WO2006051981A1 - 光反射器、光合分波器及び光システム - Google Patents

光反射器、光合分波器及び光システム Download PDF

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Nobuo Miyadera
Rei Yamamoto
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Hitachi Chemical Company, Ltd.
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    • G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM

Definitions

  • Optical reflector Optical reflector, optical multiplexer / demultiplexer, and optical system
  • the present invention relates to an optical reflector, an optical system, and an optical multiplexer / demultiplexer. More specifically, optical wavelength division multiplexing communication is performed through an optical propagation region that generates a light intensity distribution according to the wavelength of propagating light.
  • the present invention relates to an optical reflector, an optical system, and an optical multiplexer / demultiplexer.
  • optical wavelength division multiplexing (WDM) communication system for high-speed, large-capacity communication
  • WDM optical wavelength division multiplexing
  • One important optical component used in optical wavelength division multiplexing communication systems is an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes or demultiplexes light of multiple wavelengths. Examples of such an optical multiplexer / demultiplexer are disclosed in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1.
  • FIG. 16 is a schematic diagram of a linear optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer.
  • the straight optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer 400 includes a first linear optical waveguide 402 and a second linear optical waveguide 404 that intersect each other at an angle 2 ⁇ , and a portion where two linear optical waveguides intersect.
  • the optical filter 406 is provided, and a third linear optical waveguide 408 provided on the extension line of the first linear optical waveguide 402 with the optical filter 406 interposed therebetween.
  • the optical filter 406 is formed of a dielectric multilayer film.
  • optical filter 406 passes through the intersection 410 of the optical axes 402a, 404a, and 408a of the above three linear optical waveguides 402, 404, and 408 and has an equivalent reflection center surface 406a force.
  • Waveguide 402 and second linear optical waveguide 40 4 are arranged in a mirror image with respect to reflection center plane 406a! RU
  • the optical filter 406 is an LPF (Long Wavelength Pass Filter) that transmits light with a wavelength of 1.55 m and reflects light with wavelengths of 1.49 m and 1.31 ⁇ m.
  • LPF Long Wavelength Pass Filter
  • the light having a wavelength of 1.55 m incident on the first linear optical waveguide 402 is transmitted through the optical filter 406, propagated to the third linear optical waveguide 408, and incident on the first linear optical waveguide 402.
  • Wavelength 1 The light having a wavelength of 49 ⁇ m and a wavelength of 1.31 ⁇ m is reflected by the optical filter 406 and propagated to the second linear optical waveguide 404.
  • FIG. 17 is a schematic diagram of a multimode optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer.
  • the multimode optical waveguide optical multiplexer / demultiplexer 420 includes a first multimode interference optical waveguide 424 and a second multimode interference optical waveguide 426 disposed on both sides of the optical filter 422, and a first multimode interference optical waveguide 426, Multimode interference optical waveguide 424 First single-mode optical waveguide 428 connected to 424 and second single-mode optical waveguide 430 and third single-mode optical waveguide 430 connected to second multimode interference optical waveguide 426 And an optical waveguide 432.
  • the optical filter 422 is formed of a dielectric multilayer film that reflects light having a wavelength of 1. with respect to light having an incident angle of 0 degrees and transmits light having a wavelength of 1.5 m.
  • Patent Document 1 only describes the propagation of light of two wavelengths, but when applied to light of three wavelengths, for example, in multimode interference optical waveguide 420 of FIG. If an LPF (Long Wavelength Pass Filter) that transmits light in the m band and reflects light in the 1.49 m band and 1.31 m band is used, the first multimode optical waveguide 428 is used as the first multi-wavelength filter. The light with a wavelength of 1.55 m incident on the mode interference optical waveguide 424 is transmitted through the optical filter 422 and propagates to the third single mode optical waveguide 432 via the second multimode interference optical waveguide 426.
  • LPF Long Wavelength Pass Filter
  • the light having a wavelength of 1.49 m and a wavelength of 1.31 / zm incident on the first multimode interference optical waveguide 424 from the first single-mode optical waveguide 428 is reflected by the optical filter 422 and is reflected by the first Multi-mode interference optical waveguide 4 24 through the second single-mode optical waveguide 430 Propagated.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a rod lens type optical multiplexer / demultiplexer.
  • the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 440 includes a first rod lens 444 and a second rod lens 446 disposed on both sides of the optical filter 442, and a first rod lens 444 connected to the first rod lens 444. It has an optical fiber 448 and a second optical fiber 450 and a third optical fiber 452 connected to the second rod lens 446.
  • the optical filter 442 is formed of a dielectric multilayer film.
  • the lead lenses 444 and 446 are lenses that have a refractive index gradient inside thereof and can collimate incident light beams into parallel light or condense them at one point. For example, if the length force of the rod lens is 1Z4 with a meandering period (hereinafter referred to as pitch) according to the wavelength of the light beam incident on one end of the rod lens, the light beam is transmitted at the other end of the rod lens. It becomes parallel light.
  • pitch meandering period
  • the optical filter 442 is an LPF (Long wavelength Pass Filter) that transmits light with a wavelength of 1.55 m and reflects light with a wavelength of 1.49 m and 1.31 ⁇ m
  • the first filter The light having a wavelength of 1.55 / zm incident on the optical fiber 448 is transmitted through the optical filter 442, propagates to the third optical fiber 452, and is incident on the first optical fiber 448. 1.49 The light of m is reflected by the optical filter 442 and propagates to the second optical fiber 450, and the light having a wavelength of 1.31 m incident on the second optical fiber 450 is reflected by the optical filter 442. Propagates to the first optical fiber 448.
  • LPF Long wavelength Pass Filter
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-6155 (FIGS. 1 and 9)
  • Non-Patent Document 1 Hironori Tanaka and 4 others, “Development of optical multiplexer / demultiplexer with high isolation characteristics”, IEICE General Conference, IEICE, March 2004, C 3-102 ⁇ p276
  • Type optical multiplexer / demultiplexer 440 [Note that the light with a wavelength of 1.49 ⁇ and the light with a wavelength of 1.31 m reflected by the optical filters 406, 422, and 442 are focused.
  • the optical filter 406 In the linear waveguide type optical multiplexer / demultiplexer 400, if the optical filter 406 is disposed at the position and the direction described above, the wavelength 1.49 / zm incident on the first linear optical waveguide 402 and The light having a wavelength of 1.31 m is reflected by the optical filter 406 regardless of the difference in the wavelength of the light and is incident on the second straight optical waveguide 404. Therefore, there is almost no difference in the insertion loss of the light having the wavelength of 1.49 m and the wavelength of 1.31 ⁇ into the second straight optical waveguide 404.
  • the optical filter 406 is slightly deviated from the position and orientation force described above, The incident light does not enter the second linear optical waveguide 404, and the insertion loss of the light of both wavelengths into the second linear optical waveguide 404 is remarkably increased. In order to reduce the insertion loss of light into the second straight optical waveguide 404, it is necessary to arrange the optical filter 406 strictly in the above-mentioned position and orientation. Is powerful.
  • the interference length L is wavelength-dependent due to the characteristics of the multimode optical waveguide. Therefore, light having a shorter wavelength has a longer interference length. In short, when the interference length L is set so that the light has a distribution ratio (transmittance or reflectance) of 100%, the distribution ratio (transmittance or reflectivity) of light having a long wavelength is less than 100%. Therefore, when the multi-mode optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer 420 is used for the propagation of light of the above-mentioned three wavelengths, the insertion loss, which is the sum of the optical waveguide excess loss, coupling loss, etc., is increased tl or unnecessary port. Leakage (crosstalk) occurred, and good characteristics could not be satisfied for all three wavelengths.
  • the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 440 the light having the wavelength of 1.49 m and the light having the wavelength of 1.31 m incident from the first optical fiber 448 are collimated and approach the parallel light. .
  • the length of the rod lens required to become completely parallel light differs depending on the wavelength of the light, so that the light of wavelength 1.49 111 and the light of wavelength 1.31 m are reflected by the optical filter 442. When done, at least one of the lights is not perfectly parallel. If the light is not collimated, but is reflected by the optical filter 442, the light incident on the second optical fiber 450 from the rod lens 444 is not completely condensed. Insertion loss into the fiber 450 will occur.
  • the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 440 when the length of the rod lenses 444 and 446 is freely determined according to the light of one of the two wavelengths to be reflected, it is adjusted to the other wavelength. In addition, the lengths of the rod lenses 444 and 446 cannot be determined freely, and there is room for improving the performance of optical wavelength division multiplexing communication.
  • an object of the present invention is to provide an optical reflector, an optical multiplexer / demultiplexer, and an optical system that can alleviate the strictness of the arrangement of optical filters and improve the performance of optical wavelength multiplexing communication. It is in.
  • the light reflector according to the present invention depends on the wavelength of propagating light.
  • the first wavelength light incident on the light propagation region from the first light input / output means is reflected by the optical filter, and the second light input / output means is provided. Propagated to.
  • the second wavelength light incident on the light propagation region from the second light input / output means is transmitted through the optical filter, reflected by the mirror, transmitted through the optical filter again, and then transmitted through the first light. Propagated to input / output means.
  • the position of the mirror or the optical filter is slightly shifted, unlike the case of the linear optical waveguide.
  • there is no significant loss of light thereby, it is possible to relax the strictness of the arrangement of the mirror or the optical filter.
  • 1st light input / output means force
  • the intensity of the light when entering the second light input / output means A larger value is preferable because the loss of transmitted light is reduced.
  • light of the first wavelength and light of the second wavelength propagate between the first light input / output means and the second light input / output means, it depends on the wavelength of the propagating light. Therefore, if there is only one reflecting element such as an optical filter as in the prior art, the light when one wavelength of light is incident on the second light input / output means. If the intensity of the light is increased, the light intensity when the light of the other wavelength is incident on the second light input / output means may be lowered.
  • the present invention has two reflecting elements, an optical filter and a mirror, the intensity of one wavelength of light when entering the second light input / output means is adjusted by the alignment of the optical filter, etc. After that, independently of the light of one wavelength, the intensity of the light of the other wavelength is adjusted by the mirror. This increases design freedom. Thereby, it is possible to improve the performance of the optical wavelength division multiplexing communication.
  • the light input / output means includes an optical waveguide and an optical fiber.
  • the optical reflector further includes at least one stage of an optical filter provided between the optical filter and the mirror.
  • Each of the optical filters reflects light of a predetermined wavelength that passes through the optical filters closer to the first and second light input / output means and transmits light of the second wavelength.
  • the light having the first wavelength, the light having the second wavelength, and the light having a predetermined wavelength are propagated between the first light input / output means and the second light input / output means.
  • the light having the predetermined wavelength is transmitted to the first light input / output means and the second light input / output in response to the propagation of the light having the first wavelength and the light having the second wavelength.
  • light of a predetermined wavelength that is incident on the light propagation region due to the force of the first light input / output means is transmitted through an optical filter that is closer to the first and second light input / output means than the additional optical filter. Transmitted, reflected by the additional optical filter, transmitted through the optical filter again, and propagated to the second optical input / output means.
  • the intensity distribution of the light of the predetermined wavelength reflected by the additional optical filter is added to the first light input / output means and the second light input / output means. It can be changed by appropriately determining the distance to the optical filter. As a result, it is possible to improve performance in optical multiplex communication using three or more wavelengths.
  • the mirror and the optical filter may be integrally formed as a unit.
  • the mirror and optical filter unit and the optical filter and optical filter unit may have a configuration in which they are pasted with a resin such as an adhesive or an adhesive'refractive index adjusting agent.
  • a mirror and a Z or optical filter may be attached to both sides of a plate member such as glass or plastic, or a box-shaped housing made of plastic or the like having a space inside.
  • the mirror and all optical filters are configured as a single unit, only one mounting step is required.
  • the unit can also be formed by continuously laminating in the process of forming the mirror and the optical filter. In this case, the distance between the mirror and the optical filter can be controlled with particularly high accuracy.
  • the mirror and the optical filter of one or more stages are integrally formed as a unit, thereby reducing the variation in the spacing angle compared to the case where each is individually mounted, and the characteristics. It becomes possible to suppress the variation of.
  • the light propagation region includes a condensing element such as a rod lens or a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multimode optical waveguide, a Mach-Zehnder interferometer, or a direction. It is formed with a photocoupler.
  • a condensing element such as a rod lens or a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multimode optical waveguide, a Mach-Zehnder interferometer, or a direction. It is formed with a photocoupler.
  • the condensing element, the grating, the multimode optical waveguide, the Mach-Zehnder interferometer, and the directional optical coupler all generate a light intensity distribution according to the wavelength of the propagating light.
  • the light propagation region is between the first light input / output means and the second light input / output means and the optical filter closest thereto.
  • the first light propagation region portion is configured to be offset in a direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the other portions of the light propagation region.
  • an optical filter that passes through the optical filter closest to the first light input / output means and the second light input / output means and passes through the third light input / output means side is used.
  • the reflected second wavelength light propagates to the first light input / output means, the second wavelength light enters the first light input / output means in a leaked manner. The amount of reflection (reflection loss) can be reduced.
  • an optical system is connected to a light propagation region that generates a light intensity distribution according to the wavelength of propagating light, and one side of the light propagation region.
  • an optical filter installation means for installing at least two stages of optical filters provided in the light propagation region between the optical input / output means and the third optical input / output means. .
  • the same operation and effect as the above-described optical reflector according to the present invention can be achieved. Furthermore, the third wavelength light is converted into the first light input / output means and the third light. It can be propagated between the input / output means.
  • the light propagation region includes a rod lens, a condensing element such as a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multimode optical waveguide, and a Mach-Zehnder interferometer. Or it forms with a directional optical coupler.
  • a condensing element such as a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multimode optical waveguide, and a Mach-Zehnder interferometer. Or it forms with a directional optical coupler.
  • the optical filter installation means is a groove provided in the light propagation region.
  • the first, second, and third light input / output means may be single-mode optical waveguides, or the first and second light input / output means.
  • the third light input / output means may be an optical fiber.
  • the light propagation area is between the first light input / output means and the second light input / output means and the optical filter installation means closest thereto.
  • the first light propagation region portion is offset in the direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the other portions of the light propagation region.
  • an optical multiplexer / demultiplexer is connected to a light propagation region that generates a light intensity distribution according to the wavelength of propagating light, and one side of the light propagation region.
  • the first light input / output means and the second light input / output means, the third light input / output means connected to the other side of the light propagation region, the first light input / output means and the second light input / output means.
  • the optical filter on the side reflects the light of the first wavelength and transmits the light of the second wavelength and the light of the third wavelength
  • the optical filter on the side of the third light input / output means Light of the first wavelength and the light of the third wavelength are transmitted, and the light of the first wavelength and the light of the second wavelength are transmitted between the first light input / output means and the second light input / output means.
  • Light propagates Between the first optical output means or the second optical input means and the third optical input and output means, as characterized in that the light of the third wavelength is propagated, Ru.
  • optical multiplexer / demultiplexer operates in the same manner as the above-described optical reflector and optical system according to the present invention, and provides similar effects.
  • the optical multiplexer / demultiplexer further includes at least one additional optical filter provided between the two optical filters, and the additional optical filter.
  • Each of the first and second light input / output means further reflects the light having a predetermined wavelength and transmits the light having the second wavelength and the third wavelength. Light of the first wavelength, light of the second wavelength, and light of a predetermined wavelength are propagated between the first light input / output means and the second light input / output means.
  • the light propagation region includes a condensing element such as a rod lens or a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multi-mode optical waveguide, a Matsuhsunder interferometer, or It is formed with a directional optical coupler.
  • a condensing element such as a rod lens or a Fresnel lens, a grating (diffraction grating), a multi-mode optical waveguide, a Matsuhsunder interferometer, or It is formed with a directional optical coupler.
  • the light propagation region is between the first light input / output means and the second light input / output means and the optical filter closest thereto.
  • a first light propagation region portion is configured, and the first light propagation region portion is offset in a direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the other portions of the light propagation region.
  • the optical multiplexer / demultiplexer configured in this way, for example, it passes through the optical filter closest to the first optical input / output means and the second optical input / output means and is provided on the third optical input / output means side.
  • the second optical input / output means leaks and enters the first optical input / output means. It is possible to reduce the amount of light having a wavelength (reflection attenuation amount).
  • the first, second, and second The third optical input / output means may be a single mode optical waveguide, the first and second optical input / output means may be a single mode optical waveguide, and the third optical input / output means may be an optical fiber. Good.
  • the unit of the optical filter has a configuration in which it is affixed with a resin such as an adhesive, an adhesive, or a refractive index adjusting agent. It may have a configuration in which a mirror and a Z or optical filter are attached to both sides of a plastic box or the like that is a space.
  • the unit is a process of forming an optical filter It can also be formed by continuously laminating. In this case, it is possible to control the feeling between the optical filters with particularly high accuracy. In this way, by integrally forming two or more stages of optical filters as a unit, it is possible to reduce the variation in the distance and angle and suppress the characteristic variation compared to the case where each is individually mounted. It becomes possible.
  • the optical filter further transmits light of the third wavelength, and the mirror reflects light of the second wavelength.
  • An optical power monitor configured to detect only the intensity of light having a selected wavelength out of the light propagating between the first light input / output means and the second light input / output means. It can be used as
  • the optical multiplexer / demultiplexer, the optical reflector, and the optical system according to the present invention can alleviate the strictness of the arrangement of the optical filter and improve the performance of the optical wavelength division multiplexing communication.
  • FIG. 1 is a schematic view of a rod lens type light reflector which is a first embodiment of a light reflector according to the present invention.
  • a rod lens type light reflector which is a first embodiment of a light reflector according to the present invention.
  • a case where light having a wavelength of 1.49 111 and light having a wavelength of 1.31 m are propagated will be described.
  • the rod lens type light reflector 10 includes a rod lens 12 that is a light propagation region, and a first light input / output means that is connected to one side of the rod lens 12.
  • the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 that is the second light input / output means, the mirror 18 provided on the other side of the rod lens 12, the first optical fiber 14 and the second optical fiber 14.
  • an optical filter 20 provided on the rod lens 12 between the optical fiber 16 and the mirror 18.
  • the rod lens 12 has a cylindrical shape with an axis 22 and a refractive index gradient is formed inside. This is a lens that can collimate the incident light beam into parallel light or condense it on a single point. For example, if the length of the rod lens 12 is 1Z4 with a pitch (meandering period corresponding to the wavelength of the light beam), the light beam incident on one end of the rod lens 12 is collimated at the other end of the rod lens 12. become.
  • the rod lens 12 includes a first rod lens 24 disposed between the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 and the optical filter 20, and between the mirror 18 and the optical filter 20. And a second rod lens 26 disposed therein.
  • the rod lens 12 is preferably made of quartz or the like!
  • the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 are arranged symmetrically and substantially parallel (within a range of ⁇ 5 degrees) with respect to the axis 22. Further, the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 are fixed to the rod lens 12 by fusion or adhesive.
  • the optical filter 20 is preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the optical filter 20 is an LPF (Long Wavelength Pass Filter) that transmits light having a wavelength of 1.49 / zm and reflects light having a wavelength of 1.31 / zm.
  • the distance L11 from the junction 28 of the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 to the rod lens 12 to the equivalent reflection center plane 30 of the optical filter 20 is the wavelength of the shorter light (1
  • the pitch is preferably 174 or 1Z2 of 31 111).
  • the reflection center plane 30 of the optical filter 20 is preferably within a range of 90 degrees 5 degrees with respect to the axis.
  • the mirror 18 is preferably formed of a dielectric multilayer film, but any material can be used as long as it can reflect light having a longer wavelength (1.49 m), and an optical filter may be used.
  • the distance L12 from the junction position 28 to the equivalent reflection center plane 32 of the mirror 18 is preferably 1Z4 or 1Z2 or the like of the longer light wavelength (1.49 m).
  • the reflection center plane 32 of the mirror 18 is preferably within a range of 90 ⁇ 5 degrees with respect to the axis 22.
  • the light having a wavelength of 1.31 / z m and the light having a wavelength of 1.49 / z m incident from the first optical fiber 14 are collimated in the rod lens 12 and approach the parallel light.
  • the light having a wavelength of 1.31 / z m is reflected as parallel light when it reaches the reflection center plane 30 of the optical filter 20.
  • Light having a wavelength of 1.49 / z m is reflected as parallel light when it reaches the reflection center plane 32 of the mirror 18.
  • light having a wavelength of 1.31 m and light having a wavelength of 1.49 m are collected at the junction position 28.
  • the distance L11 corresponding to the light having a wavelength of 1.31 m and the distance L21 corresponding to the light having a wavelength of 1.49 m can be determined independently. Accordingly, it is possible to independently determine the insertion loss of light of both wavelengths into the second optical fiber 16, and the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of an MMI (Multi Mode Interference) type optical reflector that is a second embodiment of the optical reflector according to the present invention.
  • MMI Multi Mode Interference
  • the MMI-type optical reflector 40 includes a multimode optical waveguide 42 that is a light propagation region, and a first optical input / output connected to one side of the multimode optical waveguide 42.
  • the first single mode optical waveguide 43 and the first optical fiber 44 as the means
  • the second single mode optical waveguide 45 and the second optical fiber 46 as the second light input / output means, and the multimode.
  • Mirror 48 provided on the other side of the optical waveguide 42 and the first optical fiber 44 and the multimode optical waveguide 42 between the second optical fiber 46 and the mirror 48.
  • the planar shape of the multimode optical waveguide 42 is substantially rectangular.
  • the multimode optical waveguide 42 has an axis 52 extending in the light propagation direction in parallel with one side of the rectangle.
  • the multi-mode optical waveguide 42 includes a first optical waveguide portion 54 disposed between the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 and the optical filter 50, a mirror 48, and an optical filter 50. And a second optical waveguide portion 56 disposed between the two.
