection surface.
  • Fig. 8 shows an optical demultiplexer that can add a filter function to the reflection surface and form an image of light of the selected wavelength with an imaging lens, and monitor the formed light with a light-receiving element array, for example.
  • FIG. 9 is a schematic overall configuration diagram of an optical demultiplexer using an optical fiber array as a light receiving means.
  • FIG. 10 is a schematic overall configuration diagram of an optical demultiplexer using an optical waveguide for input means and light receiving means.
  • optical demultiplexer for wavelength division multiplexing optical communication shown in FIG. 1, light of a human wavelength is multiplexed from the optical fiber 1 and transmitted to the optical fiber 1 as the optical input means.
  • the exit surface of the optical fiber 1 is arranged on the focal plane 20 of the collimating lens 2.
  • the outgoing light 10 from the optical fiber 1 spreads according to the numerical aperture of the optical fiber 1, is converted into parallel light 11 by the collimating lens 2, and enters the diffraction grating 3.
  • the diffraction grating 3 is a reflection type diffraction grating in which, for example, a metal thin film is coated on a substrate on which the diffraction grating is formed to form the reflection surface 31. For this reason, the light of each channel is spectrally reflected according to the wavelength dispersion characteristics of the diffraction grating 3.
  • the diffraction order of the diffraction grating 3 is m
  • the grating constant is d
  • the wavelength used is obtained.
  • the diffraction grating 3 is arranged so as to satisfy the relationship of Of light reverses the optical axis 5. With such an arrangement, the spectrally reflected light 12 reaches the collimating lens 2 again while maintaining an angle corresponding to the optical axis 5 and the wavelength dispersion characteristic.
  • the light 12 is separated and condensed on an off-axis focal plane 20 of the collimating lens to form a condensed spot group 13 for each channel.
  • the light receiving element array 4 is configured by arraying light receiving elements (that is, effective light receiving surfaces of the light receiving elements) 40 arranged corresponding to each of the condensed spot groups 13 in an array.
  • the number of light receiving elements in the light receiving element array 4 is equal to the number of demultiplexing channels.
  • the signal is split into four channels.
  • an optical demultiplexer is configured.
  • optical demultiplexer of this embodiment is not of the retro type in an accurate sense, it has an arrangement conforming to the retro type, so that a high alignment accuracy is required for each component.
  • -Light receiving element array manufactured by Epitaxx (USA); ETX100MLA, 22-pin-DIP package.
  • a prism-shaped angle block having a mounting angle determined in advance by optical design.
  • the prismatic angle block is formed of a translucent material. .
  • Pyrex glass (trade name, manufactured by Corning), BK7 (Short), quartz glass, and the like.
  • a reflective diffraction grating may be directly formed on the prism-shaped angle block (see FIG. 2).
  • the optical demultiplexer according to the present invention is characterized in that the diffraction grating 3 has a feature.
  • the light transmission region 30 provided in the diffraction grating 3 is provided.
  • the diffraction grating is provided through the light transmission region 30.
  • the position of the light beam incident on the substrate 3 can be observed and adjusted by the light receiving device 6 arranged behind the substrate 3.
  • the reflection film formed on the diffraction grating will be described.
  • the reflection film can be formed by the well-known sputtering method and vapor deposition method.
  • a reflective film is formed by a metal thin film
  • the metal material include A1, Au, and the like. Also, it may be an alloy.
  • the number, position, and shape of the light transmitting regions 30 are arbitrary.
  • the pattern of the light transmitting region 30 may be an ellipse, an ellipse, a rhombus, a rectangle, a cross, or the like, and the center of gravity of the opening area is preferably on the optical axis, and particularly preferably perpendicular to the optical axis.
  • the number can be one or more.
  • the light transmissive region can be provided as a region where the reflective film is not formed.
  • the light transmission region 30 can also be obtained by lowering the reflectance of part or all of the reflection film.
  • a method of lowering the reflectance of the reflection film a method of using a mask pattern to reduce the thickness of the reflection film in the relevant portion, or a method of forming the reflection film using, for example, a dielectric substance can be cited. In this way, a part or all of the reflection surface can be in a half-mirror state to provide the light transmission region.
  • This optical demultiplexer includes an input optical fiber 1, a collimating lens 2, a reflective diffraction grating 3, and a light receiving element array 4 as light receiving means. At this time, a light transmitting region 30 is formed in a portion corresponding to the optical axis 5 of the reflective diffraction grating 3.
  • the input optical fiber 1, the collimating lens 2, the reflection type diffraction grating 3 ', and the light receiving element array 4 are arranged at appropriate positions based on the optical design.
  • the amount of light transmitted through the light transmission region 30 is monitored by the light receiving device 6 provided on the rear side of the back surface of the reflection type diffraction grating 3 ′. At this time, the input optical fiber 1 is aligned so that the light amount becomes maximum.
  • the light receiving device 6 include a photodetector, a CCD camera, and a vidicon camera.
  • the input optical fiber 1, the collimating lens 2, and the reflection type It can be confirmed that the folded grating 3 ′ is correctly arranged at the position designed optically.
  • a group of condensing spots 13 for each channel formed by the reflection type diffraction grating 3 and the collimating lens 2 is formed by each element 40 of the light receiving element array 4 arranged on the focal plane 20.
  • the position of the light receiving element array 4 is adjusted so that light is received on the light receiving surface of the light receiving element. Specifically, the position is adjusted so that the output from the light receiving element is maximized.
  • the optical demultiplexer can be easily configured. Can be assembled. Further, it is also possible to detect abnormality of light incident on the diffraction grating 3 ′ from the input optical fiber 1.
  • a light receiving element 61 may be provided directly at the emission part of the angle block 3 ′ in which a diffraction grating is formed (see FIG. 2 and Figure 5). In such an embodiment, it is possible to constantly monitor the light incident from the input optical fiber 1.
  • the angle of light incident on the light-transmitting region which passes through the diffraction grating and is incident on the back surface of the substrate, is set to 0.
  • the S is set to be smaller than the total reflection angle e t of the light (e s ⁇ e t).
  • a band-pass filter function and a sharp cut filter function are provided by forming the reflection surface with, for example, a dielectric multilayer film.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of an optical demultiplexer in which the light receiving element 61 is directly provided on the back surface of the substrate of the diffraction grating that also serves as an angle block.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an optical demultiplexer in which an imaging lens 21 is first provided on the back surface of a diffraction grating substrate also serving as an angle block, and a light receiving element array is provided at an imaging position of the lens. .
  • the example of the light receiving element array has been described as the light receiving means.
  • the present invention is not limited to this, and the optical fiber array 7 including a plurality of optical fibers (see FIG. A waveguide array 8 composed of waveguides (see FIG. 10) may be used.
  • the optical demultiplexer using the reflection type diffraction grating of the first embodiment of the present invention can monitor the state of light incident on the diffraction grating.
  • Such an optical demultiplexer is useful in wavelength multiplex optical communication.
  • the assembly when assembling the optical demultiplexer using the reflection type diffraction grating, the assembly is performed while monitoring the state of light incident on the diffraction grating. For this reason, efficient assembly adjustment is possible and useful.