  • the multimode optical waveguide 42 has a core 42a and a clad 42b formed in a stacked manner on a Si substrate (not shown), and the core 42a and the clad 42b are preferably formed of a polymer! /.
  • the first single-mode optical waveguide 43 and the second single-mode optical waveguide 45 are disposed between the multi-mode optical waveguide 42 and the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46.
  • the distance between the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 is 100 m or more, whereas the first single-mode optical waveguide 43 and the second single-mode optical waveguide 45 Is preferably connected to the multimode optical waveguide by about 10 ⁇ m, and these are optically connected via the S-shaped first single-mode optical waveguide 43 and second cinder-mode optical waveguide 45. can do.
  • the cores 43a and 45a and the clads 43b and 45b are preferably formed of a polymer.
  • an optical circuit having other functions between the first single-mode optical waveguide 43 and the second single-mode optical waveguide 45 and the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 , Even if!
  • the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 have cores 44a and 46a and claddings 44b and 46b, respectively.
  • the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 are arranged substantially parallel to the axis 52 (within a range of ⁇ 5 degrees) and are multimode optical waveguides. It is fixed to 42 with an adhesive.
  • the optical filter 50 is preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the optical filter 50 is a SPF (Short Wavelength Pass Filter) or BBF (Band Blocking Filter) that transmits light having a wavelength of 1.31 / zm and reflects light having a wavelength of 1.49 / zm. It is.
  • the distance L21 from the junction position 58 between the first single-mode optical waveguide 43 and the second single-mode optical waveguide 45 and the multi-mode optical waveguide 42 to the equivalent reflection center plane 60 of the optical filter 50 is the longer one. It is preferably 1Z4 with an interference period of the wavelength of light (1.49 m).
  • the optical filter 50 extends transversely, i.e., transversely to the axis 52, and its reflective center plane 60 is preferably in the range of 90 ⁇ 5 degrees relative to the axis 52.
  • the mirror 48 is preferably formed of a dielectric multilayer film, but any material can be used as long as it can reflect light having a shorter wavelength (1.31 ⁇ m), and an optical filter may be used. It may be a metal surface. In the case of using a metal mirror, it is preferable in terms of reflectivity to use gold.
  • the distance L2 2 from the junction position 58 to the equivalent reflection center plane 62 of the mirror 48 is preferably 1Z4 of the interference period of the shorter light wavelength (1.31 m).
  • the reflection center plane 62 of the mirror 48 is preferably within a range of 90 ⁇ 5 degrees with respect to the axis 52.
  • the optical filter 50 and the mirror 48 are provided in the multimode optical waveguide 42, respectively. It is preferable to be attached to the groove 64, end or step 66 etc.
  • the 31 ⁇ m light is incident on the multimode optical waveguide 42 via the first single mode optical waveguide 43 and is decomposed into multimode light, and the decomposed light interferes with each other. Interference fringes corresponding to the light intensity distribution are generated in the multimode optical waveguide 42.
  • the position of the peak of the intensity distribution of the light moves in the direction transverse to the direction of the axis 52.
  • the position of the peak of the light intensity distribution is determined by the junction between the second single-mode optical waveguide 45 and the multimode optical waveguide 42 when the light is reflected by the optical filter 50 and returns to the junction position 58. Come to the place.
  • the distance L22 to the reflection center plane 62 of the junction position 58 force mirror 48 is 1Z4 of the interference period of the shorter light wavelength (1.31 ⁇ m)
  • the shorter wavelength (1.31 m) is when the light passes through the optical filter 50, is reflected by the mirror 48, passes through the optical filter 50 again, and returns to the junction position 58.
  • the single mode optical waveguide 45 and the multimode optical waveguide 42 are joined at the junction.
  • the length L21 corresponding to the light having a wavelength of 1.49 m and the length L22 corresponding to the light having a wavelength of 1.31 m can be determined independently. Accordingly, it is possible to independently determine the insertion loss of light of both wavelengths into the second optical fiber 46, and the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of an MMI (Multi Mode Interference) type optical reflector which is a third embodiment of the optical reflector according to the present invention.
  • the MMI type optical reflector 70 of this embodiment is formed integrally with the optical filter 50, the mirror 48 and the second optical waveguide portion 56 of the MMI type optical reflector 40 of the second embodiment as an optical filter unit 72.
  • an end portion or step portion 74 that is an optical filter installation means for receiving the optical filter unit 72 is provided. Except for this, it has the same configuration as the MMI-type light reflector 40 of the second embodiment. Therefore, the same components as those in the MMI type optical reflector 40 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the operation of the MMI light reflector 70 which is the third embodiment of the light reflector according to the present invention is the same as the operation of the MMI light reflector 40 which is the second embodiment described above. The description of is omitted.
  • the optical filter unit 72 may have a configuration in which the optical filter 50 and the mirror 48 are attached with an adhesive / refractive index adjusting agent or the like.
  • integrally forming the optical filter unit 72 it is possible to reduce the manufacturing cost by reducing the number of steps because the mounting process to the optical filter installation means is only one time.
  • the optical filter unit 72 can also be formed by continuously laminating in the process of forming the optical filter 50 and the mirror 48. In this case, the distance between the optical filter 50 and the mirror 48 can be controlled with particularly high accuracy.
  • the optical filter 72 is integrally formed, so that the distance between the optical filter 50 and the mirror 48 can be reduced as compared with the case where the optical filter 50 and the mirror 48 are individually mounted as in the second embodiment. It is possible to reduce variations in characteristics and suppress variations in characteristics.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a directional coupler type light reflector that is a fourth embodiment of the light reflector according to the present invention.
  • a case where light having a wavelength of 1.49 m and light having a wavelength of 1.31 m are propagated will be described as an example.
  • the directional coupler type light reflector 80 includes a directional optical coupler 82 that is a light propagation region, and a first optical input / output connected to one side of the optical coupler.
  • one optical filter 90 provided in the optical coupler 82 between the second optical waveguide 86 and the mirror 88.
  • the optical coupler 82 has an axis 92 extending in the light propagation direction.
  • the optical coupler 82 has a first optical coupling path 94 and a second optical coupling path 96 disposed on both sides of the axis 92 in parallel therewith.
  • These optical coupling paths 94 and 96 are formed by the core 82a and surrounded by the cladding 82b. It is. Further, these optical coupling paths 94 and 96 are arranged close to each other so as to transfer to the other optical coupling path 96 while propagating the optical force propagating through one optical coupling path 94.
  • the optical couplers 94 and 96 include a first optical coupler unit 98 disposed between the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 and the optical filter 90, and a mirror 88 and the optical filter 90. And a second optical coupler unit 100 disposed therebetween.
  • connection between the first optical waveguide 84 and the first optical coupling path 94 and the connection between the second optical waveguide 86 and the second optical coupling path 96 are substantially parallel to the axis ( ⁇ 5 degrees). Preferably within a range.
  • the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 move away from each other as the distance from the optical coupler 82 increases.
  • the paths of the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 may have a curved path such as an arc or a sine special function.
  • Each of the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 has a core 82a and a clad 82b formed on a Si substrate (not shown) integrally with the multimode optical waveguide 82 in a stacked manner. ing.
  • the core 82a and the clad 82b are preferably formed of a polymer.
  • the optical filter 90 is preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the optical filter 90 is a SPF (Short Wavelength Pass Filter) or BBF (Band Blocking Filter) that transmits light having a wavelength of 1.31 / zm and reflects light having a wavelength of 1.49 / zm. It is.
  • the distance L41 from the junction 102 between the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 and the optical coupler 82 to the equivalent reflection center plane 104 of the optical filter 90 is the wavelength of the longer light (1 It is preferably 1Z2 with a bond length of 49 m).
  • the coupling length is the length in the directional optical coupler at which all of the incident optical power is coupled to the second optical waveguide.
  • the reflection center plane 104 of the optical filter 90 is preferably within a range of 90 degrees 5 degrees with respect to the axis 92! /.
  • the mirror 88 is preferably formed of a dielectric multilayer film, but any material can be used as long as it can reflect light having a shorter wavelength (1.31 ⁇ m), and an optical filter may be used. .
  • the distance L42 from the junction position 102 to the equivalent reflection center plane 106 of the mirror 88 is preferably 1Z2 having a coupling length of the shorter light wavelength (1.31 m).
  • Reflecting mirror 88 The center surface 106 is preferably within a range of 90 ⁇ 5 degrees with respect to the axis.
  • Each of the optical filter 90 and the mirror 88 is preferably attached to the groove 108, the end or step 110, etc., which are provided in the optical coupler 82, which are optical filter installation means.
  • the light having a wavelength of 1.49 m and the light having a wavelength of 1.31 / zm incident from the first optical waveguide 84 interfere with each other in the coupler 82, and the first wavelength is coupled over the coupling length according to the wavelength. Transfer from the coupling path 94 to the second coupling path 96. If the distance L41 from the junction position 102 to the reflection center plane 104 of the optical filter 90 is 1Z2 which is the coupling length of the light having the longer wavelength (1.49 m), the first optical waveguide 84 to the first The light having the longer wavelength (1.49 ⁇ m) propagated to the optical coupling path 94 is reflected by the optical filter 90 and returned to the junction position 102.
  • the second optical coupling path 96 Is completely transferred to the second optical waveguide 86. Bonding position 102 Force Distance of mirror 88 to reflection center plane 106 L42 force If the light coupling length of the shorter wavelength (1.31 m) is 1Z2, the first optical waveguide 84 to the first light The light having the shorter wavelength (1.31 / zm) propagated to the coupling path 94 is completely transmitted to the second optical coupling path 96 when the light is reflected by the mirror 88 and returns to the junction position 102. And enters the second optical waveguide 86.
  • the length L41 corresponding to the light having the wavelength of 1.49 / zm and the length L42 corresponding to the light having the wavelength of 1.31 / zm can be determined independently. Accordingly, it is possible to independently determine the insertion loss of light of both wavelengths into the second optical waveguide 86, and the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • the first optical waveguide 8 of light of both wavelengths is used. It is also possible to determine the return loss to 4 independently. In this way, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • optical waveguide type directional optical coupler has been described above.
  • optical coupling portion of the optical fiber-fused optical fiber 1 that forms a directional optical coupler by fusing and stretching two optical fibers.
  • a similar operation can also be realized by inserting a mirror and an optical filter in this case.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of an MMI (Multi Mode Interference) type optical reflector, which is a fifth embodiment of the optical reflector according to the present invention.
  • MMI Multi Mode Interference
  • the present embodiment unlike the first to fourth embodiments in which light of two wavelengths is propagated, light of three wavelengths is propagated.
  • the present embodiment will be described assuming that the three wavelengths are, for example, a wavelength of 1.55 / z m, a wavelength of 1.49 / z m, and a wavelength of 1.31 m.
  • the configuration of the present embodiment schematically includes an additional optical filter 126 (see FIG.
  • the configuration is the same as that of the MMI-type light reflector 40 according to the second embodiment except for the change associated with handling light of three wavelengths. Therefore, in the following description, the same reference numerals are given to components common to the second embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the MMI-type optical reflector 120 includes a multimode optical waveguide 42 that is a light propagation region, and a first optical input / output unit connected to one side of the multimode optical waveguide 42.
  • the first-stage optical filter 124 and the second-stage optical filter 126 are provided in the multimode optical waveguide 42 between the first and second optical fibers 46 and the mirror 122.
  • the planar shape of the multimode optical waveguide 42 is substantially rectangular.
  • the multimode optical waveguide 42 has an axis 52 extending in the light propagation direction in parallel with one side of the rectangle.
  • the multi-mode optical waveguide 42 includes a first optical waveguide section 128 disposed between the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 and the first-stage optical filter 124, and a first-stage optical waveguide section 124.
  • a second optical waveguide section 130 disposed between the optical filter 124 and the second-stage optical filter 126;
  • the third optical waveguide portion 132 disposed between the optical filter 126 and the mirror 122 is included.
  • the multimode optical waveguide 42 has a core 42a and a clad 42b formed on a Si substrate (not shown) in a stacked manner, and the core 42a and the clad 42b are preferably formed of a polymer.
  • the first-stage optical filter 124 and the second-stage optical filter 126 are preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the first-stage optical filter 124 transmits a light having a wavelength of 1.31 m band and a wavelength of 1.49 m band and reflects light having a wavelength of 1.55 m band.
  • Filter or BBF (Band Blocking Filter).
  • the second-stage optical filter 126 is an SPF or BBF that transmits light having a wavelength of 1.31 m and reflects light having a wavelength of 1.49 m. That is, the second-stage optical filter 126 transmits light having a wavelength of 1.49 ⁇ m that passes through all of the optical filters closer to the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46. reflect.
  • L51 is the longest distance from the junction 58 between the first optical fiber 44 and the second optical fiber 46 and the multimode optical waveguide 42 to the equivalent reflection center plane 1 34 of the first-stage optical filter. It is preferable that the interference length is 1Z2 at the wavelength of light (1.55 m). Further, the distance L52 from the junction position 58 to the equivalent reflection center plane 136 of the second-stage optical filter is preferably 1Z2 which is an interference length of the intermediate wavelength of light (1.49 m). Good.
  • the reflection center planes 134 and 136 of the first-stage optical filter 124 and the second-stage optical filter 126 are preferably within a range of 90 ⁇ 5 degrees with respect to the axis 52.
  • the mirror 122 is preferably formed of a dielectric multilayer film, but any material can be used as long as it can reflect light having the shortest wavelength (1.31 ⁇ m), and an optical filter may be used.
  • the distance L53 from the junction position 58 to the equivalent reflection center plane 138 of the mirror 122 is preferably 1Z2 which is the interference length of the shortest wavelength of light (1.31 m).
  • the reflection center plane 138 of the mirror 122 is preferably within a range of 90 ⁇ 5 degrees with respect to the axis 52.
  • optical filters 124 and 126 and the mirror 122 are preferably attached to the grooves 140 and 142, end portions or step portions 144, etc., which are provided in the multimode optical waveguide 42, and are optical filter installation means.
  • the operation of the MMI type light reflector that is the fifth embodiment of the light reflector according to the present invention will be described.
  • the light having a wavelength of 1.55 m is incident on the multimode optical waveguide 42 from the first optical fiber 44, the light is reflected by the first-stage optical filter 124 and returned to the second optical fiber 46. It is transmitted to.
  • the light having a wavelength of 1.49 m is incident on the multi-mode optical waveguide 42 from the first optical fiber 44, the light passes through the first-stage optical filter 124 and the second-stage optical filter 126. Then, the light is reflected and returned, passes through the first-stage optical filter 124 again, and propagates to the second optical fiber 46.
  • the above-described MMI-type optical reflector 120 supports length L51 corresponding to light having a wavelength of 1.55 m and length L52 corresponding to light having a wavelength of 1.49 m and light having a wavelength of 1.31 m.
  • the length L5 3 to be determined can be determined independently. Therefore, the core shapes (width and length) of the first to third optical waveguide portions 128, 130, and 132 can be determined so that the insertion loss in the light of each wavelength is minimized. As a result, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • the first to fifth embodiments of the optical reflector according to the present invention described above are used for propagating a signal transmitted by one of two optical fibers arranged side by side to the other optical fiber. It can be used as a connection device.
  • a single connecting optical fiber was used to connect to two powerful optical fibers.
  • the radius of curvature of the connecting optical fiber cannot be reduced due to the structure of the optical fiber, a large space is required for the connecting optical fiber.
  • the light reflector according to the present invention it is possible to connect the above optical fibers in a space-saving manner. is there.
  • the desired wavelength is mainly reflected.
  • a BBF Back Blocking Filter
  • a BBF Band Blocking Filter
  • the intensity of light of the selected wavelength among the light passing between the first light input / output means 14, 44, 84 and the second light input / output means 16, 46, 86 is increased. It is also possible to configure an optical power monitor that detects only the degree.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a rod lens type optical multiplexer / demultiplexer which is the first embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • a case will be described in which light having a wavelength of 1.55 m, light having a wavelength of 1.49 m, and light having a wavelength of 1.31 m are propagated.
  • the mirror 18 of the rod lens type optical reflector 10 which is the first embodiment of the optical reflector according to the present invention is connected to the second-stage optical filter 206 (FIG. 6), the rod lens 12 is extended beyond the optical filter 206 in the second stage, and the third light input / output means 202 (see Fig. 6) is added to the extended rod lens 12.
  • the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 200 is a rod lens 12 that is a light propagation region, and a first light input / output means that is connected to one side of the rod lens 12.
  • the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 as the second light input / output means 16 and the third light as the third light input / output means connected to the other side of the rod lens 12
  • the first optical filter 20 and the second stage provided in the rod lens 12 between the fiber 202, the first optical fiber 14, the second optical fiber 16, and the third optical fiber 202.
  • the optical filter 206 is provided.
  • the rod lens 12 includes a first rod lens 24 disposed between the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 and the first-stage optical filter 20, and a first-stage optical filter. 20 and the second stage optical filter 206, a second rod lens 26 disposed between the second stage optical filter 206 and the second stage optical filter 20 3 and a third rod lens 21 disposed between the third optical fiber 202 and the third optical fiber 202.
  • the first optical fiber 14 and the second optical fiber 16 and the first rod lens 24 and the joint position 28, and the 12 joint positions of the third rod lens 210 and the third optical fiber 202 are 33. If the length L13 is half the pitch, the light beam incident on one end 28 of the rod lens 12 from the first optical fiber 14 is condensed at the other end 34 of the rod lens 12 and is The light is preferably emitted to the third optical fiber 202.
  • the first-stage optical filter 20 and the second-stage optical filter 206 are preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the first-stage optical filter 20 transmits LPF (Long) which transmits light of wavelength 1.55 m band and light of wavelength 1.49 m band and reflects light of wavelength 1.31 m band. wavelength Pass Filter).
  • the second-stage optical filter 206 is an LPF that transmits light with a wavelength of 1.55 ⁇ m and reflects light with a wavelength of 1.49 m.
  • the operation of the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 200 which is the first embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention is such that light having a wavelength of 1.55 m enters the rod lens 12 from the first optical fiber 14.
  • the first optical filter 20 and the second optical filter 206 are transmitted through the third optical fiber 202, and the second optical power is not the mirror 18 but the second optical power mirror 1.
  • the operation is the same as that of the rod lens type light reflector 10, which is the first embodiment of the light reflector described above, except that it is reflected by the optical filter 206. Therefore, the description is omitted.
  • propagation of one wavelength is added between the first optical fiber 14 or the second optical fiber 16 and the third optical fiber 202.
  • the length L13 corresponding to light having a wavelength of 1.55 m and the length L12 corresponding to light having a wavelength of 1.49 m and the light having a wavelength of 1.31 m are used.
  • the length L11 corresponding to can be determined independently. Accordingly, the shapes (diameter and length) of the first to third rod lenses 24, 26, and 210 can be determined so that the insertion loss in the light of each wavelength is minimized. As a result, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • a three-wave multiplexing FTTH (ber to the home) can be suitably realized.
  • ⁇ 3 ⁇ 4, ⁇ ⁇ ”— ⁇ International Telecommunication Union—Telecommunication standarization sector
  • 1.31 m light is the upstream data signal
  • 1.49 m light is the downstream data signal
  • FIG. 7 is a schematic diagram of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer that is a second embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • a case will be described in which light having a wavelength of 1.55 m, light having a wavelength of 1.49 m, and light having a wavelength of 1.31 m are propagated.
  • the mirror 48 of the MMI-type optical reflector 40 which is the second embodiment of the optical reflector according to the present invention, is changed to a second-stage optical filter
  • the MMI which is the second embodiment of the optical reflector according to the present invention, except that the light propagation region is extended beyond the second-stage optical filter and a third light input / output means is added to the extended light propagation region. It has the same configuration as the mold reflector. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 includes a multimode optical waveguide 42 that is an optical propagation region and a first optical input connected to one side of the multimode optical waveguide 42.
  • a first single-mode optical waveguide 43 serving as an output means, a first optical fiber 44, a second single-mode optical waveguide 45 serving as a second optical input / output means, and a second optical fiber 46;
  • Third mode which is a third optical input / output means connected to the other side of the multi-mode optical waveguide 42
  • the first-stage optical filter 224 and the second-stage optical filter 226 provided in the
  • the multi-mode optical waveguide 42 includes a first multi-mode optical waveguide section 54 disposed between the first single-mode optical waveguide 43 and the second single-mode optical waveguide 45 and the first-stage optical filter 224, and A second multimode optical waveguide section 56 disposed between the first stage optical filter 224 and the second stage optical filter 226, a second stage optical filter 226, and a third single mode optical waveguide 221.
  • the third multimode optical waveguide section 230 is disposed between the two.
  • the distance L23 is preferably 1Z2 of the interference period of the wavelength of transmitted light (1.55 m).
  • the third single-mode optical waveguide 221 has a core 221a and a clad 221b formed on a Si substrate (not shown) together with the multi-mode optical waveguide 42, and the core 221a and the clad 221b.
  • 22 lb is preferably formed of a polymer.
  • the third optical fiber 222 has a core 222a and a clad 222b.
  • the third optical fiber 222 is disposed substantially parallel to the axis 52 (within a range of ⁇ 5 degrees), and is fixed to the third single mode optical waveguide 221 with an adhesive or the like! RU
  • the third single mode optical waveguide 221 may be omitted, and the multimode optical waveguide 230 and the third optical fiber 222 may be directly connected.
  • connection means that other materials such as an adhesive, a refractive index adjusting agent, a filler, and an antireflection film may be interposed as long as an optically suitable bond is secured. . Spatial coupling is also possible.
  • the first-stage optical filter 224 and the second-stage optical filter 226 are preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the first-stage optical filter 224 transmits B BF (that transmits light having a wavelength of 1.55 / zm and light having a wavelength of 1.31 m and reflects light having a wavelength of 1.49 m. Band Blocking Filter).
  • the second-stage optical filter 226 has a wavelength of 1.55 ⁇ m.