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Description

明 細 書 光分波器およびその組立方法 技術分野
本発明は、 主に波長多重光通信に用いられる光分波器に関するものである。
背景技術
従来、 波長多重光通信に用いる光分波器の一例としては、 光入出力に光フアイ バを使用したものがある。 例えば、 特開平 9一 2 4 3 8 5号に記載の光分波器で は、コリメ一夕レンズの焦点位置に、光入出力用の光ファイバが配置されている。 入力光ファイバからの出射光は、 コリメ一夕レンズで平行光に変換され、 リトロ 一配置された反射型回折格子に入射される。 入射した光は、 回折格子の波長分散 特性を用いて分光された後、 再度コリメ一夕レンズを介して、 各チャンネルの出 力光ファイバの端面に集光される。 このようにして、 上述の光分波器では、 光分 波機能を実現していた。
また、 入力に光ファイバを、 出力に光導波路を使用した例 （特開平 8— 7 5 9 4 8号）や、入力に光フアイノ 、出力にフォトディテクタアレイを使用した例（特 開平 7— 3 8 4 0 5号） などが知られている。
ところで光分波器において、 各構成要素のァライメント精度は重要である。 上 述したリ トロ一型の光分波器においては、 特にその精度が求められる。
反射型回折格子を用いた光分波器では、 回折格子への入射光の状態をモニタす ることが難しい。 このため、 組立作業において効率的な調整が困難となる。 また 異常発生時においても、 その原因の特定が難しく、 迅速な原因究明ができない問 題があった。
さらに、 波長多重通信に用いる光ファイバアンプなどの動作モニタでは、 1チ ヤンネルあたりの平均光量などの評価が必要となってくる。従来の光分波器では、 各チャンネルの出力を電気的に加算し、 出力の得られたチャンネル数で割る必要 があった。 このため、 上述の光分波器では、 電気回路が複雑かつ高価になる問題 があった。 T そこで本発明は、 反射型回折格子を用いた光分波器において、 前記回折格子へ の入射光の状態をモニタすることのできる光分波器、 およびその組立方法の提供 を目的とする。
発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明の光分波器は、 反射型回折格子の一部に光 透過性領域を形成することによつて達成される。
すなわち、 本発明の第 1形態の発明は、 光入力手段と、 コリメ一夕レンズと、 回折格子の形成された基板と、 該回折格子で分光された光を受光する受光手段と を含む光分波器において、 前記光入力手段と前記受光手段とは、 前記コリメ一夕 レンズを介して前記反射型回折格子に対向しており、 前記回折格子は反射面を有 する反射型回折格子であり、 前記反射面の少なくとも一部に光透過性領域を含む ことを特徴とする光分波器である。
また、 請求項 2に記載の発明では、 請求項 1に記載の光分波器において、 前記 光透過性領域が前記反射面が形成されていない領域となっていることを特徴とし ている。
さらに、 請求項 3に記載の発明では、 請求項 1に記載の光分波器において、 前 記光透過性領域が低反射率領域となっていることを特徴としている。
またさらに、請求項 4に記載の発明では、請求項 1に記載の光分波器において、 前記光透過性領域に入射した光の、 前記回折格子を通過して前記基板の裏面に入 射する角度が、 光の全反射角度よりも小さくなっていることを特徴としている。 また、 請求項 5に記載の発明では、 請求項 1に記載の光分波器において、 さら に、 前記光透過性領域に対応する前記回折格子の基板の後方に、 入射光量測定用 の受光素子が設けられていることを特徴としている。 このとき、 受光素子は、 前 記基板裏面に直接設けられていることが好ましい。
加えて、 請求項 6に記載の発明では、 請求項 1に記載の光分波器において、 前 記光入力手段は、 光ファイバであることを特徴としている。
またさらに、請求項 7に記載の発明では、請求項 1に記載の光分波器において、 前記受光手段が、 複数の光ファイバ、 複数の光導波路、 または複数の受光素子を 含む受光素子アレイから成るグループから選択された 1つであることを特徴とし ている。
さらに、 請求項 8に記載の発明では、 請求項 1に記載の光分波器において、 さ らに、 前記回折格子の基板の後方に、 前記光透過性領域を透過した光を結像させ るレンズと、 前記透過し結像した光を受光する受光手段を有することを特徴とし ている。
加えて、 請求項 9に記載の発明では、 請求項 8に記載の光分波器において、 前 記受光手段は、 複数の光ファイバ、 複数の光導波路、 または複数の受光素子を含 む受光素子アレイから成るグループから選択された 1つであることを特徴として いる。
このように本発明の特徴は、 反射型回折格子を用いた光分波器において、 反射 型回折格子に光透過性領域を設けることによって、 回折格子裏面側から入射光を 観察できるようにしたことにある。
さらに別形態の発明は、 入力用光ファイバと、 コリメ一夕レンズと、 回折格子 と、 該回折格子で分光された光を受光する受光手段とを含む光分波器の組立方法 において、 前記回折格子は反射面を有する反射型回折格子であり、 前記反射面の 一部に光透過性領域を有し、 該光透過性領域を通過してくる透過光をモニタ一す ることによって、 前記回折格子の光軸位置を調整することを特徴とする光分波器 の組立方法である。
図面の簡単な説明
図 1は、 本発明による光分波器の一実施例を説明する概略全体構成図である。 なお、 光入力手段として光ファイバを、 受光手段として受光素子アレイを用いた 例である。
図 2は、 反射型回折格子をプリズム状の角度プロックに直接形成した例を説明 する、 光分波器の概略全体構成図である。
図 3は、 回折格子の反射面における光透過領域の形状を示す平面図である。 図 4は、 図 3に示した光分波器において、 その組立 '調整の様子を説明した図 である。
図 5は、 反射型回折格子を形成した基板の裏面に、 直接受光素子を設けた光分 波器を説明する図である。 図 6は、 反射型回折格子の基板内で入射した光が全反射せずに基板裏面から出 射している様子を説明する図である。
図 7は、 反射面にフィルタ機能を付与し選択した波長の光を、 モニタすること のできる光分波器を説明する図である。
図 8は、 反射面にフィルタ機能を付与し選択した波長の光を、 さらに結像レン ズで結像させ、 結像した光を例えば受光素子アレイで受光モニタすることができ る光分波器を説明する図である。
図 9は、 受光手段に光ファイバァレィを用いた光分波器の概略全体構成図であ る。
図 1 0は、 入力手段と受光手段に光導波路を用いた光分波器の概略全体構成図 である。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の好適実施例を図面を参照して詳細に説明する。
(光分波器の基本的構成）
まず、 本発明のよる光分波器の基本的構成について説明する。
図 1に示した波長多重光通信用の光分波器において、 光入力手段である光ファ ィバ 1には、 え iから人 の波長の光が合波され伝送されてくる。
光ファイバ 1の出射面は、 コリメ一夕レンズ 2の焦点面 2 0上に配置されてい る。 光ファイバ 1からの出射光 1 0は、 光ファイバ 1の開口数に応じて広がり、 前記コリメ一夕レンズ 2で平行光 1 1に変換されて回折格子 3に入射する。 回折 格子 3は、 回折格子の形成された基板上に、 例えば金属薄膜をコーティングして 反射面 3 1を形成した反射型回折格子である。 このため、 各チャンネルの光は、 回折格子 3の波長分散特性に応じて、 分光反射される。 この際、 回折格子 3の回折次数を m、 格子定数を d、 使用波長をえ。とし、 回 折格子 3を形成した面の法線 3 3と光軸 5とのなす角を 0 iとしたとき、
s i n S ^— 人。/ ( 2 d ) · · · ( 1 )
の関係を満足するように回折格子 3を配置して、 波長え。の光が光軸 5を逆進す るようにする。 このような配置をとることにより、 分光反射された光 1 2は、 光軸 5と波長分 散特性に応じた角度を保持しつつ、 再度コリメ一夕レンズ 2に到達する。