  • LPF that reflects light in the 1.3: m band.
  • the second stage filter 226 is preferably attached to the groove 66 in the same manner as the first stage filter 224.
  • the operation of the MMI optical multiplexer / demultiplexer which is the second embodiment of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, is roughly the same as that of the first optical fiber 44.
  • the light is incident on the multimode optical waveguide 42 through the single-mode optical waveguide 43 of the first stage, passes through the first-stage filter 224 and the second-stage filter 226, and passes through the third single-mode optical waveguide 221.
  • the mirror 48 and the optical filter 50 are changed to the second-stage optical filter 226 and the first-stage optical filter 224, respectively.
  • the operation is the same as that of the MMI-type light reflector 40 which is the second embodiment of the light reflector. Therefore, the description is omitted. As a result, the propagation of light of one wavelength is added between the first optical fiber 44 or the second optical fiber 46 and the third optical fiber 222.
  • the MMI optical multiplexer / demultiplexer 220 can be operated in the same manner as the optical multiplexer / demultiplexer 200 of the first embodiment, and can be applied to the same application.
  • a length L23 corresponding to light having a wavelength of 1.55 m and a length L21 corresponding to light having a wavelength of 1.49 m and a light having a wavelength of 1.31 m are supported.
  • the length L2 2 to be determined can be determined independently. Accordingly, the core shapes (width and length) of the first to third multimode optical waveguide portions 54, 56, and 230 may be determined so that the insertion loss is minimized for each wavelength of light. Is possible. As a result, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of an MMI (Multi Mode Interference) type optical reflector that is a third embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 240 of the present embodiment includes the first stage optical filter 224, the second stage optical filter 226, and the second stage optical filter 224 of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 of the second embodiment described above.
  • the optical waveguide unit 56 is integrally formed as the optical filter unit 242 and is described above.
  • the second embodiment except that a groove 244, which is an optical filter installation means for receiving the optical filter unit 242, is provided instead of the groove 64 and the end or step portion 66, etc. of the second embodiment.
  • This has the same configuration as the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220. Therefore, the same components as those in the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the operation of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 240 which is the third embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention, is the same as the operation of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220, which is the second embodiment described above. Therefore, the description is omitted.
  • the MMI optical multiplexer / demultiplexer 240 can be operated in the same manner as the optical multiplexer / demultiplexer 200 of the first embodiment, and can be applied to the same application.
  • the length L23 corresponding to light having a wavelength of 1.55 m and the length L21 corresponding to light having a wavelength of 1.49 m and light having a wavelength of 1.31 m are supported.
  • the length L2 2 to be determined can be determined independently. Accordingly, the core shapes (width and length) of the first to third multimode optical waveguide portions 54, 56, and 230 may be determined so that the insertion loss is minimized for each wavelength of light. Is possible. As a result, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • FIG. 9 is a schematic diagram of a directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer which is a fourth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • a case will be described in which light having a wavelength of 1.55 m, light having a wavelength of 1.49 m, and light having a wavelength of 1.31 m are propagated.
  • the fourth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention includes two mirrors 88 (see FIG. 4) of the directional optical coupler type optical reflector 80, which is the fourth embodiment of the optical reflector according to the present invention.
  • the optical filter is changed to the optical filter 268 at the second stage (see FIG. 9), the optical coupler 82 is extended beyond the optical filter 268 at the second stage, and the third optical waveguide 262 and the fourth optical waveguide 82 are connected to the extended optical coupler 82.
  • the optical waveguide 264 is the same as the directional optical coupler reflector 80 except that the optical waveguide 264 is added. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 260 has a direction that is a light propagation region.
  • a first-stage optical filter 266 and a second-stage optical filter 268 are provided in an optical coupler 82 between the waveguide 86 and the third optical waveguide 262 and the fourth optical waveguide 264.
  • the first optical coupling path 94 is connected to the first optical waveguide 84 and the fourth optical waveguide 264
  • the second optical coupling path 96 is connected to the second optical waveguide 86 and the third optical waveguide 262. It has been.
  • the optical coupler 82 includes a first optical coupler unit 98 disposed between the first optical waveguide 84 and the second optical waveguide 86 and the first-stage optical filter 266, and the first-stage light
  • the second optical coupler unit 100 disposed between the filter 266 and the second-stage optical filter 268, and the second optical coupler unit 268 disposed between the second-stage optical filter 268 and the third optical waveguide 262. Includes three optical coupler sections 270.
  • the separation L43 is preferably a coupling length of the wavelength (1.55 m) of light transmitted through the two-stage optical filter.
  • Each of the third optical waveguide 262 and the fourth optical waveguide 264 includes a core 82a and a clad 82b formed in a laminated manner on a Si substrate (not shown) integrally with the multimode optical waveguide 82. Yes.
  • the first-stage optical filter 266 and the second-stage optical filter 268 are preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the first-stage optical filter 266 transmits B BF (wavelength 1.55 / zm band light and wavelength 1.31 m band light and reflects wavelength 1.49 m band light.
  • Band Blocking Filter The second-stage optical filter 268 is an LPF that transmits light with a wavelength of 1.55 ⁇ m and reflects light with a wavelength of 1.31 / z m.
  • the operation of the directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 260 according to the present invention is such that light having a wavelength of 1.55 / zm is incident on the optical coupler 82 from the first optical waveguide 84, and the first-stage optical filter 266 and 2nd stage Except that the second-stage optical filter 268 and the first-stage optical filter 266 are used instead of the mirror 88 and the optical filter 90, respectively.
  • the operation is the same as that of the fourth embodiment 80 of the light reflector according to the present invention. Therefore, the description is omitted. As a result, propagation of one wavelength is added between the first optical waveguide 84 or the second optical waveguide 86 and the third optical waveguide 262.
  • the directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 260 can be operated in the same manner as the optical multiplexer / demultiplexer 200 of the first embodiment, and can be applied to the same application.
  • the length L43 corresponding to light having a wavelength of 1.55 m and the length L41 corresponding to light having a wavelength of 1.49 m and a wavelength of 1.31 are used.
  • the length L42 corresponding to m light can be determined independently. Therefore, it is also possible to determine the shapes (width, length, etc.) of the first to third optical couplers 98, 100, 270 so that the insertion loss is minimized for each wavelength of light. It is. Thereby, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • optical waveguide type directional optical coupler has been described above.
  • two optical fibers are fused and stretched to form a directional optical coupler.
  • the same operation can be realized by inserting a stage optical filter.
  • FIG. 10 is a schematic diagram of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer that is a fifth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • a case where light having a wavelength of 1.65 m, light having a wavelength of 1.55 m, light having a wavelength of 1.49 ⁇ m, and light having a wavelength of 1.31 m is propagated will be described. To do.
  • the mirror 122 of the MMI-type optical reflector 120 which is the fifth embodiment of the optical reflector according to the present invention, is added to the third stage optical filter 288 (FIG. 10). Except that the light propagation area is extended beyond the third stage optical filter 288, and a third light input / output means is added to the extended light propagation area.
  • This has the same configuration as the MMI reflector according to the fifth embodiment. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 280 is a multimode optical device that is an optical propagation region.
  • the first-stage optical filter 284, the second-stage optical filter 286, and the third-stage optical filter 288 are provided.
  • the multimode optical waveguide 42 includes a first multimode optical waveguide unit 128 disposed between the first single mode optical waveguide 43 and the second single mode optical waveguide 45 and the first-stage optical filter 284, and A second multi-mode optical waveguide section 130 disposed between the first-stage optical filter 284 and the second-stage optical filter 286; the second-stage optical filter 130; and the third-stage optical filter 132; A third multimode optical waveguide section 132 disposed between the third multimode optical waveguide section 132 and a fourth multimode optical waveguide section 290 disposed between the third-stage optical filter 288 and the third single mode optical waveguide 281. Including.
  • the distance L54 is preferably 1Z2 having an interference period of the wavelength of transmitted light (1.65 ⁇ m).
  • the third single-mode optical waveguide 281 has a core 281a and a clad 281b formed on a Si substrate (not shown) together with the multi-mode optical waveguide 42, and the core 281a and the clad 28 lb are It is preferably formed of a polymer.
  • the third optical fiber 282 has a core 282a and a clad 282b.
  • the third optical fiber 282 is disposed substantially parallel to the axis 52 (within a range of ⁇ 5 degrees), and is fixed to the third single mode optical waveguide 281 with an adhesive or the like.
  • the third single mode optical waveguide 281 may be omitted, and the fourth optical waveguide portion 290 and the third optical fiber 282 may be directly connected.
  • connection means that an adhesive, a refractive index adjusting agent, a filler, an antireflection coating can be used as long as an optically suitable bond is secured. Other substances such as a stop film may be interposed. Spatial coupling is also possible.
  • the first-stage optical filter 284, the second-stage optical filter 286, and the third-stage optical filter 288 are preferably formed of a dielectric multilayer film.
  • the first-stage optical filter 284 transmits light having a wavelength of 1.65 m, light having a wavelength of 1.49 m, and light having a wavelength of 1.31 m and having a wavelength of 1.55 ⁇ m.
  • BBF Band Block Filter
  • the second-stage optical filter 286 is a BBF that transmits light having a wavelength of 1.65 m and light having a wavelength of 1.31 m and reflecting light having a wavelength of 1.49 / z m.
  • the third-stage optical filter 288 is an LPF that transmits light having a wavelength of 1.65 m and reflects light having a wavelength of 1.31 m.
  • the third optical filter 288 is preferably installed in the groove 144 or the like.
  • the operation of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 280 according to the present invention is roughly as follows.
  • Light of wavelength 1.65 / zm is transmitted through the first single-mode optical waveguide 43 through the first single-mode optical waveguide 43.
  • the third optical fiber 282 is incident on the waveguide 42, passes through the first-stage optical filter 284, the second-stage optical filter 286, and the third-stage optical filter 288 and passes through the third single-mode optical waveguide 281.
  • the optical filters 284, 286, 288 are used instead of the mirror 122 and the optical filters 124, 126 (see FIG. 5).
  • the operation is the same. Therefore, the description is omitted.
  • propagation of one wavelength between the first optical fiber 44 or the second optical fiber 46 and the third optical fiber 282 is added.
  • the length L54 corresponding to the light of wavelength 1.65 m, the length L51 corresponding to the light of wavelength 1.55 m, and the light of the wavelength 1.49 m can be determined independently. Therefore, the core shapes (width and length) of the first to fourth multimode optical waveguide sections 128, 130, 132, and 290 are determined so that the insertion loss is minimized for each wavelength of light. It is also possible to do. As a result, the performance of optical wavelength division multiplexing communication can be improved.
  • FIG. 11 is a schematic diagram of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer which is a sixth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 300 according to the sixth embodiment has almost the same configuration as the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 according to the second embodiment described above. The only difference is that the optical coupler section 98 is offset in the direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the other optical coupler sections.
  • the axis line 54a of the first multimode optical waveguide section 54 has a first axis with respect to the axis line 52 of the other multimode optical waveguide section, that is, the second and third multimode optical waveguide sections 56 and 230. It is offset laterally by the distance DO on the single mode optical waveguide 43 side. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the widths of the first to third multimode optical waveguide portions 54, 56, and 230 are indicated by Wl, W2, and W3, respectively, and the first to third multimode optical waveguide portions 42 at the junction position with the multimode optical waveguide portion 42 are indicated.
  • Dl, D2 and D3 indicate the distances in the width direction between the axes of the three single mode optical waveguides 43, 45 and 221 and the axes 52 of the second and third multimode optical waveguide sections 56 and 230, respectively.
  • the widths of the first to third single mode optical waveguides 43, 45, and 221 at the joint position with the multimode optical waveguide portion 42 are indicated by WS1, WS2, and WS3, respectively.
  • the operation of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 300 according to the sixth embodiment is the same as that of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 according to the second embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • FIG. 12 is a schematic diagram of a directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer which is a seventh embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 310 according to the seventh embodiment has substantially the same configuration as the directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 260 according to the fourth embodiment described above. The only difference is that the first optical coupler section 98 is offset with respect to the other optical coupler sections in a direction perpendicular to the light propagation direction.
  • the axis 98a of the first optical coupler unit 98 is the first optical waveguide with respect to the other optical coupler units, that is, the axis 92 of the second and third optical coupler units 100 and 270. It is offset laterally on the 84 side. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 310 The operation of the optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 310 according to the seventh embodiment is the same as that of the fourth embodiment. Since this is the same as that of the optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 260, the description thereof is omitted.
  • FIG. 13 is a schematic diagram of a rod lens type optical multiplexer / demultiplexer which is an eighth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 320 according to the eighth embodiment has substantially the same configuration as the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 200 according to the first embodiment described above. The only difference is that one rod lens 24 is offset in the direction perpendicular to the light propagation direction with respect to the other rod lenses.
  • the axis 24a of the first rod lens 24 is transverse to the first optical fiber 14 side with respect to the axis 22 of the other rod lenses, that is, the second and third rod lenses 26 and 210. Is offset. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the operation of the rod lens type optical multiplexer / demultiplexer 320 according to the eighth embodiment is the same as that of the optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer 200 according to the fourth embodiment, and therefore the description thereof is omitted.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer which is a ninth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 330 according to the ninth embodiment has substantially the same configuration as the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 300 according to the sixth embodiment described above.
  • the widths of the first and third single mode optical waveguides 43 and 45 at the junction position 58 with the wave path portion 42 are different. Therefore, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted.
  • the operation of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 330 according to the ninth embodiment is the same as that of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 300 according to the sixth embodiment, and the description thereof is omitted.
  • the width perpendicular to the light traveling direction of the first single-mode optical waveguide 43 of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 330 is WS la at the junction with the optical fiber 44 and is directed to the multimode optical waveguide section 42. It becomes larger by force, and is WSlb at the junction position 58 with the multimode optical waveguide section 42.
  • the optical waveguide 43 may be a multimode optical waveguide in which a plurality of modes are excited, not necessarily a single mode in which only the fundamental mode is excited, depending on the width WS lb.
  • each single mode optical waveguide or multimode optical waveguide 43, 45, 221 optically connected to the multimode optical waveguide 42 are changed. Accordingly, it is possible to improve the light propagation or coupling efficiency between each single mode optical waveguide 43, 45, 221 and the multimode optical waveguide 42.
  • the optical waveguide excess loss was measured for the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 220 which is the second embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer of the present invention shown in FIG.
  • the optical waveguide excess loss is 0.2 dB. there were.
  • light having a wavelength of 1.31 m was transmitted from the second optical fiber 46 through the first-stage optical filter 224, reflected by the second-stage optical filter 226, and propagated to the first optical fiber 44. At that time, the optical waveguide excess loss was -0.7 dB.
  • the optical waveguide excess loss was measured.
  • both the light of wavelength 1.49 m and the light of wavelength 1.31 m were reflected by the first stage optical filter, and the light of wavelength 1.55 m was transmitted through the first stage optical filter.
  • the optical waveguide excess loss is ⁇ 0 It was 5dB.
  • the optical waveguide excess loss is 0. It was 8dB.
  • the excess loss of the optical waveguide when light of wavelength 1.55 / zm is transmitted from the first optical fiber 44 through the first-stage optical filter 224 and propagated to the third optical fiber 222 is: It was 0.9 dB.
  • the first-stage optical finer 224 reflects light having a wavelength of 1. 48 111 to 1.50 m, and 1.26 / zm force to 1.36 111 and 1.55 111 to 1.5.56.
  • BBF that transmits light with a wavelength of m
  • light having a wavelength of 1.36 m is incident from the second light input / output means 45 and 46 and propagated to the first light input / output means 43 and 44.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 300 is manufactured as described below.
  • a V-shaped groove for mounting an optical fiber was processed on a Si substrate, and a SiO film was formed on the top surface of the substrate.
  • spin coating is applied to fluorinated polyimide as the cladding material.
  • the lower clad layer was formed by ing. Subsequently, a core layer was formed by spin-coating fluorinated polyimides having different degrees of fluorine polymerization used as a core material on the lower clad layer.
  • the optical waveguides 42, 43, 45, and 221 were patterned by photolithography and reactive ion etching.
  • the first and second single-mode optical waveguides 43 and 45 were patterned so as to have an S-shaped curved shape, and the third single-mode optical waveguide 221 had a linear shape.
  • an upper clad layer was formed so as to cover the core layer by spin coating fluorinated polyimide for the clad.
  • the relative refractive index difference between the core layer and the cladding layer was 0.4%, and the thickness of the core layer was 6.5 m.
  • two grooves 64 and 66 for installing the first-stage and second-stage optical filters 224 and 226 were processed by Daishinda Kaye.
  • the two grooves 64, 66 are Parallel to each other and perpendicular to the axis 52.
  • the above processing was performed simultaneously for a plurality of optical multiplexers / demultiplexers 300 on one Si substrate.
  • the optical multiplexer / demultiplexer 300 was cut into individual pieces.
  • the Si substrate extends to both sides of the optical multiplexer / demultiplexer 300 in the direction of the axis 52, and one of the extension portions has a V-shape for mounting the first and second optical fibers 44 and 46.
  • a groove having a cross section is disposed, and a groove having a V-shaped cross section for mounting the third optical fiber 222 is disposed in the other extension portion.
  • the cores 44a, 46a, and 222a of the optical fibers 44, 46, and 222 have a single-mode optical waveguide 43, 45, and 22a, respectively. Configured to align with 221a, enabling passive mounting.
  • the first and second stage optical filters 224 and 226 are inserted into the two grooves 64 and 66, respectively, and fixed with adhesive, and the optical fibers 43, 45, and 221 are passively mounted in the V-shaped grooves. Fixed them with glue
  • Table 1 shows the results of optical characteristics evaluation of the optical multiplexer / demultiplexer 300.
  • the first optical input / output means 43, 44 is represented by C port
  • the second optical input / output means 45, 46 is represented by O port
  • the third optical input / output means is represented by V port.
  • light with a wavelength of 1.31 m is propagated from the O port to the C port
  • light with a wavelength of 1.49 m is propagated from the C port to the O port and has a wavelength of 1.55 / zm.
  • Light propagates from the C port to the V port.
  • the incident light is not 100% propagated as such (insertion loss), leaks to other ports (crosstalk), and returns to the incident port (reflection loss).
  • design values and measured values of the light intensity emitted from the right port relative to the light intensity incident from the left port listed in the port column are used for insertion loss, crosstalk and reflection. It is divided into attenuation amounts and shown in decibels.
  • the design value is the result of 3D BPM (beam propagation method) calculation experiment, the measured value of collimated light of the optical filter, and the propagation loss caused by the material measured separately 0.3 to 0.5 dBZcm between the optical fiber and the single mode light This is a value obtained by taking into account the typical coupling loss with the waveguide.
  • the insertion loss has a larger decibel value! /, That is, the absolute value of the decibel value is smaller! /.
  • the preferred crosstalk and return loss are the smaller the decibel value, that is, the decibel value. It is preferable that the absolute value of As shown in Table 1, in the measured values, the absolute value of insertion loss is 1.5 dB or less, the absolute value of crosstalk is 29 dB or more, and the absolute value of return loss is 35 dB or more. It was.
  • the fabricated MMI type optical multiplexer / demultiplexer can be suitably used for the access system.
  • the C port is connected to the station side
  • the O port is connected to the ONU (Optical Network Unit) side
  • the V port is connected to the V (Video) —ONU side.
  • the MMI type optical multiplexer / demultiplexer made by connecting the C port to the home side, the O port to the OLT (Optica 1 Line Terminator) side, and the V port to the V (Video) —OLT side. It can be suitably used as an optical multiplexer / demultiplexer.
  • the offset amount DO is set to 0 ⁇ m and 0.85.
  • the return loss is 26 dB.
  • the return loss is 36 dB, and when the offset amount DO is 0 m.
  • the absolute value of the return loss could be increased.
  • An example of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer 330, which is the ninth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer shown in FIG. 14, will be described.
  • the first-stage optical finer 224 reflects light with a wavelength of 1.48 111 to 1.50 m, 1.26 m force to 1.36 111 and 1.55 111 to 1.56 m.
  • BBF that transmits the light of the second stage, the second stage of the optical filter 226 ⁇ , 1.26 111 etc. 1. Reflects light of 36 m wavelength 1.55 / zm force etc. 1.56 m wavelength light LPF was used. 1. 26 m force, etc. 1.
  • Light of 36 m wavelength enters from the second light input / output means 45, 46 and is transmitted to the first light input / output means 43, 44. 1.48 111 Light having a wavelength of 50 m entered from the first light input / output means 43 and 44 and propagated to the second light input / output means 45 and 46. 1. Light with a wavelength of 55 / zm 1.56 / zm was incident from the first light input / output means 43, 44 and propagated to the third light input / output means 221, 222.
  • FIG. 15 is a graph showing the wavelength dependence of the return loss of the MMI optical multiplexer / demultiplexer 330 having the above dimensions.
  • the return loss shown in FIG. 15 is obtained when light having a wavelength of 1.26 / ⁇ to 1.36 / zm is incident from the second light input / output means 45 and 46 and propagated to the first light input / output means. This is the ratio of the amount of light returning to the second light input / output means 45, 46 to the amount of incident light.
  • the first to third multimode optical waveguides 54, 56, 230 have a width Wl, W2, W3 force of 0 ⁇ m, and the width Wl, W2, W3 force of 17 ⁇ m and correspondingly Comparison was made with another example in which the lengths L21, L22, and L23 were adjusted. As shown in Fig. 15, the return loss of light with a wavelength of 1.26 / ⁇ to 1.36 m could be reduced by increasing the widths Wl, W2, and W3. Also, the wavelength dependence of return loss could be reduced.
  • the distance between the first-stage optical filter 224 and the second-stage optical filter 226 can be increased, so that the optical filters 224 and 226 can be easily mounted. Met.