さらに光 1 2は、 コリメ一夕レンズの軸外の焦点面 2 0上に分離集光され、 各 チャンネルごとの集光スポット群 1 3を形成する。
この焦点面 2 0上には受光素子アレイ 4が配置されている。 受光素子アレイ 4 としては、 これら集光スポット群 1 3のそれそれ対応するように配置された受光 素子 （即ち、 受光素子の有効受光面） 4 0がアレイ状に配列されて構成されてい る。
この実施例において、 受光素子アレイ 4における受光素子数は、 分波チャンネ ル数と等しくされている。なお図 1の例示では、 4チャンネルに分波されている。 このようにして、 光分波器が構成されている。
この実施例の光分波器は、 正確な意味ではリ トロ一型ではないが、 リ トロ一型 に準じた配置構成になっているので、 各構成要素において高いァライメント精度 が求められる。
(具体的構成例）
具体的数値例として、 以下の例が挙げられる。
'光ファイノ、 ：コア径 = 9 111、 閧口数 = 0 . 1、 単一モード、
'コリメータレンズ：口径 = 2 0 mm、 焦点距離 = 5 0 mm,
•入力光：波長範囲 = 1 5 5 0〜 1 5 5 4 . 8 n m、 チャンネル数 = 4、 波長間 隔= 1 . 6 n m
•回折格子：サイズ； 2 5 mm角、 回折次数 m= 1次、 格子定数 d = 1 . 8
-受光素子アレイ ：ェビ夕ヅクス（Epitaxx)製 （米国）； ETX100MLA, 22pin-DIP パ ヅケージ、 なお図 1の例では、 反射型回折格子 3を平板状基板 3 2上に形成していた。 こ の基板の固定の観点からは、 光学的設計により予め決められた取り付け角度を有 する、 プリズム状の角度ブロックを用いて行うと好都合である。 本発明において は、 反射型回折格子の後方に光を取り出して、 受光装置 6により光モニタする必 要があるので、 前記プリズム状の角度プロックの場合は透光性材料で形成されて いることが必要である。
具体的には、 パイレックスガラス （商品名、 コ一ニング社製)、 B K 7 (ショヅ ト社製)、 石英ガラス等が挙げられる。
またこれに限られることなく、 プリズム状の角度プロックに反射型回折格子を 直接的に形成してもよい （図 2を参照のこと）。
本発明の光分波器では、 その回折格子 3に特徴を有するものであり、 回折格子 3に設けられた光透過領域 3 0が設けられており、 その光透過領域 3 0を介して 回折格子に入射する光束位置を図 1の例では基板 3の後方に配置された受光装置 6によって観察 ·調整できる構成としたものである。
(反射面の説明）
回折格子上に形成する反射膜について説明する。 反射膜の形成は、 周知のスパ ッ夕リング法ゃ蒸着法によってに行うことができる。
金属薄膜によって反射膜を形成する場合、 金属材料としては A 1、 A u等が挙 げられる。 また合金としてもよい。 誘電体膜により反射膜を形成する場合、 その 材料としては、 S i 0 2— T i 02、 S i 0 2— T a 2 0 5等が挙げられる。
光透過領域 3 0の数や位置や形状は任意である。 光透過領域 3 0のパターンと しては、 長円又は楕円形、 菱形、 長方形、 十字等が可能であり、 開口面積の重心 位置が光軸上にあることが好ましく、 特に光軸に垂直な面に射影した場合に円や 正方形や十字等になる形が好ましい。 また、 個数は 1個或いは複数個とすること が可能である。
光透過領域 3 0の具体例としては、 図 3 (A) 〜図 3 ( D ) に、 長円形、 矩形、 菱形、 並びに、 十字形がそれそれ示されている。
また、 光軸 5上に形成された矩形のほかに、 その矩形を中心として周辺 4力所 に同様の矩形を形成し、 各光量が等しくなるように調整した例 （図 3 ( E ) )、 あ るいは光軸 5を中心として周辺 4力所に同様の矩形を形成して各光量が等しくな るように調整した （図 3 ( F ))例が挙げられる。 さらには、 光軸 5を通る水平線 上に同様の矩形を線状に複数形成することも可能である （図 3 ( G ) 及び（H ) )。 このような光透過領域 3 0の形成方法としては、 回折格子に反射膜を形成する 際に、 上述した形状のマスクパターンを用意して、 当該のパターン部分に例えば 金属薄膜が形成されないようにすることによって得ることができる。
あるいは一旦、 回折格子の全面に反射膜を形成し、 上述した形状に対応するマ スクパターンにて、 当該のパターン部分をドライェヅチングすることによつても 得ることができる。
このようにして、 光透過性領域を反射膜が形成されていない領域として設ける ことができる。
一方、 光透過領域 3 0は、 反射膜の一部或いは全部の反射率を低くすることに よっても得ることができる。 反射膜の反射率を低くする方法としては、 マスクパ 夕一ンを利用して、 当該部分の反射膜の膜厚を薄くすることや、 反射膜を例えば 誘電体物質で形成する方法が挙げられる。 このようにして、 反射面の一部或いは 全部をハーフミラー状態として、 光透過領域を設けることができる。
(光分波器の組立方法）
つぎに、 本発明の光分波器の組立方法について、 図 2に示した光分波器の例を 用いて説明する。
この光分波器は、 入力用光ファイバ 1、 コリメ一夕レンズ 2、 反射型回折格子 3と、 受光手段として受光素子アレイ 4で構成される。 このとき、 反射型回折格 子 3の光軸 5にあたる部分に、 光透過領域 3 0を形成する。
まず、 入力用光ファイバ 1、 コリメ一夕レンズ 2、 反射型回折格子 3 ' と、 受 光素子アレイ 4を、 光学的設計に基づき適切な位置に配置する。
ところが、 それそれの位置を調整することなしに、 正確に配置することは事実 上困難であり、 実際には、 図 4に示したような状態になっている。 この場合、 軸 外収差はなにも調整されていない状態である。
そこで、 光透過領域 3 0を透過する光量を、 反射型回折格子 3 ' の裏面側の後 方に設けた受光装置 6によりモニタする。 このとき、 前記光量が最大になるよう に、 入力用光ファイバ 1の調芯を行う。 上述の受光装置 6としては、 フォトディ テク夕、 C C Dカメラやビジコンカメラが挙げられる。
こうすることによって、 入力用光ファイバ 1、 コリメ一夕レンズ 2、 反射型回 折格子 3 ' が、 光学的に設計した位置に、 正確に配置されていることが確認でき る。
つぎに、 反射型回折格子 3， とコリメ一夕レンズ 2により形成された各チャン ネルごとの集光スポヅト群 1 3が、 焦点面 2 0上に配置された受光素子アレイ 4 の各素子 4 0の受光面に受光されるように、受光素子アレイ 4の位置を調整する。 具体的には、 受光素子からの出力が最大となるように位置の調整を行う。
このようにして、 反射型回折格子からの透過光のモニタを為すと共に、 受光素 子からの出力が最大となるように該受光素子の位置調整を行うことによって、 容 易に光分波器を組み立てることができる。 さらに、 入力用光ファイバ 1から回折 格子 3 ' に入射する光の異常検出をすることもできる。
また上述した回折基板とは離間した状態で配置された受光装置 6に代えて、 回 折格子が形成されている角度ブロック 3 ' の出射部に直接、 受光素子 6 1を設け てもよい （図 2及び図 5参照）。 このような実施形態では、 入力用光ファイバ 1か ら入射する光を常時監視することが可能となる。
(応用例 1 )
また、 図 6に示されるように、 回折格子の基板の設置角度を調整することによ つて、 光透過性領域に入射した光の、 回折格子を通過しその基板の裏面に入射す る角度 0 Sを、 光の全反射角度 e tよりも小さくなるようにしている （e s < e t )。 こうすることによって、 回折格子に入射した光は、 前記基板内を全反射せずに基 板裏面を透過するようになる。 したがって、 基板裏面より離れた位置に配置され た受光装置 6で、 光量を監視する際に好適である （図 6では図示の明瞭化のため に回折基板の厚みを誇張して描いてある）。
(応用例 2 , 3 )
さらに、 図 7と図 8に示した光分波器では、 反射面を例えば誘電体の多層膜で 形成することによって、 バンドパスフィルタ機能やシャープカヅ トフィルタ機能 を付与している。 こうすることによって、 反射型光分波器としての機能は維持し つつ、 特定の範囲の波長の光を選択測定することが可能となる。