  • the width WSlb of the first single-mode optical waveguide 43 at the portion optically connected to the multi-mode optical waveguide 42 is 10.6 ⁇ m, and the second single-mode optical waveguide 45
  • the above example in which the width WS2 was 6. was compared with another example in which the width WSlb and WS2 were both 6.
  • the light enters from the second light input / output means 45, 46 and propagates to the first light input / output means 43, 44. 1. 2 6 to 1. 36 m It was possible to reduce the excess loss of light having a wavelength of.
  • both the light having the wavelength of 1.49 111 and the light having the wavelength of 1.31 m are both propagated to the second light input / output means.
  • Both long light beams may be transmitted from the second light input / output means to the first light in the opposite direction to the first light input means, or both wavelengths of light may be transmitted to the first light input / output means and the first light input / output means.
  • the two light input / output means may be propagated in the opposite directions, or the propagation directions of the light of both wavelengths may change with the passage of time.
  • the optical filter is attached to the optical filter installation means such as the groove.
  • the present invention is not limited to this and is actually distributed as a product. Even if the optical multiplexer / demultiplexer force is an optical system from which the optical filter is removed, an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention is also within the scope of the present invention by attaching the optical filter.
  • LPF Long wavelength Pass Filter
  • B BF Band Blocking Filter
  • SPF Short wavelength Pass Filter
  • BPF Band Pass Filter
  • optical wavelength multiplexing communication of three wavelengths using one optical filter of three stages is shown. Do optical wavelength division multiplexing of four or more wavelengths using filters.
  • the mirror and the optical filter may be installed in the groove, the end, or the step, or between the light propagation regions formed separately so as to act as a light reflector or an optical multiplexer / demultiplexer. It may be installed by pinching and joining.
  • the light propagation region is a rod lens, a multimode optical waveguide, or a directional optical coupler.
  • the light propagation region is a condensing element such as a Fresnel lens. It may be a child, a grating (diffraction grating), or a Mach-Zender interferometer.
  • the case where each part of the light propagation region divided by the optical filter or the mirror is formed of the same material has been described.
  • at least the first rod lens 24 or the first optical waveguide is described.
  • the other portions of the light propagation region may be formed of different materials as long as the portions 54 and 128 generate a light intensity distribution according to the wavelength of the propagating light.
  • the second rod lens 26 may be air or the like instead of the rod lens, or the optical reflector and optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • the second optical waveguide portion 56 may be air or the like instead of the multimode optical waveguide.
  • the second optical waveguide section 130 and the Z or the third optical waveguide section 132 are not made of a multimode optical waveguide but air or the like. It is good.
  • a part or all of the above-described optical fiber may be replaced with an optical waveguide, or a part or all of the optical waveguide may be replaced with one optical fiber. Also, if the optical waveguide and optical fiber are connected, you can omit the deviation! /.
  • the incident-side optical fiber 1 may be replaced with a light-emitting element with a corresponding wavelength, or the output-side optical fiber 1 may be replaced with a light-receiving element with a corresponding wavelength.
  • the positions at which the first to third light input / output means 14, 43, 84, etc. are arranged with respect to the light propagation regions 12, 42, 82 are in accordance with the wavelength, the dimensions of the light propagation region, and the like. Preferably, it is defined. Also, the shape, size, relative position, etc. of each region of the light propagation region (for example, the first to third multimode optical waveguide portions 54, 56, 230) and each of the optical input / output means are not limited to insertion loss, crosstalk, and so on. It is preferable to be determined according to the design of the return loss.
  • the first light propagation region portion (multimode optical waveguide portion 54, optical coupler portion 98, rod lens 24) is replaced with another light propagation region. May be offset laterally with respect to this portion, or all light propagation region portions may be offset from each other. Further, for example, the widths WS1, WS2, WS3, WSla, WSlb of the single mode optical waveguides 43, 45, 221 may be different from each other. In the ninth embodiment, although WSlb is larger than WSla, the first single mode optical waveguide 43 and the multimode If the coupling of light with the optical waveguide section 42 is improved, WSlb should be smaller than WSla.
  • FIG. 1 is a schematic view of a rod lens type light reflector that is a first embodiment of a light reflector according to the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic plan view of an MMI type light reflector that is a second embodiment of the light reflector according to the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic plan view of an MMI-type light reflector that is a third embodiment of the light reflector according to the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic plan view of a directional optical coupler type light reflector that is a fourth embodiment of the light reflector according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of an MMI type light reflector that is a fifth embodiment of the light reflector according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of a rod lens type optical multiplexer / demultiplexer which is a first embodiment of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic plan view of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer that is a second embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic plan view of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer which is a third embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic plan view of a directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer which is a fourth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic plan view of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer that is a fifth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic plan view of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer that is a sixth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic plan view of a directional optical coupler type optical multiplexer / demultiplexer which is a seventh embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 13 is a rod lens type optical multiplexer / demultiplexer that is an eighth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram of an MMI type optical multiplexer / demultiplexer which is a ninth embodiment of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.
  • FIG. 15 is a graph showing the return loss of the MMI type optical multiplexer / demultiplexer according to the ninth embodiment.
  • FIG. 16 is a schematic plan view of a conventional linear optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer.
  • FIG. 17 is a schematic plan view of a conventional multimode optical waveguide type optical multiplexer / demultiplexer.
  • FIG. 18 is a schematic diagram of a conventional rod lens type optical multiplexer / demultiplexer.

Abstract

　光フィルタの配置の厳密さを緩和すると共に、光波長多重通信の性能を向上させることができる光反射器、光合分波器及び光システムを提供する。 　本発明による光反射器は、光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる領域、例えばロッドレンズ(12)、の一方の側に接続された第１の光ファイバー(14)及び第２の光ファイバー(16)と、他方の側に設けられたミラー(18)と、第１及び第２の光ファイバー(14,16)とミラー(18)との間に設けられた光フィルタ(20)とを有している。光フィルタ(20)は、第１の波長の光を反射し、第２の波長の光を透過し、ミラー(18)は、第２の波長の光を反射する。それにより、第１及び第２の光ファイバー(14,16)の間で、２つの波長の光が伝搬される。

Description

明 細 書
光反射器、光合分波器及び光システム
技術分野
[0001] 本発明は、光反射器、光システム、及び光合分波器に関し、更に詳細には、伝搬 する光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域を通して光波長多重 通信が行われる光反射器、光システム、及び光合分波器に関する。
背景技術
[0002] 近年、高速'大容量通信のための光波長多重（WDM： Wavelength Division Multip lexing)通信システムの研究が盛んになつている。光波長多重通信システムに使用さ れる重要な光部品の 1つに、複数の波長の光を合波又は分波する光合分波器があ る。かかる光合分波器の例が、特許文献 1及び非特許文献 1に開示されている。
[0003] 特許文献 1の図 1に従来の技術として開示されている直線光導波路型光合分波器 を、図 16を参照して説明する。図 16は、直線光導波路型光合分波器の概略図であ る。直線光導波路型光合分波器 400は、互いに角度 2 Θで交差している第 1の直線 光導波路 402及び第 2の直線光導波路 404と、 2つの直線光導波路が交差して ヽる 部分に設けられた光フィルタ 406と、光フィルタ 406を挟んで第 1の直線光導波路 40 2の延長線上に設けられた第 3の直線光導波路 408とを有して 、る。光フィルタ 406 は、誘電体多層膜で形成されている。また、光フィルタ 406は、その等価的な反射中 心面 406a力上記 3つの直線光導波路 402、 404、 408のそれぞれの光軸 402a、 40 4a、 408aの交点 410を通り且つ第 1の直線光導波路 402と第 2の直線光導波路 40 4とが反射中心面 406aに対して鏡像の関係になる向きに配置されて！、る。
特許文献 1には、 1. 3 111と1. 5 mの 2波長の光の伝搬に関する記載しかないが 、 3波長の光に応用した場合、たとえば、図 16の直線光導波路型光合分波器 400に おいて、光フイノレタ 406を、波長 1. 55 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯及 び 1. 31 μ m帯の光を反射する LPF (Long wavelength Pass Filter)とすれば、第 1の 直線光導波路 402に入射された波長 1. 55 mの光は、光フィルタ 406を透過して 第 3の直線光導波路 408に伝搬され、第 1の直線光導波路 402に入射された波長 1 . 49 μ m及び波長 1. 31 μ mの光は、光フィルタ 406で反射して第 2の直線光導波 路 404に伝搬される。
[0004] また、特許文献 1の図 9に発明として開示されている、 1段の光学フィルタを用いた マルチモード光導波路型光合分波器を、図 17を参照して説明する。図 17はマルチ モード光導波路型光合分波器の概略図である。マルチモード光導波路型光合分波 器 420は、光フィルタ 422を挟んで両側に配置された第 1のマルチモード干渉型光 導波路 424及び第 2のマルチモード干渉型光導波路 426と、第 1のマルチモード干 渉型光導波路 424に接続された第 1のシングルモード光導波路 428及び第 2のシン ダルモード光導波路 430と、第 2のマルチモード干渉型光導波路 426に接続された 第 3のシングルモード光導波路 432とを有している。光フィルタ 422は、入射角 0度の 光に対して波長 1. の光を反射し、且つ波長 1. 5 mの光を透過する誘電体 多層膜で形成されている。
特許文献 1には 2波長の光の伝搬に関する記載しかないが、 3波長の光に応用した 場合、たとえば、図 17のマルチモード干渉型光導波路 420において、光フィルタ 42 2を、波長 1. 55 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯及び 1. 31 m帯の光を 反射する LPF (Long wavelength Pass Filter)とすれば、第 1のシングルモード光導波 路 428から第 1のマルチモード干渉型光導波路 424に入射された波長 1. 55 mの 光は、光フィルタ 422を透過して、第 2のマルチモード干渉型光導波路 426を介して 第 3のシングルモード光導波路 432に伝搬され、第 1のシングルモード光導波路 428 から第 1のマルチモード干渉型光導波路 424に入射された波長 1. 49 m及び波長 1. 31 /z mの光は、光フィルタ 422で反射して第 1のマルチモード干渉型光導波路 4 24を介して第 2のシングルモード光導波路 430に伝搬される。
[0005] 次に、非特許文献 1に開示されているロッドレンズ型光合分波器を、図 18を参照し て説明する。図 18はロッドレンズ型光合分波器の概略図である。ロッドレンズ型光合 分波器 440は、光フィルタ 442を挟んで両側に配置された第 1のロッドレンズ 444及 び第 2のロッドレンズ 446と、第 1のロッドレンズ 444に接続された第 1の光ファイバ一 448及び第 2の光ファイバ一 450と、第 2のロッドレンズ 446に接続された第 3の光フ アイバー 452とを有している。光フィルタ 442は、誘電体多層膜で形成されている。口 ッドレンズ 444、 446は、その内部に屈折率の勾配を有し、入射した光ビームを平行 光にコリメートさせたり一点に集光させたりすることができるレンズである。例えば、ロッ ドレンズの長さ力 ロッドレンズの一端に入射される光ビームの波長に応じた蛇行周 期（以下、ピッチという。）の 1Z4であれば、その光ビームは、ロッドレンズの他端で平 行光になる。
光フィルタ 442を、波長 1. 55 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯及び 1. 3 1 μ m帯の光を反射する LPF (Long wavelength Pass Filter)とすれば、第 1の光ファ ィバー 448に入射された波長 1. 55 /z mの光は、光フィルタ 442を透過して第 3の光 ファイバー 452に伝搬し、第 1の光ファイバ一 448に入射された波長 1. 49 mの光 は、光フィルタ 442で反射して第 2の光ファイバ一 450に伝搬し、第 2の光ファイバ一 450に入射された波長 1. 31 mの光は、光フィルタ 442で反射して第 1の光フアイ バー 448に伝搬する。
[0006] 特許文献 1 :特開 2002— 6155号公報（図 1、図 9)
非特許文献 1 :田中弘範、外 4名、「高アイソレーション特性を有する光合分波器の開 発」、電子情報通信学会総合大会、電子情報通信学会、 2004年 3月、 C 3— 102 ゝ p276
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 上述した特許文献 1に開示されて!ヽる直線導波路型光合分波器 400、マルチモー ド光導波路型光合分波器 420、及び非特許文献 1に開示されて!ヽるロッドレンズ型 光合分波器 440【こお 、て、光フイノレタ 406、 422, 442で反射される波長 1. 49 μ ηι の光及び波長 1. 31 mの光に着目する。
直線導波路型光合分波器 400にお ヽては、光フィルタ 406が上述した位置及び向 きに配置されていれば、第 1の直線光導波路 402に入射された波長 1. 49 /z m及び 波長 1. 31 mの光は、光の波長の違いとは無関係に、光フィルタ 406で反射され、 第 2の直線光導波路 404に入射される。従って、波長 1. 49 m及び波長 1. 31 μ ηι の光の第 2の直線光導波路 404への挿入損失の差は、ほとんどない。しかしながら、 光フィルタ 406が上述した位置及び向き力 少しでもずれると、光フィルタ 406で反 射した光が第 2の直線光導波路 404に入射せず、両波長の光の第 2の直線光導波 路 404への挿入損失が著しく増大する。第 2の直線光導波路 404への光の挿入損 失を低減するためには、光フィルタ 406を上述した位置及び向きに厳密に配置する ことが必要であり、これを実現するにはかなりの手間が力かる。
[0008] マルチモード光導波路型光合分波器 420においては、マルチモード光導波路の特 性上干渉長さ Lに波長依存性があるため、波長が短い光の方が干渉長が長ぐ波長 が短 、光が 100%の分配比 (透過率又は反射率)となるように干渉長 Lを設定した場 合、波長が長い光の分配比 (透過率又は反射率）は 100%未満となる。従って、マル チモード光導波路型光合分波器 420を、上述の 3波長の光の伝播に用いた場合、光 導波路過剰損失、結合損失等の総和である挿入損失が増力 tlしたり、不要ポートへの 漏洩 (クロストーク）が生じたりして、 3波長全てに対して良好な特性を満足させること はできなかった。
[0009] ロッドレンズ型光合分波器 440においては、第 1の光ファイバ一 448から入射された 波長 1. 49 mの光及び波長 1. 31 mの光はコリメートされ、平行光に近づいてい く。完全に平行な光になるのに必要なロッドレンズの長さは、光の波長に応じて異な つているので、波長 1. 49 111の光及び波長1. 31 mの光が光フィルタ 442で反射 されるとき、少なくとも一方の光は完全な平行光になっていない。平行光になってい な 、光が光フィルタ 442で反射されると、ロッドレンズ 444から第 2の光ファイバ 450に 入射する光は完全に集光しないので、光の強度が弱まり、第 2の光ファイバ一 450へ の挿入損失が生じることになる。従って、ロッドレンズ型光合分波器 440では、反射す べき 2つの波長の光のうちの一方の波長の光に合わせてロッドレンズ 444, 446の長 さを自由に決定すると、他方の波長に合わせたロッドレンズ 444、 446の長さを自由 に決定できなくなることがあり、光波長多重通信の性能を向上させる余地がある。
[0010] そこで、本願発明の目的は、光フィルタの配置の厳密さを緩和できると共に、光波 長多重通信の性能を向上させることができる光反射器、光合分波器及び光システム を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0011] 上記目的を達成するために、本発明による光反射器は、伝搬する光の波長に応じ た光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、光伝搬領域の一方の側に接続された第
1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段と、光伝搬領域の他方の側に設けられた ミラーと、第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段とミラーとの間の光伝搬領域 に設けられた光フィルタと、を有し、光フィルタは、第 1の波長の光を反射し且つ第 2 の波長の光を透過し、ミラーは、第 2の波長の光を反射し、第 1の光入出力手段と第 2 の光入出力手段との間で、第 1の波長の光及び第 2の波長の光が伝搬されることを 特徴としている。
このように構成された光反射器では、例えば、第 1の光入出力手段から光伝搬領域 に入射された第 1の波長の光は、光フィルタで反射して、第 2の光入出力手段に伝搬 される。
また、例えば、第 2の光入出力手段から光伝搬領域に入射された第 2の波長の光は 、光フィルタを透過し、ミラーで反射し、再び光フィルタを透過して、第 1の光入出力 手段に伝搬される。
本願発明では、伝搬する光の波長に応じた光の強度分布が生じる光伝搬領域を構 成要件としているので、直線光導波路で構成される場合と異なり、ミラー又は光フィル タの位置が少しずれても、光が著しく損失することはない。それにより、ミラー又は光 フィルタの配置の厳密さを緩和することが可能である。
また、第 1の光入出力手段力 光伝搬領域に入射された光が反射して第 2の光入 出力手段に伝搬される場合、第 2の光入出力手段に入射する時の光の強度が大き いほうが、伝搬される光の損失が少なくなるので好ましい。し力しながら、第 1の光入 出力手段と第 2の光入出力手段との間を第 1の波長の光と第 2の波長の光が伝搬す るとき、伝搬する光の波長に応じた光の強度分布が光伝搬領域に生じるので、従来 技術のように光フィルタ等の反射要素力^つしかないと、一方の波長の光が第 2の光 入出力手段に入射する時の光の強度を大きくなるようにすると、他方の波長の光が 第 2の光入出力手段に入射するときの光の強度が下がるおそれがある。本願発明で は、光フィルタとミラーの 2つの反射要素を有しているので、第 2の光入出力手段に入 射するときの一方の波長の光の強度を光フィルタの位置合わせ等によって調整した 後、一方の波長の光とは独立に、他方の波長の光の強度をミラーによって調整するこ とができ、設計の自由度が増える。それにより、光波長多重通信の性能を向上させる ことが可能である。
なお、光入出力手段は、光導波路及び光ファイバ一等を含む。
[0013] また、本発明による光反射器の実施形態において、好ましくは、更に、光フィルタと ミラーとの間に設けられた少なくとも 1段の追力卩の光フィルタを有し、追力卩の光フィルタ の各々は、それよりも第 1及び第 2の光入出力手段の側にある光フィルタをすベて透 過する所定の波長の光を反射し且つ第 2の波長の光を透過し、第 1の光入出力手段 と第 2の光入出力手段との間で、第 1の波長の光、第 2の波長の光、及び所定の波長 の光が伝搬される。
このように構成された光反射器では、第 1の波長の光及び第 2の波長の光の伝搬に カロえて、所定の波長の光を第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段の間で伝 搬させることができる。例えば、第 1の光入出力手段力ゝら光伝搬領域に入射された、 所定の波長の光は、追加の光フィルタよりも第 1及び第 2の光入出力手段の側にある 光フィルタを透過し、追加の光フィルタで反射し、再び光フィルタを透過して、第 2の 光入出力手段に伝搬される。第 1の波長の光及び第 2の波長の光と同様、追加の光 フィルタで反射する所定の波長の光の強度分布は、第 1の光入出力手段及び第 2の 光入出力手段と追加の光フィルタとの間の距離を適当に定めることによって変化させ ることができる。その結果、 3つ以上の波長を使用する光多重通信において性能を向 上させることができる。
[0014] 本発明による光反射器の実施形態において、ミラー及び光フィルタの少なくとも一 部分がユニットとして一体形成されていてもよい。その場合、ミラーと光フィルタのュ- ット及び光フィルタと光フィルタのユニットは、接着剤、接着剤'屈折率調整剤等の榭 脂で貼り付けられた構成を有していてもよいし、ガラス、プラスチック等の板部材や、 内部が空間であるプラスチック等の箱型筐体の両側にミラー及び Z又は光フィルタを 貼りつけた構成を有していてもよい。ユニットとして一体に形成することによってミラー 及び光フィルタの実装工程が削減され、工数削減による製造コスト低減が可能である 。もちろん、ミラー及びすベての光フィルタを 1つのユニットとして構成すれば、実装ェ 程が 1回ですむ。 また、ユニットは、ミラー及び光フィルタを形成する工程で連続して積層して形成する こともできる。この場合、ミラー及び光フィルタの間隔を特に高精度に制御することが 可能である。このように、ミラーと 1段又は 2段以上の光フィルタとをユニットとして一体 に形成することによって、それぞれを個別に実装した場合に比べて、それぞれの間 隔ゃ角度のばらつきを低減し、特性のばらつきを抑えることが可能となる。
[0015] 本発明による光反射器の実施形態において、好ましくは、光伝搬領域は、ロッドレ ンズ、フレネルレンズ等の集光素子、グレーティング（回折格子）、マルチモード光導 波路、マッハツ ンダ干渉計又は方向性光結合器で形成される。
集光素子、グレーティング、マルチモード光導波路、マッハツエンダ干渉計及び方 向性光結合器はいずれも、伝搬する光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる。
[0016] また、本発明による光反射器の実施形態において、好ましくは、光伝搬領域は、第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段とそれに最も近い前記光フィルタとの間 に、第 1の光伝搬領域部を構成し、第 1の光伝搬領域部は、光伝搬領域のその他の 部分に対して、光の伝搬方向と垂直の方向にオフセットされて 、る。
このように構成された光反射器では、例えば、第 1の光入出力手段及び第 2の光入 出力手段に最も近い光フィルタを透過し且つ第 3の光入出力手段の側の光フィルタ を反射する第 2の波長の光が、第 1の光入出力手段力 第 2の光入出力手段に伝搬 されるとき、第 1の光入出力手段に漏れて入射される第 2の波長の光の量 (反射減衰 量)を低減させることができる。
[0017] また、上記目的を達成するために、本発明による光システムは、伝搬する光の波長 に応じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、光伝搬領域の一方の側に接続さ れた第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段と、光伝搬領域の他方の側に接 続された第 3の光入出力手段と、第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段と第 3の光入出力手段との間の光伝搬領域に設けられた少なくとも 2段の光フィルタを設 置するための光フィルタ設置手段と、を有することを特徴として 、る。
このように構成された光システムでは、光フィルタ設置手段に少なくとも 2段の適当 なフィルタを設置することにより、上述した本発明による光反射器と同様の作用及び 効果を奏することができる。更に、第 3の波長の光を第 1の光入出力手段と第 3の光 入出力手段との間で伝搬させることができる。
[0018] 本発明による光システムの実施形態にぉ 、て、好ましくは、光伝搬領域は、ロッドレ ンズ、フレネルレンズ等の集光素子、グレーティング（回折格子）、マルチモード光導 波路、マッハツ ンダ干渉計又は方向性光結合器で形成される。
また、本発明による光システムの実施形態において、更に好ましくは、光フィルタ設 置手段は、光伝搬領域に設けられた溝である。
また、本発明の光システムの実施形態において、第 1、第 2、及び第 3の光入出力 手段が、シングルモード光導波路であってもよいし、第 1及び第 2の光入出力手段が シングルモード光導波路で、第 3の光入出力手段が光ファイバであってもよい。
[0019] 本発明による光システムの実施形態において、好ましくは、光伝搬領域は、第 1の 光入出力手段及び第 2の光入出力手段とそれに最も近い光フィルタ設置手段との間 に、第 1の光伝搬領域部を構成し、第 1の光伝搬領域部は、光伝搬領域のその他の 部分に対して、光の伝搬方向と垂直の方向にオフセットされて 、る。
[0020] 上記目的を達成するために、本発明による光合分波器は、伝搬する光の波長に応 じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、光伝搬領域の一方の側に接続された 第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段と、光伝搬領域の他方の側に接続さ れた第 3の光入出力手段と、第 1の光入出力手段及び第 2の光入出力手段と第 3の 光入出力手段との間の光伝搬領域に設けられた 2段の光フィルタと、を有し、第 1の 光入出力手段及び第 2の光入出力手段の側の光フィルタは、第 1の波長の光を反射 し且つ第 2の波長の光及び第 3の波長の光を透過し、第 3の光入出力手段の側の光 フィルタは、第 2の波長の光を反射し且つ第 3の波長の光を透過し、第 1の光入出力 手段と第 2の光入出力手段との間で、第 1の波長の光及び第 2の波長の光が伝搬さ れ、第 1の光入出力手段又は第 2の光入出力手段と第 3の光入出力手段との間で、 第 3の波長の光が伝搬されることを特徴として 、る。
このように構成された本発明による光合分波器では、上述した本発明による光反射 器及び光システムと同様に動作すると共に、同様の効果を奏する。
[0021] このように構成された光合分波器の実施形態において、好ましくは、更に、 2段の光 フィルタの間に設けられた少なくとも 1段の追加の光フィルタを有し、追加の光フィル タの各々は、それよりも第 1及び第 2の光入出力手段の側にある光フィルタをすベて 透過する所定の波長の光を反射し且つ第 2の波長の光及び第 3の波長の光を透過 し、第 1の光入出力手段と第 2の光入出力手段との間で、第 1の波長の光、第 2の波 長の光、及び所定の波長の光が伝搬される。
[0022] 本発明の光合分波器の実施形態において、好ましくは、光伝搬領域は、ロッドレン ズ、フレネルレンズ等の集光素子、グレーティング（回折格子）、マルチモード光導波 路、マツハツヱンダ干渉計又は方向性光結合器で形成される。
[0023] また、本発明による光合分波器の実施形態において、好ましくは、光伝搬領域は、 第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段とそれに最も近い光フィルタとの 間に、第 1の光伝搬領域部を構成し、第 1の光伝搬領域部は、光伝搬領域のその他 の部分に対して、光の伝搬方向と垂直の方向にオフセットされて 、る。
このように構成された光合分波器では、例えば、第 1の光入出力手段及び第 2の光 入出力手段の側に最も近い光フィルタを透過し且つ第 3の光入出力手段の側の光フ ィルタを反射する第 2の波長の光が、第 1の光入出力手段力 第 2の光入出力手段 に伝搬されるとき、第 1の光入出力手段に漏れて入射される第 2の波長の光の量 (反 射減衰量)を低減させることができる。
[0024] また、本発明の光合分波器の実施形態にお!、て、光伝搬領域がマルチモード光導 波路又は方向性光結合器で形成されている場合、第 1、第 2、及び第 3の光入出力 手段が、シングルモード光導波路であってもよいし、第 1及び第 2の光入出力手段が シングルモード光導波路で、第 3の光入出力手段が光ファイバであってもよい。
[0025] 本発明による光合分波器の実施形態において、複数の光フィルタの少なくとも一部 分がユニットとして一体形成されていてもよい。その場合、光フィルタのユニットは、接 着剤、接着剤 ·屈折率調整剤等の樹脂で貼り付けられた構成を有して 、てもよ ヽし、 ガラス、プラスチック等の板部材や、内部が空間であるプラスチック等の箱型筐体の 両側にミラー及び Z又は光フィルタを貼りつけた構成を有していてもよい。ユニットと して一体に形成することによって、光フィルタの実装工程が削減され、工数削減によ る製造コスト低減が可能である。もちろん、すべての光フィルタを 1つのユニットとして 構成すれば、実装工程が 1回ですむ。また、ユニットは、光フィルタを形成する工程で 連続して積層して形成することもできる。この場合、光フィルタ同士の感覚を特に高精 度に制御することが可能である。このように、 2段以上の光フィルタとをユニットとして 一体に形成することによって、それぞれを個別に実装した場合に比べて、それぞれ の間隔や角度のばらつきを低減し、特性のばらつきを抑えることが可能となる。
[0026] 上述した本発明による光反射器の実施形態において、好ましくは、光フィルタは、 更に、第 3の波長の光を透過し、ミラーは、第 2の波長の光を反射し、第 3の波長を透 過する第 2の光フィルタである。
このように構成された光反射器を、第 1の光入出力手段と第 2の光入出力手段との 間を伝搬する光のうちの選択した波長の光の強度のみを検出する光パワーモニター として使用することが可能である。
発明の効果
[0027] 本発明による光合分波器、光反射器及び光システムにより、光フィルタの配置の厳 密さを緩和できると共に、光波長多重通信の性能を向上させることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0028] 〔光反射器の第 1の実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明による光反射器、光合分波器の実施形態を説明す る。なお図面を見やすくするために、以下に説明する図 1〜15において、光反射器 及び光合分波器の輪郭等を点線で描 、た。
先ず、本発明による光反射器の第 1の実施形態を説明する。図 1は、本発明による 光反射器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光反射器の概略図である。本実施 形態では、例示として、波長 1. 49 111の光と波長1. 31 mの光を伝搬させる場合 を説明する。
[0029] 図 1に示すように、ロッドレンズ型光反射器 10は、光伝搬領域であるロッドレンズ 12 と、ロッドレンズ 12の一方の側に接続された第 1の光入出力手段である第 1の光ファ ィバー 14及び第 2の光入出力手段である第 2の光ファイバ一 16と、ロッドレンズ 12の 他方の側に設けられたミラー 18と、第 1の光ファイバ一 14及び第 2の光ファイバ一 16 とミラー 18との間のロッドレンズ 12に設けられた光フィルタ 20とを有している。
ロッドレンズ 12は、軸線 22を有する円筒形であり、その内部に屈折率の勾配が形 成され、入射した光ビームを平行光にコリメートさせたり一点に集光させたりすること ができるレンズである。例えば、ロッドレンズ 12の長さがピッチ（光ビームの波長に応 じた蛇行周期）の 1Z4であれば、ロッドレンズ 12の一端に入射される光ビームは、口 ッドレンズ 12の他端で平行光になる。ロッドレンズ 12は、第 1の光ファイバ一 14及び 第 2の光ファイバ一 16と光フィルタ 20との間に配置された第 1のロッドレンズ 24と、ミ ラー 18と光フィルタ 20との間に配置された第 2のロッドレンズ 26とを含んでいる。ロッ ドレンズ 12は、石英等で形成されて 、ることが好まし!/、。
第 1の光ファイバ一 14及び第 2の光ファイバ一 16は、軸線 22に対して対称に且つ ほぼ平行に（± 5度の範囲内に）配置されている。また、第 1の光ファイバ一 14及び 第 2の光ファイバ一 16は、ロッドレンズ 12に融着もしくは接着剤等によって固定され ている。
[0030] 光フィルタ 20は、誘電体多層膜で形成されて 、ることが好ま 、。本実施形態では 、光フィルタ 20は、波長 1. 49 /z m帯の光を透過し且つ波長 1. 31 /z m帯の光を反 射する LPF (Long wavelength Pass Filter)である。第 1の光ファイバ一 14及び第 2の 光ファイバ一 16とロッドレンズ 12との接合位置 28から光フィルタ 20の等価的な反射 中心面 30までの距離 L11は、短い方の光の波長（1. 31 111)のピッチの174又は 1Z2等であることが好ましい。光フィルタ 20の反射中心面 30は、軸線に対して 90士 5度の範囲内にあることが好まし 、。
ミラー 18は、誘電体多層膜で形成されていることが好ましいが、長い方の波長（1. 49 m)の光を反射できれば、その材料は任意であり、光フィルタを用いても良い。 接合位置 28からミラー 18の等価的な反射中心面 32までの距離 L12は、長い方の光 の波長（1. 49 m)の 1Z4又は 1Z2等であることが好ましい。ミラー 18の反射中心 面 32は、軸線 22に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい。
[0031] 次に、本発明による光反射器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光反射器の動 作を、距離 L11がピッチの 1Z4である場合について説明する。
波長 1. 31 /z mの光が第 1の光ファイバ一 14からロッドレンズ 12に入射すると、光 は、光フィルタ 20で反射して戻り、第 2の光ファイバ一 16に伝搬される。また、波長 1 . 49 mの光が第 1の光ファイバ一 14からロッドレンズ 12に入射すると、光は、光フィ ルタ 20を透過し、ミラー 18で反射して戻り、再び光フィルタ 20を透過して、第 2の光 ファイバー 16に伝搬される。その結果、第 1の光ファイバ一 14と第 2の光ファイバ一 1 6の間で 2つの波長の光が伝搬される。
詳細には、第 1の光ファイバ一 14から入射された波長 1. 31 /z mの光及び波長 1. 49 /z mの光はロッドレンズ 12内でコリメートされ、平行光に近づいていく。波長 1. 31 /z mの光は、光フィルタ 20の反射中心面 30に達したところで、平行光になり反射す る。波長 1. 49 /z mの光は、ミラー 18の反射中心面 32に達したところで、平行光にな り反射する。次いで、波長 1. 31 mの光及び波長 1. 49 mの光は接合位置 28の ところで集光する。
このように、波長 1. 31 mの光に対応する距離 L 11及び波長 1. 49 mの光に対 応する距離 L21を独立に決定することができる。従って、両方の波長の光の第 2の光 ファイバー 16への挿入損失を独立に決定することが可能になり、光波長多重通信の 性能を向上させることができる。
[0032] なお、距離 Ll l、 L12をピッチの 1Z4等よりも大きくしたり小さくしたりすることにより 、両方の波長の光の第 1の光ファイバ一 14への反射減衰量を独立に決定することも 可能になる。このようにすることによつても、光波長多重通信の性能を向上させること ができる。
[0033] 〔光反射器の第 2の実施形態〕
次に、本発明による光反射器の第 2の実施形態を説明する。図 2は、本発明による 光反射器の第 2の実施形態である MMI (Multi Mode Interference)型光反射器の概 略平面図である。本実施形態では、第 1の実施形態と同様、例示として、波長 1. 49 μ mの光と波長 1. 31 μ mの光を伝搬させる場合を説明する。
[0034] 図 2に示すように、 MMI型光反射器 40は、光伝搬領域であるマルチモード光導波 路 42と、マルチモード光導波路 42の一方の側に接続された第 1の光入出力手段で ある第 1のシングルモード光導波路 43及び第 1の光ファイバ一 44、及び第 2の光入 出力手段である第 2のシングルモード光導波路 45及び第 2の光ファイバ一 46と、マ ルチモード光導波路 42の他方の側に設けられたミラー 48と、第 1の光ファイバ一 44 及び第 2の光ファイバ一 46とミラー 48との間のマルチモード光導波路 42に設けられ た 1つの光フィルタ 50とを有して!/、る。
マルチモード光導波路 42の平面形状は、ほぼ矩形である。また、マルチモード光 導波路 42は、矩形の一辺と平行に光の伝搬方向に延びる軸線 52を有している。マ ルチモード光導波路 42は、第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46と光フ ィルタ 50との間に配置された第 1の光導波路部 54と、ミラー 48と光フィルタ 50との間 に配置された第 2の光導波路部 56とを含んでいる。マルチモード光導波路 42は、 Si 基板（図示せず）の上に積層式に形成されたコア 42a及びクラッド 42bを有し、コア 42 a及びクラッド 42bは、ポリマーで形成されることが好まし!/、。
第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45は、マル チモード光導波路 42と第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46との間に配 置され、第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46の位置関係と、マルチモー ド光導波路 42へ好適に接続配置された第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2 のシングルモード光導波路 45の位置関係とを満足する光学的接続を実現するように 配置されている。典型的には、第 1の光ファイバ一 44と第 2の光ファイバ 46との間隔 は 100 m以上離れているのに対し、第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2の シングルモード光導波路 45がマルチモード光導波路へ好適に接続される間隔は 10 μ m程度であり、これらを S字型の第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシン ダルモード光導波路 45を介して光学的に接続することができる。第 1のシングルモー ド光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45はそれぞれ、マルチモード光 導波路 42と共に Si基板（図示せず)の上に積層式に形成されたコア 43a、 45aとクラ ッド 43b、 45bとを有し、コア 43a、 45a及びクラッド 43b、 45bは、ポリマーで形成され ることが好ましい。
目的に応じて、第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波 路 45と第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46との間に他の機能を有する 光回路が集積されて 、てもよ!/、。
第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46はそれぞれ、コア 44a、 46a及び クラッド 44b、 46bを有している。第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46は 、軸線 52に対してほぼ平行に（± 5度の範囲内に）配置され、マルチモード光導波路 42に接着剤等により固定されて 、る。
[0035] 光フィルタ 50は、誘電体多層膜で形成されて 、ることが好ま 、。本実施形態では 、光フィルタ 50は、波長 1. 31 /z m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 /z m帯の光を反 射する SPF (Short wavelength Pass Filter)又は BBF (Band Blocking Filter)である。 第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45とマルチモ 一ド光導波路 42との接合位置 58から光フィルタ 50の等価的な反射中心面 60までの 距離 L21は、長い方の光の波長（1. 49 m)の干渉周期の 1Z4であることが好まし い。光フィルタ 50は、軸線 52を横切るように即ち横方向に延び、その反射中心面 60 は、軸線 52に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい。
ミラー 48は、誘電体多層膜で形成されていることが好ましいが、短い方の波長（1. 31 μ m)の光を反射できれば、その材料は任意であり、光フィルタであってもよいし、 金属面であってもよい。金属ミラーを使用する場合には、金を使用することが反射率 の点で好ましい。接合位置 58からミラー 48の等価的な反射中心面 62までの距離 L2 2は、短い方の光の波長（1. 31 m)の干渉周期の 1Z4であることが好ましい。ミラ 一 48の反射中心面 62は、軸線 52に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい 光フィルタ 50及びミラー 48はそれぞれ、マルチモード光導波路 42に設けられた、 光フィルタ設置手段である溝 64、端部又は段部 66等に取付けられることが好ま 、