図 7は、 角度ブロック兼用の回折格子の基板の裏面に、 受光素子 6 1を直接設 けた光分波器の例を示す図である。 図 8は、 角度ブロック兼用の回折格子の基板の裏面に、 まず結像レンズ 2 1を 設け、 該レンズの結像位置に受光素子アレイを設けた光分波器の例を示す図であ る。
(変形例 1， 2 )
また上述してきた実施例や応用例では、 受光手段として受光素子アレイの例を 示したが、 これに限られることなく、 複数の光ファイバよりなる光ファイバァレ ィ 7 (図 9参照） や、 複数の導波路よりなる導波路アレイ 8 (図 1 0参照） であ つてもよい。
産業上の利用可能性
以上のように本発明の第 1形態の反射型回折格子を用いた光分波器は、 回折格 子への入射光の状態をモニタすることができる。 このような光分波器は、 波長多 重光通信において有用である。
また、 本発明の第 2形態の光分波器の組立方法は、 反射型回折格子を用いた光 分波器の組立に際して、 前記回折格子への入射光の状態をモニタしながら組立て る。 このため、 効率的な組み立て調整が可能となり、 有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 光入力手段と、 コリメ一夕レンズと、 回折格子が形成された基板と、 該 回折格子で分光された光を受光する受光手段とを含む光分波器において、 前記光入力手段と前記受光手段とは、 前記コリメ一夕レンズを介して前記反射 型回折格子に対向しており、 前記回折格子は反射面を有する反射型回折格子であ り、 前記反射面の少なくとも一部に光透過性領域を含むことを特徴とする光分波
2 . 前記光透過性領域が、 前記反射面が形成されていない領域である、 請求 項 1に記載の光分波器。
3 . 前記光透過性領域が、 低反射率領域である、 請求項 1に記載の光分波器。
4 . 前記光透過性領域に入射した光の、 前記回折格子を通過し前記基板の裏 面に入射する角度が、 光の全反射角度よりも小さくなるように前記基板が配置さ れている、 請求項 1に記載の光分波器。
5 . 前記光透過性領域に対応する前記回折格子の基板の後方に、 入射光量測 定用の受光素子が更に設けられている、 請求項 1に記載の光分波器。
6 . 前記光入力手段が光ファイバである、 請求項 1に記載の光分波器。
7 . 前記受光手段が、 複数の光ファイバよりなる光ファイバアレイ、 複数の 光導波路よりなる導波路ァレィ、 並びに複数の受光素子を含む受光素子ァレイか ら成るグループの内から選択された 1つである、 請求項 1に記載の光分波器。
8 . 前記回折格子の基板の後方に、 前記光透過性領域を透過した光を結像さ せるレンズと、 前記透過し結像した光を受光する受光手段とを更に有する、 請求 項 1に記載の光分波器。
9 . 前記受光手段が、 複数の光ファイバよりなる光ファイバアレイ、 複数の 光導波路よりなる導波路ァレィ、 並びに複数の受光素子を含む受光素子ァレィか ら成るグループの内から選択された 1つである、 請求項 8に記載の光分波器。
1 0 . 光入力手段と、 コリメータレンズと、 回折格子と、 該回折格子で分光さ れた光を受光する受光手段とを含む光分波器の組立方法において、
前記回折格子は反射面を有する反射型回折格子であり、 前記反射面の一部に光 透過性領域を有し、 該光透過性領域を通過してくる透過光をモニタ一しながら各 構成要素を調整することを特徴とする光分波器の組立方法。
1 1 . 前記光入力手段が入力用光ファイバを含み、 前記光透過性領域を通過し てくる透過光をモニタしてその光量が最大となるように前記入力用光ファイバを 前記光分波器における光軸に対して調芯する段階と、
前記受光手段が前記反射型回折格子によって分波拡散された集光スポット群を 前記コリメ一夕レンズを介して受光する受光素子アレイを含み、 前記受光素子ァ レイからの出力が最大となるように該受光素子アレイの位置調整を行う段階と、 を含む、 請求項 1 0に記載の光分波器の組立方法。
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