[0036] 次に、本発明による光反射器の第 2の実施形態である MMI型光反射器の動作を 説明する。
波長 1. 49 mの光が第 1の光ファイバ一 44からマルチモード光導波路 42に入射 されると、光は、光フィルタ 50で反射して戻り、第 2の光ファイバ一 46に伝搬される。 また、波長 1. 31 /z mの光が第 1の光ファイバ一 44からマルチモード光導波路 42に 入射されると、光は、光フィルタ 50を透過し、ミラー 48で反射して戻り、再び光フィル タ 50を透過して、第 2の光ファイバ一 46に伝搬される。その結果、第 1の光ファイバ 一 44と第 2の光ファイバ一 46の間で 2つの波長の光が伝搬される。
詳細には、第 1の光ファイバ一 44から入射された波長 1. 49 /z mの光及び波長 1. 31 μ mの光は、第 1のシングルモード光導波路 43を介してマルチモード光導波路 4 2に入射され、多モード光に分解されると共に、分解された光が相互に干渉し、それ により、光の強度分布に対応した干渉縞をマルチモード光導波路 42内に生じさせる 。光がマルチモード光導波路 42内を軸線 52方向に伝搬するにつれて、光の強度分 布の山の位置は、軸線 52方向に対して横方向に移動する。接合位置 58から光フィ ルタの反射中心面 60までの距離 L21は、長い方の光の波長（1. 49 m)の干渉周 期の 1Z4であれば、長い方の波長（1. 49 m)の光の強度分布の山の位置は、そ の光が光フィルタ 50で反射して接合位置 58まで戻ってきたときに、第 2のシングルモ 一ド光導波路 45とマルチモード光導波路 42との接合箇所にくる。また、接合位置 58 力 ミラー 48の反射中心面 62までの距離 L22は、短い方の光の波長（1. 31 ^ m) の干渉周期の 1Z4であれば、短い方の波長（1. 31 m)の光の強度分布の山の位 置は、その光が光フィルタ 50を透過し、ミラー 48で反射して、再び光フィルタ 50を透 過して接合位置 58まで戻ってきたときに、第 2のシングルモード光導波路 45とマルチ モード光導波路 42との接合箇所にくる。
このように、波長 1. 49 mの光に対応する長さ L21及び波長 1. 31 mの光に対 応する長さ L22を独立に決定することができる。従って、両方の波長の光の第 2の光 ファイバー 46への挿入損失を独立に決定することが可能になり、光波長多重通信の 性能を向上させることができる。
[0037] なお、距離 L21、 L22を変化させることにより、両方の波長の光の第 1の光ファイバ 一 44への反射減衰量を独立に決定することも可能になる。このようにすることによつ ても、光波長多重通信の性能を向上させることができる。
[0038] 〔光反射器の第 3の実施形態〕
次に、本発明による光反射器の第 3の実施形態を説明する。図 3は、本発明による 光反射器の第 3の実施形態である MMI (Multi Mode Interference)型光反射器の概 略平面図である。本実施形態の MMI型光反射器 70は、第 2の実施形態の MMI型 光反射器 40の光フィルタ 50、ミラー 48及び第 2の光導波路部 56を光フィルタュ-ッ ト 72として一体に形成し、第 2の実施形態の溝 64、端部又は段部 66の代わりに、光 フィルタユニット 72を受入れる、光フィルタ設置手段である端部又は段部 74等を設け たこと以外、第 2の実施形態の MMI型光反射器 40と同様の構成を有している。従つ て、第 2の実施形態の MMI型光反射器 40と共通する構成要素には、同じ符号を付 し、その説明を省略する。
また、本発明による光反射器の第 3の実施形態である MMI型光反射器 70の動作 は、上述した第 2の実施形態である MMI型光反射器 40の動作と同様であるので、そ の説明を省略する。
光フィルタユニット 72は、光フィルタ 50及びミラー 48を接着剤 ·屈折率調整剤等で 貼り付けた構成とすることができる。光フィルタユニット 72として一体に形成することに よって光フィルタ設置手段への実装工程が 1回ですむため工数削減による製造コスト 低減が可能である。また、光フィルタユニット 72は、光フィルタ 50及びミラー 48を形成 する工程で連続して積層して形成することもできる。この場合、光フィルタ 50及びミラ 一 48の間隔を特に高精度に制御することが可能である。このように、光フィルタュ- ット 72として一体に形成することによって、上述した第 2の実施形態のように光フィル タ 50及びミラー 48を個別に実装した場合に比べて、それらの間隔ゃ角度のばらつき を低減し特性のばらつきを抑えることが可能である。
[0039] 〔光反射器の第 4の実施形態〕
次に、本発明による光反射器の第 4の実施形態を説明する。図 4は、本発明による 光反射器の第 4の実施形態である方向結合器型光反射器の概略平面図である。本 実施形態では、第 1〜第 3の実施形態と同様、例示として、波長 1. 49 mの光と波 長 1. 31 mの光を伝搬させる場合を説明する。
[0040] 図 4に示すように、方向結合器型光反射器 80は、光伝搬領域である方向性光結合 器 82と、光結合器の一方の側に接続された第 1の光入出力手段である第 1の光導波 路 84及び第 2の光入出力手段である第 2の光導波路 86と、光結合器 82の他方の側 に設けられたミラー 88と、第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86とミラー 88との 間の光結合器 82に設けられた 1つの光フィルタ 90とを有している。
光結合器 82は、光の伝搬方向に延びる軸線 92を有している。光結合器 82は、軸 線 92の両側にそれと平行に配置された第 1の光結合路 94及び第 2の光結合路 96を 有している。これらの光結合路 94, 96は、コア 82aで形成され、クラッド 82bで包囲さ れている。また、これらの光結合路 94、 96は、一方の光結合路 94を伝搬してきた光 力 伝搬しながら他方の光結合路 96に乗り移るように互 ヽに近接して配置されて!、る 。光結合器 94, 96は、第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86と光フィルタ 90との 間に配置された第 1の光結合器部 98と、ミラー 88と光フィルタ 90との間に配置された 第 2の光結合器部 100とを含んでいる。
第 1の光導波路 84と第 1の光結合路 94との接続部及び第 2の光導波路 86と第 2の 光結合路 96の接続部は、軸線に対してほぼ平行に（± 5度の範囲内に）配置されて いることが好ましい。第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86は、光結合器 82から 離れるにつれて互いに遠ざ力つている。第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86 の経路は、円弧、 sine特殊関数等の曲線の経路を有していても良い。第 1の光導波 路 84及び第 2の光導波路 86はそれぞれ、マルチモード光導波路 82と一体に Si基板 (図示せず)の上に積層式に形成されたコア 82aとクラッド 82bとを有している。また、 コア 82a及びクラッド 82bは、ポリマーで形成されることが好ましい。
光フィルタ 90は、誘電体多層膜で形成されて 、ることが好ま 、。本実施形態では 、光フィルタ 90は、波長 1. 31 /z m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 /z m帯の光を反 射する SPF (Short wavelength Pass Filter)又は BBF (Band Blocking Filter)である。 第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86と光結合器 82との接合位置 102から光フ ィルタ 90の等価的な反射中心面 104までの距離 L41は、長い方の光の波長（1. 49 m)の結合長の 1Z2であることが好ましい。ここで、結合長とは方向性光結合器に おいて、第 1の光導波路力 入射した光パワーのすべてが第 2の光導波路へ結合す る長さのことであり、近接部分 (通常は直線光導波路）のみの長さではなく曲線光導 波路部分の結合も加味して決定されるべきものである力 説明をわ力りやすくするた め図では直線部分の長さとして記載してある。光フィルタ 90の反射中心面 104は、軸 線 92に対して 90士 5度の範囲内にあることが好まし!/、。
ミラー 88は、誘電体多層膜で形成されていることが好ましいが、短い方の波長（1. 31 μ m)の光を反射できれば、その材料は任意であり、光フィルタを使用しても良い。 接合位置 102からミラー 88の等価的な反射中心面 106までの距離 L42は、短い方 の光の波長（1. 31 m)の結合長の 1Z2であることが好ましい。ミラー 88の反射中 心面 106は、軸線に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい。
光フィルタ 90及びミラー 88はそれぞれ、光結合器 82に設けられた、光フィルタ設 置手段である溝 108、端部又は段部 110等に取付けられることが好ましい。
[0042] 次に、本発明による光反射器の第 4の実施形態である方向性光結合器型光反射器 の動作を説明する。
波長 1. 49 mの光が第 1の光導波路 84から光結合器 82に入射されると、光は、 光フィルタ 90で反射して戻り、第 2の光導波路 86に伝搬される。また、波長 1. 31 mの光が第 1の光導波路 84から光結合器 82に入射されると、光は、光フィルタ 90を 透過し、ミラー 88で反射して戻り、再び光フィルタ 90を透過して、第 2の光導波路 86 に伝搬される。その結果、第 1の光導波路 84と第 2の光導波路 86の間で 2つの波長 の光が伝搬される。
詳細には、第 1の光導波路 84から入射された波長 1. 49 mの光及び波長 1. 31 /z mの光は、結合器 82内で干渉し、波長に応じた結合長にわたって第 1の結合路 9 4から第 2の結合路 96に乗り移る。接合位置 102から光フィルタ 90の反射中心面 10 4までの距離 L41が、長い方の波長（1. 49 m)の光の結合長の 1Z2であれば、第 1の光導波路 84から第 1の光結合路 94に伝搬した長 、方の波長（1. 49 μ m)の光 は、その光が光フィルタ 90で反射して接合位置 102まで戻ってきたときに、第 2の光 結合路 96に完全に乗り移り、第 2の光導波路 86に入射される。また、接合位置 102 力 ミラー 88の反射中心面 106までの距離 L42力 短い方の波長（1. 31 m)の光 の結合長の 1Z2であれば、第 1の光導波路 84から第 1の光結合路 94に伝搬した短 い方の波長（1. 31 /z m)の光は、その光がミラー 88で反射して接合位置 102まで戻 つてきたときに、第 2の光結合路 96に完全に乗り移り、第 2の光導波路 86に入射され る。
このように、波長 1. 49 /z mの光に対応する長さ L41及び波長 1. 31 /z mの光に対 応する長さ L42を独立に決定することができる。従って、両方の波長の光の第 2の光 導波路 86への挿入損失を独立に決定することが可能であり、光波長多重通信の性 能を向上させることができる。
[0043] なお、距離 L41、 L42を変化させることにより、両方の波長の光の第 1の光導波路 8 4への反射減衰量を独立に決定することも可能になる。このようにすることによつても、 光波長多重通信の性能を向上させることができる。
また、上記は光導波路型方向性光結合器について説明したが、 2本の光ファイバ 一を融着延伸して方向性光結合器を形成する光ファイバ一融着型光ファイバ一の光 結合部にミラー及び光フィルタを挿入することによつても同様の動作を実現することが できる。
[0044] 〔光反射器の第 5の実施形態〕
次に、本発明による光反射器の第 5の実施形態を説明する。図 5は、本発明による 光反射器の第 5の実施形態である MMI (Multi Mode Interference)型光反射器の概 略平面図である。本実施形態では、 2つの波長の光を伝搬させた第 1〜第 4の実施 形態と異なり、 3つの波長の光を伝搬させる。 3つの波長をそれぞれ、例示として、波 長 1. 55 /z m、波長 1. 49 /z m、波長 1. 31 mとして、本実施形態を説明する。 また、本実施形態の構成は、概略的には、第 2の実施形態である MMI型光反射器 40の光フィルタ 50とミラー 48との間に追加の光フィルタ 126 (図 5参照）を設けたこと 、及び、 3つの波長の光を取り扱うことに伴う変更以外、第 2の実施形態である MMI 型光反射器 40と同様の構成を有している。従って、以下の説明において、第 2の実 施形態と共通する構成要素には、同様の符号を付し、その説明を省略する。
[0045] 図 5に示すように、 MMI型光反射器 120は、光伝搬領域であるマルチモード光導 波路 42と、マルチモード光導波路 42の一方の側に接続された第 1の光入出力手段 である第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光入出力手段である第 2の光ファイバ一 46と 、マルチモード光導波路 42の他方の側に設けられたミラー 122と、第 1の光ファイバ 一 44及び第 2の光ファイバ一 46とミラー 122との間のマルチモード光導波路 42に設 けられた 1段目の光フィルタ 124及び 2段目の光フィルタ 126とを有している。
マルチモード光導波路 42の平面形状は、ほぼ矩形である。また、マルチモード光 導波路 42は、矩形の一辺と平行に光の伝搬方向に延びる軸線 52を有している。マ ルチモード光導波路 42は、第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46と 1段 目の光フィルタ 124との間に配置された第 1の光導波路部 128と、 1段目の光フィル タ 124と 2段目の光フィルタ 126の間に配置された第 2の光導波路部 130と、 2段目 の光フィルタ 126とミラー 122との間に配置された第 3の光導波路部 132とを含んで いる。マルチモード光導波路 42は、 Si基板（図示せず)の上に積層式に形成された コア 42a及びクラッド 42bを有し、コア 42a及びクラッド 42bは、ポリマーで形成される ことが好ましい。
[0046] 1段目の光フィルタ 124及び 2段目の光フィルタ 126は、誘電体多層膜で形成され ることが好ましい。本実施形態では、 1段目の光フィルタ 124は、波長 1. 31 m帯及 び波長 1. 49 m帯の光を透過し且つ波長 1. 55 m帯の光を反射する SPF (Short wavelength Pass Filter)又は BBF (Band Blocking Filter)である。また、 2段目の光フ ィルタ 126は、波長 1. 31 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯の光を反射する SPF又は BBFである。すなわち、 2段目の光フィルタ 126は、それよりも第 1の光ファ ィバー 44及び第 2の光ファイバ一 46の側にある光フィルタをすベて透過する波長 1. 49 μ mの光を反射する。第 1の光ファイバ一 44及び第 2の光ファイバ一 46とマルチ モード光導波路 42との接合位置 58から 1段目の光フィルタの等価的な反射中心面 1 34までの距離 L51は、最も長い光の波長（1. 55 m)の干渉長の 1Z2であることが 好ましい。また、接合位置 58から 2段目の光フィルタの等価的な反射中心面 136まで の距離 L52は、中間の長さの光の波長（1. 49 m)の干渉長の 1Z2であることが好 ましい。 1段目の光フィルタ 124及び 2段目の光フィルタ 126の反射中心面 134、 13 6は、軸線 52に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい。
ミラー 122は、誘電体多層膜で形成されていることが好ましいが、最も短い波長（1. 31 μ m)の光を反射できれば、その材料は任意であり、光フィルタを使用しても良い。 接合位置 58からミラー 122の等価的な反射中心面 138までの距離 L53は、最も短!ヽ 光の波長（1. 31 m)の干渉長の 1Z2であることが好ましい。ミラー 122の反射中心 面 138は、軸線 52に対して 90± 5度の範囲内にあることが好ましい。
光フィルタ 124, 126及びミラー 122はそれぞれ、マルチモード光導波路 42に設け られた、光フィルタ設置手段である溝 140、 142、端部又は段部 144等に取付けられ ることが好ましい。
[0047] 次に、本発明による光反射器の第 5の実施形態である MMI型光反射器の動作を 説明する。 波長 1. 55 mの光が第 1の光ファイバ一 44からマルチモード光導波路 42に入射 されると、光は、 1段目の光フィルタ 124で反射して戻り、第 2の光ファイバ一 46に伝 搬される。また、波長 1. 49 mの光が第 1の光ファイバ一 44からマルチモード光導 波路 42に入射されると、光は、 1段目の光フィルタ 124を透過し、 2段目の光フィルタ 126で反射して戻り、再び 1段目の光フィルタ 124を透過して、第 2の光ファイバ一 46 に伝搬される。また、波長 1. 31 mの光が第 1の光ファイバ一 44からマルチモード 光導波路 42に入射されると、光は、 1段目の光フィルタ 124及び 2段目の光フィルタ 1 26を透過し、ミラー 122で反射して戻り、再び 2段目の光フィルタ 126及び 1段目の 光フィルタ 124を透過して、第 2の光ファイバ一 46に伝搬される。その結果、第 1の光 ファイバー 44と第 2の光ファイバ一 46の間で 3つの波長の光が伝搬される。動作の詳 細は、第 2の実施形態と同様であるので、その説明を省略する。
[0048] 上述した MMI型光反射器 120では、波長 1. 55 mの光に対応する長さ L51及び 波長 1. 49 mの光に対応する長さ L52及び波長 1. 31 mの光に対応する長さ L5 3をそれぞれ独立に決定することができる。従って、各波長の光における挿入損失が 最小になるように、第 1〜第 3の光導波路部 128、 130, 132のコアの形状 (幅及び長 さ）をそれぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通信の性能を向 上させることができる。
[0049] 上記、第 1から第 5の実施形態では、 2つもしくは 3つの波長の光の全て力 第 1の 光ファイバ一 42から入射し第 2の光ファイバ一 46へ出射するものとしてそれらの動作 を説明したが、各波長の光の 、ずれかが第 2の光ファイバ一 46から入射し第 1の光フ アイバー 42へ出射するように動作させることもできる。
また、上述した本願発明による光反射器の第 1〜第 5の実施形態を、互いに並べて おかれた 2本の光ファイバ一の一方によって送られてきた信号を他方の光ファイバ一 に伝搬させるための接続装置として使用することができる。従来、力かる 2本の光ファ ィバーに接続するために接続用光ファイバ一を使用していた。し力しながら、光フアイ バーの構造上、接続用光ファイバ一の曲率半径を小さくすることができないので、接 続用光ファイバ一のための大きなスペースを必要としていた。これに対し、本願発明 による光反射器によれば、省スペースで上記の光ファイバ一を接続することが可能で ある。
また、使用する各光フィルタ及びミラーの替わりに所望の波長を主として反射させる
BBF (Band Blocking Filter)とし、所望の波長の BBFのみ反射率を 100%未満となる ように一部の光を透過させるように構成し、ミラーの替わりに配置した BBFの後段に 出力用の光ファイバ一もしくは、受光素子を配置することで、第 1の光入出力手段 14 、 44、 84と第 2の光入出力手段 16、 46、 86間を通る光のうち選択した波長の光の強 度のみを検出する光パワーモニターを構成することもできる。
[0050] 〔光合分波器の第 1の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 1の実施形態を説明する。図 6は、本発明によ る光合分波器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器の概略図である。 本実施形態では、例示として、波長 1. 55 mの光と、波長 1. 49 mの光と、波長 1 . 31 mの光を伝搬させる場合を説明する。
本発明による光合分波器の第 1の実施形態は、本発明による光反射器の第 1の実 施形態であるロッドレンズ型光反射器 10のミラー 18を 2段目の光フィルタ 206 (図 6参 照）に変更し、ロッドレンズ 12を 2段目の光フィルタ 206を越えて延長し、延長したロッ ドレンズ 12に第 3の光入出力手段 202 (図 6参照）を追加したこと以外、本発明による 光反射器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光反射器 10と同様の構成を有して いる。従って、同様の構成要素に同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0051] 図 6に示すように、ロッドレンズ型光合分波器 200は、光伝搬領域であるロッドレン ズ 12と、ロッドレンズ 12の一方の側に接続された第 1の光入出力手段である第 1の光 ファイバー 14及び第 2の光入出力手段である第 2の光ファイバ一 16と、ロッドレンズ 1 2の他方の側に接続された第 3の光入出力手段である第 3の光ファイバ一 202と、第 1の光ファイバ一 14及び第 2の光ファイバ一 16と第 3の光ファイバ一 202との間のロッ ドレンズ 12に設けられた 1段目の光フィルタ 20及び 2段目の光フィルタ 206とを有し ている。
ロッドレンズ 12は、第 1の光ファイバ一 14及び第 2の光ファイバ一 16と 1段目の光フ ィルタ 20との間に配置された第 1のロッドレンズ 24と、 1段目の光フィルタ 20と 2段目 の光フィルタ 206との間に配置された第 2のロッドレンズ 26と、 2段目の光フィルタ 20 6と第 3の光ファイバ一 202との間に配置された第 3のロッドレンズ 21を含んでいる。 第 1の光ファイバ一 14及び第 2の光ファイバ一 16と第 1のロッドレンズ 24と接合位置 28力ら、第 3のロッドレンズ 210と第 3の光ファイバ一 202との 12の接合位置 33まで の長さ L13がピッチの 1/2であれば、第 1の光ファイバ一 14からロッドレンズ 12の一 端 28に入射される光ビームは、ロッドレンズ 12の他端 34で集光され第 3の光ファイバ 一 202に好適に出射される。
[0052] 1段目の光フィルタ 20及び 2段目の光フィルタ 206は、誘電体多層膜で形成されて いることが好ましい。本実施形態では、 1段目の光フィルタ 20は、波長 1. 55 m帯 の光及び波長 1. 49 m帯の光を透過し且つ波長 1. 31 m帯の光を反射する LP F (Long wavelength Pass Filter)である。 2段目の光フィルタ 206は、波長 1. 55 ^ m 帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯の光を反射する LPFである。
[0053] 次に、本発明による光合分波器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器 の動作を説明する。
本発明による光合分波器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器 200の 動作は、波長 1. 55 mの光が第 1の光ファイバ一 14からロッドレンズ 12に入射され 、 1段目の光フィルタ 20及び 2段目の光フィルタ 206を透過して第 3の光ファイバ一 2 02に伝搬されること、及び、波長 1. 49 /z mの光力 ミラー 18でなく第 2の光フィルタ 206で反射されること以外、上述した光反射器の第 1の実施形態であるロッドレンズ 型光反射器 10の動作と同様である。従って、その説明を省略する。結果的には、第 1の光ファイバ一 14又は第 2の光ファイバ一 16と第 3の光ファイバ一 202との間で 1 つの波長の伝搬が追加される。
[0054] 上述したロッドレンズ型光合分波器 200では、波長 1. 55 mの光に対応する長さ L13及び波長 1. 49 mの光に対応する長さ L12及び波長 1. 31 mの光に対応 する長さ L11をそれぞれ独立に決定することができる。従って、各波長の光における 挿入損失が最小となるように、第 1〜第 3のロッドレンズ 24, 26, 210の形状 (径及び 長さ）をそれぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通信の性能を 向上させることができる。
[0055] 第 1の光ファイバ一 14から波長 1. 及び波長 1. 49 /z mの光が入射し、第 2 の光ファイバ一 16から波長 1. 31 mの光が入射すると、第 1の光ファイバ一 14から 波長 1. 31 μ mの光が、第 2の光ファイバ一 16から波長 1. 49 μ mの光が、そして、 第 3の光ファイノ一 202力ら波長 1. の光力 S出射する様に 1. 31 111及び1. 4 9 mの光信号が双方向伝送されており、 1. 55 mの光信号がさらに波長多重され て伝送されているシステムにおいて分波器として用いることができる。また、これと逆 の経路で各波長の光を伝搬させると上記システムの合波器として用いることができる 。後者の合波器を加入者収容局に、前者の分波器を家庭側に設置することで、 3波 多重の FTTH ( ber To The Home)を好適に実現することができる。これらの 3波長 ί¾、 ΙΊ ϋ"— Γ (International l elecommunication Union― Telecommunication standar dization sector)の標準として、 1. 31 mの光を上りのデータ信号、 1. 49 mの光 を下りのデータ信号、 1. 55 mの光を下りの映像信号に割り当てることとされており 、この国際標準に適合するシステムを構築することができる。
[0056] 〔光合分波器の第 2の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 2の実施形態を説明する。図 7は、本発明によ る光合分波器の第 2の実施形態である MMI型光合分波器の概略図である。本実施 形態では、例示として、波長 1. 55 mの光と、波長 1. 49 mの光と、波長 1. 31 mの光を伝搬させる場合を説明する。
本発明による光合分波器の第 2の実施形態は、本発明による光反射器の第 2の実 施形態である MMI型光反射器 40のミラー 48を 2段目の光フィルタに変更し、光伝搬 領域を 2段目の光フィルタを越えて延長し、延長した光伝搬領域に第 3の光入出力 手段を追加したこと以外、本発明による光反射器の第 2の実施形態である MMI型反 射器と同様の構成を有している。従って、同様の構成要素に同じ符号を付し、その説 明を省略する。
[0057] 図 7に示すように、 MMI型光合分波器 220は、光伝搬領域であるマルチモード光 導波路 42と、マルチモード光導波路 42の一方の側に接続された第 1の光入出力手 段である第 1のシングルモード光導波路 43、第 1の光ファイバ一 44、及び第 2の光入 出力手段である第 2のシングルモード光導波路 45、第 2の光ファイバ一 46と、マルチ モード光導波路 42の他方の側に接続された第 3の光入出力手段である第 3のシング ルモード光導波路 221、第 3の光ファイバ一 222と、第 1のシングルモード光導波路 4 3及び第 2のシングルモード光導波路 45と第 3のシングルモード光導波路 221との間 のマルチモード光導波路 42に設けられた 1段目の光フィルタ 224及び 2段目の光フ イノレタ 226とを有して!/、る。
マルチモード光導波路 42は、第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシング ルモード光導波路 45と 1段目の光フィルタ 224との間に配置された第 1のマルチモー ド光導波路部 54と、 1段目の光フィルタ 224と 2段目の光フィルタ 226との間に配置さ れた第 2のマルチモード光導波路部 56と、 2段目の光フィルタ 226と第 3のシングル モード光導波路 221との間に配置された第 3のマルチモード光導波路部 230を含ん でいる。
第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45とマルチ モード光導波路 42との接合位置 58から第 3のシングルモード光導波路 221とマルチ モード光導波路 42との接合位置 63までの距離 L23は、透過する光の波長（1. 55 m)の干渉周期の 1Z2であることが好ましい。
[0058] 第 3のシングルモード光導波路 221は、マルチモード光導波路 42と共に Si基板（図 示せず）の上に積層式に形成されたコア 221aとクラッド 221bとを有し、コア 221a及 びクラッド 22 lbは、ポリマーで形成されることが好ましい。
また、第 3の光ファイバ一 222は、コア 222a及びクラッド 222bを有している。第 3の 光ファイバ一 222は、軸線 52に対してほぼ平行に（± 5度の範囲内に）配置され、第 3のシングルモード光導波路 221に接着剤等により固定されて！、る。
第 3のシングルモード光導波路 221を省略して、マルチモード光導波路 230と第 3 の光ファイバ 222を直接接続した構成とすることもできる。ここで言う接続とは、光学 的に好適な結合が確保されておればよぐ間に接着剤、屈折率調整剤、充填剤、反 射防止膜等の他の物質が介在していてもよい。また、空間結合も可能である。
[0059] 1段目の光フィルタ 224及び 2段目の光フィルタ 226は、誘電体多層膜で形成され ていることが好ましい。本実施形態では、 1段目の光フィルタ 224は、波長 1. 55 /z m 帯の光及び波長 1. 31 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯の光を反射する B BF (Band Blocking Filter)である。 2段目の光フィルタ 226は、波長 1. 55 μ m帯の光 を透過し且つ波長 1. 3: m帯の光を反射する LPFである。 2段目のフィルタ 226は 、 1段目のフィルタ 224と同様、溝部 66に取付けられることが好ましい。
[0060] 次に、本発明による光合分波器の第 2の実施形態である MMI型光合分波器の動 作を説明する。
本発明による MMI型光合分波器の第 2の実施形態である MMI光合分波器の動 作は、概略的には、波長 1. 55 μ mの光が第 1の光ファイバ一 44から第 1のシングル モード光導波路 43を介してマルチモード光導波路 42に入射され、 1段目のフィルタ 224及び 2段目のフィルタ 226を透過して第 3のシングルモード光導波路 221を介し て第 3の光ファイバ一 222に伝搬されること、ミラー 48及び光フィルタ 50 (図 2参照） がそれぞれ、 2段目の光フィルタ 226及び 1段目の光フィルタ 224に変更されている こと以外、本発明による光反射器の第 2の実施形態である MMI型光反射器 40の動 作と同様である。従って、その説明を省略する。結果的には、第 1の光ファイバ一 44 又は第 2の光ファイバ一 46と第 3の光ファイバ一 222との間で 1つの波長の光の伝搬 が追カ卩される。
従って、 MMI光合分波器 220を、第 1の実施形態の光合分波器 200と同様に動作 させ、同様の用途に適用することができる。
[0061] 上述した MMI光合分波器 220では、波長 1. 55 mの光に対応する長さ L23及び 波長 1. 49 mの光に対応する長さ L21及び波長 1. 31 mの光に対応する長さ L2 2をそれぞれ独立に決定することができる。従って、各々の波長の光において挿入損 失が最小となるように、第 1〜第 3のマルチモード光導波路部 54, 56, 230のコアの 形状 (幅及び長さ）をそれぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通 信の性能を向上させることができる。
[0062] 〔光合分波器の第 3の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 3の実施形態を説明する。図 8は、本発明によ る光合分波器の第 3の実施形態である MMI (Multi Mode Interference)型光反射器 の概略平面図である。本実施形態の MMI型光合分波器 240は、上述した第 2の実 施形態の MMI型光合分波器 220の 1段目の光フィルタ 224、 2段目の光フィルタ 22 6及び第 2の光導波路部 56を光フィルタユニット 242として一体に形成し、上述した 第 2の実施形態の溝 64、及び端部又は段部 66等の代わりに、光フィルタユニット 24 2を受入れる、光フィルタ設置手段である溝 244等を設けたこと以外、第 2の実施形 態の MMI型光合分波器 220と同様の構成を有している。従って、第 2の実施形態の MMI型光合分波器 220と共通する構成要素には、同じ符号を付し、その説明を省 略する。
また、本発明による光合分波器の第 3の実施形態である MMI型光合分波器 240の 動作は、上述した第 2の実施形態である MMI型光合分波器 220の動作と同様であ るので、その説明を省略する。
従って、 MMI光合分波器 240を、第 1の実施形態の光合分波器 200と同様に動作 させ、同様の用途に適用することができる。
[0063] 上述した MMI光合分波器 220では、波長 1. 55 mの光に対応する長さ L23及び 波長 1. 49 mの光に対応する長さ L21及び波長 1. 31 mの光に対応する長さ L2 2をそれぞれ独立に決定することができる。従って、各々の波長の光において挿入損 失が最小となるように、第 1〜第 3のマルチモード光導波路部 54, 56, 230のコアの 形状 (幅及び長さ）をそれぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通 信の性能を向上させることができる。
[0064] 〔光合分波器の第 4の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 4の実施形態を説明する。図 9は、本発明によ る光合分波器の第 4の実施形態である方向性光結合器型光合分波器の概略図であ る。本実施形態では、例示として、波長 1. 55 mの光と、波長 1. 49 mの光と、波 長 1. 31 mの光を伝搬させる場合を説明する。
本発明による光合分波器の第 4の実施形態は、本発明による光反射器の第 4の実 施形態である方向性光結合器型光反射器 80のミラー 88 (図 4参照）を 2段目の光フ ィルタ 268 (図 9参照）に変更し、光結合器 82を 2段目の光フィルタ 268を越えて延長 し、延長した光結合器 82に第 3の光導波路 262及び第 4の光導波路 264を追加した こと以外、上記方向性光結合器型反射器 80と同様の構成を有している。従って、同 様の構成要素に同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0065] 図 9に示すように、方向性光結合器型光合分波器 260は、光伝搬領域である方向 性光結合器 82と、光結合器 82の一方の側に接続された第 1の光入出力手段である 第 1の光導波路 84及び第 2の光入出力手段である第 2の光導波路 86と、光結合器 8 2の他方の側に接続された第 3の光入出力手段である第 3の光導波路 262及び第 4 の光導波路 264と、第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86と第 3の光導波路 262 及び第 4の光導波路 264との間の光結合器 82に設けられた 1段目の光フィルタ 266 及び 2段目の光フィルタ 268とを有している。第 1の光結合路 94は、第 1の光導波路 84と第 4の光導波路 264と接続され、第 2の光結合路 96は、第 2の光導波路 86と第 3の光導波路 262に接続されて 、る。
光結合器 82は、第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86と 1段目の光フィルタ 26 6との間に配置された第 1の光結合器部 98と、 1段目の光フィルタ 266と 2段目の光フ ィルタ 268との間に配置された第 2の光結合器部 100と、 2段目の光フィルタ 268と第 3の光導波路 262との間に配置された第 3の光結合器部 270を含んでいる。
第 1の光導波路 84及び第 2の光導波路 86と光結合器 82との接合位置 102から第 3 の光導波路 262及び第 4の光導波路 264と光結合器 82との接合位置 107までの距 離 L43は、 2段の光フィルタを透過する光の波長（1. 55 m)の結合長であることが 好ましい。
第 3の光導波路 262及び第 4の光導波路 264はそれぞれ、マルチモード光導波路 82と一体に Si基板（図示せず)の上に積層式に形成されたコア 82aとクラッド 82bとを 有している。
[0066] 1段目の光フィルタ 266及び 2段目の光フィルタ 268は、誘電体多層膜で形成され ていることが好ましい。本実施形態では、 1段目の光フィルタ 266は、波長 1. 55 /z m 帯の光及び波長 1. 31 m帯の光を透過し且つ波長 1. 49 m帯の光を反射する B BF (Band Blocking Filter)である。 2段目の光フィルタ 268は、波長 1. 55 μ m帯の光 を透過し且つ波長 1. 31 /z m帯の光を反射する LPFである。
[0067] 次に、本発明による光合分波器の第 4の実施形態である方向性光結合器型光合分 波器の動作を説明する。
本発明による方向性光結合器型光合分波器 260の動作は、波長 1. 55 /z mの光が 第 1の光導波路 84から光結合器 82に入射され、 1段目の光フィルタ 266及び 2段目 の光フィルタ 268を透過して第 3の光導波路 262に伝搬されること、ミラー 88及び光 フィルタ 90の代わりにそれぞれ 2段目の光フィルタ 268及び 1段目の光フィルタ 266 を使用すること以外、本発明による光反射器の第 4の実施形態 80の動作と同様であ る。従って、その説明を省略する。結果的には、第 1の光導波路 84又は第 2の光導 波路 86と第 3の光導波路 262との間で 1つ波長の伝搬が追加される。
従って、方向性光結合器型光合分波器 260を、第 1の実施形態の光合分波器 200 と同様に動作させ、同様の用途に適用することができる。
[0068] 上述した方向性光結合器型光合分波器 260では、波長 1. 55 mの光に対応する 長さ L43及び波長 1. 49 mの光に対応する長さ L41及び波長 1. 31 mの光に対 応する長さ L42をそれぞれ独立に決定することができる。従って、各々の波長の光に おいて挿入損失が最小となるように、第 1〜第 3の光結合器部 98, 100, 270の形状 (幅及び長さ等)をそれぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通信 の性能を向上させることができる。
また、上記は光導波路型方向性光結合器について説明したが、 2本の光ファイバを 融着延伸して方向性光結合器を形成する光ファイバ融着型光ファイバ一の光結合 部に 2段の光フィルタを挿入することによつても同様の動作を実現することができる。
[0069] 〔光合分波器の第 5の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 5の実施形態を説明する。図 10は、本発明に よる光合分波器の第 5の実施形態である MMI型光合分波器の概略図である。本実 施形態では、例示として、波長 1. 65 mの光と、波長 1. 55 mの光と、波長 1. 49 μ mの光と、波長 1. 31 mの光を伝搬させる場合を説明する。
本発明による光合分波器の第 5の実施形態は、本発明による光反射器の第 5の実 施形態である MMI型光反射器 120のミラー 122を 3段目の光フィルタ 288 (図 10参 照）に変更し、光伝搬領域を 3段目の光フィルタ 288を越えて延長し、延長した光伝 搬領域に第 3の光入出力手段を追加したこと以外、本発明による光反射器の第 5の 実施形態である MMI型反射器と同様の構成を有している。従って、同様の構成要素 に同じ符号を付し、その説明を省略する。
[0070] 図 10に示すように、 MMI型光合分波器 280は、光伝搬領域であるマルチモード光 導波路 42と、マルチモード光導波路 42の一方の側に接続された第 1のシングルモ 一ド光導波路 43、第 1の光入出力手段である第 1の光ファイバ一 44、及び第 2の光 入出力手段である第 2のシングルモード光導波路 45、第 2の光ファイバ一 46と、マル チモード光導波路 42の他方の側に接続された第 3の光入出力手段である第 3のシン ダルモード光導波路 281、第 3の光ファイバ一 282と、第 1のシングルモード光導波 路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45と第 3のシングルモード光導波路 281と の間のマルチモード光導波路 42に設けられた 1段目の光フィルタ 284、 2段目の光 フイノレタ 286、及び 3段目の光フイノレタ 288とを有して!/、る。
マルチモード光導波路 42は、第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシング ルモード光導波路 45と 1段目の光フィルタ 284との間に配置された第 1のマルチモー ド光導波路部 128と、 1段目の光フィルタ 284と 2段目の光フィルタ 286との間に配置 された第 2のマルチモード光導波路部 130と、 2段目の光フィルタ 130と 3段目の光フ ィルタ 132との間に配置された第 3のマルチモード光導波路部 132と、 3段目の光フィ ルタ 288と第 3のシングルモード光導波路 281との間に配置された第 4のマルチモー ド光導波路部 290を含んで 、る。
第 1のシングルモード光導波路 43及び第 2のシングルモード光導波路 45とマルチ モード光導波路 42との接合位置 58から第 3のシングルモード光導波路 281とマルチ モード光導波路 42との接合位置 139までの距離 L54は、透過する光の波長（1. 65 μ m)の干渉周期の 1Z2であることが好ましい。
第 3のシングルモード光導波路 281は、マルチモード光導波路 42と共に Si基板（図 示せず）の上に積層式に形成されたコア 281aとクラッド 281bとを有し、コア 281a及 びクラッド 28 lbは、ポリマーで形成されることが好ましい。
また、第 3の光ファイバ一 282は、コア 282a及びクラッド 282bを有している。第 3の 光ファイバ一 282は、軸線 52に対してほぼ平行に（± 5度の範囲内に）配置され、第 3のシングルモード光導波路 281に接着剤等により固定されて 、る。
第 3のシングルモード光導波路 281を省略して、第 4の光導波路部 290と第 3の光 ファイバ 282を直接接続した構成とすることもできる。ここで言う接続とは、光学的に 好適な結合が確保されておればよぐ間に接着剤、屈折率調整剤、充填剤、反射防 止膜等の他の物質が介在していてもよい。また、空間結合も可能である。
[0072] 1段目の光フィルタ 284、 2段目の光フィルタ 286及び 3段目の光フィルタ 288は、 誘電体多層膜で形成されていることが好ましい。本実施形態では、 1段目の光フィル タ 284は、波長 1. 65 m帯の光、波長 1. 49 m帯の光及び波長 1. 31 m帯の 光を透過し且つ波長 1. 55 μ m帯の光を反射する BBF (Band Block Filter)である。 2 段目の光フィルタ 286は、波長 1. 65 m帯の光、波長 1. 31 m帯の光を透過し且 つ波長 1. 49 /z m帯の光を反射する BBFである。 3段目の光フィルタ 288は、波長 1 . 65 m帯の光を透過し且つ波長 1. 31 m帯の光を反射する LPFである。第 3の 光フィルタ 288は、溝 144等に設置されて 、ることが好ま U、。
[0073] 次に、本発明による光合分波器の第 5の実施形態である MMI型光合分波器の動 作を説明する。
本発明による MMI型光合分波器 280の動作は、概略的には、波長 1. 65 /z mの光 が第 1の光ファイバ一 44力も第 1のシングルモード光導波路 43を介してマルチモード 光導波路 42に入射され、 1段目の光フィルタ 284、 2段目の光フィルタ 286及び 3段 目の光フィルタ 288を透過して第 3のシングルモード光導波路 281を介して第 3の光 ファイバー 282に伝搬されること、ミラー 122及び光フィルタ 124, 126 (図 5参照）の 代わりに光フィルタ 284、 286, 288が使用されること以外、本発明による光反射器の 第 5の実施形態 120の動作と同様である。従って、その説明を省略する。結果的には 、第 1の光ファイバ一 44又は第 2の光ファイバ一 46と第 3の光ファイバ一 282との間 で 1つの波長の伝搬が追加される。
[0074] 上述した MMI型光合分波器 280では、波長 1. 65 mの光に対応する長さ L54及 び波長 1. 55 mの光に対応する長さ L51及び波長 1. 49 mの光に対応する長さ L52及び波長 1. 31 μ mの光に対応する長さ L53をそれぞれ独立に決定することが できる。従って、各々の波長の光において挿入損失が最小となるように、第 1〜第 4の マルチモード光導波路部 128, 130, 132, 290のコアの形状（幅及び長さ）をそれ ぞれ決定することも可能である。それにより、光波長多重通信の性能を向上させるこ とがでさる。
[0075] 〔光合分波器の第 6の実施形態〕 次に、本発明による光合分波器の第 6の実施形態を説明する。図 11は、本発明に よる光合分波器の第 6の実施形態である MMI型光合分波器の概略図である。第 6の 実施形態である MMI型光合分波器 300は、上述した第 2の実施形態である MMI型 光合分波器 220とほぼ同じ構成をしており、両者の相違点は、第 1の光結合器部 98 がその他の光結合器部に対して光の伝搬方向と垂直の方向にオフセットされている ことだけである。具体的には、第 1のマルチモード光導波路部 54の軸線 54aがその 他のマルチモード光導波路部即ち第 2及び第 3のマルチモード光導波路部 56、 230 の軸線 52に対して第 1のシングルモード光導波路 43側に距離 DOだけ横方向にオフ セットされている。従って、同様の構成要素に同じ符号を付し、その説明を省略する。 図 11において、第 1〜第 3のマルチモード光導波路部 54、 56、 230の幅をそれぞ れ Wl、 W2、 W3で指示し、マルチモード光導波路部 42との接合位置における第 1 〜第 3のシングルモード光導波路 43、 45、 221それぞれの軸線と第 2及び第 3のマ ルチモード光導波路部 56、 230の軸線 52との間の幅方向距離をそれぞれ Dl、 D2 、 D3で指示し、マルチモード光導波路部 42との接合位置における第 1〜第 3のシン グルモード光導波路 43、 45、 221の幅をそれぞれ WS1、 WS2、 WS3で指示した。 また、第 6の実施形態である MMI型光合分波器 300の動作は、第 2の実施形態で ある MMI型光合分波器 220と同様であるので、その説明を省略する。
〔光合分波器の第 7の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 7の実施形態を説明する。図 12は、本発明に よる光合分波器の第 7の実施形態である方向性光結合器型光合分波器の概略図で ある。第 7の実施形態である方向性光結合器型光合分波器 310は、上述した第 4の 実施形態である方向性光結合器型光合分波器 260とほぼ同じ構成をしており、両者 の相違点は、第 1の光結合器部 98がその他の光結合器部に対して光の伝搬方向と 垂直の方向にオフセットされていることだけである。具体的には、第 1の光結合器部 9 8の軸線 98aがその他の光結合器部即ち第 2及び第 3の光結合器部 100、 270の軸 線 92に対して第 1の光導波路 84側に横方向にオフセットされている。従って、同様 の構成要素に同じ符号を付し、その説明を省略する。
また、第 7の実施形態である光結合器型光合分波器 310の動作は、第 4の実施形 態である光結合器型光合分波器 260と同様であるので、その説明を省略する。
[0077] 〔光合分波器の第 8の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 8の実施形態を説明する。図 13は、本発明に よる光合分波器の第 8の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器の概略図である。 第 8の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器 320は、上述した第 1の実施形態で あるロッドレンズ型光合分波器 200とほぼ同じ構成をしており、両者の相違点は、第 1 のロッドレンズ 24がその他のロッドレンズに対して光の伝搬方向と垂直の方向にオフ セットされていることだけである。具体的には、第 1のロッドレンズ 24の軸線 24aがそ の他のロッドレンズ即ち第 2及び第 3のロッドレンズ 26、 210の軸線 22に対して第 1の 光ファイバ一 14側に横方向にオフセットされている。従って、同様の構成要素に同じ 符号を付し、その説明を省略する。
また、第 8の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器 320の動作は、第 4の実施 形態である光結合器型光合分波器 200と同様であるので、その説明を省略する。
[0078] 〔光合分波器の第 9の実施形態〕
次に、本発明による光合分波器の第 9の実施形態を説明する。図 14は、本発明に よる光合分波器の第 9の実施形態である MMI型光合分波器の概略図である。第 9の 実施形態である MMI型光合分波器 330は、上述した第 6の実施形態である MMI型 光合分波器 300とほぼ同じ構成をしており、両者の相違点は、マルチモード光導波 路部 42との接合位置 58における第 1及び第 3のシングルモード光導波路 43、 45の 幅が異なることである。従って、同様の構成要素に同じ符号を付し、その説明を省略 する。また、第 9の実施形態である MMI型光合分波器 330の動作は、第 6の実施形 態である MMI型光合分波器 300と同様であるので、その説明を省略する。
MMI型光合分波器 330の第 1のシングルモード光導波路 43の光の進行方向と直 交する幅は、光ファイバ一 44との接合箇所において WS laであり、マルチモード光導 波路部 42に向力つて大きくなり、マルチモード光導波路部 42との接合位置 58にお いて WSlbである。なお、光導波路 43は、幅 WS lbの幅の大きさに応じて、必ずしも 基本モードのみ励起するシングルモードではなくてもよぐ複数のモードが励起する マルチモード光導波路であってもよ 、。 [0079] 上述した MMI型光合分波器 330では、マルチモード光導波路 42に光学的に接続 される各シングルモード光導波路又はマルチモード光導波路 43、 45、 221のコアの 位置及び幅を変化させることによって、各シングルモード光導波路 43、 45、 221とマ ルチモード光導波路 42との間の光の伝搬又は結合効率を向上させることが可能で ある。
[0080] 〔実験例〕
次に、光導波路過剰損失を測定した実験例を説明する。以下の実験結果において 、デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル値の絶対値が大きいほど、光導波路過 剰損失が大きくなることを意味して 、る。
図 7に示す本発明の光合分波器の第 2の実施形態である MMI型光合分波器 220 について、光導波路過剰損失を測定した。波長 1. 49 mの光を第 1の光ファイバ一 44から 1段目の光フィルタ 224で反射させて第 2の光ファイバ一 46に伝搬させたとき の光導波路過剰損失は、 0. 2dBであった。また、波長 1. 31 mの光を第 2の光 ファイバー 46から 1段目の光フィルタ 224を透過させ、 2段目の光フィルタ 226で反射 させて第 1の光ファイバ一 44に伝搬させたときの光導波路過剰損失は、 -0. 7dBで あった。また、波長 1. 55 mの光を第 1の光ファイバ一 44から 1段目の光フィルタ 22 4及び 2段目の光フィルタ 226を透過させ、第 3の光ファイバ一 222に伝搬させたとき の光導波路過剰損失は、 0. 5dBであった。
これに対し、 2段目の光フィルタ 226を省略し 1段目の光フィルタ 224だけを残した 比較例において、光導波路過剰損失を測定した。比較例において、波長 1. 49 m の光及び波長 1. 31 mの光の両方を 1段目の光フィルタで反射させ、波長 1. 55 mの光を 1段目の光フィルタに透過させた場合、波長 1. 49 mの光を第 1の光フアイ バー 44から 1段目の光フィルタ 224で反射させて第 2の光ファイバ一 46に伝搬させ たときの光導波路過剰損失は、—0. 5dBであった。また、波長 1. 31 /z mの光を第 2 の光ファイバ一 46から 1段目の光フィルタ 224で反射させて第 1の光ファイバ一 44に 伝搬させたときの光導波路過剰損失は、 0. 8dBであった。また、波長 1. 55 /z mの 光を第 1の光ファイバ一 44から 1段目の光フィルタ 224を透過させ、第 3の光ファイバ 一 222に伝搬させたときの光導波路過剰損失は、—0. 9dBであった。 上記実験例の結果力 分力るように、 2段の光フィルタを用いて 2つの波長の光を 反射させる本願発明による光合分波器では、 1段のみの光フィルタを用いて 2つの波 長の光を反射させる比較例として示した従来の光合分波器よりも、光導波路過剰損 失を改善することができた。
[0081] 次に、図 11に示す光合分波器の第 6の実施形態である MMI型光合分波器 300の 実験例を説明する。使用した MMI型光合分波器 300における具体的な寸法は、 W 1 = 17. 2 μ ΐΆ, W2= 17. μ ΐΆ, W3 = 17. 2 πι、 Ι^21 = 257 πι、 L22 = 309 πι、 Ι^23 = 576 πι (Χ23— Ι^22 = 267 πι；)、 DO = 0. 8 ^ m, Dl = 5. 9 m、 D2=4. 2 μ ΐΆ, D3=4. 2 m、 WS1 =WS2=WS3 = 6. であった。また、 1 段目の光フイノレタ 224は、 1. 48 111カら1. 50 mの波長の光を反射し、 1. 26 /z m 力ら 1. 36 111及び1. 55 111カら1. 56 mの波長の光を透過する BBFであり、 2 段目の光フイノレタ 226ίま、 1. 26 111カら1. 36 mの波長の光を反射し 1. 55 力 1. 56 mの波長の光を透過する LPFを使用した。また、波長 1. 36 mの光は 、上述した説明とは逆に、第 2の光入出力手段 45、 46から入射して第 1の光入出力 手段 43、 44に伝搬させた。
[0082] この MMI型光合分波器 300は、次に説明するように作製したものである。
まず、 Si基板に、光ファイバ一を実装するための V字形断面の溝を加工し、基板上 面に SiOの膜を形成した。次に、クラッド材料としてフッ素化ポリイミドをスピンコーテ
2
イングすることによって、下部クラッド層を形成した。引き続いて、下部クラッド層の上 にコア材料としてクラッド材料に使用したフッ素の重合具合が異なるフッ素化ポリイミ ドをスピンコーティングすることによって、コア層を形成した。次いで、フォトリソグラフィ 、反応性イオンエッチングにより光導波路 42、 43、 45、 221をパターンユングした。 第 1及び第 2のシングルモード光導波路 43、 45が S字型の曲線形状をなし、第 3のシ ングルモード光導波路 221が直線形状をなすようにパターユングした。次いで、クラッ ド用のフッ素化ポリイミドをスピンコーティングすることによって、コア層を覆うように上 部クラッド層を形成した。コア層とクラッド層との比屈折率差は 0. 4%であり、コア層の 厚さは、 6. 5 mであった。次いで、ダイシンダカ卩ェにより 1段目及び 2段目の光フィ ルタ 224、 226を設置するための 2つの溝 64、 66を加工した。 2つの溝 64、 66は、互 いに平行に且つ軸 52を垂直に横切るように形成した。以上の加工を、 1つの Si基板 上で複数個の光合分波器 300について同時に行った。
次いで、光合分波器 300を個片形状に切り出した。この段階で、 Si基板は、光合分 波器 300の軸 52方向両側に延長しており、一方の延長部には、第 1及び第 2の光フ アイバ 44、 46を実装するための V字形断面の溝が配置され、他方の延長部には、第 3の光ファイバ 222を実装するための V字形断面の溝が配置されて 、る。これらの溝 は、その上に光ファイバ一を載せたときに、光ファイバ一 44, 46、 222のコア 44a、 4 6a、 222a力それぞれシングルモード光導波路 43、 45、 221のコア 43a、 45a, 221a と整列するように構成し、パッシブ実装を可能にした。 1段目及び 2段目の光フィルタ 224、 226をそれぞれ 2つの溝 64、 66に挿入し、接着剤で固定すると共に、光フアイ バー 43、 45、 221を V字形断面の溝にパッシブ実装し、それらを接着剤で固定した
[0083] 表 1は、上記光合分波器 300の光特性評価を行った結果である。表 1において、第 1の光入出力手段 43、 44を Cポートで表し、第 2の光入出力手段 45、 46を Oポート で表し、第 3の光入出力手段を Vポートで表している。上述したように、波長 1. 31 mの光は、 Oポートから Cポートに伝搬され、波長 1. 49 mの光は、 Cポートから Oポ ートに伝搬され、波長 1. 55 /z mの光は、 Cポートから Vポートに伝搬される。しかしな がら、入射された光が 100%そのように伝搬されることはなく（挿入損失)、他のポート に漏洩したり（クロストーク）、入射されたポートに戻ったりする（反射減衰量)。表 1に おいて、ポート欄に記載された左のポートから入射された光の強度に対する右のポ 一トに出射された光の強度の設計値及び実測値を、挿入損失、クロストーク及び反射 減衰量に区分して、デシベル単位で示した。設計値は、 3次元 BPM (ビーム伝搬法） の計算実験結果と光フィルタのコリメート光での測定値と別途測定した材料起因の伝 搬損失 0. 3〜0. 5dBZcmに光ファイバとシングルモード光導波路との典型的な結 合損失とを加味して求めた値である。
[0084] [表 1] 項目 波長 ポート 設計値 実測値 単位 β Π1 入射 出射 d B d B
1 . 3 1 〇 —— C 1 . 1 1 . 5 揷入損失 1 . 4 9 C —— ο 一 1 . 0 一 1 . 3
1 . 5 5 C —— V 一 0 . 9 一 1 . 2
1 . 3 1 〇 —— V - 5 9 - 6 7 ク ロス トーク 1 . 4 9 C —— V - 4 6 - 4 5
1 . 5 5 C —— ο - 3 4 - 2 9
1 . 3 1 ο —— ο - 3 8 - 4 7 反射減衰量 1 . 4 9 C —— C - 3 7
1 . 5 5 C —— C - 4 2 - 4 6
[0085] 挿入損失は、デシベル値が大き!/、ほど、即ち、デシベル値の絶対値が小さ!/、ほど 好ましぐクロストーク及び反射減衰量は、デシベル値が小さいほど、即ち、デシベル 値の絶対値が大きいほど好ましい。表 1から分力るように、測定値において、挿入損 失の絶対値は 1. 5dB以下、クロストークの絶対値は 29dB以上、反射減衰量の絶対 値は 35dB以上となり、良好な結果が得られた。
上記の結果から、作製した MMI型光合分波器をアクセス系システムに好適に用い ることができることを確認することができた。具体的には、家庭側では、 Cポートを局側 へ、 Oポートを ONU (Optical Network Unit)側へ、 Vポートを V(Video)— ONU側へ 接続することによって、また、局側では、 Cポートを家庭側へ、 Oポートを OLT (Optica 1 Line Terminator)側へ、 Vポートを V(Video)— OLT側へ接続することによって、作製 した MMI型光合分波器を 3波長多重 WDMシステム用の光合分波器として好適に 用!/、ることができる。
[0086] また、 Oポートから入射されて Cポートに出射される 1. 31 μ mの波長の光の反射減 衰量につ 、て、オフセット量 DOを 0 μ mとした場合と 0. 85 μ mとした場合とを比較す るシミュレーションを行った。このときの MMI型光合分波器 300の具体的な寸法は、 Wl = 17. 2 μ ι, W2 = 17. O ^ m, Ι^21 = 258 πι、 Ι^22 = 316 πι、 Dl = 5. 1 πι、 D2 =4. 9 ^ m, WS 1 =WS2 =WS3 = 6. であった。オフセット量 DOを 0 μ mとした場合、反射減衰量は 26dBであった力 オフセット量 DOを 0. 85 μ mと した場合、反射減衰量は 36dBとなり、オフセット量 DOを 0 mとした場合と比べて 、反射減衰量の絶対値を大きくすることができた。 [0087] 図 14に示す光合分波器の第 9の実施形態である MMI型光合分波器 330の実施 例を説明する。使用した MMI型光合分波器 320における具体的な寸法は、 Wl= W2=W3 = 30ium, Ε21 = 2425μ m, L22 = 2642. 5 m、 L23=4752. 5 ^ m 、D1 = 10. 6μ ί, D2=10. 3μ ι, D3 = 10. 3 ^ m, WSla=6. 2μ ι, WSlb = 10.6μ ί, WS2 = 6. 2μ ι, WS3 = 6. 2 πι、 ϋΟ = Ο πιであった。また、 1段 目の光フイノレタ 224は、 1.48 111カら1. 50 mの波長の光を反射し、 1. 26 m力 ら 1. 36 111及び1. 55 111カら1. 56 mの波長の光を透過する BBFであり、 2段 目の光フイノレタ 226ίま、 1. 26 111カら1. 36 mの波長の光を反射し 1. 55/zm力ら 1. 56 mの波長の光を透過する LPFを使用した。 1. 26 m力ら 1. 36 mの波長 の光は、第 2の光入出力手段 45、 46から入射して第 1の光入出力手段 43、 44に伝 搬させ、 1.48 111カら1. 50 mの波長の光は、第 1の光入出力手段 43、 44から入 射して第 2の光入出力手段 45、 46に伝搬させた。 1. 55/zm力ら 1. 56/zmの波長 の光は、第 1の光入出力手段 43、 44から入射して第 3の光入出力手段 221、 222に 伝搬させた。
[0088] 図 15は、上記寸法の MMI型光合分波器 330のリターンロスの波長依存性を示す グラフである。図 15に示すリターンロスは、波長 1. 26/ζπι〜1. 36 /zmの光を第 2の 光入出力手段 45、 46から入射させて第 1の光入出力手段に伝搬させたときに第 2の 光入出力手段 45、 46へ戻ってくる光の光量の入射光量に対する比である。第 1〜第 3のマルチモード光導波路 54、 56、 230の幅 Wl、 W2、 W3力 0 μ mである上記実 施 ί列と、幅 Wl、 W2、 W3力 17 μ mであり且つそれに応じて長さ L21、 L22、 L23を 調整した別の実施例とを比較した。図 15から分力るように、幅 Wl、 W2、 W3を大きく することによって、波長 1. 26/ζπι〜1. 36 mの光のリターンロスを少なくすることが できた。またリターンロスの波長依存性も小さくすることができた。
また、幅 Wl、 W2、 W3を大きくすることによって、 1段目の光フィルタ 224と 2段目の 光フィルタ 226との間隔を長くとることができるため、光フィルタ 224、 226の実装が容 易であった。
[0089] また、マルチモード光導波路 42へ光学的に接続する部分における第 1のシングル モード光導波路 43の幅 WSlbを 10.6 μ mとし第 2のシングルモード光導波路 45の 幅 WS2を 6. にした上記実施例と、幅 WSlb、 WS2が両方とも 6. である 別の実施例とを比較した。上記実施例のように幅 WSlbを大きくすることによって、第 2の光入出力手段 45、 46から入射して第 1の光入出力手段 43、 44に伝搬する 1. 2 6から 1. 36 mの波長の光の過剰損失を少なくすることができた。
[0090] 以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施の形態に限定され ることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、 それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは 、うまでもな 、。
上記実施形態では、波長 1. 49 111の光及び波長1. 31 mの光が両方とも第 1の 光入出力手段力も第 2の光入出力手段に伝搬される場合について説明したが、両波 長の光が両方とも、逆方向に、第 2の光入出力手段から第 1の光に入手力手段に伝 搬されても良いし、両波長の光が第 1の光入出力手段と第 2の光入出力手段との間 を互いに逆方向に伝搬されても良いし、両波長の光の伝搬方向が、時間の経過とと もに変ィ匕してもよい。
[0091] また、上述した本願発明の光合分波器の実施形態では、溝等の光フィルタ設置手 段に光フィルタを取付けた状態で説明したが、それに限らず、実際に商品として流通 している、光合分波器力も光フィルタを取外した光システムであっても、光フィルタを 取付ければ本願発明の光合分波器となるものも本発明の範囲内にある。
また、上記実施形態では、光フィルタとして LPF (Long wavelength Pass Filter)、 B BF (Band Blocking Filter)を使用したが、用途に応じて、 SPF (Short wavelength Pas s Filter)及び BPF (Band Pass Filter)を使用してもよい。
また、本発明の光反射器及び光合分波器の第 5の実施形態では、 3段の光フィルタ 一を用いて 3つの波長の光波長多重通信の例を示したが、 4段以上の光フィルター を用いて 4つ以上の波長の光波長多重通信を行ってもょ 、。
また、ミラー及び光フィルタは、溝、端部、段部に設置されてもよいし、光反射器又 は光合分波器として作用させるように、分離して形成された光伝搬領域の間に挟ん で接合することによって設置されてもょ 、。
[0092] また、上記実施形態では、光伝搬領域がロッドレンズ、マルチモード光導波路、方 向性光結合器である場合を説明したが、光伝搬領域が、フレネルレンズ等の集光素 子、グレーティング（回折格子）、マッハツエンダ干渉計であってもよい。 また、上述した実施形態では、光フィルタ又はミラーによって区分された光伝搬領 域の各部分が同一材料で形成されている場合を説明したが、少なくとも第 1のロッド レンズ 24又は第 1の光導波路部 54, 128が、伝搬する光の波長に応じた光の強度 分布を生じさせればよぐ光伝搬領域の他の各部分が別の材料で形成されていても よい。例えば、本願発明による光反射器及び光合分波器の第 1の実施形態において 、第 2のロッドレンズ 26を、ロッドレンズではなく空気等としてもよいし、本願発明による 光反射器及び光合分波器の第 2の実施形態において、第 2の光導波路部 56を、マ ルチモード光導波路ではなく空気等としてもよい。また、本願発明による光反射器及 び光合分波器の第 5の実施形態においても、第 2の光導波路部 130及び Z又は第 3 の光導波路部 132を、マルチモード光導波路ではなく空気等としてもよい。
[0093] また、上述した光ファイバ一の一部又は全部を光導波路に置き換えてもよいし、光 導波路の一部又は全部を光ファイバ一に置き換えてもよい。また、光導波路と光ファ ィバーが接続されて 、る場合、その 、ずれかを省略してもよ!/、。
また、これらの実施形態において、入射側の光ファイバ一を該当する波長の発光素 子に置き換えてもよいし、出射側の光ファイバ一を該当する波長の受光素子等に置 き換えてもよい。
[0094] また、光伝搬領域 12、 42、 82に対して第 1〜第 3の光入出力手段 14、 43、 84等が 配置される位置は、波長、光伝搬領域の寸法等に応じて定められることが好ましい。 また、光伝搬領域の各領域 (例えば、第 1〜第 3のマルチモード光導波路部 54、 56、 230)及び各光入出力手段の形状、寸法、相対位置等は、挿入損失、クロストーク及 び反射減衰量の設計に応じて定められることが好ましい。例えば、光合分波器の第 6 〜第 9の実施形態のように、第 1の光伝搬領域部 (マルチモード光導波路部 54、光 結合器部 98、ロッドレンズ 24)をその他の光伝搬領域の部分に対して横方向にオフ セットさせてもよいし、全ての光伝搬領域の部分を互いにオフセットさせても良い。ま た、例えば、シングルモード光導波路 43、 45、 221の幅 WS1、 WS2、 WS3、 WSla 、 WSlbが互いに異なっていてもよい。また、上記第 9の実施形態において、 WSlb を WSlaよりも大きくしたけれども、第 1のシングルモード光導波路 43とマルチモード 光導波路部 42との間の光の結合が向上すれば、 WSlbが WSlaよりも小さくなつて ちょい。
図面の簡単な説明
[図 1]本発明による光反射器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光反射器の概略 図である。
[図 2]本発明による光反射器の第 2の実施形態である MMI型光反射器の概略平面 図である。
[図 3]本発明による光反射器の第 3の実施形態である MMI型光反射器の概略平面 図である。
[図 4]本発明による光反射器の第 4の実施形態である方向性光結合器型光反射器の 概略平面図である。
[図 5]本発明による光反射器の第 5の実施形態である MMI型光反射器の概略平面 図である。
[図 6]本発明による光合分波器の第 1の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器の 概略図である。
[図 7]本発明による光合分波器の第 2の実施形態である MMI型光合分波器の概略 平面図である。
[図 8]本発明による光合分波器の第 3の実施形態である MMI型光合分波器の概略 平面図である。
[図 9]本発明による光合分波器の第 4の実施形態である方向性光結合器型光合分波 器の概略平面図である。
[図 10]本発明による光合分波器の第 5の実施形態である MMI型光合分波器の概略 平面図である。
[図 11]本発明による光合分波器の第 6の実施形態である MMI型光合分波器の概略 平面図である。
[図 12]本発明による光合分波器の第 7の実施形態である方向性光結合器型光合分 波器の概略平面図である。
[図 13]本発明による光合分波器の第 8の実施形態であるロッドレンズ型光合分波器 の概略図である。
[図 14]本発明による光合分波器の第 9の実施形態である MMI型光合分波器の概略 図である。
[図 15]第 9の実施形態である MMI型光合分波器のリターンロスを示すグラフである。
[図 16]従来技術の直線光導波路型光合分波器の概略平面図である。
[図 17]従来技術のマルチモード光導波路型光合分波器の概略平面図である。
[図 18]従来技術のロッドレンズ型光合分波器の概略図である。
符号の説明
10、 40、 70, 80、 120 光反射器
200、 220、 240, 260, 280、 300、 310、 320 光合分波器
12 ロッドレンズ
14、 44 第 1の光ファイバ一
43 第 1のシングルモード光導波路
16、 46 第 2の光ファイバ一
45 第 2のシングルモード光導波路
18、 48, 88. 122 ミラー
20、 50、 90、 124、 224、 266、 284 1段目の光フィルタ
42 マルチモード光導波路
82 光結合器
84 第 1の光導波路
86 第 2の光導波路
126、 206、 226、 268, 286 2段巨の光フィルタ
200、 220、 240, 260, 280 光合分波器
202、 222、 262、 282 第 3の光ファイノ一
221、 281 第 3のシングルモード光導波路
288 3段目の光フイノレタ
300、 310、 320、 330 光合分波器

Claims

請求の範囲
[1] 伝搬する光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、
前記光伝搬領域の一方の側に接続された第 1の光入出力手段及び第 2の光入出 力手段と、
前記光伝搬領域の他方の側に設けられたミラーと、
前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段と前記ミラーとの間の前記 光伝搬領域に設けられた光フィルタと、を有し、
前記光フィルタは、第 1の波長の光を反射し且つ第 2の波長の光を透過し、 前記ミラーは、前記第 2の波長の光を反射し、
前記第 1の光入出力手段と前記第 2の光入出力手段との間で、前記第 1の波長の 光及び前記第 2の波長の光が伝搬されることを特徴とする光反射器。
[2] 更に、前記光フィルタと前記ミラーとの間に設けられた少なくとも 1段の追加の光フィ ルタを有し、前記追加の光フィルタの各々は、それよりも前記第 1及び第 2の光入出 力手段の側にある光フィルタをすベて透過する所定の波長の光を反射し且つ前記第 2の波長の光を透過し、
前記第 1の光入出力手段と前記第 2の光入出力手段との間で、前記第 1の波長の 光、前記第 2の波長の光、及び前記所定の波長の光が伝搬されることを特徴とする 請求項 1又は 2に記載の光反射器。
[3] 前記光伝搬領域は、集光素子、グレーティング、マルチモード光導波路、マツハツ ェンダ干渉計、又は方向性光結合器で形成されることを特徴とする請求項 1又は 2の いずれか 1項に記載の光反射器。
[4] 前記光伝搬領域は、前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段とそ れに最も近い前記光フィルタとの間に、第 1の光伝搬領域部を構成し、
前記第 1の光伝搬領域部は、前記光伝搬領域のその他の部分に対して、光の伝搬 方向と垂直の方向にオフセットされて 、ることを特徴とする請求項 1〜3の 、ずれか 1 項に記載の光反射器。
[5] 伝搬する光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、
前記光伝搬領域の一方の側に接続された第 1の光入出力手段及び第 2の光入出 力手段と、
前記光伝搬領域の他方の側に接続された第 3の光入出力手段と、
前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段と前記第 3の光入出力手 段との間の前記光伝搬領域に設けられた少なくとも 2段の光フィルタを設置するため の光フィルタ設置手段と、を有することを特徴とする光システム。
[6] 前記光伝搬領域は、集光素子、グレーティング、マルチモード光導波路、マツハツ ンダ干渉計、又は方向性光結合器で形成されることを特徴とする請求項 5に記載 の光システム。
[7] 前記光伝搬領域は、前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段とそ れに最も近い前記光フィルタ設置手段との間に、第 1の光伝搬領域部を構成し、 前記第 1の光伝搬領域部は、前記光伝搬領域のその他の部分に対して、光の伝搬 方向と垂直の方向にオフセットされて 、ることを特徴とする請求項 5又は 6の 、ずれか
1項に記載の光システム。
[8] 前記光フィルタ設置手段は、前記光伝搬領域に設けられた溝であることを特徴とす る請求項 5〜7のいずれ力 1項に記載の光システム。
[9] 前記第 1、第 2、及び第 3の光入出力手段が、シングルモード光導波路であることを 特徴とする請求項 5〜8のいずれ力 1項に記載の光システム。
[10] 前記第 1及び第 2の光入出力手段がシングルモード光導波路で、前記第 3の光入 出力手段が光ファイバであることを特徴とする請求項 5〜8のいずれか 1項に記載の 光システム。
[11] 伝搬する光の波長に応じた光の強度分布を生じさせる光伝搬領域と、
前記光伝搬領域の一方の側に接続された第 1の光入出力手段及び第 2の光入出 力手段と、
前記光伝搬領域の他方の側に接続された第 3の光入出力手段と、
前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段と前記第 3の光入出力手 段との間の前記光伝搬領域に設けられた 2段の光フィルタと、を有し、
前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段の側の前記光フィルタは、 第 1の波長の光を反射し且つ第 2の波長の光及び第 3の波長の光を透過し、 前記第 3の光入出力手段の側の前記光フィルタは、前記第 2の波長の光を反射し 且つ前記第 3の波長の光を透過し、
前記第 1の光入出力手段と前記第 2の光入出力手段との間で、前記第 1の波長の 光及び前記第 2の波長の光が伝搬され、
前記第 1の光入出力手段又は前記第 2の光入出力手段と前記第 3の光入出力手 段との間で、前記第 3の波長の光が伝搬されることを特徴とする光合分波器。
[12] 更に、前記 2段の光フィルタの間に設けられた少なくとも 1段の追力卩の光フィルタを 有し、前記追加の光フィルタの各々は、それよりも前記第 1及び第 2の光入出力手段 の側にある光フィルタをすベて透過する所定の波長の光を反射し且つ前記第 2の波 長の光及び前記第 3の波長の光を透過し、
前記第 1の光入出力手段と前記第 2の光入出力手段との間で、前記第 1の波長の 光、前記第 2の波長の光、及び前記所定の波長の光が伝搬されることを特徴とする 請求項 11に記載の光合分波器。
[13] 前記光伝搬領域は、集光素子、グレーティング、マルチモード光導波路、マツハツ ェンダ干渉計、又は方向性光結合器で形成されることを特徴とする請求項 11又は 12 に記載の光合分波器。
[14] 前記光伝搬領域は、前記第 1の光入出力手段及び前記第 2の光入出力手段とそ れに最も近い前記光フィルタとの間に、第 1の光伝搬領域部を構成し、
前記第 1の光伝搬領域部は、前記光伝搬領域のその他の部分に対して、光の伝搬 方向と垂直の方向にオフセットされて 、ることを特徴とする請求項 11〜 13の 、ずれ 力 1項に記載の光合分波器。
[15] 前記第 1、第 2、及び第 3の光入出力手段が、シングルモード光導波路であることを 特徴とする請求項 11〜14のいずれか 1項に記載の光合分波器。
[16] 前記第 1及び第 2の光入出力手段がシングルモード光導波路で、前記第 3の光入 出力手段が光ファイバであることを特徴とする請求項 11〜14のいずれか 1項に記載 の光合分波器。
[17] 前記光フィルタは、更に、第 3の波長の光を透過し、
前記ミラーは、前記第 2の波長の光を反射し、第 3の波長を透過する第 2の光フィルタ であることを特徴とする請求項 1に記載の光反射器。
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